CN113090732A - 一种差速器的锁止结构 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种差速器的锁止结构，该锁止结构包括电磁离合器，电磁离合器套设在差速器一侧的输出半轴上；其中，电磁离合器包括活动锁止盘和固定锁止盘；固定锁止盘与差速器壳体固定连接，活动锁止盘和固定锁止盘上分别设有能相互啮合的活动端面齿和固定端面齿；活动锁止盘仅轴向滑动地套设在输出半轴上，电磁离合器通电后驱动活动锁止盘轴向移动，通过活动端面齿和固定端面齿啮合，使输出半轴与差速器壳体锁止，实现差速器的两个输出半轴和差速器壳体同转速。该锁止结构具有稳定性好、可控性强，以及使用寿命长的优点。

Description

一种差速器的锁止结构
技术领域
本发明属于差速器技术领域，特别涉及一种差速器的锁止结构。
背景技术
汽车差速器是一种能够使左、右(或前、后)驱动轮实现以不同转速转动的机构，主要由左右半轴齿轮、两个行星齿轮及齿轮架组成。其功用是当汽车转弯行驶或在不平路面上行驶时，使左右车轮以不同转速滚动，即保证两侧驱动车轮作纯滚动运动。在汽车遇到泥泞和非常恶劣的路面时，会出现一边轮胎打滑，另一边轮胎不转动的问题，但由于差速器的工作原理，使得差速器两侧的半轴分配到等量的转矩，致使汽车就没有足够的牵引力来摆脱困境。
发明内容
针对上述问题，本发明公开了一种差速器的锁止结构，以克服上述问题或者至少部分地解决上述问题。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
本发明公开一种差速器的锁止结构，所述锁止结构包括电磁离合器，所述电磁离合器套设在所述差速器一侧的输出半轴上；其中，
所述电磁离合器包括活动锁止盘和固定锁止盘；所述固定锁止盘与差速器壳体固定连接，所述活动锁止盘和所述固定锁止盘上分别设有能相互啮合的活动端面齿和固定端面齿；
所述活动锁止盘仅轴向滑动地套设在所述输出半轴上，所述电磁离合器通电后驱动所述活动锁止盘轴向移动，通过所述活动端面齿和所述固定端面齿啮合，使所述输出半轴与所述差速器壳体锁止，实现所述差速器两侧的输出半轴和所述差速器壳体同转速。
进一步地，所述输出半轴上设有外花键，所述活动锁止盘上设有与所述外花键配合的内花键。
进一步地，所述电磁离合器为自保持电磁离合器，所述自保持离合器分别利用弹性件或磁钢自保持，在保持分离状态和接合状态时无需通电；
所述自保持电磁离合器适于：
当所述自保持电磁离合器处于接合状态时，所述活动端面齿和所述固定端面齿处于分离状态，差速器正常工作，当电磁离合器反向通电后而处于分离状态时，所述活动端面齿和所述固定端面齿啮合，所述输出半轴与所述差速器壳体锁止；或，
当所述自保持电磁离合器处于分离状态时，所述活动端面齿和所述固定端面齿处于分离状态，差速器正常工作，当电磁离合器反向通电后而处于接合状态时，所述活动端面齿和所述固定端面齿啮合，所述输出半轴与所述差速器壳体锁止。
进一步地，所述锁止结构还包括位置传感器，所述位置传感器设置在所述活动锁止盘外侧，用于感应所述活动锁止盘的位置，监测所述电磁离合器的状态。
进一步地，所述电磁离合器还包括衔铁盘、磁轭和弹性件；
所述衔铁盘上设置有若干个磁钢，所述磁轭上设置有若干个铁芯，各所述铁芯上设置有线圈；所述衔铁盘与所述磁轭对应设置，所述铁芯与所述磁钢对应设置；所述弹性件设置在所述衔铁盘和所述磁轭之间用于保持所述衔铁盘处于和所述磁轭的分离位置或接合位置；
所述活动锁止盘外周上固定套设有轴承，所述衔铁盘固定套设在所述轴承的外周上。
进一步地，所述铁芯和所述磁钢单个呈现或以组合的形式呈现；
各所述线圈之间采用如下方式进行连接：并联、串联或分组串并联。
进一步地，所述磁轭内均布多个所述铁芯，所述铁芯的数量与所述磁钢的数量相同且位置上一一对应，对应的各所述铁芯与所述磁钢在同一轴线上。
进一步地，所述磁钢顶端面为矩形、正方形、三角形或圆形；
