任意齿差内齿轮驱动滚针滚子块式汽车差速器的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种任意齿差内齿轮驱动滚针滚子块式汽车差速器，用于轮式车辆的 差速，属于机械传动技术领域。
【背景技术】
[0002] 目前常用的汽车差速器均采用由多个直齿圆锥齿轮组成的行星齿轮系统来实现 差速的目的，虽然该系统能够实现汽车左、右半轴差速的功能，但该系统构件较多，轴向及 径向尺寸都大、体积大、重量较重，特别是对于重型汽车而言，为了能实现差速并传递足够 的动力，则体积和重量会进一步增加;直齿圆锥齿轮传动还具有重合度低，故承载能力低， 传动效率不高，直齿圆锥齿轮加工困难，工艺性较差等缺点。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的是:为克服现有汽车差速器存在的上述缺点，本发明提供一种结构 简单紧凑、轴向和径向尺寸小、重量轻、重合度高、承载能力大、传动效率高的新型的汽车差 速器一一任意齿差内齿轮驱动滚针滚子块式汽车差速器。
[0004] 本发明为解决其技术问题所采取的技术方案是:一种任意齿差内齿轮驱动滚针滚 子块式汽车差速器，主要由外齿内中心轮(1)、左半轴架(2)、圆锥滚子轴承(3)、右半壳(4)、 滚针滚子块（5)、右半轴多相外凸轮(6)、深沟球轴承（7)、螺钉(8)、深沟球轴承(9)、滚针 (10)、套筒垫圈（12)、深沟球轴承（13)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"外齿内中心轮一一滚针滚子块一一多相外凸轮"系统，该系统主要包括外 齿内中心轮(1)、左半轴架(2)、滚针滚子块(5)、右半轴多相外凸轮(6)，以此系统实现差速， 构成差速器;外齿内中心轮（1)的外部是直齿圆锥齿轮、内部是具有多个凸出部分的内齿 轮，其凸出部分的个数称为外齿内中心轮(1)的齿数，记为Z 1，故外齿内中心轮（1)既是主减 速器的一个锥齿轮，又是差速器机构中的内齿轮，外齿内中心轮(1)将主减速器和差速器有 机地合为一体，外齿内中心轮（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；左半轴架(2)为套筒结构，该套筒结构装于外齿内中心轮 (1)的内齿轮中，沿该套筒结构的周向开有Z 2个径向导槽，在该导槽内装有滚针滚子块(5)， 左半轴架(2)的左端为左半轴，左半轴架（2)通过左半轴与左边后车轮（14)相固连，左半轴 架(2)由一对深沟球轴承（13)支撑在外齿内中心轮（1)中；右半轴多相外凸轮(6)是具有三 个互成120°夹角且轴心对称的凸出部分的三相外凸轮，其自身质量完全平衡，其轮廓曲线 为余弦曲线，右半轴多相外凸轮(6)内嵌于左半轴架(2)的套筒结构内，右半轴多相外凸轮 (6)的右端为右半轴，右半轴多相外凸轮(6)通过右半轴与右边后车轮（15)固连在一起，右 半轴多相外凸轮(6)的左端通过深沟球轴承(9)支承于左半轴架(2)之内、右端通过深沟球 轴承(7)支承于右半壳(4)之内；上述滚针滚子块(5)由支架块(16)、销（17)、滚针（18)、滚针 套筒（19)组成，销（17)的两端与支架块（16)两侧的孔之间均为紧配合，安装在支架块（16) 两端的滚针套筒（19)由销（17)支承并通过滚针（18)与支架块(16)组成滚动联接关系;在左 半轴架(2)的右端套筒结构的径向导槽内壁上沿径向开有用以装滚针（10)的沟槽，在该沟 槽内装有若干根滚针（10)，滚针滚子块(5)装在左半轴架(2)的右端套筒的径向导槽内并可 在该导槽中径向移动，滚针滚子块(5)的支架块(16)通过滚针（10)与左半轴架(2)的径向导 槽组成滚动联接关系，即滚针（10)使滚针滚子块(5)与左半轴架(2)之间的接触由滑动摩擦 变为滚动摩擦;滚针滚子块(5)两端的滚针套筒（19)分别与外齿内中心轮(1)的内齿轮轮廓 和右半轴多相外凸轮(6)的外凸轮轮廓相啮合各组成一个纯滚动高副;外齿内中心轮(1)的 内齿轮齿廓曲线是滚针滚子块(5)-方面随左半轴架(2)转动，另一方面又在左半轴架(2) 的径向导槽中移动的过程中，其外端滚针套筒（19)所处一系列位置的包络线；外齿内中心 轮(1)的齿数Z 1和滚针滚子块(5)的数目Z2相差为3。
[0005] 本发明差速器其它未提及的地方，如左半轴架（2)、右半轴多相外凸轮(6)与车辆 车轮的联接等均采用现有技术。
[0006] 与已有技术相比本发明的主要发明点在于：
[0007] ①本发明用"外齿内中心轮一一滚针滚子块一一多相外凸轮"系统代替传统汽车 差速器的行星齿轮系统，该系统主要包括外齿内中心轮、左半轴架、滚针滚子块、右半轴多 相外凸轮，以此系统实现差速，构成差速器。
