行星齿轮式离心摩擦限滑车辆用轴间差速器的制造方法
【专利摘要】行星齿轮式离心摩擦限滑车辆用轴间差速器，其中，箱体内设置有主动轴，主动轴一端安装于前驱动力轴内，另一端安装于后驱动力轴内，且前驱动力轴安装在端盖内，后驱动力轴安装于箱体内，前驱齿轮安装于前驱动力轴上，限滑固定架安装于主动轴上，前驱集成太阳轮和后驱集成太阳轮集成于主动轴上；此外，前驱行星轮通过前驱行星轮支撑组件周向均布安装于限滑固定架上，后驱行星轮通过后驱行星轮支撑组件周向均布安装于后驱动力轴上；并在限滑固定架与箱体之间设置有制动块；在出现驱动打滑时，制动块起摩擦限滑作用，有利于提高拖拉机底盘离地间隙；而前驱与后驱传动比不同，有效解决前后行驶轮大小不一致的轴间驱动差速问题，降低了系统的复杂性。
【专利说明】行星齿轮式离心摩擦限滑车辆用轴间差速器
【技术领域】
[0001]本发明涉及农业机械变速【技术领域】，尤其涉及一种行星齿轮式离心摩擦限滑车辆用轴间差速器。
【背景技术】
[0002]农用车辆尤其是一般用途的轮式拖拉机通常在田间行驶，但由于田间土壤质地松软，地面附着力小，为增加拖拉机的驱动能力，通常采用加大驱动车轮直径、增加轮胎花纹深度或采用四轮驱动等方式。其中，加大车轮直径会使得前轮的转向能力减弱，因此为了在不降低拖拉机转向能力基础上提高驱动力，拖拉机的车轮通常的结构是前轮小而后轮大；增加轮胎花纹的深度会随着轮胎的使用而磨损，不能有效解决拖拉机驱动能力的问题；而在采用四轮驱动时，必须设计专用变速机构以克服由于车轮大小不一而导致前轮转速不同的问题，同时由于拖拉机在田间工作时易出现驱动打滑，为了提高拖拉机的通过性，拖拉机上通常配置强制差速锁，以便在出现驱动轮打滑时采用人工控制方式强制锁止差速器，这样一来不仅降低了工作效率，且增加了系统操作的复杂性。
【发明内容】
[0003]本发明所解决的技术问题在于提供一种行星齿轮式离心摩擦限滑车辆用轴间差速器，以解决上述【背景技术】中的缺点。
[0004]本发明所解决的技术问题采用以下技术方案来实现:
[0005]行星齿轮式离心摩擦限滑车辆用轴间差速器，包括箱体，其中，箱体内设置有主动轴，主动轴一端安装于前驱动力轴内，另一端安装于后驱动力轴内，且前驱动力轴安装在端盖内，后驱动力轴安装于箱体内，前驱齿轮安装于前驱动力轴上，前驱动力轴内安装有前驱骨架油封，当外部动力轴套装于主动轴上通过花键传递动力时，前驱骨架油封套装于该外部动力轴上，起到动态旋转密封的作用；同时在箱体内设置有用于后驱动力轴动态旋转密封的后驱骨架油封，后驱骨架油封套装于后驱动力轴上，限滑固定架安装于主动轴上，前驱集成太阳轮和后驱集成太阳轮集成于主动轴上；此外，前驱行星轮支撑组件与后驱行星轮支撑组件结构相同，前驱行星轮通过前驱行星轮支撑组件周向均布安装于限滑固定架上，且前驱行星轮同时与前驱动力轴的内圈齿轮、前驱集成太阳轮啮合，后驱行星轮通过后驱行星轮支撑组件周向均布安装于后驱动力轴上，且后驱行星轮同时与限滑固定架的内圈齿轮、后驱集成太阳轮啮合；并在限滑固定架与箱体之间设置有制动块，而制动块沿限滑固定架周向均布，制动块间通过弹簧连接拉紧。
[0006]在本发明中，端盖内安装有用于轴向限位的卡环(一)。
[0007]在本发明中，端盖内还安装有端盖骨架油封，且端盖骨架油封套装于前驱动力轴上，用于前驱动力轴的动态旋转密封。
[0008]在本发明中，端盖与箱体配合安装并通过端盖紧固螺栓连接紧固。
[0009]在本发明中，前驱动力轴上设置有用于对前驱齿轮进行限位的卡环(二)。
[0010]在本发明中，前驱行星轮支撑组件包括组件滑动轴承、组件螺钉、组件挡圈，组件滑动轴承过盈配合安装于前驱行星轮内，前驱行星轮通过组件滑动轴承套装于组件螺钉上空转，组件螺钉一端通过螺纹紧固安装于限滑固定架上，另一端套装有组件挡圈，用于对前驱行星轮的轴向限位。
