一种差速器自动锁止装置的制作方法

本发明属于机械传动机构领域，具体涉及一种差速器自动锁止装置。

背景技术：

目前，在车辆上需设置差速器，差速器能够使左、右(或前、后)驱动轮实现以不同转速转动的机构。它的作用是在车辆直行、拐弯及驶过高低不平的路面时，让车辆在两个驱动轮转速相同时可以持续获得发动机的动力，这是现在大多数车辆使用的开放式差速器可以达到的功能。

开放式差速器是通过行星齿轮的自转，以抵消两侧驱动轮的转速差，但由于开放式差速器中的行星齿轮的转动是自由的，但当一侧驱动轮的摩擦系数比另一侧驱动轮的摩擦系数低很多时，使用开放式差速器车辆中摩擦系数低的驱动轮会出现打滑空转的现象，摩擦系数高的驱动轮则不转，使车辆不能前行或脱困。

相关技术中，车辆的限滑差速器主要分被动限滑和主动限滑两类，主动限滑式差速器结构复杂，对控制技术要求很高，而且在产品的稳定性和一致性都有很严格的要求，这样致使主动限滑式差速器在价格成本方面都远高于其他类型的差速器。

限滑差速器根据被动限滑的原理分类，主要有两种：一种是转矩感应式限滑差速器，另一种是转速感应式限滑差速器。其中转速式限滑差速器通常借助于粘性流体的摩擦特性或是特殊齿形来实现对左右驱动车轮的差速感应，但通过市场反馈来看该类型限滑差速器的功能并不令人满意；而转矩感应式限滑差速器的设计结构更加多样性，性能优越，但是设计结构较为复杂。因此，亟需开发出新型的限滑差速器来改善现有限滑差速器的性能。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明旨在提出一种差速器，以解决差速器结构复杂和成本高的问题。为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种差速器自动锁止装置，其特征在于由开放式差速器、主减速齿轮、滚珠丝杠、刹车片、制动片、复位弹簧、间隔垫圈、花键轴、锁止装置壳体组成；所述差速器的两个半轴齿轮分别为第一半轴齿轮、第二半轴齿轮，第一、第二半轴齿轮的轴轴向设置有通孔，第一半轴齿轮的通孔内设置有内花键，第二半轴齿轮的通孔未设置内花键；第一半轴齿轮的轴通过内花键与半轴的外花键配合，第二半轴齿轮的轴与锁止装置壳体的一侧端面固接；所述开放式差速器固定于主减速齿轮；所述滚珠丝杠由滚珠螺杆和滚珠螺母、钢球、反向器组成，滚珠螺杆两端未设置滚珠槽的部分分别设置有一个固定环，固定环与滚珠螺杆固接，固定环的中心轴线与滚珠螺杆的中心轴线相互重合，所述固定环上沿轴向设置有外缘键齿，外缘键齿沿滚珠螺杆圆周等间隔分布，外缘键齿横截面为矩形，外缘键齿与制动片的矩形內缘键槽配合；所述固定环靠近滚珠螺母的侧平面设置有圆环形凹槽，圆环形凹槽与复位弹簧的一端配合；所述滚珠螺母两侧平面设置有压紧环，压紧环为圆环形，压紧环中心轴线与滚珠螺母的中心轴线相互重合；所述压紧环圆周面上沿轴向设置有两组限位键齿，两组限位键齿在圆周面上间隔180度，每组限位键齿由两个限位键齿组成，限位键齿沿锁止装置壳体轴向设置；所述刹车片为圆环形，刹车片外边缘设置有多个矩形外缘键槽，刹车片两侧固定有耐磨损材料；所述制动片为圆环形，制动片內缘设置有多个矩形内缘键槽；两个复位弹簧的一端分别固定于滚珠螺母两侧，另一端设置于固定环侧平面的圆环形凹槽内，所述复位弹簧的中心轴线与滚珠螺母的中心轴线相互重合；所述间隔垫圈为圆环形，间隔垫圈横截面为矩形或圆，安装于两个制动片之间，靠近滚珠螺杆圆周面；所述花键轴设置外花键的一端与第一半轴齿轮的通孔内的内花键配合，另一端穿过第二半轴齿轮轴的通孔与滚珠螺杆的一端与滚珠螺杆连接，花键轴与滚珠螺杆的直径相同且共轴；所述锁止装置壳体为一端密封且设置有内花键轴，另一端设置有通孔的圆筒状结构，锁止装置壳体设置有通孔的一端与第二半轴齿轮的轴固接，第二半轴齿轮的通孔与锁止装置壳体侧面的通孔相通且孔径相同，另一端与半轴通过花键配合；所述锁止装置壳体与开放式差速器壳体以主减速齿轮平面为对称平面对称设置，所述锁止装置壳体的内圆周面轴向设置有两组限位滑轨，限位滑轨固接于锁止装置壳体内圆周面的中部，两组限位滑轨在圆周面上间隔180度，所述限位滑轨与滚珠螺母的压紧环上设置的限位键齿配合；所述锁止装置壳体两端的内圆周面分别等间隔设置有多个锁止键齿，锁止键齿的横截面为矩形，锁止键齿与刹车片外边缘设置的矩形外缘键槽配合。

