专利名称：在差速器箱中自动装配差速器齿轮装置的方法和设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种自动装配差速器箱中的元件，制造构成差速器主要部分的差速器齿轮装置或组件的方法和设备。
差速器齿轮装置在机动车中被作为一种最终的减速装置，例如采用一种称为差速器箱的壳体结构。差速器箱装有一对可绕一根轴转动的差动半轴齿轮(具有相对大的直径)，和一对放在这两个站轴齿这间并与它们啮合的差动行星小齿轮(具有相对小的直径)。差动行星小齿轮由行星小齿轮轴或销子支撑，并可绕一根与半轴齿轮的转轴相垂直的轴线转动。当差速器齿轮装置用于机动车时，差速器箱还附有一个齿环(具有相对大的直径的减速齿轮)，从而使差速器箱与该齿环一起绕差动半轴齿轮的轴线转动，以使将动力从驱动轴分配到与相应的差动半轴齿轮相连接的左、右驱动轮上。
为了提高装配上述差动组件的效率，已经提出了一些自动装配设备，例如在日本专利申请JP-A-63-200935中公开的设备。然而到目前为止，因为元件比较小或元件间几乎没有空隙并需要通过箱内形成的孔道向差速器箱中插入元件，所以在差速器箱中自动装配元件构成差速器主要部分的差动齿轮装置仍无法办到。因此，实现自动装配差速器齿轮装置就是人们一种长期迫切的要求。
现详细说明如下差速器齿轮装置是这样装配的，首先铅直固定一个差速器箱，使用合适的夹具或固定装置在铅直的差速器箱的内腔的上部和下部的相应位置安放一对差动半轴齿轮，然后，在差速器箱中放入一对差动行星小齿轮，同半轴齿轮相啮合，同时，在行星小齿轮的后部或外端面放置一个部分球形垫片。为了插入一根行星小齿轮轴以便可旋转的支撑行星小齿轮，差动半轴齿轮和行星小齿轮的啮合相对于差速器箱是可以绕半轴齿轮转轴转动的，同时，在差动行星小齿轮上加有垫片，以便行星小齿轮可以相对差速器箱体移动，从而可以同在差速器箱壁上形成的同心行星小齿轮轴的孔找准中心。然后将行星小齿轮轴从差速器箱外部通过行星小齿轮轴孔、行星小齿轮和垫片插入，再通过差速器箱壁将一根止动销打入行星小齿轮轴，使该轴固定在箱体上。
上面的配程序要求将两个差动行星小齿轮同差动半轴齿轮在相应的位置相啮合，这两个位置相对于半轴齿轮的转轴是相互对称的，并使上述两个差动行星小齿轮在同该轴相垂直的一个平面内，即在以半轴齿轮轴为中心的一个圆的直径相对的位置上。此外，应采用一些油将部分球形垫片粘在行星小齿轮的外端面，同时调整放在差速器箱内壁表面的垫片直到使行星小齿轮找准行星小齿轮轴孔。在行星小齿轮相对差速器箱移动期间，垫片相对行星小齿轮往往会移动。结果使垫片相对于行星小齿轮轴孔的位置无法找准。因此，装配程序要求用可观的时间和高度熟练的技巧将行星小齿轮轴通过箱体一一插入到行星小齿轮和垫片中。例如，按照常规的手工装配程序，一个有经验的工人通常需要大约一分钟才能完成一件差速器齿轮装置的装配。
因此，本发明的第一个目的是要提供一种可以在较短的时间内自动和有效地装配差速器齿轮装置的方法。
本发明的第二个目的是要提供一种适合于实行这种方法的设备。
上述的第一个目的可以按照本发明的第一方面的内容实现，它提供了一种自动装配下面所述的差速器齿轮装置的方法。这种装置包括有一个具有内腔的差速器箱，和装在该箱腔内的一对相对放置的差动半轴齿轮，一对相对放置并插入半轴齿轮之间与它们啮合的差动行星小齿轮，和一根可转动地安装行星小齿轮的行星小齿轮轴，差速器箱适于布置在差速器的组件中，该箱与一个齿环一起围绕第一个轴旋转，半轴齿轮也可以围绕第一根轴转动，同时，差动行星小齿轮可以绕垂直于第一根轴的第二根轴转动，箱体具有一对与内腔相通的孔道，这对孔道在箱体外部开口，开口方向互相相反，并垂直于第二轴，位于平行于第二轴和垂直于第一轴的一个平面内，本方法包括以下步骤(a)将行星小齿轮通过相应的一对孔道装入箱的内腔，将其可转动地放置在腔内的差动半轴齿轮之间的相应的对称位置上，该位置是在上述平面内相对于第一轴相互对称的。(b)绕第一轴转动一个半轴齿轮(c)使这对行星小齿轮和半轴齿轮啮合，同时将行星小齿轮固定在相应的对称位置上。
上面指出的第二个目的，可以按照本发明的第二个方面的内容来实现，它提供了一种自动装配下面所描述的差速器齿轮装置的设备。差速器齿轮装置包括一个有内腔的差速器箱和放在腔中的元件，这些元件包括一对相对放置的差速半轴齿轮；一对插在半轴齿轮之间并与其啮合的相对放置的行星小齿轮，一根用来可转动地支承行星小齿轮的行星小齿轮轴，差速器箱适于放置在一个差速器组件中，该箱可与一个齿环一起绕第一根轴转动，半轴齿轮也是可绕第一根轴转动的同时，差动行星小齿轮是可绕垂直于第一根轴的第二轴转动的，箱体具有一对同其内腔相通的孔道，该孔道向箱体外部空间开口，并在垂直于第二根轴的方向上相互对置，同时处于平行于第二根轴和垂直于第一根轴的一个平面内，该设备包括(1)一个行星小齿轮支撑装置，用来通过一对孔道将行星小齿轮相应地放入腔内，并将行星小齿轮可转动地固定在腔内的差动半轴齿轮之间的相对称的位置上，该位置在上述平面内相对于第一根轴是相互对称的；(Ⅱ)一个半轴齿轮转动装置，用来使半轴齿轮中一个绕第一根轴转动；(Ⅲ)一个齿轮啮合装置，用来使行星小齿轮与一对半轴齿轮相啮合，同时，用来将行星小齿轮固定在所述的有关对称位置上。
按照上面描述的本发明，行星小齿轮被可转动地固定在差速器箱腔内的所述的半轴齿轮之间相对称的位置，并被自动地实现与半轴齿轮之一相啮合，同时，这个半轴齿轮是可绕第一根轴转动的。这种布置使这对行星小齿轮能够在各自位置同这种半轴齿轮相啮合，两个啮合位置是对于半轴齿轮的转轴相互对称的，并处于垂直于这根转轴的平面内。因此，通过将行星小齿轮移动到与第二根轴中心对准的位置，可以有效和容易地将行星小齿轮轴穿过和插入行星小齿轮和差速器箱的壁。
按照本发明的一种推荐的形式，上面指出的一个半轴齿轮绕一个预定的方向转动，在其转动期间，在对称位置上的这对行星小齿轮将被压在那一个半轴齿轮上，借此这对小行星齿轮被实现与这个半轴齿轮相啮合。这个推荐的方法可以借助下述形式的设备实现。该设备包括一个控制器，该控制器用于控制半轴齿轮转动装置，以便使上述指明的一个半轴齿轮绕预定方向转动，其中的齿轮啮合装置包括一个行星小齿轮加压装置，它由控制器控制，在一个半轴齿轮沿预定方向转动期间将行星小齿轮压在上述指明的一个半轴齿轮上，由此，可以有效地使这对行星小齿轮和一个半轴齿轮相啮合。这种安排能确保这对行星小齿轮同另一个半轴齿轮啮合前容易与那一个转动的半轴齿轮相啮合。
在上面推荐的构成本发明的一种安排中，在行星小齿轮已与上面指明的一个半轴齿轮啮合以后，上面指明的一个半轴齿轮绕与上面指明的预定方向相反的方向转动，通过使行星小齿轮与另一个半轴齿轮接触可以实现行星小齿轮与另一个半轴齿轮的啮合。那就是，在行星小齿轮与另一个半轴齿轮啮合后，控制器控制半轴齿轮转动装置使上面指明的半轴齿轮向相反方向转动，并且齿轮啮合装置包括一个使行星小齿轮同另一个半轴齿轮相接触的装置，借此实现这对行星小齿轮与另一个半轴齿轮的啮合。
按照本发明的另一种推荐的形式，已经啮合的半轴齿轮和行星小齿轮绕第一根轴(半轴齿轮的转轴)相对差速器箱旋转，直到行星小齿轮与第二根轴(行星小齿轮的轴)的中心对准。为此，装有一个旋转装置，可以在行星小齿轮和半轴齿轮互相啮合后，使它们绕第一根轴相对差速器箱转动，以便行星小齿轮被移动到同第二根轴中心对准的位置。
