CN109442018A - 一种非对称式自锁差速器 - Google Patents

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Abstract

本发明属于差速器技术领域，公开了一种非对称式自锁差速器，包括：差速器壳体、第一半轴齿轮以及第二半轴齿轮；所述差速器壳体开设有两个相对的输出轴筒，所述差速器壳体外设置有斜齿轮；所述第一半轴齿轮和所述第二半轴齿轮分别设置在所述差速器壳体内，分别对应两个所述输出轴筒；所述第一半轴齿轮的节圆半径为所述第二半轴齿轮的节圆半径的两倍；所述非对称式自锁差速器还包括：第一行星齿轮以及第二行星齿轮；所述第二行星齿轮可转动地设置在所述差速器壳体内，并与所述第二半轴齿轮啮合；所述第一行星齿轮可转动地设置在所述差速器壳体内，并分别与所述第二行星齿轮以及所述第一半轴齿轮啮合。

Description

一种非对称式自锁差速器
技术领域
本发明涉及差速器技术领域，特别涉及一种非对称式自锁差速器。
背景技术
在多轴车底盘中，差速器分为自锁式防滑差速器和强制锁止式差速器。其中，自锁式防滑差速器具有反应灵敏、传动平稳等特点，适合使用于越野车底盘上，提高其通过性。现有的多轴车常规的采用的是1:1定扭矩的对称式差速器，或者2:1定扭矩的差速器。但是，根据实际使用，现有的差速器由于内部结构的设计方式，使得自锁性能并不理想，扭矩输出比的调节范围也较小。
发明内容
本发明提供一种非对称式自锁差速器，提升了定扭矩分配比为2:1的自锁差速器的自锁性能，扩大了输出扭矩比的调节范围。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种非对称式自锁差速器，包括：差速器壳体、第一半轴齿轮以及第二半轴齿轮；所述差速器壳体开设有两个相对的输出轴筒，所述差速器壳体外设置有斜齿轮；所述第一半轴齿轮和所述第二半轴齿轮分别设置在所述差速器壳体内，分别对应两个所述输出轴筒；
所述第一半轴齿轮的节圆半径为所述第二半轴齿轮的节圆半径的两倍；
所述非对称式自锁差速器还包括：第一行星齿轮以及第二行星齿轮；
所述第二行星齿轮可转动地设置在所述差速器壳体内，并与所述第二半轴齿轮啮合；
所述第一行星齿轮可转动地设置在所述差速器壳体内，并分别与所述第二行星齿轮以及所述第一半轴齿轮啮合。
进一步地，所述非对称式自锁差速器还包括：隔垫；
所述隔垫设置在所述第一半轴齿轮的轴向端部与所述第二半轴齿轮的轴向端部和所述第二行星齿轮的轴向端部之间。
进一步地，所述隔垫包括：隔垫主体；
所述隔垫主体设置在所述第一半轴齿轮的轴向端部与所述第二半轴齿轮的轴向端部之间；
所述隔垫主体的第一端部设置有径向延伸部，所述径向延伸部设置在所述第一半轴齿轮的轴向端部与所述第二行星齿轮的轴向端部之间。
进一步地，所述隔垫采用铜质材料一体成型。
进一步地，所述第一行星齿轮和所述第二行星齿轮均为四只，均匀设置在一个圆面上。
进一步地，两个所述输出轴筒外分别通过轴承固定。
进一步地，所述第一半轴齿轮、第二半轴齿轮、第一行星齿轮和所述第二行星齿轮均为斜齿轮。
本申请实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
本申请实施例中提供的非对称式自锁差速器，将差速器的第一半轴齿轮和第二半轴齿轮的节圆半径按照2:1进行设置，形成定扭矩比为2:1的非对称输出结构；并通过第二行星齿轮与第二半轴齿轮进行啮合，第一行星齿轮分别与所述第一半轴齿轮和第二行星齿轮啮合，一方面扩大扭矩输出比的调节范围，一般可达到2:3～6:1，也就是，最大可达到3倍的扭矩输出比；另一方面，通过壳斜齿轮的正压力，与壳体以及隔套的摩擦力，实现了稳定的自动锁定。
具体来说，在无负载的情况下，所有行星齿轮随差速器壳体公转，不发生自转，第二半轴齿轮的转速为第一半轴齿轮转速的一半，第二半轴齿轮的输出扭矩为第一半轴齿轮输出扭矩的二倍。在差速器的日常工作中，前后两个负载存在扭矩差时，第一行星齿轮与第二行星齿轮发生相对转动，其最大的相对转速受其在差速器壳体中的摩擦力限制，当左右扭矩比在2:1的基础上偏差足够大即某一轴发生打滑时，该差速器将受到正压力和摩擦力限制，将差速器锁死；当左右扭矩比下降时，又会将差速器松开，从而实现自动调节的作用。
并进一步在结构中设置了一种浮动式隔垫，增加在限滑时的摩擦力矩，防止了人工操作差速锁不及时或不正确带来的传动***零件损坏。
附图说明
图1为本发明提供的非对称式自锁差速器的旋转剖视图；
图2为本发明提供的非对称式自锁差速器的半剖视图。
具体实施方式
本申请实施例通过提供一种非对称式自锁差速器，提升了定扭矩分配比为2:1的自锁差速器的自锁性能，扩大了输出扭矩比的调节范围。
为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细说明，应当理解本发明实施例以及实施例中的具体特征是对本申请技术方案的详细的说明，而不是对本申请技术方案的限定，在不冲突的情况下，本申请实施例以及实施例中的技术特征可以相互组合。
参见图1和图2，一种非对称式自锁差速器，包括：差速器壳体、第一半轴齿轮5以及第二半轴齿轮6；所述差速器壳体开设有两个相对的输出轴筒，所述差速器壳体外设置有斜齿轮10；所述第一半轴齿轮5和所述第二半轴齿轮6分别设置在所述差速器壳体内，分别对应两个所述输出轴筒。
