专利名称：高性能变传动比齿轮差速器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于汽车的防滑差速器，尤其是涉及一种高性能变传动比齿轮差速器。
背景技术：
某些对通过性要求较高的汽车，如工程机械、越野汽车、军用汽车等，需考虑在坏路(冰雪、泥泞)或无路(荒郊、野地)条件下行驶时，能防止驱动轮打滑，需选择特殊形式的防滑差速器。
防滑差速器有多种类型，如采用差速锁、高摩擦式差速器及变传动比圆锥齿轮差速器等，其中以变传动比圆锥齿轮差速器的结构最为简单，因为这种差速器，只需改变圆锥齿轮副的齿形而不用增加任何零件，但它存在变传动比锥齿轮副齿廓设计繁复、加工困难和理论锁紧系数K值小等主要缺点，如美国大道奇车K值为1.5，日本小松公司W380-3型装载机为1.38，目前国内的研究水平也未能超过以上数据。
变传动比圆锥齿轮差速器与普通的圆锥齿轮差速器结构完全相同，两者主要差别在圆锥齿轮副的齿廓曲线上。普通的圆锥齿轮差速器，是定传动比的，可按照一般的锥齿轮来加工。而变传动比圆锥齿轮，其一对轮齿的啮合过程中，传动比不是固定而是变化的，因此不能用常规的锥齿轮加工方法，其加工方法简介如下，先在数控铣床上铣削出具有特殊、复杂齿廓曲线形状的锥齿轮1′、2′、3′、4′的铜质金属模子，用这些模子制成模具，最后在这些模具上压制出这些圆锥齿轮。由于一付模具加工不了几个成品，经常要换模具，所以，模子和模具耗量极大，而模子和模具的加工，工效很低，因此成本极高。一般车辆难以承受，只能用在少数军工车辆和工程机械上而难以推广应用。
发明内容
本发明为了解决上述背景技术中的不足之处，提供一种高性能变传动比齿轮差速器，其变传动比圆柱齿轮副的齿廓曲线设计简单，加工方便，理论锁紧系数大为增加。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案为一种高性能变传动比齿轮差速器，其特征在于包括差速器壳体，差速器壳体上设有四个圆柱齿轮，四个圆柱齿轮分为两个半轴齿轮和两个行星齿轮，其中半轴圆柱齿轮1与行星圆柱齿轮2啮合，行星圆柱齿轮2与行星圆柱齿轮3啮合，行星圆柱齿轮3与半轴圆柱齿轮4啮合。半轴圆柱齿轮1、行星圆柱齿轮2，行星圆柱齿轮2、行星圆柱齿轮3，行星圆柱齿轮3、半轴圆柱齿轮4各在不同的三个平面上。
上述差速器壳体为一整体。
理论锁紧系数为三对齿轮的三个变化传动比的乘积。
如上述三对齿轮均为定传动比时，其理论锁紧系数为1。
与现有技术相比，本发明具有的优点和效果如下1、本发明由于变传动比圆柱齿轮副的设计和加工较之变传动比圆锥齿轮副的设计和加工要简便得多，且理论锁紧系数K值可高达到3，因此有推广普遍使用的意义，另外，圆锥齿轮差速器，如图1所示其差速器壳体只能由左、右两部分用螺栓10固联，而圆柱齿轮差速器为整体壳体，从零件数量、加工、安装和刚性均大为有利，且受力也较小；2、本发明可用作普通的差速器(即定传动比)。当然，如用在防滑差速器上更凸显其优越性。由于上述优点，它在生产上的应用，将可替代圆锥齿轮差速器(特别是变传动比)，因此具有广阔的市场前景和巨大的经济价值。
四
图1为圆锥齿轮差速器的结构示意图。
图2为本发明的结构示意图。
图3为本发明的原理图。
图中1-半轴圆柱齿轮，2-行星圆柱齿轮，3-行星圆柱齿轮，4-半轴圆柱齿轮，5-差速器壳体，6-右差速器壳体，7-圆锥齿轮，8-主动圆锥齿轮，9-螺栓，10-螺栓。1′-半轴圆锥齿轮，2′-行星圆锥齿轮，、3′-行星圆锥齿轮，4′-半轴圆锥齿轮，5′-左差速器壳体。
五具体实施例方式参见图1，图1为现有的圆锥齿轮差速器，图中包括半轴圆锥齿轮1′和半轴圆锥齿轮4′，行星圆锥齿轮2′和行星圆锥齿轮3′，左差速器壳体5′和右差速器壳体6，两者用螺栓10固联，带动差速器壳体的圆锥齿轮7，用螺栓9与左壳体5′固联，还包括主动圆锥齿轮8(发动机的动力由此传入)。变传动比圆锥齿轮差速器与普通的圆锥齿轮差速器结构完全相同，两者主要差别在圆锥齿轮副的齿廓曲线上。
