液控有限转差差速器

摘要

一种液控有限转差差速器传动装置，用于传动系统中将一个回转运动分解传递到两个输出轴上，其典型应用为车辆驱动轮的动力输入及差速输出。本发明中，多个圆柱齿轮组成的轮系与两块盘型盖板间形成十二个各自封闭空间，能实现差速器工作三种状态的自适应转换：即两输出轴阻力相同时，两轴同步回转；两输出轴阻力有小量差异，两输出轴转速差又较小时，油液通过间隙由六个高压区向六个低压区流动，液体流动阻力较小，两轴可进行差速运动；而当两输出轴转速差较大时，液体流动阻力则会显著增加，因而防止两输出轴差动速度过大，使两轴可传递不同的转矩，仍然可以有效传递动力，实现“既差速又差力”特性，克服了普通差速器“差速不差力”的问题，市场前景广阔。

权利要求

1.一种液控有限转差差速器，包括动力输入轮（1）、两个盖板（2）、三～六对双联行星齿轮组件（3）、两个动力输出齿轮（4），其特征在于动力输入轮（1）为环形，其外圆周表面有用于传递动力的齿或槽，而中心部位为空腔；每个盖板（2）为圆盘形，在与外圆柱面同轴的圆周上分布着与双联行星齿轮组件（3）数量相同的圆形孔；双联行星齿轮组件（3）是轴齿轮的组合体，形状为“轴-齿-轴-齿”的结构形式；动力输出轮（4）一端由内齿圆柱齿轮构成，另一端是与其它轴相联的轴或孔；盖板（2）同轴地固定于动力输入轮（1）的两端面上，双联行星齿轮组件（3）安装在盖板（2）的周向均布的圆孔内，使所有双联行星齿轮组件（3）中的两盖板间的行星齿轮（33）位于两盖板（2）之间，外伸行星齿轮（34）在盖板（2）两侧交替伸出，而且每个两盖板间的行星齿轮（33）都与相邻组件的两个盖板间的行星齿轮（33）相啮合，从而形成一个齿轮啮合链环；一个动力输出齿轮（4）的内轮齿（41）与在一个盖板（2）外侧的外伸行星齿轮（34）内啮合，而另一个动力输出齿轮（4）的内轮齿（41）与在另一个盖板（2）外侧的外伸行星齿轮（34）内啮合。

2.如权利要求1所述的液控有限转差差速器，其特征在于动力输入轮（1）内孔为圆柱形孔，盖板（2）的中心也有圆柱形孔，且于孔中装有中心封闭轴（5）；所有双联行星齿轮组件（3）中的两盖板间的行星齿轮（33）齿顶圆均与动力输入轮（1）中心圆柱形孔相切，两盖板间的行星齿轮（33）的宽度与盖板间的距离相等，中心封闭轴（5）有两段分别与盖板（2）的中心孔配合，而位于两盖板中间的轴段圆柱表面则与两盖板间的行星齿轮（33）的齿顶圆相切；在两盖板（2）之间的空隙内充满油液。

3.如权利要求1所述的液控有限转差差速器，其特征在于动力输入轮（1）内孔为内圆柱表面沿周向均布制造出两盖板间的行星齿轮（33）数目相同的月牙型孔，盖板中心向内侧突出轴段圆柱表面沿周向均布制造与两盖板间的行星齿轮（33）数目相同的月牙型；所有两盖板间的行星齿轮（33）齿顶圆均与动力输入轮（1）月牙型孔等径且同心，同时，盖板（2）中心向内侧突出轴段与行星齿轮（33）等径且同心，两盖板间的行星齿轮（33）的宽度与两盖板（2）间的距离相等；在两盖板（2）之间的空隙内充满油液。

4.如权利要求2所述的液控有限转差差速器，其特征在于中心封闭轴（5）的两端轴段上分别装有中心齿轮（6），中心齿轮（6）与双联行星齿轮组件（3）的外伸行星齿轮（34）外啮合。

5.如权利要求3所述的液控有限转差差速器，其特征在于盖板中心向外侧突出有盖板中心轴（24），其上安装有中心齿轮（6），中心齿轮（6）与双联行星齿轮组件（3）的外伸行星齿轮（34）外啮合。

