专利名称：锥齿轮差速齿轮机构的制作方法
技术领域：
本实用新型总体上涉及锥齿轮式差速齿轮系统。更特别地，本实用新型涉及一种包括在一对侧锥齿轮之间相互啮合的一组小锥齿轮的锥齿轮式差速齿轮系统。
背景技术：
差速器是用于从驱动轴向一对输出轴传递扭矩的车桥总成的部件。驱动轴可通过使用锥齿轮(其与安装在差速器壳体上的环形齿轮/齿圈相啮合)来驱动差速器。在汽车应用中，差速器允许安装在车桥总成任一端的轮胎以不同的速度旋转。这在车辆转弯时是重要的，因为外侧轮胎会比内侧轮胎行驶更大距离的弧线。因此，外侧轮胎必须比内侧轮胎以更快的速度旋转，以弥补较大的行驶距离。差速器包括允许扭矩从驱动轴传递到输出轴、同时允许输出轴以所需要的不同速度旋转的齿轮布置。针对增加的燃油成本，汽车工业受到鼓励来提供燃油经济性增加的车辆。为了增加燃油经济性，车辆设计者已找寻减小车辆重量的方法。另外，较小的车辆变得更流行。在这种环境下，在不损失最大扭矩的情形下，需要与传统的差速器设计相比具有减小的尺寸和重量的差速器。
实用新型内容本实用新型的一个方面涉及紧凑锥齿轮式差速齿轮系统，其比传统的锥齿轮式差速齿轮系统需要更小的空间。在传统的锥齿轮式差速齿轮系统中，小齿轮的尺寸和形状典型地设计成在其间具有空闲的、未使用的相当大量的空间。相反地，根据本发明原理的紧凑锥齿轮式差速齿轮系统被设计成有效地利用小锥齿轮之间的空间。相比于传统的锥齿轮式差速齿轮系统，这允许根据本发明原理的紧凑锥齿轮式差速齿轮系统具有减小的差速器毂跨距、降低的转动惯量、减小的差速器直径、减小的总体差速器尺寸、减小的总体差速器重量和增大的最大扭矩。本实用新型的又一个方面涉及紧凑锥齿轮式差速齿轮系统，其构造成绕差速器壳体平均地分配轴扭矩，由此减小应力集中的数量并允许最优化的窗口几何形状和较小的壳体横截面。由此，相比于与传统的两个或四个小齿轮的差速齿轮系统一起实用的差速器壳体，差速器壳体可以减小重量。本实用新型的另一个方面涉及紧凑锥齿轮差速齿轮机构，其包括沿着旋转轴线同轴地对齐的第一和第二侧锥齿轮。该紧凑锥齿轮差速齿轮机构还包括安装在第一和第二侧锥齿轮之间的密集的小锥齿轮列。密集的小锥齿轮列包括包括一定总数的小锥齿轮。密集的小锥齿轮列的小锥齿轮与第一和第二侧锥齿轮相互啮合以形成扭矩传递装置，该扭矩传递装置构造用于在小锥齿轮与第一侧锥齿轮和第二侧锥齿轮之间传递扭矩以及用于允许第一侧锥齿轮和第二侧锥齿轮相对于彼此以不同的旋转速度旋转。每个小锥齿轮的实际齿面角值是目标齿面角值的至少90%。目标齿面角值等于360度除以设置在密集小锥齿轮列中的小锥齿轮的总数的两倍。有利地,实际齿面角值是目标齿面角值的至少95%。有利地,实际齿面角值是目标齿面角值的至少98%。有利地，每个小锥齿轮的实际外径值是目标外径值的至少80%，其中每个小锥齿轮具有球面半径，并且其中每个小锥齿轮的目标外径值等于2乘以球面半径乘以目标齿面角值的正弦值。有利地，每个小锥齿轮的实际外径值是目标外径值的至少85%。有利地，每个小锥齿轮的实际外径值是目标外径值的至少90%。有利地，实际齿面角值落在目标齿面角值+/-10%的范围内。