进一步地，所述一种差速器自动锁止装置，其特征在于由开放式差速器、滚珠丝杠、刹车片、制动片、复位弹簧、间隔垫圈、花键轴、锁止装置壳体、驱动电机、供电装置组成；所述开放式差速器的两个半轴齿轮分别为第一半轴齿轮、第二半轴齿轮，第一、第二半轴齿轮的轴轴向设置有通孔，第一半轴齿轮的通孔内设置有花键，第二半轴齿轮的通孔内未设置花键；第一半轴齿轮的轴通过内花键与半轴的外花键配合，第二半轴齿轮的轴与锁止装置壳体的一侧端面固接；所述滚珠丝杠由滚珠螺杆和滚珠螺母、钢球、反向器组成，滚珠丝杠的滚珠螺杆与电动机的传动轴同轴固接；驱动电机固定于锁止装置壳体内未设置通孔一侧的端平面上；花键轴未设置花键的一端固接有一个固定环，固定环的中心轴线与花键轴的中心轴线相互重合，所述固定环上沿轴向设置有矩形外缘键齿，矩形外缘键齿沿花键轴的圆周面等间隔分布，矩形外缘键齿横截面为矩形，矩形外缘键齿与制动片的矩形內缘键槽配合；所述固定环靠近滚珠螺母一侧的平面设置有圆环形凹槽，圆环形凹槽与复位弹簧的一端配合；所述滚珠螺母外圆周面上固接有压紧环，压紧环为圆环形，压紧环中心轴线与滚珠螺母的中心轴线相互重合；所述压紧环外圆周面上沿轴向设置有两组限位键齿，两组限位键齿在圆周面上间隔180度，每组限位键齿由两个限位键齿组成，限位键齿轴向设置；所述刹车片为圆环形，刹车片外边缘设置有多个矩形外缘键槽，刹车片两侧固定有耐磨损材料；所述制动片为圆环形，制动片內缘设置有多个矩形内缘键槽；所述复位弹簧的一端设置于滚珠螺母靠近主减速齿轮的一侧平面，另一端设置于固定环侧平面的圆环形凹槽内，复位弹簧的中心轴线与花键轴的中心轴线相互重合；所述间隔垫圈为圆环形，间隔垫圈横截面为矩形或圆，安装于两个制动片之间，靠近花键轴圆周面；所述花键轴设置外花键的一端与第一半轴齿轮的通孔内的内花键配合，另一端穿过第二半轴齿轮的轴的通孔与固定环固接；所述锁止装置壳体为一端密封且设置有内花键轴，另一端设置有通孔的圆筒状结构，锁止装置壳体设置有通孔的一端与第二半轴齿轮的轴固接，第二半轴齿轮的通孔与锁止装置壳体侧面的通孔相通且孔径相同，另一端与半轴通过花键配合；所述锁止装置壳体与开放式差速器壳体以主减速齿轮平面为对称平面对称设置，所述锁止装置壳体的内圆周面轴向设置有两组限位滑轨，限位滑轨固接于锁止装置壳体内圆周面的中部，两组限位滑轨在圆周面上间隔180度，所述限位滑轨与滚珠螺母的压紧环上设置的限位键齿配合；所述锁止装置壳体靠近主减速齿轮一端的内圆周面分别等间隔设置有多个锁止键齿，锁止键齿的横截面为矩形，锁止键齿与刹车片外边缘设置的矩形外缘键槽配合。所述供电装置由滑环结构、碳刷结构、电源、控制单元、转速传感器组成；滑环结构和碳刷结构固定于锁止装置壳体圆周面，滑环结构与电动机导线导通连接，碳刷结构与汽车电源导通连接，由控制单元控制电源的导通。