说明书

液控有限转差差速器

技术领域

[0001] 本发明涉及一种传动装置，用于传动系统中将同一回转运动同时传递到两个输出轴上，两输出轴能同步回转，同时还能允许两输出轴有一定程度的转速差，典型应用为车辆驱动轮的动力输入和实现差速运动。

背景技术

[0002] 当由一个轮输入动力，而需要两轴输出、且两输出轮有时需同步运转，有时又要满足一定的差速要求时，则必须使用差速器。目前常用的差速器典型结构是一百年前法国雷诺汽车公司的创始人路易斯.雷诺发明的，其基本构成零件为圆锥齿轮和十字轴。其特点是差速不差力，即两输出轮虽能很好地实现差速运动，但两轮的输出驱动力相同，最终输出的有效驱动力由所受摩擦力较小的轮决定。因而，在一轮出现打滑时，致使车辆无法前进。托森有限差速器是利用双蜗轮、蜗杆结构，实现了差速功能，利用蜗杆传动正反向传动效率不同这一原理，实现差速运动的同时，两轮的驱动力也可有较大的差别，从而解决了差速时的单轮驱动问题。

发明内容

[0003] 本发明所要解决的技术问题是：通过圆柱齿轮的合理组合，不仅实现单一动力源输入的情况下，实现两轴的同速输出和差速输出两种工作状态，而且在差速输出时，克服普通差速器难以克服的“差速不差力”的特性缺陷，较好的实现差速器工作过程三种状态的自适应转换：即两输出轴阻力相同时，两轴同步回转；两输出轴阻力有少量差异，两输出轴转速差又较小时，两轴可进行差速运动；而当两输出轴转速差大到一定程度时，实现“既差速又差力”的特性，两轴可存在较大的转矩差。

[0004] 本发明的技术解决方案是：

[0005] 一种液控有限转差差速器，包括动力输入轮、两个圆盘型盖板、3～6对双联行星齿轮组件、两个由内齿圆柱齿轮构成的输出轮、中心封闭轴、中心齿轮、用于支承各件回转的轴承、联接螺钉和外壳。

[0006] 动力输入轮为环状，外缘有轮齿或轮槽以实现动力输入；内孔为圆孔或外月牙型孔；在动力输入轮的两端面上分别通过联接螺钉固定圆盘型盖板。盖板中心有孔，端面上在中心孔外同一圆周上均匀分布3～6对圆孔；两盖板上的周边孔相互对正，两盖板的周边孔中装有双联行星齿轮组件。双联行星齿轮组件的数量与一个盖板上的周边孔的数量相同。双联行星齿轮组件由与两盖板周边孔配合的两段轴及两盖板内外的两个行星齿轮组成，形成“轴段-齿轮-轴段-齿轮”的结构形式；位于两盖板之间的所有行星齿轮依次啮合，构成了一个环形的封闭传动链。两盖板间的行星齿轮的齿顶圆刚好与动力输入轮的内孔表面相切，从而输入轮的内孔表面、两盖板的内端面、两盖板间的行星齿轮轮齿之间形成六个各自封闭的空间。双联行星齿轮组件中的外伸行星齿轮位于盖板的外则，它们交替地从左右两侧伸出，即如第一、第三、第五个齿轮从盖板左侧伸出，则第二、第四、第六个齿轮从盖板右侧伸出。同时，在盖板的中心孔中贯穿中心封闭轴，而且中心封闭轴的外圆柱表面也同样与两盖板间的行星齿轮的齿顶相切，从而中心封闭轴的外表面、两盖板的内端面、双联行星齿轮组件的行星轮齿之间又会形成另外六个各自封闭的空间。装配后，将十二个封闭空间内充满一定粘度的油液，如高粘度润滑油或硅油。在盖板的外侧中心封闭轴的两端分别装有中心齿轮，中心齿轮与双联行星齿轮组件的外伸齿轮外啮合，同时双联行星齿轮组件的外伸齿轮与输出齿轮内啮合。输出齿轮通过其中心孔或外伸轴与外部联接。动力输入轮与输出齿轮的回转轴线重合，且分别通过轴承与外壳联接。