本实用新型的再一个方面涉及一种锥齿轮差速齿轮机构，其包括:差速器壳体，其包括用于安装环形锥齿轮的外凸缘，差速器壳体限定沿着壳体的旋转轴线同轴地对齐的第一输出轴开口和第二输出轴开口；以可旋转的方式安装在差速器壳体中的第一侧锥齿轮和第二侧锥齿轮，所述第一侧锥齿轮和第二侧锥齿轮沿着壳体的旋转轴线同轴地对齐，第一侧锥齿轮限定第一轴开口，该第一轴开口提供与容纳在所述第一输出轴开口中的第一输出轴的第一扭矩传递连接装置，并且侧锥齿轮限定第二轴开口，该第二轴开口提供与容纳在第二输出轴轴颈轴承中的第二输出轴的第二扭矩传递连接装置；和多个安装在第一侧锥齿轮和第二侧锥齿轮之间的小锥齿轮，多个小锥齿轮包括一定总数的小锥齿轮，多个小锥齿轮以可旋转的方式安装在紧固至差速器壳体的小齿轮轴上，多个小锥齿轮与第一侧锥齿轮和第二侧锥齿轮相互啮合以形成扭矩传递装置，该扭矩传递装置构造用于在小锥齿轮与第一侧锥齿轮和第二侧锥齿轮之间传递扭矩，以使得第一侧锥齿轮和第二侧锥齿轮绕着旋转轴线旋转，该扭矩传递装置还构造成允许第一侧锥齿轮和第二侧锥齿轮相对于彼此绕着旋转轴线以不同的旋转速度旋转，每个小锥齿轮的实际齿面角值是目标齿面角值的至少90%,目标齿面角值等于360度除以两倍的小锥齿轮总数。有利地,实际齿面角值是目标齿面角值的至少95%。有利地,实际齿面角值是目标齿面角值的至少98%。有利地，每个小锥齿轮的实际外径值是目标外径值的至少80%，其中每个小锥齿轮具有球面半径，并且其中每个小锥齿轮的目标外径值等于2乘以球面半径乘以目标齿面角值的正弦值。有利地，每个小锥齿轮的实际外径值是目标外径值的至少85%。有利地，每个小锥齿轮的实际外径值是目标外径值的至少90%。有利地,小锥齿轮的总数等于六。有利地，每个小锥齿轮具有10个小齿轮齿，并且每个侧锥齿轮具有24个侧齿轮齿。本实用新型的再另一个方面涉及一种锥齿轮差速齿轮机构，其包括:差速器壳体，其包括用于安装环形锥齿轮的外凸缘，差速器壳体限定沿着壳体的旋转轴线同轴地对齐的第一输出轴开口和第二输出轴开口 ；以可旋转的方式安装在差速器壳体中的第一侧锥齿轮和第二侧锥齿轮，所述第一侧锥齿轮和第二侧锥齿轮沿着壳体的旋转轴线同轴地对齐，第一侧锥齿轮限定第一轴开口，该第一轴开口提供与容纳在所述第一输出轴开口中的第一输出轴的第一扭矩传递连接装置，并且侧锥齿轮限定第二轴开口，该第二轴开口提供与容纳在第二输出轴轴颈轴承中的第二输出轴的第二扭矩传递连接装置；和6个安装在第一侧锥齿轮和第二侧锥齿轮之间的小锥齿轮，所述小锥齿轮以可旋转的方式安装在紧固至差速器壳体的小齿轮轴上，所述小锥齿轮与第一侧锥齿轮和第二侧锥齿轮相互啮合以形成扭矩传递装置，该扭矩传递装置构造用于在小锥齿轮与第一侧锥齿轮和第二侧锥齿轮之间传递扭矩，以使得第一侧锥齿轮和第二侧锥齿轮绕着旋转轴线旋转，该扭矩传递装置还构造成允许第一侧锥齿轮和第二侧锥齿轮相对于彼此绕着旋转轴线以不同的旋转速度旋转，每个小锥齿轮的实际齿面角值落在27到33度的范围内。有利地,每个小锥齿轮具有10个齿,并且每个侧锥齿轮具有24个齿。