相对于现有技术，本发明所述的差速器具有以下优势：

一种差速器锁止装置是根据开放式差速器改造而成，仅给开放式差速器增加自动锁止装置即可。一种差速器锁止装置可以根据里面摩擦片的规格进行搭配，从而形成不同的锁止率。一种差速器锁止装置响应速度快，灵敏度高，限滑比例可根据压板和离合片的不同组合来实现，可调范围广。一种差速器锁止装置结构简单，易于加工，制造成本低，装配方便和可靠性高。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例所述的一种差速器自动锁止装置的剖视图；

图2为本发明实施例所述的一种差速器自动锁止装置的剖视图立体图；

图3为本发明实施例所述的一种差速器自动锁止装置的剖视图1；

图4为本发明实施例所述的一种差速器自动锁止装置的剖视图立体图1；

附图标记说明：

图中，1、行星齿轮，2、行星齿轮轴，3、第一半轴齿轮，4、第二半轴齿轮，5、第一半轴齿轮轴的通孔，6、开放式差速器壳体，7、花键轴，8、主减速齿轮，9、锁止装置壳体，10、锁止键齿，11、刹车片，12、制动片，13、限位滑轨，14、压紧环，15、限位键齿，16、复位弹簧，17、固定环，18、圆环形凹槽，19、内花键轴的花键孔，20,、第一半轴齿轮的轴，21、内花键轴，22、滚珠螺母，23、滚珠螺杆，24、矩形外缘键齿,25、矩形内缘键槽,26、矩形外缘键槽。

