專利名稱：一種無(wú)級(jí)變速式自鎖差速器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種差速器，特別涉及一種采用無(wú)級(jí)變速裝置的具有主動(dòng)差速、被動(dòng)差速和自鎖防滑功能的無(wú)級(jí)變速式自鎖差速器，屬于汽車零部件技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
差速器的功用是當(dāng)汽車轉(zhuǎn)彎行駛或在不平路面上行駛時(shí)，使左、右驅(qū)動(dòng)車輪以不同的角速度滾動(dòng)，以保證兩側(cè)驅(qū)動(dòng)車輪與地面間作純滾動(dòng)運(yùn)動(dòng)。目前使用的差速器主要包括對(duì)稱錐齒輪差速器和防滑差速器。對(duì)稱錐齒輪差速器由行星齒輪、行星齒輪軸、半軸齒輪和差速器殼等組成，來(lái)自主減速器的動(dòng)力傳給差速器殼、行星齒輪軸、行星齒輪和半軸齒輪，再經(jīng)左、右兩半軸傳至驅(qū)動(dòng)車輪，根據(jù)左、右兩驅(qū)動(dòng)車輪遇到阻力的不同，對(duì)稱錐齒輪差速器可以使左、右兩驅(qū)動(dòng)車輪等速轉(zhuǎn)動(dòng)或不等速轉(zhuǎn)動(dòng)。對(duì)稱錐齒輪差速器的缺陷是裝配對(duì)稱錐齒輪差速器的汽車在良好路面上直線或轉(zhuǎn)彎行駛時(shí)的效果令人滿意，但在壞路面上行駛時(shí)，由于左右驅(qū)動(dòng)車輪與地面之間的附著條件相差很大時(shí)，一側(cè)附著條件較差的驅(qū)動(dòng)車輪會(huì)產(chǎn)生打滑空轉(zhuǎn)，另一側(cè)附著條件好的驅(qū)動(dòng)車輪則停止轉(zhuǎn)動(dòng)，汽車因此無(wú)法前進(jìn)。為了提高汽車的通過(guò)能力，解決對(duì)稱錐齒輪差速器存在的一側(cè)驅(qū)動(dòng)車輪轉(zhuǎn)速為零和另一側(cè)驅(qū)動(dòng)車輪高速空轉(zhuǎn)的問題，在差速器上增加防滑自鎖裝置，出現(xiàn)了包括鎖止式差速器、高摩擦自鎖式差速器、牙嵌式自由輪差速器、托森差速器、粘性連軸差速器等多種樣式的防滑差速器。當(dāng)一側(cè)驅(qū)動(dòng)車輪打滑時(shí)，防滑差速器通過(guò)防滑機(jī)構(gòu)限制或停止差速工作過(guò)程，以此限制打滑空轉(zhuǎn)的驅(qū)動(dòng)車輪轉(zhuǎn)動(dòng)，將大部分或全部驅(qū)動(dòng)力矩轉(zhuǎn)遞給不打滑的驅(qū)動(dòng)車輪，以利用不打滑的驅(qū)動(dòng)車輪產(chǎn)生足夠的驅(qū)動(dòng)力矩使汽車行駛。防滑差速器的缺陷是 現(xiàn)有的防滑差速器都屬于被動(dòng)式差速器，只能根據(jù)驅(qū)動(dòng)車輪在路面轉(zhuǎn)彎行駛半徑的大小進(jìn)行被動(dòng)差速，而不能保證在實(shí)現(xiàn)防滑自鎖的同時(shí)根據(jù)汽車轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)角位移進(jìn)行主動(dòng)差速。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種具有防滑自鎖功能的同時(shí)既可以進(jìn)行被動(dòng)差速又可以進(jìn)行主動(dòng)差速同時(shí)兼具變速功能的無(wú)級(jí)變速式自鎖差速器。