本实用新型的再又一个方面涉及一种锥齿轮差速齿轮机构，其包括:差速器壳体，其包括用于安装环形锥齿轮的外凸缘，差速器壳体限定沿着壳体的旋转轴线同轴地对齐的第一输出轴开口和第二输出轴开口 ；以可旋转的方式安装在差速器壳体中的第一侧锥齿轮和第二侧锥齿轮，所述第一侧锥齿轮和第二侧锥齿轮沿着壳体的旋转轴线同轴地对齐，第一侧锥齿轮限定第一轴开口，该第一轴开口提供与容纳在所述第一输出轴开口中的第一输出轴的第一扭矩传递连接装置，并且侧锥齿轮限定第二轴开口，该第二轴开口提供与容纳在第二输出轴轴颈轴承中的第二输出轴的第二扭矩传递连接装置；和8个安装在第一侧锥齿轮和第二侧锥齿轮之间的小锥齿轮，所述小锥齿轮以可旋转的方式安装在紧固至差速器壳体的小齿轮轴上，所述小锥齿轮与第一侧锥齿轮和第二侧锥齿轮相互啮合以形成扭矩传递装置，该扭矩传递装置构造用于在小锥齿轮与第一侧锥齿轮和第二侧锥齿轮之间传递扭矩，以使得第一侧锥齿轮和第二侧锥齿轮绕着旋转轴线旋转，该扭矩传递装置还构造成允许第一侧锥齿轮和第二侧锥齿轮相对于彼此绕着旋转轴线以不同的旋转速度旋转，每个小锥齿轮的实际齿面角值落在20.25到24.75度的范围内。有利地,每个小锥齿轮具有10个齿,并且每个侧锥齿轮具有32个齿。有利地，相邻小锥齿轮之间的齿侧隙小于1.5毫米。有利地，齿侧隙小于1.0毫米。各种另外的方面将在随后的描述中提及。这些方面可涉及各个特征以及特征的组合。可以理解的是，在前的总体描述和随后的详细描述均仅仅是示范性和说明性的，其不构成对本文中公开的实施例所基于的广义概念的限制。
图1示出了锥齿轮；图2示出了根据本发明原理的紧凑差速器；示意性地示出该紧凑差速器被结合在车辆驱动系统中，并且包括在两个侧锥齿轮之间相互啮合的密集的一列六个小锥齿轮；图3的剖视图显示了图2的紧凑差速器的侧锥齿轮和小锥齿轮；图4是图3的紧凑差速器的端视图，其中一个侧锥齿轮被移去，以更好地显示密集的小锥齿轮列；图5示意性地显示了用于图2-4的紧凑差速器的小锥齿轮布局；[0035]图6显示了用于现有技术差速器的小锥齿轮布局；图7的剖视图显示了根据本发明原理的另一紧凑差速器；该紧凑差速器包括在两个侧锥齿轮之间相互啮合的密集的一列八个小锥齿轮；图8是图7的紧凑差速器的端视图，其中一个侧锥齿轮被移去，以更好地显示密集的小锥齿轮列；图9是用于图7和8的紧凑差速器的示意性的小齿轮布局。
具体实施方式
现在将详细参考本实用新型的示范性方面，其在附图中被图示。只要可能，在所有附图中相同的附图标记将被用于指代相同或相似的结构。本实用新型总体上涉及紧凑的锥齿轮式差速齿轮系统，其在保持了相当的或增大的最大扭矩的同时，比典型的锥齿轮式差速齿轮系统在差速器壳体中需要更小的空间。在某些实施例中，根据本发明原理的紧凑锥齿轮式差速齿轮系统可包括安装在两个侧锥齿轮之间的密集小锥齿轮组(即，小锥齿轮列)。在某些实施例中，密集小锥齿轮组可包括四个或更多个小锥齿轮(例如，六个小锥齿轮、八个小锥齿轮等等)。在某些实施例中，侧锥齿轮和小锥齿轮的尺寸和形状可如此地设计:使得小锥齿轮之间的空间被最小化。通过有效地利用差速器壳体中的可用设计空间，差速器的毂跨距(hub span)、差速器尺寸、差速器重量和差速器旋转损耗(spin loss)都能够被有利地影响。根据本发明原理的设计可考虑以下因素，比如小锥齿轮的齿数、侧锥齿轮的齿数、锥侧齿轮的径节、小锥齿轮的球面半径、小锥齿轮的外径、小锥齿轮的齿面角和侧锥齿轮的外径。图1示出了标记有各种几何特征的示例锥齿轮20。