速，构成差速器；外齿内凸轮（1)的外部是直齿圆锥齿轮、内部是双相内凸轮即 双偏屯、圆或楠圆形两相内凸轮，故外齿内凸轮（1)既是主减速器的一个锥齿轮，又是差速 器机构中的内双相激波器，外齿内凸轮（1)将主减速器和差速器有机地合为一体，外齿内 凸轮（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（14)相固连、 右端装于外齿内凸轮（1)的内双相凸轮中，左半轴架（2)的右端为套筒结构，沿该套筒周向 开有Zz个径向导槽，该导槽内装有滚移块巧），左半轴架（2)由一对深沟球轴承（12)支撑 在外齿内凸轮（1)中；右半轴中屯、轮（6)是具有多个外凸部分的外凸轮，其凸出部分的个 数即齿数记为Ze,右半轴中屯、轮化）内嵌于左半轴架（2)的右端套筒结构内，右半轴中屯、轮 (6)的右端为右半轴，右半轴中屯、轮化）的右端与右边车轮（15)固连在一起，右半轴中屯、 轮化）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；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W 装滚针（10)的沟槽，在该沟槽内装有若干根滚针（10)，滚移块（5)装在左半轴架（2)的右 端套筒的径向导槽内，其可在左半轴架（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联接关系，即滚针（10)使滚移块（5)与左 半轴架（2)之间的接触由滑动摩擦变为滚动摩擦；滚移块（5)为长方体结构，其上、下端可 W是半圆柱面或楠圆形曲面；滚移块（5)的上、下外表面与外齿内凸轮（1)的内双相凸轮轮 廓和右半轴中屯、轮化）的外凸轮轮廓分别相晒合各组成一个高副；右半轴中屯、轮化）的齿 数Ze和滚移块（5)的数目Z2之差为2。
[0031] 本发明所述差速器的工作原理是：当主减速器的从动锥齿轮即外齿内凸轮（1)被 驱动并W等角速度转动时，由于外齿内凸轮（1)的双相内凸轮的向径变化而对滚移块巧） 产生推力，迫使滚移块（5)在左半轴架（2)的径向导槽中移动并推动左半轴架（2)转动，与 此同时通过滚移块（5)与右半轴中屯、轮化）的高副接触也要推动右半轴中屯、轮（6)转动， 从而构成一个二自由度差速系统，左半轴架（2)和右半轴中屯、轮（6)上的运动和动力则分 别传给与其相固连的左、右车轮。右半轴中屯、轮（6)和左半轴架（2)在驱动力的作用下分 别转动，但各自的运动状态是不确定的，由左右车轮不同的路面、弯道情况决定。当汽车在 平直路上直线行驶，左半轴架（2)上的车轮和右半轴中屯、轮（6)上的车轮无转速差时，左半 轴架（2)和右半轴中屯、轮化）的转速相同，即差速器没有差速作用。此时，差速器中各部件 保持相对静止，转矩由外齿内凸轮（1)输入，经滚移块（5)平均传给左半轴架（2)和右半轴 中屯、轮化）。当汽车转弯或在不平道路上行驶，后面左右两轮出现转速差时，滚移块（5)受 外齿内凸轮（1)的驱使，一方面驱动左半轴架（2)和右半轴中屯、轮（6)转动，另一方面在随 左半轴架（2)转动的同时在左半轴架（2)的径向导槽中做径向移动，保证左半轴架（2)和 右半轴中屯、轮（6)得W在不脱离传动的情况下实现差速。而且由于滚移块（5)对左半轴架 (2)和右半轴中屯、轮化）的作用力产生的力矩的作用，使转速慢的驱动轮上可W得到比转 速快的驱动轮更大的转矩。
[0032] 为说明本发明差速器的差速特性，设汽车后面左、右轮转速分别为n2、ne，外齿内凸 轮（1)的转速为叫，则由图7可得：
(1) 式中，Zz-一滚移块的个数；Ze-一右半轴中屯、轮的齿数。
[0033] 如设汽车要左转弯，汽车的两前轮在转向机构（图8)的作用下，其轴线与汽车两 后轮的轴线汇交于P点，此时可视为整个汽车是绕P点回转。在车轮与地面不打滑的情况 下，两后轮的转速应与弯道半径成正比，由图8可得： (2) 式中，r--弯道平均半径；L一一后轮距之半。
[0034]联立求解式（1)、式（2)，并设
，则可得：
斌； (4)
[0035] 在确定的车辆参数及行驶条件下，叫、S、L均为已知。因此，ri2与ne只随转弯半径 r而变。故本发明差速器具备差速功能，装备该差速器的车辆能够通过任意半径弯道。
