专利名称：牙嵌式自由轮差速器的制作方法
技术领域：
本实用新型属于轮式车辆驱动桥上的差速装置，主要提出一种牙嵌式自由轮差速器。
国内外现有技术常采用如下几类差速器，(1)应用行星锥齿轮或行星圆柱齿轮差速装置，这种差速器结构复杂，工艺难度大，啮合齿相对滑动速度大易磨损，寿命低，特别是当车辆一侧驱动轮打滑则整车丧失驱动力。(2)、在园锥齿轮差速器机构中增加摩擦片或凸轮滑块机构实现自动锁止的防滑差速器，虽然提高了传动的锁止系数，但依然存在上述缺点。
本实用新型的目的在于，设计一种结构简便，差速传动锁止可靠，另件磨损小寿命高的差速器，特别是能适应复杂行车工况，自动完成差速时两侧驱动扭矩的分配，提高行车性能。
本实用新型采用以下技术方案来实现上述目的，差速器外联接采用原车辆十字轴轴颈尺寸，内联接与原车辆输出半轴花键配合，因此与目前常用的驱动桥差速器安装互换。内部机构采用主动环端面齿与左、右半轴齿轮上的从动环端面齿啮合，啮合面有两圈齿，主啮合付是倒梯形齿，这种啮合方式锁止系数大传动可靠。是扭矩输送的主传动，副啮合付是梯形齿，当两侧轮差速瞬间，副啮合付齿面接触产生轴向推力，迫使从动环脱离主啮合，半轴齿轮与从动环之间设弹簧挡圈复位机构，当两侧轮差速结束时复位机构推动从动环轴向复位，两侧从动环都进入主啮合状态。
下面是本衫新型的实施例。
图1差速器结构示意图。
图2帽形齿挡圈零件图。
图3主动环限制中心环圆周运动示意图。
图4消声环和从动环装配位置图。
图5主动环限制消声环圆周运动示意图。
图6中心环和从动环产生轴向推力示意图。
图7从动环在轴向推力作用下轴向移动示意图。
图8从动环分离状态示意图。
结合附图对本实用新型进一步说明。主动环3是个环形零件，两侧端面均布倒梯形齿，倒梯形齿的齿顶间距不小于齿顶宽。主动环3的内圆柱面嵌入中心环6，中心环6在主动环3长舌齿的限制下，作少量圆周运动见图3，并由卡环5将主动环3和中心环6固联成一体，中心环6的两侧端面均布梯形齿，梯形齿齿高大于倒梯形齿的齿高。主动环3的外圆柱面上垂直均布四个圆柱销，呈十字轴状，被螺栓夹持在左差速器壳1和右差速器壳2之间，随着差速器壳一起旋转，接受驱动扭矩。主动环3和中心环6的左右两侧分别设置从动环4，从动环4的一个端面均布两圈周齿，外圈周齿是倒梯形齿，与主动环3的端面齿啮合，内圈周齿是梯形齿，消声环11嵌入从动环4的内圈梯形齿周见图4，并在主动环长舌齿的限制下，作少量圆周运动见图5，消声环11的齿顶比从动环4的内圈梯形齿顶低0.2～0.4mm，它们形成的齿形与中心环6的端面齿形相同。主动环3，中心环6和从动环4的中心轴线与半轴齿轮10的外齿间隙啮合，半轴齿轮10的内圈半轴13轴线重合。从动环4的内齿与半轴齿轮10的外齿间隙啮合，半轴齿轮10的内圆与半轴13花键联接。为了使从动环4产生始终靠向主动环和中心环的轴向力，在半轴齿轮10和从动环4之间设置弹簧挡圈复位机构，压簧7轴向一周设置在半轴齿轮10体内，其一端压住帽形齿挡圈9，产生轴向力，帽形齿挡圈见图2，其外缘齿卡入从动环4中，内缘可以在压簧的作用下推动从动环沿半轴齿轮上的导向齿(半轴齿轮外齿)轴向移动。垫圈12是半轴齿轮轴向调节垫圈，衬套8是位于左右半轴之间，半轴齿轮的内衬套。