按照上述形式的发明的有益的特点是一对半轴齿轮被互相偏置，当该半轴齿轮和该行星小齿轮绕第一轴相对差速器转动时，会迫使行星小齿轮朝限定差速器箱腔室的内表面趋近。这是由偏置机构完成的，该机构使半轴齿轮互相偏置，借此迫使行星小齿轮向箱体内表面趋近，同时，半轴齿轮对和行星小齿轮对由旋转装置带动旋转。由于行星小齿轮在半轴齿轮偏置力的作用下被迫朝箱体内表面趋近，可以在移动行星小齿轮与第二轴对准中心期间能有效地防止一对通常用油或润滑脂粘在行星小齿轮后部或外端表面的部分球形的垫片相对于行星小齿轮发生不希望的位移或错位，这样，由于行星小齿轮和垫片与第二根轴可以准确对准中心，所以本特征允许有效自动地插入行星小齿轮轴，由此，差速器齿轮装置的自动装配效率得到极大的改善。
例如，当实施装配时差速器箱位于铅垂状态，以便第一轴在竖直方向延伸，这时偏置机构可以由一个上部的半轴齿轮的重量构成。在这种情况下，半轴齿轮在竖直方向是互相相对的，上部半轴齿轮的重量作用在行星小齿轮上，迫使行星小齿轮对在垂直于第一根轴即半轴齿轮旋转轴的平面内沿相反方向朝箱体内表面靠近。为使上部半轴齿轮能起偏置机构的作用，可以装备一合适的夹持机构，用它来夹持上部半轴齿轮直到半轴齿轮和行星小齿轮的啮合被完成，在啮合完全后，再释放上部半轴齿轮，以便上部半轴齿轮的重量作用在行星小齿轮上。然而，偏置机构可以由任何偏置，弹性或有弹力的部件，例如一根弹簧组成，它至少作用于两个半轴齿轮中的一个上。
按照上述形式的本发明，其另一个有益的特点是在行星小齿轮移动到和第二根轴对准中心的过程中，其中的半轴齿轮和行星小齿轮轴一直是绕第一根轴转动的，第一和第二行星小齿轮夹持器通过箱体的相应的孔道延伸到箱体内腔中，使每一个行星小齿轮以绕第一轴可转动的方式被支承在第一角度的位置上，以便从行星小齿轮的转动方向来看第二个行星小齿轮夹持器的位置同相应孔道的两个端头中的一个相邻接。然后，将第二个行星小齿轮夹持器从每个行星小轮上缩回，这时行星小齿轮就按第一个角度的位置留在腔内。接着，使半轴齿轮和行星小齿轮绕第一根轴相对箱体转动，以使每一个行星小齿轮从第一个角度位置移动到第二个角度位置，在此位置，第一个行星小齿轮夹持器位置同箱体对应应孔道的上面指明的一端相邻接。然后将第一行星小齿轮夹持器从行星小齿轮上缩回，这时行星小齿轮便被留在腔内的第二角度位置，然后半轴齿轮和行星小齿轮绕第一根轴相对箱体转动，使行星小齿轮从第二个角度位置移动到第三个角度位置，在此位置行星小齿轮与第二根轴的中心心对准。
上述将行星小齿轮从第一角度位置(在此位置行星小齿轮夹持器可以通过孔道延伸到箱体内腔中)移动到第三个角度位置使其同第二根轴中心对准的方法可以采用推荐的设备来实现。该设备中使半轴齿轮和行星小齿轮围绕第一根轴转动的旋转装置包括第一行星小齿轮夹持器和第二行星小齿轮夹持器，它们每个都可以在先前的位置，即在箱体内腔可转动地夹持每个齿轮的位置，和箱体外部空间的一个缩回位置之间移动，所述第一和第二行星小齿轮夹持器，通过箱体的相应孔道，相对先前的位置是可移动的；操作第一和第二行星小齿轮夹持器的相应的传动机构；为使行星小齿轮移动到第三角度位置，使半轴齿轮和行星小齿轮围绕第一根轴相对箱体转动的动力源；以及一个控制器，用来控制第一和第二行星小齿轮夹持器，第一和第二传动机构和动力源。
按照上述的安排，第一和第二行星小齿轮夹持器在将行星小齿轮移动到第三个角度位置，以便同第二根轴对准中心的过程中。首先，共同配合可转动的夹住每一个行星小齿轮，接着被从先前的位置缩回到缩回位置。这种安排可以保证行星小齿轮平稳地移动到与第二根轴中心对准的位置，在差速器与行星小齿轮夹持器间不会互相干扰，同时，当行星小齿轮夹持器位于先前的位置情况下，可以使行星小齿轮从一开始就可转动的夹持在箱体内腔中。在第三角度位置，行星小齿轮被放置在半轴齿轮和箱体壁内表面的限定空间中，行星小齿轮轴的轴孔就在该箱体壁上形成。那就是说，位于第三角度位置的行星小齿轮从箱体外部是看不见的但是上面的安排却可在行星小齿轮夹持器与差速器箱任何部分无干扰的情况下，自动地将行星小齿轮放置到与第三角度位置上的与轴孔中心对准的位置。
以上是对按照本发明的方法和设备所具有的两个或多个特点进行的讨论。
本发明的上述的和其它的目的，特点和优点通过参阅下面本发明的优选实施例的详细说明书并联系附图考虑时将能更好地理解，在附图中
图1是本发明的用来装配差速器齿轮装置的一个自动装配设备实施例的正面图；图2是图1中设备的平面图；图3是一个差速器齿轮装置纵轴方向截面图，该装置包括一个差速器箱和装配在箱中的元件，诸如差动行星小齿轮和差动半轴齿轮；图4是图3中的差速器齿轮装置的部分截面图；图5是图3中的差速器齿轮装置的部分截面的平面图；图6是图1中设备的第一工作头的放大的图；图7是图6中的第一工作头的侧面图；图8是用于图6中的第一工作头的左、右行星小齿轮支撑装置右侧详图9是左、右行星小齿轮支撑装置对置平面图，从上可以看到行星小齿轮支撑装置的一对摇板；图10是图8中的右侧行星小齿轮支撑装置的行星小齿轮夹持装置细节的平面图，它包括行星小齿轮夹持器和传动气缸；图11是图10中的行星小齿轮夹持装置的端部图；图12是图1中的第二工作头的放大图；图13是图12中的第二工作头的侧面图；图14是布置在图1中设备的工作头下的装置的平面图；图15是图14中的轴姿态控制装置的细节图；图16是处在图1中自动装配设备的第一装配位置上的差速器箱长轴截面方向上的正面图；图17是一份零件截面图，表明在凸轮部分和图16中齿轮夹持具的齿轮夹持钳口之间的关系；图18是说明图1中设备的操作过程中平面图，其中被相应的行星小齿轮夹持装置夹持的两个行星小齿轮在差速器箱中顺着箱体圆周移动到第一角度位置；图19是说明所述设备另一步操作过程的平面图，其中行星小齿轮被行星小齿轮夹持装置夹持后从图18的第一个角度位置相对差速箱移动到第二个角度位置；图20是说明书所述设备进一步操作过程的平面图，其中行星小齿轮夹持装置在第二角度位置释放行星小齿轮，行星小齿轮推进头被推进到差速器箱的内部。
图21是说明所述设备更进一步的操作过程平面图，其中行星小齿轮被行星小齿轮推进头推动相对差速器箱运动到第三角度位置。
首先参见图1和2的正面图和平面图，这是总体上示意地说明一台自动装置设备，按照本发明的一个实施例，自动地装配一个包含有差速箱10的差速器齿轮装置的例子。
在图1和图2中，自动装配设备总体以12表示，它包括一个由导向轨(未示出)支撑和导向并可在水平方向运动的托架14，和一个可使托架14在预定的第一和第二装配位置间往复运动的往复气缸16。托架14装有一块托板支撑件24，用来支撑其上面的托板26，并装有一个托板止动器28(图2)用来将托板26定位在托板支撑件24上。托板支撑件24具有多个滚子18用来可移动地支承托板26，并与载荷或送入输送器20以及导出输送器22具有相同的高度。托板止动器28具有一个凸起可以与托板26上的凹槽相啮合。
在本设备12上进行自动装配以前，差速器箱10被固定在托板26上，托板26被从承载输送器20上输送到托架14的第一装配位置。当在第二个装配位置上对差速器箱10的装配操作完成以后，托板26以及安装在其上的差速器箱10被从第二装配位置运送到卸载输送器22上。
差速器箱10的构造由图3-5表示。图3是纵轴方向截取的正面图，它显示出包含在差速器箱10中的元件。图4和图5是与图3中差速器箱10对应的部分切割的侧面图和平面图。图4中的侧面图是在图3的箭头A所指出的方向上截得的。
