轮间差速器总成及其组装方法与流程

本发明涉及一种轮间差速器总成及其组装方法，属于汽车制造机械技术领域。

背景技术：

现有的商用汽车上使用的轮间差速器总成中绝大部分为传统分体式结构(即差速器壳总成为左差速器壳和右差速器壳两个件组成)、行星齿轮轴为整体式外观呈十字型结构。

其中差速器壳总成中的左差速器壳和右差速器壳按中间球面的中心对分，左、右件的球面和两端的差速器轴承安装杆径加工完成后用差速器连接螺栓固定在一起再加工行星齿轮轴孔(四个成90°夹角的孔)；为保证差速器总成状态的半轴齿轮与行星齿轮的正确啮合，四个行星齿轮轴孔中心线形成的平面要求在球面的中心位置。此结构的主要优点是结构设计简单、毛坯成型工艺成熟，生产效率高，成本低；但是缺点是机械加工完成后很难精确保证左壳与右壳的球面可以再合件后形成一个精准球体(现有工艺为在左差速器壳上加工一个半球体、右差速器壳上加工一个半球体；理论上要求左、右壳连接后两个半球体在四个行星齿轮安装部位应该形成一个完整的球体、四个行星齿轮轴孔中心在球面中心上,但在实际生产过程中，此要求难以满足)；行星齿轮轴为一个十字型结构：为保证正常使用需要保证相对的两轴中心的同轴度、相邻两轴之间的垂直度的误差越小越好；但受制于热处理变形和机械加工工艺的局限，所要求的形位公差均难以控制且批次的一致性也很差。

如果两侧半球体不能形成一个完整的球体或者行星齿轮轴孔不在球心上；则会导致行星齿轮与半轴齿轮的啮合不正常，会发生齿轮烧蚀、行星齿轮轴与行星齿轮烧结在一起造成行星齿轮断裂、正常行驶时有异响等故障发生，严重会造成差速器失效导致整车停运。

技术实现要素：

本发明的一个目的是提供一种轮间差速器总成，解决现有技术中行星齿轮轴中心线的交点与球体中心难以重合的技术缺陷。

为解决上述问题，本发明所采取的技术方案是：一种轮间差速器总成，包括左差速器壳、右差速器壳、左半轴锥齿轮、右半轴锥齿轮、四个行星齿轮和被动锥齿轮，所述的右差速器壳可拆卸的安装在左差速器壳上，所述的左差速器壳和右差速器壳之间形成用于安装左半轴锥齿轮、右半轴锥齿轮和行星齿轮的球形空腔，所述的左差速器壳的左侧和右差速器壳的右侧各设置一个差速器轴承，所述的被动锥齿轮可拆卸的安装在左差速器壳上靠近右差速器壳的一侧，所述的差速器轴承、左半轴锥齿轮、右半轴锥齿轮和被动锥齿轮的中心线重合，所述的右差速器壳上开有四个贯穿右减速器壳内外的转轴安装孔，所述的四个转轴安装孔位于球形空腔的两个相互垂直的直径上，并且四个转轴安装孔所在的平面与被动锥齿轮的中心线垂直，所述的四个行星齿轮分别通过设置在转轴安装孔内的转轴转动安装在球形空腔内，并且所述的四个行星齿轮均同时与左半轴锥齿轮和右半轴锥齿轮相啮合。本发明中左差速器壳和右差速器壳的分界面不是位于行星齿轮轴安装孔中心上，而是采取了偏离的结构，这样在右差速器壳单件内部就可以加工有一个完整的球体、同时四个行星齿轮轴孔的加工与球体的加工为一次装夹完成，按照现行的加工设备水平可以很轻易的保证行星齿轮轴安装孔中心与球体中心不偏移、相对的两个行星齿轮的转轴安装孔的同轴度、相邻两个行星齿轮轴孔的垂直度均可以保证在要求范围内，由此实现行星齿轮安装完成后行星齿轮的中心线的交点位于球形空腔的球心处，保证行星齿轮与半轴齿轮的啮合正常，不会发生齿轮烧蚀、行星齿轮轴与行星齿轮烧结在一起而造成的行星齿轮断裂、正常行驶时有异响等故障，有效的避免在使用中差速器失效导致整车停运的问题。