一般来说，所述差速器壳体由第一壳体1和第二壳体2扣合并通过紧固螺栓固定而成。
第一壳体1上开设第一输出轴筒11，第二壳体2上开设第二输出轴筒21，分别作为两个输出转轴的承载结构；所述第一半轴齿轮5对应设置在所述第一输出轴筒11一侧，所述第二半轴齿轮6对应设置在所述第二输出轴筒21一侧。
所述第一壳体1内开设第一限位槽13，所述第一半轴齿轮5可转动的嵌于所述第一限位槽13内；对应的，第二壳体2内开设第二限位槽14，所述第二半轴齿轮6可转动地嵌于所述第二限位槽14内。
其中，所述第一半轴齿轮5的节圆半径为所述第二半轴齿轮6的节圆半径的两倍；形成2:1定扭矩输出结构。
所述非对称式自锁差速器还包括：第一行星齿轮7以及第二行星齿轮8；
所述第二行星齿轮8可转动地设置在所述差速器壳体内，并与所述第二半轴齿轮6啮合；所述第一行星齿轮7可转动地设置在所述差速器壳体内，并分别与所述第二行星齿轮8以及所述第一半轴齿轮5啮合。
其中，所述第一半轴齿轮5、第二半轴齿轮6、第一行星齿轮7和所述第二行星齿轮8均为斜齿轮。
所述第二壳体2内设置有与所述第一行星齿轮7和第二行星齿轮8相配合的第一轴向限位槽15和第二轴向限位槽16，限制轴向位移，作为摩擦锁定结构。
进一步地，所述非对称式自锁差速器还包括：隔垫9；所述隔垫9设置在所述第一半轴齿轮5的轴向端部与所述第二半轴齿轮6的轴向端部和所述第二行星齿轮8的轴向端部之间，限制轴向位移，并作为摩擦锁定结构。
进一步地，所述隔垫9包括：隔垫主体；所述隔垫主体设置在所述第一半轴齿轮5的轴向端部与所述第二半轴齿轮6的轴向端部之间；所述隔垫主体的第一端部设置有径向延伸部，所述径向延伸部设置在所述第一半轴齿轮5的轴向端部与所述第二行星齿轮8的轴向端部之间。
一般来说，所述隔垫采用铜质材料一体成型。
进一步地，所述第一行星齿轮7和所述第二行星齿轮8均为四只，均匀设置在一个圆面上。
进一步地，两个所述输出轴筒外分别通过第一轴承3和第二轴承4固定。
其中，第一行星齿轮7和第二行星齿轮8带动与其啮合的第一半轴齿轮5和第二半轴齿轮6转动，由两个半轴齿轮内部的花键连接两个输出轴，实现扭矩的输出。
下面描述工作过程。
差速器的定扭矩分配比要取决于两个半轴齿轮的节圆直径之比，本发明中，第一半轴齿轮5的节圆直径为6第二半轴齿轮节圆直径的两倍，并通过齿轮的配比计算，第一选择行星齿轮7和第二行星齿轮8的分布圆直径，使两个半轴齿轮通过四组行星齿轮副啮合，从而实现扭矩传递和分配。通过对斜齿轮螺旋角进行规划设计后，扭矩分配比可以达到定扭矩分配的3倍以上，实现了扭矩分配比为2:3～6:1的自动锁止的非对称扭矩分配比的差速器。
动力由差速器壳体上的斜齿轮10输入。
当两个半轴的转速为1:2时，第一行星齿轮7和第二行星齿轮8不发生自转，差速器不起差速作用，由差速器壳体输入的扭矩直接以2:1的扭矩分配比输出到左右两个输出轴上，再输入底盘主减速器中，实现多轴底盘的驱动。
当左右两个半轴转速比例不为1:2时，当转速差较小时，第一行星齿轮7和第二行星齿轮8在差速器壳体中产生自转，从而吸收转速差；当转速差较大，如底盘有一个轴打滑时，第一行星齿轮7和第二行星齿轮8与差速器壳体的摩擦力矩随转速差增大而增大，由于半轴齿轮和行星齿轮均为大螺旋角的斜齿轮，在齿轮啮合过程中产生轴向力，因此，当差速器产生作用时，齿轮产生的正压力变大，增加差速器的限滑力矩。另外，本发明在两个半轴齿轮中增加了浮动形式的隔垫9，当差速器产生作用时，斜齿轮啮合产生更大的轴向力，隔垫9可跟随一侧齿轮的轴向力向另一侧压紧，增加隔垫9与半轴齿轮或行星齿轮的端面的摩擦力，从而增加整个***的限滑力矩。浮动形式的隔垫9同时改善了原有隔垫9与差速器壳体一体时的差速器壳体加工精度差这一问题。自动锁止的限滑差速器一方面限制差速器的差速，同时将较多的转矩分配到未打滑的底盘轴上，提高多轴车底盘的越野性和通过性。
本申请实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
本申请实施例中提供的非对称式自锁差速器，将差速器的第一半轴齿轮和第二半轴齿轮的节圆半径按照2:1进行设置，形成定扭矩比为2:1的非对称输出结构；并通过第二行星齿轮与第二半轴齿轮进行啮合，第一行星齿轮分别与所述第一半轴齿轮和第二行星齿轮啮合，一方面扩大扭矩输出比的调节范围，一般可达到2:3～6:1，也就是，最大可达到3倍的扭矩输出比；另一方面，通过壳斜齿轮的正压力，与壳体以及隔套的摩擦力，实现了稳定的自动锁定。
具体来说，在无负载的情况下，所有行星齿轮随差速器壳体公转，不发生自转，第二半轴齿轮的转速为第一半轴齿轮转速的一半，第二半轴齿轮的输出扭矩为第一半轴齿轮输出扭矩的二倍。在差速器的日常工作中，前后两个负载存在扭矩差时，第一行星齿轮与第二行星齿轮发生相对转动，其最大的相对转速受其在差速器壳体中的摩擦力限制，当左右扭矩比在2:1的基础上偏差足够大即某一轴发生打滑时，该差速器将受到正压力和摩擦力限制，将差速器锁死；当左右扭矩比下降时，又会将差速器松开，从而实现自动调节的作用。
并进一步在结构中设置了一种浮动式隔垫，增加在限滑时的摩擦力矩，防止了人工操作差速锁不及时或不正确带来的传动***零件损坏。
最后所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照实例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (7)

