专利名称：一种高承载能力差速器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种轮式车辆驱动桥使用的轮间差速器，具体涉及一种采用 锥齿轮的轮间差速器。
背景技术：
常用的轮式车辆的锥形齿轮轮间差速器有两行星齿轮和四行星齿轮两 种，其中两行星齿轮的差速器壳体是整体的，半轴齿轮和行星齿轮以及各种 垫片都是通过差速器壳体上的窗口来安装的，故差速器壳体是敞开的，为了 获得所需的强度，差速器壳体的壁必须做得比较厚。这类差速器的承载能力 通常不是很高， 一般仅用于轻型车辆。四行星齿轮的差速器的壳体通常是在
十字轴所在的端平面处剖分的，通过8~12个螺钉将左、右两个差速器半壳 结合在一起。在整个差速器壳体的端截面中，十字轴所在的端截面是差速器 壳体上截面积最小的一个端截面，因为该截面的内半径对应于行星齿轮的球 面半径，又制有四个十字销孔和8~12个螺钉孔，整个差速器壳体的外径就 是由该截面所需的强度以及必须包容8~12个螺钉孔的结构尺寸来决定的。
为了提高车辆的通过能力，通常都希望驱动桥的体积在满足强度要求的 前提下尽可能小一些。驱动桥的尺寸主要是由双曲线齿轮副中被动齿轮的直 径决定的，而被动齿轮的承载能力与齿轮的直径和齿面宽度有很大的关系。 但对于目前常用的重型汽车主减速器，被动齿轮的齿面宽度通常都没有达到 获得最高强度所需的理想比例，这是因为重型汽车主减速器的主动齿轮通常 都是采用骑马式安装方法，因此齿面宽度、导向轴承的厚度和差速器壳体的 直径之间存在一个相互矛盾的关系，增强其中某一个，就会相应削弱其它零 部件的强度，因而只能在各零部件之间寻求一个平衡，而不能实现每一个零 部件的最佳设计。
发明内容
本发明的目的在于提供一种在有限的体积内具有高承载能力的差速器， 从而改变目前重型汽车驱动桥设计中各零部件尺寸的强度平衡点，使主减速 器在有限的体积内获得更高的承载能力，或使具有同样承载能力的主减速器 的体积缩小，提高车辆的通过能力。
本发明的技术方案
一种高承载能力差速器，包括差速器左右半壳体、固定于差速器壳体内 的组合式十字轴或一字轴、行星和半轴齿轮。
差速器壳体的剖分面位于十字轴或一字轴所在端平面的右侧，其轴向位 置在十字轴或一字轴中心线的右侧；
设置于差速器壳体内的组合式十字轴，由一根长销和两个短销固定在中
央支架上构成；
行星齿轮滑动设置在所述组合十字轴的长销和短销上或一字轴的轴销上。
差速器左右半壳体的连接用的螺紋孔终止于十字轴或一字轴所在端平面 的右侧。
所述的中央支架制有两个相互正交的贯通孔，孔的直径与长销或短销的 直径相同，长销贯穿中央支架和差速器左半壳体上相对的两个十字销孔，长 销的两个端面位于差速器左半壳体的外表面；每一根短销贯穿差速器左半壳 体的一个十字销孔和中央支架一側的销孔，其一个端面终止于位于中央支架 内的长销表面，另一个端面位于差速器壳体的外表面附近。
所述的 一 字轴或组合式十字轴的长销和短销利用螺钉或弹簧涨销来防止 销轴的转动和轴向移动。
所述的组合式十字轴的长销与两行星齿轮差速器中的一字轴很类似，但 其用于防止转动和轴向移动的销孔或螺钉孔既可以位于销轴的端部，也可以 位于销轴的中部。所述的中央支架是一个正方形带倒角的零件，其厚度大于销轴的直径，在其四个侧面中央制有相互正交和贯通的孔，孔的直径与销轴
销孔或螺钉孔相对应的销孔或螺钉孔。短销具有与长销相同的直径，其长度 大致等于长销的一半再减去长销的半径。短销的一端制有防止其转动和轴向 移动的销孔或螺钉孔，与中央支架上或差速器壳体壁上的销孔或螺钉孔相对 应。
