CN1883978B

CN1883978B - 防滑分动器

Info

Publication number: CN1883978B
Application number: CN 200610019528
Authority: CN
Inventors: 周殿玺; 张天洪; 周毅; 李振年; 曹熙康; 杨立成
Original assignee: 周殿玺
Priority date: 2006-06-28
Filing date: 2006-06-28
Publication date: 2013-07-10
Anticipated expiration: 2026-06-28
Also published as: CN1883978A

Abstract

本发明涉及在高速公路或多种复杂地形都能够充分发挥最大输出扭矩的一种防滑分动器，由一组平行轴行星差速器、一个内差速器、两个行星锥齿轮差速器、一组复合锥齿差速器构成；一组平行轴行星差速器设置在分动器壳体的中部，两个行星锥齿轮差速器分别设置在行星支架两端，复合锥齿差速器的三个力输出分别与三个车轮的传力轴连接，三个车轮的传力轴之间的转速有一个倍数关系Δ，Δ值大于零，小于一；与一个行星锥齿轮差速器的两个车轮的传力轴相对于车轮呈对角线布置；与另一个行星锥齿轮差速器关联的另两个车轮的传力轴相对于车轮呈对角线布置。所述防滑分动器通过动力分配分别单独驱动每个车轮，能实现全方位的差速、防滑。

Description

防滑分动器

技术领域

本发明属于各种轮式车辆的传统领域，是用纯机械的手段，根据地面的附着变化解决车辆各轮的扭矩自动互调、防滑性能强，提高物理通过能力的一种技术，涉及在高速公路或多种复杂地形都能够充分发挥最大输出扭矩的一种防滑分动器。

背景技术

专利号为ZL 01114361.4的发明专利公开了一种常互锁差速分动装置，它主要是由四个差速器构成：中间一个中央复合差速器，其两端各与一个差速器串联；差速器的两个半轴一个为实心半轴，另一个为空心半轴，其中空心半轴和空心半轴，实心半轴和实心半轴分别与对角线上的车轮相连；两个差速器的实心半轴各自一端通过中央内差速的两半轴齿轮连在一起；中央外差速器半轴齿轮与两端串联的差速器壳体啮合，其特征在于：所述装置还包括两个动力分配器，两端差速器通过所述动力分配器与车轮相连，中央复合差速器由共用一销轴的一个外差速和一个内差速套装在一起构成，两个半轴分别与两个半轴齿轮相连，实心半轴和实心半轴齿轮连接，空心半轴和空心半轴齿轮连接后，由实心半轴穿过实心半轴齿轮套在一起，并分别从两端外侧引出。该装置无功率循环，在沙漠、沼泽地段行驶，车轮滑转的机遇少，可明显提高车辆的通过性。但是在最极端的无路地段行走时，仍然存在车轮打滑的问题。

发明内容

为了解决现有的常互锁差速分动装置前、后轮与单边车轮在最极端的无路地方有打滑问题，本发明提出防滑分动器。

本防滑分动器是在专利号为ZL 01114361.4的发明专利基础上沿用其思路改进发明的，其技术方案为：防滑分动器，由一组平行轴行星差速器、一个内差速器、两个行星锥齿轮差速器、一组复合锥齿差速器构成；其特征在于：

一组平行轴行星差速器设置在分动器壳体的中部，包括一个行星支架，在行星支架的圆周方向均布装有多个传力轴，每个传力轴的两端分别固定有圆柱行星齿轮，分别与两端的差速器壳体齿轮I、II实现常啮合；在行星架的中部设有一个内差速器，由第一十字轴固定在行星支架上，第一十字轴套装锥行星齿轮，分别与实心半轴齿轮和空心半轴齿轮常啮合；

两个行星锥齿轮差速器分别设置在行星支架两端，一端的行星锥齿轮差速器由第二十字轴固定在壳体齿轮I上，第二十字轴套装的锥行星齿轮分别与前实心半轴齿轮和内侧实心半轴齿轮常啮合，前实心半轴齿轮与前实心轴和第一前主动齿轮固连在一起，第一前主动齿轮与前被动齿轮轴常啮合，驱动车一个前轮行走；另一端的行星锥齿轮差速器由第三十字轴固定在壳体齿轮II上，第三十字轴套装的锥行星齿轮分别与内侧空心半轴齿轮、外空心半轴齿轮轴啮合，外空心半轴齿轮轴固接第二前主动齿轮与轴齿轮啮合驱动车另一个前轮行走；行星支架两端的行星锥齿轮差速器中的内侧实心半轴齿轮和内侧实心半轴齿轮固连在一实心轴齿轮的轴颈上，实心轴齿轮与后被动齿轮轴I常啮合驱动车一后轮行走；空心半轴齿轮和内侧空心半轴齿轮固连，支撑在一空心半轴上，空心半轴上固接后主动齿轮II，后主动齿轮II与后被动齿轮轴II常啮合驱动车另一个后轮行走；

