CN208858891U - 超越离合器式电控限滑差速驱动桥 - Google Patents

Abstract

超越离合器式电控限滑差速驱动桥，包括驱动桥壳体、在驱动桥壳体内的主动伞齿轮和从动伞齿轮，组合在从动伞齿轮上的超越离合电控限滑差速机构；超越离合电控限滑差速机构包括：有轴心孔的从动齿轮轴，用保持架安装在从动齿轮轴心孔中的两组滚柱，滚柱围成的圆周两个对称设置的内花键台、保持架一端的环形导磁材料保持架驱动爪、驱动爪安装台、驱动爪回位弹簧圈、装配在驱动爪背向保持架一侧有安装在壳体上的电磁铁；本实用新型的积极效果是：实现了两个内花键台在没有转动力矩作用和有转动力矩作用两种状态下的差速转动。主动控制差速的锁止时机，可以实现正向行驶与倒车的双向楔紧，二驱、四驱切换方便、灵活、减轻了顿挫感。

Description

超越离合器式电控限滑差速驱动桥

技术领域

本实用新型属于汽车领域，具体涉及汽车差速传动装置。

技术背景

现有的用于汽车上的限滑差速器，有手动强制锁止式、高摩擦式、自由轮式。其中，高摩擦式中又包括摩擦片式、托森式、涡轮式、粘性连轴式、滑块凸轮式。其中，手动强制锁止式的限滑与解除限滑，通常需要停车或者切断动力，给驾驶造成不便。其他结构形式的限滑差速器，多通过其齿轮之间咬合的物理特性来实现限制差速的作用，其结构特性决定只能靠机构被动调节来实现差速的锁止及解锁，动作滞后。

对用于正常道路行驶的汽车，单侧车轮悬空、打滑的情况极少遇到，差速器限滑的功能在此类汽车中不被看重。但对主要用于行驶在沙漠、雨林、戈壁、冰川和泥地等非道路上的UTV类越野车或科学研究、军事基地等四驱特种汽车，单侧车轮悬空、打滑是随时随地都可能出现的，是行车的常态。因此，差速器的限滑变成此类汽车不可缺少的功能。但现有的差速器结构上的缺点难于和上述特种车辆相匹配。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种超越离合器式电控限滑差速驱动桥，用于实现经常行驶在非常规路面的四驱特种汽车的差速控制，克服现有的限滑差速器与使用在非常规道路的汽车不相应的不足。

本实用新型的驱动桥，包括驱动桥壳体、在驱动桥壳体内的主动伞齿轮和从动伞齿轮，组合在从动伞齿轮上的超越离合电控限滑差速机构；

所述的主动伞齿轮的齿轮轴为齿轮驱动轴，主动伞齿轮轴通过轴承装配在驱动桥壳体内，伸出驱动桥壳体的主动伞齿轮轴的轴端以花键结构装配动力输入法兰盘；

所述的组合在从动伞齿轮上的超越离合电控限滑差速机构包括：

固定在从动伞齿轮上有轴心孔的从动齿轮轴，通过保持架安装在从动齿轮轴的轴心孔中的轴向分成两组的滚柱，安装在滚柱围成的圆周两个对称设置的内花键台、两个内花键台的相对端同轴线衔接两个内花键台的滑套、装配在滚柱保持架一端的环形导磁材料保持架驱动爪、滑动装配在在从动齿轮径面位置的环形驱动爪安装台、装配在驱动爪安装台和从动伞齿轮之间的驱动爪回位弹簧圈、装配在驱动爪背向保持架一侧有安装在壳体上的电磁铁；

其中的从动齿轮轴的轴心孔均匀分布轴向多条对数螺旋线曲面凹槽，所述的滚柱装配在凹槽中；

其中的内花键台轴心有与汽车半轴装配的花键孔，内花键台外表面为阶梯圆柱面，每个内花键台对应一组滚柱，两个内花键台的相对的远端通过轴承与壳体装配；

其中的保持架的一端的端面分布有与驱动爪配合的轴向凹槽；

其中的驱动爪包括圆环部分和从圆环部分指向圆心的爪齿，爪齿的数量与保持架端部的凹槽数量相同，形状与保持架端部的凹槽吻合，驱动爪的圆环部分与保持架同侧有一段内、外圆周面光滑的圆环部分，驱动爪圆环部分均匀分布孔或在外圆周的豁口，驱动爪交替进入、推出保持架端面的凹槽；

其中的驱动爪安装台朝向驱动爪一侧有环槽，驱动爪安装台上的环槽的槽壁上有轴向凸耳，在安装台的槽底有一个弹簧圈钩挂销柱，驱动爪安装台上的环槽装配驱动爪的圆环部分，驱动爪安装台上的凸耳插入驱动爪圆环部分的孔或豁槽中；

