CN118009015A - 动态差速器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种动态差速器，具体属于汽车传动领域，目的在于解决现有差速器采用等比例分配方式(即双侧分配50％的动力)，且遇到湿滑路面，车轮容易发生打滑，造成汽车无法行驶的问题。发明人对差速器的结构进行了全新的设计，改进后的差速器能够实现弯道行驶中，不仅外侧动力大于内侧动力还能实现对转弯轨迹和车身姿态进行有效调整，并且车轮不会打滑，更好地提升汽车的越野和公路操控性能，具有较高的独创性。

Description

动态差速器

技术领域

本发明涉及机械领域，尤其是汽车传动领域，具体为一种动态差速器。

背景技术

目前，差速器已广泛应用于汽车领域，对于汽车的运行，具有重要的作用。实践发现，汽车在转弯时由于离心力的作用外侧车轮与地面的摩擦力更大，所以外侧车轮需要更大的动力和更高的转速，现有差速器采用等比例分配方式(即单侧分配50％的动力)，无法实现动态分配。

差速器的功能是确定的，其主要差别在于：传动结构的不同；而传动结构决定了差速器的整体性能，是其核心和根本。申请人从2022年开始针对差速器功能扩展进行研究，提出增加新的功能的差速器结构，为此，本申请提供一种动态差速器。

发明内容

本发明的发明目的在于，针对现有差速器采用等比例分配方式(即单侧分配50％的动力)，且遇到湿滑路面，车轮容易发生打滑，造成汽车无法行驶的问题，提供一种差速器。发明人对差速器的结构进行了全新的设计，改进后的差速器能够实现弯道行驶中，外侧动力大于内侧对转弯轨迹和车身姿态进行有效调整，更好地提升汽车的操控性能，且车轮不会打滑，具有较高的独创性。

如前所述，现有差速器的动力分配大多采用，两侧动力平均分配的方式，即两侧动力均分50％。采用该方式，在转弯时，无法实现动力的良好匹配。同时，采用现有差速器，在车轮经过湿滑路面时，车轮容易发生打滑，不利于车辆的运行。

本发明的基本思路是：用现有技术的差速机构如：圆锥齿轮差速机构、平行轴圆柱齿轮差速机构、行星齿轮差速机构的不同组合而形成啮合闭环差速单元，再结合本发明的利用斜齿轮的轴向推力和动力切换齿轮对动力的交替切换使车辆转弯时外侧动力大于内侧的动态分配，而且外侧车轮的转速差相比现有的差速器大10％左右，更有利于车身姿态和转弯轨迹的调整有更好的操控性。

附图说明

本发明将用4个实施例并参照附图的方式说明其不同结构和原理。

图1为实施例1的内部结构视图。

图2为实施例1的内部结构的部件视图。

图3为实施例1的连体太阳齿轮视图。

图4为实施例2的内部结构视图。

图5为实施例2的内部结构的部件视图。

图6为实施例3的内部结构的部件视图。

图7为实施例4的内部结构视图。

图8为实施例4的内部结构的部件视图。

图中标记：1、壳体，2、端盖，3、端盖档板，4、动力切换齿轮，5，、轴向推力齿轮，6、推力弹簧，7、花键直齿，8、斜齿轮，9、交替切换齿轮一，10、交替切换齿轮二，11、交替切换齿轮三，12、交替切换齿轮四，13、齿圈端板，14、连体太阳齿轮，15、太阳齿轮，16、齿圈，17、双层差速齿轮，18、内层输出齿轮，19、外层输出齿轮，20、一体端盖，21、行星齿轮，22、行星架，23、换向齿轮，24、换向齿轮轴，25、双层差速齿轮架，26、行星齿轮组安装孔，27、行星齿轮组，28、一体设置的环状圆盘，29、分体设置的环状圆盘。

具体实施方式

本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。

本说明书中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。

实施例1

动态差速器，如图1、图2、包括：壳体、端盖、啮合闭环差速单元、交替切换齿轮一、轴向推力齿轮和推力弹簧，其特征是：壳体呈圆管状，壳体中部径向设置至少两个差速齿轮轴孔，端盖的轴向剖面呈台阶状并设置半轴孔，半轴孔出口端一体设置向内的圆环状端盖挡板，壳体与端盖螺杆连接共同构成动态差速器的支撑主体，啮合闭环差速单元为两个行星齿轮机构之间设置圆锥齿轮差速机构，圆锥齿轮差速机构的两个圆管状输出齿轮之间轴向90度啮合至少两个差速齿轮，差速齿轮安装在壳体中部的差速齿轮轴孔中；两个输出齿轮的锥背面一体设置凸起的行星齿轮轴或孔作为行星齿轮差速机构的行星架；行星齿轮(21)为圆柱齿轮，至少三个行星齿轮分别安装在相当于行星架的输出齿轮上的凸起的行星齿轮轴或者安装孔中。