[0036] 考察装备本发明差速器的车辆两侧车轮的平均转速： 1^=0.5(116+?) 巧）
[0037] 直线行驶时，Dg=n2=n1，得： Hm=n1化）
[003引转向行驶时，将式（3)、式（4)代入式（5)得：
Hm=Wn1 (8) W40] 通常s〉l，由式做知W<1，故有：riM<n1 (9)
[OOW且Dm随r增大而增大，当r一 0时，Dm- 0 ;当r一 + -时，Dm-n1，即当转弯半径r趋近于0时，车速亦趋近于0;转弯半径趋近于无穷大时（直线行驶），车速趋近于ni。可 见，本发明差速器具有弯道自动减速的功能，且减速效果与弯道缓急程度直接相关，车辆行 驶更加安全。
[0042] 本发明可广泛适用于所有需要差速器的轮式车辆，如汽车、工程车辆等。
【主权项】
1. 内双相激波轮驱动滚移块式汽车差速器，主要由外齿内凸轮（1)、左半轴架（2)、圆 锥滚子轴承（3)、右半壳（4)、滚移块（5)、右半轴中心轮(6)、深沟球轴承（7)、螺钉（8)、深 沟球轴承（9)、滚针（10)、深沟球轴承（12)、套筒垫片（13)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"外齿内凸轮-滚移块-中心轮"系统，该系统主要包 括外齿内凸轮（1)、左半轴架（2)、滚移块（5)、右半轴中心轮（6)，以此系统实现差速，构成 差速器；外齿内凸轮（1)的外部是直齿圆锥齿轮、内部是双相内凸轮即双偏心圆或椭圆形 两相内凸轮，故外齿内凸轮（1)既是主减速器的一个锥齿轮，又是差速器机构中的内双相 激波器，外齿内凸轮（1)将主减速器和差速器有机地合为一体，外齿内凸轮（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（14)相固连、右端装于外齿内凸 轮（1)的内双相凸轮中，左半轴架（2)的右端为套筒结构，沿该套筒周向开有&个径向导 槽，该导槽内装有滚移块（5)，左半轴架（2)由一对深沟球轴承（12)支撑在外齿内凸轮（1) 中；右半轴中心轮（6)是具有多个外凸部分的外凸轮，其凸出部分的个数即齿数记为Z6，右 半轴中心轮(6)内嵌于左半轴架（2)的右端套筒结构内，右半轴中心轮(6)的右端为右半 轴，右半轴中心轮（6)的右端与右边车轮（15)固连在一起，右半轴中心轮（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；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)，滚移块（5)装在左半轴架（2)的右端套筒的径向导 槽内，其可在左半轴架（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联接关系，即滚针（10)使滚移块（5)与左半轴架（2)之间的 接触由滑动摩擦变为滚动摩擦；滚移块（5)为长方体结构，其上、下端可以是半圆柱面或椭 圆形曲面；滚移块（5)的上、下外表面与外齿内凸轮（1)的内双相凸轮轮廓和右半轴中心轮 (6)的外凸轮轮廓分别相啮合各组成一个高副；右半轴中心轮（6)的齿数&和滚移块（5) 的数目Z2之差为2。2. 根据权利要求1所述的内双相激波轮驱动滚移块式汽车差速器，其特征在于：外齿 内凸轮与滚移块、滚移块与右半轴中心轮均为多齿啮合，故重合度大，承载能力大，可实现 大功率、大扭矩差速传动。
【专利摘要】内双相激波轮驱动滚移块式汽车差速器，属于机械传动技术领域。本发明提供一种新型汽车差速器，其外齿内凸轮的外部是直齿圆锥齿轮、内部是双相内凸轮，其滚移块与外齿内凸轮、左半轴架及右半轴中心轮之间均为多齿啮合。动力由外齿内凸轮外部的锥齿轮输入，经外齿内凸轮的内双相凸轮传给滚移块，滚移块再将动力传给与左边车轮固连的左半轴架和与右边车轮固连的右半轴中心轮，从而使左、右车轮实现差速。该汽车差速器省去了传统汽车差速器中的行星齿轮系统，且滚移块与左半轴架为滚动接触连接，故结构更加紧凑，体积小，重量轻，多齿啮合，重合度大，承载能力强，传动效率高，可广泛应用于需要差速器的各种轮式车辆，如汽车、工程车辆等。
【IPC分类】F16H48/14
【公开号】CN105402356
【申请号】CN201510897127
【发明人】梁尚明, 陈飞宇, 徐毅
【申请人】四川大学
【公开日】2016年3月16日
【申请日】2015年12月8日