专利名称：差分式同步万向联轴器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种同步万向联轴器
背景技术：
现有万向联轴器有十字轴式万向联轴器，球铰式万向联轴器，球笼式同步万向联轴器。(机械设计手册·第三卷·机械设计手册编委会编著·机械工业出版社· 2004 · 8) (22-40)其中十字轴式万向联轴器应用最普遍。十字轴式万向联轴器传动存在非线性，当轴间角不为零时从动轴转动存在波动现象，波动现象随轴间角增大而变剧烈。十字轴式双万向联轴器必须满足三个条件才能消除从动轴转速波动的现象1中间轴与主、从动轴的轴间角应相等。2中间轴两端轴叉应位于同一平面内。3主、从动轴和中间轴三轴的轴线应在同一平面内。十字轴式双万向联轴器对于要求平行移动的轴线时应采用Z型布置，对于要求有角位移的轴线时应采用M型布置。因此十字轴式双万向联轴器应用于主、从动轴空间位置变化小且载荷大的场合，如工程铲车前桥和变速箱之间的传动，汽车后桥和中间差速器之间的传动。等球铰式万向联轴器以球形零件代替十字轴作为与主、从动轴接头相联的铰接点，主要使用于小载荷传动轴系。球笼式同步万向联轴器利用若干钢球分别置于与两轴连接的内外星轮槽内，以实现两轴转速同步的万向联轴器。球笼式同步万向联轴器的结构紧凑，高转速时同步性好，效率高，密封性好，轴间角大(可达35度至37度。但要求高的制造和安装精度，传递大扭矩和大的轴间角时磨损严重。球笼式同步万向联轴器适合用于转速高且载荷适中的场合，如越野型四驱车的前驱动桥。传统万向联轴器不能同时具备传递大扭矩和大轴间角传动的能力，因此传输大扭矩时多使用十字轴式双万向联轴器，但其允许的轴间角小。要求大轴间角时使用球笼式同步万向联轴器，但其允许的扭矩小。传统万向联轴器的轴间角最大可达35度至45度，轴间角再增加传动系统的效率和同步性能急剧下降。
发明内容本发明的目的在于解决传统万向联轴器因非线性的传动原理造成轴间角过小的问题，而提供一种差分式同步万向联轴器。该联轴器在大载荷且大轴间角变化的情况下能保持传动的同步性。本联轴器由两个万向差分器和一副花键轴组成。万向差分器可分为差分前级，竖直差分轴，差分中级，水平差分十字轴，差分后级。竖直差分轴联接差分前级和差分中级，水平差分十字轴联接差分中级和差分后级。花键轴联接两个万向差分器的差分后级。差分前级中有一个差速器。该差速器有一根长型十字轴，其短轴两端各支承一片可滑动的行星齿轮，其长轴两端各支承一片可滑动的太阳齿轮。两片太阳齿轮各固联一片同轴的圆柱齿轮于一侧。[0009]差分前级中有两根传动轴，位于差速器上下两侧，上侧传动轴的左端固联一片圆柱齿轮，与差速器左侧的圆柱齿轮齿合。下侧传动轴的左端固联一片圆柱齿轮，与差速器右侧的圆柱齿轮齿合。两传动轴右端各固联一片锥齿轮对应与竖直差分轴的上下锥齿轮齿合。从差速器左右太阳齿轮到竖直差分轴的上下锥齿轮之间的传动比相等。竖直差分轴两端各支承一个可滑动的锥齿轮和限位套筒。差分中级有四根传动轴，对称分布于中心轴线的前后上下且平行于中心轴线。上侧传动轴和下侧传动轴左端各固联一片锥齿轮，右端各固联一片圆柱齿轮。两轴上的锥齿轮对应与竖直差分轴上下两片锥齿轮齿合。前侧传动轴和后侧传动轴左端各固联一片圆柱齿轮，右端各固联一片锥齿轮。两轴上的锥齿轮对应与水平差分十字轴前后两片双面锥齿轮齿合。差分中级另有两根光轴平行于中心轴线，一根位于中心轴线的前上方，另一根位于中心轴线的后下方。两根光轴左端各支承一片可滑动的圆柱齿轮。位于中心轴线前上方的光轴的圆柱齿轮分别与上侧传动轴和前侧传动轴的圆柱齿轮齿合，位于中心轴线的后下方的光轴的圆柱齿轮分别与后侧传动轴和下侧传动轴的圆柱齿轮齿合。水平差分十字轴长轴两端各支承一片可滑动的双面锥齿轮和限位套筒。其短轴一端支承一片可滑动的锥齿轮，另一端支承一片与差分后级传动轴固联的锥齿轮。