作为本发明的进一步改进，所述的转轴包括长轴、第一行星齿轮半轴和第二行星齿轮半轴，其中两个行星齿轮通过长轴安装在球形空腔内，另外两个行星齿轮分别通过第一行星齿轮半轴和第二行星齿轮半轴安装在球形空腔内，所述的长轴的两端分别位于其中两个转轴安装孔内，第一行星齿轮半轴和第二行星齿轮半轴的一端与长轴的中部连接，第一行星齿轮半轴和第二行星齿轮半轴的另一端分别位于另外两个转轴安装孔内。本申请中的转轴总共分为三根，其中一根转轴上安装两个行星齿轮，另外两根转轴上分别安装一个行星齿轮，方便行星齿轮的安装。

作为本发明的进一步改进，所述的第一行星齿轮半轴为阶梯轴，其直径较大的一端的端部沿其轴向开有用于安装第二行星齿轮半轴的盲孔，并且在第一行星齿轮半轴直径较大的一端沿其径向开有贯穿其两侧的第一通孔，所述的第一通孔与盲孔相通，所述的长轴的中部开有卡槽，所述的第二行星齿轮半轴的端部开有与卡槽相配合的凸起，所述的长轴的一端穿过第一通孔并且其上的卡槽位于第一通孔内，所述的第二行星齿轮半轴的一端插入盲孔内，并且其端部的凸起与卡槽相配合。本申请通过在第一行星齿轮半轴上开设盲孔和通孔，实现了三根转轴之间的连接。

作为本发明的进一步改进，所述的第二行星齿轮半轴远离第一行星齿轮半轴的一端沿其径向开有第一定位孔，所述的右差速器壳上开有与第一定位孔相对应的第二定位孔，所述的第一定位孔和第二定位孔内设置定位销。本申请设置定位销，实现转轴整体上的固定。

作为本发明的进一步改进，所述的行星齿轮与右差速器壳之间设置有行星齿轮垫圈。本申请设置行星齿轮垫圈，避免行星齿轮与右差速器壳之间发生磨损。

作为本发明的进一步改进，所述的左半轴锥齿轮与左差速器壳之间以及右半轴锥齿轮与右差速器壳之间均设置有半轴齿轮垫圈。本申请设置半轴齿轮垫圈，避免半轴齿轮与差速器壳之间的磨损。

作为本发明的进一步改进，所述的左差速器壳与右差速器壳上均开有与球形空腔相通的润滑油通道。本申请设置润滑油通道，便于球形空腔内的润滑油的流动，优化球形空腔内的齿轮的润滑。

本发明的另一个目的是提供一种组装上述轮间差速器总成的方法，包括如下步骤，

步骤1，将右半轴锥齿轮安装在右差速器壳内，将左半轴锥齿轮安装在左差速器壳内，将安装有右半轴锥齿轮的右差速器壳放置在工作台面上，并且使其球形空腔位于上方；

步骤2，将其中一个行星齿轮套设在第一行星齿轮半轴上，并将第一行星齿轮半轴直径较小的一端插入其中一个转轴安装孔内；

步骤3，另选一个行星齿轮，将其放置在右半轴锥齿轮上，并且使该行星齿轮位于步骤2中的行星齿轮相邻的一个转轴安装孔处，将长轴的一端从该转轴安装孔的外侧箱内插入该转轴安装孔，并且使长轴依次穿过该行星齿轮的安装孔和第一行星齿轮半轴上的第一通孔；

