CN210661265U - 摩擦式电控自锁差速桥 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种摩擦式电控自锁差速桥，属于机械传动技术领域，其包括箱体、箱盖、输入齿轮轴、传动齿轮、差速器壳体、左、右半轴齿轮、行星轮轴和行星齿轮，还包括与差速器壳体同步旋转并可在差速器壳体内轴向滑动的行星轮支架，行星轮轴置于行星轮支架内并与行星轮支架固定；差速器壳体内还设有两组限滑摩擦副，分置于行星轮支架的左右两侧，左、右限滑摩擦副的主动限滑摩擦片均与差速器壳体联动，从动限滑摩擦片分别与左、右半轴齿轮联动，左限滑摩擦副的外侧端面设有用于压紧左限滑摩擦副的主、从动限滑摩擦片的推力结构。本实用新型不仅能在车轮高速滑转时顺利锁止，锁紧力大，限滑效果好，而且能够延长行星齿轮的使用寿命。

Description

摩擦式电控自锁差速桥

技术领域

本实用新型涉及机械传动技术领域，尤其涉及一种摩擦式电控自锁差速桥。

背景技术

差速器是车辆动力传动系统的重要组成部分，其作用是当驱动轴两侧车轮转速不一致（如车辆转弯）时，实现差速作用，避免车轮发生拖滑，减小行驶阻力和轮胎磨损。普通的行星齿轮式差速器的缺点是，车辆在泥泞湿滑的路面行驶时，由于车轮的附着力不够，很容易发生打滑，失去牵引力。为了解决车辆打滑的问题，人们开发了带限滑结构的差速器，常见的限滑结构为齿轮啮合式限滑结构，通过啮合套使差速器壳与半轴齿轮连成一体，实现锁止，使差速器暂时失去差速作用，从而提高车辆的驱动能力，保证车辆能够正常行驶，但在车轮高速滑转时，这种差速锁的啮合套不易与半轴齿轮啮合，适用范围小。

公开号为CN205078725U，公开日为2016年3月9日的中国专利公开了一种电控多片式自锁驱动桥，包括驱动桥箱体，驱动桥箱盖，传动齿轮，第一、第二差速壳体，差速壳盖，左、右半轴齿轮和行星齿轮，右半轴齿轮外同轴套装有工作摩擦组，工作摩擦组位于右半轴齿轮与第二差速壳体之间且其右端抵压有平面球面凸轮组；平面球面凸轮组外同轴套设有控制摩擦组，控制摩擦组位于平面球面凸轮组与第二差速壳体之间；差速壳盖右端抵压有推压盘，推压盘与差速壳盖的相对面上设有多个推压杆和复位弹簧，推压杆贯穿于差速壳盖内，其左端与控制摩擦组抵压配合，右端固定于推压盘上，复位弹簧抵压于差速壳盖与推压盘之间；推压盘右端还抵压有平面凸轮组，平面凸轮组向外连接有可使其周向旋转的驱动机构。这种采用推力结构控制摩擦片之间压紧从而实现锁止限滑的结构，不仅解决了传统齿轮啮合式限滑结构在车轮高速滑转时难以啮合锁止的问题，而且锁紧力大，限滑效果好，但是工作摩擦组直接锁紧的是单侧的半轴齿轮与差速器壳体，力矩通过行星齿轮传递给另一侧的半轴齿轮才使其与差速器壳体同步旋转，因此锁止状态时行星齿轮一直承受着较大的转矩，影响了行星齿轮的使用寿命。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于克服上述问题，而提供一种摩擦式电控自锁差速桥，不仅能在车轮高速滑转时顺利锁止，锁紧力大，限滑效果好，而且能够延长行星齿轮的使用寿命。