差速器箱10和包含在其中的元件通过本设备12(的装配)构成差速器齿轮装置，它被装置在机动车的最后减速齿轮组件的壳体中，以便差速器箱10围绕固定车辆驱动轮的轴30U和30D的转轴B是可转动的。差速器箱10具有一个腔室38，在其中可转动地安装有一对相对斜齿轮形式的差动半轴齿轮32D和32U，一对差动行星小齿轮36L和36R，以及一根可转动地支承差动行星小齿轮36L和36R的行星小轮轴34。差速器箱10还具有一对轴孔40U和40D，用来接纳以花键形式同相应的半轴齿轮32U和32D相接合的轴30U和30D的端部，一对固定和放置行星小齿轮轴34的端部的轴孔42L和42R，还有一个销孔46，它同行星小齿轮轴34端部上形成的销孔47是对准中心的。销孔46、47中插有锁紧销44用来锁紧行星小齿轮轴34。差速器箱10壁上还具有一对孔道48F和48B，它们在与行星小齿轮轴34延伸方向相垂直的方向上是相反的，并且在平行于行星小齿轮轴34和垂直于轴B的平面内。孔道48F、48B同腔室38是相通的，并且向差速器箱10的外部开口。
差速器箱10具有一个法兰边56，它是由限定腔室38的壁向外延伸形成的。在这个法兰边56上用螺栓54固定一个齿环52。齿环52与驱动齿轮50相啮合，而驱动齿轮50用于接受车辆发动机的输出。发动机的输出通过差动齿轮部件10、32、34、36和52分配到左、右轴30U和30D上。在差动半轴齿轮32U、32D和差速器箱10的内表面之间相应地放入圆盘形垫片58U和58D。同样，在差动行星小齿轮36L、、36R和差速器箱10的部分球形的内表面间设有部分球形垫片60L和60R。
回过来参见图1和2，差速器箱10通过一个圆筒形固定器63被以铅垂的姿态固定在托板26上，以便半轴齿轮32U、32D的转轴B可在竖直方向延伸。半轴齿轮32U和32D连同盘形垫片58U和58D由设备12的工人或操作器从孔道48放入差速器箱10。这对半轴齿轮32U、32D用下面说明的方法被支撑在预定的位置上。上部的半轴齿轮32U是由齿轮夹持爪62(图16)夹持后通过上部的轴孔40U被放入的。
在放置在第一装配位置的托板26的上方，有一个第一工作头66，它在第一竖直气缸64的作用下作竖直运动。第一工作头66在第一装配位置对托板26上固定器63处固定的差速器箱10进行各种操作。简略地说，就是第一工作头66适于通过孔道48将一对差动行星小齿轮36L、36R放入箱体10的腔室38中，以便与半轴齿轮对32U、32D自动啮合。第一工作头66还适于相对箱体10转动相互啮合的行星小齿轮36L、36R和半轴齿轮32U、32D，使行星小齿轮36L、36R的中心孔与箱体10的轴孔42L、42R是中心对准的，这样行星小齿同34可以被插入和延伸通过轴孔42L、42R、垫片60L、60R和行星小齿轮36L、36R，详细过程描述如下。
在位于第二装配位置的托板26的上方，有一个第二工作头70，它在第二竖直气缸68作用下作竖直运动。第二工作头70的作用是自动将行星小齿轮轴34插入和穿过箱体10和行星小齿轮36L、36R，并且自动将锁紧销44插入箱体10的销孔46和行星小齿轮轴34的销孔47，把轴34锁定在固定位置上。
托架14装备有一个齿轮转动装置74周来转动下部的半轴齿轮32D，其目的如下所述。齿轮转动装置74包括一个从半轴齿轮32D的中心孔将其夹住的夹紧装置72。转动装置74包括一个旋转夹紧装置72的电动机76，用来升举夹紧装置72的升举气缸78，借助它可以使装置72的夹紧端通过托板26，圆筒形固定器63和箱体的下部轴孔40D插入半轴齿轮32D的中心孔。转动装置74还包括一个夹紧气缸用来启动夹紧装置72的夹紧端。
现在参见图6和7，它们显示了固定在第一可移动部件80上的第一工作头66。这个第一可移动部件80在第一竖直气缸64作用下可以垂直移动，同时其运动受到固定在设备12的框架84上的第一导引轨82的引导。第一工作头66包括一块水平板86它从第一可移动部件80上沿水平方向朝离开本设备12的操作器的方向延伸；一块由水平板86支撑并置于其下面的转动板88，转动板88可以绕竖直轴C转动，该竖直轴C与位于第一装配位置的箱体10中的半轴齿轮32U、32D(轴孔为40U、40D)的旋转轴B是中心对准的；一个固定在水平板86上的齿轮传动的电机94，电机具有一个与固定在转动板88上的旋转齿轮90相啮合的输出齿轮92，它使转动板88同齿轮90一起围绕轴C转动；一对由转动板88支承的摇动板96L和96R，它们可以绕相应的D轴旋转；一对同样由转动板88支承的，可以绕D轴转动的摇动齿轮98L和98R，它们被固定在摇动板96L和96R上，借助它们可使摇动板96L和96R摇动或摆动；一个布置在转动板88上的摇动气缸102，用来操作与摇动齿轮98L、98R相啮合的齿条100；一对由相应的摇动板96L、96R支承的并布置在其下面的行星小齿轮支撑装置104L和104R；一对同样由相应的摇动板96L、96R支承并布置在其下面的行星小齿轮推动装置106L和106R，它们的位置与相应的行星小齿轮支撑装置104L、104R相邻。
行星小齿轮推动装置106L、106R包括相应的气缸110L和110R，它们附在从相应的摇动板96L、96R的端部朝下延伸的相应的支架108L和108R上。行星小齿轮推动装置106L、106R还包括同相应的气缸110L、110R相连接的行星小齿轮推进头111L和111R。推进头111L、111R如下所述适于被推进到差速器箱10的腔室38中，并具有相应的圆柱形操作部分112L和112R，以及在这些操作部分后面形成的相应的凸环113L和113R(图9)。操作部分112L、112R适于同相应的行星小齿轮36L、36R的齿相接触(图20)，同时凸环113L、113R与紧紧地压紧在行星小齿轮36L、36R的部分球形外端面上的部分球形垫片60L、60R具有大体相同的曲率半径。凸环113L、113R的厚度不大于球形垫片60L、60R的厚度。行星小齿轮推进头111L、111R的作用是在差速器箱10中，沿着箱体10的圆周绕B轴推进和移动行星小齿轮36L、36R，这将在下面参照图20和21作详细说明。
如图8和9所详细显示的，行星小齿轮支撑装置104L、104R包括附着在相应的摇动板96L、96R下底面的支承块114L、115L、114R、115R；一对能弯曲的弹性部件118L和118R，它们具有一对由支承块114L、115L、114R、115R支承的相应的导杆116L、116R，该对导杆在垂直于竖直轴C的方向可相对摇动板96L、96R和支承块114L、115L、114R、115R运动；一对气缸122L和122R可通过相应的弹簧120L、120R使相应的弹性部件118L、118R移动；两对竖直支架134L、134R，它们具有相应的第一竖直杆126L和126R，该对竖直杆是与固定在弹性部件118L、118R上的相对的第一引导套管124L、124R可滑动地啮合的；一对转动组件128L、128R通过相应的水平销130L、130R可转动地支承在相应的竖直支架134L、134R上，以便转动组件128L、128R可绕销130L、130R转动；一对用来竖直地移动相应的竖直支架134L、134R的气缸132L、132R；一对控制转动组件128L、128R倾斜角的倾斜控制部件146L、146R；一对竖直推动相应的倾斜控制部件146L、146R的气缸144L、144R；以及一对润滑剂撒播器147L、147R，用来将润滑剂撒播到差动行星小齿轮36L、36R和部分球形垫片60L、60R的界面上。倾斜控制部件146L、146R具有相应的第二竖直杆138L、138R，该对竖直杆与固定在弹性部件118L、118R上的相应的第二引导套管136L、136R可滑动地接合。控制部件146L和146R还具有一对啮合销142L、142R，它们同转动组件128L、128R一端形成的相应的L形啮合部位140L、140R相啮合。