所述衔铁盘上设有磁钢槽，所述磁钢通过灌胶或注塑方式固定在所述磁钢槽内。
进一步地，所述磁轭上设置有减震垫，所述减震垫用于定位，使所述衔铁盘与所述磁轭之间保持间隙，所述减震垫还用于减震和降低噪声。
进一步地，所述固定锁止盘与所述差速器壳体之间通过螺钉或螺栓固定连接；或，
所述固定锁止盘与所述差速器壳体一体制造。
本发明的优点及有益效果是：
本发明的锁止结构中，通过在差速器一侧的输出半轴上套设电磁离合器，该电磁离合器包括仅能在输出半轴上轴向滑动的活动锁止盘和与差速器壳体固定连接的固定锁止盘，电磁离合器在通电后驱动活动锁止盘轴向移动，通过活动锁止盘上的活动端面齿和固定锁止盘上的固定端面齿啮合，使输出半轴与差速器壳体锁止，进而实现差速器两侧的输出半轴和差速器壳体同转速；该锁止结构具有稳定性好、可控性强，以及使用寿命长的优点。
附图说明
通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：
图1为本发明的一个实施例中一种差速器的锁止结构的轴向截面图；
图2为本发明的一个实施例中另一种差速器的锁止结构的轴向截面图。
图中：1、输出半轴；2、活动锁止盘；3、固定锁止盘；4、差速器壳体；5、活动端面齿；6、固定端面齿；7、外花键；8、位置传感器；9、衔铁盘；10、磁轭；11、弹性件；12、磁钢；13、铁芯；14、线圈；15、轴承；16、行星齿轮；17、行星齿轮轴；18、半轴齿轮。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明具体实施例及相应的附图对本发明技术方案进行清楚、完整的描述。显然，所描述的实施例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。
以下结合附图，详细说明本发明各实施例提供的技术方案。
本发明一个实施例中公开一种差速器的锁止结构，如图1-2所示，该锁止结构包括电磁离合器，该电磁离合器的具体类型不限。且该电磁离合器套设在差速器一侧的输出半轴1上，该输出半轴既可为左侧输出半轴或也可为右侧输出半轴，左侧输出半轴和右侧输出半轴可分别与汽车的左右轮胎连接。
其中，差速器包括差速器壳体4以及设置在差速器壳体4内的两个行星齿轮16和两个半轴齿轮18，两个行星齿轮16套设在行星齿轮轴17上，两个半轴齿轮18分别套设在两个输出半轴1上，行星齿轮16和半轴齿轮18间相互啮合。
具体的，电磁离合器包括活动锁止盘2和固定锁止盘3；固定锁止盘3间隙配合地套设在输出半轴1上，且与差速器壳体4固定连接，活动锁止盘2和固定锁止盘3上分别设有能相互啮合的活动端面齿5和固定端面齿6。
活动锁止盘2仅轴向滑动地套设在输出半轴1上，可随该输出半轴1同步转动，且电磁离合器的电磁吸合部分通电后驱动活动锁止盘2沿着输出半轴1轴向移动，通过活动端面齿5和固定端面齿6啮合，使输出半轴1与差速器壳体4锁止，实现差速器两侧的输出半轴1和差速器壳体4同转速。
进一步的，当差速器一侧的输出半轴1与差速器壳体4锁止时，该输出半轴1与行星齿轮轴17相对静止，由于行星齿轮16与半轴齿轮18啮合的作用，使另一侧的输出半轴1与行星齿轮轴17也相对静止，进而实现两个输出半轴1的相同转速。
综上，本实施的锁止结构是通过电磁离合器通电，使活动锁止盘2上的活动端面齿5和固定锁止盘3上的固定端面齿6啮合，实现输出半轴1与差速器壳体4的相对固定，活动锁止盘2在轴向移动以及与固定锁止盘3啮合固定时能够均匀受力，特别是在差速器壳体4带动活动锁止盘2和固定锁止盘3高速转动时，该锁止结构更为稳定，使用寿命更长。
并且，由于该锁止结构通过电磁离合器通断电进行控制，具有极强的可控性。
在一个优选的实施方式中，如图1-2所示，输出半轴1上设有外花键7，活动锁止盘2上设有与外花键7配合的内花键。其中，输出半轴1上的外花键7可以是外凸的外花键，也可以是内凹的外花键。当外花键7为内凹的外花键时，输出半轴1的一端较细，便于活动锁止盘2套设到该外花键7处，使得同步转动连接更加稳定。