[0011]在本发明中，限滑固定架与箱体之间设置有四个制动块。
[0012]在本发明中，制动块通过防滑紧固组件安装于限滑固定架与箱体之间，且防滑紧固组件包括紧固螺钉、制动块支架，制动块套装于制动块支架上转动，并通过紧固螺钉紧固安装于限滑固定架上。
[0013]在本发明中，无外部行驶阻力的作用下车辆正常行驶，主动轴在外部动力的驱动下逆时针旋转，并通过前驱集成太阳轮带动前驱行星轮旋转，通过后驱集成太阳轮带动后驱行星轮旋转；而在外部行驶阻力的作用下，前驱行星轮通过前驱行星轮支撑组件促使限滑固定架做逆时针旋转趋势，而后驱行星轮通过后驱行星轮支撑组件促使限滑固定架做顺时针旋转趋势，此时，后驱行星轮对限滑固定架的作用力与前驱行星轮对限滑固定架的作用力方向相反，当作用力大小相等时，限滑固定架保持相对静止，前驱行星轮与后驱行星轮无差速动力输出，当作用力大小不等时，限滑固定架产生相对运动，将一端的动力输送给另一端，以实现差速。
[0014]差速具体运动方式是:动力经主动轴输入后一部分经前驱行星轮驱动前驱动力轴，并通过前驱齿轮将动力传递给前驱动桥部分，另一部分经后驱行星轮驱动后驱动力轴，并通过后驱动力轴上的花键将动力传递给后驱动桥部分；当主动轴以额定转速通过前驱行星轮驱动前驱动力轴的角速度大于前驱动力轴端外部行驶反馈给差速器前驱动力轴的角速度时，前驱行驶轮将通过前驱行星轮支撑组件带动限滑固定架旋转，而限滑固定架的旋转将加速后驱行星轮对后驱动力轴的驱动，即主动轴以额定转速驱动后驱动力轴的角速度增大，以增加对后驱行驶轮的驱动；反之，主动轴以额定转速通过后驱行星轮驱动后驱动力轴的角速度大于后驱动力轴端外部行驶反馈给差速器后驱动力轴的角速度时，后驱行驶轮将动力传递给限滑固定架，限滑固定架的旋转加速前驱行星轮对前驱动力轴的驱动，主动轴以额定转速驱动前驱动力轴的角速度增大，以增加对前驱行驶轮的驱动，进而实现前驱行驶轮与后驱行驶轮的动力驱动差速。
[0015]在本发明中，在正常差速驱动时，限滑固定架的旋转速度不足以使得制动块的离心力克服弹簧弹力张开；当差速器一端驱动桥受到阻滞，而另一端驱动桥在驱动过程中出现打滑时，在发动机功率不变的情况下，因驱动打滑瞬间驱动力急剧下降，将造成驱动桥瞬间转速急剧上升，在转速极高的主动轴的驱动下，限滑固定架的转速也随之升高，因此所产生的离心力促使制动块克服弹簧弹力张开，而制动块与箱体内壁接触产生阻力，以降低限滑固定架的转速，将其控制在设定极限转速范围内，起到摩擦限滑的作用。
[0016]有益效果:本发明采用前后两排等结构参数的行星齿轮机构，动力由两组行星齿轮机构的太阳轮输入，前驱采用前驱动力轴输出，后驱采用后驱动力轴输出，以形成减速式轴间差速器，同时前驱的行星架与后驱的齿圈组合形成限滑固定架，并在限滑固定架上安装有制动块，在出现驱动打滑时，制动块在离心力的作用下与差速器外壳接触产生制动，锁止轴间差速器起到摩擦限滑作用，有利于提高拖拉机底盘离地间隙、增强附着力，从而提高拖拉机的通过性，且提高工作效率，操作简便，降低了系统的复杂性。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]图1为本发明的较佳实施例的结构示意图。
[0018]图2为图1的左视图。
[0019]图3为图1的右视图。
[0020]图4为图1中A-A处剖视图。
[0021]图5为图1中B-B处剖视图。
[0022]图6为本发明的较佳实施例中前驱行星轮支撑组件与后驱行星轮支撑组件结构示意图。
[0023]图7为本发明的较佳实施例的具体使用示意图。
【具体实施方式】