步骤4，再取一个行星齿轮，将其在右半轴锥齿轮上，并推动长轴，使长轴穿过该行星齿轮的安装孔并伸入到与步骤3中的转轴安装孔相对的一个转轴安装孔；

步骤5，将最后一个行星齿轮放置在右半轴锥齿轮上，将第二行星齿轮半轴从最后一个转轴安装孔内插入，并穿过本步骤中的行星齿轮的安装孔后伸入第一行星齿轮半轴端部的盲孔内；

步骤6，转动长轴，并移动第二行星齿轮半轴，使第二行星齿轮半轴端部的凸起与长轴上的卡槽相配合；

步骤7，将定位销插入第一定位孔和第二定位孔内；

步骤8，将步骤7的右差速器壳安装在左差速器可上，并将被动锥齿轮安装在左差速器壳上。

本申请的轮间差速器总成的组装方法简单，组装后的行星齿轮中心线的交点与球形空腔球心重合度好，避免了后续使用过程中出现的齿轮啮合方面的问题。

作为本发明的进一步改进，还包括步骤9，在左差速器壳的左端和右差速器壳的右端各安装一个差速器轴承。

作为本发明的更进一步改进，在步骤1中左半轴锥齿轮与左差速器壳之间以及右半轴锥齿轮与右差速器壳之间均设置有半轴齿轮垫圈，在步骤2、步骤3、步骤4和步骤5行星齿轮靠近右差速器壳的一端安装行星齿轮垫圈。

综上所述，本发明的有益效果是：本发明的轮间差速器总成的行星齿轮中心线的交点位于球形空腔的球心处，保证本发明中齿轮啮合正常，避免由于齿轮啮合不正常而导致的问题并且本发明的结构以及组装方法都很简单。

附图说明

图1是本发明的纵向剖视图。

图2是图1中的b-b剖视图。

图3是反映本申请中转轴的立体分解示意图。

其中：1、左差速器壳；2、右差速器壳；3、左半轴锥齿轮；4、右半轴锥齿轮；5、行星齿轮；6、被动锥齿轮；7、球形空腔；8、差速器轴承；9、转轴安装孔；901、第一转轴安装孔；902、第二转轴安装孔；903、第三转轴安装孔；904、第四转轴安装孔；10、转轴；101、长轴；102、第一行星齿轮半轴；103、第二行星齿轮半轴；104、盲孔；105、通孔；106、卡槽；107、凸起；108、第一定位孔；109、定位销；11、行星齿轮垫圈；12、半轴齿轮垫圈；13、润滑油通道；14、差速器壳连接螺栓；15、被动齿轮安装螺栓。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式做进一步的说明。

实施例一：

本实施例的技术方案是一种轮间差速器总成，如图1、图2和图3所示的轮间差速器总成，包括左差速器壳1、右差速器壳2、左半轴锥齿轮3、右半轴锥齿轮4、四个行星齿轮5和被动锥齿轮6，所述的右差速器壳2可拆卸的安装在左差速器壳1上，所述的左差速器壳1和右差速器壳2之间形成用于安装左半轴锥齿轮3、右半轴锥齿轮4和行星齿轮5的球形空腔7，其中左半轴锥齿轮3的左端安装在左差速器壳1上，右半轴锥齿轮4安装在右差速器壳2上，并且左半轴锥齿轮3的齿与右半轴锥齿轮4的齿相向设置，所述的左差速器壳1的左侧和右差速器壳2的右侧各设置一个差速器轴承8，所述的被动锥齿轮6可拆卸的安装在左差速器壳1上靠近右差速器壳2的一侧，所述的差速器轴承8、左半轴锥齿轮3、右半轴锥齿轮4和被动锥齿轮6的中心线重合，所述的右差速器壳2上开有四个贯穿右减速器壳内外的转轴安装孔9，所述的四个转轴安装孔9位于球形空腔7的两个相互垂直的直径上，所述的四个转轴安装孔9分别是第一转轴安装孔901、第二转轴安装孔902、第三转轴安装孔903和第四转轴安装孔904，并且四个转轴安装孔9所在的平面与被动锥齿轮6的中心线垂直，其中第一转轴安装孔901与第三转轴安装孔903相对设置，第二转轴安装孔902和第四转轴安装孔904相对设置，即第一转轴安装孔901和第三转轴安装孔903位于球形空腔7的一条直径上，第二转轴安装孔902与第四转轴安装孔904位于球形空腔7的另一条直径上，所述的四个行星齿轮5分别通过设置在转轴安装孔9内的转轴10转动安装在球形空腔7内，并且所述的四个行星齿轮5的左侧均与左半轴锥齿轮3相啮合，四个行星齿轮5的右侧均与右半轴锥齿轮4相啮合。本申请中的右差速器壳2在其轴向上的长度大于左差速器壳1在其轴向上的长度，使得整个行星齿轮5和转轴10均位于右差速器壳2内。

