轮(6)、深沟球轴承 (7)、螺钉(8)、深沟球轴承(9)、套筒垫片（11)、深沟球轴承（12)组成，其特征在于:擬弃了传 统汽车差速器的行星齿轮系统，代之W "外齿内保持架一一滚进块一一右半轴双相内凸轮" 系统，该系统主要包括外齿内保持架（1)、滚进块巧）、左半轴中屯、轮(2)、右半轴双相内凸轮 (6)，W此系统实现差速，构成差速器;外齿内保持架（1)的外部是直齿圆锥齿轮、内部是套 筒结构，沿该套筒结构周向开有Zi个径向导槽，在该导槽内装有滚进块(5)，故称该套筒结 构为保持架，所W外齿内保持架（1)既是主减速器的一个锥齿轮，又是差速器机构中的一个 构件，外齿内保持架（1)将主减速器和差速器有机地合为一体，外齿内保持架（1)与右半壳 (4) 通过螺钉(8)固定连接成一个整体并由一对圆锥滚子轴承(3)支撑在机架上;上述滚进 块巧）由支架块(15)、销（16)、滚针（17)、滚针套筒（18)组成，销（16)的两端与支架块(15)两 侧的孔之间均为紧配合，四个滚针套筒（18)均由销（16)支承并通过滚针（17)与支架块(15) 组成滚动联接关系;左半轴中屯、轮(2)为多相外凸轮，该多相外凸轮是具有多个凸出部分的 外齿轮，其外凸部分的个数称为左半轴中屯、轮(2)的齿数，记为Z2,该多相外凸轮的轮廓曲 线是滚进块(5) -方面随外齿内保持架（1)转动，另一方面又在外齿内保持架（1)的径向导 槽中移动的过程中，其内端滚针套筒（18)所处一系列位置的包络线，左半轴中屯、轮(2)内嵌 于外齿内保持架（1)的套筒结构内，左半轴中屯、轮(2)的左端为左半轴，左半轴中屯、轮(2)通 过左半轴与左边后车轮（13)相固连，左半轴中屯、轮(2)的右端通过深沟球轴承(9)支承于右 半轴双相内凸轮(6)之内，左端通过深沟球轴承（12)支撑于外齿内保持架（1)之内；右半轴 双相内凸轮(6)是双相内凸轮，该双相内凸轮的内部是双偏屯、圆或楠圆形两相内凸轮，其自 身质量完全平衡，外齿内保持架（1)的套筒结构内嵌于右半轴双相内凸轮(6)之内，右半轴 双相内凸轮(6)的右端为右半轴，右半轴双相内凸轮(6)通过右半轴与右边后车轮（14)固连 在一起，右半轴双相内凸轮(6)由一对深沟球轴承(7)支撑在右半壳(4)中；滚进块(5)的中 间两个滚针套筒（18)可在外齿内保持架（1)的套筒结构的径向导槽内壁上沿径向滚动，从 而使滚进块(5)与外齿内保持架（1)之间构成滚动联接，滚进块(5)两端的滚针套筒（18)与 右半轴双相内凸轮(6)和左半轴中屯、轮(2)分别相晒合各组成一个滚动高副；左半轴中屯、轮 (2)的齿数Z2和滚进块巧）的数目Zi之差为2。
[0030]本发明所述差速器的工作原理是：当主减速器的从动锥齿轮即外齿内保持架（1) 被驱动并W等角速度转动时，外齿内保持架（1)的径向导槽对滚进块(5)产生推力，滚进块 (5) 与左半轴中屯、轮(2)和右半轴双相内凸轮(6)同时接触晒合并推动它们转动，与此同时 滚进块(5)还在外齿内保持架（1)的径向导槽中移动，从而构成一个二自由度差速系统，左 半轴中屯、轮(2)和右半轴双相内凸轮(6)上的运动和动力则分别传给与其相固连的左、右后 车轮。右半轴双相内凸轮(6)和左半轴中屯、轮(2)在驱动力的作用下分别转动，但各自的运 动状态是不确定的，由左右后车轮不同的路面、弯道情况决定。当汽车在平直路上直线行 驶，左半轴中屯、轮(2)上的车轮和右半轴双相内凸轮(6)上的车轮无转速差时，左半轴中屯、 轮(2)和右半轴双相内凸轮(6)的转速相同，即差速器没有差速作用。此时，差速器中各部件 保持相对静止，转矩由外齿内保持架（1)输入，经滚进块巧)平均传给左半轴中屯、轮(2)和右 半轴双相内凸轮(6)。当汽车转弯或在不平道路上行驶，左右两后轮出现转速差时，滚进块 (5)受外齿内保持架（1)的驱使，一方面驱动左半轴中屯、轮(2)和右半轴双相内凸轮(6)转 动，另一方面在随外齿内保持架（1)转动的同时在外齿内保持架（1)的径向导槽中做径向运 动，保证左半轴中屯、轮(2)和右半轴双相内凸轮(6)得W在不脱离传动的情况下实现差速。 而且由于滚进块(5)对左半轴中屯、轮(2)和右半轴双相内凸轮(6)的作用力产生的力矩的作 用，使转速慢的驱动轮上可W得到比转速快的驱动轮更大的转矩。
[0031] 为说明本发明差速器的差速特性，设汽车后面左、右轮转速分别为n2、ns，外齿内保 持架(1)的转速为m，则由图9可得：
式中，Z2-左半轴中屯、轮的齿数;Z广滚进块的个数。
[0032] 如设汽车要左转弯，汽车的两前轮在转向机构（图10)的作用下，其轴线与汽车两 后轮的轴线汇交于P点，此时可视为整个汽车是绕P点回转。在车轮与地面不打滑的情况下， 两后轮的转速应与弯道半径成正比，由图10可得：
