专利名称：一种摆块差动机构的制作方法
技术领域：
本发明属于汽车上用的传动装置，一种摆块差动机构。
目前，汽车上用的差动机构，均采用双自由度差动机构，如齿轮型、滑块型等，这种机构在运行中易出现“空转失扭”现象，尤其在越野汽车上更是严重，一般均采用增加内摩擦或加锁定器等办法补救。一种自由轮差速器虽可解“空转失扭”现象，但不可逆转;滑差差速器的效率低等。现有技术均有结构复杂，工艺难度高。尺寸庞大，传动效率低等共同缺陷，带来生产成本和使用成本高的后果。
本发明的目的是，由摆块等零部件构成的一种差速机构，不仅能够解决“空转失扭”现象，而且结构简单，传动效率高，生产成本及使用成本低等。
本发明是这样实现的，摆块差动机构，包括十字摆块，两个从动盘，主动盘，其中主动盘沿周向均匀布置一圈十字摆块，摆块的纵臂嵌在主动盘的“龟甲”型孔内，横臂伸入从动盘沿周向的圆弧槽内，所述的“龟甲”型孔的形状为纵向伸长，两端圆弧R＝纵臂长，圆弧中部凹槽以作纵臂的支承。当主动盘转动时，带动摆块并通过摆块横臂带动从动盘运动。摆块差速机构实质上也是一种双联棘轮机构，它可以双向工作，又能单路释放。
下面通过运动学和动力学进行原理分析一、运动学分析(见附
图1，3)1)等速输出当摆块(8)横臂不脱离从动盘(3，3)时，两从动盘(3，3)总是与主动盘(4)一道作等速同向转动，实现等速输出;反向运动与正向相同。
2)差速输出当摆块(8)倒向一侧时，横臂自对侧从动盘脱离，从而对侧从动盘被释放，可以作同向超速运动。主动盘(4)逆转时情况相同，因此无论车辆进退，均可实现转弯，届时外轮超速自由运动。
3)拖动a、两个从动盘同向等速拖动时，主动盘(4)与之作同步运动，适应车辆拖动启动。b、单侧从动盘拖动时，摆块摆向拖动一侧从动盘，带动主动盘同步运动，对侧被释放静止。适应于车辆一轮打滑时，可拖启动。c、两侧反向拖动时，摆块被某一侧从动盘捕捉的可能性是不确定的，但一侧捕捉后另一侧即释放，因而两侧反向拖动是可能的，但主动盘随那一侧从动盘运动则是不定的。d、在驱动状态下，即使被释放一侧也不能作反向拖动，一旦加粗，立即被摆块重新捕获，转入驱动状态。
二、动力学分析(见附图2，3)假设从动盘圆弧槽的中心在C点，其弧线为P3P2P1P4;假设摆块的支持摆动中心在O1点，其摆块横臂端点摆动弧q3、q2q1q4。
1)两从动盘的反力(不计摩擦力)作用线为横臂端点与从动盘的接触点p(q)和c的连线，由图可见，除P2→P3之间某处一点的反力线将通过摆块摆动中心O之外，在该点两侧的反力线分别通过O点两侧，形成推动摆块摆动的正反两向力矩;
2)两侧对称时，反力矩平衡，任一侧阻力矩增减引起接触反力增减和对摆块的摆动力矩增减，将使摆块向增力一侧倾倒;
3)当摆块侧向一侧时，该侧反力到O点的作用力臂减小而对侧增大，使反力矩迅速达到新的平衡，摆块摆动角度与两侧输出扭矩差相对应;
4)一侧阻力矩为零时(车轮空转)，摆块进一步倒向驱动一侧，接触点移到P3(q3)前某处，接触反力线通过O点，两侧的反力推动摆块的力矩都等于零，仍然平衡，使摆块位置稳定;
5)一侧空转状态下，摆块虽然位置稳定，由于两侧推动力矩都为零，此时摆块处于浮动状态，由于长形孔的几何特征，可保证十字摆块的横臂仍不能脱离空转一侧，一旦产生阻力结束空转时，摆块可立即捕捉从动盘，并回到一个新的平衡位置。
6)如空转一侧出现负阻力(被外力矩推动，如转弯车辆的外轮)而出现超速现象，超速从动盘圆弧槽后半段弧线可以轻易推动摆块倒向驱动一侧的极限位置P3(q3)，此时驱动侧接触反力矩换向，成为摆块的回正力矩，超前从动盘只要克服这个力矩便可被释放自由超前运转，与单向自由轮相似，并在停止超速立即被摆块捕捉转入驱动状态;