下面参见图10和11，作为显示了右侧转动组件128L的细节，右手侧和左手侧的转动组件128L、128R的每一个都包含有一个具有L形啮合部140L、140R的本体148L、148R；附在本体148L、148R上的两个平行气缸150L和152L,150R和152R；互相独立的两个行星小齿轮夹持器154L和156L,154R和156R，它们由相应的气缸150L和152L,150R和152R推动。每个行星小齿夹持器154L、156L、154R、154R具有一个半圆柱销158L、160L、158R、160R和一个部分球形表面162L、164L、162R、164R。半圆柱销158L和160L相互配合形成一个与差动行星小齿轮35L的中心孔可配合的圆柱销，同样半圆柱销158R和160R互相配合形成一个与差动行星小齿轮35R的中心孔可配合的圆柱销。部分球形表面162L、164L和162和164R被形成与行星小齿轮36L、36R的外端面相接触的部分球形垫片60L、60R的外表面贴合接触的形状。每个部分球形表面162L、164L、162R、164R具有一个凸起166，它可同通过冲孔与在垫片60L、60R上形成的孔(未示出)中的一个对应孔相配合。这些孔如同在图3的平面中所看到的，距离垫片60L、60R中心孔的距离相等。这些凸起166的作用是，当行星小齿轮36L、36R在行星小齿轮夹持器154L、156L、154R、156R的圆柱销158L和160L、158和160R上被转动时，能防止垫片60L、60R与行星小齿轮36L、36R一起转动。凸起166从表面162L、164R、162R、164R上突出的高度小于或等于垫片60L、60R的厚度。
如图12,13和14中所详细表示的，第二竖直气缸68同第二可移动部件180相连接，可移动部件180在固定于设备12框架84上的第二引导轨182的引导下在竖直方向移动。从第二可移动部件180向设备12操作器方向延伸出一个托架184，第二工作头70固定在托架184的自由端。第二工作头70包括一个矩形框架186，当托板26处于第二装配位置时，它适合于围绕板26上的差速器箱10；一个导引套管189，它穿过框架186四壁中离操作器较远一侧的壁并被用来引导定位/推进杆240；一个定位气缸190；它附在操作器一侧的框架186壁上，它启动后就将把定位杆188的尖端推进入差速器箱10的轴孔，42L、42R中；一个压力部件192，用来推动齿轮夹持爪62部分地插入差速器箱10的上部轴孔40U；一个第一门架部件194，它被固定在矩形框架186上并支承压力部件192；一个冲压气缸198，它启动后将推进冲压头197将通过供应管196提供的锁紧销44打入销孔46；还包括一个第二门架200用来支承冲压气缸198。
如图2所示，一个锁紧销供给器202输送锁紧销44，一个安装在框架84离操作器较远一侧后部的轴供给器204输送行星小齿轮轴34。锁紧销供给器202连续将锁紧销44输送到输送门210，该输送门是响应接收到的电子控制装置208的时间信号工作的，在按照时间信号在适当的时间，在压力作用下通过输送管196每次给第二工作头70输送一颗锁紧销44。同样如图14所示，从轴供应器204向轴夹持器212连续输送的行星小齿轮轴34，在推进气缸214的作用下，每次向姿态控制装置216打入一根行星小齿轮轴。如下面所说明的，姿态控制装置216适于行星小齿轮轴34相对其转轴建立一个预定的角度位置。
行星小齿轮轴34具有两相对的平行平面218，该两平面由两相对的圆弧面联接，这可从图15的横向截面图中看出。姿态控制装置216包括一个颠倒的U形通道部件222，该部件具有向下开口的U形槽220，当从轴夹持器212中接受轴34时，该槽的延伸方向同轴34的纵轴相平行。装置216也包括一个往复气缸224，可在与U形槽220延伸方向垂直的方向上往复推动通道部件222。随着通道部件被往复推动，U形槽220中接受的行星小齿轮轴34其转轴的姿态被调整，使其如在图15中点划线表示的那样，两个平面218平行于水平面。
在姿态控制装置216完成对行星小齿轮轴34的姿态调整后，推动气缸214被启动，从轴夹持器212中推出下一个行星小齿轮轴34进入姿态控制装置216，借此将已经调整好姿态的轴34从姿态控制装置216中推出并进入同姿态控制装置216相邻布置的旋转台228上形成的槽230中。旋转台228借助角度转换装置232可以在具有180°角度差的两个角度位置(0°和180°)之间绕竖直轴转动。旋转台228转换角度的功能将在下面叙述。旋转台228在与托板26运动方向相平行方面上有二个线性位置。即，旋转台228在定位气缸236作用下可以沿导轨234在轴接收位置和轴输送位置间运动，在轴接收位置槽230同推进气缸214的杆(以及姿态控制装置216的U形槽220)成一直线，在轴输送位置槽230同处于第二装配位置的差速器箱10的轴孔42L、42R成一直线，情况如图14所示。
当旋转台228位于轴输送位置时，在定位/推进气缸238的定位/推进杆240作用睛，槽230中的行星小齿轮轴34被插入处于第二装配位置的差速器箱10中。更具体地说，行星小齿轮轴34通过第二工作头70的矩形框架186的引导套管189的被插入插孔42L、42R，垫片60L、60R以及行星小齿轮36L、36R。定位/推进杆238具有一个尖端，在插入行星小齿轮轴34之前，先被推进用来确定行星小齿轮36L、36R和相应的垫片60L、60R及对应的轴孔42L或42R的位置。在这种情况下是杆238本身，而不是行星小齿轮轴34被插入通过轴孔42L、42R，垫片60L、60R及小齿轮36L、36R。
如上所述，行星小齿轮轴34在其一端有一个销孔47。为了在行星小齿轮轴34被插入差速器箱10时使其销孔47同差速器箱10的销孔46对准，在旋转台228的槽230中就应当对行星小齿轮轴34定位以便销孔47位于槽230的离设备12操作器较远一端，这样，锁紧销44就可被插入差速器箱10上离操作器较远一侧上的销孔46、47。为此目的，设备12装有一个适当的传感器(未示出)用来探测行星小齿轮轴34端部的销孔是否在离操作器较远的一侧。若传感器未探测到销孔47，它将向电子控制装置208发生信号，该控制装置将启动角度转换装置232，当旋转台228位于其轴输送位置时使旋转台232转过180°。
