CN117823593A - 差速器及含有其的驱动桥和车辆 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种差速器及含有其的驱动桥和车辆，该差速器包括:半轴齿轮、行星齿轮、行星齿轮架，所述半轴齿轮与所述行星齿轮啮合，在所述啮合位置以外设置第一支承部，其对所述半轴齿轮进行支承，用于限定所述半轴齿轮到差速器中心点的最小距离，所述差速器中心点为半轴齿轮转轴线和行星齿轮转轴线的交点。该差速器能承受较高强度交变载荷，或者在承受相同交变载荷下缩小自身尺寸。还提出了一种含有这种差速器的新型驱动桥，使用刚性半轴固定连接半轴齿轮和轮毂用于支承差速器，使用挠性传动输送车辆的动力到差速器，简化了驱动桥的结构。

Description

差速器及含有其的驱动桥和车辆

技术领域

本发明涉及机械传动领域，尤其涉及一种差速器及含有其的驱动桥和车辆。

背景技术

目前轮式底盘车辆通常采用的驱动车桥形式是动力输入到差速器，差速器将动力分配到左右两侧车轮，在转弯过程中差速器起到自动调节车辆两侧车轮轮速的作用，差速器是为了调整左右轮的转速差而装置的。

差速器伴随汽车行业发展多年，这种结构成熟稳定，适应性较好，被绝大多数轮式车辆所使用。但是随着纯电驱动及混合动力驱动的新能源汽车的普及，由于电机加速转矩更大且变化速率快，能量回收反拖转矩大等因素，导致差速器所传递转矩的交变冲击幅值更大、频次更多，即使具有足够的静强度，往往也会在长期的循环交变载荷下出现疲劳损伤，因此亟需寻求一种能够提高差速器承受高强度交变载荷的结构。

发明内容

基于此，本发明的目的是提出一种差速器能承受较高强度交变载荷，或者一种差速器在承受相同交变载荷下缩小其尺寸；进一步提出了一种新型的驱动桥。

根据本发明的第一方面，提供一种差速器，包括：半轴齿轮、行星齿轮、行星齿轮架，所述半轴齿轮与所述行星齿轮啮合，在所述啮合位置以外设置第一支承部，其对所述半轴齿轮进行支承，用于限定所述半轴齿轮到差速器中心点的最小距离，所述差速器中心点为半轴齿轮转轴线和行星齿轮转轴线的交点。

进一步地，在所述啮合位置以外设置第二支承部，其对所述行星齿轮进行支承，用于限定所述行星齿轮到所述差速器中心点的最小距离。

进一步地，所述第一支承部在所述差速器中心点区域，并进一步限定所述半轴齿轮的转轴线角度，或，在所述差速器中心点区域设置第三支承部，其对所述半轴齿轮进行支承，用于进一步限定所述半轴齿轮的转轴线角度。

进一步地，所述第一支承部、第二支承部、第三支承部设置有导油槽。

根据本发明的第二方面，提供一种驱动桥，包括：上述任一项差速器。

进一步地，包括半轴，所述半轴为刚性轴并与所述差速器的半轴齿轮固定连接，所述半轴与轮毂固定连接。

根据本发明的第三方面，提供一种车辆，包括：上述任一项驱动桥。

进一步地，所述半轴上还设置有轴承，所述车辆的悬挂通过所述轴承连接所述驱动桥。

进一步地，所述车辆的动力通过挠性传动至所述差速器。

进一步地，所述半轴上还设置有轴承，所述车辆的车身通过所述轴承直接连接所述驱动桥。

上述差速器结构，设置独立的支承部，用于部分或者全部替代行星齿轮对半轴齿轮的支承作用，使得差速器的齿轮更专注于传输动力，从而提高差速器所能承受的交变载荷，或者在承受相同交变载荷下缩小差速器尺寸。进一步在安装这种差速器的驱动桥上去掉驱动桥壳，使用刚性半轴固定连接半轴齿轮和轮毂用于支承差速器，使用挠性传动输送车辆的动力到差速器，大大简化了驱动桥的结构。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

附图1是本发明第一实施例差速器的爆炸图。

附图2是本发明第一实施例差速器内部支承块的等轴侧视图。

附图3是本发明第二实施例差速器的爆炸图。

附图4是本发明第二实施例差速器内部行星齿轮轴的等轴侧视图。

附图5是本发明一些实施例中半轴齿轮的实际支承面的截面示意图。

附图6是本发明第三实施例驱动桥的等轴侧视图。

附图7是本发明第三实施例驱动桥的两种主减速轮的侧视图。

下面结合附图，详细介绍本发明的各种具体实施方式。

参见图1和图2所示的本发明第一实施例，本具体实施提供了一种差速器，有利于球笼式双行星齿轮差速器提高其可以承受的交变载荷。所述差速器包括：一个差速器壳体11，两个半轴齿轮12，两个行星齿轮13，一根行星齿轮轴14，一个支承块15，一根支承块销16。

