轮式车辆模型轴端差速装置的制作方法

专利名称：轮式车辆模型轴端差速装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种差速装置，特别是一种用于电动、内燃机动力的自主行驶或遥控操纵的轮式车辆模型的差速装置。
轮式车辆模型在行驶时，驱动轮沿路面有滚动和滑动两种相对运动状态。滑动不但会加快车轮的磨损，增加模型的转向阻力与动力耗损，对于遥控的轮式车辆模型来说，滑动会使模型的操纵性能变差，甚至无法操纵。
轮式车辆模型的两侧驱动轮如果用一条轮轴刚性连接，那么行驶时就会出现下述问题(如


图1a、1b所示)(A)模型转弯时，内侧轮、外侧轮在相同时间内要移动不同的距离，外侧轮移动的距离比内侧轮移动的距离大，因同轴刚性连接的内侧轮、外侧轮只能以同一转速运动，于是内侧轮和外侧轮必然是连滚带滑，不能作纯滚动；(B)模型行驶在凹凸不平路面时，由于两侧驱动轮轴心在相同时间内移动的距离不同，若两侧驱动轮同速旋转，必然也是连滚带滑。此外，即使模型在平整的路面直线行驶，由于两侧驱动轮制造时的轮径误差或因磨损不均匀而造成两侧轮径不同，模型也会出现连滚带滑的现象。
因此，两侧驱动轮同轴刚性连接的轮式车辆模型行驶性能差、转弯阻力大和容易侧翻、车轮容易磨损、与驱动系统连接的各个动部件也容易损坏。为了尽量避免和减少轮式模型车辆行驶中的滑动，改善模型的行驶和操纵性能，增强轮式车辆模型的科学性与趣味性，很有必要给轮式模型车辆设置驱动轮差速器。但世界上现有轮式车辆模型差速器大多用金属材料精密制造，结构复杂、装配困难、价格昂贵，无法在一般普及型的轮式车辆模型玩具中广泛应用。
本实用新型的目的，在于克服上述现有技术的不足，包括结构复杂、加工和装配困难、价格昂贵、无法在一般普及型的轮式车辆玩具中广泛应用等，而提供一种结构简单紧凑、差速性能好、容易装配，尤其是可用普通工程塑料和一般生产工艺大批制造、生产成本低廉、适用于任何轮式车辆模型玩具的轮式车辆模型轴端差速装置。
本实用新型的目的是这样实现的一种轮式车辆模型轴端差速装置，在模型车的车体(6)上装有驱动轮的长半轴(7)、主传动器从动齿轮(4)、轮胎(18)和差速装置，所说的差速装置主要由驱动轮壳暨差速装置壳(1)、行星齿轮(2)、行星齿轮(15)、行星齿轮架(3)、行星齿轮架转轴(5)以及长半轴中心齿轮(14)、行星齿轮轴(16)、短半轴中心齿轮(17)组成，整个差速装置设置在驱动轮的长半轴(7)轴端，并在一个驱动轮的内部装有该差速装置的驱动轮壳，同时也是差速器壳。在所说的差速装置内还包含有一个超越离合器，短半轴中心齿轮(17)与超越离合器主动齿轮暨驱动轮短半轴(21)连成一体，并套在驱动轮的长半轴(7)的轴端，短半轴中心齿轮(17)、超越离合器主动齿轮暨驱动轮短半轴(21)与驱动轮的长半轴(7)之间均为动配合。所说的主传动器从动齿轮(4)、扭矩分配齿轮(12)连成一体，与行星齿轮架转轴(5)的一端插接式紧配合；主传动器从动齿轮(4)的齿顶指向，与扭矩分配齿轮(12)的齿顶指向相互垂直。所说的行星齿轮架转轴(5)与行星齿轮架(3)连成一体，滑套在驱动轮的长半轴(7)上，行星齿轮架转轴(5)与驱动轮的长半轴(7)动配合；行星齿轮架转轴(5)通过行星齿轮架转轴轴承(13)与模型车体(6)动配合；主传动器从动齿轮(4)在模型车体(6)的内侧，差速装置其它部件在模型车体(6)的外侧。行星齿轮轴(16)的截面呈
形或
形或