其中的弹簧圈一端钩挂在驱动爪安装台上的销柱上，另一端钩挂在从动伞齿轮径面伸出的销柱上。

为确保超越离合器根据运行需要正常锁止及脱开，本实用新型中内花键台与空心轴相关尺寸优选为：内花键台外径58mm，空心轴对数螺旋线内轮廓最大径75mm，锁止点占总行程的1/2左右，选取点 X1＝482.74，Y2＝47.04到点X2＝489.09，Y2＝41.75段，两切点连线夹角为9.451°。

参数中表达字母得于下述算式：

标准对数螺旋曲线方程组：x＝e^tcos t (1)

y＝e^tsin t (2)

基于公式(1)与公式(2)基础上添加两个调整因子，可得：

x＝me^ntcost (3)

y＝me^ntsin t (4)

公式(3)与(4)中，m属于放大系数，控制着曲线的大小；n属于张度系数，控制着整个曲线的螺旋张度。

公式(3)与(4)经转化成CATIA法则方程为：

m＝R(实数集) (5)

t＝R(实数集) (6)

Rπ＝m*exp(nπ) (7)

x＝m*exp(n*t*PI)*cos(t*PI*1rad)+xt-m (8)

y＝m*exp(n*t*PI)*sin(t*PI*1rad)-yt (9)

x2＝Rπ*exp(n*t*PI)*cos(t*PI*1rad)+xt-m (10)

y2＝Rπ*exp(n*t*PI)*sin(t*PI*1rad)-yt (11)

公式(8)、(9)、(10)和(11)中。xt与yt是CATIA法则中的调整曲线位置起始点的调整系数，可自取。本设计中m＝1，n＝0.7

本实用新型的工作原理是：在仅需两轮驱动，不用备用驱动轴输出转矩时，主动伞齿轮带动从动伞齿轮及从动伞齿轮空心轴旋转。由于铝制保持架中弹簧片的弹力，使每一个滚柱紧紧的贴合在空心轴内对数螺旋线所形成的凹槽中。滚柱与内内花键台属于松脱状态，没有扭矩的传递，而且两个内内花键台可以产生相对旋转。能够满足同轴上的两个车轮差速滚动的需要。

在需要四轮驱时：电磁铁通电，主动伞齿轮带动从动三齿轮盘及从动伞齿轮空心轴。电磁铁吸合保持架驱动爪，使得保持架驱动爪带动铝制保持架产生相对旋转。无论是正转(正常前行)还是逆转(倒车)情况下，滚柱都会在凹槽内顺着一条对数螺旋线与内内花键台进行楔紧。两组滚柱同时楔紧左右两个内内花键台，传递扭矩，达到四驱的状态；当汽车进行转向时，外侧轮会获得更高的转速，从而使内内花键台脱开来自于滚柱的楔合，进入超越状态，达到差速的目的；而在此种状态下，如果一侧轮因打滑而失去动力，但是扭矩会分配给另外另一组滚柱上，从而将扭矩全部传递给另一个内内花键台，自动产生限滑的效果。

本实用新型的积极效果是：以超于离合器基本结构为基础，采用与从动伞齿轮固定在一起的一根有轴心孔、且同一保持架上的两组滚柱驱动两个内花键台，并配置作用保持架的驱动爪及控制驱动爪的电磁铁，实现了两个内花键台在没有转动力矩作用和有转动力矩作用两种状态下的差速转动。主动控制差速的锁止时机，可以实现正向行驶与倒车的双向楔紧，二驱、四驱切换方便、灵活，而且电磁铁的控制驱动爪的结构可以允许一定程度的滑动摩擦，保证实现行车中随意切换的同时有效的减轻了顿挫感。体积小、重量轻、内部结构简单，便于制造与维修，成本较低。为行驶在非常规道路上的特种四驱汽车提供了相应的差速驱动桥。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构图。

图2为本实用新型中超越离合部分俯视图。

图3为本实用新型中驱动爪形状及与保持架配合关系图。

图4为本实用新型中驱动爪安装台立体图。

图5为本实用新型中驱动爪安装台与从动伞齿轮之间的弹簧圈 (线弹簧)装配图。

图6为本实用新型中环形电磁铁与驱动爪安装关系图。

图7为本实用新型中从动伞齿轮上的空心轴和与其对应的内花键台径向截面轮廓尺寸关系图。

具体实施方式

参阅图1、图2，本实用新型的差速驱动桥包括驱动桥壳体1、在驱动桥壳体内的主动伞齿轮2和从动伞齿轮3。所述的主动伞齿轮2 在大径面一端伸出与齿轮连体的齿轮轴4，主动伞齿轮的齿轮轴4通过轴承5装配在驱动桥壳体主动伞齿轮装配腔的端盖6上，伸出驱动桥壳体1的主动伞齿轮轴4的轴端以花键结构装配动力输入法兰盘7；