該裝置采用由主動(dòng)軸、從動(dòng)軸、金屬錐盤和金屬帶(或皮帶)組成的無(wú)級(jí)變速機(jī)構(gòu)與由差速調(diào)節(jié)桿、 撥叉和撥叉頭組成的主動(dòng)差速調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)相結(jié)合，進(jìn)行差速和防滑自鎖工作，并通過(guò)左、右半軸將動(dòng)力傳遞給汽車兩側(cè)驅(qū)動(dòng)輪，取消主動(dòng)差速調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)后則可以進(jìn)行被動(dòng)差速和防滑自鎖工作。本發(fā)明的工作原理是驅(qū)動(dòng)力經(jīng)圓錐齒輪9輸入給通過(guò)二個(gè)半圓連接盤8與圓錐齒輪9連接的主動(dòng)軸1，使主動(dòng)軸1獲得動(dòng)力轉(zhuǎn)動(dòng)，主動(dòng)軸1的轉(zhuǎn)速為N ；主動(dòng)軸1的動(dòng)力通過(guò)跨接V形槽Vl和V形槽V2的V形金屬帶10'傳遞給右從動(dòng)軸13'，使右從動(dòng)軸13'和與其花鍵連接的右半軸12'獲得動(dòng)力轉(zhuǎn)動(dòng)，右從動(dòng)軸13'和右半軸12'的轉(zhuǎn)速為Ni，右半軸12'將動(dòng)力傳遞給右側(cè)驅(qū)動(dòng)車輪；同時(shí)，主動(dòng)軸1的動(dòng)力通過(guò)跨接V形槽V4和V形槽V3 的V形金屬帶10傳遞給左從動(dòng)軸13，使左從動(dòng)軸13和與其花鍵連接的左半軸12獲得動(dòng)力轉(zhuǎn)動(dòng)，左從動(dòng)軸13和左半軸12的轉(zhuǎn)速為N2，左半軸12將動(dòng)力傳遞給左側(cè)驅(qū)動(dòng)車輪。根據(jù)機(jī)械傳動(dòng)理論中的帶輪傳動(dòng)原理，從動(dòng)轉(zhuǎn)速與主動(dòng)轉(zhuǎn)速的比值等于從動(dòng)嚙合半徑與主動(dòng)嚙合半徑的反比，則得到附=N(R1/R2)，N2 = N(R4/R3)，式中Rl為V形金屬帶10'與V形槽Vl的嚙合半徑，R2為V形金屬帶10 ‘與V形槽V2的嚙合半徑，R3為V形金屬帶10與 V形槽V3的嚙合半徑，R4為V形金屬帶10與V形槽V4的嚙合半徑。根據(jù)上述m和N2與 N的關(guān)系式，可得到下述結(jié)果當(dāng)Rl = R2 = R3 = R4時(shí)，附=N2 = N，此時(shí)差速器執(zhí)行等速工作；當(dāng)R1/R2 Φ R4/R3時(shí)，附乒Ν2，此時(shí)差速器執(zhí)行差速工作；當(dāng)R1/R2 Φ R4/R3 Φ 0 時(shí)，Nl ^ Ν2 ^ 0，此時(shí)差速器執(zhí)行防滑自鎖工作。根據(jù)無(wú)級(jí)變速理論，由于金屬帶的長(zhǎng)度固定，R2增大或減小時(shí)，Rl必然減小或增大，R2與Rl為反比關(guān)系；R3增大或減小時(shí)，R4必然減小或增大，R3與R4為反比關(guān)系。嚙合半徑與V形槽的計(jì)算寬度成反比關(guān)系，即V形槽Vl的計(jì)算寬度Ll增大或減小時(shí)，Rl減小或增大；V形槽V2的計(jì)算寬度L2增大或減小時(shí)，R2減小或增大；V形槽V3的計(jì)算寬度L3 增大或減小時(shí)，R3減小或增大；V形槽V4的計(jì)算寬度L4增大或減小時(shí)，R4減小或增大。由于左從固定盤15與左從動(dòng)軸13為一體件，右從固定盤15'與右從動(dòng)軸13'為一體件，所以左從固定盤15和右從固定盤15'之間的計(jì)算寬度L為固定值。同時(shí)，左從移動(dòng)盤16和右從移動(dòng)盤左16'之間的計(jì)算寬度LO也為固定值。