两个半轴齿轮12分别安装在差速器壳体11的两个半轴孔111内侧，两个行星齿轮13通过一根行星齿轮轴14分别安装在差速器壳体11的两个行星齿轮轴孔112内侧，使用螺栓或者销子插入行星齿轮轴14上的定位孔141，用于锁定行星齿轮轴14，同时保证半轴齿轮12与行星齿轮13啮合。前述的本发明第一实施例安装结构和现有技术相同，进一步的增加支承块15，支承块15也通过行星齿轮轴14安装在两个半轴齿轮12中间，并使用支承块销16穿过支承块15上的两个通孔155和行星齿轮轴14上的通孔142，用于锁定支承块15。支承块15上最大圆管的两端圆环部为第一支承部151，其与半轴齿轮12一端的靠近半轴孔边缘的平面部121面接触，用于部分或者全部替代行星齿轮13对半轴齿轮12的支承作用。支承块15上最大圆管的两侧小圆管的圆盘部为第二支承部152，其与行星齿轮13一端靠近行星齿轮轴孔边缘的平面部131面接触，用于部分或者全部替代半轴齿轮12对行星齿轮13的支承作用。

第一支承部151和第二支承部152上可设置导油槽，有利于减小接触面的摩擦力。支承块15上最大圆管中间主体部分154可根据需要做镂空处理，以减小支承块15的重量。

参见图3和图4所示的本发明第二实施例，本具体实施提供了一种差速器，有利于多行星齿轮轴式差速器提高其可以承受的交变载荷，或者在承受相同交变载荷下缩小其尺寸。所述差速器包括：两个可组合为一体的差速器壳体21，两个半轴齿轮22，四个行星齿轮23，一个行星齿轮轴25。

两个半轴齿轮22分别安装在两个差速器壳体21的两个半轴孔211内侧，四个行星齿轮23安装在行星齿轮轴25的四个轴颈处，并将行星齿轮轴25的四个轴顶端装入两个差速器壳体21的各四个半圆柱孔212，此时两个差速器壳体21也贴合为一体，再使用螺栓锁紧，同时保证半轴齿轮22与行星齿轮23啮合。前述的本发明第二实施例安装结构和现有技术相同，进一步的在行星齿轮轴25上增加三个支承部，第一支承部251是位于行星齿轮轴25两侧凸环根部外的环面部，其与半轴齿轮22的凸环端面部221面接触，用于部分或者全部替代行星齿轮23对半轴齿轮22的支承作用。第二支承部252是位于行星齿轮轴25轴颈根部的凸台平面部，其与行星齿轮23一端的靠近行星齿轮轴孔边缘的平面部231面接触，用于部分或者全部替代半轴齿轮22对行星齿轮23的支承作用。第三支承部253是位于行星齿轮轴25两侧凸环的外曲面部，其与半轴齿轮22的凸环的内曲面部222面接触，用于进一步限定半轴齿轮22的转轴线角度。

第一支承部251、第二支承部252、第三支承部253均可设置导油槽，有利于减小接触面的摩擦力。前述三个支承部除接触面的部分均可以和零件做融合设计。

第二实施例的半轴齿轮22左右两侧有强支承，行星齿轮左右两侧也有支承，在与现有技术的差速器相比下，承受相同交变载荷下可适当减小所有零件的尺寸，包括齿轮模数。另外增加行星齿轮23的数量并减小其尺寸可进一步减小差速器轴向尺寸。

在本发明的另外一些实施列中：第二实施例的第一支承部和第三支承部可与行星齿轮轴分离，独立设置在行星齿轮轴的圆孔中央。

在本发明的另外一些实施列中：第一支承部可分别设置在两个半轴齿轮上，它们穿过行星齿轮轴的通孔后面接触。进一步的，第三支承部设置在两个半轴齿轮上，它们也穿过行星齿轮轴的通孔后面接触。

参见图5所示本发明一些实施例中半轴齿轮的实际支承面的截面示意图，其中X轴为半轴齿轮转轴线，Y轴为行星齿轮转轴线，O点为差速器中心点，共有五种实施例的五组实际支承面的截面示意图，每组图形为实际支承面的截面线，两个实际支承面其实非常接近但为了便于观看平移了一点距离，带圆圈的线段为半轴齿轮上实际支承面的截面线，圆圈仅为标识不具实际意义。A组截面示意图对应第一实施例的第一支承部对半轴齿轮的支承；B组截面示意图对应第二实施例的第一支承部和第三支承部对半轴齿轮的支承;C组截面示意图展示了一种圆锥面对半轴齿轮的支承，其第一支承部和第三支承部一体存在于圆锥面上；D组截面示意图和B组截面示意图类似，区别在于第三支承部在第一支承部的外侧；E组截面示意图展示了一种圆弧面对半轴齿轮的支承，其第一支承部和第三支承部一体存在于圆弧面上。

