行星齿轮式车辆用轴间差速器的制造方法
【专利摘要】行星齿轮式车辆用轴间差速器，箱体内设置有主动轴，主动轴一端安装于前驱动力轴内，另一端安装于后驱动力轴内，且前驱动力轴、后驱动力轴均安装于箱体内，前驱齿轮安装于前驱动力轴上；行星控制支架安装于主动轴上，集成太阳轮集成于主动轴上；此外，前驱行星轮支撑组件与后驱行星轮支撑组件的结构与安装方式相同，前驱行星轮通过前驱行星轮支撑组件周向均布安装于行星控制支架上，且前驱行星轮同时与前驱动力轴的内圈齿轮、集成太阳轮啮合。本发明采用行星齿轮传动机构的行星控制支架以实现机械动力驱动轴间差速，有效解决了前后驱动桥的行驶轮大小不一致的非等比例输出问题，特别适合用于轮式拖拉机四驱系统，传动效率高，操作简便，易于驾驶。
【专利说明】行星齿轮式车辆用轴间差速器
【技术领域】
[0001] 本发明涉及农业机械变速【技术领域】，尤其涉及一种行星齿轮式车辆用轴间差速 器。
【背景技术】
[0002] 农用车辆尤其是一般用途的轮式拖拉机通常在田间行驶，但由于田间土壤质地松 软，地面附着力小，为增加拖拉机的驱动能力，通常采用加大驱动车轮直径、增加轮胎花纹 深度、采用四轮驱动等方式。其中，加大车轮直径会使得前轮的转向能力减弱，因此为了在 不降低拖拉机转向能力基础上提高驱动力，拖拉机车轮通常为前轮小而后轮大结构；而增 加轮胎花纹的深度随着轮胎的使用而磨损，不能有效解决拖拉机驱动能力的问题；采用四 轮驱动时，必须设计专用变速机构以克服由于车轮大小不一而导致前轮转速不同的问题。
【发明内容】
[0003] 本发明所解决的技术问题在于提供一种行星齿轮式车辆用轴间差速器，以解决上 述【背景技术】中的缺点。
[0004] 本发明所解决的技术问题采用以下技术方案来实现：
[0005] 行星齿轮式车辆用轴间差速器，包括箱体，其中，箱体内设置有主动轴，主动轴一 端安装于前驱动力轴内，另一端安装于后驱动力轴内，且前驱动力轴安装在端盖内，后驱动 力轴安装于箱体内，前驱齿轮安装于前驱动力轴上，前驱动力轴内安装有主动骨架油封，当 外部动力轴套装于主动轴上通过花键传递动力时，主动骨架油封套装于该外部动力轴上， 起到动态旋转密封的作用；同时在箱体内设置有用于后驱动力轴动态旋转密封的后驱骨架 油封，后驱骨架油封套装于后驱动力轴上，行星控制支架安装于主动轴上，集成太阳轮集成 于主动轴上；此外，前驱行星轮支撑组件与后驱行星轮支撑组件结构相同，前驱行星轮通过 前驱行星轮支撑组件周向均布安装于行星控制支架上，且前驱行星轮同时与前驱动力轴的 内圈齿轮、集成太阳轮啮合，后驱行星轮通过后驱行星轮支撑组件周向均布安装于后驱动 力轴上，且后驱行星轮同时与行星控制支架的内圈齿轮、集成太阳轮啮合。
[0006] 在本发明中，端盖内安装有用于轴向限位的卡环（一）。
[0007] 在本发明中，端盖内还安装有前驱骨架油封，且前驱骨架油封套装于前驱动力轴 上，用于前驱动力轴的动态旋转密封。
[0008] 在本发明中，端盖与箱体配合安装并通过端盖紧固螺栓连接紧固。
[0009] 在本发明中，前驱动力轴上设置有用于对前驱齿轮进行限位的卡环（二）。
[0010] 在本发明中，行星控制支架通过滑动轴承安装于主动轴上，且滑动轴承与主动轴 过渡配合。
[0011] 在本发明中，前驱行星轮支撑组件包括组件滑动轴承、组件螺钉、组件挡圈，组件 滑动轴承过盈配合安装于前驱行星轮内，前驱行星轮通过组件滑动轴承套装于组件螺钉上 空转，组件螺钉一端通过螺纹紧固安装于行星控制支架上，另一端套装有组件挡圈，用于对 前驱行星轮的轴向限位。
[0012] 在本发明中，无外部行驶阻力的作用下车辆正常行驶，主动轴在外部动力的驱动 下逆时针旋转，并通过集成太阳轮带动前驱行星轮与后驱行星轮旋转；而在有外部行驶阻 力的作用下，前驱行星轮通过前驱行星轮支撑组件促使行星控制支架做逆时针旋转趋势， 而后驱行星轮通过后驱行星轮支撑组件促使行星控制支架做顺时针旋转趋势，此时，后驱 行星轮对行星控制支架的作用力与前驱行星轮对行星控制支架的作用力方向相反，当作用 力大小相等时，行星控制支架保持相对静止，前驱行星轮与后驱行星轮无差速动力输出，当 作用力大小不等时，行星控制支架产生相对运动，将一端的动力输送给另一端，以实现轴间 差速。