本实用新型的技术方案是：

一种摩擦式电控自锁差速桥，包括箱体、扣合于箱体左侧的箱盖、转动承设于箱体内的差速器壳体、与差速器壳体固连的传动齿轮和穿设于箱体内与传动齿轮啮合传动的输入齿轮轴，所述差速器壳体内设有左半轴齿轮、右半轴齿轮、行星轮轴、转动承设于行星轮轴上并分别与左、右半轴齿轮同时啮合的行星齿轮，以及限滑摩擦副，所述限滑摩擦副包括多个间隔排列的主动限滑摩擦片和从动限滑摩擦片，主动限滑摩擦片的外齿与差速器壳体的内花键啮合，从动限滑摩擦片的内齿与半轴齿轮的外花键啮合，其特征在于：还包括设于差速器壳体内的行星轮支架，所述行星轮支架具有外花键，与差速器壳体的内花键啮合而随差速器壳体同步旋转，同时行星轮支架可在差速器壳体内轴向滑动；行星轮轴和行星齿轮置于行星轮支架内，行星轮轴与行星轮支架固定；所述限滑摩擦副具有两组，包括分置于行星轮支架的左右两侧的左、右限滑摩擦副，分别同轴套装于左、右半轴齿轮上，左、右限滑摩擦副的主动限滑摩擦片均与差速器壳体联动，左限滑摩擦副的从动限滑摩擦片与左半轴齿轮联动，右限滑摩擦副的从动限滑摩擦片与右半轴齿轮联动；其中左限滑摩擦副的外侧端面设有用于压紧左限滑摩擦副的主、从动限滑摩擦片的推力结构，该推力结构作用于左限滑摩擦副的同时推动行星轮支架，进而联动右限滑摩擦副的主、从动限滑摩擦片相互压紧，从而使左、右半轴齿轮同时与差速器壳体联接实现锁止限滑。

在上述摩擦式电控自锁差速桥中，所述推力结构包括依次设于左限滑摩擦副左侧的限滑致动器、前导摩擦副和前导致动组件；所述限滑致动器为相对转动致动器，包括第一压环、第一控制环和沿圆周排布于两者之间的多个滚动部件，第一压环通过内花键同轴套装于左半轴齿轮上并与左限滑摩擦副相邻，第一控制环同轴套装于左半轴齿轮上，其相对左半轴齿轮、差速器壳体均可转动，并且其外周面设有外花键；第一压环与第一控制环的相对端面上均开设有多个沿圆周分布的圆弧形的滚道槽，所述滚道槽的深度自中间向两端逐渐减小，每个滚动部件被夹在第一压环的一个滚道槽与第一控制环的一个滚道槽之间，第一控制环相对第一压环转动可使第一压环产生轴向位移；所述前导摩擦副同轴套装于第一控制环与差速器壳体之间，包括多个间隔排列的主动前导摩擦片和从动前导摩擦片，主动前导摩擦片的外齿与差速器壳体的内花键啮合，从动前导摩擦片的内齿与第一控制环的外花键啮合；所述前导致动组件用于驱动前导摩擦副的主、从动前导摩擦片相互压紧，从而使限滑致动器的第一控制环相对第一压环转动，以对第一压环产生轴向向右的推力，从而压紧左限滑摩擦副的主、从动限滑摩擦片。

在上述摩擦式电控自锁差速桥中，所述前导致动组件的一种方案是：前导致动组件包括第二控制环、第二压环、传力环、推压杆和复位弹簧；差速器壳体左侧端盖的外侧端面上开设有与传力环相匹配的环形槽，所述环形槽的槽底开设有多个沿圆周分布的柱形凹槽和多个沿圆周分布的通孔，所述传力环置于该环形槽内并与差速器壳体一同旋转，所述复位弹簧置于所述柱形凹槽内，抵压于传力环与差速器壳体的左侧端盖之间，所述推压杆置于所述通孔内，两端分别与传力环、前导摩擦副接触；所述第二压环的右端面与传力环接触并周向固定轴向可移动地设于箱盖内，所述第二控制环设于第二压环的左侧并轴向固定周向可转动地设于箱盖内，第二压环与第二控制环的相对端面上均设有一圈相互匹配的正梯形齿，第二控制环连接有驱动其周向转动的转动驱动机构，第二控制环的周向转动可使第二压环轴向向右位移推压传力环从而致使推压杆压紧前导摩擦副的主、从动前导摩擦片。

进一步的，所述第一控制环的左侧端面与差速器壳体的左侧端盖之间设有平面轴承。

进一步的，所述转动驱动机构为推杆电机或手动推杆或气动装置或液压装置，第二控制环上固连有转动柄，所述转动柄联接在推杆电机或手动推杆或气动装置或液压装置的推杆上。

在上述摩擦式电控自锁差速桥中，所述前导致动组件的另一种方案是：前导致动组件为电磁致动机构，包括安装在箱盖上的螺线管线圈，该螺线管线圈的通电可使前导摩擦副的主、从动前导摩擦片相互压紧。