差分后级仅有一根与中心轴线重合的传动轴。该轴左端固联一片行星齿轮，右端固联花键。若差分后级相对差分中级所在水平面的角度有变化量，则通过水平差分十字轴的两片双面锥齿轮使差分中级的上侧传动轴和下侧传动轴的转动角度大小相等方向相反。再通过竖直差分轴和差分前级的两根传动轴将差动量传至差速器的行星齿轮，使其自转。每个万向差分器中，水平差分十字轴将差分后级相对差分中级的轴间角变化量转化为差速器两太阳齿轮的差动量，差速器将差动量转化为行星齿轮的自转量。若差分中级相对差分前级所在竖直平面的角度有变化量，则通过竖直差分轴的两片锥齿轮使差分前级的上侧传动轴和下侧传动轴的转动角度大小相等方向相反。再将差动量传至差速器的行星齿轮，使其自转。每个万向差分器中，竖直差分轴将差分中级相对差分前级的轴间角变化量转化为差速器两太阳齿轮的差动量，差速器将差动量转化为行星齿轮的自转量。花键轴的外花键和内花键之间的相对滑动吸收两差分后级的空间距离变化量。根据该构成的差分式同步万向联轴器，可获得如下作用。通过调节齿轮及机架的尺寸可在轴间角大于90度时进行传动。轴间角变化的快慢和大小不影响本联轴器的同步传动。轴间角变化时所受阻力取决于机构的转动惯量大小。中间轴与主、从动轴的轴间角不相等，主、从动轴和中间轴三轴的轴线不在同一平面内时不影响其传动的同步性。
根据以附图为参照的实施例的说明可更明确地理解本发明。实施例以及附图用于简单的图示及说明，并不是为了确定本发明的范围。本发明的范围由附加的权利要求书来确定。在附图中，多个附图中相同构件序号表示相同部分。图1是轴间角为零时万向差分器的轴测剖视图；[0025]图2是轴间角为零时万向差分器的三视图；图3是轴间角为零时过万向差分器中心轴线的竖直平面全剖视图A-A ；图4是轴间角为零时过万向差分器中心轴线的水平面全剖视图B-B ；图5是万向差分器的差分中级的剖视图C-C ；图6是花键轴的剖视具体实施方式
参照图1至图6说明本发明一实施方式。图1是轴间角为零时万向差分器的轴测剖视图。万向差分器由差分前级1，竖直差分轴2，差分中级3，水平差分十字轴4，差分后级5构成。图2是轴间角为零时万向差分器的三视图。图3是轴间角为零时过万向差分器中心轴线的竖直平面全剖视图A-A。差分前级1中有一个差速器。该差速器有一根长型十字轴6，其短轴一端支承一片可滑动的行星齿轮7另一端同样。其长轴一端支承一片可滑动的太阳齿轮8另一端同样。 太阳齿轮8固联一片同轴的圆柱齿轮9于一侧。另一片太阳齿轮同样固联一片圆柱齿轮于一侧。差分前级1中有两根传动轴，位于差速器上下两侧，上侧传动轴10的左端固联一片圆柱齿轮11，与差速器左侧的圆柱齿轮9齿合。下侧传动轴12的左端固联一片圆柱齿轮13，与差速器长轴右端的圆柱齿轮14齿合。传动轴10右端固联一片锥齿轮15对应与竖直差分轴2上端的锥齿轮17齿合。传动轴12右端固联一片锥齿轮16对应与竖直差分轴 2下端的锥齿轮18齿合。圆柱齿轮9和圆柱齿轮14尺寸一样，圆柱齿轮11和圆柱齿轮13 尺寸一样，锥齿轮15和锥齿轮16尺寸一样。当行星齿轮7没有自转量时锥齿轮15和锥齿轮16等速同向转动。长型十字轴6与竖直差分轴2相互垂直。竖直差分轴2上端支承一个可滑动的锥齿轮17和限位套筒19，下端支承一个可滑动的锥齿轮18和一个限位套筒。锥齿轮17和锥齿轮18尺寸一样。结合图1看图3，差分中级3共有四根传动轴。上侧传动轴20左端固联一片锥齿轮22，右端固联一片圆柱齿轮M。下侧传动轴21左端固联一片锥齿轮23，右端固联一片圆柱齿轮25。锥齿轮22和锥齿轮23尺寸一样，圆柱齿轮M和圆柱齿轮25尺寸一样。锥齿轮22与竖直差分轴2上端锥齿轮17齿合。锥齿轮23与竖直差分轴2上端锥齿轮18齿