[0024]为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。
[0025]参见图1?图6的行星齿轮式离心摩擦限滑车辆用轴间差速器，包括前驱行星轮支撑组件1、端盖紧固螺栓2、端盖3、卡环(一)4、端盖骨架油封5、前驱齿轮6、卡环(二)7、前驱骨架油封8、主动轴9、前驱动力轴10、轴承(一)11、轴承(二)12、限滑固定架13、后驱行星轮14、后驱行星轮支撑组件15、轴承(三)16、轴承(四)17、后驱动力轴18、后驱骨架油封19、箱体20、防滑紧固组件21、紧固螺钉21-1、制动块支架21-2、制动块(一)22_1、制动块(二)22-2、制动块(三)22-3、制动块(四)22-4、前驱行星轮23、前驱集成太阳轮24、卡环(三)25、轴承(五)26、轴承(六)27、后驱集成太阳轮28、弹簧(一)29_1、弹簧
(二)29-2、组件滑动轴承1-1、组件螺钉1-2、组件挡圈1-3。
[0026]在本实施例中，主动轴9 一端通过轴承(二)12安装于前驱动力轴10内，另一端通过轴承(三)16安装于后驱动力轴18内，前驱动力轴10通过轴承(一)11安装于端盖3内，后驱动力轴18通过轴承(四)17安装于箱体20内，端盖3与箱体20配合安装并通过端盖紧固螺栓2连接紧固，端盖3内安装有卡环(一)4，用于轴向限位，端盖骨架油封5安装于端盖3内，同时套装于前驱动力轴10上，用于前驱动力轴10的动态旋转密封，前驱齿轮6安装于前驱动力轴10上并通过卡环(二)7限位，前驱动力轴10内安装有前驱骨架油封8，当外部动力轴套装于主动轴9上通过花键传递动力时，前驱骨架油封8套装于该外部动力轴上，起到动态旋转密封的作用，后驱骨架油封19安装于箱体20内，同时套装于后驱动力轴18上，用于后驱动力轴18的动态旋转密封，限滑固定架13分别通过轴承(五)26和轴承(六)27安装于主动轴9上，并通过卡环(三)25对其轴向限位，前驱集成太阳轮24和后驱集成太阳轮28集成于主动轴9上，前驱行星轮23通过前驱行星轮支撑组件I周向均布安装于限滑固定架13上，且前驱行星轮23与前驱动力轴10的内圈齿轮和前驱集成太阳轮24同时啮合，后驱行星轮14通过后驱行星轮支撑组件15周向均布安装于后驱动力轴18上，且后驱行星轮14同时与限滑固定架13的内圈齿轮、后驱集成太阳轮28啮合，制动块(一)22-1、制动块(二)22-2、制动块(三)22-3与制动块(四)22_4沿限滑固定架13周向均布，制动块(一)22-1通过防滑紧固组件21安装于限滑固定架13和箱体20之间，制动块(一)22-1套装于制动块支架21-2上转动，并通过紧固螺钉21-1紧固安装于限滑固定架13上，周向均布的制动块(二)22-2、制动块(三)22-3、制动块(四)22_4与限滑固定架13的连接方式，与制动块(一)22-1 一致，制动块(一)22-1和制动块(二)22-2之间通过弹簧(二)29-2拉紧，制动块(三)22-3与制动块(四)22-4之间通过弹簧(一)29-1拉紧。
[0027]前驱行星轮支撑组件I中，组件滑动轴承1-1过盈配合安装于前驱行星轮23内，前驱行星轮23通过组件滑动轴承1-1套装于组件螺钉1-2上空转，组件螺钉1-2 —端通过螺纹紧固安装于限滑固定架13上，另一端套装有组件挡圈1-3，用于对前驱行星轮23的轴向限位，后驱行星轮支撑组件15结构与前驱行星轮支撑组件I 一致。
