专利名称：差速器和使用该差速器的传动装置和汽车的制作方法
技术领域：
本发明属于一种机械传动差速机构，具体涉及一种利用机械单向传动实现自锁的
差速器O
背景技术：
差速器主要用于汽车的传动系统中，当左右驱动轮存在转速差时，差速器分配给 慢转驱动轮的转矩大于快转驱动轮的转矩。通常的差速器分为齿轮差速器和限滑差速器 (Limited Slip Differential，简称 LSD)。齿轮差速器可以满足汽车在良好路面上正常行驶时的转矩分配特性。但当汽车在 坏路上行驶时，却严重影响通过能力，例如当汽车的一个驱动轮陷入泥泞路面时，虽然另一 驱动轮在良好路面上，但因齿轮差速器平均分配转矩的特点，使这一驱动轮也只能分到与 滑转驱动轮等量的转矩，以致驱动力不足以克服行驶阻力，汽车不能前进。为了解决上述问题，某些越野汽车及高级轿车上装置防滑差速器，防滑差速器可 以使得当一侧驱动轮在坏路上滑转时，能使大部分甚至全部转矩传给在良好路面上的驱动 轮，以充分利用这一驱动轮的附着力来产生足够的驱动力，使汽车顺利起步或继续行驶。现有的防滑差速器的结构如美国专利US2859641中有所描述，如图1所示，该差速 器包括一个可以由源动力驱动的箱体，一对动力输出齿轮可旋转的安装于壳体内，并设置 的将动力传递至不同的点，一对直径小于或等于动力输出齿轮的传送齿轮安装于壳体内， 并设计与动力输出齿轮作用，平衡齿轮与各传送齿轮和相互直径啮合，动力输出齿是蜗杆， 动力传送齿是蜗轮。这种差速器中齿轮在制造和组装时会产生轻微的位置变动，而这回导 致齿轮组合在啮合时的轻微失调，这种轻微失调可能会危及这个负载侧齿轮最佳平衡，并 可能导致足以负荷不平衡产生不良的磨损和/或噪音问题。对上述技术的改进的差速器如美国专利US5112284A中所描述，一种差速器组件， 包括差速器齿轮箱，差速器齿轮箱中有一装置用于安装一对半轴，每个半轴上分别安装有 一侧齿轮并随之同轴旋转，该齿轮箱内还具有一个至少支撑一对齿轮组的装置，使得一个 齿轮组单独的啮合作用于一个相应的边齿轮，并且这对齿轮组相互啮合用于联接所述的边 齿轮和他们对应的半轴形成相互作用的关系，其特征在于，所述的用于所述齿轮组中每边 的支持一个齿轮组合的支持装置还包括圆柱状的安装装置，该装置允许齿轮组关于与之啮 合的侧齿轮在平行于侧齿轮轴的轴向上关于安装装置进行位置调整。上述差速器的蜗杆直接连接在半轴上，在蜗杆周围布置有多个蜗轮，导致蜗轮和 蜗杆的制造工艺要求非常高和装配难度较大；并且因为蜗杆的导程角较大，在单侧轮胎打 滑时，不能达到100%锁死两个半轴的效果。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术中的不足，提供一种制造成本低、互锁效果好的差
速器ο
本发明的技术方案如下
一种差速器，包括由动力轴驱动转动的差速器壳，左、右半轴可旋转的安装在差速器壳 中，其特征在于在差速器壳中还安装有一个蜗轮，有N个蜗杆与该蜗轮啮合，其中N为大于 等于2的整数，左右半轴分别通过传动部件与至少一个蜗杆联动，并且蜗轮、蜗杆和传动部 件的传动配合方式如下当蜗轮朝向某一方向转动时，通过与其配合的蜗杆、传动部件驱动 左、右半轴朝相反的方向转动。本发明的附加技术方案如下
优选地，左右半轴上固定有半轴齿轮，半轴齿轮通过与传递齿轮啮合驱动蜗杆的蜗杆