如在图1中所示，Θ表示锥齿轮的齿面角，Rs表示锥齿轮20的球面半径，Dp表示锥齿轮20的节径，且D。表示锥齿轮20的外径。锥齿轮20的径节如此地计算:锥齿轮20的总齿数除以节径Dp (以英寸为单位)。图2-4示出了根据本发明原理的紧凑差速器22。紧凑差速器22包括在使用中绕着旋转轴线25旋转的差速器壳体24。轴承26设置在差速器壳体24的相对端处。轴承26沿着旋转轴线25同轴地对齐，并且被构造用于将差速器壳体24可旋转地安装在外壳28 (例如，在图2中不意性显不的差速器壳/支座)中。差速器壳体24包括第一壳体件24a和第二壳体件24b。壳体件24a、24b可通过紧固件、焊接或其他技术紧固在一起。差速器壳体24包括用于安装环形齿轮/齿圈32的凸缘30。在紧凑差速器22的使用中，环形齿轮/齿圈32与由驱动轴36驱动的驱动齿轮34相互啮合。随着通过驱动轴36使驱动齿轮34旋转，驱动齿轮34接合环形齿轮/齿圈32，由此使得差速器壳体24绕着旋转轴线25旋转。仍然参考附图2-4，紧凑差速器22包括安装在壳体24中的扭矩传递装置40。扭矩传递装置40包括第一和第二侧锥齿轮42、44(例如，太阳齿轮)，其分别限定沿着旋转轴线25同轴对齐的第一和第二输出轴开口 46、48。扭矩传递装置40还包括安装在第一和第二侧锥齿轮42、44之间的齿轮组50 (例如，行星齿轮组)。齿轮组50可被称为“十字叉(spider)”，并且被构造用于在差速器壳体24与第一和第二侧锥齿轮42、44之间传递扭矩，同时允许第一和第二侧锥齿轮42、44绕着旋转轴线25相对于彼此旋转(例如，以不同的旋转速度旋转)。齿轮组50包括密集的小锥齿轮52的列。每个小锥齿轮52都可旋转地安装在相对于差速器壳体24被固定的独立的轴54上。每个小锥齿轮52都与第一侧锥齿轮42和第二侧锥齿轮44 二者相互啮合。在其他的实施例中，多个小锥齿轮可以被安装在一紧固到差速器壳体24的公用轴上。在紧凑差速器22的使用中，第一和第二输出轴56、58 (见图2)被优选地耦联到紧凑差速器22上。第一和第二输出轴56、58还被显不为结合到各自的第一和第二车轮60、62上。第一输出轴56可旋转地容纳在由差速器壳体24的第一壳体件24a所限定的第一输出轴开口 64中。第一输出轴56还通过如花键或其他传递扭矩的方式可旋转地固定在第一侧锥齿轮42的第一输出轴开口 46中。第二输出轴58可旋转地容纳在由第二壳体件24b所限定的第二输出轴开口 66中。第二输出轴58还通过如花键或其他传递扭矩的方式可旋转地固定在第二侧锥齿轮44的第二输出轴开口 48中。参考图6，示出了现有技术的锥齿轮式差速齿轮系统10。差速齿轮系统10包括安装在一对侧锥齿轮14(仅示出了一个)之间的四个小锥齿轮12。小锥齿轮12的尺寸和形状设计成:在小锥齿轮12之间存在相当大的未被占据的空间16。由于没有有效地利用未占据空间，所以差速器毂跨距、差速器大小和重量以及差速器旋转损耗都被不利地影响。图2-5的紧凑差速器22被设计用于改善对差速器壳体24内空间的利用，以致相比于具有相似最大扭矩的现有技术差速器而言，紧凑差速器22具有减小的尺寸、重量和旋转损耗。