复合锥齿差速器由销轴分别均布装在外环、内环径向方向的四周，在销轴花键上套装双层锥行星齿轮放置在内、外环之间，内层锥行星齿轮与一个复合半轴齿轮侧面的齿啮合，复合半轴齿轮的外圆齿与后主动齿轮II常啮合，外层锥行星齿轮的一面外圆齿与圆锥齿轮啮合，圆锥齿轮固定在传力壳体上，传力壳体的一端有单向运动牙齿与外超越离合器咬合、外超越离合器与轴齿轮由滑动花键套在一起；外层锥行星齿轮的另一面外圆齿啮合半轴齿轮III，半轴齿轮III的一端面有单向运动牙齿与内超越离合器咬合、内超越离合器与轴齿轮由滑动花键套在一起；内环与被动齿轮轴I固定为一体，复合半轴齿轮与半轴齿轮III的转速绝对值之比i大于二分之一，小于一；复合锥齿差速器中的复合半轴齿轮、半轴齿轮III，销轴三者之间的转速有一个倍数关系Δ，Δ值大于零，小于一；

与实心半轴关联的前被动齿轮轴、后被动齿轮轴I相对于车轮呈对角线布置；与空心半轴关联的轴齿轮、后被动齿轮轴II相对于车轮呈对角线布置。

有益效果：所述防滑分动器通过动力分配分别单独驱动每个车轮，根据地面的附着变化解决车辆前、后桥车轮的扭矩不等分配并能自动调整，能实现前、后桥间差速，轮间差速，对角轮差速；前、后桥间防滑，对角轮之间防滑、轮间防滑。本分动器在多种复杂地形，如高速公路及冰、雪、泥水地面直线或转弯行走都能充分发挥各轮驱动力并转向自如，适用于各种轮式车辆。

附图说明

图1是防滑分动器的结构主视图。

图2是防滑分动器的结构俯视图。

图3是防滑分动器的结构俯视简图。

图4是差速器内部差速说明图。

具体实施方式

如图1所示，防滑分动器由动力输入箱A、动力分配箱B组成，动力输入箱A、动力分配箱连接为一体，动力输入箱A的动力直接传递给动力分配箱B中的圆柱齿轮。

如图2所示，防滑分动器是由分动器壳体、一组平行轴外行星差速器、一个内差速器、两个行星锥齿差速器、一组复合锥齿轮差速器、力输入主、被动减速齿轮、前后动力输出轴构成。

平行轴行星差速器设置在分动器壳体42的中部，包括一个行星支架1，在行星支架1圆周方向均布装有多个传力轴2，每个传力轴2的两端分别固定有圆柱行星齿轮3、4分别与两端的差速器壳体齿轮I5、II6实现常啮合；在行星支架1的中部设有一个内差速器，由第一十字轴9固定在行星支架1上，第一十字轴9套装锥行星齿轮10，分别与实心半轴齿轮11和空心半轴齿轮12常啮合；两个行星锥齿差速器分别设置在行星支架1两端，一端的行星锥齿差速器由第二十字轴38固定在壳体齿轮I5上，第二十字轴38套装的锥行星齿轮39分别与前实心半轴齿轮14和内侧实心半轴齿轮13常啮合，前实心半轴齿轮14与前实心轴19和第一前主动齿轮20固连在一起，第一前主动齿轮20与前被动齿轮轴21常啮合，驱动车一个前轮行走；另一端的行星锥齿差速器由第三十字轴40固定在壳体齿轮II 6上，第三十字轴40套装的锥行星齿轮41分别与内侧空心半轴齿轮15、外空心半轴齿轮轴16常啮合，外空心半轴齿轮轴16固接第二前主动齿轮17与轴齿轮18啮合驱动车另一个前轮行走；内差速器和行星支架1两端的差速器中的内侧实心半轴齿轮13和实心半轴齿轮11固连在一实心轴齿轮25的轴颈上，实心轴齿轮25与后被动齿轮轴I 26常啮合驱动车一后轮行走；空心半轴齿轮12和内侧空心半轴齿轮15固连，支撑在一空心半轴22上，空心半轴22上固接后主动齿轮II23，后主动齿轮II23与后被动齿轮轴II24常啮合驱动车另一个后轮行走。

