CN200978937Y - 一种改进的牙嵌式差速器 - Google Patents

Abstract

一种改进的牙嵌式差速器，主要由主动环、外推环、中心环、消声环、半轴花键套、弹簧复位组件组成。它对主动环(1)、外推环(4)、中心环(2)、消声环(5)啮合方式进行了改进，主动环(1)、外推环(4)、中心环(2)、消声环(5)采用端面齿啮合方式，外推环(4)传力齿和分离齿等高且齿形相同，消声环(5)端面仅需加工出四个凸台与中心环(2)匹配，而不是加工成端面梯形齿，因此结构相对简单、加工简便。可根据车辆驱动桥左、右车轮的转速不同，自动离合，实现扭矩、转速独立分配，可广泛适用于对越野性和通过性要求较高的各类军车、轮式工程机械。

Description

一种改进的牙嵌式差速器

技术领域：

本实用新型涉及一种轮式车辆驱动桥的差速装置，特别涉及一种牙嵌式差速器。

背景技术：

差速器用来在轮式车辆驱动桥两输出轴间分配转矩，并保证两输出轴有可能以不同角速度转动。差速器按其结构特征可分为齿轮式、凸轮式、蜗轮式和牙嵌式等多种形式。

牙嵌式差速器结构相对简单，使用寿命长，差速传动可靠，锁紧性能稳定，扭矩、转速独立分配，分离阻力自动变化。

差速器主要由主动环、中心环、外推环、消声环、半轴花键套、弹簧复位组件组成。目前市场上的牙嵌式差速器大致有两种类型：一种是主动环本体与凸键分体制造，装配时连接成一体；外推环传力齿、分离齿分别为倒梯形齿和梯形齿且齿高不等，采用本体和内镶件分体加工，焊接成一体；中心环采用弧形齿，分离齿轮副是梯形齿和弧形齿；消声环端面也是梯形齿，与中心环的弧形齿啮合，差速时减少冲击和噪声。此种差速器设计结构复杂，导致工艺难度大，加工制造困难。另一种虽然主动环凸键与本体合为一体，外推环结构与前述相似，但中心环改为梯形齿，分离齿轮副是梯形齿啮合，因接触面大导致分离阻力增加，差速器动态响应性降低，导致可靠性不好。这两种差速器的弹簧复位机构均布置在半轴花键套的内侧，不便于维修检测。

发明内容：

本实用新型的目的在于设计一种结构相对简单、易于制造、便于维修检测且差速传动可靠，扭矩、转速独立分配，分离阻力自动变化，锁止性能稳定的改进牙嵌式差速器。采用的技术方案是：差速器主要由主动环、中心环、外推环、消声环、半轴花键套、弹簧复位组件组成。主动环(1)是一个环形零件，外圆上垂直均布四个圆柱，呈“十”字型，环形两端面均布呈放射状的倒梯形齿，齿顶倒角，两侧齿对称，齿底间距大于齿顶宽，齿高低于外推环(4)倒梯形齿高，内圆有一凸键，凸键在轴向从中间断开；主动环(1)的内圆柱面中嵌有中心环(2)，其断面呈“凸”字型，两侧端面均布呈放射状的梯形齿，两侧齿对称，环形的外柱面均布四个凸耳，其中一个凸耳中间有一开口槽；挡圈(3)将主动环(1)和中心环(2)连成一体后形成十字轴组件；十字轴组件的两侧分别设置外推环(4)，外推环(4)的大端端面均布呈放射状的倒梯形齿，齿顶倒角，且与主动环(1)齿顶倒角互余，有一环槽将端面齿分成外推齿和传力齿，内侧外推齿与中心环(2)啮合，外侧倒梯形齿与主动环(1)倒梯形齿啮合，内圆制成花键与半轴花键套(8)啮合；消声环(5)是镶嵌在外推环(4)的环槽内呈“C”型的零件，在内圆的轴向有一小台阶与外推环的环槽相配，另有一缺口，装配时将缺口对准主动环(1)的凸键，消声环(5)的一侧端面均布四个凸台，凸台的位置和尺寸应与中心环(2)相配，消声环(5)与外推环(4)装配后形成离合组件，消声环(5)凸台顶到外推环(4)倒梯形齿顶的高度应与主动环(1)倒梯形齿顶到中心环(2)凸耳的高度一致，确保外推环(4)离合时消除旋转噪声。外推环(4)与半轴花键套(8)之间的扭矩传递通过花键间隙啮合实现，外推环(4)制成内花键，半轴花键套(8)制成外花键，在其内圈还有一渐开线花键，此花键与车辆的左、右半轴连接，传递扭矩到车轮，半轴花键套(8)内外花键的中心线与外推环(4)内花键中心线重合。为保证差速器的自动离合，在外推环(4)与半轴花键套(8)外侧设有弹簧复位组件，便于维修检测。弹簧复位组件由圆锥弹簧(6)和弹簧座(7)组成，为限制弹簧(6)的径向移动，在弹簧座(7)的外缘设有翻边。