如图3，连体太阳齿轮(14)呈圆管状，圆管外壁分别设置与两组行星齿轮相啮合的齿并分别啮合，连体太阳齿轮两端为光滑面并设置动力切换齿轮(4)，动力切换齿轮(4)为径向分布的有压力角的平面等高齿；齿圈(16)呈圆管状，圆管外壁与壳体内壁贴合并由其提供转动支撑，两个圆管内壁设置内齿并分别与两组行星齿轮(21)啮合，两个圆管相背(就是相对的面的背面)的端面的内壁一体设置与连体太阳齿轮圆管内径相等的圆环状齿圈端板(13)，齿圈端板(13)的环状内壁上设置花键直齿(7)，齿圈端板(13)相对的端面设置与连体太阳齿轮(14)两端的动力切换齿轮(4)相啮合的齿并半啮合，

交替切换齿轮一(9)呈圆管状，圆管外壁设置与齿圈端板(13)内壁的花键直齿(7)相啮合的齿并啮合，圆管内壁设置斜齿轮(8)且左、右两边斜齿轮(8)的旋向相反，两个交替切换齿轮一(9)相对的端面与连体太阳齿轮两端光滑面贴合来传递相互的轴向力实现动力切换；轴向推力齿轮(5)为圆管带外端板，轴向推力齿轮的外端板外壁小于齿圈端板(13)内壁，圆管外壁设置与交替切换齿轮一(9)的斜齿轮(8)相啮合的齿并啮合，圆管内壁设置花键直齿(7)作为动力输出端外接半轴，在轴向推力齿轮(5)和端盖挡板(3)之间设置推力弹簧(6)；

本实施例中，只有连体太阳齿轮(14)、交替切换齿轮一(9)和轴向推力齿轮(5)能够轴向移动；

本实施例中，两个行星齿轮差速机构通过连体太阳齿轮和圆锥齿轮差速机构的差速齿轮输出齿轮的啮合形成啮合闭环回路，这个啮合闭环回路相当于同步齿轮，任何时刻都能实现动力切换齿轮的分离和啮合，再加上转弯完成后两边车轮是同步转动，动力是平均分配轴向力也是平衡的，所以动力切换齿轮能够顺畅地回到半啮合状态再直行或者连续转弯。

以上所述的是本实施例的结构特征、部件形状特征、部件之间的啮合关系和位置关系特征，以下描述本实施例的车辆在不同状态下的动力传递和工作原理：

直行状态：动力由壳体传递到啮合闭环差速单元圆锥齿轮差速机构的差速齿轮和输出齿轮，由于输出齿轮同时也是行星齿轮差速机构的行星架，两个输出齿轮分别将50％的动力传递给行星齿轮机构，两个行星齿轮差速机构又分别有两个动力输出端连体太阳齿轮和齿圈，本实施例中，齿圈这个动力输出端通过交替切换齿轮一、轴向推力齿轮到动力输出半轴，如果没有连体太阳车轮端面上的动力切换齿轮与齿圈端板上的动力切换齿轮半啮合，那么动力将无法输出，直行前进时由于两个交替切换齿轮一斜齿轮的旋向是相反的，并与连体太阳齿轮的两端端面的光滑面贴合其轴向力能使动力切换齿轮始终保持半啮合状态，此时轴向推力齿轮的端面与端盖内侧贴合作为力的支点，倒车时由于力的方向发生改变两个轴向推力齿轮反过来推动交替切换齿轮一再推动连体太阳齿轮的端面贴合使动力切换齿轮保持半啮合状态，两个交替切换齿轮一和轴向推力齿轮的斜齿轮在前进和倒车时都产生一个向中间的轴向推力实现推力平衡，正是有了连体太阳齿轮才使得动力能够输出车辆能够直行前进。

转弯状态：当车辆进入转弯状态时，由于出现了转差速差两个交替切换齿轮一的推力平衡被打破，外侧的轴向推力小于内侧于是在斜齿轮轴向推力的作用下，连体太阳齿轮上的动力切换齿轮与外侧齿圈端板上的动力切换齿轮完全啮合，内侧完全分离实现直行到转弯的状态，进入弯道后内侧的轴向推力始终使内侧完全分离外侧完全啮合。

本实施例中，行星齿轮机构的数据是这样的：圆柱斜齿轮，模数1.5、螺旋角45度、齿圈齿数50、太阳齿轮齿数40、行星齿轮齿数5，分配到两边齿圈的动力是28％，分配到太阳齿轮是22％，由于外侧齿圈端板上的动力切换齿轮完全啮合内侧完全分离，所以内侧太阳齿轮22％的动力也传递到了外侧，这样外侧就得到了72％内侧就只有28％，这样车辆在弯道中的车身姿态和轨迹就得到了修正，并且可以用更高的车速过弯。

关于转速差是这样的：现有技术的差速器的转速差是2，也就是转弯时内侧少转的加到了外侧，这一减一加刚好是2，而本实施例转弯状态中，外侧行星齿轮机构已经被连体太阳齿轮锁死实现转弯的是内侧行星齿轮机构，相当于是齿圈不动行星架输入太阳齿轮输出，按照行星齿轮计算公式行星架的齿数是齿圈齿数加太阳齿轮齿数就是90，作为输入的行星架齿数90除以作为输出的太阳齿轮齿数40等于2.25，本实施例的转速差2.25除以现有差速器的转速差2就是比现有差速器大12.5％。