作为一个可选的实施方式，本发明的差速器采用两行星齿轮的结构，一 字轴上的止转销孔位于一字轴的一个端部，与差速器壳体壁上的销孔相对应， 采用弹簧涨销来防止一字轴的转动和轴向移动。
作为另一个可选的实施方式，本发明的差速器釆用四行星齿轮的结构， 组合式十字轴长销和短销均采用止动螺钉来防止销轴的转动和轴向移动。与 销轴上的制动螺钉配合的孔均制于中央支架上。
本发明和已有技术相比所具有的有益效果
在本发明中，对于采用两行星齿轮的差速器，由于差速器的壳体在其右 端进行了剖分，解决了行星和半轴齿轮的装配问题，差速器壳体的侧壁上除 了两个一字轴销孔之外，其余部分可以做成完整的圆筒，大幅度提高了差速 器壳体的强度和刚度，从而可以减小壁厚和差速器的外径，或在同样的外径 下提供更高的承载能力。
在本发明中，在本发明的差速器壳体是剖分式的，其剖分面位于十字轴 或一字轴所在端平面的右侧，接近于右侧半轴齿轮支承面的位置。由于差速 器壳体剖分面的向右移动，可以使差速器左半壳上的螺钉孔的孔底也位于十 字轴或一字轴所在端平面的右侧，在组合式十字轴或一字轴所在的端平面中
只有安装组合式十字轴的十字销孔或安装一字轴的一字销孔，在强度方面可 以满足差速器壳体薄壁化的要求。由于半轴齿轮的半径小于行星齿轮的球面 半径，差速器壳体上连接螺钉孔所在圆的直径可以小于常规设计中连接螺钉 孔所在圓的直径，因此从结构方面也提供了减小差速器壳体直径的可能性。 由于本发明中的差速器壳体整体性好，结构完整，同时也避免了差速器
5壳体结合螺4丁对差速器壳体壁厚的限制，使得釆用薄壁差速器壳体成为可能。
按此方法设计的差速器具有结构紧凑，承载能力强的特点。
图l本发明的采用两行星齿轮的差速器结构示意图； 图2本发明的采用四行星齿轮的差速器结构示意图； 图3 本发明图1的组合式十字轴组装示意图； 图4 本发明图3的组合式十字轴中央支架主视图； 图5 本发明图3的组合式十字轴中央支架俯视图； 图6本发明图3的组合式十字轴中央支架左视图； 图7本发明图3的组合式十字轴长销主视图； 图8本发明图3的组合式十字轴长销俯视图； 图9 本发明图3的组合式十字轴短销的主4见图； 图10本发明图3的组合式十字轴短销的俯视图； 图11本发明图l和图2的行星齿轮的结构示意图； 图12本发明图l和图2的半轴齿轮的结构示意图。
具体实施例方式
结合附图对本发明作进一步说明
如图l-12所示，本发明适用于驱动轮之间的高承载能力差速器，其包 括有差速器壳体1和固定于差速器壳体1内并向行星齿轮4传递输入扭矩并 保持其位置的一字轴2或组合式十字轴3，与行星齿轮4相啮合的左侧半轴齿 轮5和右侧半轴齿轮6;
差速器壳体1由左半壳体11和右半壳体12通过连接螺钉13组合而成。 其中左半壳体11上有用于安装主减速器被动齿轮的法蓝盘111、用于设置一 字轴的销孔112或用于设置十字轴的销孔113、用于设置连接螺栓13的螺栓 孔114和用于安装轴承的轴径115。右半壳体12上有用于设置连接螺栓的孔 121和安装轴承的轴径122。用于固定一字轴2的弹簧涨销21。组合式十字轴3由长销31、两根短销32、中央支架33和防止长销和短 销转动和轴向移动的螺钉34或弹簧涨销(图中未画出)构成。
车辆的动力通过差速器左半壳体11上的法蓝盘111输入，通过左半壳体 11上的一字轴销孔112或十字轴销孔113传给一字轴2或组合式十字轴3的 长销31和短销32，再由一字轴2或组合式十字轴3的长销31和短销32将动 力传给安装在其上的行星齿轮4，由行星齿轮4将动力分配给与其啮合的左側 半轴齿轮5和右侧半轴齿轮6。