小齿轮的空间利用在具有四个或更多个小锥齿轮的锥齿轮差速齿轮中是重要的，这是因为在某种意义上小齿轮的节径由于设计损失了。选择适当的齿轮大小和齿组合可允许该空间被填满，因此可基于机构中的小锥齿轮的数量提供尽可能大的小锥齿轮。在某些实施例中，小锥齿轮52可被设计成:实际齿面角Qa至少等于目标齿面角值91的90%。由下列公式来限定目标齿面角0t:Θ t = 360° /(2XGpb)在上面的公式中，Gpb表示在齿轮组的小锥齿轮列中小锥齿轮52的总数。在其他实施例中，实际齿面角93为目标齿面角的01至少95%。在另外其他的实施例中，实际齿面角吣为目标齿面角的Θ t至少98%。在另外的实施例中，实际齿面角Ga落在目标齿面角0t+/-lO%的范围内。在某些实施例中，相邻小锥齿轮的齿面是平行的或基本平行的。在其他实施例中，相邻小锥齿轮的齿面不是平行的。在某些实施例中，实际齿面角可大于目标齿面角。在这些实施例中，小锥齿轮的球面半径、外径、轮齿的齿顶高和轮齿的齿根高可设计成防止在相邻小锥齿轮之间的接触/干涉。在某些实施例中，小锥齿轮的轮齿被设计成在相邻小锥齿轮的轮齿之间具有0.8毫米加或减10%的齿侧隙。在某些实施例中，小锥齿轮如此地设计:设定小锥齿轮边界B1、B2(见图4)在与目标齿面角对应的线L(见图4)的相对侧上偏移一预定的量(例如，0.4毫米加或减10% )。然后成形相邻的小锥齿轮(例如，通过调节齿顶高和齿根高)，以尽可能靠近它们相应的锥齿轮边界B1、B2。偏移量确保在相邻小锥齿轮之间提供了足够的齿侧隙，并且该偏移量基于用于制造(例如，锻造)小锥齿轮的制造公差。在某些实施例中，在相邻小锥齿轮之间的齿侧隙小于1.5mm，或者更优选地小于1.0mm。在图2-5的实施例中，齿轮组50包括密集的小锥齿轮列,其包括六个小锥齿轮52。因此，用于该实施例的目标齿面角91是30°。在某些实施例中，用于该锥齿轮列的实际齿面角9a是至少0.9X et(即，27° )。在其他实施例中，用于该锥齿轮列的实际齿面角ea是至少0.95X et(即，28.5° )。进一步在其他的实施例中，用于该锥齿轮列的实际齿面角93是至少0.98\03即，29.4° )。在另外的实施例中，用于该锥齿轮列的实际齿面角0a是至少29.5°。进一步在另外的实施例中，用于该锥齿轮列的实际齿面角03是29.58°。进一步在其他实施例中，用于该锥齿轮列的实际齿面角Qa落在9t+/-10%的范围内(即，27° 33° )。在图5中标记了实际和目标小齿轮齿面角03和0t。在某些实施例中，小锥齿轮52每一个的实际小齿轮外径Dm都可以是目标小齿轮外径Drt的至少80%。由下列公式来限定目标小齿轮外径Drt:Dot = 2 X Rs X sin ( Θ t)在上面的公式中,Rs是小锥齿轮52的球面半径,而Θ t是小锥齿轮52的目标齿面角。在其他实施例中，小锥齿轮52中的每一个的实际外径值Dm都可以是目标外径Dtrt的至少85%或至少90%。在图2-5的实施例中，小锥齿轮52可设置有十个小齿轮齿,并且侧锥齿轮42、44可具有二十四个侧齿。在本实施例的一个示例中，侧齿轮42、44可具有9.5的径节。在本实施例的一个示例中，侧锥齿轮42、44可具有2.577英寸的外径。