具体实施方式

下面将参考附图并结合实施例来详细说明根据本发明实施例的差速器。

一种差速器自动锁止装置，其特征在于由开放式差速器、主减速齿轮8、滚珠丝杠、刹车片11、制动片12、复位弹簧16、间隔垫圈、花键轴7、锁止装置壳体9组成；所述差速器的两个半轴齿轮分别为第一半轴齿轮3、第二半轴齿轮4，第一、第二半轴齿轮的轴轴向设置有通孔，第一半轴齿轮的通孔5内设置有内花键，第二半轴齿轮4的通孔未设置内花键；第一半轴齿轮的轴20通过内花键与半轴的外花键配合，第二半轴齿轮的轴与锁止装置壳体9的一侧端面固接；所述开放式差速器固定于主减速齿轮8；所述滚珠丝杠由滚珠螺杆23和滚珠螺母22、钢球、反向器组成，滚珠螺杆23两端未设置滚珠槽的部分分别设置有一个固定环17，固定环12与滚珠螺杆23固接，固定环12的中心轴线与滚珠螺杆23的中心轴线相互重合，所述固定环17上沿轴向设置有外缘键齿24，外缘键齿24沿滚珠螺杆23圆周等间隔分布，外缘键齿24横截面为矩形，外缘键齿24与制动片的矩形內缘键槽25配合；所述固定环17靠近滚珠螺母22的侧平面设置有圆环形凹槽18，圆环形凹槽18与复位弹簧16的一端配合；所述滚珠螺母22两侧平面设置有压紧环14，压紧环14为圆环形，压紧环14中心轴线与滚珠螺母22的中心轴线相互重合；所述压紧环14圆周面上沿轴向设置有两组限位键齿15，两组限位键齿15在圆周面上间隔180度，每组限位键齿15由两个限位键齿15组成，限位键齿15沿锁止装置壳体9轴向设置；所述刹车片11为圆环形，刹车片11外边缘设置有多个矩形外缘键槽26，刹车片11两侧固定有耐磨损材料；所述制动片12为圆环形，制动片12內缘设置有多个矩形内缘键槽25；两个复位弹簧16的一端分别固定于滚珠螺母22两侧，另一端设置于固定环17侧平面的圆环形凹槽内，所述复位弹簧16的中心轴线与滚珠螺母22的中心轴线相互重合；所述间隔垫圈为圆环形，间隔垫圈横截面为矩形或圆，安装于两个制动片12之间，靠近滚珠螺杆23圆周面；所述花键轴7设置外花键的一端与第一半轴齿轮的通孔5内的内花键配合，另一端穿过第二半轴齿轮轴4的通孔与滚珠螺杆23的一端与滚珠螺杆23连接，花键轴7与滚珠螺杆23的直径相同且共轴；所述锁止装置壳体9为一端密封且设置有内花键轴21，另一端设置有通孔的圆筒状结构，锁止装置壳体9设置有通孔的一端与第二半轴齿轮4的轴固接，第二半轴齿轮4的通孔与锁止装置壳体9侧面的通孔相通且孔径相同，另一端与半轴通过花键配合；所述锁止装置壳体9与开放式差速器壳体6以主减速齿轮8平面为对称平面对称设置，所述锁止装置壳体9的内圆周面轴向设置有两组限位滑轨13，限位滑轨13固接于锁止装置壳体9内圆周面的中部，两组限位滑轨在圆周面上间隔180度，所述限位滑轨13与滚珠螺母22的压紧环14上设置的限位键齿15配合；所述锁止装置壳体9两端的内圆周面分别等间隔设置有多个锁止键齿10，锁止键齿10的横截面为矩形，锁止键齿10与刹车片11外边缘设置的矩形外缘键槽26配合。

