本发明涉及汽车差速传动技术领域，特别涉及一种内外双层行星圆锥齿轮机构差速器。
背景技术：
现有技术中，差速器主要应用于汽车技术领域，当汽车进行转弯时，由于左侧车轮和右侧车轮的转速不同，为保证汽车在整车转弯过程中不容易发生因两侧车轮的转速不同而发生的打滑，因此采用差速器来实现车辆两侧车轮不同转速的工作。
现有技术的行星圆锥齿轮差速器主要由一对行星圆锥齿轮、一对太阳圆锥齿轮、行星轮架、差速器壳、半轴齿轮等零件组成，由于结构过于简单，从而使得部分结构受力不均衡以及体积过大影响整车的燃油经济性，因此对于行星圆锥齿轮差速器进行结构优化具有重要意义。
技术实现要素：
本发明的主要目的是提出一种受力均衡和工作可靠的内外双层行星圆锥齿轮机构差速器，旨在对内外双层行星圆锥齿轮机构差速器进行结构优化设计，以实现尺寸减小、结构更加紧凑以及提高工作可靠性。
为实现上述目的，本发明提出的一种内外双层行星圆锥齿轮机构差速器，包括依次相连的左箱体、中箱体以及右箱体组成内部空间，所述左箱体与输入大圆锥齿轮固定相连，差速器内部设有两个平行设置的内层行星圆锥齿轮同时与左内层太阳圆锥齿轮和右内层太阳圆锥齿轮啮合传动，所述内层行星圆锥齿轮中心设有一对圆锥滚子轴承套于长轴外周面，所述左内层太阳圆锥齿轮与左中心齿轮轴固定相连，所述右内层太阳圆锥齿轮中部与右中心齿轮轴固定相连，差速器内部还设有两个平行设置的外层行星圆锥齿轮同时与左外层太阳圆锥齿轮和右外层太阳圆锥齿轮啮合传动啮合传动，所述外层行星圆锥齿轮、所述左外层太阳圆锥齿轮以及所述右外层太阳圆锥齿轮设置于由所述内层行星圆锥齿轮、所述左内层太阳圆锥齿轮以及所述右内层太阳圆锥齿轮组成的结构外侧；两个所述外层行星圆锥齿轮分别与所述长轴固定相连，所述左外层太阳圆锥齿轮的内齿圈与左行星圆柱齿轮啮合传动，所述右外层太阳圆锥齿轮的内齿圈与右行星圆柱齿轮啮合传动，所述左行星圆柱齿轮与所述左中心齿轮轴的齿轮啮合传动，所述右行星圆柱齿轮与所述右中心齿轮轴的齿轮啮合传动，所述左行星圆柱齿轮向外伸出与安装于左行星架的轴承相连，所述右行星圆柱齿轮向外伸出与安装于右行星架的轴承相连，所述左行星架与所述左输出半轴固定相连，所述右行星架与所述右输出半轴固定相连；所述左中心齿轮轴、所述右中心齿轮轴以及所述长轴的中心轴线分别与中心支架的侧面垂直。
优选地，所述左箱体和所述输入大圆锥齿轮以螺钉固定相连，所述左箱体和所述右箱体分别通过定位止口与所述中箱体定位且通过螺钉紧固相连组成组合箱体，所述左行星架与所述左输出半轴以花键固定相连，所述右行星架与所述右输出半轴以花键固定相连。
优选地，两个所述内层行星圆锥齿轮与所述左内层太阳圆锥齿轮和所述右内层太阳圆锥齿轮为矩形设置；两个所述外层行星圆锥齿轮与所述左外层太阳圆锥齿轮和所述右外层太阳圆锥齿轮为矩形设置。
优选地，所述左内层太阳圆锥齿轮与所述左中心齿轮轴以平键相连，所述右内层太阳圆锥齿轮与所述右中心齿轮轴以平键相连。
优选地，所述左外层太阳圆锥齿轮左侧被左支撑架支撑，所述右外层太阳圆锥齿轮的右侧被右支撑架支撑；所述左支撑架通过圆锥滚子轴承与所述左输出半轴相连，所述右支撑架通过圆锥滚子轴承与所述右输出半轴相连。
优选地，所述长轴靠近所述中箱体的一端相连有两个圆锥滚子轴承，该圆柱滚子轴承安装于套筒之内，所述套筒穿过所述中箱体的壳体且被端盖限位且与所述中箱体固定相连；所述长轴靠近差速器中心的一端与圆锥滚子轴承相连，该圆锥滚子轴承安装于所述中心支架内部；所述左中心齿轮轴靠近所述中心支架的一端相连有圆锥滚子轴承，所述左中心齿轮轴另一端与安装于左行星架的圆锥滚子轴承相连；所述右中心齿轮轴靠近所述中心支架的一端相连有圆锥滚子轴承，所述右中心齿轮轴另一端与安装于右行星架的圆锥滚子轴承相连。