在本实施例的一个示例中，小锥齿轮52每一个都可具有1.53543307英寸的球面半径。小锥齿轮52的目标外径Drt等于1.516英寸，实际外径Dm等于1.321英寸。图7-9示出了根据本发明原理的另一个差速器122。除了在第一和第二侧锥齿轮142、144之间设置有八个小锥齿轮152以外，差速器122具有与差速器22相同的构造。因此，用于该实施例的目标齿面角91是22.5°。在某些实施例中，用于该锥齿轮列的实际齿面角Qa是至少0.9X Qt(即，20.25° )。在其他实施例中，用于该锥齿轮列的实际齿面角03是至少0.95父01(即，21.36° )。进一步在其他实施例中，用于该锥齿轮列的实际齿面角93是至少0.98\03即，22.05° )。在另外的实施例中，用于该锥齿轮列的实际齿面角Qa是至少22.25°。进一步在另外的实施例中，用于该锥齿轮列的实际齿面角93是22.9°。在图9中标记了实际小齿轮齿面角和目标小齿轮齿面角03和0t。在图7-9的实施例中，小锥齿轮52可设置有十个小齿轮齿，并且侧锥齿轮42、44可设置有三十二个侧齿。在本实施例的一个示例中，侧齿轮42、44可具有12的径节。在本实施例的一个示例中，侧锥齿轮42、44可具有2.696英寸的外径。在本实施例的一个示例中，小锥齿轮52每一个都可具有1.62401575英寸的球面半径。小锥齿轮52的目标外径Drt等于1.264英寸、实际外径Dm等于1.058英寸。下面提供的表I列出了齿组合，其为四个、六个和八个小锥齿轮差速齿轮机构提供了足够的齿轮强度。对于每一个实施例，表I列出了设置在小锥齿轮上的小齿轮齿数、设置在侧锥齿轮上的侧齿数、侧锥齿轮的径节、小锥齿轮的球面半径(英寸)、小锥齿轮的目标外径(英寸)、小锥齿轮的实际外径(英寸)、小锥齿轮的实际齿面角(度)、侧齿轮的外径(英寸)以及实际小齿轮外径与目标小齿轮外径相比减小的量(英寸)。在表I中列出的类型的实施例可被构造成相比于具有相当的最大扭矩的典型的现有技术锥齿轮差速机构而言具有相对窄的毂跨距、相对小的筒体直径(barrel diameter)、相对低的重量和相对低的转动惯量。较窄的毂跨距、较小的筒体直径、较低的重量和较低的转动惯量可单独地或者组合地提高燃油经济性。另外，根据本发明原理的锥齿轮差速机构的紧凑本质允许这种机构被使用在具有有限空间约束的应用场合中。表I[0060]
权利要求1.一种锥齿轮差速齿轮机构,包括: 沿一旋转轴线同轴地对齐的第一侧锥齿轮和第二侧锥齿轮；和 安装在所述第一侧锥齿轮和第二侧锥齿轮之间的小锥齿轮列，所述小锥齿轮列包括一定总数的小锥齿轮，小锥齿轮与第一侧锥齿轮和第二侧锥齿轮相互啮合以形成一扭矩传递装置，该扭矩传递装置构造用于在小锥齿轮与第一侧锥齿轮和第二侧锥齿轮之间传递扭矩以及用于允许第一侧锥齿轮和第二侧锥齿轮相对于彼此以不同的旋转速度旋转，每个小锥齿轮的实际齿面角值是目标齿面角值的至少90%，目标齿面角值等于360度除以两倍的小锥齿轮总数。
2.根据权利要求1所述的锥齿轮差速齿轮机构，其特征在于，实际齿面角值是目标齿面角值的至少95%。
3.根据权利要求1所述的锥齿轮差速齿轮机构，其特征在于，实际齿面角值是目标齿面角值的至少98%。