I=I ο图4是轴间角为零时过万向差分器中心轴线的水平面全剖视图B-B。结合图1看图4，差分中级3的前侧传动轴27左端固联一片圆柱齿轮四，右端固联一片锥齿轮31。后侧传动轴沈左端固联一片圆柱齿轮观，右端固联一片锥齿轮30。锥齿轮31和锥齿轮30尺寸一样，圆柱齿轮四和圆柱齿轮观尺寸一样。锥齿轮31与水平差分十字轴4前端双面锥齿轮33齿合。锥齿轮30与水平差分十字轴4后端双面锥齿轮32 齿合。水平差分十字轴4与竖直差分轴2相互垂直。水平差分十字轴4后端支承一个可滑动的双面锥齿轮32和限位套筒34，前端支承一个可滑动的锥齿轮33和一个限位套筒。双面锥齿轮32和双面锥齿轮33尺寸一样。水平差分十字轴4的短轴一端支承锥齿轮35另一端支承锥齿轮36，锥齿轮35和锥齿轮36的内外径尺寸一样。差分后级5的传动轴37与锥齿轮36固联。当传动轴37相对差分中级3所在水平面的角度没有变化量时，双面锥齿轮32和双面锥齿轮33等速反向转动。传动轴37与水平差分十字轴4相互垂直。图5是万向差分器的差分中级3的剖视图C-C。结合图1看图5，光轴40支承圆柱齿轮38，光轴41支承圆柱齿轮39。圆柱齿轮 38和圆柱齿轮39尺寸一样。圆柱齿轮38分别与圆柱齿轮四和圆柱齿轮M齿合。圆柱齿轮39分别与圆柱齿轮28和圆柱齿轮25齿合。圆柱齿轮M和圆柱齿轮25的连心线与圆柱齿轮四和圆柱齿轮28的连心线相互垂直。当差分后级5相对差分中级3所在水平面的角度没有变化量时，圆柱齿轮四和圆柱齿轮28等速同向转动，圆柱齿轮M和圆柱齿轮25 等速同向转动。万向差分器的差分前级1的长型十字轴6和差分后级5的传动轴37的转动始终保持同步。传动轴37相对长型十字轴6的在三维空间内的轴间角变化量最终转化为行星齿轮7的自转量。图6是花键轴的剖视图。如上所述，参照附图说明了优选的实施例，但只要是本领域的技术人员，则看到本说明书后，当然能够在不说自明的范围内容易地进行各种变更以及修正。因此，这样的变更以及修正也在权利要求书所确定的发明范围内。
权利要求1.一种差分式同步万向联轴器，由两个万向差分器和一副花键轴构成，每个万向差分器分为差分前级，竖直差分轴，差分中级，水平差分十字轴，差分后级，其中，每个万向差分器的差分前级有一个吸收差动量的差速器，每个万向差分器的差分中级有四根传动轴，两根光轴，竖直差分轴联接差分前级和差分中级，水平差分十字轴联接差分中级和差分后级。
2.如权利要求1所述的差分式同步万向联轴器，每个万向差分器中，差速器的长型十字轴始终与竖直差分轴相互垂直，水平差分十字轴始终与竖直差分轴互相垂直，差分后级的传动轴始终与水平差分十字轴相互垂直。
3.如权利要求2所述的差分式同步万向联轴器，每个万向差分器中，竖直差分轴将差分中级相对差分前级的轴间角变化量转化为差速器两太阳齿轮的差动量，差速器将差动量转化为行星齿轮的自转量。
4.如权利要求3所述的差分式同步万向联轴器，每个万向差分器中，水平差分十字轴将差分后级相对差分中级的轴间角变化量转化为差速器两太阳齿轮的差动量，差速器将差动量转化为行星齿轮的自转量。
5.如权利要求4所述的差分式同步万向联轴器，每个万向差分器中，差分后级的传动轴相对差速器的长型十字轴在三维空间内的轴间角变化量最终转化为行星齿轮的自转量。
专利摘要本实用新型提供一种同步万向联轴器。由两个万向差分器和一副花键轴构成，每个万向差分器分为差分前级，竖直差分轴，差分中级，水平差分十字轴，差分后级。每个万向差分器的差分前级有一个吸收差动量的差速器，每个万向差分器的差分中级有四根传动轴，两根光轴，竖直差分轴联接差分前级和差分中级，水平差分十字轴联接差分中级和差分后级。本实用新型通过水平差分十字轴(4)和竖直差分轴(2)将轴间角变化量转化为差动量，进而用差速器吸收差动量的方法解决大轴间角传动的问题。
文档编号F16D3/16GK202091388SQ20112014486
公开日2011年12月28日 申请日期2011年5月2日 优先权日2011年5月2日
发明者闵章良 申请人:闵章良