由消声环(5)和中心环(2)构成消声齿轮副(13)，在没有差速时，消声环(5)的四个凸台嵌入主动环(1)和中心环(2)形成的四个凹槽内，不起作用；当差速时，外推环(4)内环齿沿中心环(2)的梯形齿斜面滑动，产生轴向位移，消声环(5)跟随外推环(4)移动，四个凸台从凹槽中出来，当外推环(4)差速旋转一齿后，消声环(5)的凸台端面正好顶住中心环(2)的凸耳端面，此时外推环(4)的轴向位移被限定在很小的范围内，这样外推环(4)差速旋转过程中与主动环(1)、中心环(2)因摩擦而产生的噪音被极大的消除，减小了零件间的磨损和冲击，提高了使用寿命。由于消声环(5)端面仅需加工出四个凸台与中心环(2)匹配，而不是加工成端面梯形齿，因此结构相对简单、加工简便。

由中心环(2)和外推环(4)构成分离齿轮副(14)，分离齿轮副(14)是由外推环(4)的倒梯形齿和中心环(2)梯形齿形成，由于齿形分别为梯形齿和倒梯形齿，接触面很小，分离阻力小，动态响应性能好，差速灵活。又由于外推环(4)齿顶两侧的倒角与中心环(2)的梯形齿角度相同，且外推环(4)的内、外圈齿高度一致。因此可一次加工成形，方便了加工。

由于其他主要部件和结构与已有技术相类同，所以达到了差速传动可靠，扭矩、转速独立分配，分离阻力自动变化的目的。

附图说明：

图1牙嵌式差速器结构示意图(剖视图)

图2牙嵌式差速器结构示意图(侧视图)

图3主动环上的键限制中心环示意图

图4消声环结构示意图

图5外推环结构示意图

图6弹簧复位组件结构示意图

图7差速分离时外推环和中心环的位置关系示意图

图8差速分离后外推环和中心环的位置关系示意图

图9差速分离时外推环和主动环的位置关系示意图

图10差速分离后外推环和主动环的位置关系示意图

图中：(1)主动环  (2)中心环  (3)挡圈  (4)外推环  (5)消声环  (6)弹簧(7)弹簧座  (8)半轴花键套  (9)右壳体  (10)左壳体  (11)左、右半轴  (12)传力齿轮副  (13)消声齿轮副  (14)分离齿轮副

具体实施方式：

附图1为实施例图。差速器的外连接是主动环(1)的十字轴颈被螺栓固定在左、右壳体(10、9)的十字形孔内，内连接为半轴花键套(8)与车辆的左、右输出半轴(11)花键啮合。

主动环(1)是一个环形零件，外圆上垂直均布四个圆柱，呈“十”字型，环形两端面均布呈放射状的倒梯形齿，齿顶倒角，两侧齿对称，齿底间距大于齿顶宽，齿高低于外推环(4)倒梯形齿高，内圆有一凸键，凸键在轴向从中间断开；主动环(1)的内圆柱面嵌有中心环(2)，其断面呈“凸”字型，两侧端面均布呈放射状的梯形齿，两侧齿对称，环形的外柱面均布四个凸耳，其中一个凸耳中间有一开口槽，装配时将其对准主动环(1)的凸键；挡圈(3)将主动环(1)和中心环(2)连成一体后形成十字轴组件；十字轴组件的两侧分别设置外推环(4)，外推环(4)的大端端面均布呈放射状的倒梯形齿，齿顶倒角，且与主动环(1)齿顶倒角互余，有一环槽将端面齿分成外推齿和传力齿，内侧外推齿与中心环(2)啮合，外侧倒梯形齿与主动环(1)倒梯形齿啮合，内圆制成花键与半轴花键套(8)啮合；消声环(5)是镶嵌在外推环(4)的环槽内呈“C”型的零件，在内圆的轴向有一小台阶与外推环的环槽相配，另有一缺口，装配时将缺口对准主动环(1)的凸键，消声环(5)的一侧端面均布四个凸台，凸台的位置和尺寸应与中心环(2)相配，消声环(5)与外推环(4)装配后形成离合组件，消声环(5)凸台顶到外推环(4)倒梯形齿顶的高度应与主动环(1)倒梯形齿顶到中心环(2)凸耳的高度一致，确保外推环(4)离合时消除旋转噪声。外推环(4)与半轴花键套(8)之间的扭矩传递通过花键间隙啮合实现，外推环(4)制成内花键，半轴花键套(8)制成外花键，在其内圈还有一渐开线花键，此花键与车辆的左、右半轴连接，传递扭矩到车轮，半轴花键套(8)内外花键的中心线与外推环(4)内花键中心线重合。为保证差速器的自动离合，在外推环(4)与半轴花键套(8)外侧设有弹簧复位组件，弹簧复位组件由圆锥弹簧(6)和弹簧座(7)组成，为限制弹簧(6)的径向移动，在弹簧座(7)的外缘设有翻边。

