CN113187869A - 电磁吸盘式摩擦限滑差速器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电磁吸盘式摩擦限滑差速器，属于差速器技术领域，其右半轴齿轮与差速器壳体之间依次设有限滑摩擦副、限滑致动器、前导摩擦副，还包括前导致动组件，所述前导致动组件包括若干个推杆以及电磁离合器、吸盘，电磁离合器和吸盘设于差速器壳体外，若干个推杆穿设于差速器壳体的右端盖中，吸盘与右端盖之间设置复位弹簧；电磁离合器的通电可吸引吸盘向左移动而推动推杆压紧前导摩擦副，致使限滑致动器的两个凸轮盘相对转动而致动压紧限滑摩擦副，从而使右半轴齿轮与差速器壳体连接实现锁止限滑。本发明的差速器结构紧凑，体积小，推力大，响应速度快，限滑效果好，而且制造简单，成本低。

Description

电磁吸盘式摩擦限滑差速器

技术领域

本发明涉及差速器技术领域，尤其涉及一种电磁吸盘式摩擦限滑差速器。

背景技术

差速器是车辆动力传动系统的重要组成部分，其作用是当驱动轴两侧车轮转速不一致（如车辆转弯）时，实现差速作用，避免车轮发生拖滑，减小行驶阻力和轮胎磨损。普通的行星齿轮式差速器的缺点是，车辆在泥泞湿滑的路面行驶时，由于车轮的附着力不够，很容易发生打滑，失去牵引力。

为了解决车辆打滑的问题，人们开发了一种摩擦片式限滑差速器，例如中国专利于2016年3月9日公开了一种电控多片式自锁驱动桥，公开号为CN205078725U，其包括带第一差速壳体的驱动桥箱体和驱动桥箱盖，第一差速壳体内设有左、右半轴齿轮、行星齿轮和传动齿轮，驱动桥箱体内设有与传动齿轮啮合的输入齿轮；所述右半轴齿轮上设有与驱动桥箱盖转动连接的第二差速壳体并封合有差速壳盖；右半轴齿轮与第二差速壳体间设有工作摩擦组且其右端抵压有平面球面凸轮组；平面球面凸轮组与第二差速壳体之间设有控制摩擦组；差速壳盖右端抵有带多个推压杆和复位弹簧的推压盘，推压杆向左贯穿差速壳盖与控制摩擦组抵压配合，复位弹簧设于差速壳盖与推压盘间；推压盘右端抵有平面凸轮组，平面凸轮组外端设有使其周向旋转的驱动机构。这种差速器通过一级摩擦组的预紧推压和二级摩擦组的锁止限滑形成对半轴齿轮的限制锁死力，所需外部施加的驱动力小，通过二级力矩传递可获得较大的锁止力，尤其在驱动轮高速运转状态下表现出良好的锁止限滑性能，锁止速度敏感，避免了传统齿形结合锁止结构在高速滑转时难以啮合卡死的弊端，能有效提高整车的行驶能力。

随着科学技术的不断发展，人们对于汽车的性能要求也越来越高，限滑差速器能够很好地提升车辆在雪地、泥地等较差路况下的通行能力，因此限滑差速器技术的研究也就变得越来越重要，目前急需研究出更多限滑效果好、响应速度快的差速锁。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于克服上述问题，而提供一种结构紧凑、限滑效果好、响应速度快的电磁吸盘式摩擦限滑差速器。