参见图2，本发明圆柱齿轮差速器包括四个圆柱齿轮组成，四个圆柱齿轮由半轴圆柱齿轮1和半轴圆柱齿轮4，行星圆柱齿轮2和行星圆柱齿轮3构成，半轴圆柱齿轮1与行星圆柱齿轮2啮合，行星圆柱齿轮2与行星圆柱齿轮3啮合，行星圆柱齿轮3与半轴圆柱齿轮4啮合；半轴圆柱齿轮1与行星圆柱齿轮3不啮合，行星圆柱齿轮2与半轴圆柱齿轮4不啮合，即半轴圆柱齿轮1、行星圆柱齿轮2，行星圆柱齿轮2、行星圆柱齿轮3，行星圆柱齿轮3、半轴圆柱齿轮4各在不同的三个平面上，图中差速器壳体5为一整体，不像图1由左、右两部分用螺栓10固联，其余件号及所代表意义与前述图1同，不再重复。与图1圆锥齿轮差速原理相同，发动机的动力由圆锥齿轮8传到带动差速器壳体5的圆锥齿轮7。当汽车直线行驶时，行星圆柱齿轮2、行星圆柱齿轮3不自转，差速器作为一刚性系统转动，无差速。当转弯时，左、右轮需差速，行星圆柱齿轮2、行星圆柱齿轮3自转，使半轴圆柱齿轮1、半轴圆柱齿轮4的转向相反，致一轮加快而另一轮减慢，产生转弯所需差速。
参见图3，当上述齿轮1～4均为一般渐开线圆柱齿轮时，其传动比是固定不变的，即各啮合节点(p12、p23、p34)均为定点。设M1、M4为左、右两轮的转矩，因为M4M1=ω1ω4=i14=i12i23i34=r2r3r4r1r2r3=1]]>(r代表齿轮的节圆半径)即M1＝M4，左、右两轮转矩始终相等，M4与M1之比称理论锁紧系数K(不计内摩擦)。
所以车辆行驶时，如其中一轮陷入凹坑或泥泞地，使阻力突然变小，则另一轮的力矩因为要与之相等，也同时变小，而不足克服地面摩擦，不能转动，使车辆不能前进而产生打滑现象。(此时行星圆柱齿轮2、行星圆柱齿轮3将飞快地自转，而陷入泥坑的车轮则以2倍的速度转动。)当上述齿轮传动时，如各对齿轮的传动比不是常数，而是变化的，即在其一对轮齿的啮合传动过程中，如节点p12不是定点，而是变动在P′12-P12-P″12之间(见图3)，则M1与M4就不相等。
M4M1=i14′i23′i34′,M4=i14′M1=i12′i23′i34′M1]]>(i12′=O2P12′′O1P12′′>1,]]>见图3，i′23、i′34类同)。
因此，标志防滑能力大小的理论的锁紧系数K＝i′14＝i′12i′23i′34，它是由三对齿轮的三个变化传动比的乘积组成，所以K值大为增加。
如三对齿轮均为定传动比，则K值为1。
权利要求
1.一种高性能变传动比齿轮差速器，其特征在于包括差速器壳体，差速器壳体上设有四个圆柱齿轮，四个圆柱齿轮分为两个半轴圆柱齿轮和两个行星圆柱齿轮，其中半轴圆柱齿轮(1)与行星圆柱齿轮(2)啮合，行星圆柱齿轮(2)与行星圆柱齿轮(3)啮合，行星圆柱齿轮(3)与半轴圆柱齿轮(4)啮合，半轴圆柱齿轮(1)、行星圆柱齿轮(2)，行星圆柱齿轮(2)、行星圆柱齿轮(3)，行星圆柱齿轮(3)、半轴圆柱齿轮(4)各在不同的三个平面上。
2.根据权利要求1所述的高性能变传动比齿轮差速器，其特征在于所述差速器壳体为一整体。
3.根据权利要求2所述的高性能变传动比齿轮差速器，其特征在于理论锁紧系数为三对齿轮的三个变化传动比的乘积。
4.根据权利要求3所述的高性能变传动比齿轮差速器，其特征在于三对齿轮均为定传动比时，其理论锁紧系数为1。
全文摘要
本发明涉及一种高性能变传动比齿轮差速器，其变传动比圆柱齿轮副的齿廓曲线设计简单，加工方便，理论锁紧系数大为增加。本发明包括差速器壳体，差速器壳体上设有四个圆柱齿轮，四个圆柱齿轮分为两个半轴齿轮和两个行星齿轮，其中半轴圆柱齿轮(1)与行星圆柱齿轮(2)啮合，行星圆柱齿轮(2)与行星圆柱齿轮(3)啮合，行星圆柱齿轮(3)与半轴圆柱齿轮(4)啮合。半轴圆柱齿轮(1)、行星圆柱齿轮(2)，行星圆柱齿轮(2)、行星圆柱齿轮(3)，行星圆柱齿轮(3)、半轴圆柱齿轮(4)各在不同的三个平面上。差速器壳体为一整体，理论锁紧系数为三对齿轮的三个变化传动比的乘积。
文档编号F16H48/00GK1657804SQ20051004186
公开日2005年8月24日 申请日期2005年3月28日 优先权日2005年3月28日
发明者罗洪田, 吴序堂 申请人:罗洪田, 吴序堂