CN116164084A - 一种面齿轮限滑中央差速器 - Google Patents

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CN116164084A CN202211098505.7A CN202211098505A CN116164084A CN 116164084 A CN116164084 A CN 116164084A CN 202211098505 A CN202211098505 A CN 202211098505A CN 116164084 A CN116164084 A CN 116164084A
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吴桂晨
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    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H48/00—Differential gearings
    • F16H48/06—Differential gearings with gears having orbital motion
    • F16H48/10—Differential gearings with gears having orbital motion with orbital spur gears
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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Abstract

本发明涉及差速器，特别涉及一种面齿轮限滑中央差速器。本发明提供如下技术方案：一种面齿轮限滑中央差速器，包括动力输入轴、一体式行星架、行星齿轮轴、行星齿轮、行星齿轮轴定位销、前面齿轮、后面齿轮、动力输出前轴、动力输出后轴、内摩擦盘、外摩擦盘、螺纹挡圈。行星齿轮和前面齿轮、后面齿轮啮合，在一体式行星架带动下公转，实现扭矩前后分配。内摩擦盘安装在前后面齿轮上，外摩擦盘安装在一体式行星架上，内、外摩擦盘交替布置。当前轮或后轮打滑时，行星齿轮公转的同时自转，摩擦盘工作，将打滑侧的损失扭矩传到另一侧车桥。采用上述技术方案，提供了一种高强度、结构紧凑、加工成本低、限滑能力强的新型面齿轮限滑中央差速器。

Description

一种面齿轮限滑中央差速器
技术领域
本发明专利属于汽车领域，涉及差速器，尤其涉及一种面齿轮限滑中央差速器。
背景技术
差速器是汽车传动结构中的主要部件，将动力从主减速器传输给左右半轴，同时允许左右车轮之间存在速度差；而中央差速器则是将动力从变速箱输出端依照设定分配至前轴或者后轴，同时允许前后轴存在速度差，是四驱传动系统中尤为关键的一环。
传统的中央差速器有普通式中央差速器、多片离合器式中央差速器、粘性联轴节式中央差速器，蜗轮蜗杆差速器。普通式为开放式的直齿锥齿轮差速器，结构不够紧凑，体积大，噪声高，基本没有脱困能力；多片离合器式最多只能将50％的动力传递给后轮，高负荷工作时容易过热；粘性联轴节式中央差速器反应速度慢，扭矩分配比例小，结合和分离不可手动控制，高负荷工作时因为过热可能会失效；蜗轮蜗杆差速器加工难度大，精度要求高，装配困难。为此，提出一种面齿轮限滑中央差速器。
发明内容
本发明的技术解决问题：克服现有中央差速器的不足，发挥面齿轮传动的诸多优势，提供一种面齿轮传动限滑中央差速器的设计方法。
一种面齿轮限滑中央差速器，其特征在于包括：动力输入轴(1)、一体式行星架(2)、行星齿轮轴(3)、行星齿轮(4)、行星齿轮轴定位销(5)、前面齿轮(6)、内摩擦盘(7)、外摩擦盘(8)、螺纹挡圈(9)、动力输出前轴(10)、动力输出后轴(11)、后面齿轮(12)。
所述一体式行星架(2)为行星架和壳体一体的设计，行星架外均匀布置四个承台设有沉孔，壳体内腔设置有相互垂直的通孔，两侧设置有凹槽，行星齿轮轴(3)通过过盈配合安装于一体式行星架(2)的孔内，通过行星齿轮轴定位销(5)固定，行星齿轮(4)安装在行星齿轮轴(3)上，其两端利用一体式行星架(2)内平面凸台限位；一体式行星架(2)与动力输入轴(1)经花键配合联接。
所述前面齿轮(6)、后面齿轮(12)的齿数之比为4∶6且背部设计有特定造型的凸台，安装在一体式行星架(2)内，与行星齿轮(4)相啮合，分别与动力输出前轴(10)、动力输出后轴(11)通过花键联接；所述动力输出前轴(10)为空心轴设计，动力输出前轴(10)套在动力输入轴(1)外；内摩擦盘(7)分别通过盈配合安装在前面齿轮(6)和后面齿轮(12)的凸台上；外摩擦盘(7)通过过盈配合安装在一体式行星架(2)两侧的凹槽中，与内摩擦盘(7)贴合；在前面齿轮(6)和后面齿轮(12)分别设置2和5套内外摩擦盘，通过螺纹配合在一体式行星架(2)上的螺纹挡圈(9)压紧。
本发明与现有技术相比的有益效果是：
(1)采用面齿轮传动取代传统的锥齿轮或蜗轮蜗杆传动，直齿面齿轮和圆柱齿轮的的加工难度减小，装配精度要求降低，有效降低加工生产时间和成本。
(2)采用直齿面齿轮传动的中央差速器，承载能力更大，传输扭矩更大，传递效率高。
(3)面齿轮限滑中央差速器将动力按照4∶6的设定输出到前轴和后轴，在起步和爬坡的工况下，后轮附着力更强，将动力更多输送到后轴利于提高车辆的通过性。
(4)面齿轮限滑中央差速器在前后面齿轮共设计了7套摩擦盘，通过面齿轮传动特有的轴向力压紧摩擦盘，在车辆前轴或后轴出现打滑情况下，利用摩擦盘将打滑一侧损耗的扭矩输送到另外一轴，提高车辆的脱困能力。
附图说明
图1为面齿轮限滑中央差速器爆炸视图
图2为面齿轮限滑中央差速器装配视图
具体实施方式
所述一体式行星架(2)为行星架和壳体一体的设计，行星架外均匀布置四个承台设有沉孔，壳体内腔设置有相互垂直的通孔，两侧设置有凹槽，行星齿轮轴(3)通过过盈配合安装于一体式行星架(2)的孔内，通过行星齿轮轴定位销(5)固定，行星齿轮(4)安装在行星齿轮轴(3)上，其两端利用一体式行星架(2)内平面凸台限位；一体式行星架(2)与动力输入轴(1)经花键配合联接。
所述前面齿轮(6)、后面齿轮(12)的齿数之比为4∶6且背部设计有特定造型的凸台，安装在一体式行星架(2)内，与行星齿轮(4)相啮合，分别与动力输出前轴(10)、动力输出后轴(11)通过花键联接；所述动力输出前轴(10)为空心轴设计，动力输出前轴(10)套在动力输入轴(1)外；内摩擦盘(7)分别通过盈配合安装在前面齿轮(6)和后面齿轮(12)的凸台上；外摩擦盘(7)通过过盈配合安装在一体式行星架(2)两侧的凹槽中，与内摩擦盘(7)贴合；在前面齿轮(6)和后面齿轮(12)分别设置2和5套内外摩擦盘，通过螺纹配合在一体式行星架(2)上的螺纹挡圈(9)压紧。
动力从变速箱尾端到动力输入轴(1)，带动一体式行星架(2)转动，通过行星齿轮轴(3)传递到行星齿轮(4)，行星齿轮(4)与前面齿轮(6)和后面齿轮(12)通过齿面啮合将力传递到前后面齿轮，此时行星齿轮(4)充当推力支臂。
前后车轮平稳行驶工况：在一体式行星架(2)带动下，行星齿轮(4)、前面齿轮(6)、后面齿轮(12)内摩擦盘与一体式行星架(2)和外摩擦盘(7)同步转动。此时动力流向为以下四条：
动力输入轴→一体式行星架→行星齿轮轴→行星齿轮→前面齿轮→动力输出前轴。
动力输入轴→一体式行星架→外摩擦盘→内摩擦盘→前面齿轮→动力输出前轴。
动力输入轴→一体式行星架→行星齿轮轴→行星齿轮→后面齿轮→动力输出后轴。
动力输入轴→一体式行星架→外摩擦盘→内摩擦盘→后面齿轮→动力输出后轴。
前后车轮一侧出现打滑工况：在一体式行星架(2)带动下，行星齿轮(4)推动前面齿轮(6)、后面齿轮(12)随一体式行星架(2)转动，但由于前后车轮附着力不同，附着力低的一侧车轮打滑，扭矩损耗，导致前面齿轮(6)和后面齿轮(12)出现转速差。此时行星齿轮(4)发生自转，内摩擦盘与外摩擦盘(7)出现相对转动，摩擦盘开始工作，通过摩擦阻力传递扭矩，最大限度的将车辆动力传输到附着力强的车轮上，提高车辆的通过能力或加速性能。此时动力流向为以下三条：
动力输入轴→一体式行星架→行星齿轮轴→行星齿轮→前面齿轮→动力输出前轴。
动力输入轴→一体式行星架→行星齿轮轴→行星齿轮→后面齿轮→动力输出后轴。
动力输出后轴→后面齿轮→内摩擦盘→一体式行星架→外摩擦盘→内摩擦盘→前面齿轮→动力输出前轴；或：动力输出前轴→前面齿轮→内摩擦盘→一体式行星架→外摩擦盘→内摩擦盘→后面齿轮→动力输出后轴。

