一种限滑差速器组件及工程机械的制作方法

1.本发明适用于工程机械的差速器领域，尤其涉及一种限滑差速器组件。


背景技术：

2.差速器组件被广泛应用于机械设备的主传动系统中，常见的限滑差速器组件主要由差速器壳体、十字轴、锥齿轮、锥齿轮垫片、半轴齿轮、半轴齿轮垫片、从动片及摩擦片等构成，通常差速器壳体由左右差壳组装而成，这种组合式结构加工繁琐不具有良好的经济性且装配效率较低；用于支撑锥齿轮所用的轮轴常采用十字轴或一字轴，十字轴结构对于配合尺寸要求较高且加工不易，一字轴限位通过轴式挡圈及孔式挡圈实现，孔式挡圈镶嵌在差速器壳体轮轴孔内，在实际装配及拆解过程中不易操作；常见的限滑差速器如no-spin差速器在整机大角度转向的工况下灵活性较低，摩擦片式限滑差速器可以实现车辆原地大角度转向，在频繁转向时由于摩擦生热导致差速器限滑失效。


技术实现要素：

3.本发明的目的是提供一种限滑差速器组件，它不仅具有传统差速器能够使左、右或前、后驱动轮实现不同转速的作用，还具有不同工况下大角度频繁转向时左、右或前、后驱动轮有效限滑的作用，同时具有很好的经济适用性及安装方便性。
4.为实现上述目的，本发明按以下技术方案实现：本发明第一方面公开了一种限滑差速器组件，包括：差速器壳体，为一体式结构，沿周向方向设有多个轴孔；一字轴，装配在所述差速器壳体的轴孔内；锥齿轮及锥齿轮垫片，一个锥齿轮垫片及一个锥齿轮组成一组套装在所述一字轴上，所述锥齿轮垫片外球面与所述差速器壳体内球面配合；半轴齿轮，轴向布置在所述锥齿轮两侧，且两侧半轴齿轮均与所有的锥齿轮啮合；主动螺旋齿轮，固定安装在所述差速器壳体端面；摩擦片组，在半轴齿轮与所述主动螺旋齿轮之间以及在另一个半轴齿轮与所述差速器壳体内台阶之间各设有一个摩擦片组。
5.在一些实施例中，沿所述差速器壳体的周向方向均布设置四个轴孔，每一个轴孔中设有一个一字轴，且每一个一字轴对应一组锥齿轮垫片和锥齿轮，四个锥齿轮与两个半轴齿轮啮合来增加啮合面积。
6.在一些实施例中，装配在轴孔中的一字轴通过安装在差速器壳体上限位部件对一字轴进行径向限位。
7.在一些实施例中，所述限位部件为螺钉和螺母；位于轴孔处的差速器壳体上设有轴向的螺纹孔，所述螺钉旋入螺纹孔后，螺钉的前端插入到位于一字轴上开设的凹槽中，并用螺母将螺钉固定在差速器壳体上。
8.在一些实施例中，所述锥齿轮垫片上分布有若干个能够存储润滑油的油孔。
9.在一些实施例中，所述摩擦片组由多个交替装配的摩擦片和从动片构成。
10.在一些实施例中，所述摩擦片组由五个摩擦片和五个从动片依次交替装配，五个摩擦片中有一个为厚摩擦片，且该厚摩擦片靠近半轴齿轮。
11.在一些实施例中，所述摩擦片的两端面均分布有若干个油槽，所述厚摩擦片一端面分布有若干个油槽，另一端面为光滑面，光滑面与半轴齿轮端面配合。
12.在一些实施例中，依次交替布局的一个厚摩擦片、四个摩擦片和五个从动片装配在差速器壳体内的行程控制在0.8mm-1mm范围内。
13.在一些实施例中，所述摩擦片通过内花键与半轴齿轮外花键啮合，从动片通过其外圆设置的若干个防转半圆环装配在对应差速器壳体凹槽内。
14.在一些实施例中，所述主动螺旋齿轮通过其内止口装配到所述差速器壳体外止口上，并通过周圈螺栓固定。
15.在一些实施例中，所述差速器壳体上设有若干个用来润滑差速器壳体内的齿轮件的油道孔。
16.本发明第二方面公开了一种工程机械，装配有上述的限滑差速器组件。
17.与传统的限滑差速器相比，本发明有益效果：1、具有显著的经济适用性，一体式的差速器壳体结构，一字轴极简的加工工艺，差速器组件中各零件可批量生产的特性，大大减小了加工制造成本。
18.2、通过对差速器内摩擦片及从动片行程控制在0.8mm-1mm及厚摩擦片与半轴齿轮配合面粗糙度的要求使整机在频繁多次大角度转向时依然拥有良好的限滑功能。
19.3、通过优化半轴齿轮及锥齿轮啮合区域可有效减小齿面磨损，即提高了传动的平稳性又延长了其使用寿命。
20.4、装配流程简单方便，易操作的特点使装配效率高。
附图说明
21.附图作为本发明的一部分，用来提供对本发明的进一步的理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，但不构成对本发明的不当限定。显然，下面描述中的附图仅仅是一些实施例，对于本领域普通技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。
22.在附图中：图1为本发明的差速器组件结构示意图。
23.图中 1. 螺栓；2. 主动螺旋齿轮；3. 一字轴；4.螺钉；5. 螺母；6.差速器壳体；7.半轴齿轮；8.从动片；9. 摩擦片；10. 厚摩擦片；11. 锥齿轮垫片；12. 锥齿轮。
24.图2为本发明的差速器组件分解示意图。
25.图3为本发明的锥齿轮半轴齿轮优化前后示意图。
26.需要说明的是，这些附图和文字描述并不旨在以任何方式限制本发明的构思范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本发明的概念。