本申请中所述的转轴10包括长轴101、第一行星齿轮半轴102和第二行星齿轮半轴103，其中两个行星齿轮5通过长轴101安装在球形空腔7内，另外两个行星齿轮5分别通过第一行星齿轮半轴102和第二行星齿轮半轴103安装在球形空腔7内，所述的长轴101的两端分别位于第一转轴安装孔901和第三转轴安装孔903内，第一行星齿轮半轴102和第二行星齿轮半轴103的一端与长轴101的中部连接，第一行星齿轮半轴102和第二行星齿轮半轴103的另一端分别位于第二转轴安装孔902和第四转轴安装孔904内。

本实施例优选的将所述的第一行星齿轮半轴102设置为阶梯轴，第一行星齿轮半轴102直径较大的一端的端部沿其轴向开有用于安装第二行星齿轮半轴103的盲孔104，并且在第一行星齿轮半轴102直径较大的一端沿其径向开有贯穿其两侧的第一通孔105，所述的第一通孔105与盲孔104相通，所述的长轴101的中部开有卡槽106，所述的第二行星齿轮半轴103的端部开有与卡槽106相配合的凸起107，所述的长轴101的一端穿过第一通孔105并且长轴101中部的卡槽106位于第一通孔105内，所述的第二行星齿轮半轴103的一端插入盲孔104内，并且第二行星齿轮半轴103端部的凸起107位于卡槽106内与卡槽106相配合。

为实现本申请中转轴10的固定，在所述的第二行星齿轮半轴103远离第一行星齿轮半轴102的一端沿其径向开有第一定位孔108，所述的右差速器壳2上开有与第一定位孔108相对应的第二定位孔（图中未示出），所述的第一定位孔108和第二定位孔内设置定位销109。

本申请在所述的行星齿轮5与右差速器壳2之间设置有行星齿轮垫圈11，行星齿轮垫圈11的大小与行星齿轮5靠近右差速器壳2的一端的端面面积大小相等，并且在行星齿轮垫圈11上开有贯穿其两侧的第二通孔（图中未示出），所述的转轴10穿过第二通孔，实现对行星齿轮垫圈11的固定。

本实施例在所述的左半轴锥齿轮3与左差速器壳1之间以及右半轴锥齿轮4与右差速器壳2之间均设置有半轴齿轮垫圈12，左半轴锥齿轮3与右半轴锥齿轮4的形状和齿数均相同，左半轴锥齿轮3远离其齿的一侧为圆柱状的用于与左减速器壳1安装的左安装段，在左安装段与左半轴锥齿轮3的齿之间形成左轴肩部，右半轴锥齿轮4远离其齿的一侧为圆柱状的用于与右减速器壳2安装的右安装段，在右安装段与右半轴锥齿轮4的齿之间形成右轴肩部，其中半轴齿轮垫圈12为圆环状，其大小分别与左轴肩部和右轴肩部的面积大小相等，并且分别套设在做安装段和右安装段上，实现半轴齿轮垫圈12的安装。