所述的从动伞齿轮3上有用键固定伞齿轮轴孔上的空心轴8，空心轴8的内孔均匀分布十二条在齿轮轴的径向截面为对数螺旋线的的曲面凹槽，在空心轴8的轴孔内通过保持架9装配与曲面凹槽对应的轴向两组滚柱10，在滚柱10围成的圆周内有同轴线的两个有花键轴心孔、外表面为阶梯圆柱面的内花键台11，每个内花键台对应一组滚柱，两个内花键台的相对端有同轴线衔接两个内花键台的滑套 12。两个内花键台11相对的远端通过深沟球轴承13装配在壳体1 从动伞齿轮装配腔两端的焊接轴承座14和端盖15上

参阅图2、图3、图4，所述的保持架9的一端有轴向凹槽，有凹槽的保持架的一端相邻位置有环套内花键台的导磁材料的保持架驱动爪16，驱动爪上有朝向圆心方向爪齿16-1，爪齿16-1配合在保持架9端头的凹槽中，驱动爪16与保持架同侧有一段内、外圆周面光滑的圆环部分，在从伞动齿轮3径面位置滑动安装环形驱动爪安装台17，驱动爪安装台17朝向驱动爪一侧有环槽17-1，驱动爪16的圆环部分配合在驱动爪安装台17上的环槽17-1中，驱动爪安装台17上的环槽的槽壁上有轴向凸耳17-2，凸耳17-2插入驱动爪16上的豁槽 16-2中。

参阅图5，在驱动爪安装台17和从动伞齿轮3之间有两者径面滑移回位弹簧圈18，弹簧圈两端的勾状端头分别钩挂在驱动转安装台 17槽壁上伸出的销柱17-3和从动伞齿轮的径面伸出的销柱3-1上。

参阅图6，在驱动爪16背向保持架9一侧有安装在壳体1的从动伞齿轮装配腔端盖19上的环形电磁铁20。

本实用新型中内花键台与空心轴相关尺寸优选为：内花键台外径 58mm，空心轴对数螺旋线内轮廓最大径75mm，锁止点占总行程的 1/2，两切点连线夹角为9.451°。

空心轴内孔对数螺旋线凹面线上截取取线段坐标为：起点 X1＝482.74，Y2＝47.04到点X2＝489.09，Y2＝41.75。

Claims (2)

1.超越离合器式电控限滑差速驱动桥，其特征是：包括驱动桥壳体、在驱动桥壳体内的主动伞齿轮和从动伞齿轮，组合在从动伞齿轮上的超越离合电控限滑差速机构；

所述的主动伞齿轮的齿轮轴为齿轮驱动轴，主动伞齿轮轴通过轴承装配在驱动桥壳体内，伸出驱动桥壳体的主动伞齿轮轴的轴端以花键结构装配动力输入法兰盘；

所述的组合在从动伞齿轮上的超越离合电控限滑差速机构包括：

固定在从动伞齿轮上有轴心孔的从动齿轮轴，通过保持架安装在从动齿轮轴的轴心孔中的轴向分成两组的滚柱，安装在滚柱围成的圆周两个对称设置的内花键台、两个内花键台的相对端同轴线衔接两个内花键台的滑套、装配在滚柱保持架一端的环形导磁材料保持架驱动爪、滑动装配在在从动齿轮径面位置的环形驱动爪安装台、装配在驱动爪安装台和从动伞齿轮之间的驱动爪回位弹簧圈、装配在驱动爪背向保持架一侧有安装在壳体上的电磁铁；

其中的从动齿轮轴的轴心孔均匀分布轴向多条对数螺旋线曲面凹槽，所述的滚柱装配在凹槽中；

其中的内花键台轴心有与汽车半轴装配的花键孔，内花键台外表面为阶梯圆柱面，每个内花键台对应一组滚柱，两个内花键台的相对的远端通过轴承与壳体装配；

其中的保持架的一端的端面分布有与驱动爪配合的轴向凹槽；

其中的驱动爪包括圆环部分和从圆环部分指向圆心的爪齿，爪齿的数量与保持架端部的凹槽数量相同，形状与保持架端部的凹槽吻合，驱动爪的圆环部分与保持架同侧有一段内、外圆周面光滑的圆环部分，驱动爪圆环部分均匀分布孔或在外圆周的豁口，驱动爪交替进入、推出保持架端面的凹槽；

其中的驱动爪安装台朝向驱动爪一侧有环槽，驱动爪安装台上的环槽的槽壁上有轴向凸耳，在安装台的槽底有一个弹簧圈钩挂销柱，驱动爪安装台上的环槽装配驱动爪的圆环部分，驱动爪安装台上的凸耳插入驱动爪圆环部分的孔或豁槽中；

其中的弹簧圈一端钩挂在驱动爪安装台上的销柱上，另一端钩挂在从动伞齿轮径面伸出的销柱上。

2.根据权利要求1所述的超越离合器式电控限滑差速驱动桥，其特征是：选内花键台外径58mm，空心轴对数螺旋线内轮廓最大径75mm，锁止点占总行程的1/2左右，选取点X1＝482.74，Y2＝47.04到点X2＝489.09，Y2＝41.75段，两切点连线夹角为9.451°。