轴O 优选地，所述全部蜗杆的模数均相同。优选地，蜗轮轴与蜗杆轴相垂直。优选地，所述蜗杆、传动部件关于蜗轮轴中心对称布置。优选地，N为偶数。优选地，N=2，蜗杆轴的两端装在差速器壳上。优选地，N=4，左右半轴分别通过传动部件与2个蜗杆联动，每个半轴上固定有2个 半轴齿轮，每个半轴齿轮通过不同的传动齿轮组分别驱动对应的蜗杆，并且每个半轴和与 之联动的2个蜗杆之间的传动比相同。一种使用上述差速器的传动装置，包括机架、动力输入轴和差速器，动力输入轴上 固定有锥齿轮，锥齿轮与差速器壳上固定的锥齿轮啮合，差速器的两个半轴通过轴承可旋 转的安装在机架上。一种使用上述传动装置的汽车。本发明的有益效果如下利用双蜗杆蜗轮的互锁特性，和车辆转弯时外轮转速大 于内轮转速的超越特性，来对双蜗轮蜗杆进行解锁。由于半轴是通过传动部件与蜗杆联动， 蜗轮和蜗杆可以采用普通的蜗轮蜗杆，蜗轮蜗杆的制造难度低，装配容易，减少了制造成 本；并且蜗轮、蜗杆不直接安装在半轴上，其位置关系不依靠半轴位置定位，蜗轮、蜗杆易于 拆卸，方便维修。
本发明将通过例子并参照附图的方式说明，其中 图1是现有技术中限滑差速器的示意图。图2是本发明差速器实施例1的剖视图。图3是包含图2所示差速器的传动装置的示意图。图4是图3所示传动装置的剖视图。图5是本发明差速器另一实施例的示意图。图6、7是包含图5所示差速器的传动装置的示意图。图8是图7所示传动装置的剖视图。
具体实施例方式本发明的具体实施例，如图2所示，一种差速器，具有一个差速器壳1，差速壳1上通过蜗轮轴5装有一个蜗轮2，蜗轮2上啮合两个蜗杆3，蜗杆3两端可旋转的装在差速壳1 上，蜗杆3的轴上固定有输出齿轮6，并与半轴齿轮7啮合构成一对齿轮副，半轴8可旋转的 安装在差速器壳1中。这些蜗杆3与蜗轮2啮合的运动方式如下与同一半轴联动的蜗杆 驱动蜗轮转动的方向相同，当蜗轮朝向某一方向转动时，通过与其配合的蜗杆、传动部件驱 动左、右半轴朝相反的方向转动。具体在本例中，左右半轴8有向相同方向旋转的趋势时， 其具有推动两个蜗杆3向相反方向旋转的趋势，而两侧的蜗杆3推动蜗轮2旋转的方向相 反，因此达到互锁的效果，导致左右半轴8不能相对差速器壳1转动。并且为了优化传动效 率，所有的蜗杆2的模数最好相同。在上述实施例中，蜗杆头数推荐值为1、2、4、6，当蜗杆头数为1时，其传动比大，且 能够达到100%的自锁效果。又如图3和4所示，一种使用上述差速器的传动装置，包括箱体4，即机架，差速器 壳1位于箱体4内，半轴8通过轴承9装在箱体4上，差速器壳1能绕半轴8转动，差速壳 1上固定有减速齿轮10，并与主动轴12上的输入齿轮11啮合，主动轴12安装在箱体4上 的轴承中。上述传动装置的工作原理如下当车辆前进时，动力由主动轴12输入齿轮11减速 齿轮10到差速壳1，使差速壳1内的蜗杆3蜗轮2及减速齿轮10随差速壳1转动，蜗轮2 和蜗杆3之间互锁，并推动半轴齿轮7和半轴8随差速器壳1转动从而带动车辆前进。当车辆转弯时由于外轮转速大于内轮，使差速器壳1内的蜗杆3蜗轮2及输出齿 轮6和差速壳1会绕半轴齿轮7转动，同时带动蜗杆3蜗轮2自转，使得左右半轴之间可以 不同速度转动，从而实现差速器解锁车辆转弯，并且两边车轮都有驱动力。当车辆一侧车轮与地面摩擦力减小或悬空时由于此时没有转弯时的超越特性， 致双蜗杆蜗轮互锁机构无法解锁，而使动力传递到另一车轮，从而推动车辆前进。本发明的具体实施例2，如图2所示，一种差速器，在差速器壳21内有一个蜗轮轴 25，蜗轮22安装在蜗轮轴25上，4个蜗杆23关于蜗轮轴25中心对称的安装在差速器壳21 内，并与蜗轮22啮合，4个蜗杆23分为2组分别通过传动部件与左右半轴28联动，在每个 半轴28上均固定有两个半轴齿轮，齿轮27和锥齿轮36，齿轮27与齿轮26啮合，齿轮26固 定在一个蜗杆23的轴上，锥齿轮36与锥齿轮35啮合，锥齿轮35固定在一个蜗杆23的轴 上，这样形成的4个蜗杆23围绕蜗轮22布置成一个正方形，并且每个半轴28和与之联动 的2个蜗杆23之间的传动比相同。