CN204493635U - 差速器及具有其的车辆 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种差速器及具有其的车辆。差速器包括：差速器壳体、行星齿轮轴、两个行星齿轮和轴套组件。行星齿轮轴设在差速器壳体内，行星齿轮轴的至少一端通过固定销固定在差速器壳体上。两个行星齿轮分别外套在行星齿轮轴的两个端部上。轴套组件通过固定件固定在行星齿轮轴上，轴套组件被构造成在行星齿轮轴朝向行星齿轮中的任一个移动时与上述行星齿轮接触以限定行星齿轮轴的轴向位移。根据本实用新型的差速器，可防止行星齿轮轴从差速器壳体内掉出，避免行星齿轮和行星齿轮轴之间产生错位、胶合，保证差速器的差速功能，并能保持一定的寿命，防止差速器突然失效，提高了差速器使用的安全性。

Description

差速器及具有其的车辆

技术领域

本实用新型涉及车辆领域，尤其是涉及一种差速器及具有其的车辆。

背景技术

差速器的行星齿轮轴通常由固定销固定，在差速器受到冲击导致固定销断裂后，行星齿轮轴容易从差速器内掉出导致差速器失效。

为避免差速器的失效，工厂通常的做法有两种，一种是直接加大产品尺寸来抵抗冲击力，但是会导致差速器成本高、质量大、功耗多。另一种是在现有差速器的结构尺寸的基础上，设计出防止冲击后固定销断裂的结构，这种设计结构较复杂，成本也较高。

相关技术公开了一种差速器，该差速器在行星齿轮轴伸出差速器壳体的部分上设置了卡环。这种形式的结构缺点是，如果差速器行星齿轮和行星齿轮轴发生胶合，固定销破坏后，行星齿轮轴和卡环将随着行星齿轮旋转，此时的卡环就相当于一个旋转的刀具，旋转的卡环对壳体的破坏力强，造成差速器失效。

实用新型内容

本申请是基于发明人对以下事实和问题的发现和认识作出的：

相关技术中的差速器存在行星齿轮轴容易掉出、差速失效的问题。发明人经过研究和大量的实验发现，导致行星齿轮轴容易掉出、差速失效的原因在于固定销在断裂后，行星齿轮轴失去了限制。为此，本实用新型旨在提供一种差速器，该差速器可在固定销断裂后防止行星齿轮轴从差速器壳体内掉出。

本实用新型的另一个目的在于提供一种具有上述差速器的车辆。

根据本实用新型的差速器，包括：差速器壳体；行星齿轮轴，所述行星齿轮轴设在所述差速器壳体内，所述行星齿轮轴的至少一端通过固定销固定在所述差速器壳体上；两个行星齿轮，所述两个行星齿轮分别外套在所述行星齿轮轴的两个端部上；轴套组件，所述轴套组件通过固定件固定在所述行星齿轮轴上，所述轴套组件被构造成在所述行星齿轮轴朝向所述行星齿轮中的任一个移动时与上述行星齿轮接触以限定所述行星齿轮轴的轴向位移。

根据本实用新型的差速器，通过在行星齿轮轴上设置轴套组件，以在固定销断裂后限制行星齿轮轴的轴向移动，从而防止行星齿轮轴从差速器壳体内掉出，避免行星齿轮和行星齿轮轴之间产生错位、胶合，且可避免行星齿轮轴掉出而毁坏差速器壳体外的部件，保证差速器的差速功能，并能保持一定的寿命，防止差速器突然失效，提高了差速器使用的安全性。

根据本实用新型实施例的车辆，包括根据本实用新型上述实施例的差速器。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本实用新型实施例的差速器的立体结构示意图；

图2是根据本实用新型一个实施例的差速器的剖视结构示意图；

图3是根据本实用新型另一个实施例的差速器的剖视结构示意图；

图4是根据本实用新型又一个实施例的差速器的剖视结构示意图；

图5是根据本实用新型一个实施例的行星齿轮轴及轴套组件的结构示意图；

图6是电动车、混合动力车的电机动力输出扭矩与发动机的动力输出扭矩比较示意图，其中，A为电动车的电机输出扭矩变化曲线，B为混合动力车的电机输出扭矩变化曲线，C为发动机的电机输出扭矩变化曲线。

附图标记：

差速器100、

差速器壳体1、腔室V、轴孔11、

差速器齿轮21、半轴齿轮22、行星齿轮垫片24、半轴齿轮垫片25、差速器轴承26、行星齿轮27、

行星齿轮轴3、第一轴31、第二轴32、固定槽33、弧面段S1、平面段S2、

固定销4、

轴套组件5、轴套54、固定件55、

轴套与相应的行星齿轮的端面间距L1、轴套的轴向高度W1、行星齿轮轴的直径D1、固定件与固定销之间的间距L2。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”等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实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