形，分别适用于间隔180°对称排列的双行星齿轮组、间隔120°对称排列的三行星齿轮组以及间隔90°对称排列的四行星齿轮组，行星齿轮轴(16)中部圆柱形孔的中心线与行星齿轮轴中心线相互垂直；行星齿轮轴(16)通过其中部的圆柱形孔套在长半轴(7)上，行星齿轮轴(16)与驱动轮的长半轴(7)动配合。驱动轮壳暨差速装置壳(1)的内侧套在行星齿轮架转轴(5)上，与行星齿轮架转轴(5)动配合；外侧套在超越离合器主动齿轮暨驱动轮短半轴(21)的轴端上；驱动轮壳暨差速装置壳(1)与超越离合器主动齿轮暨驱动轮短半轴(21)之间通过滚齿式或滚柱式滚子(20)和(22)配合，组成一个超越离合器。行星齿轮架(3)与行星齿轮架壳板(19)紧固配合，行星齿轮架壳板(19)的中部套在超越离合器主动齿轮暨驱动轮短半轴(21)上，行星齿轮架壳板(19)与超越离合器主动齿轮暨驱动轮短半轴(21)动配合。
本实用新型的轮式车辆模型轴端差速装置具有以下优点和效果1．本实用新型的轮式车辆模型轴端差速装置结构简单紧凑、可靠性高，能有效地根据模型行驶状态自动调节各个驱动轮转速，使驱动轮在各种行驶状态下都作滚动而不是滑动，从而改善模型的行驶性能和操纵性能，减缓模型的机件磨损和降低能量消耗。
2．本实用新型的轮式车辆模型轴端差速装置将主传动器从动齿轮与差速装置的其它组成件分置于模型车体内、外侧，通过行星齿轮架转轴连接传动，可以避免一般差速装置设置于两侧驱动轮之间而导致底盘低的问题，使得小轮径、低重心的轮式车辆模型在轮径、重心不变的条件下，可以获得最大限度的底盘距地面高度(该高度与主传动器从动齿轮齿顶圆直径成反比)，从而有利于增强轮式车辆模型的越野性能。这个原理可以在各种小轮径、低重心的真实轮式车辆(如小卧车、赛车、轮式农用拖拉机等)上应用。
3．本实用新型的轮式车辆模型轴端差速装置采用独立配件组合式结构，装配和拆卸十分方便，易于使用和维修。
4．本实用新型的轮式车辆模型轴端差速装置配件除长半轴用普通钢质材料制造外，其余配件可以用一般工程塑料如聚甲醛、聚丙烯成批注塑成型，工艺简单易行，生产成本低廉，因此可以广泛配置在各种轮式车辆模型玩具上，提高轮式车辆模型玩具的总体质量和行驶性能，增加其科学性与趣味性。
以下结合附图和实施侧作进一步说明
图1a、1b是轮式车辆模型转弯及在凹凸不平路面上行驶时，驱动轮运动情况示意图图2是本实用新型的轮式车辆模型轴端差速装置实施示例的剖面图图2所示在模型车的车体6上装有长半轴7、主传动器从动齿轮4、轮胎18和差速装置，其中差速装置主要由驱动轮壳暨差速装置壳1，行星齿轮2、行星齿轮15、行星齿轮架3、行星齿轮架转轴5以及长半轴中心齿轮14、行星齿轮轴16、短半轴中心齿轮17组成，整个差速装置设置在驱动轮的长半轴7轴端，在一个驱动轮的内部。短半轴中心齿轮17与超越离合器主动齿轮暨驱动轮短半轴21连成一体，套在长半轴7轴端动配合，构成两侧驱动轮的长、短两条半轴。主传动器从动齿轮4和扭矩分配齿轮12连成一体，与行星齿轮架转轴5的一端插接式紧配合。行星齿轮架转轴5穿过安装在模型车体上的轴承13，与主传动器从动齿轮4、扭矩分配齿轮12、行星齿轮架3连成一体。主传动器从动齿轮4齿顶的指向，与扭矩分配齿轮12齿顶的指向互相垂直。主传动器从动齿轮4和扭矩分配齿轮12的作用是可以互换的发动机输出的扭矩F加在主传动器从动齿轮4上，在驱动车轮运转的同时，可以经扭矩分配齿轮12将扭矩传送给扭矩传送齿轮9，再经扭矩传送轴11将扭矩分配给另一组驱动轮；反过来，若发动机输出的扭矩加在扭矩传送轴11上，则扭矩可以经由扭矩传送齿轮9传送给扭矩分配齿轮12，驱动车轮运转，这时主传动器从动齿轮4获得的扭矩，可以用来驱动模型其它需要利用发动机输出扭矩的动作。行星齿轮架转轴5套在长半轴7上动配合。主传动器从动齿轮4和扭矩分配齿轮12在模型车体6的内侧，差速装置其它部件和整个驱动轮在模型车体6的外侧，它们之间通过长半轴7、行星齿轮架转轴5及其轴承13连接动配合。行星齿轮轴16的截面呈
