CN112283314B - 一种牙嵌差速器主、从动环传力齿的制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种牙嵌差速器主、从动环传力齿的制造方法，根据牙嵌差速器的结构参数，构建主动环的传力齿和从动环的传力齿的参数，数构建传力齿的齿角α、齿槽的槽角β以及传力齿的数量为X之间的计算模型，获得X、α以及β值，从而过现有牙嵌差速器的加工设备，在主动环和被动环上加工出传力齿和齿槽。本发明能够为牙嵌式差速器的主动环和从动环的传力齿的参数计算提供依据，快速方便的计算出不同结构参数的牙嵌式差速器的传力齿的数量、齿的角度以及齿槽的角度，有利于主动环和从动环制造，适应性强，为多种结构参数的牙嵌式差速器的设计提供了便捷，保证了牙嵌式差速器的有效工作。

Description

一种牙嵌差速器主、从动环传力齿的制造方法
技术领域
本发明涉及牙嵌差速器技术领域，具体涉及一种牙嵌差速器主、从动环传力齿的制造方法。
背景技术
牙嵌式差速器是一种自锁式差速器，它主要由主动环、从动环、中心环、消声环、卡环、弹簧、垫圈、等组成，可在车辆直行过程中根据车轮所受阻力将大部分甚至全部扭矩分配给单侧车轮，极大程度地提高了车辆的通过性。
而在主动的两侧和从动环的一侧上都设有传力齿，而在现有技术中为避免主动环与从动环之间在传递扭矩时脱离啮合以及快转侧从动环超前转动时慢转侧从动环产生轴向位移，常常将传力齿制成倒梯形齿；
为了实现牙嵌式差速器的工作，其在运转的过程中涉及到从动环上的传力齿与主动环上的传力齿的扣合和脱离，而这种脱离和扣合需要对传力齿的参数进行合理的确定才能够实现，若其参数不合理，则无法实现牙嵌式差速器的工作。
另外在现有技术中牙嵌式差速器的体积一般较为统一，其梯形齿的齿数一般取值为18，并对应有具体的齿顶角和齿槽的槽顶角；而当牙嵌式差速器体积过小或者过大时，其18个传力齿的数量则就无法满足
发明内容
针对上述存在的技术不足，本发明的目的是提供一种牙嵌差速器主、从动环传力齿的制造方法，其针对牙嵌式差速器的工作原理，能够实现不同尺寸的牙嵌式差速器的传力齿的参数确定，进而设计出不同结构参数的牙嵌式差速器的传力齿的数量、齿的角度以及齿槽的角度。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
本发明提供一种牙嵌差速器主、从动环传力齿的制造方法，包括如下步骤：
S1：根据牙嵌差速器的结构参数，构建主动环的传力齿和从动环的传力齿的参数，其中参数具体如下：
1)传力齿的数量为X，传力齿呈周向均匀分布在主动环的两侧和从动环的一侧；
2)传力齿的齿角β，其是传力齿远离主动环或者从动环端面对应的角度；
3)齿槽的槽角α，为相邻的两个传力齿的齿顶端面之间的夹角；
S2：根据上述参数构建α与β的计算模型：
Figure GDA0003153791180000021
Figure GDA0003153791180000022
其中，
Figure GDA0003153791180000023
为传力齿的单侧空行程，Y为预设余量系数，用于在发生差速时，主动环的传力齿与从动环的齿槽能够扣合；
S3：根据上述公式计算出β与X的关系或者α与X的关系；
S4：根据牙嵌差速器的结构参数，给定出X的具体数值，获得β的值和α的值，然后通过现有牙嵌差速器的加工设备，在主动环和被动环上加工出传力齿和齿槽。
优选地，所述传力齿为矩形齿或者梯形齿。
优选地，所述传力齿远离所述主动环或者从动环的端面开设有倒角。
优选地，预设余量系数Y的范围在1/4-1/3之间。
本发明的有益效果在于：
本发明能够为牙嵌式差速器的主动环和从动环的传力齿的参数计算提供依据，快速方便的计算出不同结构参数的牙嵌式差速器的传力齿的数量、齿的角度以及齿槽的角度，有利于主动环和从动环制造，适应性强，为多种结构参数的牙嵌式差速器的设计提供了便捷，保证了牙嵌式差速器的有效工作。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为现有技术中的牙嵌差速器的结构示意图(部分爆炸)；
图2为现有技术中的牙嵌差速器的主动环的立体图；
图3为现有技术中的牙嵌差速器的主动环的平面图；
图4为现有技术中的牙嵌差速器的从动环的立体图；
图5为现有技术中的牙嵌差速器的主动环的平面图；
图6为本实施例给出的一种主动环的参数图；
图7为本实施例给出的一种从动环的参数图；
图8为传力齿为梯形齿的示意图；
图9为传力齿位于齿槽中间的示意图；
图10为其中一个从动齿转动2.75°时的示意图；
图11为其中一个从动齿转动7.75°时的示意图；
图12为其中一个从动齿转动12.75°时的示意图；
图13为其中一个从动齿转动17.75°时的示意图。
附图标记说明：
1-主动环，2-从动环，3-中心环，4-弹簧、01-传力齿。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例：
本发明提供了一种牙嵌差速器主、从动环传力齿的制造方法，具体如下：
S1：根据牙嵌差速器的结构参数，构建主动环1的传力齿01和从动环2的传力齿01的参数，其中参数具体如下：
1)传力齿01的数量为X，传力齿01呈周向均匀分布在主动环1的两侧和从动环2的一侧；
2)传力齿01的齿角β，其是传力齿01远离主动环1或者从动环2端面对应的角度；
3)齿槽的槽角α，为相邻的两个传力齿01的齿顶端面之间的夹角；
S2：根据上述参数构建α与β的计算模型：
Figure GDA0003153791180000041
Figure GDA0003153791180000042
其中，
Figure GDA0003153791180000043
为传力齿的单侧空行程，Y为预设余量系数，且Y<1，用于在发生差速时，主动环1的传力齿01与从动环2的齿槽能够扣合；
S3：根据上述公式(1)和(2)计算出β与X的关系；
S4：根据牙嵌差速器的结构参数，给定出X的具体数值，获得β的值和α的值，然后通过现有牙嵌差速器的加工设备，在主动环1和被动环2上加工出传力齿01和齿槽。
具体的，以Y取值1/4计算：
Figure GDA0003153791180000044
Figure GDA0003153791180000045
计算出
Figure GDA0003153791180000046
以现有技术中常使用的传力齿01的齿数来计算，X取值18，从而得到β<8.33°；
以Y取值1/3计算，X取值18，从而得到β<7.77°；
具体如图6和图7所示，我们以此给出了一个具体的传力齿01的参数以及主动环1、从动环2的一些尺寸，即β取值7.25°，α取值12.75°。
牙嵌差速器的传力齿可以是矩形齿或者梯形齿，但在实际制造的过程中，往往都是采用梯形齿，如图8所示；
需要注意的是，本实施例中所述的根据牙嵌差速器的结构参数，是指牙嵌差速器整体大小，也即根据主动环1和从动环2的大小来确定X的值，例如图6和图7所示，该种尺寸的主动环1和从动环2适合采用18个齿，也适合采用20个齿，但是不适合采用小于10个齿；同样采用18个齿，若如图6和图7的主动环1和从动环2的尺寸扩大了5倍，采用18个齿也不合适，因此在本实施例中，对于X的取值需要根据经验结合主动环1和从动环2的大小进行确定，例如可以参考齿轮齿数的确定方式；
此外在牙嵌差速器传动的过程中，要保证从动环2的传动齿01与主动环1上的传动齿01产生脱离和扣合，同时传动齿01不能像齿轮那样与齿槽完全啮合，其在扣合是需要有余量的，以保证传动齿01能够落入齿槽内，即要保证传力齿01位于齿槽内时，传力齿01的两侧都能够在齿槽内产生空行程，这个行程为α-β，以保证传力齿01能够落入齿槽内，同时还要保证在从动环2相对于主动环1转动一定角度后也能够重新扣合而同步转动，因此还需要设定一个余量，即Y*(α+β)，若没有这个余量，而正好扣合时，很可能会由于速度过快和惯性等因素而无法扣合，以α+β＝20°为例，没有余量的话，则从动环2转动20度正好扣合在主动环1的齿槽内，因此在此设定一个预设余量系数Y是必须的；
以Y取值1/4和图6和图7的尺寸为例：
此时α+β＝20°，α＝12.75°，β＝7.25°，预设余量的角度则为Y*(α+β)＝5°，即当产生相对转动时，以图9中扣合的状态为初始状态(传力齿位于齿槽中间)，其中都以图9至图13中下方的从动环为例；
①从动环先转动
Figure GDA0003153791180000061
在不考虑从动环轴向位移的情况下，两个传力齿正好抵紧在一起，如图10所示；
②接着再从动环转动(1-Y)*(α+β)，即3/4*20°＝15°时，则从动环的传动齿与主动环的传动齿正好重新扣合，而在未转动15°此期间，二者都是脱离的，即在图11中转动2.75°+5°、图12中转动2.75°+5°+5°二者脱离，在图13中转动2.75°+5°+5°+5°时重新扣合，即实现在从动环转动一定角度后能够重新回位的状态，因此可以看出其能够实现顺利的脱离和扣合，即不会使得牙嵌差速器在重新传动时从动环无法重新扣合而打滑的状态。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (4)