下面参考图1-图6描述根据本实用新型实施例的差速器100。

根据本实用新型实施例的差速器100，如图1-图4所示，包括：差速器壳体1、行星齿轮轴3、两个行星齿轮27和轴套组件5。

其中，行星齿轮轴3设在差速器壳体1内，行星齿轮轴3的至少一端通过固定销4固定在差速器壳体1上，两个行星齿轮27分别外套在行星齿轮轴3的两个端部上。

具体地，如图1和图2图所示，差速器100还包括差速器齿轮21、两个半轴齿轮22和两个半轴(图未示出)，差速器齿轮21与差速器壳体1相连，两个半轴齿轮22设在差速器壳体1内，每个半轴齿轮22分别与两个行星齿轮27相啮合，每个半轴的一端与一个半轴齿轮22相连，每个半轴的另一端从差速器壳体1内伸出，两个半轴伸出差速器壳体1的一端与车辆相对的两个车轮相连。

更具体地，如图2-图4所示，差速器100还包括两个行星齿轮垫片24及两个半轴齿轮垫片25，两个行星齿轮垫片24分别连接在两个行星齿轮27和差速器壳体1之间，两个半轴齿轮垫片25分别连接在两个半轴齿轮22和差速器壳体1之间，从而减少行星齿轮27及半轴齿轮22在转动时对差速器壳体1产生的磨损。另外，差速器100还包括两个差速器轴承26，两个差速器轴承26同轴地安装在差速器壳体1上，两个差速器轴承26用于支撑差速器壳体1的转动。

其中，发动机的动力经差速器齿轮21进入差速器100，然后由两个行星齿轮27带动两个半轴齿轮22转动，从而通过两个半轴带动相对的两个车轮转动。差速器100相当于一个齿轮系结构，差速器壳体1构成该齿轮系结构的行星架，差速器齿轮21构成主动轮，两个半轴齿轮22构成从动轮。

当车辆直行(且路面平整)时，车辆上相对的两个车轮与差速器壳体1的转速相等，三者处于平衡状态。当车辆转弯(或者路面不平)时，上述三者的平衡状态被破坏，相对的两个车轮中一个车轮转速减小，另一个车轮的转速增加。此时，差速器100开始工作，两个行星齿轮27可在两个半轴齿轮22转动角度不同时进行差速平衡。

在图1和图2的示例中，差速器壳体1内限定出腔室V，两个行星齿轮27和两个半轴齿轮22可转动地设在腔室V内。差速器壳体1上还设有两个相对的连通腔室V的轴孔11，行星齿轮轴3的两端分别配合在两个轴孔11内。固定销4设在差速器壳体1上，固定销4的一部分伸入至轴孔11内且穿过行星齿轮轴3，从而限制行星齿轮轴3的轴向移动。

需要说明的是，车辆在启动或者低转速行驶时，扭矩较大，产生了较快的加速度，迫使差速器100快速响应，产生冲击。由于在运转过程中作用在行星齿轮27和行星齿轮轴3上的力是滑动摩擦力，在上述冲击过程中，摩擦力加大，因此固定销4也受到了同样的冲击力，冲击力较大时会导致固定销4的断裂。

固定销4断裂后，行星齿轮轴3在离心力作用下会从差速器100内缓慢掉出，并与差速器壳体1外的部件(如箱体等)产生摩擦，导致差速器壳体1外的部件损坏。而且，行星齿轮轴3掉出一部分后，行星齿轮27和行星齿轮轴3产生错位，导致行星齿轮轴3与行星齿轮27之间由线接触变为点接触，行星齿轮27极易与行星齿轮轴3发生胶合。行星齿轮轴3掉出后，如果再受到冲击，行星齿轮轴3容易断裂，导致差速器100失效。

为防止固定销4断裂后，行星齿轮轴3从差速器壳体1内掉出，本实用新型实施例设计了轴套组件5。

参照图1-图5，轴套组件5通过固定件55固定在行星齿轮轴3上，轴套组件5被构造成在行星齿轮轴3朝向行星齿轮27中的任一个移动时，轴套组件5与上述行星齿轮27接触以限定行星齿轮轴3的轴向位移。

具体而言，固定销4受到冲击断裂后，当行星齿轮轴3朝向一个行星齿轮27移动时，轴套组件5也朝向该行星齿轮27移动，直至轴套组件5止抵在该行星齿轮27上，这样，轴套组件5可阻止行星齿轮轴3继续沿轴向朝向该行星齿轮27移动，从而阻止行星齿轮轴3从差速器100内掉出，避免行星齿轮27和行星齿轮轴3之间产生错位、胶合。