关于防滑是这样的：由于本实施例的结构特征决定了打滑必须先要进入转弯状态，也就是要把连体太阳齿轮上动力切换齿轮推到一侧完全啮合一侧完全分离，因为车辆不在转弯状态就不会打破推力平衡和输出动力平衡车轮就不会打滑；如果一侧车轮完全悬空，在圆锥齿轮差速机构的作用下，悬空一侧的齿圈端板上的动力切换齿轮就会反过来推动太阳齿轮端面上的动力切换齿轮，将动力通过连体太阳齿轮传递到没有悬空的车轮，同时能够抵消交替切换齿轮上斜齿轮的轴向推力，但是在车辆已经进入转弯状态就没有自动防滑功能，如果出现打滑就需要切断动力(踩离合或者松油门都行)这时推力弹簧就会将连体太阳齿轮推回到两边都是半啮合状态(直行状态)，这时再給动力车轮就不会打滑了。

本实施例 啮合闭环差速单元的圆锥齿轮差速机构可以被平行轴圆柱齿轮差速机构等效替换。

作为一种替代方式本实施例还可以是这样的：圆锥齿轮差速机构的两个输出齿轮的圆管内壁设置内齿作为行星齿轮差速机构的齿圈的内齿，分别单独设置行星架作为动力输出端，行星架呈圆环状圆盘，两个行星架相对的面设置凸起的行星齿轮轴或者孔，两个行星架相对的面设置与连体太阳齿轮上的动力切换齿轮相啮合的齿并半啮合，行星架的环状内壁设置花键直齿，行星齿轮组为两个相互啮合的圆柱齿轮组成，行星齿轮组的两个圆柱齿轮分别与连体太阳齿轮和齿圈啮合，至少三组行星齿轮组安装行星架上的行星齿轮轴上，交替切换齿轮一呈圆管状，圆管外壁设置与行星架环状内壁的花键直齿相啮合的齿并啮合，圆管内壁设置斜齿轮且左、右两边斜齿轮的旋向相反，两个交替切换齿轮一相对的端面与连体太阳齿轮两端光滑面贴合来传递相互的轴向力实现动力切换；轴向推力齿轮为圆管带外端板，轴向推力齿轮的外端板外壁直径小于行星架环状内壁，圆管外壁设置与交替切换齿轮一的斜齿轮相啮合的齿并啮合，圆管内壁设置花键直齿作为动力输出端外接半轴，在轴向推力齿轮和端盖挡板之间设置推力弹簧；

这种方式是转弯时内侧动力大于外侧，它的好处是作为中央差速器使用转弯行驶时后轴动力大于前轴。

实施例2

动态差速器，如图4、图5包括：壳体(1)、端盖(2)、啮合闭环差速单元、轴向推力齿轮(5)和交替切换齿轮二(10)；壳体(1)呈圆管状，端盖(2)的轴向剖面呈台阶状并设置半轴孔，半轴孔出口端一体设置向内的圆环状端盖挡板(3)，壳体与端盖螺杆连接共同构成动态差速器的支撑主体；啮合闭环差速单元为两个并列的行星齿轮差速机构：包括行星架(22)、行星齿轮(21)连体太阳齿轮(14)和齿圈(16)；行星架(22)呈环状圆盘，圆盘的两个端面上设置凸起的行星齿轮轴或者安装孔，圆盘外壁与壳体(1)内壁相对连接固定或者一体设置；行星齿轮(21)为圆柱齿轮，至少三个行星齿轮(21)分别安装在行星架(22)两端的凸起的行星齿轮轴或者安装孔中，行星架(22)两端的行星齿轮(21)可以是连体行星齿轮；连体太阳齿轮(14)呈圆管状，圆管外壁分别设置与行星齿轮(21)相啮合的齿并分别啮合，齿圈(16)呈圆管状，圆管外壁与壳体(1)内壁贴合并由其提供转动支撑，圆管内壁设置内齿并分别与行星架两面的行星齿轮(21)啮合，圆管相背的端面内壁一体设置与连体太阳齿轮(14)圆管内径相等的圆环状齿圈端板(13)，齿圈端板(13)与连体太阳齿轮(14)之间的端面分别设置动力切换齿轮(4)，动力切换齿轮为径向分布的有压力角的平面等高齿，交替切换齿轮二为圆管带外端板，外端板的两面设置与齿圈端板和连体太阳齿轮的动力切换齿轮相啮合的齿并半啮合，圆管内壁设置斜齿轮且左、右两边斜齿轮的旋向相反，两个交替切换齿轮二圆管相对的端面之间贴合来传递相互的轴向力实现动力切换，轴向推力齿轮(5)为圆管带外端板，圆管外壁设置与交替切换齿轮二(10)的斜齿轮(8)相啮合的齿并啮合，两个轴向推力齿轮(5)的外端板外壁分别与两个齿圈端板内壁贴合并由其提供转动支撑；圆管内壁设置花键直齿(7)作为动力输出端外接半轴，在轴向推力齿轮(5)和端盖挡板(3)之间设置推力弹簧(6)。

