内齿轮驱动式任意齿差纯滚动汽车差速器的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种内齿轮驱动式任意齿差纯滚动汽车差速器，用于轮式车辆的差 速，属于机械传动技术领域。
【背景技术】
[0002] 目前常用的汽车差速器均采用由多个直齿圆锥齿轮组成的行星齿轮系统来实现 差速的目的，虽然该系统能够实现汽车左、右半轴差速的功能，但该系统构件较多，轴向及 径向尺寸都大、体积大、重量较重，特别是对于重型汽车而言，为了能实现差速并传递足够 的动力，则体积和重量会进一步增加；直齿圆锥齿轮传动还具有重合度低，故承载能力低， 传动效率不高，直齿圆锥齿轮加工困难，工艺性较差等缺点。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的是：为克服现有汽车差速器存在的上述缺点，本发明提供一种结 构简单紧凑、轴向和径向尺寸小、重量轻、重合度高、承载能力大、传动效率高的新型差速 器一一内齿轮驱动式任意齿差纯滚动汽车差速器。
[0004] 本发明为解决其技术问题所采取的技术方案是：一种内齿轮驱动式任意齿差纯滚 动汽车差速器，主要由外齿内中心轮（1)、左半轴架（2)、圆锥滚子轴承（3)、右半壳（4)、移 动式套筒滚柱（5)、右半轴多相外凸轮(6)、深沟球轴承（7)、螺钉（8)、深沟球轴承（9)、滚 针（10)、端块（12)、销（13)、滚针套筒（14)、滚针（15)、销轴（16)、深沟球轴承（17)、套筒垫 片（18)等组成，其特征在于：摒弃了传统汽车差速器的行星齿轮系统，代之以"外齿内中心 轮--滚柱--多相外凸轮"系统，该系统主要包括外齿内中心轮（1)、左半轴架（2)、移动 式套筒滚柱（5)、右半轴多相外凸轮（6)，以此系统实现差速；外齿内中心轮（1)的外部是直 齿圆锥齿轮、内部是具有多个凸出部分的内齿轮，其凸出部分的个数即为外齿内中心轮（1) 的齿数，记为Zi，故外齿内中心轮（1)既是主减速器的一个锥齿轮，又是差速器机构中的内 齿轮，外齿内中心轮（1)将主减速器和差速器有机地合为一体，外齿内中心轮（1)与右半壳 (4)通过螺钉（8)固定连接成一个整体并由一对圆锥滚子轴承（3)支撑在机架上；左半轴 架（2)的左端为左半轴，左半轴架（2)的左端与左边车轮（19)相固连、右端装于外齿内中 心轮（1)的内齿轮中，左半轴架（2)的右端为套筒结构，沿该套筒周向开有Z2个径向导槽， 该导槽内装有移动式套筒滚柱（5)，左半轴架（2)由一对深沟球轴承（17)支撑在外齿内中 心轮（1)中；外齿内中心轮（1)的内齿轮齿廓曲线是移动式套筒滚柱（5) -方面随左半轴 架（2)转动，另一方面又在左半轴架（2)的径向导槽中移动的过程中所处一系列位置的包 络线；右半轴多相外凸轮（6)是具有三个互成120°夹角且轴心对称的凸出部分的三相凸 轮，其自身质量完全平衡，其轮廓曲线为余弦曲线，右半轴多相外凸轮（6)内嵌于左半轴架 (2)的右端套筒结构内，右半轴多相外凸轮（6)的右端为右半轴，右半轴多相外凸轮（6)的 右端与右边车轮（20)固连在一起，右半轴多相外凸轮(6)的左端通过深沟球轴承（9)支 承于左半轴架（2)之内、右端通过深沟球轴承（7)支承于右半壳（4)之内；移动式套筒滚 柱（5)由端块（12)、销（13)、滚针套筒（14)、滚针（15)、销轴（16)组成，端块（12)和销轴 (16)的大端均为长方块结构，滚针套筒（14)被端块（12)和销轴（16)的大端限制在销轴 (16)上，并与销轴（16)通过滚针（15)组成转动副；在左半轴架（2)的右端套筒结构的径 向导槽内壁上沿径向开有用以装滚针（10)的沟槽，在该沟槽内装有若干根滚针（10)，移动 式套筒滚柱（5)装在左半轴架（2)的右端套筒的径向导槽内，其端块（12)和销轴（16)的 大端可在左半轴架（2)的径向导槽中径向移动并通过导槽内的若干根滚针（10)与左半轴 架（2)的径向导槽组成滚动连接关系，变滑动摩擦为滚动摩擦；移动式套筒滚柱（5)的滚针 套筒（14)的外圆柱表面与外齿内中心轮（1)的内齿轮齿廓和右半轴多相外凸轮（6)的外 轮廓分别相啮合各组成一个滚动高副；外齿内中心轮（1)的齿数Zi和移动式套筒滚柱（5) 的数目Z2之差为3。
[0005] 本发明差速器其它未提及的地方，如左半轴架（2)、右半轴多相外凸轮（6)与车辆 车轮的联接等均采用现有技术。
[0006] 与已有技术相比本发明的主要发明点在于：
[0007] ①本发明用"外齿内中心轮--滚柱--多相外凸轮"系统代替传统汽车差速器 的行星齿轮系统，该系统主要包括外齿内中心轮、左半轴架、移动式套筒滚柱、右半轴多相 外凸轮，以此系统实现差速。
[0008] ②外齿内中心轮的外部是直齿圆锥齿轮、内部是具有多个凸出部分的内齿轮，故 外齿内中心轮既是主减速器的一个锥齿轮，又是差速器机构中的内齿轮，外齿内中心轮将 主减速器和差速器有机地合为一体；左半轴架的左端为左半轴，左半轴架的左端与左边车 轮相固连、右端装于外齿内中心轮的内齿轮中，左半轴架的右端为套筒结构，沿该套筒周向 开有Z2个径向导槽，该导槽内装有移动式套筒滚柱，左半轴架由一对深沟球轴承支撑在外 齿内中心轮中；外齿内中心轮的内齿轮齿廓曲线是移动式套筒滚柱一方面随左半轴架转 动，另一方面又在左半轴架的径向导槽中移动的过程中所处一系列位置的包络线；将一个 多相外凸轮与右半轴设计为一体，称为右半轴多相外凸轮，该多相外凸轮是具有三个互成 120°夹角且轴心对称的凸出部分的三相外凸轮，其轮廓曲线为余弦曲线，该多相外凸轮内 嵌于左半轴架的右端套筒结构内，右半轴多相外凸轮的右端为右半轴，右半轴与右边车轮 固连在一起，右半轴多相外凸轮的左端通过深沟球轴承支承于左半轴架之内、右端通过深 沟球轴承支承于右半壳之内。
[0009] ③移动式套筒滚柱由端块、销、滚针套筒、滚针、销轴组成，端块和销轴的大端均为 长方块结构，滚针套筒被端块和销轴的大端限制在销轴上，并与销轴通过滚针组成转动副； 在左半轴架的右端套筒结构的径向导槽内壁上沿径向开有用以装滚针的沟槽，在该沟槽内 装有若干根滚针；移动式套筒滚柱装在左半轴架的右端套筒的径向导槽内，其端块和销轴 的大端可在左半轴架的径向导槽中径向移动并通过导槽内的若干根滚针与左半轴架的径 向导槽组成滚动连接关系，变滑动摩擦为滚动摩擦；移动式套筒滚柱的滚针套筒的外圆柱 表面与外齿内中心轮的内齿轮齿廓和右半轴多相外凸轮轮廓分别相嗤合各组成一个滚动 尚副。
[0010] ④驱动力传递给外齿内中心轮后经移动式套筒滚柱传给左半轴架和右半轴多相 外凸轮，从而传递给左、右车轮，而移动式套筒滚柱与外齿内中心轮、左半轴架及右半轴多 相外凸轮之间均为滚动摩擦联接，故本发明差速器的传动效率高。