参见图16，这里显示了放在本装配设备12上的在进行自动装配以前的差速器箱10。为了准备自动装配，差动半轴齿轮对32U和32D被放置在置于托板26上的差速器箱10腔室38内的位置上。上面半轴齿轮32U和相应的圆盘垫片58U由通过上部轴孔50U部分插入的齿轮夹持爪62夹持。齿轮夹持爪62包括一个具有阶梯形外圆周表面的圆柱形本体250，它具有一个接近部分其外直径小于中部；一根转动的凸轮轴254，它穿过圆柱形本体250的纵轴方向的中心孔并如图17所示在其末端或下端有一个凸轮部分252；一对附在本体250末端部分的齿轮夹持爪256，它可以绕枢轴转动；一个操作套258，它被固定在转动凸轮轴254的接近端并盖住本体250的接近端；一个安装在本体250接近部分的环形部件260，它同本体250的接近部分和中部之间的凸肩靠近；一个放置在环形部件260和操作套258之间的螺旋弹簧262。在凸轮部分252作用下齿轮夹持爪256在夹持半轴齿轮32U的齿轮夹持位置和释放半轴齿轮32U的非夹持位置间绕枢轴转动。当爪256在齿轮夹持位置时，环形部件260与差速器箱10的轴孔40U开口的上端面贴合接触，以便弹簧262的偏置力产生的反弹力朝上作用在本体250上。在图16和17中，凸轮部分252处于齿轮夹持位置的情况如轴254的中心线右手侧表示的情况，处于非夹持位置的情况如轴254的中心线左手侧表示的情况。由于凸轮部分252具有图17所示的形状，一旦通过凸轮轴254相对本体250作一个给定的转动使夹持爪对256处于齿轮夹持位置后，就可以防止凸轮轴254相对本体250作进一步的转动。
为了将齿轮夹持爪62放置到差速器箱10上，首先要克服弹簧262的偏置力将爪62的下部插入轴孔40U，然后操作套258同转动轮轴254被一起旋转。当差速器箱10被输送到第二装配位置时，爪62被第二工作头70的压力部件192推下，这样将迫使上部半轴齿轮32U朝下部半轴齿轮32D靠近，其目的将会被理解。为实现此目的，本体250中部的外直径应大于插入通过半轴齿轮32D中心孔的末端部分的直径，以便当夹持爪62被推下时，本体250中部和末端部之间的凸肩在半轴齿轮32D的上端。凸轮部分252被制成这样的形状，它能禁止本体250(和爪256)相对凸轮轴254(和凸轮部分252)在E方向转动、就如图17所示的甚至装配程序中当半轴齿轮32U如下面所说明的被向E方向转动时也这样，但是当半轴齿轮32U朝F，却允许本体250相对轴254朝F方向转动，就如图17所示的那样，借此半轴齿轮32U可以从爪256中释放出来，这样爪256也可以被带到非夹持位置。
图16还显示了夹紧装置72的端部处于夹紧和旋转下部半轴齿轮32D的位置时的状况。这个夹紧装置72包括一个被上面说明的升举气缸78插入到下部轴孔40D中的圆柱型本体270；一根轴274，它延伸穿过本体270的纵轴方向的中心孔并在其上端有一颠倒的截头圆锥凸轮272；一个套筒夹头276，它布置在和本体270的上端相邻的位置，当在一个适当的气缸作用下轴274朝下运动时，凸轮272使其膨胀，由此从半轴齿轮32D的内表面将齿轮夹紧。套筒夹276由三个分开的部分组成，例如它们被安排在半轴齿轮32D的圆周方向。
下面将说明设备12在电子控制装置208的控制下自动装配操作的过程。
如上面说明的，上部半轴齿轮32U在夹持爪62的夹持下处于差速器箱10的腔室38的上部，同时下部半轴齿轮32D位于腔室38的下部并与下部的轴孔40D中心对准。箱体10和放置于其内部的半轴齿轮32U、32D通过圆柱形固定器63被固定在托板26上。托板26从载荷运输器20上被输送到支承架24上。当一个适当的传感器(未示出)探测到托板26输送到托架24时，自动装配程序开始。当探测到托板26后，托板26由托板止动器28定位，以便将差速器箱10带到第一装配位置。在箱体10处于第一装配位置情况下，夹紧装置72升举起同时夹紧套筒276插入下部半轴齿轮32D的中心孔，然后夹紧套筒被膨胀夹紧半轴齿轮32D。接着夹紧装置72下降一个小的距离迫使半轴齿轮32D靠紧在腔室38的下部表面，情况如图16所示。
同时，差动行星小齿轮36L、36R和部分球形垫片60L、60R被安装在第一工作头66的行星小齿轮夹持器154L、156L、154R、156R上。上面描述的夹紧装置74的操作完成以后，第一工作头66在第一竖直气缸64的作用下被降低到预定的中间操作位置。在这个中间操作位置，摇动气缸102被启动，使摇动板96L、96R从图9中的双点划线的敞开位置摆动到图中实线表示的关闭位置。然后，启动平行气缸150L、152L、150R、152R将行星小齿轮夹持器154、156连同差动行星小齿轮36L、36R一起向前推进，然后将第一工作头66降低到预定的下部工作位置、其结果是行星小齿轮36L、36R在与箱体10的外壁表面位置、其结果是行星小齿轮36L、36R在与箱体10的外壁表面互不干扰的情况下，通过箱体10的相应孔道48F和48B被安放进箱体10的腔室38，并在行星小齿轮36L、36R重量产生的微小接触力下同下部半轴齿轮32D的齿部相接触。
可绕枢轴转动的组件128L、128R具有行星小齿轮夹持器154、156并通过水平销130L、130R被可转动地支承在竖直支架134L、134R上，这种构造使得组件128L、128R连同安装在其上的行星小齿轮36L、36R的重力中心处于在轴销130L、130R的同气缸150L、150R相反的一侧。然而，当第一工作头66被下降时，在行星小齿轮36L、36R同半轴齿轮32D贴合接触后，枢轴组件128L、128R应如图8所示的那样在顺时针方向稍微绕枢轴转动一点，直到其L形啮合部分140L、140R被降低到与啮合销钉142L、142R刚刚接触的位置，就如图8中实践所示的情况。在本实施例中，竖直支架134L、143R和通过水平销轴130L、130R支承在托架134上的、从而使其重心位置安装在其上的行星小齿轮36一侧的枢轴组件128L、128R，共同起到行星小齿轮36L、36R压力装置的作用，它迫使行星小齿轮36L、36R压在下部半轴齿轮32D上，同时使行星小齿轮36L、36R离开上部齿轮半轴32U。
在第一工作头66开始向下运动的时候或在其后的一个合适的时间，开动马达76使夹紧装置72向预定方向转动。从而使差动行星小齿轮对36L、36R与下部半轴齿轮32D啮合，其结果由于齿之间的啮合，行星小齿轮36L、36R向下稍微有一点移动，由此枢轴组件128L、128R在反时针方向产生转动，情况如图8中的双点划线所示。组件128L、128R的这种绕枢轴的运动由同竖直支架134L、134R一起运动的位置传感器280L、280R探测到。当行星小齿轮36L、36R同半轴齿轮32D一起转动时，撒播器147L、147R将润滑油输送到行星小齿轮36L、36R和部分球形垫片60L、60R的接触面上。在行星小齿轮36L、36R相对被行星小齿轮夹持器154、156上的凸起166固定住的垫片60L、60R转动时，行星小齿轮36和垫片60之间的接触面被完全涂复上润滑油，从而行星小齿轮36和垫片60之间的粘着力借助润滑油得到增加，这样在这些部件36、60被行星小齿轮154、156基本松开时可以防止垫片60从行星小齿轮36上脱离。
当枢轴组件128L、128R绕枢轴反时针转动时，即行星小齿轮36L、36R和半轴齿轮32D的啮合被位置传感器280L、280R到时，马达72反转使夹紧装置72向相反方向转动，与此同时气缸144L、144R启动，将倾斜控制部件146L、146R举起，使枢组件128L、128R转动到大体水平的姿态。同时，气缸122L、122R被启动，通过弹簧120L、120R将弹性部件118L、118R朝半轴齿轮32D、32U的竖直轴C的方向推动。结果迫使行星小齿轮36L、36R也靠到上部半轴齿轮32U上。在倾斜控制部件146L、146R朝上运动期间，气缸132L、132R都处于非工作状态，它们的活塞两侧的腔室具有相同的压力，由此，气缸132L、132R每个气缸的活塞的密封环的滑动阻力都从上、下两个方向加在竖直支架134L、134R上。