进一步的，所述电磁致动机构还包括电磁铁外壳和电磁铁内架，所述电磁铁外壳与电磁铁内架组合形成一个环形腔，螺线管线圈设于该环形腔内；电磁铁外壳固连于差速器壳体的左端与差速器壳体同步旋转，电磁铁内架与箱盖固连，螺线管线圈固定在电磁铁内架上，电磁铁内架与电磁铁外壳之间可相对转动。

进一步的，所述第一控制环的左侧端面与电磁铁外壳之间设有平面轴承。

本实用新型的有益效果是：

1、通过左、右限滑摩擦副将左、右两侧的半轴齿轮同时与差速器壳体联接锁紧，两侧的半轴齿轮均通过限滑摩擦副实现与差速器壳体同步旋转，因此锁止状态时行星齿轮不承受转矩，从而延长行星齿轮的使用寿命；

2、通过前导致动组件、前导摩擦副和限滑致动器、限滑摩擦副这样的二级传递施力来实现半轴齿轮与差速器壳体的联接锁紧，以较低的用于控制前导致动组件所必需的功耗获得了较大的锁紧力，实现轮轴半轴之间高度受控的连接，在车轮高速旋转时也能表现出良好的锁止限滑性能，锁紧力大，锁止反应灵敏，限滑效果好，避免了传统齿轮啮合式限滑结构在车轮高速滑转时难以啮合锁止的问题，有效提高整车的驱动能力；

3、结构紧凑，设计新颖，适用范围广，可以被适配于前轮驱动、后轮驱动或四轮驱动的车辆中，例如，可以应用到一个前轮驱动的变速驱动桥上或一个四轮驱动的中央分动箱中，同时也适用于各类手动挡、自动挡车辆和新能源电动汽车中。在前轮驱动应用中，半轴齿轮将驱动车辆的前轮轴，在后轮驱动应用中，半轴齿轮将驱动后轮轴，在四轮驱动应用中，差速器组件将被用来驱动前传动轴和后传动轴，而不是轮轴半轴。

附图说明

图1为本实用新型实施例一的结构示意图。

图2为图1的P处放大图。

图3为实施例一中滚珠坡道式致动器的结构图。

图4为实施例一中前导致动组件中第二控制环与第二压环的爆炸结构图。

图5为本实用新型实施例二的结构示意图。

图6为图5的Q处放大图。

具体实施方式

现结合附图和实施例对本实用新型作进一步的说明：

在本实用新型的描述中，需要理解的是， “左”、“右”等术语所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，而不是指示或暗示所指的装置或原件必须具有特定的方位，因此不能理解为对本实用新型的限制。

实施例一

参照附图1，本实施例提供的一种摩擦式电控自锁差速桥，包括箱体11、扣合于箱体11左侧的箱盖12、转动承设于箱体11内的差速器壳体21和穿设于箱体11内的输入齿轮轴13，差速器壳体21固连有传动齿轮14，输入齿轮轴13与传动齿轮14啮合传动。差速器壳体21内设有左半轴齿轮22、右半轴齿轮23、行星轮轴24、行星齿轮25和行星轮支架26，行星轮支架26具有外花键，差速器壳体21具有内花键，行星轮支架26的外花键与差速器壳体21的内花键啮合，行星轮支架26随差速器壳体21同步旋转，同时可在差速器壳体21内轴向滑动；行星轮轴24和行星齿轮25置于行星轮支架26内，行星轮轴24与行星轮支架26固定，行星齿轮25转动承设于行星轮轴24上并分别与左、右半轴齿轮22、23同时啮合。