本实施例在所述的左差速器壳1与右差速器壳2上均开有与球形空腔7相通的润滑油通道13，有利于在使用过程中润滑油在球形空腔内外流动。

本实施例实现右差速器壳2与左差速器壳1之间可拆卸的安装的具体结构是：本实施例中右差速器壳2左侧的外径小于左差速器壳1右侧的外径，在右差速器壳2上的边沿上沿着圆周方向开有多个（比如八个或者十二个）第一螺纹孔（图中未示出），在左差速器壳1上开有数量与右差速器壳2上的第一螺纹孔数量相等并且与第一螺纹孔相对应的第一安装通孔（图中未示出），采用安装在第一安装通孔内并且与第一螺纹孔螺纹配合的差速器壳连接螺栓14将右差速器壳2可拆卸的安装在左差速器壳1上。本实施例实现被动锥齿轮6与左差速器壳1可拆卸的安装的具体结构是在被动锥齿轮6上远离齿的一侧沿其圆周方向均匀的开有八到十六个第二螺纹孔（图中未示出），在左差速器壳1上开有数量与第二螺纹孔的数量相等并且与第二螺纹孔相对应的第二安装通孔（图中未示出），采用设置在第二安装通孔内并且与第二螺纹孔螺纹配合的被动齿轮安装螺栓15将被动锥齿轮6可拆卸的安装在左差速器壳1上。

本申请在使用时，将本申请通过差速器轴承8安装在主减速器带差速器总成上，主减带差速器总成安装在车桥上，并且左半轴锥齿轮3和右半轴锥齿轮4分别采用与其通过花键连接的半轴与车桥两端的轮毂连接，本申请中的被动锥齿轮6与车桥上的主动锥齿轮相啮合，主动锥齿轮转动驱动被动锥齿轮6转动，为本申请提供工作的动力，被动锥齿轮6转动，由于被动锥齿轮6和右差速器壳2均通过螺栓安装在左差速器壳1上，因此被动锥齿轮6驱动左差速器壳1和右差速器壳2同时转动，，当左右车轮的转速一致时，左半轴锥齿轮3、右半轴锥齿轮4、行星齿轮5、左差速器壳1和右差速器壳2构成一个整体，左半轴锥齿轮3、右半轴锥齿轮4、行星齿轮5、左差速器壳1和右差速器壳2之间没有相对转动，而当左右车轮的转速不一致（车子转向）时，左半轴锥齿轮3、右半轴锥齿轮4和行星齿轮5之间发生相对转动，此时左半轴锥齿轮3、右半轴锥齿轮4与行星齿轮5在自转的同时，左半轴锥齿轮3、右半轴锥齿轮4、行星齿轮5、左差速器壳1和右差速器壳2构成的整体随着差速器轴承8的内圈一起转动。

本申请的优点是：1.左差速器壳和右差速器壳的分界面不是位于行星齿轮轴安装孔中心上，而是采取了偏离的结构，这样在右差速器壳单件内部就可以加工有一个完整的球体、同时四个行星齿轮轴孔的加工与球体的加工为一次装夹完成，按照现行的加工设备水平可以很轻易的保证行星齿轮轴安装孔中心与球体中心不偏移、相对的两个行星齿轮轴孔的同轴度、相邻的两个行星齿轮轴孔的垂直度均可以保证在理论要求范围内。

2.左差速器壳和右差速器壳通过差速器壳安装螺栓固定在一起形成差速器壳总成；为保证两端的差速器轴承安装轴径的同轴度、被动齿轮安装面与两端的差速器轴承安装轴径中心的垂直度、被动齿轮安装止口与两端的差速器轴承安装轴径中心的同轴度；按现行通用加工工艺，还需要进行一次合件加工，而本申请的结构可以很方便的实施此工艺，不用额外增加工装成本。

3.由于本申请整个球体均位于右差速器壳上，左右壳的分界面向左移动，则外廓尺寸可以缩小，使被动齿轮与右差速器壳之间的空腔加大，便于后续外围件的布置、装配。

4.行星齿轮轴采用分体结构，很好的解决四个行星齿轮轴孔均在右壳上加工而出现的装配问题；同时，由于采用分体结构，避免了现有传统十字型结构存在的形位公差不能够保证的问题，因为都是直轴，机械加工工艺简单、毛坯成型简单，整个制造成本下降，且产品精度有提升。

