CN208024806U - 行星曲轴中央摆线差速器 - Google Patents

Abstract

行星曲轴中央摆线差速器，由曲轴架、至少两个曲轴、至少一个A型摆动齿轮、输入轮A、至少一个B型摆动齿轮、输出轮B组成；所述曲轴架、输入轮A和输出轮B的自转轴心同轴；所述每个曲轴的自传轴心固定在曲轴架上；每个A型摆动齿轮上设有至少两个轴孔，每个A型摆动齿轮上的轴孔分别套在不同曲轴的偏心轴上，每个B型摆动齿轮上设有至少两个轴孔，每个B型摆动齿轮上的轴孔分别套在不同曲轴的偏心轴上；所有曲轴上穿过同一个摆动齿轮上轴孔的偏心轴的偏心量相同且相位相同；所述输入轮A上设有内齿圈，所述内齿圈与每个A型摆动齿轮啮合，所述输出轮B上设有内齿圈，所述内齿圈与每个B型摆动齿轮啮合。

Description

行星曲轴中央摆线差速器

技术领域

本发明涉及一种差速器，属于机械传动部件技术领域，特别涉及一种可用于汽车的行星曲轴中央摆线差速器。

背景技术

差速器是一种机械传动部件，多用于将汽车变速箱输出的动力传动给两个或四个驱动车轮，由于路面不平和车辆转弯等原因造成驱动车轮压过的轨迹不同，如果保持同速旋转就会造成车轮与路面的摩擦增大，增加车辆行驶阻力，所以差速器需要根据每个驱动车轮的不同运转情况向车轮输出转速，传统的差速器多为斜齿轮或冠状齿轮结构。

限滑差速器，英文名为Limited Slip Differential，简称LSD。限滑差速器，顾名思义就是限制车轮滑动的一种改进型差速器，指驱动轮转速差值被允许在一定范围内，以保证正常的转弯等行驶性能的类差速器，但当某一驱动轮打滑或悬空时又能限制差速器不将全部动力输出给打滑或悬空车轮，有助于车辆脱困和激烈驾驶时的操控，譬如说当车辆一轮掉入坑洞中，此车轮就毫无任何摩擦力可言，着地车轮相对却有着极大的阻力，此时普通的差速器的作用会让所有动力回馈到低摩擦的轮子。掉入坑洞的车轮会不停转动，而着地轮反而完全无动作，如此车辆就无法行驶，这时如果车辆装配的是限滑差速器就不会出现这种情况。目前的限滑差速器有使用电控多片离合器来实现锁定的，但反应速度相对较慢，也有通过纯机械式的蜗轮蜗杆来实现的，造价成本相对较高，作为中央差速器时也不便于设定前后轮的输出扭矩不等比分配。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提出了行星曲轴中央摆线差速器，具体技术方案如下。