Claims (3)

1.一种面齿轮限滑中央差速器，其特征在于包括：动力输入轴(1)、一体式行星架(2)、行星齿轮轴(3)、行星齿轮(4)、行星齿轮轴定位销(5)、前面齿轮(6)、内摩擦盘(7)、外摩擦盘(8)、螺纹挡圈(9)、动力输出前轴(10)、后面齿轮(12)、动力输出后轴(11)。
2.所述一体式行星架(2)为行星架和壳体一体的设计，行星架外均匀布置四个设有沉孔的承台，壳体内腔设置有相互垂直的通孔，两侧设置有凹槽，行星齿轮轴(3)通过过盈配合安装与一体式行星架(2)的孔内，通过行星齿轮轴定位销(5)固定，行星齿轮(4)安装在行星齿轮轴(3)上，其两端利用一体式行星架(2)内平面凸台限位；一体式行星架(2)与动力输入轴(1)经花键配合联接。
3.所述前面齿轮(6)、后面齿轮(12)的齿数之比为4∶6且背部设计有特定造型的凸台，安装在一体式行星架(2)内，与行星齿轮(4)相啮合，分别与动力输出前轴(10)、动力输出后轴(11)通过花键联接；所述动力输出前轴(10)为空心轴设计，动力输出前轴(10)套在动力输入轴(1)外；内摩擦盘(7)分别通过盈配合安装在前面齿轮(6)和后面齿轮(12)的凸台上；外摩擦盘(7)通过过盈配合安装在一体式行星架(2)两侧的凹槽中，与内摩擦盘(7)贴合；在前面齿轮(6)和后面齿轮(12)分别设置2和5套内外摩擦盘，通过螺纹配合在一体式行星架(2)上的螺纹挡圈(9)压紧。
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