进一步地，所述一种差速器自动锁止装置，其特征在于由开放式差速器、滚珠丝杠、刹车片11、制动片12、复位弹簧16、间隔垫圈、花键轴7、锁止装置壳体9、驱动电机、供电装置组成；所述开放式差速器的两个半轴齿轮分别为第一半轴齿轮3、第二半轴齿轮4，第一、第二半轴齿轮的轴轴向设置有通孔，第一半轴齿轮的通孔5内设置有花键，第二半轴齿轮4的通孔内未设置花键；第一半轴齿轮3的轴通过内花键与半轴的外花键配合，第二半轴齿轮4的轴与锁止装置壳体9的一侧端面固接；所述滚珠丝杠由滚珠螺杆23和滚珠螺母22、钢球、反向器组成，滚珠丝杠的滚珠螺杆23与电动机的传动轴同轴固接；驱动电机固定于锁止装置壳体9内未设置通孔一侧的端平面上；花键轴7未设置花键的一端固接有一个固定环17，固定环17的中心轴线与花键轴7的中心轴线相互重合，所述固定环17上沿轴向设置有矩形外缘键齿26，矩形外缘键齿26沿花键轴7的圆周面等间隔分布，矩形外缘键齿26横截面为矩形，矩形外缘键齿26与制动片12的矩形內缘键槽26配合；所述固定环17靠近滚珠螺母22一侧的平面设置有圆环形凹槽18，圆环形凹槽18与复位弹簧16的一端配合；所述滚珠螺母22外圆周面上固接有压紧环14，压紧环14为圆环形，压紧环14中心轴线与滚珠螺母22的中心轴线相互重合；所述压紧环14外圆周面上沿轴向设置有两组限位键齿15，两组限位键齿15在圆周面上间隔180度，每组限位键齿15由两个限位键齿15组成，限位键齿15轴向设置；所述刹车片11为圆环形，刹车片11外边缘设置有多个矩形外缘键槽26，刹车片11两侧固定有耐磨损材料；所述制动片12为圆环形，制动片12內缘设置有多个矩形内缘键槽25；所述复位弹簧16的一端设置于滚珠螺母22靠近主减速齿轮8的一侧平面，另一端设置于固定环17侧平面的圆环形凹槽18内，复位弹簧16的中心轴线与花键轴7的中心轴线相互重合；所述间隔垫圈为圆环形，间隔垫圈横截面为矩形或圆，安装于两个制动片12之间，靠近花键轴7圆周面；所述花键轴7设置外花键的一端与第一半轴齿轮的通孔5内的内花键配合，另一端穿过第二半轴齿轮4的轴的通孔与固定环17固接；所述锁止装置壳体9为一端密封且设置有内花键轴21，另一端设置有通孔的圆筒状结构，锁止装置壳体9设置有通孔的一端与第二半轴齿轮4的轴固接，第二半轴齿轮4的通孔与锁止装置壳体9侧面的通孔相通且孔径相同，另一端与半轴通过花键配合；所述锁止装置壳体9与开放式差速器壳体6以主减速齿轮8平面为对称平面对称设置，所述锁止装置壳体9的内圆周面轴向设置有两组限位滑轨13，限位滑轨13固接于锁止装置壳体9内圆周面的中部，两组限位滑轨在圆周面上间隔180度，所述限位滑轨13与滚珠螺母22的压紧环14上设置的限位键齿15配合；所述锁止装置壳体9靠近主减速齿轮8一端的内圆周面分别等间隔设置有多个锁止键齿10，锁止键齿10的横截面为矩形，锁止键齿10与刹车片11外边缘设置的矩形外缘键槽26配合。所述供电装置由滑环结构、碳刷结构、电源、控制单元、转速传感器组成；滑环结构和碳刷结构固定于锁止装置壳体圆周面，滑环结构与电动机导线导通连接，碳刷结构与汽车电源导通连接，由控制单元控制电源的导通。

下面结合实际情况分析根据本发明实施例的差速器的工作原理。

一种差速器自动锁止装置安装于车辆时，车辆左轮通过半轴与锁止装置壳体9一侧的内花键轴21配合时，车辆右轮通过半轴与差速器壳体9一侧的第一半轴齿轮3轴配合。车辆左右轮不出现差速时，第一半轴齿轮3与第二半轴齿轮4不发生相对旋转，即无转速差。

当左轮遇到湿滑路面或坑洼路面时，左轮摩擦力降低，转速提高。此时在开放式差速器的作用下，左轮转速提升，右轮转速几乎为零。出现差速时一种差速器自动在锁止装置开始介入，第二半轴齿轮4带动锁止装置壳体9提高转速，第一半轴齿轮3与第二半轴齿轮4开始出现差速。锁止装置壳体9上设置的限位滑轨13带动限位键齿15与锁止装置壳体壳体9同步旋转，限位键齿15固接滚珠螺母22。滚珠螺母22开始随着第二半轴齿轮4旋转。滚珠螺母22在滚珠螺杆23的作用下开始向靠近主减速齿轮8的一侧移动。直到开始压紧设置于滚珠螺杆23一端的制动片12，制动片12随即压紧刹车片11。由于刹车片11矩形外缘键槽26作用于锁止装置壳体9上的锁止键齿10，制动片12矩形內缘键槽25作用于固定环17上的矩形外缘键齿24，当制动片12与刹车片11之间的压力足够大时，制动片12与刹车片11的相对旋转停止，即制动片12与刹车片11锁死。此时滚珠螺杆23与锁止装置壳体9相当于固接，第一半轴齿轮3与第二半轴齿轮4锁死，不会出现转速差，左右轮转速相同、转矩相同，实现了差速器的自动锁止。当打滑现象结束时，在两侧复位弹簧16的作用下滚珠螺母22自动复位，回到滚珠螺杆23的中部。