复合锥齿差速器由销轴28分别均布装在外环32、内环27径向方向的四周，在销轴28花键上套装双层锥行星齿轮29、30放置在内、外环27、32之间，内层锥行星齿轮29与一个复合半轴齿轮31侧面的齿啮合，复合半轴齿轮31的外圆齿与后主动齿轮II23常啮合，外层锥行星齿轮30的一面外圆齿与圆锥齿轮33啮合，圆锥齿轮33固定在传力壳体34上，传力壳体34的一端有单向运动牙齿与外超越离合器36咬合、外超越离合器36与轴齿轮18由滑动花键套在一起。外层锥行星齿轮30的另一面外圆齿啮合半轴齿轮III35，半轴齿轮III35的一端面有单向运动牙齿并与内超越离合器37咬合、内超越离合器37与轴齿轮18由滑动花键套在一起；内环27与被动齿轮轴I26固定为一体，复合半轴齿轮31与半轴齿轮III35的转速绝对值之比i大于二分之一，小于一。复合锥齿差速器中的复合半轴齿轮31、半轴齿轮III35，销轴28三者之间的转速两两对应有一个倍数关系Δ，Δ值大于零，小于一。

图3所示是防滑分动器的结构俯视简图，通过结构俯视简图结合图1、图2可以进一步了解防滑分动器的结构原理。

结合图4，所述防滑分动器的工作原理描述如下：

1、设左边车轮防滑、前实心半轴齿轮转速为零即n₁＝0，内侧实心半轴齿轮转速和实心半轴齿轮相等为两倍的公转速即n₂＝n₃＝2n，空心半轴齿轮和内侧空心半轴齿轮的转速相等即n₄＝n₅＝0。轴齿轮转速为二倍公转速即n₆＝2n，这时被动齿轮轴公转速为二倍的公转n₁₀＝2n，n₁₀为复合差速器的公转速则有n₈+n₉＝2n₁₀，因n₁₀＝2n故n₈+n₉＝4n。由于复合差速器中的半轴齿轮副的转速大于半轴齿轮III的转速它们之间是i的倍数关系n₈＜n₉，即in₈＝n₉，in₈＝n₉＝2n₁₀＝4n。将n₄＝n₅＝n₉＝0代入，得in₈＝4n，因1/2＜i＜1，故in₈＞n₆半轴齿轮III的转速in₈，通过内差速越离合器与轴齿轮转速n₆咬为一体，由于二者转速不同，n₆＝2n＜in₈＜4n产生了转速制约，左侧车轮不打滑。

2、设右边车轮防滑：

前实心半轴齿轮转速为二倍公转，即n₁＝2n，内侧实心半轴齿轮转速和实心半轴齿轮转速相等为零，即n₂＝n₃＝0，空心半轴齿轮和内侧空心半轴齿轮转速相等为二倍的公转速，即n₄＝n₅＝n₉＝2n，轴齿轮转速为零，即n₆＝0，这时的被动齿轮轴I的转速为零，即n₁₀＝n₂＝n₃＝0。在此空心半轴齿轮和内侧空心半轴转速相等，其转速为二倍公转时，所固连的半轴齿轮副的转速相等，即：

n₄＝n₅＝n₉＝2n时，

半轴齿轮III转速是以公转速为基准的负转速，即：in₈＝-2n半轴齿轮III转速低于车前进为正方向的零转速，即：-2n＜0＝n₆离合器自动与轴齿轮脱开；圈锥齿轮固连的传力壳体的转速方向与半轴齿轮副方向相同，其转速大于零，也大于轴齿轮转速，即n₇＞n₆＝0。由此传力壳体端面牙嵌自动咬合外超越离合器带动轴齿轮，使车轮的转速都不等于零，即n₆≠0、n₄＝n₅≠2n、n₂＝n₃≠0、n₁≠2n右侧车轮不打滑。

3、前后车轮防滑：

设后轮打滑条件必有n₁＝0、n₆＝0、n₂＝n₃＝2n、n₄＝n₅＝2n，因后驱动传力内差速器十字轴固定在行星支架上，故n₂＝n₃＝n、n₄＝n₅＝n复合差速器中的n₉＝n₅＝n₄＝n、n₁₀＝n₂＝n₃＝n自然有n₇＝n₈＝n₂＝n₃＝n₄＝n₅＝n轴齿轮转速n₆＝0，传力壳体转速等于半轴齿轮III转速，大于轴齿轮的零转速，故而自动咬死，使n₆＝n n₁＝n全轮驱动汽车行走；

设前轮打滑时必然条件为n₁＝2n、n₆＝2n、n₂＝n₃＝0、n₄＝n₅＝0，因后驱动差速器十字轴固定在公转行星支架上，故n₄＝n₅＝n₂＝n₃＝n≠0，前、后车轮不打滑。

结合图4所示，对在互锁的过程中汽车转弯时的干扰分析：

由图4所示车四个轮子与差速器中的半轴齿轮直接关系，设n为公转，n₁为前左轮，n₆、n₇、n₈为前右轮，n₂、n₃、n₁₀为后右轮，n₄、n₅、n₉为后左轮，Δn为轮间速差，n′为轴间速差。