差速器壳体21内还设有两组限滑摩擦副，为分置于行星轮支架26左右两侧的左、右限滑摩擦副31、32，分别同轴套装于左、右半轴齿轮22、23上。两组限滑摩擦副均包括多个间隔排列的主动限滑摩擦片和从动限滑摩擦片，左、右限滑摩擦副31、32的主动限滑摩擦片均通过外齿与差速器壳体21的内花键啮合实现联动，左限滑摩擦副31的从动限滑摩擦片通过内齿与左半轴齿轮22的外花键啮合实现联动，右限滑摩擦副32的从动限滑摩擦片通过内齿与右半轴齿轮23的外花键啮合实现联动。其中，左限滑摩擦副31的外侧端面设有用于压紧左限滑摩擦副31的主、从动限滑摩擦片的推力结构，该推力结构作用于左限滑摩擦副31的同时推动行星轮支架26，进而联动右限滑摩擦副32的主、从动限滑摩擦片相互压紧，从而使左、右半轴齿轮22、23同时与差速器壳体21联接实现锁止限滑。将推力结构设于右限滑摩擦副32的外侧端面的结构也在本实用新型的范围内。

参照附图1和附图2，推力结构包括依次设于左限滑摩擦副31左侧的限滑致动器、前导摩擦副5和前导致动组件。限滑致动器为相对转动致动器，在本实施例中为滚珠坡道式致动器，包括第一压环41、第一控制环42和沿圆周排布于两者之间的多个滚动部件43，本实施例中滚动部件43为滚珠，第一压环41通过内花键同轴套装于左半轴齿轮22上并与左限滑摩擦副31相邻，第一控制环42同轴套装于左半轴齿轮22上，其左侧端面与差速器壳体21的左侧端盖27之间设有平面轴承45，第一控制环42相对左半轴齿轮22、差速器壳体21均可转动，并且其外周面设有外花键；参照附图3，第一压环41与第一控制环42的相对端面上均开设有多个沿圆周分布的圆弧形的滚道槽44，滚道槽44的深度自中间向两端逐渐减小，每个滚珠被夹在第一压环41的一个滚道槽44与第一控制环42的一个滚道槽44之间，第一控制环42相对第一压环41转动可使第一压环41产生轴向位移。此处将滚珠坡道式致动器替换为其他类型的相对转动致动器也在本实用新型的范围之内。前导摩擦副5同轴套装于第一控制环42与差速器壳体21之间，包括多个间隔排列的主动前导摩擦片和从动前导摩擦片，主动前导摩擦片的外齿与差速器壳体21的内花键啮合，从动前导摩擦片的内齿与第一控制环42的外花键啮合。前导致动组件用于驱动前导摩擦副5的主、从动前导摩擦片相互压紧，从而使限滑致动器的第一控制环42相对第一压环41转动，以对第一压环41产生轴向向右的推力，从而压紧左限滑摩擦副21的主、从动限滑摩擦片。

前导致动组件包括第二控制环61、第二压环62、传力环63、推压杆64和复位弹簧65。差速器壳体21左侧端盖27的外侧端面上开设有与传力环63相匹配的环形槽，环形槽的槽底开设有多个沿圆周分布的柱形凹槽和多个沿圆周分布的通孔，传力环63置于该环形槽内并与差速器壳体21一同旋转，复位弹簧65置于柱形凹槽内，抵压于传力环63与差速器壳体21的左侧端盖27之间，推压杆64置于通孔内，两端分别与传力环63、前导摩擦副5接触。第二压环62的右端面与传力环63接触并周向固定轴向可移动地设于箱盖12内，第二控制环61设于第二压环62的左侧并轴向固定周向可转动地设于箱盖12内，参照附图4，第二压环62与第二控制环61的相对端面上均设有一圈相互匹配的正梯形齿，第二控制环61连接有驱动其周向转动的转动驱动机构66，第二控制环61的周向转动可使第二压环62轴向向右位移推压传力环63从而致使推压杆64压紧前导摩擦副5的主、从动前导摩擦片。本实施例中，转动驱动机构66为推杆电机，第二控制环61上固连有转动柄611，转动柄联接在推杆电机的推杆上。此处将推杆电机替换为手动推杆、气动装置、液压装置来拨动第二控制环61的转动柄611，或者将转动驱动机构66替换为与第二控制环61啮合传动的齿轮旋转装置，均在本实用新型的范围内。