在一个具体实施方式中，电磁离合器优选为自保持电磁离合器，自保持电磁离合器具有双稳态功能，分别利用弹性件或磁钢自保持，无需持续通电就可实现和常闭两种状态，分离状态和接合状态下无需消耗任何形式的能量。
所述自保持电磁离合器适于：
如图1所示，当自保持离合器处于接合状态时，活动端面齿5和固定端面齿6处于分离状态，差速器正常工作，两个输出半轴1可实现不同转速，当电磁离合器处于反向通电而处于分离状态时，活动端面齿5和固定端面齿6啮合，输出半轴1与差速器壳体4锁止，两个输出半轴1为相同转速。
或者，如图2所示，当自保持离合器处于分离状态时，活动端面齿5和固定端面齿6处于分离状态，差速器正常工作，两个输出半轴1可实现不同转速，当电磁离合器处于反向通电而处于接合状态时，活动端面齿5和固定端面齿6啮合，输出半轴1与差速器壳体4锁止，两个输出半轴1为相同转速。
由于自保持电磁离合器在分离状态与吸合状态无需通电，耗能小，发热少，使用寿命长，因此本实施例中的锁止结构在进行输出半轴1与差速器壳体4锁止时，耗能少，且稳定性好。
在一个优选的实施例中，如图1-2所示，锁止结构还包括位置传感器8，位置传感器8设置在活动锁止盘2外侧，用于感应活动锁止盘2的位置，监测电磁离合器的状态。即使电磁离合器失效时，也能通过位置传感器8确定电磁离合器状态。位置传感器8优选为光电传感器，可设置在电磁离合器的壳体上。
在一个或一些实施例中，如图1-2所示，自保持电磁离合器还包括衔铁盘9、磁轭10和弹性件11；磁轭10与电磁离合器的壳体固定连接。衔铁盘9可设置在磁轭10与活动锁止盘2之间，也可以设置在磁轭10远离活动锁止盘2的一侧。
衔铁盘9上设置有若干个磁钢12，磁轭10上设置有若干个铁芯13，各铁芯13上设置有线圈14，线圈14通电可以产生磁力；其中铁芯13和磁钢12的数量可以根据需要进行设置。衔铁盘9与磁轭10对应设置，两者的轴心在一条直线上，铁芯13与磁钢12对应设置，便于铁芯13与磁钢12相互吸合；弹性件11设置在衔铁盘9和磁轭10之间用于保持衔铁盘9处于和磁轭10的分离位置或接合位置；弹性件11的一端与衔铁盘9连接，另一端与磁轭10或电磁离合器壳体连接，弹性件11优选为弹簧或弹簧包。
活动锁止盘2外周上固定套设有轴承15，衔铁盘9固定套设在轴承15的外周上，使衔铁盘9不会随着输出半轴1的旋转而转动。
本实施例中，若干个铁芯13独立设置，可以使磁感应线相对于磁钢12更为集中和密集，电-磁转化率更高，根据同极相斥、异极相吸原理，使得线圈14在正向通电和反向通电时，电磁力会有很大的差值，从而实现衔铁盘9与磁轭10分离或吸合。
优选地，铁芯13和磁钢12单个呈现或以组合的形式呈现；铁芯13和磁钢12以单个的形式均匀或对称性分布，当然，铁芯13和磁钢12也可以以组合的形式均匀或对称性分布，例如以两个为一组进行分布，或者三个一组形成三角形等。
各线圈14之间采用如下方式进行连接：并联、串联或分组串并联。各线圈14可以采用串联的方式进行连接，各线圈14也可以采用并联的方式进行连接，各线圈14还可以采用串并联的方式进行连接，例如选取多个线圈14串联为一组，再将已串联好的若干组线圈14进行并联。
在一个实施例中，如图1-2所示，磁轭10内均布多个铁芯13，铁芯13的数量与磁钢12的数量相同且位置上一一对应，对应的各铁芯13与磁钢12在同一轴线上，便于铁芯13与磁钢12进行吸合。
优选地，磁钢12顶端面为矩形、正方形、三角形或圆形；当然也可以为其他形状。
衔铁盘9上设有磁钢槽，磁钢12通过灌胶或注塑方式固定在磁钢槽内，当然也可以通过其他方式进行固定。
在一个实施例中，磁轭10外圆周上设置有减震垫，减震垫可以是多个，可均匀和/或对称设置，减震垫用于定位，使衔铁盘9与磁轭10之间保持间隙，减震垫还用于减震和降低噪声。减震垫一方面可避免衔铁盘9与磁轭10在吸合时的直接撞击；另一方面，在电磁离合器吸合时保证衔铁盘9与磁轭10之间有一定的间隙，减小传动时产生的震动。
