任意齿差内凸轮激波滚针滚子块式汽车差速器的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种任意齿差内凸轮激波滚针滚子块式汽车差速器，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 器一一任意齿差内凸轮激波滚针滚子块式汽车差速器。
[0004] 本发明为解决其技术问题所采取的技术方案是:一种任意齿差内凸轮激波滚针滚 子块式汽车差速器，主要由外齿内多相内凸轮(1)、左半轴架(2)、圆锥滚子轴承(3)、右半壳 (4)、滚针滚子块（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)、套筒垫片（12)、深沟球轴承（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"外齿内多相内凸轮一一滚针滚子块一一中心轮"系统，该系统主要包括外 齿内多相内凸轮(1)、左半轴架(2)、滚针滚子块(5)、右半轴中心轮(6)，以此系统实现差速， 构成差速器;外齿内多相内凸轮（1)的外部是直齿圆锥齿轮、内部是多相内凸轮，即内部是 具有三个互成120度夹角且轴心对称的凸出部分的三相内凸轮，其自身质量完全平衡，其轮 廓曲线为余弦曲线，故外齿内多相内凸轮(1)既是主减速器的一个锥齿轮，又是差速器机构 中的多相内凸轮，外齿内多相内凸轮(1)将主减速器和差速器有机地合为一体，外齿内多相 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)通过左半轴与左边后车轮（14)相固 连，左半轴架(2)的右端为套筒结构，该套筒结构装于外齿内多相内凸轮（1)的多相内凸轮 中，沿该套筒结构的周向开有Z 2个径向导槽，在该导槽内装有滚针滚子块(5)，左半轴架(2) 由一对深沟球轴承（13)支撑在外齿内多相内凸轮(1)中；右半轴中心轮(6)是具有多个外凸 部分的外凸轮，其凸出部分的个数称为右半轴中心轮(6)的齿数，记为Z 6,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)通过右半轴与右边后车轮(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；上述滚针滚 子块(5)由支架块（16)、销（17)、滚针（18)、滚针套筒（19)组成，销（17)的两端与支架块(16) 两侧的孔之间均为紧配合，安装在支架块（16)两端的滚针套筒（19)由销（17)支承并通过滚 针（18)与支架块（16)组成滚动联接关系;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)，滚针滚子块(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 滚针滚子块(5)与左半轴架(2)之间的接触由滑动摩擦变为滚动摩擦;滚针滚子块(5)两端 的滚针套筒（19)分别与外齿内多相内凸轮（1)的多相内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纯滚动高副；右半轴中心轮(6)的外凸轮轮廓曲线是滚针 滚子块(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，其内端滚针套筒（19)所处一系列位置的包络线;右半轴中心轮(6)的齿数Z 6和滚针滚 子块(5)的数目Z2之差为3。
[0005] 本发明差速器其他未提及的地方，如左半轴架（2 )、右半轴中心轮(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"外齿内多相内凸轮--滚针滚子块--中心轮"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多相内凸轮、左半轴架、滚针滚子块、右半 轴中心轮，以此系统实现差速，构成差速器。
[0008] ②外齿内多相内凸轮的外部是直齿圆锥齿轮、内部是多相内凸轮，即内部是具有 三个互成120度夹角且轴心对称的凸出部分的三相内凸轮，其自身质量完全平衡，其轮廓曲 线为余弦曲线，故外齿内多相内凸轮既是主减速器的一个锥齿轮，又是差速器机构中的多 相内凸轮，外齿内多相内凸轮将主减速器和差速器有机地合为一体，外齿内多相内凸轮与 右半壳通过螺钉固定连接成一个整体并由一对圆锥滚子轴承支撑在机架上;左半轴架的左 端为左半轴，左半轴架通过左半轴与左边后车轮相固连，左半轴架的右端为套筒结构，该套 筒结构装于外齿内多相内凸轮的多相内凸轮中，沿该套筒结构的周向开有Z 2个径向导槽， 在该导槽内装有滚针滚子块，左半轴架由一对深沟球轴承支撑在外齿内多相内凸轮中；右 半轴中心轮是具有多个外凸部分的外凸轮，其凸出部分的个数称为右半轴中心轮的齿数， 