当行星小齿轮36L、36R不能与上部半轴齿轮32U平稳的啮合时，由于弹性部件118L、118R可以对抗弹簧120L、120R的偏置作用而运动，所以可以使行星小齿轮36L、36R从半轴齿轮32U上闪开。这样，弹性部件118的变形运动保护了行星小齿轮36L、36R和半轴齿轮32U，使它们的齿轮部免于损伤。当适当的传感器探测到要推进到预定位置的弹性部件118L、118R失败的情况时，或者探测到至少一个竖直支架134L、134R和要运动到预定升高位置的倾斜控制部件146L、146R失败的情况时，将不管气缸122L、122R的推进启动，而其向相反方向操作，将弹性部件118L、118R退回到起始位置，同样，发生上述情况时气缸144L、144R也将向相反方向操作使枢轴组件128L、128R退回到起始位置。然后，气缸122、144重新向前或向上方向启动，使枢轴组件128L、128R成为大体水平的姿态，从而实现行星小齿轮36L、36R同半轴齿轮32U的啮合。行星小齿轮36L、36R与半轴齿轮32U、32D已经合适的啮合的情况如图16中的点划线所示。这样，行星小齿轮支承装置104L、104R同第一竖直气缸64相配合也起到了使行星小齿轮36L、36R同半轴齿轮32U、32D相啮合的齿轮啮合装置的作用。
由于行星小齿轮36L、36R与上部轴齿轮32U实现啮合，当下部半轴齿轮32D在夹紧装置72和马达76带动下向相反方向转动时，将使上部半轴齿轮32U在完全啮合的作用下向F方向转动(见图17)并使夹具62的本体250和爪256相对于转动凸轮轴254向F方向转动，由此爪256被转动到非夹持位置从而将上部半轴齿轮32U松开。接着，半轴齿轮32U的轴向负荷W在行星小齿轮36L、36R上产生一个朝外的轴向冲力P，如图16所表示的，由此，部分球形垫片60L、60R被行星小齿轮36压靠在箱体10的部分球形表面59上，从而有效地避免了垫片60相对行星小齿轮36朝下位移。在本实施例中，上部半轴齿轮32U还起位移装置的作用，使上、下半轴齿轮32U、32D互相相对地产生位移。
当传感器(未示出)探测到行星小齿轮36L、36R与半轴齿轮32U、32D以上面描述的方式啮合后，夹紧装置72被运行到非夹紧位置将下部半轴齿轮32D松开，齿轮电机34开动使行星小齿轮支承装置104L、104R围绕轴C(绕轴B)顺时针转动到预定的第一角度位置，在该位置上行星小齿轮夹持器154L、154R同另一个行星小齿轮夹持器154L、154R配合将行星小齿轮36L、36R可转动地支承在同孔道48F、48B紧邻的相反的圆周端上，情况如图18所示。上面提到的顺时针方向就是图18中的顺时针方向。
然后，在图18中所示的处于顺时针转动前侧的行星小齿轮夹持器156L、156R(第二行星小齿轮夹持器)在相应的气缸152L、152R的作用下被从行星小齿轮36L、36R中缩回，而行星小齿轮36L、36R留在第一角度位置。接着，行星小齿轮支承装置104L、104R绕轴C顺时针转动到预定的第二角度位置，其中仍然前伸的行星小齿轮夹持器154L、154R(第一行星小齿轮夹持器)位于紧邻上面说明的孔道48F、48R的圆周端，情况如图19如示。在这种条件下，行星小齿轮36L、36R被放入半轴齿轮32U、32D和箱体10的部分球形表面59之间，借此，防止部分球形垫片60L、60R从行星小齿轮36上脱开向下移动。图19显示了行星小齿轮36和行星小齿轮夹持器154、156，在行星小齿轮支承装置104L、104R的第二角度位置时的相应位置。
接着，行星小齿轮夹持器154L、154R(第一行星小齿轮夹持器)也被相应的气缸150L、150R缩回，而行星小齿轮36L、36R仍留在第二角度位置，然后将行星小齿轮推进装置106L、106R的行星小齿轮推进头111L、111R伸进，使其圆柱形操作部分112L、112R与行星小齿轮36L、36R的齿部大体上贴合接触，使其凸出的环片113L、113R与行星小齿轮36L、36R的后端面以及部分球形垫片60L、60R的边缘大体贴合接触，其情形如图20所示。在本实施例中，平行气缸150L、150R、152L、152R起到将行星小齿轮夹持器154L、154R、156L、156R缩回的作用。
下一步，齿轮传动马达94运行使行星小齿轮支承装置104L、104R绕轴C转动到预定的第三角度位置，由此行星小齿轮36L、36R和粘着在小齿轮36上的垫片60L、60R被移动到与轴孔40U、40D对准中心的位置，其情况如图21所示，以便行星小齿轮轴34接着可以如下面所述的那样通过轴孔40、垫片60和行星小齿轮36被插入。
可以理解，电机94能使半轴齿轮32U、32D和行星小齿轮36L、36R绕轴B(轴C)相对箱体10转动，并使行星小齿轮36L、36R转动到与轴孔42L、42R对准中心。
然后，夹紧装置72再次被启动夹紧下部的半轴齿轮32D齿轮传动电机94各相反向方向转动使行星小齿轮装置104L、104R旋转到如图20中的第二角度位置。夹持器装置72然后运动到非夹持器位置，气缸106L、106R将行星小齿轮推进头111L、111R缩回到起始位置。齿轮传动电机94进一步向相反方向转动使行星小齿轮支承装置104L、104R旋转到如图9的起始位置。接着，气缸122L、122R启动将枢轴组件128L、128R从差速器箱10中缩回，第一竖直气缸64运转将第一工作头66举升到预定的中间位置，在此处摆动气缸102运转使摇动板96L96R摆到张开的位置。接着平行气缸150L、150R、152L、152R启动使行星小齿轮夹持器154,156前伸，气缸132L、132R、144L、144R被启动使第一竖直支架134和倾斜控制部件146下降。然后，第一工作头66被进一步升到起始位置。如上所述，在工作头66一升到预定的中间位置，摇动板96L、96R便被摆动到张开位置，其目的是避免工作头66与差速器箱10之间产生干扰。
当在第一装配位置完成装配操作后，往复气缸16启动使托架14移动，以便使托板26上的差速器箱10处于第二装配位置。当托架14的运动被探测到后，第二竖直气缸68被启动使第二工作头70降低，直到压力部件192抵靠在齿轮夹持夹具62上，就如在图12和13中所表示的情况。随着夹具62被压力部件192向下推动，上部半轴齿轮32U被迫向下部半轴齿轮32D趋近，因而产生一个力，该力包括一个作用在行星小齿轮36L、36R上方向在行星小齿轮36的轴向的分量，由此使行星小齿轮36靠紧在差速器箱10的内表面59上。这样，压力部件192起到了一种保证作用，它能防止部分球形垫片60L、60R在行星小齿轮36L、36R的外端面发生向下位移，或从行星小齿轮36上脱开。
然后，定位/推进气缸238被启动，将定位/推进杆240通过框架186的导引套管189轴孔42L和垫片60L推进到行星小齿轮36L的中心孔中，同时定位气缸190也被启动将定位杆188通过轴孔42R和垫片60R推进到行星小齿轮36R的中心。这样，行星小齿轮36L和对应的垫片60L同轴孔42L精确地对准中心，同时行星小齿轮36R和对应的垫片60R与轴孔42R也对准中心。接着，推进杆240,188被缩回，旋转台228同安装放在槽230中的行星小齿轮轴34在定位气缸236作用下，从图14中实践表示的接收轴的位置移动到由点划线表示的轴输送位置。如果在旋转台228的离设备12的操作器较远的一侧，探测不到行星小齿轮轴34端部的销孔47，探测销孔47的传感器(未示出)将产生信号，控制装置208将对此作出响应，发生信号使旋转台228在轴输送位置旋转180°。