因?yàn)長(zhǎng) = L0+L2+L3，且L和LO為固定值，所以L2與L3為反比關(guān)系。差速器電子控制系統(tǒng)根據(jù)轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)角位移來(lái)調(diào)節(jié)力F，力F推動(dòng)差速調(diào)節(jié)桿 18軸向移動(dòng)，差速調(diào)節(jié)桿18上的撥叉頭21和21 ‘可分別推動(dòng)左從移動(dòng)盤16、軸承座圈21、 推力軸承17、軸承座圈21'和右從移動(dòng)盤左16'整體左、右移動(dòng)，使L2和L3大小改變；由于嚙合半徑與V形槽計(jì)算寬度的反比關(guān)系，L2和L3大小改變導(dǎo)致R2和R3也發(fā)生大小改變；由于嚙合半徑之間的反比關(guān)系，R2和R3大小改變導(dǎo)致Rl和R4也發(fā)生大小改變。以上過(guò)程最終導(dǎo)致R1/R2與R4/R3的關(guān)系變化，使m、N2和N的關(guān)系發(fā)生變化，從而實(shí)現(xiàn)該裝置的主動(dòng)模式下的各種工作過(guò)程，其實(shí)質(zhì)是由L2和L3的大小變化來(lái)改變m、N2和N的關(guān)系。在主動(dòng)差速結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上取消差速調(diào)節(jié)桿18、撥叉20、撥叉頭22、撥叉頭22'和調(diào)節(jié)桿軸承19，其它零件保持不變，即可變?yōu)楸粍?dòng)差速模式下的無(wú)級(jí)變速式差速器。變動(dòng)后的裝置中的左半軸12獲得左側(cè)驅(qū)動(dòng)車輪的轉(zhuǎn)速N2并傳遞給左從動(dòng)軸13，右半軸12'獲得右側(cè)驅(qū)動(dòng)車輪的轉(zhuǎn)速m并傳遞給右從動(dòng)軸13'，主動(dòng)軸1獲得動(dòng)力源驅(qū)動(dòng)的轉(zhuǎn)速為N。根據(jù)轉(zhuǎn)速與嚙合半徑的等式關(guān)系和嚙合半徑之間的反比關(guān)系及嚙合半徑與V形槽的計(jì)算寬度成反比關(guān)系來(lái)被動(dòng)的調(diào)節(jié)各嚙合半徑的大小，嚙合半徑的大小的改變使得差速器能夠保障被動(dòng)差速調(diào)節(jié)，其實(shí)質(zhì)是由Ni、N2和N的關(guān)系變化來(lái)被動(dòng)的改變Rl和R2與R4和R3的變化關(guān)系。變速功能可以通過(guò)改變初始盤的外徑尺寸和改變初始LO長(zhǎng)度二種方式來(lái)實(shí)現(xiàn)， 改變初始盤的外徑尺寸和改變初始LO長(zhǎng)度最終使各嚙合半徑變化，當(dāng)R4 = Rl < R3 = R2 時(shí)，N >附=N2，具有降速功能；當(dāng)R4 = Rl > R3 = R2時(shí)，Nl = N2 > N，具有升速功能。本發(fā)明通過(guò)下述技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)一種無(wú)級(jí)變速式自鎖差速器，它包括與左從動(dòng)軸13和右從動(dòng)軸13'軸線平行布置的主動(dòng)軸1，在主動(dòng)軸1上對(duì)稱布置有左主固定盤7'和右主固定盤7、左主移動(dòng)盤6'和右主移動(dòng)盤6、左預(yù)緊彈簧5'和右預(yù)緊彈簧5、彈簧座4'和彈簧座4及鎖緊螺母3'和鎖緊螺母3，左主移動(dòng)盤6'和右主移動(dòng)盤6與主動(dòng)軸1花鍵連接并可沿主動(dòng)軸1軸向移動(dòng)， 