4.根据权利要求1所述的锥齿轮差速齿轮机构，其特征在于，每个小锥齿轮的实际外径值是目标外径值的至少80%，其中每个小锥齿轮具有球面半径，并且其中每个小锥齿轮的目标外径值等于2乘 以球面半径乘以目标齿面角值的正弦值。
5.根据权利要求4所述的锥齿轮差速齿轮机构，其特征在于，每个小锥齿轮的实际外径值是目标外径值的至少85%。
6.根据权利要求4所述的锥齿轮差速齿轮机构，其特征在于，每个小锥齿轮的实际外径值是目标外径值的至少90%。
7.根据权利要求1所述的锥齿轮差速齿轮机构，其特征在于，实际齿面角值落在目标齿面角值+/-10%的范围内。
8.—种锥齿轮差速齿轮机构,包括: 差速器壳体，其包括用于安装环形锥齿轮的外凸缘，差速器壳体限定沿着壳体的旋转轴线同轴地对齐的第一输出轴开口和第二输出轴开口； 以可旋转的方式安装在差速器壳体中的第一侧锥齿轮和第二侧锥齿轮，所述第一侧锥齿轮和第二侧锥齿轮沿着壳体的旋转轴线同轴地对齐，第一侧锥齿轮限定第一轴开口，该第一轴开口提供与容纳在所述第一输出轴开口中的第一输出轴的第一扭矩传递连接装置，并且侧锥齿轮限定第二轴开口，该第二轴开口提供与容纳在第二输出轴轴颈轴承中的第二输出轴的第二扭矩传递连接装置；和 多个安装在第一侧锥齿轮和第二侧锥齿轮之间的小锥齿轮，多个小锥齿轮包括一定总数的小锥齿轮，多个小锥齿轮以可旋转的方式安装在紧固至差速器壳体的小齿轮轴上，多个小锥齿轮与第一侧锥齿轮和第二侧锥齿轮相互啮合以形成扭矩传递装置，该扭矩传递装置构造用于在小锥齿轮与第一侧锥齿轮和第二侧锥齿轮之间传递扭矩，以使得第一侧锥齿轮和第二侧锥齿轮绕着旋转轴线旋转，该扭矩传递装置还构造成允许第一侧锥齿轮和第二侧锥齿轮相对于彼此绕着旋转轴线以不同的旋转速度旋转，每个小锥齿轮的实际齿面角值是目标齿面角值的至少90%，目标齿面角值等于360度除以两倍的小锥齿轮总数。
9.根据权利要求8所述的锥齿轮差速齿轮机构，其特征在于，实际齿面角值是目标齿面角值的至少95%。
10.根据权利要求8所述的锥齿轮差速齿轮机构，其特征在于，实际齿面角值是目标齿面角值的至少98%。
11.根据权利要求8所述的锥齿轮差速齿轮机构，其特征在于，每个小锥齿轮的实际外径值是目标外径值的至少80%，其中每个小锥齿轮具有球面半径，并且其中每个小锥齿轮的目标外径值等于2乘以球面半径乘以目标齿面角值的正弦值。
12.根据权利要求11所述的锥齿轮差速齿轮机构，其特征在于，每个小锥齿轮的实际外径值是目标外径值的至少85%。
13.根据权利要求11所述的锥齿轮差速齿轮机构，其特征在于，每个小锥齿轮的实际外径值是目标外径值的至少90%。
14.根据权利要求8所述的锥齿轮差速齿轮机构，其特征在于，小锥齿轮的总数等于六。
15.根据权利要求14所述的锥齿轮差速齿轮机构，其特征在于，每个小锥齿轮具有10个小齿轮齿，并且每个侧锥齿轮具有24个侧齿轮齿。