作为一个可选的具体实施例，如图1和图11 —12所示，差速器采用两个 行星齿轮的布局方案。差速器由剖分式差速器壳体l、 一字轴2、行星齿轮4、 左侧半轴齿轮5、右侧半轴齿轮6和用于防止一字轴转动的弹簧涨销21或销 钉(图中未画出)构成，其中差速器壳体由左半壳体11和右半壳体12通过 连接螺栓13组合而成。车辆的动力通过差速器左半壳体11上的法蓝盘111 输入，通过左半壳体11上的一字轴销孔112，再由一字轴2将动力传给安装 在其上的行星齿轮4,由行星齿轮4将动力分配给与其啮合的左侧半轴齿轮5 和右侧半轴齿轮6。由于差速器壳体l是剖分式的，差速器内部的行星和半轴 齿轮可以通过剖分面进行装配，差速器的壳体保持了很好的完整性，具有很 高的扭转和弯曲强度，因而可以采用薄壁结构，在相同的承栽能力下缩小差 速器的直径，或者在相同的体积下增大差速器内部的行星和半轴齿轮，提高 差速器的承载能力。
作为第二个可选的具体实施例，如图2-12所示，差速器采用四个行星 齿轮的布局方案。差速器由壳体l、组合式十字轴3、行星齿轮4、左侧半轴 齿轮5和右侧半轴齿轮6构成，其中差速器壳体由左半壳体11和右半壳体12 通过连接螺钉13组合而成。所述的组合式十字轴3由长销31、两根短销32、 中央支架33和防止长销和短销转动和轴向移动的螺钉34构成。车辆的动力 通过差速器左半壳体11上的法蓝盘111输入，再由组合式十字轴3将动力传 给安装在长销31和短销32上的行星齿轮4,由行星齿轮4将动力分配给与其 啮合相的左侧半轴齿轮5和右侧半轴齿轮6。由于差速器壳体1的剖分面设置
7在十字轴3所在端平面的右侧，接近于右侧半轴齿轮6的支承面的位置，可 以使差速器左半壳上的螺钉孔的孔底也位于十字轴所在端平面的右侧，在十 字轴所在的端平面中只有安装十字轴的十字销孔，在强度方面可以满足差速 器壳体薄壁化的要求。由于半轴齿轮的半径小于行星齿轮的球面半径，差速 器壳体上连接螺钉孔所在圆的直径可以小于常规设计中连接螺钉孔所在圆的 直径，因此从结构方面也提供了减小差速器壳体直径的可能性，在相同的承 载能力下可以缩小差速器的直径，或者在相同的体积下增大差速器内部的行 星和半轴齿轮，提高差速器的承载能力。
依本实施例做出的具体设计方法仅用于说明本发明，而非用于限定本发明。
在本发明中，在本发明的差速器壳体是剖分式的，其剖分面位于十字轴 或一字轴所在端平面的右侧，接近于右侧半轴齿轮支承面的位置。由于差速 器壳体剖分面的向右移动，可以使差速器左半壳上的螺钉孔的孔底也位于十 字轴或一字轴所在端平面的右側，在十字轴或一字轴所在的端平面中只有安 装十字轴的十字销孔或安装一字轴的一字销孔，在强度方面可以满足差速器 壳体薄壁化的要求。由于半轴齿轮的半径小于行星齿轮的球面半径，差速器 壳体上连接螺钉孔所在圆的直径可以小于常规设计中连接螺钉孔所在圆的直 径，因此从结构方面也提供了减小差速器壳体直径的可能性。
在本发明中，对于采用两行星齿轮的差速器，由于差速器的壳体在其右 端进行了剖分，解决了行星和半轴齿轮的装配问题，差速器壳体的側壁上除 了两个一字轴销孔之外，其余部分可以做成完整的圆筒，大幅度提高了差速
器壳体的强度和刚度，从而可以减小壁厚和差速器的外径，或在同样的外径 下提供更高的承载能力。