彈簧座4和彈簧座4'與主動(dòng)軸1花鍵連接，左預(yù)緊彈簧5'位于彈簧座4'與左主移動(dòng)盤 6'之間，右預(yù)緊彈簧5位于彈簧座4與右主移動(dòng)盤6之間，左主固定盤7'通過(guò)二個(gè)半圓連接盤8與圓錐齒輪9連接；所述的左從動(dòng)軸13的軸線與右從動(dòng)軸13'的軸線在同一直線上，右從動(dòng)軸13'的左端通過(guò)滾針軸承11的支撐插入左從動(dòng)軸13的內(nèi)孔中，左從動(dòng)軸13 與左半軸12花鍵連接，右從動(dòng)軸13'與右半軸12'花鍵連接，在左從動(dòng)軸13上布置有左從固定盤15和左從移動(dòng)盤16，左從移動(dòng)盤16與左從動(dòng)軸13花鍵連接并可沿左從動(dòng)軸13 軸向移動(dòng)，在右從動(dòng)軸13'上布置有右從固定盤15'、右從移動(dòng)盤16'，右從移動(dòng)盤16' 與右從動(dòng)軸13'花鍵連接并可沿右從動(dòng)軸13'軸向移動(dòng)，左從移動(dòng)盤16的右端為軸承座圈21，右從移動(dòng)盤16'的左端為軸承座圈21'，推力軸承17位于軸承座圈21和軸承座圈 21'之間；所述的左主固定盤7'和左主移動(dòng)盤6'形成V形槽V4，右主固定盤7和右主移動(dòng)盤6形成V形槽Vl，左從固定盤15和左從移動(dòng)盤16形成V形槽V3，右從固定盤15 ‘和右從移動(dòng)盤16 ‘形成V形槽V2，V形金屬帶10跨接V形槽V3和V形槽V4，V形金屬帶10 ‘ 跨接V形槽Vl和V形槽V2，差速調(diào)節(jié)桿18穿過(guò)V形金屬帶10和V形金屬帶10 ‘的金屬帶圈，差速調(diào)節(jié)桿18的軸線與主動(dòng)軸1、左從動(dòng)軸13和右從動(dòng)軸13'的軸線平行，在差速調(diào)節(jié)桿18上設(shè)置有撥叉20，撥叉20的撥叉頭22位于左從移動(dòng)盤16和軸承座圈21之間， 且撥叉頭22與軸承座圈21外端面之間為相對(duì)運(yùn)動(dòng)的光滑配合關(guān)系，撥叉頭22'位于右從移動(dòng)盤16'和軸承座圈21'之間，撥叉頭22'與軸承座圈2Γ外端面之間也為相對(duì)運(yùn)動(dòng)的光滑配合關(guān)系，其相對(duì)運(yùn)動(dòng)的光滑配合關(guān)系為了傳遞來(lái)自調(diào)節(jié)桿18左右方向的F推力， 既可以傳遞推力F又能保持兩個(gè)零件之間相對(duì)運(yùn)動(dòng)。所述的左主固定盤7'和右主固定盤7與主動(dòng)軸1為一體件，左從固定盤15與左從動(dòng)軸13為一體件，右從固定盤15'與右從動(dòng)軸13'為一體件；所述的主動(dòng)軸1通過(guò)位于主動(dòng)軸1兩端的深溝球軸承2支撐在差速器殼體上，左從動(dòng)軸13和右從動(dòng)軸13'通過(guò)各自外端的圓錐磙子軸承14支撐在差速器殼體上，差速調(diào)節(jié)桿18通過(guò)其兩端的調(diào)節(jié)桿軸承 19支撐在差速器殼體上；所述的主動(dòng)軸1既可以通過(guò)圓錐齒輪9與動(dòng)力源連接獲得動(dòng)力驅(qū)動(dòng)，也可以通過(guò)在主動(dòng)軸1的軸端采用鍵連接方式獲得動(dòng)力驅(qū)動(dòng)；所述的左半軸12用于連接汽車左驅(qū)動(dòng)輪，右半軸12'用于連接汽車右驅(qū)動(dòng)輪；所述的差速調(diào)節(jié)桿18、撥叉20、撥叉頭22、撥叉頭22'和調(diào)節(jié)桿軸承19的存在，可實(shí)現(xiàn)主動(dòng)差速調(diào)節(jié)，取消差速調(diào)節(jié)桿18、撥叉 20、撥叉頭22、撥叉頭22'和調(diào)節(jié)桿軸承19，則可實(shí)現(xiàn)被動(dòng)差速調(diào)節(jié)；所述的V形金屬帶10 和V形金屬帶10'也可以更換為V形皮帶。