本发明的技术方案是：

一种电磁吸盘式摩擦限滑差速器，包括差速器壳体、左半轴齿轮、右半轴齿轮以及分别与左、右半轴齿轮同时啮合的行星齿轮，还包括自左向右依次设于右半轴齿轮与差速器壳体之间的限滑摩擦副、限滑致动器、前导摩擦副和设于前导摩擦副右侧的前导致动组件；所述限滑摩擦副具有一组连接差速器壳体的多个第一摩擦片和一组连接右半轴齿轮的多个第二摩擦片，所述限滑致动器为包括第一凸轮盘、第二凸轮盘的相对转动致动器，所述前导摩擦副具有一组连接差速器壳体的多个第三摩擦片和一组连接第二凸轮盘的多个第四摩擦片，所述前导致动组件作用于前导摩擦副使其两组摩擦片相互压紧，致使限滑致动器的两个凸轮盘相对转动而致动第一凸轮盘轴向向左移动并压紧限滑摩擦副的两组摩擦片，从而使右半轴齿轮与差速器壳体连接实现锁止限滑，其特征在于：所述前导致动组件包括依次设于前导摩擦副右侧的若干个推杆以及电磁离合器、吸盘，所述电磁离合器和所述吸盘同轴设于差速器壳体的右端盖外，所述若干个推杆沿圆周均布地穿设于差速器壳体的右端盖中，推杆的两端至少间接的分别与前导摩擦副、吸盘抵接，电磁离合器的通电可吸引吸盘轴向向左移动而推动推杆作用于前导摩擦副，吸盘与右端盖之间设置复位弹簧。前导致动组件采用吸盘式的电磁致动器，结构紧凑，体积小，响应速度快，推力大，驱动负载稳定性好，而且制造简单，成本低。

作为另一种优化的方案，在上述的电磁吸盘式摩擦限滑差速器中，所述左半轴齿轮、右半轴齿轮用于连接左、右半轴的轴套部均轴向向外延伸并伸出差速器壳体外，轴套部伸出差速器壳体外的部分通过油封与车桥减速箱两端部的轴孔之间密封连接，左、右半轴齿轮的轴向内端部均密封连接有堵头，所述堵头、半轴齿轮、油封和减速箱之间围成密封腔。这种结构在未安装半轴时就形成了自密封，因此在没有安装半轴时就能加入润滑油且内部不会受到污染，内部的润滑油能够起到防锈作用，使得差速器非使用状态时不会产生锈蚀现象。

作为优化的，在上述的电磁吸盘式摩擦限滑差速器中，所述差速器壳体右端盖的外周设有一限位台阶，电磁离合器以轴向固定周向可转动的方式被保持在所述限位台阶上，其左端面抵在限位台阶的侧壁上，右端通过嵌设于限位台阶外周面的第一卡簧限定轴向位置；右端盖的轴孔口轴向向右延伸形成套管部，吸盘轴向可移动地套设在所述套管部上，套管部的外周面嵌设有第二卡簧，吸盘在所述第二卡簧与右端盖之间轴向移动。在差速器壳体右端盖的外周设置限位台阶和第一卡簧限定电磁离合器的轴向位置，在右端盖的套管部外周设置第二卡簧限定吸盘的轴向活动范围，因此在差速器装配到减速箱内之前，可以将前导致动组件的电磁离合器、吸盘、推杆、复位弹簧都保持在差速器壳体上，使本发明的差速器包括所有限滑结构都能预配成一个整体部件，集成化程度高，便于配货、运输和安装，从而提高效率，降低成本。

进一步的，在上述的电磁吸盘式摩擦限滑差速器中，所述电磁离合器包括环形壳体和电磁线圈，所述环形壳体套设在右端盖上，其朝向吸盘的端面上设有线圈槽，所述电磁线圈置于所述线圈槽中，吸盘与环形壳体组合形成闭合的磁路。

进一步的，在上述的电磁吸盘式摩擦限滑差速器中，所述右端盖的外侧端面上开设有多个沿圆周分布的柱形凹槽和多个沿圆周分布的通孔，所述复位弹簧具有多个，一一置于所述柱形凹槽内，抵压于吸盘与右端盖之间，所述若干个推杆分别置于所述通孔中。