[0008] ②外齿内中心轮的外部是直齿圆锥齿轮、内部是具有多个凸出部分的内齿轮，其 凸出部分的个数称为外齿内中心轮的齿数，故外齿内中心轮既是主减速器的一个锥齿轮， 又是差速器机构中的内齿轮，外齿内中心轮将主减速器和差速器有机地合为一体，外齿内 中心轮与右半壳通过螺钉固定连接成一个整体并由一对圆锥滚子轴承支撑在机架上;左半 轴架为套筒结构，该套筒结构装于外齿内中心轮的内齿轮中，沿该套筒结构的周向开有Z 2 个径向导槽，在该导槽内装有滚针滚子块，左半轴架的左端为左半轴，左半轴架通过左半轴 与左边后车轮相固连，左半轴架由一对深沟球轴承支撑在外齿内中心轮中；右半轴多相外 凸轮是具有三个互成120°夹角且轴心对称的凸出部分的三相外凸轮，其自身质量完全平 衡，其轮廓曲线为余弦曲线，右半轴多相外凸轮内嵌于左半轴架的套筒结构内，右半轴多相 外凸轮的右端为右半轴，右半轴多相外凸轮通过右半轴与右边车轮固连在一起，右半轴多 相外凸轮的左端通过深沟球轴承支承于左半轴架之内、右端通过深沟球轴承支承于右半壳 之内；上述滚针滚子块由支架块、销、滚针、滚针套筒组成，销的两端与支架块两侧的孔之间 均为紧配合，安装在支架块两端的滚针套筒由销支承并通过滚针与支架块组成滚动联接关 系;在左半轴架的右端套筒结构的径向导槽内壁上沿径向开有用以装滚针的沟槽，在该沟 槽内装有若干根滚针，滚针滚子块装在左半轴架的右端套筒的径向导槽内并可在该导槽中 径向移动，滚针滚子块的支架块通过滚针与左半轴架的径向导槽组成滚动联接关系，即滚 针使滚针滚子块与左半轴架之间的接触由滑动摩擦变为滚动摩擦;滚针滚子块两端的滚针 套筒分别与外齿内中心轮的内齿轮轮廓和右半轴多相外凸轮的外凸轮轮廓相啮合各组成 一个纯滚动高副；外齿内中心轮的内齿轮齿廓曲线是滚针滚子块一方面随左半轴架转动， 另一方面又在左半轴架的径向导槽中移动的过程中，其外端滚针套筒所处一系列位置的包 络线;外齿内中心轮的齿数Z 1和滚针滚子块的数目Z2相差为3。
[0009] ③驱动力传递给外齿内中心轮后经滚针滚子块传给左半轴架和右半轴多相外凸 轮，从而传递给左、右后车轮，而滚针滚子块与左半轴架、外齿内中心轮及右半轴多相外凸 轮之间均为纯滚动摩擦联接，故本发明差速器的传动效率高。
[0010] ④滚针滚子块与外齿内中心轮、左半轴架及右半轴多相外凸轮之间均为多齿啮 合，故重合度大，承载能力大，可实现大功率、大扭矩差速传动。
[0011] ⑤右半轴多相外凸轮的三个凸出部分关于轴心相隔120度对称布置，惯性力及所 受外力合力为零，故差速器受力自动平衡，运转平稳。
[0012] 本发明与现有常用汽车差速器相比，具有以下有益的技术效果：
[0013] 1.结构紧凑，轴向和径向尺寸小，体积小，重量轻 本发明采用"外齿内中心轮一一滚针滚子块一一多相外凸轮"系统代替传统汽车差速 器的行星齿轮系统，传动装置的轴向和径向尺寸都小，因而本发明差速器的结构紧凑、体积 小，重量轻。
[0014] 2.重合度大，承载能力高 本发明中滚针滚子块与右半轴多相外凸轮、外齿内中心轮、左半轴架之间均同时实现 多对齿啮合，最多可以有50%的滚针滚子块同时参与啮合工作，重合度高，承载能力高，可 实现大功率、大扭矩差速传动。
[0015] 3.传动效率高 滚针滚子块与左半轴架、外齿内中心轮及右半轴多相外凸轮之间均为纯滚动啮合，故 本发明差速器传动效率高。
[0016] 4.工艺性好、生产成本低 本发明差速器中的零件多为圆形，形状简单，比行星齿轮系统中的锥齿轮更容易加工， 工艺性好，生产成本低。
[0017] 5.受力均衡，运转平稳 右半轴多相外凸轮的三个凸出部分关于轴心相隔120度对称布置，惯性力及所受外力 合力为零，故差速器受力自动平衡，运转平稳。
【附图说明】
[0018] 下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。但要特别指出的是，本发明的具 体实施方式不限于下面实施例所描述的形式，所属领域的技术人员在不付出创造性劳动的 情况下，还可很容易地设计出其他的【具体实施方式】，因此不应将下面给出的【具体实施方式】 的实施例理解为本发明的保护范围，将本发明的保护范围限制在所给出的实施例。
[0019] 图1是任意齿差内齿轮驱动滚针滚子块式汽车差速器的结构示意图；
[0020] 图2是图1的A-A剖视图；
[0021] 图3是图2的局部放大图；
[0022]图4是外齿内中心轮的结构示意图；
[0023]图5是右半轴多相外凸轮的结构示意图；
[0024]图6是左半轴架的结构示意图；
[0025]图7是滚针滚子块的装配图；
[0026]图8是支架块的结构示意图；
[0027] 图9是任意齿差内齿轮驱动滚针滚子块式汽车差速器的差动传动原理图；
[0028] 图10是汽车左转弯时各车轮及差速器的相对位置关系示意图。
[0029] 上述各附图中图识标号的标识对象是：1外齿内中心轮;2左半轴架;3圆锥滚子轴 承;4右半壳；5滚针滚子块;6右半轴多相外凸轮;7深沟球轴承;8螺钉;9深沟球轴承；10滚 针；11主减速器的主动直齿圆锥齿轮；12套筒垫圈；13深沟球轴承；14左边后车轮；15右边后 车轮;16支架块;17销;18滚针;19滚针套筒。 具体实施例
[0030] 图1至图8所示任意齿差内齿轮驱动滚针滚子块式汽车差速器，主要由外齿内