本發(fā)明的有益效果是(1)采用由主動(dòng)軸、從動(dòng)軸、金屬錐盤和金屬帶(或皮帶) 組成的無(wú)級(jí)變速機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了差速過(guò)程的無(wú)級(jí)調(diào)速，提高了差速過(guò)程的連續(xù)性；( 具有防滑自鎖功能的同時(shí)可以根據(jù)汽車轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)角位移進(jìn)行主動(dòng)差速；(3)既可以用于主動(dòng)差速也可以用于被動(dòng)差速，同時(shí)兼具變速功能，應(yīng)用范圍廣；(4)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，生產(chǎn)成本低。


圖1是無(wú)級(jí)變速式自鎖差速器主動(dòng)差速結(jié)構(gòu)示意圖2是無(wú)級(jí)變速式自鎖差速器被動(dòng)差速結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是無(wú)級(jí)變速式自鎖差速器主動(dòng)差速A-A剖視圖；圖4是無(wú)級(jí)變速式自鎖差速器被動(dòng)差速B-B剖視圖；圖5是采用圓錐齒輪動(dòng)力輸入的主動(dòng)軸結(jié)構(gòu)示意圖；圖6是采用軸端動(dòng)力輸入的主動(dòng)軸結(jié)構(gòu)示意圖；圖7是從動(dòng)軸結(jié)構(gòu)示意圖；圖8是無(wú)級(jí)變速式自鎖差速器左轉(zhuǎn)差速原理圖；圖9是無(wú)級(jí)變速式自鎖差速器右轉(zhuǎn)差速原理圖。圖中1.主動(dòng)軸 2.深溝球軸承 3.鎖緊螺母 3'.鎖緊螺母 4.彈簧座 4'.彈簧座 5.右預(yù)緊彈簧 5'.左預(yù)緊彈簧 6.右主移動(dòng)盤 6'.左主移動(dòng)盤 7.右主固定盤7'.左主固定盤8.半圓連接盤9.圓錐齒輪10. V形金屬帶 10'. V形金屬帶 11.滾針軸承 12.左半軸 12'.右半軸 13.左從動(dòng)軸 13'.右從動(dòng)軸 14.圓錐磙子軸承 15.左從固定盤 15'.右從固定盤 16.左從移動(dòng)盤 16'. 右從移動(dòng)盤17.推力軸承18.差速調(diào)節(jié)桿19.調(diào)節(jié)桿軸承20.撥叉21.軸承座圈 21'.軸承座圈22.撥叉頭22'.撥叉頭V1、V2、V3、V4. V 形槽
具體實(shí)施例方式下面參照附圖進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明的具體內(nèi)容及其具體實(shí)施方式
。圖1是無(wú)級(jí)變速式自鎖差速器主動(dòng)差速結(jié)構(gòu)示意圖，圖3是無(wú)級(jí)變速式自鎖差速器主動(dòng)差速A-A剖視圖，主動(dòng)軸1與左從動(dòng)軸13和右從動(dòng)軸13'軸線平行布置，左從動(dòng)軸 13的軸線與右從動(dòng)軸13'的軸線在同一直線上，右從動(dòng)軸13'的左端通過(guò)滾針軸承11的支撐插入左從動(dòng)軸13的內(nèi)孔中，左從動(dòng)軸13與左半軸12花鍵連接，右從動(dòng)軸13'與右半軸12'花鍵連接。