[0011] ⑤移动式套筒滚柱与外齿内中心轮、左半轴架及右半轴多相外凸轮之间均为多齿 啮合，故重合度大，承载能力大，可实现大功率、大扭矩差速传动。
[0012] ⑥右半轴多相外凸轮的三个凸出部分关于轴心相隔120度对称布置，故差速器受 力自动平衡。
[0013] 本发明与现有常用汽车差速器相比，具有以下有益的技术效果：
[0014] 1.结构紧凑，轴向和径向尺寸小，体积小，重量更轻 本发明采用"外齿内中心轮一一滚柱一一多相外凸轮"系统代替传统差速器的行星齿 轮系统，传动装置的轴向和径向尺寸都更小，因而本发明差速器的结构紧凑、体积更小，减 轻了重量。
[0015] 2.重合度大，承载能力高 本发明中移动式套筒滚柱与右半轴多相外凸轮的外轮廓和外齿内中心轮的内齿轮齿 廓同时实现多对齿啮合，最多可以有50%的移动式套筒滚柱同时参与啮合工作，重合度高， 承载能力高，可实现大功率、大扭矩差速传动。
[0016] 3.传动效率高 移动式套筒滚柱与外齿内中心轮、与右半轴多相外凸轮、与左半轴架形成的三啮合副 均为纯滚动啮合，即本发明差速器中，所有接触处的相对运动均为纯滚动，故本发明差速器 传动效率高。
[0017] 4.工艺性好、生产成本低 本发明差速器中的零件多为圆形，形状简单，比行星齿轮系统中的锥齿轮更容易加工， 工艺性好，生产成本低。
[0018] 5.受力均衡，运转平稳 右半轴多相外凸轮的三个凸出部分关于轴心相隔120度对称布置，故差速器受力自动 平衡，运转平稳。
【附图说明】
[0019] 下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。但要特别指出的是，本发明的具 体实施方式不限于下面实施例所描述的形式，所属领域的技术人员在不付出创造性劳动的 情况下，还可很容易地设计出其他的【具体实施方式】，因此不应将下面给出的【具体实施方式】 的实施例理解为本发明的保护范围，将本发明的保护范围限制在所给出的实施例。
[0020] 图1是内齿轮驱动式任意齿差纯滚动汽车差速器结构示意图；
[0021] 图2是图1的A-A剖视图；
[0022] 图3是外齿内中心轮结构示意图；
[0023] 图4是左半轴架结构示意图；
[0024] 图5是移动式套筒滚柱的结构示意图；
[0025] 图6是右半轴多相外凸轮结构示意图；
[0026] 图7是内齿轮驱动式任意齿差纯滚动汽车差速器的差动传动原理图；
[0027] 图8是汽车左转弯时各车轮及差速器的相对位置关系示意图
[0028] 上述各附图中图识标号的标识对象是：1外齿内中心轮；2左半轴架；3圆锥滚子 轴承；4右半壳；5移动式套筒滚柱；6右半轴多相外凸轮；7深沟球轴承；8螺钉；9深沟球 轴承；10滚针；11主减速器的主动直齿圆锥齿轮；12端块；13销；14滚针套筒；15滚针；16 销轴；17深沟球轴承；18套筒垫片；19左车轮；20右车轮。 具体实施例
[0029] 图1至图6所示内齿轮驱动式任意齿差纯滚动汽车差速器，由外齿内中心轮（1)、 左半轴架（2)、圆锥滚子轴承（3)、右半壳（4)、移动式套筒滚柱（5)、右半轴多相外凸轮（6)、 深沟球轴承（7)、螺钉（8)、深沟球轴承（9)、滚针（10)、端块（12)、销（13)、滚针套筒（14)、 滚针（15)、销轴（16)、深沟球轴承（1