[0013] 轴间差速具体运动方式是：动力经主动轴输入后一部分经前驱行星轮驱动前驱动 力轴，并通过前驱齿轮将动力传递给前驱动桥部分，另一部分经后驱行星轮驱动后驱动力 轴，并通过后驱动力轴上的花键将动力传递给后驱动桥部分；当主动轴以额定转速通过前 驱行星轮驱动前驱动力轴的角速度大于前驱动力轴端外部行驶反馈给差速器前驱动力轴 的角速度时，前驱行驶轮将通过前驱行星轮支撑组件带动行星控制支架旋转，而行星控制 支架的旋转将加速后驱行星轮对后驱动力轴的驱动，即主动轴以额定转速驱动后驱动力轴 的角速度增大，以增加对后驱行驶轮的驱动；反之，主动轴以额定转速通过后驱行星轮驱动 后驱动力轴的角速度大于后驱动力轴端外部行驶反馈给差速器后驱动力轴的角速度时，后 驱行驶轮将动力传递给行星控制支架，行星控制支架的旋转加速前驱行星轮对前驱动力轴 的驱动，即主动轴以额定转速驱动前驱动力轴的角速度增大，以增加对前驱行驶轮的驱动， 从而实现前驱行驶轮与后驱行驶轮的动力驱动轴间差速。
[0014] 有益效果：本发明采用行星齿轮传动机构的行星控制支架以实现机械动力驱动差 速，有效解决了前后驱动桥的行驶轮大小不一致的非等比例输出问题，既提高了车辆行驶 的稳定性，且传动效率高，适用性强，操作简便，易于驾驶。
【专利附图】
【附图说明】
[0015] 图1为本发明的较佳实施例的结构示意图。
[0016] 图2为图1的左视图。
[0017] 图3为图1的右视图。
[0018] 图4为本发明的较佳实施例中前驱行星轮支撑组件结构示意图。
[0019] 图5为本发明的较佳实施例的具体使用示意图。
【具体实施方式】
[0020] 为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结 合具体图示，进一步阐述本发明。
[0021] 参见图1?图4的行星齿轮式车辆用轴间差速器，包括前驱行星轮支撑组件1、端 盖紧固螺栓2、端盖3、卡环（一）4、前驱骨架油封5、前驱齿轮6、卡环（二）7、主动骨架油 封8、主动轴9、前驱动力轴10、轴承（一）11、轴承（二）12、行星控制支架13、后驱行星轮 14、后驱行星轮支撑组件15、轴承（三）16、轴承（四）17、后驱动力轴18、后驱骨架油封19、 箱体20、卡环（三）21、滑动轴承22、前驱行星轮23、集成太阳轮24、组件滑动轴承1-1、组 件螺钉1-2、组件挡圈1-3。
[0022] 在本实施例中，主动轴9 一端通过轴承（二）12安装于前驱动力轴10内，另一端 通过轴承（三）16安装于后驱动力轴18内，前驱动力轴10通过轴承（一）11安装于端盖3 内，后驱动力轴18通过轴承（四）17安装于箱体20内，端盖3与箱体20配合安装并通过 端盖紧固螺栓2连接紧固，端盖3内安装有卡环（一）4,箱体20内安装有卡环（三）21，卡 环（一）4与卡环（三）21分别用于轴向限位，前驱骨架油封5安装于端盖3内，同时套装 于前驱动力轴10上，用于前驱动力轴10的动态旋转密封，前驱齿轮6安装于前驱动力轴10 上并通过卡环（二）7限位，前驱动力轴10内安装有主动骨架油封8,当外部动力轴套装于 主动轴9上通过花键传递动力时，主动骨架油封8套装于该外部动力轴上，起到动态旋转密 封的作用，后驱骨架油封19安装于箱体20内，同时套装于后驱动力轴18上，用于后驱动力 轴18的动态旋转密封，行星控制支架13通过滑动轴承22安装于主动轴9上空转，滑动轴 承22与主动轴9过渡配合，集成太阳轮24集成于主动轴9上，前驱行星轮23通过前驱行 星轮支撑组件1周向均布安装于行星控制支架13上，且前驱行星轮23同时与前驱动力轴 10的内圈齿轮、集成太阳轮24啮合，后驱行星轮14通过后驱行星轮支撑组件15周向均布 安装于后驱动力轴18上，且后驱行星轮14同时与行星控制支架13的内圈齿轮、集成太阳 轮24啮合。