左主固定盤7'和右主固定盤7、左主移動(dòng)盤6'和右主移動(dòng)盤6、左預(yù)緊彈簧5' 和右預(yù)緊彈簧5、彈簧座4'和彈簧座4及鎖緊螺母3'和鎖緊螺母3在主動(dòng)軸1上對(duì)稱布置，左主固定盤7'和右主固定盤7與主動(dòng)軸1為一體件，左主移動(dòng)盤6'和右主移動(dòng)盤6 與主動(dòng)軸1花鍵連接并可沿主動(dòng)軸1軸向移動(dòng)，左預(yù)緊彈簧5'和右預(yù)緊彈簧5的彈簧力大小可分別經(jīng)鎖緊螺母3'和鎖緊螺母3進(jìn)行調(diào)節(jié)，彈簧座4和彈簧座4'與主動(dòng)軸1花鍵連接，可以防止調(diào)節(jié)鎖緊螺母時(shí)彈簧座隨鎖緊螺母轉(zhuǎn)動(dòng)，左預(yù)緊彈簧5'位于彈簧座4'與左主移動(dòng)盤6'之間，右預(yù)緊彈簧5位于彈簧座4與右主移動(dòng)盤6之間，左主固定盤7'通過(guò)連接盤8與圓錐齒輪9連接，主動(dòng)軸1通過(guò)圓錐齒輪9與動(dòng)力源連接獲得動(dòng)力。在左從動(dòng)軸13上布置有左從固定盤15和左從移動(dòng)盤16，左從固定盤15與左從動(dòng)軸13為一體件，左從移動(dòng)盤16與左從動(dòng)軸13花鍵連接并可沿左從動(dòng)軸13軸向移動(dòng)，在右從動(dòng)軸13'上布置有右從固定盤15'、右從移動(dòng)盤16'，右從固定盤15'與右從動(dòng)軸13' 為一體件，右從移動(dòng)盤16'與右從動(dòng)軸13'花鍵連接并可沿右從動(dòng)軸13'軸向移動(dòng)，左從移動(dòng)盤16的右端為軸承座圈21，右從移動(dòng)盤16'的左端為軸承座圈21'，推力軸承17位于軸承座圈21和軸承座圈21 ‘之間，推力軸承17保證左從移動(dòng)盤16與右從移動(dòng)盤16' 能相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)又可承受軸向推力。
左主固定盤7'和左主移動(dòng)盤6'形成V形槽V4，V形槽V4的寬度為L(zhǎng)4，右主固定盤7和右主移動(dòng)盤6形成V形槽VI，V形槽Vl的寬度為L(zhǎng)i，左從固定盤15和左從移動(dòng)盤16形成V形槽V3，V形槽V3的寬度為L(zhǎng)3，右從固定盤15'和右從移動(dòng)盤16'形成V形槽V2，V形槽V2的寬度為L(zhǎng)2。V形金屬帶10跨接V形槽V3和V形槽V4，V形金屬帶10與V形槽V3的嚙合半徑為R3，V形金屬帶10與V形槽V4的嚙合半徑為R4，V形金屬帶10 ‘跨接V形槽Vl和V 形槽V2，V形金屬帶10'與V形槽Vl的嚙合半徑為Rl，V形金屬帶10'與V形槽V2的嚙合半徑為R2，左預(yù)緊彈簧5 ’的彈簧力保證金屬帶10與V形槽V3和V形槽V4的無(wú)間隙嚙合且傳遞要求的動(dòng)力，右預(yù)緊彈簧5的彈簧力保證金屬帶10'與V形槽Vl和V形槽V2的無(wú)間隙嚙合且傳遞要求的動(dòng)力。差速調(diào)節(jié)桿18穿過(guò)V形金屬帶10和V形金屬帶10'的金屬帶圈，差速調(diào)節(jié)桿18 通過(guò)其兩端的調(diào)節(jié)桿軸承19支撐在差速器殼體上，差速調(diào)節(jié)桿18的軸線與主動(dòng)軸1、左從動(dòng)軸13和右從動(dòng)軸13'的軸線平行，差速調(diào)節(jié)桿18可以沿其軸線移動(dòng)，在差速調(diào)節(jié)桿18 上設(shè)置有撥叉20，撥叉20的撥叉頭22位于左從移動(dòng)盤16和軸承座圈21之間，撥叉頭22 ‘ 