优选地，所述中心支架的外形呈矩形状，所述中心支架的侧面设有t字型支撑肋。
优选地，所述左行星圆柱齿轮和所述右行星圆柱齿轮的数量为大于或等于2的整数，所述左行星圆柱齿轮和所述右行星圆柱齿轮为中心均匀分布。
优选地，所述左输出半轴和所述右输出半轴通过毛毡进行外周面密封。
本发明技术方案相对现有技术具有以下优点：
当本发明技术方案的内外双层行星圆锥齿轮机构差速器，输入大圆锥齿轮带动组合箱体转动，组合箱体则会带动长轴和中心支架绕中箱体的中心轴线进行转动。这时安装在长轴上的外层行星圆锥齿轮和内层行星圆锥齿轮就会绕中箱体的中心轴线开始公转。当左侧转速与右侧转速相同时，即车辆以直线方式进行行走，内外双层行星圆锥齿轮机构差速器左部的结构与右部的结构受力一致。此时，内层行星圆锥齿轮和外层行星圆锥齿轮只有公转，而不会自转。当左侧转速与右侧转速不相同时，内外双层行星圆锥齿轮机构差速器左部的结构与右部的结构受力不同。这时内层行星圆锥齿轮和外层行星圆锥齿轮由于受力不同，不仅绕中心公转，同时也分别自转，导致左外层太阳圆锥齿轮和右侧的右外层太阳圆锥齿轮的内齿圈转速不同，相应地左右两边的左中心齿轮轴和右中心齿轮轴的转速不同，进而在两边行星传动机构间形成差速输出，实现传动功率分流，有效减轻单个齿轮的工作压力。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
图1为本发明内外双层行星圆锥齿轮机构差速器的内部结构示意图；
图2为图1中a-a处剖视图；
图3为图1中b-b处剖视图；
图4为图2中c-c处剖视图。
附图标号说明：
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
本发明提出一种内外双层行星圆锥齿轮机构差速器。
请参见图1至图4，在本发明实施例中，内外双层行星圆锥齿轮机构差速器包括依次相连的左箱体13’、中箱体2以及右箱体13组成内部空间，左箱体13’与输入大圆锥齿轮1固定相连，差速器内部设有两个平行设置的内层行星圆锥齿轮5同时与左内层太阳圆锥齿轮6’和右内层太阳圆锥齿轮6啮合传动，内层行星圆锥齿轮5中心设有一对圆锥滚子轴承套于沿中箱体2径向设置的长轴3外周面，从而使得长轴3驱动外层行星圆锥齿轮进行旋转时，内层行星圆锥齿轮5而不会受到影响。左内层太阳圆锥齿轮6’与左中心齿轮轴10’固定相连，右内层太阳圆锥齿轮6中部与右中心齿轮轴10固定相连，从而使得左内层太阳圆锥齿轮6’与左中心齿轮轴10’共同转动以及右内层太阳圆锥齿轮6中部与右中心齿轮轴10共同转动，差速器内部还设有两个平行设置的外层行星圆锥齿轮4同时与左外层太阳圆锥齿轮7’和右外层太阳圆锥齿轮7啮合传动啮合传动，外层行星圆锥齿轮4、左外层太阳圆锥齿轮7’以及右外层太阳圆锥齿轮7设置于由内层行星圆锥齿轮5、左内层太阳圆锥齿轮6’以及右内层太阳圆锥齿轮6组成的结构外侧；两个外层行星圆锥齿轮4分别与长轴3固定相连，从而使得长轴3带动外层行星圆锥齿轮4共同进行转动，左外层太阳圆锥齿轮7’的内齿圈与左行星圆柱齿轮8’啮合传动，右外层太阳圆锥齿轮7的内齿圈与右行星圆柱齿轮8啮合传动，左行星圆柱齿轮8’与左中心齿轮轴10’的齿轮啮合传动，右行星圆柱齿轮8与右中心齿轮轴10的齿轮啮合传动，左行星圆柱齿轮8’向外伸出与安装于左行星架12’的轴承相连，该轴承优选为深沟球轴承，并且通过轴承端盖和轴用弹性挡圈进行固定，右行星圆柱齿轮8向外伸出与安装于右行星架12的轴承相连，该轴承优选为深沟球轴承，并且通过轴承端盖和轴用弹性挡圈进行固定，左行星架12’与左输出半轴11’固定相连，右行星架12与右输出半轴12固定相连；左中心齿轮轴10’、右中心齿轮轴10以及长轴3的中心轴线分别与中心支架14的侧面垂直。如图4所示，中心支架14两端使用连接架15与中箱体2连接，连接架15用定位销与中箱体2定位再用螺钉固定连接。中心支架14与连接架15之间用螺钉连接，因此两者之间存在定位关系。