右半轴中心轮内嵌于左半轴架的右端套筒结构内，右半轴中心轮的右端为右半轴，右半轴 中心轮通过右半轴与右边后车轮固连在一起，右半轴中心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；上述滚针滚子块由支架块、销、滚 针、滚针套筒组成，销的两端与支架块两侧的孔之间均为紧配合，安装在支架块两端的滚针 套筒由销支承并通过滚针与支架块组成滚动联接关系;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，滚针滚子块装在 左半轴架的右端套筒的径向导槽内，其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联接关系，即导槽中的滚针使滚针滚子块与 左半轴架之间的接触由滑动摩擦变为滚动摩擦;滚针滚子块两端的滚针套筒分别与外齿内 多相内凸轮的多相内凸轮轮廓和右半轴中心轮的外凸轮轮廓分别相啮合各组成一个纯滚 动高副；右半轴中心轮的外凸轮轮廓曲线是滚针滚子块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，其内端滚针套筒所处一系列位置的包络线；右 半轴中心轮的齿数Z 6和滚针滚子块的数目Z2之差为3。
[0009] ③驱动力传递给外齿内多相内凸轮后经滚针滚子块传给左半轴架和右半轴中心 轮，从而传递给左、右后车轮，而滚针滚子块与外齿内多相内凸轮、左半轴架及右半轴中心 轮之间均为滚动摩擦联接，故本发明差速器的传动效率高。
[0010] ④滚针滚子块与外齿内多相内凸轮、左半轴架及右半轴中心轮之间均为多齿啮 合，故重合度大，承载能力大，可实现大功率、大扭矩差速传动。
[0011] ⑤外齿内多相内凸轮、左半轴架及右半轴中心轮均为轴对称结构，惯性力及所受 外力都自动平衡，故差速器运转平稳。
[0012] 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：
[0013] 1.结构紧凑，轴向和径向尺寸小，体积小，重量轻 本发明采用"外齿内多相内凸轮一一滚针滚子块一一中心轮"系统代替传统汽车差速 器的行星齿轮系统，传动装置的轴向和径向尺寸都较小，因而本发明差速器的结构紧凑、体 积小，重量轻。
[0014] 2.重合度大，承载能力高 本发明中滚针滚子块与外齿内多相内凸轮、左半轴架及右半轴中心轮之间均为多齿啮 合，最多可以有50%的滚针滚子块同时参与啮合工作，故重合度高，承载能力高，可实现大 功率、大扭矩差速传动。
[0015] 3.传动效率高 滚针滚子块与外齿内多相内凸轮、左半轴架及右半轴中心轮之间均为纯滚动摩擦联 接，故本发明差速器的传动效率高。
[0016] 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。
[0017] 5.实现差速功能时伴有自动减速效果 本发明差速器在汽车进入弯道时会自动产生一定的减速制动效果，且减速程度随转弯 半径的减小而增大，使车辆行驶更加安全。
[0018] 6.受力均衡，运转平稳 外齿内多相内凸轮、左半轴架及右半轴中心轮均为轴对称结构，惯性力及所受外力都 自动平衡，故差速器运转平稳。
【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是任意齿差内凸轮激波滚针滚子块式汽车差速器的结构示意图
[0021] 图2是图1的A-A剖视图 [0022]图3是图2的局部放大图 [0023]图4是左半轴架的结构示意图
[0024]图5是外齿内多相内凸轮的结构示意图 [0025]图6是右半轴中心轮的结构示意图
[0026]图7是滚针滚子块的装配示意图 [0027]图8是支架块的结构示意图
[0028]图9是任意齿差内凸轮激波滚针滚子块式汽车差速器的差动传动原理图
[0029] 图10是汽车左转弯时各车轮及差速器的相对位置关系示意图
[0030] 上述各附图中图识标号的标识对象是：1外齿内多相内凸轮;2左半轴架;3圆锥滚 子轴承;4右半壳;5滚针滚子块;6右半轴中心轮;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套筒垫片；13深沟球轴承；14左边后车轮；15右边后 车轮;16支架块;17销;18滚针;19滚针套筒。
【具体实施方式】
[0031] 图1至图8所示任意齿差内凸轮激波滚针滚子块式汽车差速器，主要由外齿内多相 内凸轮（1)、左半轴架（2)、圆锥滚子轴承（3)、右半壳（4)、滚针滚子块（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)、套筒垫片（12)、深沟球轴承（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"外齿内多相内凸 轮一一滚