此种差速器由于采用了主动环(1)、中心环(2)、外推环(4)、消声环(5)端面齿啮合方式，啮合面由外到里有三圈齿轮副。

外圈是倒梯形的传力齿轮副(12)，由主动环(1)和外推环(4)构成，形成牙嵌式啮合，传递扭矩大，相互自锁，不打滑，锁止性能稳定。

中间是消声齿轮副(13)，由消声环(5)和中心环(2)构成，在没有差速时，消声环(5)的四个凸台嵌入主动环(1)和中心环(2)形成的四个凹槽内，不起作用；当差速时，外推环(4)内环齿沿中心环(2)的梯形齿斜面滑动，产生轴向位移，消声环(5)跟随外推环(4)移动，四个凸台从凹槽中出来，当外推环(4)差速旋转一齿后，消声环(5)的凸台端面正好顶住中心环(2)的凸耳端面，此时外推环(4)的轴向位移被限定在很小的范围内，这样外推环(4)差速旋转过程中与主动环(1)、中心环(2)因摩擦而产生的噪音被极大的消除，减小了零件间的磨损和冲击，提高了使用寿命。

里圈是分离齿轮副(14)，由中心环(2)和外推环(4)构成，齿形分别为梯形齿和倒梯形齿，且外推环(4)齿顶两侧的倒角与中心环(2)的梯形齿角度相同。

工作过程：车辆直行时，来自发动机的扭矩通过传动轴→差速器壳体→主动环(1)→外推环(4)→半轴花键套(8)→左、右输出半轴(11)→两侧车轮，驱动车辆行走；当两侧车轮差速瞬间，快转外推环(4)外推齿沿中心环(2)的梯形齿斜面滑动，产生轴向位移，压缩弹簧(6)变形，但此时外推环(4)齿顶并没有完全脱离主动环(1)齿槽，随后外推环(4)齿顶在主动环(1)齿顶的倒角上继续滑动，直至完全脱离，此时消声环(5)的凸台端面正好顶住中心环(2)的凸耳端面，完成外推环(4)和主动环(1)的分离，实现差速。弹簧复位组件在两侧车轮差速结束时，推动外推环(4)轴向复位，消声环(5)的四个凸台回到主动环(1)和中心环(2)形成的四个凹槽内，主动环(1)和外推环(4)的传力齿重新啮合，传递扭矩。这种差速器即使在一侧车轮悬空或意外丧失附着驱动力时，另一侧的车轮仍然可以获得全部驱动力，仍有动力输出，可广泛应用于对越野性和通过性要求较高的各类军车、轮式工程机械。

Claims (6)

1、一种改进的牙嵌式差速器，主要由主动环(1)、中心环(2)、外推环(4)、消声环(5)、半轴花键套(8)、弹簧复位组件(6、7)组成。其特征在于主动环(1)是一个环形零件，外圆柱面上垂直均布四个圆柱，内圆柱面有一凸键，凸键在轴向从中间断开；主动环(1)的内圆柱面嵌有中心环(2)，其断面呈“凸”字型，两侧端面均布呈放射状的梯形齿，两侧齿对称，环形的外柱面均布四个凸耳；主动环(1)和中心环(2)的两侧分别设置外推环(4)，外推环(4)的大端端面均布呈放射状的倒梯形齿，齿顶倒角，有一环槽将其分成外推齿和传力齿，内侧外推齿与中心环(2)啮合，外侧倒梯形齿与主动环(1)倒梯形齿啮合；消声环(5)镶嵌在外推环(4)的环槽内呈“C”型的零件，在内圆的轴向有一小台阶与外推环的环槽相配，有一缺口，一侧端面均布四个凸台，消声环(5)与外推环(4)装配后形成离合组件；由主动环(1)、中心环(2)、外推环(4)、消声环(5)形成的端面齿啮合，在啮合面上由外到里有三圈齿轮副。外圈是倒梯形的传力齿轮副(12)，中间是消声齿轮副(13)，里圈是分离齿轮副(14)。

2、根据权利要求1所述的差速器，其特征在于：主动环(1)倒梯形齿的齿顶两侧倒角和外推环(4)齿顶两侧倒角互余，齿高小于外推环(4)齿高。

3、根据权利要求1所述的差速器，其特征在于：分离齿轮副是由外推环(4)的倒梯形齿和中心环(2)梯形齿形成，外推环(4)齿顶两侧的倒角与中心环(2)的梯形齿角度相同。

4、根据权利要求1所述的差速器，其特征在于：离合组件的消声环(5)凸台顶面到外推环(4)齿顶面的高度应与十字轴组件的主动环(1)齿顶面到中心环(2)凸耳的高度一致。

5、根据权利要求1所述的差速器，其特征在于：外推环(4)与半轴花键套(8)外侧设有弹簧复位组件，弹簧复位组件由圆锥弹簧(6)和弹簧座(7)组成，弹簧座(7)的外缘设有翻边。

6、根据权利要求1所述的差速器，其特征在于：中心环(2)环形的外柱面均布四个凸耳，其中一个凸耳中间有一开口槽。

Images