本实施例中，只有交替切换齿轮二(10)和轴向推力齿轮(5)能够轴向移动。

本实施例中，啮合闭环差速单元的两个并列的行星齿轮差速机构的行星齿轮、连体太阳齿轮和齿圈的啮合形成一个啮合闭环回路，这个啮合闭环回路相当于同步齿轮，所以任何时刻都能实现动力切换齿轮的分离和啮合，再加上转弯完成后两边车轮是同步转动，动力是平均分配轴向力也是平衡的，所以动力切换齿轮能够顺畅地回到半啮合状态再直行或者连续转弯。

以上所述的是本实施例的结构特征、部件形状特征、部件之间的啮合关系和位置关系特征，实施例2与实施例1相比省去了一个圆锥齿轮差速差速机构，结构简单容易实现，以下描述本实施例的车辆在不同状态下的动力传递和工作原理。

直行状态：动力由壳体到行星齿轮再分别到两边的齿圈和连体太阳齿轮，由于齿圈和连体太阳齿轮都与交替切换齿轮二的动力切换齿轮半啮合，所以动力就到交替切换齿轮二到轴向推力齿轮外接半轴输出，

转弯状态：由于出现了转速差和动力分配差(外侧动力小于内侧)，两边交替切换齿轮二的轴向力平衡被打破，内侧齿圈端板与交替切换齿轮二动力切换齿轮由半啮合变成完全分离而与连体太阳齿轮的动力切换齿轮完全啮合，外侧是完全与齿圈端板的动力切换齿轮啮合实现转弯，

本实施例没有防滑锁止功能只有很强的限滑功能，但是外侧动力大于内侧这样车辆在弯道中的车身姿态和轨迹就得到了修正，并且可以用更高的车速过弯。

2，作为一种替代方式本实施例还可以是这样的：两个端盖分别作为行星架，凸起的行星齿轮轴或者孔一体设置在端盖内侧，齿圈设置成连体齿圈，连体齿圈外壁与壳体内壁贴合并由其提供转动支撑，连体齿圈内壁中部一体设置圆环状齿圈端板，两个太阳齿轮相背(就是相对的面的背面)的端面内壁一体设置圆环状太阳齿轮端板，两个太阳齿轮两端分别与齿圈端板和行星架贴合限制其轴向移动，太阳齿轮端板相对的面和齿圈端板的两面分别设置动力切换齿轮，交替切换齿轮二的动力切换齿轮分别与太阳齿轮端板和齿圈端板上的动力切换齿轮半啮合，两个交替切换齿轮二圆管相对的端面之间贴合来传递相互的轴向力实现动力切换，两个轴向推力齿轮圆管外壁的斜齿轮分别与两个交替切换齿轮二的斜齿轮啮合，两个轴向推力齿轮的外端板外壁分别与两个太阳齿轮端板的环状内壁贴合并由其提供转动支撑；两个轴向推力齿轮的花键直齿作为动力输出端外接半轴，在轴向推力齿轮和端盖挡板之间设置推力弹簧；

这种方式是转弯时内侧动力大于外侧，转弯状态内侧侧动力大于外侧且外侧车轮转速相比现有技术大于内侧10％，它的好处是作为中央差速器使用，转弯行驶时后轴动力大于前轴这样车辆在弯道中的车身姿态和轨迹就得到了修正，或者作为后桥使用可以很容易做出飘移过弯的动作，可以用更高的车速过弯。

实施例3

动态差速器如图6包括：壳体(1)、端盖(2)、啮合闭环差速单元、交替切换齿轮三(11)和轴向推力齿轮(5)，其特征是：壳体(1)呈圆管状，端盖(2)的轴向剖面呈台阶状并设置半轴孔，半轴孔出口端一体设置向内的圆环状端盖挡板(3)，壳体与端盖螺杆连接共同构成动态差速器的支撑主体；啮合闭环差速单元由两个行星齿轮差速机构和换向齿轮(23)组成：包括行星齿轮组(27)、换向齿轮(23)、行星架(22)、太阳齿轮(15)和齿圈(16)；行星齿轮组(27)由两个长度相等相互部分啮合的圆柱齿轮组成；换向齿轮(23)为轴向通孔的圆柱齿轮；行星架(22)呈圆环状圆盘，圆盘两面均匀设置至少三组行星齿轮组安装孔(26)和凸起的换向齿轮轴(24)并安装行星齿轮组(27)和换向齿轮(23)且换向齿轮与该侧的未啮合部分的行星齿轮啮合，圆盘外壁与壳体(1)内壁相对连接固定或者一体设置，太阳齿轮(15)呈圆管状，圆管外壁设置与换向齿轮(23)相啮合的齿并分别啮合；齿圈(16)呈圆管状，圆管外壁与壳体(1)内壁贴合并由其提供转动支撑，圆管内壁设置内齿并分别与行星架(22)两端的行星齿轮啮合，两个圆管相背(就是相对的面的背面)的端面内壁一体设置圆环状齿圈端板(13)并分别与太阳齿轮(15)端面相互贴合，两个齿圈端板(13)相背(就是相对的面的背面)的端面设置动力切换齿轮(4)，两个太阳齿轮(15)相对的端面设置动力切换齿轮(4)，动力切换齿轮(4)为径向分布的有压力角的平面等高齿，交替切换齿轮三(11)呈圆管状，圆管内壁设置斜齿轮(8)且左、右两边斜齿轮(8)的旋向相反，齿圈端板(13)和太阳齿轮(15)可转动地安装在圆管外壁，圆管两端设置两个环状圆盘，一个环状圆盘与圆管分体设置并采用花键连接固定，另一个环状圆盘与圆管一体设置，一体设置的环状圆盘设置与齿圈端板(13)上的动力切换齿轮(4)相啮合的齿并半啮合，分体设置的环状圆盘设置与太阳齿轮(15)上的动力切换齿轮(4)相啮合的齿并半啮合，两个交替切换齿轮三(分体设置的环状圆盘)相对的端面之间贴合来传递相互的轴向力实现动力切换；轴向推力齿轮(5)为圆管带外端板，圆管外壁设置与交替切换齿轮三(10)的斜齿轮(8)相啮合的齿并啮合，圆管内壁设置花键直齿(7)作为动力输出端外接半轴，在轴向推力齿轮(5)和端盖挡板(3)之间设置推力弹簧(6)；