[0023] 前驱行星轮支撑组件1中，组件滑动轴承1-1过盈配合安装于前驱行星轮23内， 前驱行星轮23通过组件滑动轴承1-1套装于组件螺钉1-2上空转，组件螺钉1-2 -端通过 螺纹紧固安装于行星控制支架13上，另一端套装有组件挡圈1-3,组件挡圈1-3用于对前驱 行星轮23的轴向限位；后驱行星轮支撑组件15结构与前驱行星轮支撑组件1 一致。
[0024] 前驱动力轴10的内圈齿轮与集成太阳轮24的齿数比为α，行星控制支架13的内 圈齿轮与集成太阳轮24的齿数比也为α ;根据行星齿轮机构的传动特性，前驱由集成太阳 轮24输入通过行星控制支架13固定，由前驱动力轴10输出，其传动比为- α 表示前 驱动力轴10与集成太阳轮24转速相反）；后驱由集成太阳轮24输入经行星控制支架13固 定，由后驱动力轴18输出，其传动比为1+ α ;通过输出的传动比不同，即可实现行驶轮大小 不一致车辆轴间驱动差速；利用前驱输出与后驱输出转速相反这一特性，将前驱的行星架 与后驱的齿圈连接为一体形成行星控制支架13,当行星控制支架13以一定的速度旋转时， 可以起到轴间差速作用；同时，为了克服由于前驱输出与后驱输出转速相反的问题，通过改 变前驱差速器或后驱差速器的任一主动锥齿轮的传动方向即可。
[0025] 参见图5所示，前驱动桥与后驱动桥结构一致，而前驱行驶轮小于后驱行驶轮，差 速器在前驱动桥与后驱动桥正常驱动行驶轮时（正常行驶无需差速时）具有匹配的传动 I：匕；如图1中按C方向所示，主动轴9在外部动力的驱动下逆时针旋转，通过集成太阳轮24 带动前驱行星轮23与后驱行星轮14旋转，在外部行驶阻力的作用下，前驱行星轮23通过 前驱行星轮支撑组件1促使行星控制支架13做逆时针旋转趋势，而后驱行星轮14后驱行 星轮支撑组件15促使行星控制支架13做顺时针旋转趋势，如此后驱行星轮14对行星控制 支架13的作用力与前驱行星轮23对行星控制支架13的作用力方向相反；动力经主动轴9 输入后一部分经前驱行星轮23驱动前驱动力轴10,并通过前驱齿轮6将动力传递给前驱动 桥部分，另一部分经后驱行星轮14驱动后驱动力轴18,并通过后驱动力轴18上的外花键将 动力传递给后驱动桥部分具体运行状态如下：假设
[0026] 行星控制支架13相对静止，主动轴9以额定转速通过前驱行星轮23驱动前驱动 力轴10的角速度：;
[0027] 此时，前驱动力轴10端外部行驶反馈回差速器的前驱动力轴10的角速度为：ω2 ;
[0028] 行星控制支架13相对静止，主动轴9以额定转速通过后驱行星轮14驱动后驱动 力轴18的角速度：ω3 ;
[0029] 此时，后驱动力轴18端外部行驶反馈回差速器的后驱动力轴18的角速度为：ω4 ;
[0030] 当前驱行驶轮23受到外界作用而促使ω 2 < ω i时，前驱行驶轮23将通过前驱行 星轮支撑组件1带动行星控制支架13旋转，而行星控制支架13的旋转将加速后驱行星轮 14对后驱动力轴18的驱动，8卩ω 3变大，以增加对后驱行驶轮14的驱动；反之，当后驱行驶 轮14受到外界作用而促使ω 4 < ω 3时，后驱行驶轮14将动力传递给行星控制支架13,行 星控制支架13的旋转将加速前驱行星轮23对前驱动力轴10的驱动，8卩变大，以增加 对前驱行驶轮23的驱动，进而实现前后动力驱动轴间差速。
[0031] 以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术 人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本 发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变 化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其 等效物界定。
【权利要求】