[0007] 本发明的技术效果是：它具有结构简单、生产成本低、安装方便。通过齿轮间构成的轮系不仅可使两输出轴实现差速的功能，而且还可以使两输出轴输出不同的转矩，实现“既差速又差力”的效果。当两输出轮有差动时，十二个封闭空间中间隔地有六个形成高压区，另外六个形成低压区，粘性油液通过间隙由高压区向低压区流动。当速度较低时，油液流动阻力较小，因而对差速功能不会造成影响，而当差动速度较大时，输油液流动阻力则会显著增加，因而可防止两输出轴差动速度过大，使两轴可传递不同的转矩，实现差力功能。

附图说明

[0008] 图1液控有限转差差速器轴向剖视结构示意图。其中动力输入轮的外圆上半部分画的是圆柱齿轮的轮齿，下半部分画是是带轮的槽型；图中动力输入轮内孔为圆孔，封闭轴是独立的圆柱形。

[0009] 图2液控有限转差差速器轴向剖视结构示意图；其中动力输入轮的外缘上半部分画的是圆锥齿轮的轮齿，下半部分画是是蜗轮的轮齿；并且对图1的盖板结构进行了改变：圆盘状的盖板中心部分内外两侧做成凸起的轴段，完成图1中心封闭轴功能，盖板外侧突出的盖板中心轴上安装中心齿轮，盖板内侧突出轴段为盖板内月牙型封闭轴25。

[0010] 图3为图1和图2液控有限转差差速器中对应A-A剖面结构示意图。

[0011] 图4为图1液控有限转差差速器中对应B-B剖面结构示意图。

[0012] 图5为图2液控有限转差差速器中对应B-B剖面结构示意图。与图4的差别在于：图中动力输入轮内孔为外月牙型孔，盖板内侧突出轴段盖板内月牙型封闭轴，外月牙型孔和内月牙型轴的月牙数目与两盖板间的行星齿轮数相同。外月牙型孔和内月牙型轴与盖板间的行星齿轮之间相吻合，进一步提高了它们之间的密封性，从而提高了液控有限转差差速差速器的“差力”能力。

[0013] 图6为图1和图2液控有限转差差速差速器中对应C-C剖面结构示意图。图中：1动力输入轮，2圆盘型盖板，3双联行星齿轮组件，4输出齿轮，5中心封闭轴，6中心齿轮，
7轴承，8联接螺钉，11轮齿，12轮槽，14圆孔，15外月牙型孔，21盖板中心孔，22盖板周边孔，23盖板螺纹孔，24盖板中心轴，25板内月牙型封闭轴，31轴段，32轴段，33两盖板间的行星齿轮，34外伸行星齿轮，41输出齿轮内轮齿，42输出齿轮外伸轴，43输出齿轮中心孔，
44输出齿轮外圆柱表面，51中心封闭轴的外圆柱表面。

具体实施方式

[0014] 以下结合技术方案和附图详细叙述本发明的具体实施例。

[0015] 实施例1

[0016] 图1中，动力输入轮的外圆上半部分画的是圆柱齿轮的轮齿，下半部分画是是带轮的槽型；图中动力输入轮内孔为圆孔，封闭轴是独立的圆柱形。

[0017] 如图1所示，动力输入轮1、两个圆盘型盖板2、三～六对双联行星齿轮组件3、两个由内齿圆柱齿轮构成的输出轮4、中心封闭轴5和中心齿轮6以及用于支承各件回转的轴承7、联接螺钉8和外壳构成。