本实施例中，只有交替切换齿轮三(11)和轴向推力齿轮(5)能够轴向移动；

本实施例中，啮合闭环差速单元的两个并列的行星齿轮差速机构的行星齿轮、换向齿轮、太阳齿轮和齿圈的啮合形成一个啮合闭环回路，这个啮合闭环回路相当于同步齿轮，所以任何时刻都能实现动力切换齿轮的分离和啮合，再加上转弯完成后两边车轮是同步转动，动力是平均分配轴向力也是平衡的，所以动力切换齿轮能够顺畅地回到半啮合状态再直行或者连续转弯。

以上所述的是本实施例的结构特征、部件形状特征、部件之间的啮合关系和位置关系特征，以下描述本实施例的车辆在不同状态下的动力传递和工作原理：

直行状态：动力由壳体到行星齿轮、换向齿轮到两边太阳齿轮和齿圈再到交替切换齿轮三和轴向推力齿轮外接半轴输出动力。

转弯状态：由于出现了转速差和动力分配差(外侧动力小于内侧)，两边交替切换齿轮三的轴向力平衡被打破，内侧交替切换齿轮三与齿圈端板的动力切换齿轮完全啮合与太阳齿轮的动力切换齿轮完全分离，外侧交替切换齿轮三与齿轮端板上的动力切换齿轮完全分离与太阳齿轮的动力切换齿轮完全啮合实现转弯，

本实施例有防滑锁止功能，这种方式是转弯时内侧动力大于外侧，转弯状态内侧侧动力大于外侧且外侧车轮转速相比现有技术大于内侧10％，它的好处是作为中央差速器使用，转弯行驶时后轴动力大于前轴这样车辆在弯道中的车身姿态和轨迹就得到了修正，或者作为后桥使用可以很容易做出飘移过弯的动作，可以用更高的车速过弯。

作为一种替代方式本实施例还可以是这样的：齿圈端板与太阳齿轮之间的面分别设置动力切换齿轮，交替切换齿轮三为圆管带外端板，外端板的两个端面设置与齿圈端板和太阳齿轮上的动力切换齿轮相啮合的齿并半啮合，两个交替切换齿轮三相对的端面之间贴合来传递相互的轴向力实现动力切换；轴向推力齿轮为圆管带外端板，圆管外壁设置与交替切换齿轮三的斜齿轮相啮合的齿并啮合，圆管内壁设置花键直齿作为动力输出端外接半轴，两个轴向推力齿轮的外端板外壁分别与两个齿圈端板的环状内壁贴合并由其提供转动支撑，在轴向推力齿轮和端盖挡板之间设置推力弹簧。

这种方式如果把换向齿轮的齿数做成差速齿轮的两倍，就是外侧动力大于内侧，而且外侧车轮转速相比现有技术大于内侧10％，这样车辆在弯道中的车身姿态和轨迹就得到了修正，并且可以用更高的车速过弯。