本实施例的工作原理如下：

在平整路面行驶时，左、右半轴自由差速。当车辆遇到恶劣的路况时，手动或自动启动推杆电机，推动前导致动组件的第二控制环61周向转动，转到第二控制环61与第二压环62相对端面上的正梯形齿齿顶相对的位置，则第二压环62轴向向右移动推压传力环63，传力环63克服复位弹簧65的弹力向右移动并推动推压杆64压紧前导摩擦副5的主、从动前导摩擦片，从而使限滑致动器的第一控制环42与差速器壳体21同步旋转，与第一压环41产生相对转动，迫使滚珠沿滚道槽44向浅处运动而推压第一压环41，第一压环41轴向向右移动压紧左限滑摩擦副31的主、从动限滑摩擦片，第一压环41作用于左限滑摩擦副31的同时推动行星轮支架26，进而联动右限滑摩擦副32的主、从动限滑摩擦片相互压紧，从而使左、右半轴齿轮22、23同时与差速器壳体21联接实现锁止限滑。

实施例二

参照附图5和附图6，本实施例与实施例一基本相同，不同之处在于：前导致动组件为电磁致动机构，包括电磁铁外壳71、电磁铁内架72和螺线管线圈73，电磁铁外壳71与电磁铁内架72组合形成一个环形腔，螺线管线圈73设于该环形腔内，一根导线伸入环形腔内与螺线管线圈73电连接，该螺线管线圈73的通电可使前导摩擦副5的主、从动前导摩擦片相互压紧。电磁铁外壳71固连于差速器壳体21的左端与差速器壳体21同步旋转，电磁铁外壳71与前导摩擦副5相邻，第一控制环42的左侧端面与电磁铁外壳71之间设有平面轴承45，电磁铁内架72固连于箱盖12内，螺线管线圈73固定在电磁铁内架72上，电磁铁内架72与电磁铁外壳71之间可相对转动。

具体的，电磁铁外壳71为具有一开口朝左的环形容置槽的环状壳体，电磁铁内架72为环状支架，包括伸入环形容置槽内的环形架部和覆盖环形容置槽槽口的环形盖部，螺线管线圈73固定套设在电磁铁内架72的环形架部上，电磁铁内架72与电磁铁外壳71之间设有允许两者相对转动的轴承。

本实施例的工作原理与实施例一基本相同，不同之处在于：

当车辆遇到恶劣的路况时，手动或自动开启电磁致动机构，螺线管线圈73通电，吸合前导摩擦副5的主、从动前导摩擦片使两者之间相互压紧，从而使限滑致动器的第一控制环42与差速器壳体21同步旋转，与第一压环41产生相对转动，后续动作与实施例一相同。

可以理解的是，对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本实用新型的技术构思做出其它各种相应的改变与变形，而所有这些改变与变形都应属于本实用新型权利要求的保护范围。

Claims (8)

1.一种摩擦式电控自锁差速桥，包括箱体、扣合于箱体左侧的箱盖、转动承设于箱体内的差速器壳体、与差速器壳体固连的传动齿轮和穿设于箱体内与传动齿轮啮合传动的输入齿轮轴，所述差速器壳体内设有左半轴齿轮、右半轴齿轮、行星轮轴、转动承设于行星轮轴上并分别与左、右半轴齿轮同时啮合的行星齿轮，以及限滑摩擦副，所述限滑摩擦副包括多个间隔排列的主动限滑摩擦片和从动限滑摩擦片，主动限滑摩擦片的外齿与差速器壳体的内花键啮合，从动限滑摩擦片的内齿与半轴齿轮的外花键啮合，其特征在于：还包括设于差速器壳体内的行星轮支架，所述行星轮支架具有外花键，与差速器壳体的内花键啮合而随差速器壳体同步旋转，同时行星轮支架可在差速器壳体内轴向滑动；行星轮轴和行星齿轮置于行星轮支架内，行星轮轴与行星轮支架固定；所述限滑摩擦副具有两组，包括分置于行星轮支架的左右两侧的左、右限滑摩擦副，分别同轴套装于左、右半轴齿轮上，左、右限滑摩擦副的主动限滑摩擦片均与差速器壳体联动，左限滑摩擦副的从动限滑摩擦片与左半轴齿轮联动，右限滑摩擦副的从动限滑摩擦片与右半轴齿轮联动；所述左限滑摩擦副的外侧端面设有用于压紧左限滑摩擦副的主、从动限滑摩擦片的推力结构，该推力结构作用于左限滑摩擦副的同时推动行星轮支架，进而联动右限滑摩擦副的主、从动限滑摩擦片相互压紧，从而使左、右半轴齿轮同时与差速器壳体联接实现锁止限滑。