当轴套组件5与行星齿轮27接触后，轴套组件5与行星齿轮27之间产生摩擦。

当轴套组件5与行星齿轮27之间的摩擦力较小时，行星齿轮27在做差速旋转时无法带动轴套组件5转动，行星齿轮轴3与行星齿轮27之间存在转速差。而当轴套组件5与行星齿轮27之间的摩擦力较大时，在该摩擦力的作用下，行星齿轮27会带动与之接触的轴套组件5转动，从而带动行星齿轮轴3转动，即行星齿轮轴3和一个行星齿轮27会在轴套组件5的连接下构成一个同步旋转的整体，而另一个行星齿轮27则与行星齿轮轴3之间存在转速差。

综上，受轴套组件5与行星齿轮27之间的摩擦力大小的影响，差速器100在固定销4断裂后可能存在两种状态：一种状态是轴套组件5与行星齿轮轴3为一个整体，两个行星齿轮27均与行星齿轮轴3进行差速旋转；另一种状态是轴套组件5、行星齿轮轴3和一个行星齿轮27作为一个整体同步旋转，另一个行星齿轮27与行星齿轮轴3做差速旋转。

上述两种过程，均能在固定销4断裂后，防止行星齿轮轴3掉出而毁坏差速器壳体1外的部件(如箱体)，且差速器100均能完成差速功能，并能保持一定的寿命。在此方案下，差速器100不易失效，从而防止整车出现突然失效的情况，进而防止突发交通事故的发生。

根据本实用新型实施例的差速器100，通过在行星齿轮轴3上设置轴套组件5，以在固定销4断裂后限制行星齿轮轴3的轴向移动，从而防止行星齿轮轴3从差速器壳体1内掉出，避免行星齿轮27和行星齿轮轴3之间产生错位、胶合，且可避免行星齿轮轴3掉出而毁坏差速器壳体1外的部件，保证差速器100的差速功能，并能保持一定的寿命，防止差速器100突然失效，提高了差速器100使用的安全性。

在一些实施例中，如图2所示，行星齿轮轴3为一体成型件，由此，差速器100的零件数量少，加工成本低。

当然，本实用新型也不限于此，例如，在图3的示例中，行星齿轮轴3包括两个第一轴31和一个第二轴32，两个行星齿轮27分别外套在两个第一轴31上，两个第一轴31的朝向彼此的端面上设有固定槽33，第二轴32的两端分别设在两个固定槽33内。

由于两个行星齿轮27均需要外套在行星齿轮轴3上，因此将行星齿轮轴3分成两个第一轴31，且两个第一轴31由第二轴32相连，则第一轴31的轴向长度较短，便于在腔室V内完成将行星齿轮27外套在第一轴31上的操作，降低了差速器100的装配难度。而且，在行星齿轮27旋转的过程中，轴套组件5受到的旋转的径向力减小，轴套组件5只承受离心力和摩擦力导致的较小轴向力，方案可靠、有效。

可选地，固定件55为定位销，由此，固定件55结构简单，成本低，采用定位销进行固定较容易。

下面参考图1-图5所示的不同具体实施例，来详细描述本实用新型实施例的差速器100的结构。需要说明的是，不同实施例中，自始至终相同的标号表示相同的元件或具有相同功能的元件。

第一实施例

在第一实施例中，如图1-图3所示，轴套组件5包括两个轴套54，两个轴套54分别外套在行星齿轮轴3上且邻近两个行星齿轮27设置，每个轴套54通过固定件55固定在行星齿轮轴3上。

其中，两个轴套54分别邻近两个行星齿轮27的端面，这样，当行星齿轮轴3朝向行星齿轮27中的任一个移动时，相应的轴套54与上述行星齿轮27接触，从而限制行星齿轮轴3再继续朝向该行星齿轮27位移，进而限制了行星齿轮轴3的轴向移动。

任一轴套54在与行星齿轮27接触后，当二者之间的摩擦力较大时，轴套54可以与该行星齿轮27构成一个同步旋转的整体，行星齿轮27在差速旋转时可通过轴套54带动行星齿轮轴3转动，此时，行星齿轮轴3和差速器壳体1之间产生滑动轴承的效果。当轴套54在与行星齿轮27接触后二者之间的摩擦力较小时，轴套54与行星齿轮27之间为滑动摩擦，但是由于两个零件接触面积小，摩擦力较小，因此对差速器100的运转影响小，可忽略不计。