下面简述这种差速器的工作原理。车辆直线正常行驶，两侧轮没有差速，主动环通过主啮合付倒梯形齿轮将动力依次传递到左、右从动环，半轴齿轮和半轴，副啮合付梯形齿面不接触，倒梯形齿锁止可靠，左右轮等力矩驱动。汽车转弯或一侧悬空、打滑、遇到障碍发生两侧轮差速时，比如右轮有快于左轮转动的趋势(同样可能是左轮快于右轮)则右从动环4瞬间有快于中心环6的旋转趋势，右从动环内圈梯形周齿与中心环梯形齿面接触产生轴向分力F1见图6，压缩弹簧7，右从动环轴向外移(见图7)，主啮合付倒梯形齿脱离啮合，此时从动环内圈梯形周齿定位在消声环11的齿顶，与中心环6梯形齿上部部分啮合(见图8)，只传递小部分扭矩，这样避免了整体齿面摩擦打滑，降低了噪声提高了齿面寿命，当汽车恢复正常行驶差速消失，则梯形齿面脱离接触，压簧7推动右从动环复位，左、右倒梯形齿啮合锁止，左、右驱动力矩均分。
这种牙嵌式自由轮差速器外接尺寸与现有差速器相同，可以互换安装，适用于各种系列的轮式驱动车辆，实现轮间、桥间差速，特别适合行驶工况复杂的车辆。具有如下优点(1)传动可靠，锁止系数大，牵引力比普通差速器提高54％；(2)噪音小；(3)减少整体齿的摩损寿命大大提高；(4)提高了车辆行驶性能，若车辆一侧轮悬空，打滑车辆仍能通过，若一侧遇障碍，则该侧驱动力增大仍能通过，若一侧半轴断裂，另一侧仍能正常锁止驱动行驶。
权利要求1.一种牙嵌式自由轮差速器，外联接采用原车辆十字轴轴颈尺寸，用螺栓固定夹持在左右差速器壳之间，内联接与原车辆输出半轴花键配合，与现有差速器安装互换，其特征在于，差速器内部结构主要包括主动环3，其两侧端面均布倒梯形齿，中心环6，其两侧端面均布梯形齿，中心环6由卡环5固定在主动环3的内园柱面内，在主动环3长舌齿的限制下，作少量旋转运动，主动环3和中心环6的左右两侧设置可以轴向位移的从动环4，从动环4有一个端面均布两周齿，外圈周齿是倒梯形齿，内圈周齿是梯形齿，分别与主动环3和中心环6的端面齿啮合，从动环4的内齿与半轴齿轮10的外齿间隙啮合，半轴齿轮10的内孔与半轴13花键联接，主动环3，中心环6，从动环4，和半轴齿轮10的轴心线与半轴13轴线重合，半轴齿轮10体内轴向一周设有压簧7，帽形齿挡圈9套在半轴齿轮10上，其外缘齿保证其顺利卡入从动环4内，内缘可以在压簧7的作用下推动从动环4沿半轴齿轮上的导向齿即半轴齿轮外齿轴向移动。
2.根据权利要求1所述的牙嵌式自由轮差速器，其特征在于，从动环4的梯形齿周嵌有消声环11，消声环11在主动环长舌齿的限制下，相对于从动环4作小量圆周运动，它们形成的齿形与中心环6的端面梯形齿相同，消声环11的齿高低于从动环4的齿高。
3.根据权利要求1所述的牙嵌式自由轮差速器，其特征在于，从动环4和中心环6的梯形齿齿高均大于从动环4和主动环3的倒梯形齿齿高。
4.根据权利要求1所述的牙嵌式自由轮差速器，其特征在于，主动环3和从动环4的倒梯形齿，齿顶间距不小于它的齿顶宽。
专利摘要一种牙嵌式自由轮差速器，主要采用圆环端面齿与其两侧的从动环啮合，啮合面具有两圈齿轮副，主啮合副是倒梯形齿，副啮合副是梯形齿，若出现差速行驶工况，一侧的从动环有快转趋势，则梯形齿面互相接触产生轴向分力，迫使该侧从动环轴向外移，倒梯形齿脱离啮合，自动完成驱动扭矩的再分配，其传动可靠锁止系数大，噪声小使用寿命高，适用于各种系列和各种复杂工况行驶的轮式驱动车辆，实现轮间、桥间差速。
文档编号F16H37/00GK2198455SQ9421144
公开日1995年5月24日 申请日期1994年5月13日 优先权日1994年5月13日
发明者任运兴, 孟宏信 申请人:孟津县传感器制造厂