实施例4

动态差速器如图7、图8包括：两个一体端盖(20)、啮合闭环差速单元、交替切换齿轮四(12)和轴向推力齿轮(5)，其特征是：一体端盖(20)的一端开口，一体端盖(20)的轴向剖面呈台阶状并设置半轴孔，半轴孔出口端一体设置向内的圆环状端盖挡板(3)，两个一体端盖开口相对的端面径向设置双层差速齿轮架(25)的安装孔，两个一体端盖螺(20)杆连接固定后共同构成动态差速器的支撑主体；啮合闭环差速单元由双层圆锥齿轮差速机构组成，包括双层差速齿轮(17)、双层差速齿轮架(25)、内层输出齿轮(18)和外层输出齿轮(19)；双层差速齿轮(17)由两个齿数、模数相等的锥齿轮轴向组成一体的内、外层差速齿轮且双层差速齿轮(17)的轴向中心设置通孔；两个外层输出齿轮(19)分别与外层差速齿轮轴向90度啮合，两个内层输出齿轮(18)分别与内层差速齿轮轴向90度啮合；双层差速齿轮架(25)呈圆管状，圆管外壁一体设置与双层差速齿轮(17)数量相等的双层差速齿轮轴，双层差速齿轮(17)安装在双层差速齿轮架(25)上的双层差速齿轮轴上，双层差速齿轮架(25)安装在两个端盖开口相对的端面径向设置双层差速齿轮架的安装孔中；外层输出齿轮(19)和内层输出齿轮轴向设置通孔，外层输出齿轮锥背一体设置向内圆环状端板，外层输出齿轮圆环状端板和内层输出齿轮之间的面分别设置动力切换齿轮，动力切换齿轮(4)为径向分布的有压力角的平面等高齿，交替切换齿轮四(12)为圆管带外端板，圆管内壁设置斜齿轮(8)且左、右两边斜齿轮的旋向相反，两个外端板两面分别设置与外层输出齿轮(19)和内层输出齿轮(18)上的动力切换齿轮相啮合的齿并半啮合，圆管可转动地安装在内层输出齿轮通孔内壁上，两个交替切换齿轮四(12)的圆管相对的端面之间贴合来传递相互的轴向力实现动力切换；轴向推力齿轮(5)为圆管带外端板，圆管外壁设置与交替切换齿轮四(12)的斜齿轮(8)相啮合的齿并啮合，内壁设置花键直齿(7)作为动力输出端外接半轴；在轴向推力齿轮(5)和端盖挡板(3)之间设置推力弹簧(6)，两个轴向推力齿轮的外端板外壁分别与两个外层输出齿轮圆环状端板的环状内壁贴合并由其提供转动支撑。

本实施例中，只有交替切换齿轮四(12)和轴向推力齿轮(5)能够轴向移动；

本实施例中，啮合闭环差速单元的双层圆锥齿轮差速机构的外层输出齿轮(19)和内层输出齿轮与双层差速齿轮的啮合形成一个啮合闭环回路，这个啮合闭环回路相当于同步齿轮，所以任何时刻都能实现动力切换齿轮的分离和啮合，再加上转弯完成后两边车轮是同步转动，动力是平均分配轴向力也是平衡的，所以动力切换齿轮能够顺畅地回到半啮合状态再直行或者连续转弯。

以上所述的是本实施例的结构特征、部件形状特征、部件之间的啮合关系和位置关系特征，以下描述本实施例的车辆在不同状态下的动力传递和工作原理。

直行状态：动力由一体端盖到双层差速齿轮架到双层差速齿轮到内层输出齿轮和外层输出齿轮再到交替切换齿轮四和轴向推力齿轮外接半轴输出动力。

转弯状态：由于双层差速齿轮的齿数、模数相等那么内层输出齿轮的齿数就小于外层输出齿轮，由于齿数差的存在，相同齿数的两个齿轮同时驱动两个不同齿数的齿轮，那么被驱动的两个齿轮的转速肯定是不一样的，转弯的瞬间内侧内层输出齿轮其实是快于外层输出齿轮而且是向后转与交替切换齿轮四的动力切换齿轮脱离接触，外侧则是外层输出齿轮与交替切换齿轮四的动力切换齿轮脱离接触，在转速差和轴向力的作用下，内侧交替切换齿轮四与外层输出齿轮的动力切换齿轮由半啮合变成完全分离与内层输出齿轮完全啮合，外侧交替切换齿轮四与外层输出齿轮的动力切换齿轮由半啮合变成完全啮合与内层输出齿轮完全分离实现转弯，并且外侧动力大于内侧。

关于防滑是这样的：如果一侧车轮悬空，由于双层差速齿轮齿数、模数相等那么内层输出齿轮的齿数就小于外层输出齿轮，由于齿数差的存在，相同齿数的两个齿轮同时驱动两个不同齿数的齿轮，那么被驱动的两个齿轮的转速肯定是不一样的，内侧内层输出齿轮其实是快于外层输出齿轮而且是向后转与交替切换齿轮四的动力切换齿轮脱离接触后，就会与半啮合动力切换齿轮齿间隙的另一侧接触而锁止，外侧则是外层输出齿轮与交替切换齿轮四的动力切换齿轮脱离后，就会与半啮合动力切换齿轮齿间隙的另一侧接触而锁止并且在向内侧传递动力的同时平衡内侧交替切换齿轮四的轴向推力，所以一侧车轮悬空也不会打滑。