然后，气缸288被再次启动使定位/推进杆240前伸，借此将行星小齿轮轴34由旋转台228的槽230中推出，并穿过轴孔42L、垫片60L、行星小齿轮36L、36R垫片36R和轴孔42R，插入到差速器箱10中。接着将推进杆240缩回，使旋转台228回到轴接收的位置，与此同时，通过启动冲压气缸198，在冲压头197的冲击下，供给管196以每次一枚的方式将锁紧销44输送进销孔46、47中。
在上述冲击锁紧销44的操作过程中，姿态控制装置216的通道部件222中接受的行星小齿轮轴34通过往复气缸224的通道部件222的往复运动被定位在它的轴上。紧接着这一操作，推进器气缸214启动将一枚新的行星小齿轮轴34从供给管211中送入轴保持器212，借此将姿态控制装置216的部件222中的调整好姿态的行星小齿轮34从通道部件中推出，并进入到在轴接收益的旋转台228的槽230中。
第二竖直气缸68随后被启动，将第二工作头70升举到起始位置，在第二装配位置的托架14上的托板26由滚轮18运送到卸载运输器22上。当传感器(未示出)探测到托板输送到卸载运输器22上后，往复气缸16被启动使托架14返回到图1和2的第一装配装置。上面描述的方式就是利用装配设备12在差速器箱10上进行的自动装配操作的一个完整的周期。
如上面所说明的，本发明的实施例适用于诸如这种场合，一对差动行星小齿轮36L、36R被可转动地支承在一对行星小齿轮支承装置104L、104R上，并处于差速器箱10内的直径的相对的位置上，或者它们的位置是关于半轴齿轮32U、32D的旋转轴B(竖直轴C)对称的，并在垂直于轴B的一个平面内。在这个条件下，行星小齿轮36L、36R被迫以适当的负荷靠在下部半轴齿轮32D上，并且下部半轴齿轮32D沿一个方向被转动，从而使行星小齿轮36L、36R同上部半轴齿轮32U以及下部半轴齿轮32D自动啮合。在完成行星小齿轮36L、36R与半轴齿轮32D,32U的啮合后，行星小齿轮被自动地保留在关于半轴齿轮32的转轴对称的相应位置上。因此，不需要设备12的工人或操作器，以高超的技巧拨弄行星小齿轮36L、36R使其与半轴齿轮32U、32D在差速器箱10内的合适位置上相啮合。
在上述说明的实施例中，上部半轴齿轮32U被其自己的重量偏置成有朝下部半轴齿轮32D移动的趋向，同时半轴齿轮32U、32D和与它们啮合的行星小齿轮36L、36R相对于差速器箱10绕轴B被转动，直到使行星小齿轮36L、36R与轴孔42L、42R对准中心，即位于图21的第三角度位置。因此，上部半轴齿轮32U的重量起使行星小齿轮36L、36R和部分球形垫片60L、60R靠在箱体10的内表面59上的作用，借此可以在行星小齿轮36L、36R绕轴B相对内表面59转动期间，防止垫片60L、60R相对于行星小齿轮36L、36R的后部或者外端面发生位移。这种安排保证行星小齿轮轴34能够有效和便利地插入和通过行星小齿轮36L、36R以及垫片60L、60R。
这个阐明的实施方案还进一步适用这样的情况，两个以合作方式可转动地支承行星小齿轮36L、36R的行星小齿轮夹持器对154L、156L和154R、156R，将其中两个(156L、156R)从行星小齿轮36L、36R中缩回，以使行星小齿轮36L、36R可以从图18的第一角度位置移动到图19的第二角度位置，然后将另两个行星小齿轮夹持器154L、154R缩回，使行星小齿轮36L、36R在行星小齿轮推进装置106L、106R作用下从图20的第二角度位置移动到图21的第三角度位置。这种安排允许行星小齿轮36L、36R以弧形运动通过由半轴齿轮32U、32D以及箱体10确定的空间实现与轴孔42L、42R的中心对准，并且行星小齿轮夹持器154L、1 54R、156L、156R和行星小齿轮推进装置106L、106R同箱体10之间不会有相互干扰。这个特点十分便利将行星小齿轮轴34自动地插入差速器箱10。
这样，本实施方案保证了自动装配差速器齿轮装置10,32U、32D、34、36L、36R、40U、40D、44、60L、60U的高效率，它能以稳定地装配精度和短达10秒的时间配一台差速器，并且不要求工人有高水平的技巧。大约10秒的装配时间和通常需要的大约55秒的时间相比是大大地缩短了装配时间。
还应注意到，在本实施方案中使用的行星小齿轮支承装置104L、104R，适用于这样的场合，枢轴组件128L、128R同安装在其上的行星小齿轮36L、36R的重心位于支承水平销130L、130R和组件128L、128R安装行星小齿轮36L、36R的一端之间。枢轴组件128L、128R重心的这个位置产生一个力矩，该力矩使行星小齿轮36L、36R在转动半轴齿轮32D以使它与行星小齿轮36L、36R啮合期间都压靠在下部半轴齿轮32D上。借此，半轴齿轮32D和行星小齿轮36L、36R的齿部在啮合过程中可以避免损坏。
此外，弹性部件118L、118R通过弹簧120L、120R的弹性形变允许被缩回，借此在行星小齿轮36L、36R同下部半轴齿轮32D的啮合万一失败时，行星小齿轮36L、36R可以从下部齿轮32D上脱开。这样本实施例在避免行星小齿轮36L、36R同半轴齿轮32D啮合过程中可能发生其它损坏方面的有优越性。
尽管本发明已经被按照目前推荐的实施例时照附图进行了描述，然而不用说本发明可以有其它的实施方案。
在已描述的实施方案中，为了使差动行星小齿轮36L、36R与半轴齿轮32D啮合，差动半轴齿轮32D向一个方向旋转的。然而，为了与行星小齿轮36L、36R啮合，半轴齿轮32D也可以向相反方向旋转。
虽然已经描述的实施方案适用这种情况，行星小齿轮推进头111L、111R是在更前伸的行星小齿轮夹持器154L、154R已经被缩回后才前伸的，然而行星小齿轮推进头111L、111R也可首先前伸，然后缩回行星小齿轮夹持器154L、154R。
在已经描述的实施中，上部半轴齿轮32U的重量被用作一种将上、下部半轴齿轮相互偏置并作用到行星小齿轮36L、36R上的负荷，以便在行星小齿轮36和半轴齿轮32绕轴B(轴C)相对于位于第一装配位置的差速器箱10转动期间，防止部分球形垫片60L、60R相对行星小齿位轮36同下位移，或者从行星小齿轮36上脱开。然而，也可以在第一工作头66上装置一个合适的弹簧用来朝下偏置上部半轴齿轮32U。在这种情况下，上部半轴齿轮32U。在这种情况下，上部半轴齿轮32U的重量和弹簧偏置力共同构成一个装置，用来使上、下半轴齿轮32U、32D相互偏置。
尽管在已经描述的实施方案中，为了防止部分球形垫片60L、60R相对行星小齿轮36L、36R位移，是用上部半轴齿轮32U的重量或第二工作头70的压力部件192来使位于第一和第二装配位置的上部和下部半轴齿轮32U、32D相互偏置的，然而，下部半轴齿轮32D也可以用任何合适的偏置装置与上部半轴齿轮32U偏置。
虽然在已经描述的实施方案中提供有气缸142L、142R，但这些，气缸并非是必不可少的。
不用说，已经描述的实施方案和上面的改进仅仅是给出几个例子，本领域的技术人员可以采用各种其它变化来实现本发明，但它们仍属于下面权利要求定义的本发明的要点和范围。
权利要求