在一个实施例中，固定锁止盘3与差速器壳体4之间通过螺钉或螺栓固定连接。
在一个优选实施例中，如图1-2所示，固定锁止盘3与差速器壳体4一体制造，在加强了固定锁止盘3以及差速器壳体4强度的同时，使整体结构更为简单。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，在本发明的上述教导下，本领域技术人员可以在上述实施例的基础上进行其他的改进或变形。本领域技术人员应该明白，上述的具体描述只是更好的解释本发明的目的，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种差速器的锁止结构，其特征在于，所述锁止结构包括电磁离合器，所述电磁离合器套设在所述差速器一侧的输出半轴上；其中，
所述电磁离合器包括活动锁止盘和固定锁止盘；所述固定锁止盘与差速器壳体固定连接，所述活动锁止盘和所述固定锁止盘上分别设有能相互啮合的活动端面齿和固定端面齿；
所述活动锁止盘仅轴向滑动地套设在所述输出半轴上，所述电磁离合器通电后驱动所述活动锁止盘轴向移动，通过所述活动端面齿和所述固定端面齿啮合，使所述输出半轴与所述差速器壳体锁止，实现所述差速器两侧的输出半轴和所述差速器壳体同转速。
2.根据权利要求1所述的锁止结构，其特征在于，所述输出半轴上设有外花键，所述活动锁止盘上设有与所述外花键配合的内花键。
3.根据权利要求1所述的锁止结构，其特征在于，所述电磁离合器为自保持电磁离合器，所述自保持离合器分别利用弹性件或磁钢自保持，在保持分离状态和接合状态时无需通电；
所述自保持电磁离合器适于：
当所述自保持电磁离合器处于接合状态时，所述活动端面齿和所述固定端面齿处于分离状态，差速器正常工作，当电磁离合器反向通电后而处于分离状态时，所述活动端面齿和所述固定端面齿啮合，所述输出半轴与所述差速器壳体锁止；或，
当所述自保持电磁离合器处于分离状态时，所述活动端面齿和所述固定端面齿处于分离状态，差速器正常工作，当电磁离合器反向通电后而处于接合状态时，所述活动端面齿和所述固定端面齿啮合，所述输出半轴与所述差速器壳体锁止。
4.根据权利要求1-3任一项所述的锁止结构，其特征在于，所述锁止结构还包括位置传感器，所述位置传感器设置在所述活动锁止盘外侧，用于感应所述活动锁止盘的位置，监测所述电磁离合器的状态。
5.根据权利要求4所述的锁止结构，其特征在于，所述电磁离合器还包括衔铁盘、磁轭和弹性件；
所述衔铁盘上设置有若干个磁钢，所述磁轭上设置有若干个铁芯，各所述铁芯上设置有线圈；所述衔铁盘与所述磁轭对应设置，所述铁芯与所述磁钢对应设置；所述弹性件设置在所述衔铁盘和所述磁轭之间用于保持所述衔铁盘处于和所述磁轭的分离位置或接合位置；
所述活动锁止盘外周上固定套设有轴承，所述衔铁盘固定套设在所述轴承的外周上。
6.根据权利要求5所述的锁止结构，其特征在于，所述铁芯和所述磁钢单个呈现或以组合的形式呈现；
各所述线圈之间采用如下方式进行连接：并联、串联或分组串并联。
7.根据权利要求5所述的锁止结构，其特征在于，所述磁轭内均布多个所述铁芯，所述铁芯的数量与所述磁钢的数量相同且位置上一一对应，对应的各所述铁芯与所述磁钢在同一轴线上。
8.根据权利要求5所述的锁止结构，其特征在于，所述磁钢顶端面为矩形、正方形、三角形或圆形；
所述衔铁盘上设有磁钢槽，所述磁钢通过灌胶或注塑方式固定在所述磁钢槽内。
9.根据权利要求5所述的锁止结构，其特征在于，所述磁轭上设置有减震垫，所述减震垫用于定位，使所述衔铁盘与所述磁轭之间保持间隙，所述减震垫还用于减震和降低噪声。
10.根据权利要求1所述的锁止结构锁止结构，其特征在于，所述固定锁止盘与所述差速器壳体之间通过螺钉或螺栓固定连接；或，
所述固定锁止盘与所述差速器壳体一体制造。
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