作为一种替代方式本实施例还可以是这样的：啮合闭环差速单元为圆锥齿轮差速机构，差速齿轮架呈圆管状，圆管外壁一体设置与差速齿轮数量相等的差速齿轮轴，差速齿轮安装在差速齿轮架上的差速齿轮轴上，差速齿轮架安装在两个一体端盖上的差速齿轮架的安装孔中；两个输出齿轮之间轴向90度啮合至少两个差速齿轮，两个输出齿轮轴向设置通孔且通孔内壁设置花键直齿，两个输出齿轮之间的端面设置动力切换齿轮，两个输出齿轮之间设置推力圆管，推力圆管的两端端面设置与输出齿轮端面上的动力切换齿轮相啮合的齿并半啮合，推力圆管的外壁与差速齿轮架的内壁贴合并由其提供转动支撑，交替切换齿轮四呈圆管状，圆管外壁设置与输出齿轮通孔内壁的花键直齿相啮合的齿并啮合，圆管内壁设置斜齿轮且左、右两边斜齿轮的旋向相反，两个交替切换齿轮四相对的端面与推力圆管两端的光滑面贴合来传递相互的轴向力实现动力切换；两个轴向推力齿轮圆管外壁的斜齿轮分别与两个交替切换齿轮四的斜齿轮啮合，轴向推力齿轮的花键直齿作为动力输出端外接半轴，在轴向推力齿轮和端盖挡板之间设置推力弹簧。

这种方式的结果是只能防滑，但是两侧动力平均分配。

Claims (5)

1.动态差速器，包括：壳体、端盖、啮合闭环差速单元、交替切换齿轮一、轴向推力齿轮和推力弹簧，其特征是：壳体呈圆管状，壳体中部径向设置至少两个差速齿轮轴孔，端盖的轴向剖面呈台阶状并设置半轴孔，半轴孔出口端一体设置向内的圆环状端盖挡板，壳体与端盖螺杆连接共同构成动态差速器的支撑主体；

啮合闭环差速单元为两个行星齿轮机构之间设置圆锥齿轮差速机构，圆锥齿轮差速机构的两个输出齿轮的锥背一体设置行星齿轮轴或者孔作为两个行星齿轮差速机构的行星架，两个行星齿轮机构的太阳齿轮为圆管状连体太阳齿轮，连体太阳齿轮两端为光滑面并设置动力切换齿轮，动力切换齿轮为径向分布的有压力角的平面等高齿；齿圈端板的环状内壁上设置花键直齿，齿圈端板相对的端面设置与连体太阳齿轮两端的动力切换齿轮相啮合的齿并半啮合；或者圆锥齿轮差速机构的两个输出齿轮的内壁设置内齿作为两个行星齿轮差速机构齿圈的内齿，分别单独设置两个行星架作为动力输出端，行星架呈圆环状圆盘，两个行星架相对的面设置凸起的行星齿轮轴或孔，两个行星架相对的面设置与连体太阳齿轮上的动力切换齿轮相啮合的齿并半啮合，两个行星架的环状内壁设置花键直齿；

交替切换齿轮一呈圆管状，圆管外壁设置与齿圈端板内壁或者行星架环状内壁的花键直齿相啮合的齿并啮合，圆管内壁设置斜齿轮且左、右两边斜齿轮的旋向相反，两个交替切换齿轮一相对的端面与连体太阳齿轮两端光滑面贴合来传递相互的轴向力实现动力切换；

轴向推力齿轮为圆管带外端板，轴向推力齿轮的外端板外壁直径小于齿圈端板内壁或者行星架环状内壁，圆管外壁设置与交替切换齿轮一的斜齿轮相啮合的齿并啮合，圆管内壁设置花键直齿作为动力输出端外接半轴，在轴向推力齿轮和端盖挡板之间设置推力弹簧。

2.根据权利要求1所述的动态差速器：啮合闭环差速单元为两个并列的行星齿轮差速机构，行星架一体设置在壳体内壁中部，行星齿轮为连体或者分体圆柱齿轮，连体太阳齿轮和齿圈端板之间的面分别设置动力切换齿轮；交替切换齿轮二为圆管带外端板，外端板的两面设置与齿圈端板和连体太阳齿轮上的动力切换齿轮相啮合的齿并半啮合，圆管内壁设置斜齿轮且左、右两边斜齿轮的旋向相反，两个交替切换齿轮二圆管相对的端面之间贴合来传递相互的轴向力实现动力切换；两个轴向推力齿轮圆管外壁的斜齿轮分别与两个交替切换齿轮二的斜齿轮啮合，两个轴向推力齿轮的外端板外壁分别与两个齿圈端板的环状内壁贴合并由其提供转动支撑；或者两个端盖分别作为行星架，凸起的行星齿轮轴或者孔一体设置在端盖内侧，齿圈设置成连体齿圈且连体齿圈外壁与壳体内壁贴合并由其提供转动支撑，连体齿圈内壁中部一体设置圆环状齿圈端板，两个太阳齿轮为圆管状，两个太阳齿轮相背(就是相对的面的背面)的端面内壁一体设置圆环状太阳齿轮端板，两个太阳齿轮两端分别与齿圈端板和行星架贴合限制其轴向移动，太阳齿轮端板相对的面和齿圈端板的两面分别设置动力切换齿轮，交替切换齿轮二的动力切换齿轮分别与太阳齿轮端板和齿圈端板上的动力切换齿轮半啮合，两个交替切换齿轮二圆管相对的端面之间贴合来传递相互的轴向力实现动力切换，两个轴向推力齿轮圆管外壁的斜齿轮分别与两个交替切换齿轮二的斜齿轮啮合，两个轴向推力齿轮的外端板外壁分别与两个太阳齿轮端板的环状内壁贴合并由其提供转动支撑。