[0028]在本实施例中，前驱动力轴10的内圈齿轮与前驱集成太阳轮24的齿数比为α，限滑固定架13的内圈齿轮与后驱集成太阳轮28的齿数比也为α ;根据行星齿轮机构的传动特性，前驱由前驱集成太阳轮10输入，并通过限滑固定架13固定，由前驱动力轴输出10，其传动比为-α ( 表示前驱动力轴10与前驱集成太阳轮24转速相反)；后驱由后驱集成太阳轮28输入，经限滑固定架13固定，由后驱动力轴18输出，其传动比为l+α ;通过前驱与后驱的传动比不同，从而实现行驶轮大小不一致车辆轴间驱动差速；而利用前驱输出与后驱输出转速相反这一特性，将前驱的行星架与后驱的齿圈连接为一体以形成限滑固定架13，当限滑固定架13以一定的速度旋转时，可以起到轴间差速作用。同时为了克服由于前驱输出与后驱输出转速相反的问题，在实际操作过程中通过改变前驱差速器或后驱差速器的任一主动锥齿轮传动方向即可。
[0029]参见图7所示，前驱动桥与后驱动桥结构一致，而前驱行驶轮小于后驱行驶轮，差速器在前驱动桥与后驱动桥正常驱动行驶轮时(正常行驶无需差速时)具有匹配的传动比；如图1中按C方向所示,主动轴9在外部动力的驱动下逆时针旋转,通过前驱集成太阳轮24带动前驱行星轮23旋转，通过后驱集成太阳轮28带动后驱行星轮14旋转，在外部行驶阻力的作用下，前驱行星轮23通过前驱行星轮支撑组件I促使限滑固定架13逆时针旋转，而后驱行星轮14促使限滑固定架13顺时针旋转，如此后驱行星轮14对限滑固定架13的作用力和前驱行星轮23对限滑固定架13的作用力方向相反；动力经主动轴9输入后一部分经前驱行星轮23驱动前驱动力轴10，并通过前驱齿轮6将动力传递给前驱动桥部分，另一部分经后驱行星轮14驱动后驱动力轴18，并通过后驱动力轴18上的花键将动力传递给后驱动桥部分；具体运行状态如下:假设
[0030]限滑固定架13相对静止，主动轴9以额定转速通过前驱行星轮23驱动前驱动力轴10的角速度:CO1 ;
[0031]此时，前驱动力轴10端外部行驶反馈回差速器的前驱动力轴10的角速度为:ω2 ；
[0032]限滑固定架13相对静止，主动轴9以额定转速通过后驱行星轮14驱动后驱动力轴18的角速度:ω3 ;
[0033]此时，后驱动力轴18端外部行驶反馈回差速器的后驱动力轴18的角速度为:ω4 ;
[0034]当前驱行驶轮23受到外界作用而促使ω 2 < ω i时，前驱行驶轮23将通过前驱行星轮支撑组件I带动限滑固定架13旋转，而限滑固定架13的旋转将加速后驱行星轮14对后驱动力轴18的驱动，即ω3变大，以增加对后驱行驶轮14的驱动；反之，当后驱行驶轮14受到外界作用而促使ω4< ?3时，后驱行驶轮14将动力传递给限滑固定架13，限滑固定架13的旋转将加速前驱行星轮23对前驱动力轴10的驱动，即O1变大，以增加对前驱行驶轮23的驱动，以实现前后动力驱动差速；在正常差速驱动时，限滑固定架13的旋转速度不足以使得制动块(一)22-1和制动块(二)22-2的离心力克服弹簧(二)29-2张开或制动块(三)22-3与制动块(四)22-4的离心力克服弹簧(一)29-1张开；
[0035]当差速器一端驱动桥受到阻滞，而另一端驱动桥在驱动过程中出现打滑时，在发动机功率不变的情况下，因驱动打滑瞬间驱动力急剧下降，将造成驱动桥瞬间转速急剧上升，在转速极高的主动轴9的驱动下，限滑固定架13的转速也随之升高，所产生的离心力促使制动块(一)22-1和制动块(二)22-2克服弹簧(二)29-2弹力张开，且制动块
(三)22-3与制动块(四)22-4克服弹簧(一)29-1弹力张开；此外，制动块(一)22_1、制动块(二)22-2、制动块(三)22-3、制动块(四)22-4与箱体20内壁接触产生阻力，瞬间降低限滑固定架13的转速，将其控制在设定极限转速范围内，起到摩擦防滑的作用。
[0036]以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
【权利要求】