其中蜗轮23与蜗杆22的传动互锁关系与实施例1类 似。一种使用上述差速器的传动装置，如图6所示的，在差速器壳21上固定有减速齿 轮30，减速齿轮与主动轴32上的输入齿轮31啮合，这些装置安装在箱体24内，如图7、所 示，半轴28、主动轴32均通过各自对应的轴承29安装在箱体上。本发明的实施例3，一种在传动系统中安装了上述差速器和传动装置的汽车，与现 有技术相似，仅需要将汽车中的差速器换成本发明中的差速器即可，其他配套装置可以无 需改变。将汽车发动机的动力输出值通过传动机构连接至所述传动装置的动力输入轴，半 轴连接至汽车的轮轴或汽车前、后轴上的差速器的动力输入轴。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(包括任何附加权利要求、摘要和附图)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。本发明并不局限于前述的具体实施方式
。本发明扩展到任何在本说明书中披露的 新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。
权利要求
一种差速器，包括由动力轴驱动转动的差速器壳，左、右半轴可旋转的安装在差速器壳中，其特征在于在差速器壳中还安装有一个蜗轮，有N个蜗杆与该蜗轮啮合，其中N为大于等于2的整数，左右半轴分别通过传动部件与至少一个蜗杆联动，并且蜗轮、蜗杆和传动部件的传动配合方式如下当蜗轮朝向某一方向转动时，通过与其配合的蜗杆、传动部件驱动左、右半轴朝相反的方向转动。
2.根据权利要求1所述的差速器，其特征在于左右半轴上固定有半轴齿轮，半轴齿轮 通过与传递齿轮啮合驱动蜗杆的蜗杆轴。
3.根据权利要求1所述的差速器，其特征在于蜗轮轴与蜗杆轴相垂直。
4.根据权利要求1所述的差速器，其特征在于所述蜗杆、传动部件关于蜗轮轴中心对 称布置。
5.根据权利要求1或4所述的差速器，其特征在于N为偶数。
6.根据权利要求5所述的差速器，其特征在于优选地，N=2，蜗杆轴的两端装在差速器^fC 上 ο
7.根据权利要求5所述的差速器，其特征在于N=4，左右半轴分别通过传动部件与2 个蜗杆联动，每个半轴上固定有2个半轴齿轮，每个半轴齿轮通过不同的传动齿轮组分别 驱动对应的蜗杆，并且每个半轴和与之联动的2个蜗杆之间的传动比相同。
8.根据权利要求1或4所述的差速器，其特征在于所述全部蜗杆的模数均相同。
9.一种使用权利要求1所述差速器的传动装置，其特征在于该装置包括机架、动力输 入轴和差速器，动力输入轴上固定有锥齿轮，锥齿轮与差速器壳上固定的锥齿轮啮合，差速 器的两个半轴通过轴承可旋转的安装在机架上。
10.一种使用权利要求9所述传动装置的汽车，其特征在于所述的传动装置的动力输 入轴通过传动部件连接至发动机的动力输出轴，半轴连接至汽车的轮轴或汽车前、后轴上 的差速器的动力输入轴。全文摘要
本发明公开了一种差速器，包括由动力轴驱动转动的差速器壳，左右半轴可旋转的安装在差速器壳中，其特征在于在差速器壳中还安装有一个蜗轮，有N个蜗杆与该蜗轮啮合，其中N为大于等于2的整数，左右半轴分别通过传动部件与至少一个蜗杆联动，并且与同一半轴联动的蜗杆驱动蜗轮转动的方向相同，与不同半轴联动的蜗杆驱动蜗轮转动的方向相反。该差速器可以提供一种与现有技术思路完全不同的纯机械方式的，既能差速又不打滑的差速装置，同时解决前驱车辆高速过弯转向不足的问题。
文档编号B60K17/16GK101900195SQ20101024372
公开日2010年12月1日 申请日期2010年8月3日 优先权日2010年8月3日
发明者魏家斌 申请人:魏家斌