2.根据权利要求1所述的摩擦式电控自锁差速桥，其特征在于：所述推力结构包括依次设于左限滑摩擦副左侧的限滑致动器、前导摩擦副和前导致动组件；

所述限滑致动器为相对转动致动器，包括第一压环、第一控制环和沿圆周排布于两者之间的多个滚动部件，第一压环通过内花键同轴套装于左半轴齿轮上并与左限滑摩擦副相邻，第一控制环同轴套装于左半轴齿轮上，其相对左半轴齿轮、差速器壳体均可转动，并且其外周面设有外花键；第一压环与第一控制环的相对端面上均开设有多个沿圆周分布的圆弧形的滚道槽，所述滚道槽的深度自中间向两端逐渐减小，每个滚动部件被夹在第一压环的一个滚道槽与第一控制环的一个滚道槽之间，第一控制环相对第一压环转动可使第一压环产生轴向位移；

所述前导摩擦副同轴套装于第一控制环与差速器壳体之间，包括多个间隔排列的主动前导摩擦片和从动前导摩擦片，主动前导摩擦片的外齿与差速器壳体的内花键啮合，从动前导摩擦片的内齿与第一控制环的外花键啮合；

所述前导致动组件用于驱动前导摩擦副的主、从动前导摩擦片相互压紧，从而使限滑致动器的第一控制环相对第一压环转动，以对第一压环产生轴向向右的推力，从而压紧左限滑摩擦副的主、从动限滑摩擦片。

3.根据权利要求2所述的摩擦式电控自锁差速桥，其特征在于：所述前导致动组件包括第二控制环、第二压环、传力环、推压杆和复位弹簧；差速器壳体左侧端盖的外侧端面上开设有与传力环相匹配的环形槽，所述环形槽的槽底开设有多个沿圆周分布的柱形凹槽和多个沿圆周分布的通孔，所述传力环置于该环形槽内并与差速器壳体一同旋转，所述复位弹簧置于所述柱形凹槽内，抵压于传力环与差速器壳体的左侧端盖之间，所述推压杆置于所述通孔内，两端分别与传力环、前导摩擦副接触；所述第二压环的右端面与传力环接触并周向固定轴向可移动地设于箱盖内，所述第二控制环设于第二压环的左侧并轴向固定周向可转动地设于箱盖内，第二压环与第二控制环的相对端面上均设有一圈相互匹配的正梯形齿，第二控制环连接有驱动其周向转动的转动驱动机构，第二控制环的周向转动可使第二压环轴向向右位移推压传力环从而致使推压杆压紧前导摩擦副的主、从动前导摩擦片。

4.根据权利要求2或3所述的摩擦式电控自锁差速桥，其特征在于：所述第一控制环的左侧端面与差速器壳体的左侧端盖之间设有平面轴承。

5.根据权利要求3所述的摩擦式电控自锁差速桥，其特征在于：所述转动驱动机构为推杆电机或手动推杆或气动装置或液压装置，第二控制环上固连有转动柄，所述转动柄联接在推杆电机或手动推杆或气动装置或液压装置的推杆上。

6.根据权利要求2所述的摩擦式电控自锁差速桥，其特征在于：所述前导致动组件为电磁致动机构，包括安装在箱盖上的螺线管线圈，该螺线管线圈的通电可使前导摩擦副的主、从动前导摩擦片相互压紧。

7.根据权利要求6所述的摩擦式电控自锁差速桥，其特征在于：所述电磁致动机构还包括电磁铁外壳和电磁铁内架，所述电磁铁外壳与电磁铁内架组合形成一个环形腔，螺线管线圈设于该环形腔内；电磁铁外壳固连于差速器壳体的左端与差速器壳体同步旋转，电磁铁内架与箱盖固连，螺线管线圈固定在电磁铁内架上，电磁铁内架与电磁铁外壳之间可相对转动。

8.根据权利要求7所述的摩擦式电控自锁差速桥，其特征在于：所述第一控制环的左侧端面与电磁铁外壳之间设有平面轴承。

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