16.一种锥齿轮差速齿轮机构,包括: 差速器壳体，其包括用于安装环形锥齿轮的外凸缘，差速器壳体限定沿着壳体的旋转轴线同轴地对齐的第一输出轴开口和第二输出轴开口； 以可旋转的方式安装在差速器壳体中的第一侧锥齿轮和第二侧锥齿轮，所述第一侧锥齿轮和第二侧锥齿轮沿着壳体的旋转轴线同轴地对齐，第一侧锥齿轮限定第一轴开口，该第一轴开口提供与容纳在所述第一输出轴开口中的第一输出轴的第一扭矩传递连接装置，并且侧锥齿轮限定第二轴开口 ，该第二轴开口提供与容纳在第二输出轴轴颈轴承中的第二输出轴的第二扭矩传递连接装置；和 6个安装在第一侧锥齿轮和第二侧锥齿轮之间的小锥齿轮，所述小锥齿轮以可旋转的方式安装在紧固至差速器壳体的小齿轮轴上，所述小锥齿轮与第一侧锥齿轮和第二侧锥齿轮相互啮合以形成扭矩传递装置，该扭矩传递装置构造用于在小锥齿轮与第一侧锥齿轮和第二侧锥齿轮之间传递扭矩，以使得第一侧锥齿轮和第二侧锥齿轮绕着旋转轴线旋转，该扭矩传递装置还构造成允许第一侧锥齿轮和第二侧锥齿轮相对于彼此绕着旋转轴线以不同的旋转速度旋转，每个小锥齿轮的实际齿面角值落在27到33度的范围内。
17.根据权利要求16所述的锥齿轮差速齿轮机构，其特征在于，每个小锥齿轮具有10个齿，并且每个侧锥齿轮具有24个齿。
18.—种锥齿轮差速齿轮机构,包括: 差速器壳体，其包括用于安装环形锥齿轮的外凸缘，差速器壳体限定沿着壳体的旋转轴线同轴地对齐的第一输出轴开口和第二输出轴开口； 以可旋转的方式安装在差速器壳体中的第一侧锥齿轮和第二侧锥齿轮，所述第一侧锥齿轮和第二侧锥齿轮沿着壳体的旋转轴线同轴地对齐，第一侧锥齿轮限定第一轴开口，该第一轴开口提供与容纳在所述第一输出轴开口中的第一输出轴的第一扭矩传递连接装置，并且侧锥齿轮限定第二轴开口，该第二轴开口提供与容纳在第二输出轴轴颈轴承中的第二输出轴的第二扭矩传递连接装置；和 8个安装在第一侧锥齿轮和第二侧锥齿轮之间的小锥齿轮，所述小锥齿轮以可旋转的方式安装在紧固至差速器壳体的小齿轮轴上，所述小锥齿轮与第一侧锥齿轮和第二侧锥齿轮相互啮合以形成扭矩传递装置，该扭矩传递装置构造用于在小锥齿轮与第一侧锥齿轮和第二侧锥齿轮之间传递扭矩，以使得第一侧锥齿轮和第二侧锥齿轮绕着旋转轴线旋转，该扭矩传递装置还构造成允许第一侧锥齿轮和第二侧锥齿轮相对于彼此绕着旋转轴线以不同的旋转速度旋转，每个小锥齿轮的实际齿面角值落在20.25到24.75度的范围内。
19.根据权利要求18所述的锥齿轮差速齿轮机构，其特征在于，每个小锥齿轮具有10个齿，并且每个侧锥齿轮具有32个齿。
20.根据权利要求1所述的锥齿轮差速齿轮机构，其特征在于，相邻小锥齿轮之间的齿侧隙小于1.5毫米。
21.根据权利要求20所述的锥齿轮差速齿轮机构，其特征在于，齿侧隙小于1.0毫米。
专利摘要公开了一种紧凑锥齿轮差速齿轮机构，其中小锥齿轮以密集排列的方式布置。该紧凑锥齿轮差速齿轮机构包括沿着旋转轴线同轴地对齐的第一和第二侧锥齿轮。该紧凑锥齿轮差速齿轮机构还包括安装在第一和第二侧锥齿轮之间的小锥齿轮列。小锥齿轮与第一和第二侧锥齿轮相互啮合，以形成在小锥齿轮与第一和第二侧锥齿轮之间传递扭矩并允许第一和第二侧锥齿轮相对于彼此以不同的旋转速度旋转的扭矩传递装置。每个小锥齿轮的实际齿面角值落在目标齿面角值+/-10％的范围内。目标齿面角值等于360度除以两倍的设置在小锥齿轮列中的小锥齿轮的总数。
文档编号F16H55/17GK203067711SQ201220533399
公开日2013年7月17日 申请日期2012年9月6日 优先权日2011年9月6日
发明者M·G·福克斯 申请人:伊顿公司