所述的组合式十字轴的长销与两行星齿轮差速器中的一字轴很类似，但 其用于防止转动和轴向移动的销孔或螺钉孔既可以位于销轴的端部，也可以 位于销轴的中部。所述的中央支架是一个正方形带倒角的零件，其厚度大于 销轴的直径，在其四个侧面中央制有相互正交和贯通的孔，孔的直径与销轴的直径相同。
销孔或螺钉孔相对应的销孔或螺钉孔。短销具有与长销相同的直径，其长度 大致等于长销的一半再减去长销的半径。短销的一端制有防止其转动和轴向 移动的销孔或螺钉孔，与中央支架上或差速器壳体壁上的销孔或螺钉孔相对 应。
作为一个可选的实施方式，本发明的差速器采用两行星齿轮的结构，一 字轴上的止转销孔位于一字轴的一个端部，与差速器壳体壁上的销孔相对应， 采用弹簧涨销来防止一字轴的转动和轴向移动。
作为另 一个可选的实施方式，本发明的差速器采用四行星齿轮的结构， 组合式十字轴长销和短销均采用止动螺钉来防止销轴的转动和轴向移动。与 销轴上的制动螺钉配合的孔均制于中央支架上。
并且，由于本发明中的差速器壳体整体性好，结构完整，同时也避免了 差速器壳体结合螺钉对差速器壳体壁厚的限制，使得采用薄壁差速器壳体成 为可能。按此方法设计的差速器具有结构紧凑，承载能力强的特点。
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权利要求
1. 一种高承载能力差速器，其包括差速器壳体、固定于差速器壳体内的组合式十字轴或一字轴、行星和半轴齿轮，其特征在于差速器壳体(1)的剖分面位于十字轴或一字轴所在端平面的右侧，其轴向位置在十字轴或一字轴中心线的右侧；设置于差速器壳体内的组合式十字轴，由一根长销(31)和两个短销(32)固定在中央支架(33)上构成；行星齿轮(4)滑动设置在所述组合十字轴的长销(31)和短销(32)上或一字轴的轴销上。
2. 如权利要求1所述的一种高承载能力差速器，其特征在于，差速器左 半壳体(11)和右半半壳体U2)的连接用的螺紋孔(114)终止于十字轴或 一字轴所在端平面的右侧。
3. 如权利要求1所述的一种高承载能力差速器，其特征在于，所述的中 央支架(33)制有两个相互正交的贯通孔，孔的直径与长销或短销的直径相 同，长销(31)贯穿中央支架和差速器左壳体(11)上相对的两个十字销孔(113 ),长销(31)的两个端面位于差速器左壳体的外表面；每一根短销(32 ) 贯穿差速器左壳体的一个十字销孔和中央支架(33) —侧的销孔，其一个端 面终止于位于中央支架内的长销表面，另一个端面位于差速器壳体的外表面。
4. 如权利要求l所述的一种高承载能力差速器，其特征在于，所述的一 字轴或组合式十字轴的长销(31)和短销(32 )利用螺钉(34 )或弹簧涨销 来防止销轴的转动和轴向移动。
全文摘要
本发明涉及一种具有高承载能力的锥形齿轮差速器结构，该差速器包括差速器壳体和固定于该差速器壳体内的一字轴或组合式十字轴、行星齿轮和半轴齿轮；差速器壳体的剖分面设置在一字轴或十字轴所在平面的右侧；所述的组合式十字轴由一根长销、两根短销和中央支架构成。本发明差速器壳体的结合螺钉及螺钉孔终止于一字轴或十字轴所在端平面的右侧，因而对于所需的承载能力，差速器壳体的壁厚可比常规设计减薄一半左右，为减小驱动桥的体积创造了条件；对于同样的体积，可通过增大差速器内行星和半轴齿轮的模数来提高其承载能力。
文档编号F16H48/00GK101482165SQ20081010295
公开日2009年7月15日 申请日期2008年3月28日 优先权日2008年3月28日
发明者虹 姜, 王小椿 申请人:北京交通大学