进一步的，在上述的电磁吸盘式摩擦限滑差速器中，所述限滑摩擦副套装于右半轴齿轮与差速器壳体之间，多个第一摩擦片和多个第二摩擦片间隔排列，第一摩擦片的外齿与差速器壳体的内花键啮合连接，第二摩擦片的内齿与右半轴齿轮的外花键啮合连接，第一摩擦片与第二摩擦片相互压紧致使右半轴齿轮与差速器壳体连接。

进一步的，在上述的电磁吸盘式摩擦限滑差速器中，所述第一凸轮盘通过内花键周向固定地套设于右半轴齿轮上并与限滑摩擦副相邻，第二凸轮盘具有外花键，其套设于右半轴齿轮上，并相对于右半轴齿轮、差速器壳体均可转动，第一凸轮盘与第二凸轮盘的相对端面上均开设有多个沿圆周分布的圆弧形的滚道槽，所述滚道槽的轴向深度沿周向方向变化；限滑致动器还包括多个滚动部件，每个滚动部件被夹在第一凸轮盘的一个滚道槽与第二凸轮盘的一个滚道槽之间，两个凸轮盘相对转动可致使滚动部件在滚道槽中滚动使两个凸轮盘分离，导致第一凸轮盘轴向左移。

进一步的，在上述的电磁吸盘式摩擦限滑差速器中，所述第二凸轮盘的右端面与差速器壳体的右端盖之间设有允许两者相对转动的平面轴承。

进一步的，在上述的电磁吸盘式摩擦限滑差速器中，所述前导摩擦副套装于第二凸轮盘与差速器壳体之间，多个第三摩擦片和多个第四摩擦片间隔排列，第三摩擦片的外齿与差速器壳体的内花键啮合连接，第四摩擦片的内齿与第二凸轮盘的外花键啮合连接，第三摩擦片与第四摩擦片相互压紧致使第二凸轮盘与差速器壳体连接而导致两个凸轮盘相对转动。

本发明的有益效果是：

1、前导致动组件采用吸盘式的电磁致动器，结构紧凑，体积小，响应速度快，推力大，驱动负载稳定性好，而且制造简单，成本低；

2、在装配到减速箱内之前，整个差速器包括限滑结构都能预配成一个整体部件进行配货、运输和安装，集成化程度高，符合当前模块化、集成化的趋势；

3、采用二级传递施力的摩擦片式限滑结构，不仅在车轮高速旋转时也能表现出良好的锁紧限滑性能，响应速度快，限滑效果好，有效提高整车的驱动能力，而且功耗小，无噪音；

4、适用范围广，适用于全地形车、水陆两用车、越野车、装载车、工程车、农用车及其他改装车辆，可用于手动挡和自动挡车型，既可安装在车体的右侧，也可安装在车体的左侧。

附图说明

图1为本发明实施例一的结构示意图。

图2为实施例一中差速器壳体的右端盖的结构示意图。

图3为本发明实施例二的结构示意图。

具体实施方式

现结合附图和实施例对本发明作进一步的说明：

在本发明的描述中，需要理解的是，“左”、“右”等术语所指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明，而不是指示或暗示所指的装置或原件必须具有特定的方位，因此不能理解为对本发明的限制。

实施例一

参照图1，本实施例提供的一种电磁吸盘式摩擦限滑差速器，包括差速器壳体11、左半轴齿轮12、右半轴齿轮13以及分别与左、右半轴齿轮12、13同时啮合的行星齿轮14，还包括自左向右依次设于右半轴齿轮13与差速器壳体11之间的限滑摩擦副、限滑致动器、前导摩擦副和设于前导摩擦副右侧的前导致动组件。其中，限滑摩擦副具有一组连接差速器壳体11的多个第一摩擦片21和一组连接右半轴齿轮13的多个第二摩擦片22，限滑致动器为包括第一凸轮盘31、第二凸轮盘32的相对转动致动器，前导摩擦副具有一组连接差速器壳体11的多个第三摩擦片41和一组连接第二凸轮盘32的多个第四摩擦片42，前导致动组件作用于前导摩擦副使其两组摩擦片41、42相互压紧，致使限滑致动器的两个凸轮盘31、32相对转动而致动第一凸轮盘31轴向向左移动并压紧限滑摩擦副的两组摩擦片21、22，从而使右半轴齿轮13与差速器壳体11连接实现锁止限滑。