具体地，如图2所示，每个轴套54与相应的行星齿轮27的端面间距L1为1mm。

在图2所示的示例中，行星齿轮轴3的直径为15mm，选用的轴套54的轴向高度W1为7mm。

第二实施例

在该实施例中，如图4所示，轴套组件5包括一个轴套54，轴套54外套在行星齿轮轴3上，轴套54的端面适于在行星齿轮轴3朝向行星齿轮27中的任一个移动时与行星齿轮27接触以限定行星齿轮轴3的轴向位移，轴套54通过固定件55固定在行星齿轮轴3上。

其中，该轴套54外套在行星齿轮轴3上，该轴套54的两个端面分别邻近两个行星齿轮27的朝向彼此的端面，这样，当行星齿轮轴3朝向行星齿轮27中的任一个移动时，轴套54的相应端面与上述行星齿轮27接触，从而限定行星齿轮轴3再继续朝向该行星齿轮27位移，进而限制了行星齿轮轴3的轴向移动。

具体地，如图4所示，轴套54与相应的行星齿轮27的端面间距L1为1mm。

在图4所示的示例中，行星齿轮轴3的直径为15mm，选用的轴套54的轴向高度W1为41.5mm，固定件55与固定销4之间的间距L2为64.5mm。

具体地，为避免轴套54相对行星齿轮轴3转动，减少固定件55的径向受力，在上述第一实施例和第二实施例中，行星齿轮轴3的与轴套54配合的部分的外周壁可包括弧面段S1和平面段S2，平面段S2与弧面段S1的两端相连。

也就是说，相对于传统的圆柱形的行星齿轮轴而言，本实用新型实施例的行星齿轮轴3，在与轴套54配合的部分的轴向横截面形成为非圆形，轴套54的内周壁形成为与之适配的形状，这种配合可减少固定件55上承受的径向切力，提高轴套54与行星齿轮轴3连接的可靠性。

根据本实用新型实施例的车辆，包括根据本实用新型上述实施例的差速器100。

由于车辆设置了根据本实用新型实施例的差速器100，因此，可避免车辆行驶过程中的突然差速失效，减少了由差速失效引起的安全事故的发生。

具体地，车辆为电动车或者混合动力车。

这里，由图6所示的对比图可知，在电动车或者混合动力车中，电机启动或者低转速运转时，扭矩尤其大，其扭矩高于发动机在启动或低转速运转时输出的扭矩，因此在电动车或者混合动力车中，电机启动或者低转速运转对差速器100冲击非常大，固定销4更加容易断裂。在电动车或者混合动力车中，使用根据本实用新型实施例的差速器100，可有效避免差速器100失效的问题。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (9)

1.一种差速器，其特征在于，包括：

差速器壳体；

行星齿轮轴，所述行星齿轮轴设在所述差速器壳体内，所述行星齿轮轴的至少一端通过固定销固定在所述差速器壳体上；

两个行星齿轮，所述两个行星齿轮分别外套在所述行星齿轮轴的两个端部上；

轴套组件，所述轴套组件通过固定件固定在所述行星齿轮轴上，所述轴套组件被构造成在所述行星齿轮轴朝向所述行星齿轮中的任一个移动时与上述行星齿轮接触以限定所述行星齿轮轴的轴向位移。

2.根据权利要求1所述的差速器，其特征在于，所述轴套组件包括两个轴套，所述两个轴套分别外套在所述行星齿轮轴上且邻近所述两个行星齿轮设置，每个所述轴套通过所述固定件固定在所述行星齿轮轴上。

3.根据权利要求1所述的差速器，其特征在于，所述轴套组件包括一个轴套，所述轴套外套在所述行星齿轮轴上，所述轴套的端面适于在所述行星齿轮轴朝向所述行星齿轮中的任一个移动时与所述行星齿轮接触以限定所述行星齿轮轴的轴向位移，所述轴套通过所述固定件固定在所述行星齿轮轴上。

4.根据权利要求1所述的差速器，其特征在于，所述行星齿轮轴的与所述轴套组件配合的部分的外周壁包括弧面段和平面段，所述平面段与所述弧面段的两端相连。

5.根据权利要求1所述的差速器，其特征在于，所述行星齿轮轴为一体成型件。

6.根据权利要求1所述的差速器，其特征在于，所述行星齿轮轴包括：

两个第一轴，所述两个行星齿轮分别外套在所述两个第一轴上，所述两个第一轴的朝向彼此的端面上设有固定槽；

第二轴，所述第二轴的两端分别设在两个所述固定槽内。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的差速器，其特征在于，所述固定件为定位销。

8.一种车辆，其特征在于，包括根据权利要求1-7中任一项所述的差速器。

9.根据权利要求8所述的车辆，其特征在于，所述车辆为电动车或者混合动力车。