优选地，左箱体13’和输入大圆锥齿轮1以螺钉固定相连，左箱体13’和右箱体13分别通过定位止口与中箱体2定位且通过螺钉紧固相连组成组合箱体，如图3所示，本实施例的左行星架12’与左输出半轴11’以花键固定相连，右行星架12与右输出半轴11以花键固定相连。
优选地，两个内层行星圆锥齿轮5与左内层太阳圆锥齿轮6’和右内层太阳圆锥齿轮6为矩形设置；两个外层行星圆锥齿轮4与左外层太阳圆锥齿轮7’和右外层太阳圆锥齿轮7为矩形设置。
优选地，左内层太阳圆锥齿轮6’与左中心齿轮轴10’以平键相连，右内层太阳圆锥齿轮6与右中心齿轮轴10以平键相连。从而使得左内层太阳圆锥齿轮6’与左中心齿轮轴10’、右内层太阳圆锥齿轮6与右中心齿轮轴10同步进行转动。
优选地，左外层太阳圆锥齿轮7’左侧被左支撑架9’支撑，右外层太阳圆锥齿轮7的右侧被右支撑架9支撑，从而可保证左外层太阳圆锥齿轮7’以及右外层太阳圆锥齿轮7定位的准确性以及保证其正常工作。左支撑架9’通过圆锥滚子轴承与左输出半轴11’相连，右支撑架9通过圆锥滚子轴承与右输出半轴11相连。
优选地，长轴3靠近中箱体2的一端相连有两个圆锥滚子轴承，该圆柱滚子轴承安装于套筒之内，套筒穿过中箱体2的壳体且被端盖限位且与中箱体2固定相连；长轴3靠近差速器中心的一端与圆锥滚子轴承相连，该圆锥滚子轴承安装于中心支架14内部；左中心齿轮轴10’靠近中心支架14的一端相连有圆锥滚子轴承，左中心齿轮轴10’另一端与安装于左行星架12’的圆锥滚子轴承相连；右中心齿轮轴10靠近中心支架14的一端相连有圆锥滚子轴承，右中心齿轮轴10另一端与安装于右行星架12的圆锥滚子轴承相连。通过上述的结构，使得长轴3、左中心齿轮轴10’以及右中心齿轮轴10在安装后，两端同时受到支撑，从而使得受力更加均匀。
优选地，中心支架14的外形呈矩形状，中心支架14的侧面设有t字型支撑肋，从而保证整个中心支架14具有良好的抗弯结构强度。
优选地，左行星圆柱齿轮8’和右行星圆柱齿轮8的数量为大于或等于2的整数，左行星圆柱齿轮8’和右行星圆柱齿轮8为中心均匀分布。
优选地，左输出半轴11’和右输出半轴11通过毛毡进行外周面密封。
请参见图1至图4，本发明实施例的内外双层行星圆锥齿轮机构差速器的工作原理为：
当本发明实施例的差速器进行工作时，输入大圆锥齿轮1带动组合箱体转动，组合箱体则会带动长轴3和中心支架14绕中箱体的中心轴线进行转动。这时安装在长轴3上的外层行星圆锥齿轮4和内层行星圆锥齿轮5就会绕中箱体的中心轴线开始公转。
当左侧转速与右侧转速相同时，即车辆以直线方式进行行走，内外双层行星圆锥齿轮机构差速器左部的结构与右部的结构受力一致。此时，内层行星圆锥齿轮5和外层行星圆锥齿轮4只有公转，而不会自转。
当左侧转速与右侧转速不相同时，内外双层行星圆锥齿轮机构差速器左部的结构与右部的结构受力不同。这时内层行星圆锥齿轮5和外层行星圆锥齿轮4由于受力不同，不仅绕中心公转，同时也分别自转，导致左外层太阳圆锥齿轮7’和右侧的右外层太阳圆锥齿轮7的内齿圈转速不同，相应地左右两边的左中心齿轮轴10’和右中心齿轮轴10的转速不同，进而在两边行星传动机构间形成差速输出，实现传动功率分流，有效减轻单个齿轮的工作压力。
本发明实施例的内外双层行星圆锥齿轮机构差速器形成差速输出时，可减少单个齿轮的受力，实现功率分流以延长齿轮使用寿命，并且可以实现减速。与此同时可优化零部件结构，实现结构紧凑和减小尺寸。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。