实施例二：

本实施例的技术方案是组装实施例一中所述的轮间差速器总成的方法，本实施例的方法具体的包括如下九个步骤：

步骤1，在右半轴锥齿轮4的连接段和左半轴锥齿轮3的连接段上各套设一个半轴齿轮垫圈12，将右半轴锥齿轮4安装在右差速器壳2内，将左半轴锥齿轮3安装在左差速器壳1内，将左半轴锥齿轮3和右半轴锥齿轮4分别安装在左差速器壳1和右差速器壳2内的方法系现有技术，本实施例不予详述，将安装有右半轴锥齿轮4的右差速器壳2放置在工作台面上，并且使其球形空腔7位于上方。

步骤2，将其中一个行星齿轮5套设在第一行星齿轮半轴102直径较小的一端上，并将第一行星齿轮半轴102直径较小的一端插入第二转轴安装孔902内。

步骤3，另选一个行星齿轮5，将其放置在右半轴锥齿轮4上，并且使该行星齿轮5位于步骤2中的行星齿轮5相邻的一个转轴安装孔9（第一转轴通孔901）处，将长轴101的一端从第一转轴安装孔901的外侧箱内插入第一转轴安装孔901，并且使长轴101依次穿过该行星齿轮5的安装孔和第一行星齿轮半轴102上的第一通孔105。

步骤4，再取一个行星齿轮5，将其在右半轴锥齿轮4上，并推动长轴101，使长轴101穿过该行星齿轮5的安装孔并伸入到与步骤3中的转轴安装孔9相对的一个转轴安装孔9即第三转轴通孔903内。

步骤5，将最后一个行星齿轮5放置在右半轴锥齿轮4上，将第二行星齿轮半轴103从第四转轴安装孔904内插入，并穿过本步骤中的行星齿轮5的安装孔后伸入第一行星齿轮半轴102端部的盲孔104内。

步骤6，转动长轴101，并移动第二行星齿轮半轴103，使第二行星齿轮半轴103端部的凸起107与长轴101上的卡槽106相配合。

步骤7，将定位销109插入第一定位孔108和第二定位孔内，实现长轴101、第一行星齿轮半轴102和第二行星齿轮半轴103整体的固定。

步骤8，将步骤7的右差速器壳2上的第一螺纹孔与左差速器可1上的第一安装通孔对应放置，并将差速器壳连接螺栓14插入第一安装通孔内，并拧动差速器壳连接螺栓14，使其与第一螺纹孔相配合，将右差速器壳2安装在左差速器可上，并采用相同的方式用被动齿轮安装螺栓15将被动锥齿轮6安装在左差速器壳1上。

步骤9，在左差速器壳1的左端和右差速器壳2的右端各安装一个差速器轴承8，差速器轴承8的安装也系现有技术，本实施例不予赘述。

本实施例在步骤1中左半轴锥齿轮3与左差速器壳1之间以及右半轴锥齿轮4与右差速器壳2之间均设置有半轴齿轮垫圈12，在步骤2、步骤3、步骤4和步骤5行星齿轮5靠近右差速器壳2的一端安装行星齿轮垫圈11，具体的可在行星齿轮5安装之前，先将行星齿轮垫圈11粘贴在行星齿轮5的端面上。本申请的方法的改进点在于安装的步骤，其中行星齿轮5与转轴10安装后的固定等，系现有技术，并非本申请的改进点，因此本申请不予详述。

以上说明书中未做特别说明的部分均为现有技术，或者通过现有技术既能实现。而且本发明中所述具体实施案例仅为本发明的较佳实施案例而已，并非用来限定本发明的实施范围。即凡依本发明申请专利范围的内容所作的等效变化与修饰，都应作为本发明的技术范畴。