前导致动组件采用的是吸盘式的电磁致动器，其包括依次设于前导摩擦副右侧的若干个推杆51以及电磁离合器、吸盘52。电磁离合器和吸盘52同轴设于差速器壳体11的右端盖15外，推杆51的数量为至少3个，沿圆周均布地穿设于差速器壳体11的右端盖15中，推杆51的两端至少间接的分别与前导摩擦副、吸盘52抵接，电磁离合器的通电可吸引吸盘52轴向向左移动而推动推杆51作用于前导摩擦副，吸盘52与右端盖15之间设置复位弹簧53。具体的是，参照图1和图2，右端盖15的外侧端面上开设有多个沿圆周分布的柱形凹槽16和多个沿圆周分布的通孔17，推杆51的数量与通孔17的数量相同，一一置于通孔17中，推杆51的左端与前导摩擦副之间设有一垫圈43，右端与吸盘52抵接，复位弹簧53也具有多个，其数量与柱形凹槽16的数量相同，一一置于柱形凹槽16内，抵压于吸盘52与右端盖15之间。

为了在差速器装配到减速箱内之前，将前导致动组件的电磁离合器、吸盘52、推杆51、复位弹簧53都保持在差速器壳体11上，在差速器壳体11右端盖15的外周设有一限位台阶61，电磁离合器以轴向固定周向可转动的方式被保持在限位台阶61上，其左端面抵在限位台阶61的侧壁上，右端通过嵌设于限位台阶61外周面的第一卡簧62限定轴向位置；右端盖15的轴孔口轴向向右延伸形成套管部15’，吸盘52轴向可移动地套设在套管部15’上，套管部15’的外周面嵌设有第二卡簧63，吸盘52在第二卡簧63与右端盖15之间轴向移动之间，由于吸盘52与推杆51、复位弹簧53抵接，因此进而将推杆51和复位弹簧53都保持在差速器壳体11的右端盖15内。另外，套管部15’的右端部还设有用于安装轴承的台阶段64。

上述的电磁离合器具体包括环形壳体54和电磁线圈55，环形壳体54套设在右端盖15的限位台阶61上，其朝向吸盘52的端面上设有线圈槽，电磁线圈55置于该线圈槽中，吸盘52的径向外圈部分与环形壳体54组合形成闭合的磁路，径向内圈部分与推杆51和复位弹簧53抵接。安装时，电磁离合器与车桥减速箱固定，一根导线伸入减速箱箱体与电磁离合器的电磁线圈55电连接。

限滑摩擦副具体是套装于右半轴齿轮13与差速器壳体11之间，多个第一摩擦片21和多个第二摩擦片22间隔排列，第一摩擦片21的外齿与差速器壳体11的内花键啮合连接，第二摩擦片22的内齿与右半轴齿轮13的外花键啮合连接，第一摩擦片21与第二摩擦片22相互压紧致使右半轴齿轮13与差速器壳体11连接。

限滑致动器具体为滚珠坡道式致动器，包括第一凸轮盘31、第二凸轮盘32和沿圆周排布于两个凸轮盘之间的多个滚动部件，在本实施例中，滚动部件为滚珠33。第一凸轮盘31通过内花键周向固定地套设于右半轴齿轮13上并与限滑摩擦副相邻，第二凸轮盘32具有外花键，其套设于右半轴齿轮13上，并相对于右半轴齿轮13、差速器壳体11均可转动，第二凸轮盘32的右端面与差速器壳体11的右端盖之间设有允许两者相对转动的平面轴承34。第一凸轮盘31与第二凸轮盘32的相对端面上均开设有多个沿圆周分布的圆弧形的滚道槽，滚道槽的轴向深度沿周向方向变化，每个滚珠33被夹在第一凸轮盘31的一个滚道槽与第二凸轮盘32的一个滚道槽之间，两个凸轮盘相对转动可致使滚珠33在滚道槽中滚动使两个凸轮盘分离，导致第一凸轮盘31轴向左移。此处将滚珠坡道式致动器替换为其他类型的相对转动致动器也在本发明的范围之内。