1. 行星齿轮式车辆用轴间差速器，包括箱体，其特征在于，箱体内设置有主动轴，主动 轴一端安装于前驱动力轴内，另一端安装于后驱动力轴内，且前驱动力轴安装在端盖内，后 驱动力轴安装于箱体内，前驱齿轮安装于前驱动力轴上；行星控制支架安装于主动轴上，集 成太阳轮集成于主动轴上；此外，前驱行星轮支撑组件与后驱行星轮支撑组件结构相同，前 驱行星轮通过前驱行星轮支撑组件周向均布安装于行星控制支架上，且前驱行星轮同时与 前驱动力轴的内圈齿轮、集成太阳轮啮合，后驱行星轮通过后驱行星轮支撑组件周向均布 安装于后驱动力轴上，且后驱行星轮同时与行星控制支架的内圈齿轮、集成太阳轮啮合。
2. 根据权利要求1所述的行星齿轮式车辆用轴间差速器，其特征在于，端盖内还安装 有前驱骨架油封，且前驱骨架油封套装于前驱动力轴上。
3. 根据权利要求1所述的行星齿轮式车辆用轴间差速器，其特征在于，前驱动力轴内 安装有主动骨架油封，当外部动力轴套装于主动轴上通过花键传递动力时，主动骨架油封 套装于该外部动力轴上。
4. 根据权利要求1所述的行星齿轮式车辆用轴间差速器，其特征在于，箱体内设置有 用于后驱动力轴动态旋转密封的后驱骨架油封，后驱骨架油封套装于后驱动力轴上。
5. 根据权利要求1所述的行星齿轮式车辆用轴间差速器，其特征在于，前驱动力轴上 设置有用于对前驱齿轮进行限位的卡环（二）。
6. 根据权利要求1所述的行星齿轮式车辆用轴间差速器，其特征在于，行星控制支架 通过滑动轴承安装于主动轴上，且滑动轴承与主动轴过渡配合。
7. 根据权利要求1所述的行星齿轮式车辆用轴间差速器，其特征在于，前驱行星轮支 撑组件包括组件滑动轴承、组件螺钉、组件挡圈，组件滑动轴承过盈配合安装于前驱行星轮 内，前驱行星轮通过组件滑动轴承套装于组件螺钉上空转，组件螺钉一端通过螺纹紧固安 装于行星控制支架上，另一端套装有组件挡圈。
8. 根据权利要求1所述的行星齿轮式车辆用轴间差速器，其特征在于，端盖与箱体配 合安装并通过端盖紧固螺栓连接紧固。
9. 根据权利要求1?8所述的行星齿轮式车辆用轴间差速器，其特征在于，无外部行驶 阻力的作用下车辆正常行驶，主动轴在外部动力的驱动下逆时针旋转，并通过集成太阳轮 带动前驱行星轮与后驱行星轮旋转；而在有外部行驶阻力的作用下，前驱行星轮通过前驱 行星轮支撑组件促使行星控制支架做逆时针旋转趋势，而后驱行星轮通过后驱行星轮支撑 组件促使行星控制支架做顺时针旋转趋势，此时，后驱行星轮对行星控制支架的作用力与 前驱行星轮对行星控制支架的作用力方向相反，当作用力大小相等时，行星控制支架保持 相对静止，前驱行星轮与后驱行星轮无差速动力输出，当作用力大小不等时，行星控制支架 产生相对运动，将一端的动力输送给另一端，以实现轴间差速。
10. 根据权利要求9所述的行星齿轮式车辆用轴间差速器，其特征在于，轴间差速具体 运动方式是：动力经主动轴输入后一部分经前驱行星轮驱动前驱动力轴，并通过前驱齿轮 将动力传递给前驱动桥部分，另一部分经后驱行星轮驱动后驱动力轴，并通过后驱动力轴 上的花键将动力传递给后驱动桥部分；当主动轴以额定转速通过前驱行星轮驱动前驱动力 轴的角速度大于前驱动力轴端外部行驶反馈给差速器前驱动力轴的角速度时，前驱行驶轮 将通过前驱行星轮支撑组件带动行星控制支架旋转，而行星控制支架的旋转将加速后驱行 星轮对后驱动力轴的驱动，即主动轴以额定转速驱动后驱动力轴的角速度增大，以增加对 后驱行驶轮的驱动；反之，主动轴以额定转速通过后驱行星轮驱动后驱动力轴的角速度大 于后驱动力轴端外部行驶反馈给差速器后驱动力轴的角速度时，后驱行驶轮将动力传递给 行星控制支架，行星控制支架的旋转加速前驱行星轮对前驱动力轴的驱动，即主动轴以额 定转速驱动前驱动力轴的角速度增大，以增加对前驱行驶轮的驱动，从而实现前驱行驶轮 与后驱行驶轮的动力驱动轴间差速。
【文档编号】F16H48/11GK104088982SQ201410359466
【公开日】2014年10月8日 申请日期:2014年7月25日 优先权日:2014年7月25日
【发明者】孙松林, 肖名涛, 谢方平, 蒋蘋, 吴明亮 申请人:湖南农业大学