1．一种装配差速器齿轮装置的方法，所述差速器齿轮装置包括一个具有内腔(38)的差速器箱(10)和放置在所述腔内的元件，这些元件包括一对相对的差动半轴齿轮(32U,32D)，一对放置在所述半轴齿轮之间并与它们啮合的相对放置的差动行星小齿轮(36L、36R)，和一根可转动地支承所述小齿轮的差动行星小齿轮轴(34)，所述的差速器箱适于放置在一个差动组件中，并可以同一个齿环(52)一起围绕第一轴(B)转动，所述的半轴齿轮也可以围绕第一轴转动，同时所述的差动行星小齿轮是围绕垂直于所述第一轴的第二轴可转动的，所述的差速器箱具有一对孔道(48F,48B)，它们与所述的内腔相通并朝所述的差速器箱的外部空间开口，它们在垂直于所述第二轴的方向上是互相相对的，而且处于平行于所述第二轴和垂直于所述第一轴的一个平面内，所述的装配方法其特征在于包括以下步骤用第一夹持装置(154,156)夹持所述一对差动行星小齿轮(36L,36R)和一对垫片(60L,60R)，使所述垫片分别与所述小齿轮接触，并移动所述第一夹持装置以便将所述小齿轮和所述垫片通过所述一对孔道(48F,48B)装入所述差速器箱(10)的所述内腔，以使所述小齿轮与所述一对差动半轴齿轮(32U,32D)绕所述第一轴以第一角度位置实现啮合；绕所述第一轴(B)相互转动所述第一夹持装置和所述差速器箱，以使所述小齿轮和所述垫片沿预定方向绕所述第一轴相对于所述差速器箱从所述第一角度位置转动到第二角度位置；在所述第二角度位置从所述小齿轮和所述垫片释放所述第一夹持装置，使第二夹持装置(106,111)与至少所述垫片接触，并绕所述第一轴相互转动所述第二夹持装置和所述差速器箱，以使所述小齿轮和所述垫片绕所述第一轴沿所述预定方向相对于所述差速器箱从所述第二角度位置转动到第三角度位置，在该第三角度位置，可将所述小齿轮轴插入所述差速器箱和所述小齿轮；和将所述小齿轮轴(34)插入所述差速器箱和所述小齿轮。
2．一种如权利要求1所述的方法，其中用第一夹持装置夹持所述一对差动行星小齿轮和一对垫片以及移动所述第一夹持装置以便将所述小齿轮和所述垫片装入所述内腔的所述步骤包括在所述差动半轴齿轮(32U,32D)之间在相应对称的位置可转动地夹持所述小齿轮(36L,36R)，所述这些位置相对于所述第一轴(B)在所述平面内是相互对称的。
3．一种如权利要求2所述的方法，进一步包括在所述第一夹持装置在所述对称位置可转动地夹持所述小齿轮的同时绕所述第一轴(B)转动其中一个所述半轴齿轮(32D)的步骤。
4．一种用于装配差速器齿轮装置的设备，所述差速器齿轮包括一个具有内腔(38)的差速器箱(10)和放置于所述内腔中的元件，这些元件包括一对相对放置的差动半轴齿轮(32U,32D)，一对相对放置的差动行星小齿轮(36L,36R)它们安装在所述半轴齿轮之间并与其啮合，一根差动行星小齿轮轴(34)用来可转动地支承所述的行星小齿轮；所述的差速器适于安装在一个差动组件中并与一个齿环(52)一起可绕第一轴(B)旋转，所述的半轴齿轮可围绕所述第一轴转动，同时所述的差动行星小齿轮可围绕垂直于所述第一轴的第二轴转动，所述的差速器箱具有一对与所述腔室相通的并向所述箱体外面的外部空间开口的孔道(48F、48)，该对孔道在垂直于所述第二轴的方向上是互相相对的，并处于平行于所述第一轴和垂直于所述第二轴的一个平面内，所述设备的特征在于包括第一夹持装置(154,156)，用以夹持所述一对差动行星小齿轮(36L,36R)和一对垫片(60L,60R)，以使所述垫片分别位于所述小齿轮之后；第一致动装置(64,104,150,152)，用以移动所述第一夹持装置，以便将所述小齿轮和所述垫片通过所述一对孔道(48F,48B)装入所述差速器箱(10)的所述内腔(38)，从而在第一角度位置绕所述第一轴使所述小齿轮与位于所述差速器箱的所述内腔内的所述一对差动半轴齿轮实现啮合；第二致动装置(94)，用以绕所述第一轴相互转动所述第一夹持装置和所述差速器箱，以使所述小齿轮和所述垫片沿方向绕所述第一轴相对于所述差速器箱从所述第一角度位置转动到第二角度位置，所述第一致动装置在所述第二角度位置从所述小齿轮和所述垫片释放所述第一夹持装置；第二夹持装置(106,111)，包括一个可与所述垫片啮合的接触部分(113L,113R)。第三致动装置(94)，用以绕所述第一轴相互转动所述第二夹持装置和所述差速器箱，使所述第二夹持装置的所述接触部分保持与所述垫片接触，以使所述小齿轮和所述垫片绕所述第一轴沿所述预定方向相对于所述差速器箱从所述第二角度位置转动到第三角度位置，在该第三角度位置，可将所述小齿轮轴插入所述差速器箱和所述小齿轮；和一个轴装置(204,211-216,228,238,240)，用以将所述小齿轮轴(34)插入所述差速器箱和所述小齿轮。
5．一种如权利要求4所述的设备，其中将所述第一夹持装置和所述第一致动装置设置成在所述差动半轴齿轮(32U,32D)之间在相应对称的位置可转动地夹持所述小齿轮(36L,36R)，所述这些位置相对于所述第一轴(B)在所述平面内是相互对称的。
6．一种如权利要求4所述的设备，进一步包括一个半轴齿轮转动装置(74)，用以在所述第一夹持装置在所述对称位置可转动地夹持所述小齿轮的同时绕所述第一轴(B)转动其中一个所述半轴齿轮(32D)。
7．一种如权利要求4-6中的任一个所述的设备，其中所述第一夹持装置(154,156)包括一个第一小齿轮夹持器(154L,154R)和一个第二小齿轮夹持器(156L,156R)，它们各自可在一前伸位置和一位于所述外部空间的缩回位置之间移动，在所述前伸位置用以可转动地将各所述小齿轮夹持在所述差速器箱的所述内腔(38)内，所述第一和第二小齿轮夹持器可通过所述一对孔道(48F,48B)中的其中相应一个孔道移动到所述前伸位置，并且其中所述第一致动装置(64,104,105,152)包括分别用以操纵所述第一和第二小齿轮夹持器的第一和第二致动器(150,152)，这样所述第一和第二小齿轮夹持器被夹持在所述前伸位置，并且当所述小齿轮和所述垫片被置于所述第一角度位置时，从绕所述第一轴的所述小齿轮的预定转动方向看，所述第二小齿轮夹持器(156)位于所述相应一个孔道(48F,48B)的其中一个相对端部附件，所述第二致动器(152)使所述第二小齿轮夹持器(156)从所述前伸位置离开所述各小齿轮而退回，同时将所述各小齿轮留在所述内腔中并使小齿轮保持在所述第一角度位置，在所述小齿轮和所述垫片相对于所述差速器箱转动到所述第二角度位置后，所述第一小齿轮夹持器(154)被定位在所述相应孔道的所述其中一端附近，所述第一致动器(150)使所述第一小齿轮夹持器(154)离开所述各小齿轮退回，同时将所述各小齿轮留在所述内腔内并使所述小齿轮保持在所述第二角度位置。
全文摘要
自动装配差速器齿轮装置的方法和设备,其一对行星小齿轮(36)被一行星小齿轮支撑装置(104)通过在差速器箱(10)上形成的相应的孔道(48)装入所述差速器箱的内腔,内腔中有一对半轴齿轮(32),所述的小齿轮对被放置在半轴齿轮之间并关于半轴齿轮的转轴相互对称,以便在转动装置(74)的作用下使半轴齿轮(32D)绕其轴转动的情况下,由齿轮啮合装置(64,104)使行星小齿轮与半轴齿轮啮合,并使行星小齿轮处于相应的对称位置上。
文档编号F16H48/06GK1232734SQ9910127
公开日1999年10月27日 申请日期1999年1月25日 优先权日1992年11月25日
发明者市来学, 金泽正利, 石川勉 申请人:丰田自动车株式会社