1、汽车左转弯：

n₆＝n+Δn+Δn’ n₂＝n₃＝n+Δn

n₁＝n-Δn+Δn’ n₄＝n₅＝n-Δn

复合差速器除公转之外的速差分析，由复合差速器中n₁₀＝n+Δn为本差速器的公转，n₉＝n-Δn为一个半轴，n₇、n₈为另一个半轴，由

差速器基本性质有n₇+n₉＝2n₁₀

n₈+(n-n)＝2(n+Δn)

n₈＝2(n+4n)-(n-n)＝n+3Δn

n₈的值是在|n₈|＝|n₉|的情况下得出。在本技术中复合差速器的半轴齿轮副的转速比半轴齿轮III快。复合差速器的公转速度n₁₀和n₈、n₉相同。半轴齿轮副的差速转速高于半轴齿轮III，二者之间存在一个比例系数，汽车转弯时各轮的速差之间，各自产生一个Δn₁₀、Δn₈、Δn₉，且|Δn₁₀|＜|Δn₉|他们之间的比例系数Δ，其取值范围(0＜Δ＜1)，则有n₈+n₉＝2n₁₀将复合差速器连接三个车轮的差速比Δ代入汽车转弯所需要的n₈+n₉＝2n₁₀

得：n₈+(n-4nΔ)＝2(n+Δn×Δ)

n₈＝n+Δn×Δ

设计Δ值满足n₈＝(n+Δn×Δ)＝n₆＝(n+Δn+Δn′)达到互锁时差速的目的。

汽车右转弯时，半轴齿轮副在公转基础上增速，半轴齿轮III在公转速的基础上减速，半轴齿轮III自动与内超越离合器脱离；而圈锥齿轮与半轴齿轮副之间的旋转方向相同，且半轴齿轮副的转速大于圈锥齿轮转速。他们之间的比例系数Δ，其取值范围(0＜Δ＜1)，则有n₇+n₉＝2n₁₀将复合差速器连接三个车轮的差速比Δ代入汽车转弯所需要的n₇+n₉₂n₁₀

得：n₇+(n-4nΔ)＝2(n+Δn×Δ)

n₇＝n+3Δn×Δ

设计Δ值满足n₇＝(n+Δn×Δ)＝n₁＝(n+Δn+Δn′)达到互锁时差速的目的。

Claims

1.防滑分动器，由一组平行轴行星差速器、一个内差速器、两个行星锥齿轮差速器、一组复合锥齿差速器构成；其特征在于：

两个行星锥齿轮差速器分别设置在行星支架两端，一端的行星锥齿轮差速器由第二十字轴固定在壳体齿轮I上，第二十字轴套装的锥行星齿轮分别与前实心半轴齿轮和内侧实心半轴齿轮常啮合，前实心半轴齿轮与前实心轴和第一前主动齿轮固连在一起，第一前主动齿轮与前被动齿轮轴常啮合，驱动车一个前轮行走；另一端的行星锥齿轮差速器由第三十字轴固定在壳体齿轮II上，第三十字轴套装的锥行星齿轮分别与内侧空心半轴齿轮、外空心半轴齿轮轴啮合，外空心半轴齿轮轴固接第二前主动齿轮与轴齿轮啮合驱动车另一个前轮行走；行星支架两端的行星锥齿轮差速器的内侧实心半轴齿轮和实心半轴齿轮固连在一实心轴齿轮的轴颈上，实心轴齿轮与后被动齿轮轴I常啮合驱动车一后轮行走；空心半轴齿轮和内侧空心半轴齿轮固连，支撑在一空心半轴上，空心半轴上固接后主动齿轮II，后主动齿轮II与后被动齿轮轴II常啮合驱动车另一个后轮行走；

复合锥齿差速器由销轴分别均布装在外环、内环径向方向的四周，在销轴花键上套装双层锥行星齿轮放置在内、外环之间，内层锥行星齿轮与一个复合半轴齿轮侧面的齿啮合，复合半轴齿轮的外圆齿与后主动齿轮II常啮合，外层锥行星齿轮的一面外圆齿与圆锥齿轮啮合，圆锥齿轮固定在传力壳体上，传力壳体的一端有单向运动牙齿与外超越离合器咬合、外超越离合器与轴齿轮由滑动花键套在一起；外层锥行星齿轮的另一面外圆齿啮合半轴齿轮III，半轴齿轮III的的一端面有单向运动牙齿并与内超越离合器咬合、内超越离合器与轴齿轮由滑动花键套在一起；内环与被动齿轮轴I固定为一体，复合半轴齿轮与半轴齿轮III的转速绝对值之比i大于二分之一，小于一；与实心半轴关联的前被动齿轮轴、后被动齿轮轴I相对于车轮呈对角线布置；与空心半轴关联的轴齿轮、后被动齿轮轴II相对于车轮呈对角线布置。