前导摩擦副具体是套装于第二凸轮盘32与差速器壳体11之间，多个第三摩擦片41和多个第四摩擦片42间隔排列，第三摩擦片41的外齿与差速器壳体11的内花键啮合连接，第四摩擦片42的内齿与第二凸轮盘32的外花键啮合连接，第三摩擦片41与第四摩擦片42相互压紧致使第二凸轮盘32与差速器壳体11连接而导致两个凸轮盘相对转动。

本发明电磁控制锁止差速器的工作原理如下：

电磁线圈55不通电时，左、右半轴齿轮12、13处于自由差速状态；电磁线圈55通电，吸引吸盘52移动以推动推杆51轴向向左移动而作用于前导摩擦副使其两组摩擦片41、42相互压紧，致使限滑致动器的两个凸轮盘31、32相对转动而致动第一凸轮盘31轴向向左移动并压紧限滑摩擦副的两组摩擦片21、22，从而使右半轴齿轮13与差速器壳体11连接实现锁止限滑，提高车辆的驱动力。

实施例二

本实施例与实施例一的结构基本相同，不同之处在于：参照图3，左半轴齿轮12、右半轴齿轮13用于连接左、右半轴的轴套部12’、13’均轴向向外延伸并伸出差速器壳体11外，轴套部12’、13’伸出差速器壳体11外的部分通过油封71与车桥减速箱（图中未画出）两端部的轴孔之间密封连接，左、右半轴齿轮12、13的轴向内端部均密封连接有堵头72，堵头72、半轴齿轮12、13、油封71和减速箱之间围成密封腔。这种结构在未安装左、右半轴时就形成了自密封，因此在没有安装半轴时就能加入润滑油且内部不会受到污染，内部的润滑油能够起到防锈作用，使得差速器非使用状态时不会产生锈蚀现象。

可以理解的是，对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本发明的技术构思做出其它各种相应的改变与变形，而所有这些改变与变形都应属于本发明权利要求的保护范围。

Claims (9)

1.一种电磁吸盘式摩擦限滑差速器，包括差速器壳体、左半轴齿轮、右半轴齿轮以及分别与左、右半轴齿轮同时啮合的行星齿轮，还包括自左向右依次设于右半轴齿轮与差速器壳体之间的限滑摩擦副、限滑致动器、前导摩擦副和设于前导摩擦副右侧的前导致动组件；所述限滑摩擦副具有一组连接差速器壳体的多个第一摩擦片和一组连接右半轴齿轮的多个第二摩擦片，所述限滑致动器为包括第一凸轮盘、第二凸轮盘的相对转动致动器，所述前导摩擦副具有一组连接差速器壳体的多个第三摩擦片和一组连接第二凸轮盘的多个第四摩擦片，所述前导致动组件作用于前导摩擦副使其两组摩擦片相互压紧，致使限滑致动器的两个凸轮盘相对转动而致动第一凸轮盘轴向向左移动并压紧限滑摩擦副的两组摩擦片，从而使右半轴齿轮与差速器壳体连接实现锁止限滑，其特征在于：

所述前导致动组件包括依次设于前导摩擦副右侧的若干个推杆以及电磁离合器、吸盘，所述电磁离合器和所述吸盘同轴设于差速器壳体的右端盖外，所述若干个推杆沿圆周均布地穿设于差速器壳体的右端盖中，推杆的两端至少间接的分别与前导摩擦副、吸盘抵接，电磁离合器的通电可吸引吸盘轴向向左移动而推动推杆作用于前导摩擦副，吸盘与右端盖之间设置复位弹簧。