3.根据权利要求1所述的动态差速器：啮合闭环差速单元为两个行星齿轮差速机构加换向齿轮组成，行星齿轮组由两个长度相等相互部分啮合的圆柱齿轮组成，行星架一体设置在壳体内壁中部，行星架的两面均匀设置至少三组行星齿轮组安装孔和三个换向齿轮轴并安装行星齿轮组和换向齿轮且换向齿轮与该侧的未啮合部分的行星齿轮啮合，两个齿圈端板相背(就是相对的面的背面)的面设置动力切换齿轮，两个太阳齿轮相对的端面设置动力切换齿轮；交替切换齿轮三呈圆管状，圆管内壁设置斜齿轮且左、右两边斜齿轮的旋向相反，齿圈端板和太阳齿轮可转动地安装在圆管外壁，圆管两端设置两个环状圆盘，一个环状圆盘与圆管分体设置并采用花键连接固定，另一个环状圆盘与圆管一体设置，一体设置的环状圆盘设置与齿圈端板上的动力切换齿轮相啮合的齿并半啮合，分体设置的环状圆盘设置与太阳齿轮上的动力切换齿轮相啮合的齿并半啮合，两个交替切换齿轮三(分体设置的环状圆盘)相对的端面之间贴合来传递相互的轴向力实现动力切换，两个轴向推力齿轮的斜齿轮分别与两个交替切换齿轮三的斜齿轮啮合；或者齿圈端板与太阳齿轮之间的面分别设置动力切换齿轮，交替切换齿轮三为圆管带外端板，外端板的两面设置与齿圈端板和太阳齿轮上的动力切换齿轮相啮合的齿并半啮合，圆管内壁设置斜齿轮且左、右两边斜齿轮的旋向相反，两个交替切换齿轮三圆管相对的端面之间贴合来传递相互的轴向力实现动力切换，两个轴向推力齿轮圆管外壁的斜齿轮分别与两个交替切换齿轮三的斜齿轮啮合，两个轴向推力齿轮的外端板外壁分别与两个齿圈端板的环状内壁贴合并由其提供转动支撑。

4.根据权利要求1所述的动态差速器：啮合闭环差速单元为双层圆锥齿轮差速机构，双层差速齿轮由两个模数相等的锥齿轮轴向组成一体的内、外层差速齿轮且双层差速齿轮的轴向中心设置通孔；两个外层输出齿轮分别与外层差速齿轮轴向90度啮合，两个内层输出齿轮分别与内层差速齿轮轴向90度啮合，双层差速齿轮架呈圆管状，圆管外壁一体设置与双层差速齿轮数量相等的双层差速齿轮轴，双层差速齿轮安装在双层差速齿轮架上的双层差速齿轮轴上，双层差速齿轮架安装在两个一体端盖上的双层差速齿轮架的安装孔中；外层输出齿轮和内层输出齿轮轴向设置通孔，外层输出齿轮锥背一体设置向内圆环状端板，外层输出齿轮圆环状端板和内层输出齿轮之间的面分别设置动力切换齿轮；交替切换齿轮四为圆管带外端板，外端板的两面设置与外层输出齿轮圆环状端板和内层输出齿轮上的动力切换齿轮相啮合的齿并半啮合，圆管内壁设置斜齿轮且左、右两边斜齿轮的旋向相反，两个交替切换齿轮四圆管相对的端面之间贴合来传递相互的轴向力实现动力切换，两个轴向推力齿轮圆管外壁的斜齿轮分别与两个交替切换齿轮四的斜齿轮啮合，两个轴向推力齿轮的外端板外壁分别与两个外层输出齿轮圆环状端板的环状内壁贴合并由其提供转动支撑；或者啮合闭环差速单元为圆锥齿轮差速机构，差速齿轮架呈圆管状，圆管外壁一体设置与差速齿轮数量相等的差速齿轮轴，差速齿轮安装在差速齿轮架上的差速齿轮轴上，差速齿轮架安装在两个一体端盖上的差速齿轮架的安装孔中；两个输出齿轮之间轴向90度啮合至少两个差速齿轮，两个输出齿轮轴向设置通孔且通孔内壁设置花键直齿，两个输出齿轮之间的端面设置动力切换齿轮，两个输出齿轮之间设置推力圆管，推力圆管的两端端面设置与输出齿轮端面上的动力切换齿轮相啮合的齿并半啮合，推力圆管的外壁与差速齿轮架的内壁贴合并由其提供转动支撑，交替切换齿轮四呈圆管状，圆管外壁设置与输出齿轮通孔内壁的花键直齿相啮合的齿并啮合，圆管内壁设置斜齿轮且左、右两边斜齿轮的旋向相反，两个交替切换齿轮四相对的端面与推力圆管两端的光滑面贴合来传递相互的轴向力实现动力切换；两个轴向推力齿轮圆管外壁的斜齿轮分别与两个交替切换齿轮四的斜齿轮啮合，轴向推力齿轮的花键直齿作为动力输出端外接半轴。

5.根据权利要求1所述的动态差速器：壳体外壁还可以一体设置用于动态差速器外部动力输入的主减速齿轮。