分析截面示意图可以发现：第一支承部的支承面只要满足在所示坐标系上位于与半轴齿上支承面的左侧，同时实际接触面在Y轴上的投影线段的总长度大于0，即可限定半轴齿轮到差速器中心点的最小距离。第三支承部的支承面只要满足，其和半轴齿轮上支承面的实际接触面在X轴上的投影线段的总长度大于0，即可进一步限定半轴齿轮的转轴线角度。截面示意图绕X轴旋转即可形成实际支承面，在旋转的过程中截面示意图中的线段可以改变长度，例如第一实施例中第一支承部的导油槽即是截面线在旋转过程中长度为0的部分。容易推导出第二支承部也符合前述规律。

参见图6和图7所示的本发明第三实施例，本具体实施提供了一种驱动桥，有利于简化了驱动桥的结构。所述驱动桥包括：一个前述任意一种差速器2，两根刚性半轴3，两个轴承5,一个主减速轮71。

刚性半轴3安装到差速器2的左右半轴齿轮的花键上，并在侧面用顶丝将其固定，轴承5套装在刚性半轴3上用于连接悬挂。主减速轮71固定安装在差速器2外壳上，其外环弧面有同步带齿槽，车载动力通过同步带传送到主减速轮71，然后通过差速器2传送到左右刚性半轴3，同步带的宽度小于弧面齿槽的宽度，弧面齿槽允许整个驱动桥以差速器中心点为球心旋转较小的角度。另外一种主减速轮72其外环面安装链轮，链轮左右两侧设置链条的导向盘，车载动力通过链条传送到主减速轮，同样允许整个驱动桥以差速器中心点为球心旋转较小的角度。轮毂6与刚性半轴3固定连接。

在本发明的另外一些实施列中：可以增加半轴上轴承5的数量以提高驱动桥的承载能力。

在本发明的另外一些实施列中：轴承5的外圈通过关节轴承与悬挂连接，在轴承5的外圈或关节轴承的内圈上安装刹车执行机构，并限定关节轴承内圈只能旋转较小的角度，用于限定刹车执行机构相对于轮毂的位置。

本发明人发现在现有技术中半轴齿轮和行星齿轮存在相互支承力矩，它们还主要承受动力传输力矩，极端情况下半轴齿轮还会受到半轴的轴向力矩。设置支承部替代行星齿轮对半轴齿轮的支承，第一方面能使支承更牢固，第二方面可以使得行星齿轮和半轴齿轮的齿轮间隙更小，从而在传输动力力矩时减小这种间隙导致的冲击力，第三方面可以加强半轴齿轮承受径向力矩的能力，第四方面可以抵消极端情况下半轴对半轴齿轮的轴向力矩。进一步设置支承部替代半轴齿轮对行星齿轮的支承，可以加强前述第一方面和第二方面的效果，另外在齿损坏一小部分的情况下可以延缓损坏扩大化。再进一步设置支承部对半轴齿轮内侧限定转轴线角度，这时半轴齿轮的两侧都限定了转轴线角度，其大大加强了前述第三方面的能力。进一步发现前述差速器连接刚性半轴，刚性半轴固定连接轮毂，可使差速器得到支承，可取消驱动桥壳，并使用挠性传动传输动力，此时整个驱动桥可近似看作一根可以差速的整轴。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种差速器，包括半轴齿轮、行星齿轮、行星齿轮架，所述半轴齿轮与所述行星齿轮啮合，其特征在于，

在所述啮合位置以外设置第一支承部，其对所述半轴齿轮进行支承，用于限定所述半轴齿轮到差速器中心点的最小距离，

所述差速器中心点为半轴齿轮转轴线和行星齿轮转轴线的交点。

2.根据权利要求1所述的差速器，其特征在于，

在所述啮合位置以外设置第二支承部，其对所述行星齿轮进行支承，用于限定所述行星齿轮到所述差速器中心点的最小距离。

3.根据权利要求1或2所述的差速器，其特征在于，

所述第一支承部在所述差速器中心点区域，并进一步限定所述半轴齿轮的转轴线角度，

或，

在所述差速器中心点区域设置第三支承部，其对所述半轴齿轮进行支承，用于进一步限定所述半轴齿轮的转轴线角度。

4.根据权利要求3所述的差速器，其特征在于，所述第一支承部、第二支承部、第三支承部设置有导油槽。

5.一种驱动桥，其特征在于，包括：权利要求1~4任一项所述差速器。

6.根据权利要求5所述的驱动桥，其特征在于，包括半轴，所述半轴为刚性轴并与所述差速器的半轴齿轮固定连接，所述半轴与轮毂固定连接。

7.一种车辆，其特征在于，包括：权利要求5~6任一项所述驱动桥。

8.根据权利要求7所述的车辆，其特征在于，所述半轴上还设置有轴承，所述车辆的悬挂通过所述轴承连接所述驱动桥。

9.根据权利要求8所述的车辆，其特征在于，所述车辆的动力通过挠性传动至所述差速器。

10.根据权利要求7所述的车辆，其特征在于，所述半轴上还设置有轴承，所述车辆的车身通过所述轴承直接连接所述驱动桥。