具体实施方式
27.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例
中的附图，对实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
28.在本发明的描述中，需要说明的是，术语
ꢀ“
上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
29.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
30.如图1、图2、图3所示，一种限滑差速器组件，主要由螺栓1、主动螺旋齿轮2、一字轴3、螺钉4、螺母5、差速器壳体6、半轴齿轮7、从动片8、摩擦片9、厚摩擦片10、锥齿轮垫片11、锥齿轮12组成。
31.差速器壳体6为一体式结构，其周向方向均布设置四个轴孔及四处油道孔，轴孔用来装配一字轴，油道孔用来润滑差速器组件内的齿轮件，四个一字轴3分别装配在差速器壳体6相应的轴孔中，为提高传动平稳性及可靠性，在四个一字轴孔3处增加差速器壳体6壁厚，同时在壁厚处设置有螺纹孔，靠近一字轴3的端部设置有凹槽，通过将螺钉4旋入一字轴3的凹槽并用螺母5将螺钉4固定在差速器壳体6上实现一字轴3的限位；主动螺旋齿轮2通过其内止口装配到差速器壳体6外止口上并通过周圈螺栓1固定。
32.在一字轴3上设置一组锥齿轮12及锥齿轮垫片11，锥齿轮垫片11的球面与差速器壳体6内球面配合，锥齿轮垫片11选用耐磨材料20钢，其内表面阵列分布48个直径φ1.5mm深0.1mm的油孔，该油孔可存储一定的润滑油用于润滑锥齿轮及降低传动产生的热量，四个锥齿轮12与两个半轴齿轮7啮合，优化后的锥齿轮12与半轴齿轮7的啮合面积增大使传动平稳可靠，在差速器壳体6与锥齿轮12配合面为球面，在差速器壳体1内孔处设置四处均布的半圆槽用来装配从动片8，两个半轴齿轮7向差速器壳体6两端分别装配厚摩擦片10、从动片8
…
摩擦片9、从动片8，五个摩擦片与五个从动片8一组交替装配，摩擦片9的两端面均阵列分布均匀的油槽，厚摩擦片10一端面阵列布局均匀的油槽，另一端面为光滑面，光滑面与半轴齿轮7端面配合，摩擦片端面上的油槽可存储润滑油用来润滑齿轮件，另一方面增大摩擦片与从动片的摩擦力使差速器组件限滑更可靠，摩擦片9与厚摩擦片10通过内花键与半轴齿轮7外花键啮合，从动片8外圆均布设置四个防转半圆环，装配时四个半圆环镶嵌在差速器壳体内的4个对应凹槽；依次交替布局的五个摩擦片及五个从动片8装配在差速器壳体6内的行程控制在0.8-1mm范围内。
33.左、右驱动轮实现大角度转向限滑实施方式：差速器组件中的半轴齿轮内花键与左、右驱动轮传动轴的外花键啮合，当整机大角度转向时，左右轮传动轴转速不同，动力经过差速器的锥齿轮及半轴齿轮，由于左右半轴齿轮受力不同，受力大的半轴齿轮挤压摩擦片及从动片，通过从动片均布的四处半圆环固定在差速器壳体内实现制动，经过实验验证差速器组件内摩擦片及从动片行程控制在0.8mm-1mm限滑效果最佳，间隙过小极易造成摩擦片及从动片因摩擦产热而损坏，间隙过大则限滑效果不佳。
34.综上，与传统的限滑差速器相比，本发明具有显著的经济适用性，一体式的差速器
壳体结构，一字轴极简的加工工艺，差速器组件中各零件可批量生产的特性，大大减小了加工制造成本。通过对差速器内摩擦片及从动片行程控制在0.8mm-1mm及厚摩擦片与半轴齿轮配合面粗糙度的要求使整机在频繁多次大角度转向时依然拥有良好的限滑功能。通过优化半轴齿轮及锥齿轮啮合区域可有效减小齿面磨损，即提高了传动的平稳性又延长了其使用寿命。装配流程简单方便，易操作的特点使装配效率高。
35.在此处所提供的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本发明的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。
36.此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此所述的一些实施例包括其它实施例中所包含的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合同样意味着处于本发明的保护范围之内并且形成不同的实施例。例如，在上面的实施例中，本领域技术人员能够根据获知的技术方案和本技术所要解决的技术问题，以组合的方式来使用。
37.以上所述仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专利的技术人员在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述提示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明方案的范围内。