2.根据权利要求1所述的电磁吸盘式摩擦限滑差速器，其特征在于：所述左半轴齿轮、右半轴齿轮用于连接左、右半轴的轴套部均轴向向外延伸并伸出差速器壳体外，轴套部伸出差速器壳体外的部分通过油封与车桥减速箱两端部的轴孔之间密封连接，左、右半轴齿轮的轴向内端部均密封连接有堵头，所述堵头、半轴齿轮、油封和减速箱之间围成密封腔。

3.根据权利要求1或2所述的电磁吸盘式摩擦限滑差速器，其特征在于：所述差速器壳体右端盖的外周设有一限位台阶，电磁离合器以轴向固定周向可转动的方式被保持在所述限位台阶上，其左端面抵在限位台阶的侧壁上，右端通过嵌设于限位台阶外周面的第一卡簧限定轴向位置；右端盖的轴孔口轴向向右延伸形成套管部，吸盘轴向可移动地套设在所述套管部上，套管部的外周面嵌设有第二卡簧，吸盘在所述第二卡簧与右端盖之间轴向移动。

4.根据权利要求1或2所述的电磁吸盘式摩擦限滑差速器，其特征在于：所述电磁离合器包括环形壳体和电磁线圈，所述环形壳体套设在右端盖上，其朝向吸盘的端面上设有线圈槽，所述电磁线圈置于所述线圈槽中，吸盘与环形壳体组合形成闭合的磁路。

5.根据权利要求1或2所述的电磁吸盘式摩擦限滑差速器，其特征在于：所述右端盖的外侧端面上开设有多个沿圆周分布的柱形凹槽和多个沿圆周分布的通孔，所述复位弹簧具有多个，一一置于所述柱形凹槽内，抵压于吸盘与右端盖之间，所述若干个推杆分别置于所述通孔中。

6.根据权利要求1或2所述的电磁吸盘式摩擦限滑差速器，其特征在于：所述限滑摩擦副套装于右半轴齿轮与差速器壳体之间，多个第一摩擦片和多个第二摩擦片间隔排列，第一摩擦片的外齿与差速器壳体的内花键啮合连接，第二摩擦片的内齿与右半轴齿轮的外花键啮合连接，第一摩擦片与第二摩擦片相互压紧致使右半轴齿轮与差速器壳体连接。

7.根据权利要求1或2所述的电磁吸盘式摩擦限滑差速器，其特征在于：所述第一凸轮盘通过内花键周向固定地套设于右半轴齿轮上并与限滑摩擦副相邻，第二凸轮盘具有外花键，其套设于右半轴齿轮上，并相对于右半轴齿轮、差速器壳体均可转动，第一凸轮盘与第二凸轮盘的相对端面上均开设有多个沿圆周分布的圆弧形的滚道槽，所述滚道槽的轴向深度沿周向方向变化；限滑致动器还包括多个滚动部件，每个滚动部件被夹在第一凸轮盘的一个滚道槽与第二凸轮盘的一个滚道槽之间，两个凸轮盘相对转动可致使滚动部件在滚道槽中滚动使两个凸轮盘分离，导致第一凸轮盘轴向左移。

8.根据权利要求7所述的电磁吸盘式摩擦限滑差速器，其特征在于：所述第二凸轮盘的右端面与差速器壳体的右端盖之间设有允许两者相对转动的平面轴承。

9.根据权利要求7所述的电磁吸盘式摩擦限滑差速器，其特征在于：所述前导摩擦副套装于第二凸轮盘与差速器壳体之间，多个第三摩擦片和多个第四摩擦片间隔排列，第三摩擦片的外齿与差速器壳体的内花键啮合连接，第四摩擦片的内齿与第二凸轮盘的外花键啮合连接，第三摩擦片与第四摩擦片相互压紧致使第二凸轮盘与差速器壳体连接而导致两个凸轮盘相对转动。

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