7)即使车辆作蛇形运动，摆块也能灵敏地被两侧的推动力矩推动轮流摆进摆出两侧从动盘，分别释放、捕捉两侧从动盘，接触点的滑动范围不过是P3P2P1P4，在直线行驶时，两侧阻力矩的变化仅只使摆块接触点的P1点两侧作小范围滑动，内耗是很小的，传动效率是高的。
图1a、摆块差速机构直线运动原理图b、摆块差速机构左转弯运动原理2、摆块运动曲线3a、b、实施例1，十字摆块差速机构结构图及剖示图。摆块摆动平面平行于主、从动盘轴线。
图4、实施例2主、从动盘运动平面重合方案示意图。摆块摆动平面垂直于主、从动盘轴线。
图5、实施例3，将“十”字摆块分为两个“⊥”摆块的方案示意6、摆块与“龟甲”形孔相配合的几何特征图方案一，见图3a、b中，(1)主传动从动轮，(2)右(左)差速机构壳(3)，右(左)从动盘，(4)主动盘，(5)主动盘隔离块，(6)主动盘组合铆钉，(7)主动盘内衬环，(8)十字摆块，(9)平键，(10)螺栓，(11)开花螺帽，(12)开口销。所述的十字摆块在主动盘(4)沿周向均匀布置为4个。
方案二所述的十字型摆块的横臂两边长短不等(见图4)，并分别伸入内外从动盘(14、13)两个不等的园弧槽内。在主动盘(4)上的长形孔摆在园面上，而不是如图3a的柱面上。这种结构工艺性更为简单，零件数少。
方案三，将附图4的方案中，内外从动盘(14、13)改为内或外相同的从动盘，十字摆块平分成两个“⊥”字摆块并列为了使两个“⊥”字摆块(15)工作中动力学平衡，可以采用联动机构(杠杆、齿轮)，本方案采用张开弹簧(16)各自张开和收缩，并用保持架(17)使两个“⊥”字摆块在同一个支承点上，见附图5。图中的点划线上“⊥”形摆块表示另一从动盘正作超越运动。所述的保持架(17)被正向工作的“⊥”形摆块顶向工作支承点端，同时封闭另一端支承点，以防止超越一侧“⊥”形摆块进入另一端支承点后反向翻转，妨碍超越从动盘运动。
见图6所示摆块的“龟甲”形座孔，摆块纵臂嵌入孔内，其中R＞L，r0＞0，r≥0(≈0)。
本发明的优点是能够解决汽车运行时“空转失扭”现象，而且其结构简单，成本低，传动效率高等，易被推广使用。
权利要求
1.一种摆块差动机构，其特征是它包括十字摆块(8)，两个从动盘(3，3′)，主动盘(4)，其中主动盘(4)，沿周向均匀布置一圈摆块(8)，摆块(8)的纵臂嵌在主动盘(4)上的“龟甲”型孔内，横臂伸入从动盘端面沿周向的园弧槽内，所述的“龟甲”型孔的形状为纵向伸长，两端园弧R=纵臂长，园弧中部有作纵臂支承用的凹槽。
2.按权利要求1所述的差动机构，其特征在于所述的十字型摆块的横臂两边长短不等，并分别伸入内、外从动盘(14、13)两个不等的圆弧槽内。
3.按权利1所述的差动机构，其特征在于所述的摆块采用两个并列“⊥”型摆块(15)，在“⊥”型摆块(15)纵臂下安装有张开弹簧(16)，两个“⊥”摆块通过保持架(17)限定在“龟甲”形座孔的同一端。
全文摘要
本发明属于汽车上用的差速机构，它包括十字摆块，两个从动盘，主动盘，其中主动盘沿周向均匀布置一圈摆块，摆块纵臂嵌在主动盘上的“龟甲”型孔内，横臂伸入从动盘沿周向的圆弧槽内，所述的“龟甲”型孔两端有圆弧R＝纵臂长，并且中部有凹槽以作为纵臂的支承。其优点是，解决汽车运行时“空转失扭”现象，而且其结构简单，成本低，传动效率高等，易被推广使用。
文档编号B60K23/04GK1107425SQ9410005
公开日1995年8月30日 申请日期1994年1月5日 优先权日1994年1月5日
发明者周毅侯 申请人:周毅侯