[0018] 动力输入轮1为环状，外缘有轮齿11或轮槽12以实现动力输入，内孔为圆孔14或外月牙型孔15；在动力输入轮1的两端面上分别通过联接螺钉8与盖板2上的螺纹孔23固定圆盘型盖板2，盖板2中心有孔21，端面上在中心孔外同一圆周上均匀分布3～6对圆孔22，以下以3对为例加以说明，其余类似，不再一一说明。两盖板2上的周边孔22相互对正，两盖板的周边孔22中装有双联行星轮组件3。双联行星轮组件3的数量与一个盖板2上的周边孔22的数量相同。双联行星齿轮组件3由与两盖板周边孔22配合的两段轴31、32及两盖板2内外的两个行星齿轮33、34组成，形成“轴段-齿轮-轴段-齿轮”的结构形式；齿轮33位于两盖板2之间，共有6个，它们依次啮合，构成了一个环形的封闭传动链。两盖板间的行星齿轮33的齿顶圆刚好与动力输入轮1的圆孔14的内表面相切，从而圆孔14的内表面、两盖板2的内端面、两盖板间的行星齿轮33轮齿之间就会形成六个各自封闭的空间。双联行星齿轮组件3中的外伸行星齿轮34则分别位于盖板2的外则，并交替地从左右两侧伸出，即如第一、第三、第五个齿轮34从盖板左侧伸出，则第二、第四、第六个齿轮34从盖板右侧伸出。同时，在盖板2的中心孔21中贯穿中心封闭轴5，而且中心封闭轴5的外圆柱表面与两盖板间的行星齿轮33的齿顶相切；从而中心封闭轴的外圆柱表面51、两盖板
2的内端面、两盖板间的行星齿轮33的轮齿之间又会形成另外六个各自封闭的空间。装配后，将十二个封闭空间内充满一定粘度的油液，如高粘度润滑油或硅油。在盖板2的外侧中心封闭轴5的两端分别装有中心齿轮6，中心齿轮6与双联行星齿轮组件3的外伸齿轮34外啮合，同时双联行星齿轮组件3的外伸齿轮34与输出齿轮4的内轮齿41内啮合。输出齿轮4通过其中心孔43或外伸轴42与外部联接。动力输入轮1与输出齿轮4的回转轴线重合，输出齿轮4通过其外圆柱表面44安装轴承7与外壳联接。

[0019] 实施例2

[0020] 图2中，动力输入轮的外缘上半部分画的是圆锥齿轮的轮齿，下半部分画是是蜗轮的轮齿；并且对图1的盖板结构进行了改变：圆盘状的盖板中心部分内外两侧做成凸起的轴段，完成图1中心封闭轴功能，盖板外侧突出的盖板中心轴上安装中心齿轮，盖板内侧突出轴段为盖板内月牙型封闭轴。

[0021] 如图2所示，本实施方式与图1的差别在于：动力输入轮1为环状，其外缘可以是圆锥齿轮的轮齿11图中上半部分，或者是蜗轮的轮齿图中下半部分，通过动力输入轮1实现动力输入。动力输入轮1内孔内圆柱表面沿周向均布制造与两盖板间的行星齿轮33数目相同的月牙型，使动力输入轮1内孔变为外月牙型孔15，其月牙型曲面与盖板间的对应行星齿轮33的齿顶圆柱是等径且同心的，从而使得它们的外形曲面相吻合。

[0022] 同时，对图1的盖板结构进行了改变。如图2所示，圆盘状的盖板中心部分内外两侧做成凸起的轴段，盖板中心向外侧突出的轴段为盖板中心轴24，其上安装有中心齿轮6，中心齿轮6与双联行星齿轮组件3的外伸齿轮34外啮合，同时双联行星齿轮组件3的外伸齿轮34与输出齿轮4的内轮齿41内啮合。输出齿轮4通过其中心孔43或外伸轴42与外部联接。动力输入轮1与输出齿轮4的回转轴线重合，输出齿轮4通过其外圆柱表面44安装轴承7与外壳联接。在盖板中心向内侧突出轴段圆柱表面沿周向均布制造与两盖板间的行星齿轮33数目相同的月牙型，使盖板中心向内侧突出轴段变为盖板内月牙型封闭轴25，其月牙型曲面与盖板间的对应行星齿轮33的齿顶圆柱是等径且同心的，从而使得它们的外形曲面相吻合。

[0023] 外月牙型孔15和内月牙型轴25均与两盖板间的行星齿轮33一一对应，它们的数目均相同。两盖板间的行星齿轮33的宽度与盖两盘2之间的距离相等；从而外月牙型孔15内表面、两盖板间的行星齿轮33轮齿、内月牙型轴25、两盖板2的内端面之间构成了十二个各自封闭的空间，将十二个封闭空间内充满一定粘度的油液。外月牙型孔15和内月牙型轴25进一步加大了它们与盖板间的行星齿轮之间的接触面，提高了各自封闭空间的密封性，从而提高了液控有限转差差速差速器的“差力”能力。

[0024] 图5与图4的差别在于：图中动力输入轮内孔为外月牙型孔，盖板内侧突出轴段盖板内月牙型封闭轴，外月牙型孔和内月牙型轴的月牙数目与两盖板间的行星齿轮数相同。外月牙型孔和内月牙型轴与盖板间的行星齿轮之间相吻合，进一步提高了它们之间的密封性，从而提高了液控有限转差差速差速器的“差力”能力。