行星曲轴中央摆线差速器，由曲轴架、至少两个曲轴、至少一个A型摆动齿轮、输入轮A、至少一个B型摆动齿轮、输出轮B组成；所述曲轴架、输入轮A和输出轮B的自转轴心同轴；所述每个曲轴的自传轴心固定在曲轴架上；每个A型摆动齿轮上设有至少两个轴孔，每个A型摆动齿轮上的轴孔分别套在不同曲轴的偏心轴上，每个B型摆动齿轮上设有至少两个轴孔，每个B型摆动齿轮上的轴孔分别套在不同曲轴的偏心轴上；所有曲轴上穿过同一个摆动齿轮上轴孔的偏心轴的偏心量相同且相位相同；所述输入轮A上设有内齿圈，所述内齿圈与每个A型摆动齿轮啮合，所述输出轮B上设有内齿圈，所述内齿圈与每个B型摆动齿轮啮合；所述曲轴与输入轮A的传动比绝对值大于曲轴与输出轮B的传动比绝对值；曲轴架、输入轮A和输出轮B分别设有用于与差速器外界零件传递扭矩的齿形结构或孔形结构。本发明的行星曲轴中央摆线差速器的扭矩通常状态通过输入轮A输入，从曲轴架和输出轮B输出；输入轮A相对于曲轴架自转一周带动输出轮B相对于曲轴架自转超过一周，这样才能保证输出轮B与曲轴架相对于输入轮A只能向相反方向按一定转速比相对转动，这由A型摆动齿轮和B型摆动齿轮分别与输入轮A和输出轮B上对应的内齿圈的啮合齿比决定的，所以所述曲轴与输入轮A的传动比绝对值大于曲轴与输出轮B的传动比绝对值，曲轴与输入轮A的传动比为少齿差摆线齿轮传动的摆线齿轮公转与内齿圈自转的转速比，曲轴与输入轮B的传动比为少齿差摆线齿轮传动的摆线齿轮公转与内齿圈自转的转速比；本发明的结构目的是为了实现转速的差速输出，差速输出情况与曲轴架和输出轮B的阻转负载情况有关，当然既然是差速传动机构其本质也可以实现扭矩从曲轴架、输入轮A和输出轮B的任何一处或两处输入，然后从没有输入处输出的机械传动机构；虽然一个A型摆动齿轮也可以实现差速器的功能，但其力学平衡不够好，当采用多个A型摆动齿轮时所有A型摆动齿轮与输入轮A上的齿圈组成的齿轮副齿比相同，当采用多个B型摆动齿轮时所有B型摆动齿轮与输出轮B上的齿圈组成的齿轮副齿比相同；曲轴可设有与A型摆动齿轮数相同的曲拐将多个A型摆动齿轮分配到不同相位，曲轴设有与B型摆动齿轮数相同的曲拐将多个B型摆动齿轮分配到不同相位；A型摆动齿轮受限于至少两个自转轴心固定在曲轴架上的曲轴只能相对于曲轴架公转，其与输入轮A上的内齿圈之间的齿比决定了输入轮A相对于曲轴架自转一定角度A型摆动齿轮相对于曲轴架向相同方向的公转角度，A型摆动齿轮的公转角度和方向等于曲轴的自转角度和方向，B型摆动齿轮受限于至少两个自转轴心固定在曲轴架上的曲轴只能相对于曲轴架公转，其与输出轮B上的内齿圈之间的齿比决定了输出轮B相对于曲轴架自转一定角度B型摆动齿轮相对于曲轴架向相同方向的公转角度，B型摆动齿轮相对于曲轴架的公转角度和方向等于曲轴的自转角度和方向，输入轮A和输出轮B只能相对于曲轴架向相同方向转动，且其相对于曲轴架的转动角度比例固定，限定输入轮A与输出轮B相对于曲轴架的转动角度比小于1,曲轴架与输出轮B相对于输入轮A只能以一定转速比向相反方向转动；所述齿轮或齿圈可以是由针齿壳和针齿组成的针轮,所述针齿还可以包括针齿套，所述销轴也可以包括轴套，曲拐是指曲轴的一级偏心轴，其连杆轴颈较粗时可以在主轴颈上直接加工出偏心轴省略曲柄，也可以通过在主轴颈上周向固定偏心轴套实现，曲轴的轴颈上可以包括轴承或轴套；差速器的曲轴架通过齿或孔与外界零件传递扭矩，在作为中央差速器时曲轴架通常通过周向面的齿与前轮传动轴啮合或通过链条与前轮差速器传动轴联动，输入轮A通过齿形结构与变速箱输出轴上的齿啮合或牙嵌连接输入扭矩，输出轮B通常通过周向面的齿形结构形成花键与后轮差速器传动轴连接；上述组成行星曲轴中央摆线差速器的零件或构件可以选用一体加工成型的零件或一体运动的构件；所述本发明的行星曲轴中央摆线差速器在不差度输出时差速器内部所有零件间相对静止，差速输出时可以通过摆动齿轮的高速公转搅动齿轮润滑油的阻力实现限滑效果，而且该限滑效果与输出转速差成正比。

所述差速器包括至少3个曲轴。3个曲轴更有利于承载更多扭矩，3个曲轴就需要A型摆动齿轮或B型摆动齿轮上有3个相应的轴孔与每个曲轴上的偏心轴配合。

所述差速器包括两个A型摆动齿轮和两个B型摆动齿轮。两个A型摆动齿轮相位相差180度，也就是说曲轴上与两个A型摆动齿轮上的轴孔配合的两级偏心轴相位相差180度，两个B型摆动齿轮相位相差180度，也就是说曲轴上与两个B型摆动齿轮上的轴孔配合的两级偏心轴相位相差180度。

所述曲轴由主轴和与主轴周向固定的偏心轴套组成。使用花键等方式将轴套周向固定在主轴上有利于装配和制造。

所述输入轮A或输出轮B与曲轴架相互嵌套实现同心。输入轮A或输出轮B上设有圆形外径或内径结构，与曲轴架上的圆形内经或外径结构嵌套实现自转同心，嵌套处可以使用轴套或轴承减少磨损。

所述差速器还包括壳体，所述壳体与输入轮A、输出轮B或曲轴架周向固定。所述壳体用于对差速器零件进行轴向限位；同时也可以使用壳体内壁实现输入轮A、输出轮B和曲轴架的自转同轴的径向固定，所述壳体可以与输入轮A、输出轮B或曲轴架一体加工成一个零件。

本发明的行星曲轴中央摆线差速器可以通过设置A型摆动齿轮与输入轮A上内齿圈的齿比和B型摆动齿轮与输出轮B上的内齿圈的齿比的差异来实现扭矩输出的分配趋势差异，这是本发明的差速器的一个重要进步优点，通过设置上述可调节输出扭矩分配趋势的齿轮比，解决了现有技术中各种差速器调节扭矩分配的范围局限性，相比现有技术也降低了差速器为调节扭矩分配而设计的造型的加工难度和加工成本，相比于现有技术的某些差速器更提高了同样尺寸下的扭矩承载能力，或者说减小相同载荷能力下的差速器体积，降低传动机构的转动惯量能够有效提升传动效率。