1.一种非对称式自锁差速器，其特征在于，包括：差速器壳体、第一半轴齿轮以及第二半轴齿轮；所述差速器壳体开设有两个相对的输出轴筒，所述差速器壳体外设置有斜齿轮；所述第一半轴齿轮和所述第二半轴齿轮分别设置在所述差速器壳体内，分别对应两个所述输出轴筒；
所述第一半轴齿轮的节圆半径为所述第二半轴齿轮的节圆半径的两倍；
所述非对称式自锁差速器还包括：第一行星齿轮以及第二行星齿轮；
所述第二行星齿轮可转动地设置在所述差速器壳体内，并与所述第二半轴齿轮啮合；
所述第一行星齿轮可转动地设置在所述差速器壳体内，并分别与所述第二行星齿轮以及所述第一半轴齿轮啮合。
2.如权利要求1所述的非对称式自锁差速器，其特征在于，所述非对称式自锁差速器还包括：隔垫；
所述隔垫设置在所述第一半轴齿轮的轴向端部与所述第二半轴齿轮的轴向端部和所述第二行星齿轮的轴向端部之间。
3.如权利要求2所述的非对称式自锁差速器，其特征在于，所述隔垫包括：隔垫主体；
所述隔垫主体设置在所述第一半轴齿轮的轴向端部与所述第二半轴齿轮的轴向端部之间；
所述隔垫主体的第一端部设置有径向延伸部，所述径向延伸部设置在所述第一半轴齿轮的轴向端部与所述第二行星齿轮的轴向端部之间。
4.如权利要求3所述的非对称式自锁差速器，其特征在于：所述隔垫采用铜质材料一体成型。
5.如权利要求1～4任一项所述的非对称式自锁差速器，其特征在于：所述第一行星齿轮和所述第二行星齿轮均为四只，均匀设置在一个圆面上。
6.如权利要求5所述的非对称式自锁差速器，其特征在于：两个所述输出轴筒外分别通过轴承固定。
7.如权利要求6所述的非对称式自锁差速器，其特征在于：所述第一半轴齿轮、第二半轴齿轮、第一行星齿轮和所述第二行星齿轮均为斜齿轮。
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