式中，r-弯道平均半径;k后轮距之半。
[0033] 联立求解式(1)、式(2)，得：
[0034] 在确定的车辆参数及行驶条件下，m、Zi、Z2、L均为已知。因此，耻与ns只随转弯半径 r而变。故本发明差速器具备差速功能，装备该差速器的车辆能够通过任意半径弯道。
[0035] 本发明可广泛适用于所有需要差速器的轮式车辆，如汽车、工程车辆等。
【主权项】
1. 内双相激波滚进块式汽车差速器，主要由外齿内保持架（1)、左半轴中心轮(2)、圆锥 滚子轴承(3)、右半壳(4)、滚进块(5)、右半轴双相内凸轮(6)、深沟球轴承(7)、螺钉(8)、深 沟球轴承(9)、套筒垫片（11)、深沟球轴承（12)组成，其特征在于:摒弃了传统汽车差速器的 行星齿轮系统，代之以"外齿内保持架一一滚进块一一右半轴双相内凸轮"系统，该系统主 要包括外齿内保持架（1)、滚进块(5)、左半轴中心轮(2)、右半轴双相内凸轮(6)，以此系统 实现差速，构成差速器;外齿内保持架（1)的外部是直齿圆锥齿轮、内部是套筒结构，沿该套 筒结构周向开有2:个径向导槽，在该导槽内装有滚进块(5)，故称该套筒结构为保持架，所 以外齿内保持架（1)既是主减速器的一个锥齿轮，又是差速器机构中的一个构件，外齿内保 持架（1)将主减速器和差速器有机地合为一体，外齿内保持架（1)与右半壳(4)通过螺钉(8) 固定连接成一个整体并由一对圆锥滚子轴承（3)支撑在机架上；上述滚进块(5)由支架块 (15)、销（16)、滚针（17)、滚针套筒（18)组成，销（16)的两端与支架块（15)两侧的孔之间均 为紧配合，四个滚针套筒（18)均由销（16)支承并通过滚针（17)与支架块(15)组成滚动联接 关系；左半轴中心轮(2)为多相外凸轮，该多相外凸轮是具有多个凸出部分的外齿轮，其外 凸部分的个数称为左半轴中心轮(2)的齿数，记为Z2,该多相外凸轮的轮廓曲线是滚进块 (5) -方面随外齿内保持架（1)转动，另一方面又在外齿内保持架（1)的径向导槽中移动的 过程中，其内端滚针套筒（18)所处一系列位置的包络线，左半轴中心轮(2)内嵌于外齿内保 持架（1)的套筒结构内，左半轴中心轮(2)的左端为左半轴，左半轴中心轮(2)通过左半轴与 左边后车轮(13)相固连，左半轴中心轮(2)的右端通过深沟球轴承(9)支承于右半轴双相内 凸轮(6)之内，左端通过深沟球轴承（12)支撑于外齿内保持架（1)之内；右半轴双相内凸轮 (6) 是双相内凸轮，该双相内凸轮的内部是双偏心圆或椭圆形两相内凸轮，其自身质量完全 平衡，外齿内保持架（1)的套筒结构内嵌于右半轴双相内凸轮(6)之内，右半轴双相内凸轮 (6)的右端为右半轴，右半轴双相内凸轮(6)通过右半轴与右边后车轮（14)固连在一起，右 半轴双相内凸轮(6)由一对深沟球轴承(7)支撑在右半壳(4)中；滚进块(5)的中间两个滚针 套筒（18)可在外齿内保持架（1)的套筒结构的径向导槽内壁上沿径向滚动，从而使滚进块 (5)与外齿内保持架（1)之间构成滚动联接，滚进块(5)两端的滚针套筒（18)与右半轴双相 内凸轮(6)和左半轴中心轮(2)分别相啮合各组成一个滚动高副；左半轴中心轮(2)的齿数 Z2和滚进块(5)的数目&之差为2。2. 根据权利要求1所述的内双相激波滚进块式汽车差速器，其特征在于:滚进块与外齿 内保持架、右半轴双相内凸轮的内轮廓和左半轴中心轮的外凸轮轮齿廓三者之间同时实现 多对齿啮合，最多可以有50%的滚进块同时参与啮合工作，重合度大，承载能力高，可实现 大功率、大扭矩差速传动。3. 根据权利要求1所述的内双相激波滚进块式汽车差速器，其特征在于:滚进块与外齿 内保持架、左半轴中心轮和右半轴双相内凸轮之间均为纯滚动摩擦啮合，故本发明差速器 的传动效率高。
【专利摘要】内双相激波滚进块式汽车差速器，属于机械传动技术领域。本发明提供一种新型的汽车差速器，其外齿内保持架的外部是锥齿轮，内部是套筒结构，动力由外齿内保持架外部的锥齿轮输入，经外齿内保持架的套筒结构传给滚进块，滚进块再将动力传给与左车轮固连的左半轴中心轮和与右车轮固连的右半轴双相内凸轮，从而使左右车轮实现差速。该差速器省去了传统汽车差速器中的行星齿轮系统，其滚进块与外齿内保持架、左半轴中心轮和右半轴双相内凸轮之间均为纯滚动摩擦联接、均为多齿啮合，故该汽车差速器结构紧凑，体积小，重量轻，多齿啮合、重合度大，承载能力强，传动效率高，可广泛用于需要差速器的各种轮式车辆，如汽车、工程车辆等。
【IPC分类】F16H48/14
【公开号】CN105443719
【申请号】CN201610014916
【发明人】梁尚明, 陈飞宇, 徐毅, 李华
【申请人】四川大学
【公开日】2016年3月30日
【申请日】2016年1月11日