1.一种牙嵌差速器主、从动环传力齿的制造方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1：根据牙嵌差速器的结构参数，构建主动环的传力齿和从动环的传力齿的参数，其中参数具体如下：
1)传力齿的数量为X，传力齿呈周向均匀分布在主动环的两侧和从动环的一侧；
2)传力齿的齿角β，其是传力齿远离主动环或者从动环端面对应的角度；
3)齿槽的槽角α，为相邻的两个传力齿的齿顶端面之间的夹角；
S2：根据上述参数构建α与β的计算模型：
Figure FDA0003153791170000011
Figure FDA0003153791170000012
其中，
Figure FDA0003153791170000013
为传力齿的单侧空行程，Y为预设余量系数，用于在发生差速时，主动环的传力齿与从动环的齿槽能够扣合；
S3：根据上述公式(1)和(2)计算出β与X的关系或者α与X的关系；
S4：根据牙嵌差速器的结构参数，给定出X的具体数值，获得β的值和α的值，然后通过现有牙嵌差速器的加工设备，在主动环和被动环上加工出传力齿和齿槽。
2.如权利要求1所述的一种牙嵌差速器主、从动环传力齿的制造方法，其特征在于，所述传力齿为矩形齿或者梯形齿。
3.如权利要求1或2所述的一种牙嵌差速器主、从动环传力齿的制造方法，其特征在于，所述传力齿远离所述主动环或者从动环的端面开设有倒角。
4.如权利要求1所述的一种牙嵌差速器主、从动环传力齿的制造方法，其特征在于，预设余量系数Y的范围在1/4-1/3之间。
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