1.行星齿轮式离心摩擦限滑车辆用轴间差速器，包括箱体，其特征在于，箱体内设置有主动轴，主动轴一端安装于前驱动力轴内，另一端安装于后驱动力轴内，且前驱动力轴安装在端盖内，后驱动力轴安装于箱体内，前驱齿轮安装于前驱动力轴上，限滑固定架安装于主动轴上，前驱集成太阳轮和后驱集成太阳轮集成于主动轴上；此外，前驱行星轮支撑组件与后驱行星轮支撑组件结构相同，前驱行星轮通过前驱行星轮支撑组件周向均布安装于限滑固定架上，且前驱行星轮同时与前驱动力轴的内圈齿轮、前驱集成太阳轮啮合，后驱行星轮通过后驱行星轮支撑组件周向均布安装于后驱动力轴上，且后驱行星轮同时与限滑固定架的内圈齿轮、后驱集成太阳轮啮合；并在限滑固定架与箱体之间设置有制动块，而制动块沿限滑固定架周向均布，制动块间通过弹簧连接拉紧。
2.根据权利要求1所述的行星齿轮式离心摩擦限滑车辆用轴间差速器，其特征在于，端盖内还安装有端盖骨架油封，且端盖骨架油封套装于前驱动力轴上。
3.根据权利要求1所述的行星齿轮式离心摩擦限滑车辆用轴间差速器，其特征在于，前驱动力轴内安装有前驱骨架油封，当外部动力轴套装于主动轴上通过花键传递动力时，前驱骨架油封套装于该外部动力轴上。
4.根据权利要求1所述的行星齿轮式离心摩擦限滑车辆用轴间差速器，其特征在于，箱体内设置有用于后驱动力轴动态旋转密封的后驱骨架油封，后驱骨架油封套装于后驱动力轴上。
5.根据权利要求1所述的行星齿轮式离心摩擦限滑车辆用轴间差速器，其特征在于，前驱动力轴上设置有用于对前驱齿轮进行限位的卡环(二)。
6.根据权利要求1所述的行星齿轮式离心摩擦限滑车辆用轴间差速器，其特征在于，前驱行星轮支撑组件包括组件滑动轴承、组件螺钉、组件挡圈，组件滑动轴承过盈配合安装于前驱行星轮内，前驱行星轮通过组件滑动轴承套装于组件螺钉上空转，组件螺钉一端通过螺纹紧固安装于限滑固定架上，另一端套装有组件挡圈。
7.根据权利要求1所述的行星齿轮式离心摩擦限滑车辆用轴间差速器，其特征在于，限滑固定架与箱体之间设置有四个制动块。
8.根据权利要求7所述的行星齿轮式离心摩擦限滑车辆用轴间差速器，其特征在于，制动块通过防滑紧固组件安装于限滑固定架与箱体之间，且防滑紧固组件包括紧固螺钉、制动块支架，制动块套装于制动块支架上转动，并通过紧固螺钉紧固安装于限滑固定架上。
9.根据权利要求1?8所述的行星齿轮式离心摩擦限滑车辆用轴间差速器，其特征在于，无外部行驶阻力的作用下车辆正常行驶，主动轴在外部动力的驱动下逆时针旋转，并通过前驱集成太阳轮带动前驱行星轮旋转，通过后驱集成太阳轮带动后驱行星轮旋转；而在外部行驶阻力的作用下，前驱行星轮通过前驱行星轮支撑组件促使限滑固定架做逆时针旋转趋势，而后驱行星轮通过后驱行星轮支撑组件促使限滑固定架做顺时针旋转趋势，此时，后驱行星轮对限滑固定架的作用力与前驱行星轮对限滑固定架的作用力方向相反，当作用力大小相等时，限滑固定架保持相对静止，前驱行星轮与后驱行星轮无差速动力输出，当作用力大小不等时，限滑固定架产生相对运动，将一端的动力输送给另一端，以实现差速。
10.根据权利要求1?9所述的行星齿轮式离心摩擦限滑车辆用轴间差速器，其特征在于，当差速器一端驱动桥受到阻滞，而另一端驱动桥在驱动过程中出现打滑时，在发动机功率不变，主动轴极高转速的驱动作用下，限滑固定架的转速也随之升高，所产生的离心力促使制动块克服弹簧弹力张开，而制动块与箱体内壁接触产生阻力，以降低限滑固定架的转速，实现摩擦限滑。
【文档编号】F16H48/06GK104141767SQ201410360341
【公开日】2014年11月12日 申请日期:2014年7月25日 优先权日:2014年7月25日
【发明者】肖名涛, 孙松林, 吴明亮, 谢方平, 蒋蘋 申请人:湖南农业大学