本发明的行星曲轴中央摆线差速器主要用于车辆的发动机动力经过变速箱之后向车轮输出，作为中央差速器时，通常是变速箱将扭矩输出给输入轮A，曲轴架和输出轮B分别将扭矩通过传动轴输出给前后轴差速器。

附图说明

图1实施例1的行星曲轴中央摆线差速器结构示意图（剖视图）。

图2实施例1的行星曲轴中央摆线差速器的输入轮A一侧剖视图。

图3实施例1的行星曲轴中央摆线差速器立体图。

图4实施例1的行星曲轴中央摆线差速器的零件示意图（爆炸图）。

图5实施例1的行星曲轴中央摆线差速器的零件示意图（曲轴也分解开的爆炸图）。

图中：1，曲轴架；2输入轮A；3，输出轮B；4，第一曲轴；5，第二曲轴； 6，第一曲轴的带花键轴A；7，曲轴上与A型摆动齿轮配合的偏心轴套；8，第二曲轴的带花键轴；9，曲轴上与B型摆动齿轮配合的偏心轴套；10，A型摆动齿轮；11，B型摆动齿轮。

具体实施方式

实施例1，如图1~图5所示，行星曲轴中央摆线差速器，由曲轴架、两个曲轴、两个相同的A型摆动齿轮、输入轮A、两个相同的B型摆动齿轮、输出轮B组成；所述曲轴架加工有圆形内壁、输入轮A和输出轮B的圆形外壁嵌套在曲轴架的圆形内壁中实现自转轴心同轴；所述每个曲轴的自传轴心固定在曲轴架上；每个A型摆动齿轮上设有两个轴孔，每个A型摆动齿轮上的轴孔分别套在两个曲轴的偏心轴上，每个B型摆动齿轮上设有两个轴孔，每个B型摆动齿轮上的轴孔分别套在两个曲轴的偏心轴上；两个曲轴都设有4级偏心轴，两级相位相差180度的偏心量相同的偏心轴分别穿过两个A型摆动齿轮的相应轴孔，另外两级相位相差180度的偏心量相同的偏心轴分别穿过两个B型摆动齿轮的相应轴孔；所述输入轮A上加工有内齿圈，所述内齿圈与两个A型摆动齿轮啮合，所述输出轮B上加工有内齿圈，所述内齿圈与两个B型摆动齿轮啮合；两个A型摆动齿轮都是15齿，输入轮A上与A型摆动齿轮啮合的齿圈为16齿；两个B型摆动齿轮都是11齿，输出轮B上与B型摆动齿轮啮合的内齿圈为12齿；所述曲轴与输入轮A的传动比绝对值为16大于曲轴与输出轮B的传动比绝对值12；曲轴架外加工有齿形结构用于与前轮差速器传动轴联动，输入轮A设有内花键用于连接变速箱输出轴，输出轮B设有内花键用于连接后轮差速器传动轴；本实施例摆动齿轮和与之相啮合的齿圈都选用了圆摆线齿廓，本实施例中零件均选用铬钼钢为材料加工而成。

Claims (6)

1.行星曲轴中央摆线差速器，其特征是：由曲轴架、至少两个曲轴、至少一个A型摆动齿轮、输入轮A、至少一个B型摆动齿轮、输出轮B组成；所述曲轴架、输入轮A和输出轮B的自转轴心同轴；所述每个曲轴的自传轴心固定在曲轴架上；每个A型摆动齿轮上设有至少两个轴孔，每个A型摆动齿轮上的轴孔分别套在不同曲轴的偏心轴上，每个B型摆动齿轮上设有至少两个轴孔，每个B型摆动齿轮上的轴孔分别套在不同曲轴的偏心轴上；所有曲轴上穿过同一个摆动齿轮上轴孔的偏心轴的偏心量相同且相位相同；所述输入轮A上设有内齿圈，所述内齿圈与每个A型摆动齿轮啮合，所述输出轮B上设有内齿圈，所述内齿圈与每个B型摆动齿轮啮合；所述曲轴与输入轮A的传动比绝对值大于曲轴与输出轮B的传动比绝对值；曲轴架、输入轮A和输出轮B分别设有用于与差速器外界零件传递扭矩的齿形结构或孔形结构。

2.根据权利要求1所述的行星曲轴中央摆线差速器，其特征是：所述差速器包括至少3个曲轴。

3.根据权利要求1所述的行星曲轴中央摆线差速器，其特征是：所述差速器包括两个A型摆动齿轮和两个B型摆动齿轮。

4.根据权利要求1所述的行星曲轴中央摆线差速器，其特征是：所述曲轴由主轴和与主轴周向固定的偏心轴套组成。

5.根据权利要求1所述的行星曲轴中央摆线差速器，其特征是：所述输入轮A或输出轮B与曲轴架相互嵌套实现同心。

6.根据权利要求1所述的行星曲轴中央摆线差速器，其特征是：所述差速器还包括壳体，所述壳体与输入轮A、输出轮B或曲轴架周向固定。