形或
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形，分别适用于间隔180°对称排列的双行星齿轮组、间隔120°对称排列的三行星齿轮组以及间隔90°对称排列的四行星齿轮组，行星齿轮轴16中部圆柱形孔的中心线与行星齿轮轴中心线相互垂直。行星齿轮轴16通过其中部的圆柱形孔套在长半轴7上，行星齿轮轴16与长半轴7动配合，限制行星齿轮轴16只能带行星齿轮组围绕长半轴7旋转。行星齿轮为圆柱形或圆锥形，套在行星齿轮轴16上，与盆齿形或圆锥形的长半轴中心齿轮14及短半轴中心齿轮17啮合。长半轴中心齿轮14与长半轴7紧固配合。行星齿轮架转轴5与行星齿轮架3的一端连成一体，行星齿轮架转轴5套在长半轴7上，与长半轴7动配合；行星齿轮架3另一端与行星齿轮架壳板19紧固配合，行星齿轮架壳板19的中部套在超越离合器主动齿轮暨驱动轮短半轴21上，行星齿轮架壳板19与超越离合器主动齿轮暨驱动轮短半轴21动配合。驱动轮壳暨差速装置壳1的内侧滑套在行星齿轮架转轴5上，位于模型车体6与行星齿轮架3之间；驱动轮壳暨差速装置壳1的外侧与驱动轮壳端盖23紧固接合，驱动轮壳端盖23滑套在超越离合器主动齿轮暨驱动轮短半轴21的轴端上。在驱动轮壳暨差速装置壳1与超越离合器主动齿轮暨驱动轮短半轴21之间设置有柱齿式或圆柱式滚子20和22，由驱动轮壳暨差速装置壳1、柱齿式滚子20、超越离合器主动齿轮暨驱动轮短半轴21、圆柱式滚子22组成一个单向超越离合器。单向超越离合器是驱动轮的附加机构，其作用主要是(A)变换驱动轮转速。在运动链不脱开的情况下，可以使从动件驱动轮壳暨差速装置壳1获得快慢两种速度。(B)防止驱动轮逆转。单向超越离合器在一个转动方向传递扭矩，而在相反方向扭矩作用下则空转。长半轴7用普通钢质材料制造，其余配件用一般工程塑料制造，轮胎18用橡胶或其它软质材料制造。
本实用新型的轮式车辆模型轴端差速装置工作原理是发动机输出的扭矩F加在主传动器从动齿轮4上时，驱动主传动器从动齿轮4旋转(图面上是从左向右旋转)，从而带动行星齿轮架转轴5、行星齿轮架3旋转。当模型的两边驱动轮在行驶中所受的阻力相等时(例如模型在平直的路面上直线行驶，不考虑轮径误差)，主传动器从动齿轮4、行星齿轮架转轴5、行星齿轮架3、行星齿轮2、15、长半轴7、长半轴中心齿轮14、短半轴中心齿轮17、超越离合器主动齿轮暨驱动轮短半轴21成一体，以长半轴7为轴心同速旋转，行星齿轮2、15只有公转而无自转。这时长半轴7、超越离合器主动齿轮暨驱动轮短半轴21的转速相同，故由超越离合器接合的两侧驱动轮的转速亦相同。当两侧驱动轮在行驶时所受的阻力不相等时(例如转弯、在凹凸不平的路面上行驶等)，行星齿轮2、15既有公转也发生自转，自动平衡两侧驱动轮所受的阻力，这时受阻力较大一侧的驱动轮转速减慢，受阻力较小一侧驱动轮转速加快，两侧驱动轮始终是作滚动而不会滑动。两侧驱动轮转速差与两侧驱动轮所受阻力差成正比。