当右轮遇到湿滑路面或坑洼路面时，右轮摩擦力降低，转速提高。此时在开放式差速器的作用下，右轮转速上升，左轮转速几乎为零。出现差速时一种差速器自动锁止装置开始介入，第一半轴齿轮3通过设置于其侧面的花键孔带动花键轴7提高转速，第一半轴齿轮3与第二半轴齿轮4开始出现差速。花键轴7带动滚珠螺杆23转动，设置于滚珠螺杆23上的滚珠螺母22由于受到锁止装置壳体9上的限位滑轨13与滚珠螺母22上的限位键齿15的共同作用下不能旋转，只能沿着限位滑轨13轴向移动。此时滚珠螺母22沿着轴向向远离主减速齿轮8的方向移动，直到开始压紧设置于滚珠螺杆23远离主减速齿轮8一端的制动片12，制动片12随即压紧刹车片11。由于刹车片11的矩形外缘键槽26作用于锁止装置壳体9上的锁止键齿10，制动片12內缘矩形键槽作用于固定环上的外缘键齿，当制动片与刹车片之间的压力足够大时，制动片12与刹车片11的相对旋转停止，即制动片12与刹车片11锁死。此时滚珠螺杆23与锁止装置壳体9相当于固接，第一半轴齿轮3与第二半轴齿轮4锁死，不会出现转速差，左右轮转速相同、转矩相同，实现了差速器的自动锁止。当打滑现象结束时，在两侧复位弹簧16的作用下滚珠螺母22自动复位，回到滚珠丝杠23的中部。

进一步地，所述一种差速器自动锁止装置，当任意一车轮遇到湿滑路面或坑洼路面时，该轮摩擦力降低，转速提高。由于转速传感器持续将检测到的各个车轮转速信号传递给控制单元。当控制单元对数据处理后发现转速差达到一设定数值时，控制单元输出给电信号，此时电源通过碳刷结构将电能传递给滑环结构，滑环结构再将电能输送给电动机，电动机传动轴带动滚珠螺杆23转动。在锁止装置壳体9上的限位滑轨13与滚珠螺母22上的限位键齿15的共同作用下，滚珠螺母22向着靠近主减速齿轮8的方向移动，直到开始压紧设置于花键轴7一端的制动片12，制动片12随即压紧刹车片11。制动片12与刹车片11在压紧环14的作用下摩擦力增大，相对转动停止。由于刹车片11通过矩形外缘键槽26与锁止装置壳体9上的锁止键齿10相互锁定，制动片12通过矩形内缘键槽25与固定环17上的外缘键齿24相互锁定，此时第一半轴齿轮3与第二半轴齿轮4锁死，不会出现转速差，左右车轮转速相同，输出转矩也相同，实现了差速器的自动锁止。差速器锁止后，转速传感器将各个车轮实时转速信号输送给控制单元，控制单元处理数据，做出判断，输出断电信号，电动机断电，与电动机传动轴固接的滚珠螺杆23停止转动。此时复位弹簧16的弹力大于滚珠螺杆23与滚珠螺母22之间的摩擦力，在复位弹簧16力的作用下滚珠螺母22恢复到初始位置，设置于滚珠螺母22上的压紧环14不对制动片12、刹车片11施加压力。整个差速锁止过程完成。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。