权利要求1．一种轮式车辆模型轴端差速装置，在模型车的车体(6)上装有驱动轮的长半轴(7)、主传动器从动齿轮(4)、轮胎(18)和差速装置，其特征在于所说的差速装置主要由驱动轮壳暨差速装置壳(1)、行星齿轮(2)、行星齿轮(15)、行星齿轮架(3)、行星齿轮架转轴(5)以及长半轴中心齿轮(14)、行星齿轮轴(16)、短半轴中心齿轮(17)组成，整个差速装置设置在驱动轮的长半轴(7)轴端，并在一个驱动轮的内部装有该差速装置的驱动轮壳，同时也是差速器壳。
2．根据权利要求1所述的轮式车辆模型轴端差速装置，其特征在于在所说的差速装置内还包含有一个超越离合器，短半轴中心齿轮(17)与超越离合器主动齿轮暨驱动轮短半轴(21)连成一体，并套在驱动轮的长半轴(7)的轴端，短半轴中心齿轮(17)、超越离合器主动齿轮暨驱动轮短半轴(21)与驱动轮的长半轴(7)之间均为动配合。
3．根据权利要求1所述的轮式车辆模型轴端差速装置，其特征在于所说的主传动器从动齿轮(4)、扭矩分配齿轮(12)连成一体，与行星齿轮架转轴(5)的一端插接式紧配合主传动器从动齿轮(4)的齿顶指向，与扭矩分配齿轮(12)的齿顶指向相互垂直。
4．根据权利要求1所述的轮式车辆模型轴端差速装置，其特征在于所说的行星齿轮架转轴(5)与行星齿轮架(3)连成一体，滑套在驱动轮的长半轴(7)上，行星齿轮架转轴(5)与驱动轮的长半轴(7)动配合；行星齿轮架转轴(5)通过行星齿轮架转轴轴承(13)与模型车体(6)动配合；主传动器从动齿轮(4)在模型车体(6)的内侧，差速装置其它部件在模型车体(6)的外侧。
5．根据权利要求1所述的轮式车辆模型轴端差速装置，其特征在于行星齿轮轴(16)的截面呈
形或
形或
形，分别适用于间隔180°对称排列的双行星齿轮组、间隔120°对称排列的三行星齿轮组以及间隔90°对称排列的四行星齿轮组，行星齿轮轴(16)中部圆柱形孔的中心线与行星齿轮轴中心线相互垂直；行星齿轮轴(16)通过其中部的圆柱形孔套在长半轴(7)上，行星齿轮轴(16)与驱动轮的长半轴(7)动配合。
6．根据权利要求1所述的轮式车辆模型轴端差速装置，其特征在于驱动轮壳暨差速装置壳(1)的内侧套在行星齿轮架转轴(5)上，与行星齿轮架转轴(5)动配合；外侧套在超越离合器主动齿轮暨驱动轮短半轴(21)的轴端上；驱动轮壳暨差速装置壳(1)与超越离合器主动齿轮暨驱动轮短半轴(21)之间通过滚齿式或滚柱式滚子(20)和(22)配合，组成一个超越离合器。
7．根据权利要求1所述的轮式车辆模型轴端差速装置，其特征在于行星齿轮架(3)与行星齿轮架壳板(19)紧固配合，行星齿轮架壳板(19)的中部套在超越离合器主动齿轮暨驱动轮短半轴(21)上，行星齿轮架壳板(19)与超越离合器主动齿轮暨驱动轮短半轴(21)动配合。
专利摘要一种轮式车辆模型轴端差速装置,包括驱动轮壳暨差速装置壳、主传动器从动齿轮及扭矩分配齿轮、驱动轮长半轴和短半轴及其中心齿轮组、行星齿轮架和行星齿轮组以及超越离合器等。整个装置采用独立配件组合而成,结构简单紧凑、差速性能好,可用普通工程塑料及一般生产工艺成批制造,适用于各种电动、内燃机动力的自行式或遥控轮式车辆模型玩具,可以有效改善模型玩具的行驶和操纵性能,减缓模型玩具机件磨损和降低能耗。其原理亦可在各种轮式车辆及农用拖拉机中应用。
文档编号A63H29/00GK2316011SQ9724901
公开日1999年4月28日 申请日期1997年12月9日 优先权日1997年12月9日
发明者李晓阳 申请人:李晓阳