位于右從移動(dòng)盤16'和軸承座圈21'之間，當(dāng)差速調(diào)節(jié)桿18在力F作用下沿其軸線左或右移動(dòng)時(shí)，撥叉頭22和撥叉頭22'分別作用在軸承座圈21和軸承座圈21'的外側(cè)面上， 在推動(dòng)軸承座圈21或軸承座圈2Γ的同時(shí)，帶動(dòng)左從移動(dòng)盤16、軸承座圈21、推力軸承 17、軸承座圈21'和右從移動(dòng)盤16'整體向左或右移動(dòng)，力F可以是電動(dòng)或液壓或機(jī)械驅(qū)動(dòng)力形式，這些驅(qū)動(dòng)力都由汽車轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)角位移量來(lái)決定，差速器電子控制系統(tǒng)根據(jù)轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)角位移來(lái)調(diào)節(jié)力F的大小和移動(dòng)方向，實(shí)現(xiàn)改變L2與L3的反比例關(guān)系大小。圖2是無(wú)級(jí)變速式自鎖差速器被動(dòng)差速結(jié)構(gòu)示意圖，圖4是無(wú)級(jí)變速式自鎖差速器被動(dòng)差速B-B剖視圖，在主動(dòng)差速結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上取消差速調(diào)節(jié)桿18、撥叉20、撥叉頭22、 撥叉頭22'和調(diào)節(jié)桿軸承19，其它零件保持不變，變動(dòng)后的裝置用于被動(dòng)差速。圖5是采用圓錐齒輪動(dòng)力輸入的主動(dòng)軸結(jié)構(gòu)示意圖，左主固定盤7'通過(guò)二個(gè)半圓連接盤8與圓錐齒輪9連接，主動(dòng)軸1通過(guò)圓錐齒輪9與動(dòng)力源連接獲得動(dòng)力，主動(dòng)軸1 通過(guò)位于主動(dòng)軸1兩端的深溝球軸承2支撐在差速器殼體上。圖6是采用軸端動(dòng)力輸入的主動(dòng)軸結(jié)構(gòu)示意圖，這是主動(dòng)軸1獲得動(dòng)力的另一種結(jié)構(gòu)方式，主動(dòng)軸1通過(guò)其軸端采用鍵連接方式與動(dòng)力源連接獲得動(dòng)力。圖7是從動(dòng)軸結(jié)構(gòu)示意圖，左從動(dòng)軸13和右從動(dòng)軸13'通過(guò)各自外端的圓錐磙子軸承14支撐在差速器殼體上，左從動(dòng)軸13和右從動(dòng)軸13'同時(shí)受到圓錐磙子軸承14的徑向支撐、滾針軸承11徑向支撐和推力軸承17的軸向支撐，使左從動(dòng)軸13和右從動(dòng)軸13' 之間能相互獨(dú)立轉(zhuǎn)動(dòng)的同時(shí)又可承受徑向力和軸向力；左從移動(dòng)盤16、軸承座圈21、推力軸承17、軸承座圈21'和右從移動(dòng)盤16'的整體計(jì)算寬度為L(zhǎng)0，左從固定盤15和右從固定盤15'之間的計(jì)算寬度為L(zhǎng) ；左半軸12用于連接汽車左驅(qū)動(dòng)輪，右半軸12'用于連接汽車右驅(qū)動(dòng)輪。圖8是無(wú)級(jí)變速式自鎖差速器左轉(zhuǎn)差速原理圖，無(wú)論是采用主動(dòng)差速結(jié)構(gòu)還是被動(dòng)差速結(jié)構(gòu)進(jìn)行左轉(zhuǎn)差速工作時(shí)，嚙合半徑Rl、R2、R3和R4之間的關(guān)系都符合圖8所示的關(guān)系，即Rl增大、R2減小、R3增大和R4減小，嚙合半徑之間這樣的關(guān)系滿足附> N > N2。圖9是無(wú)級(jí)變速式自鎖差速器右轉(zhuǎn)差速原理圖，無(wú)論是采用主動(dòng)差速結(jié)構(gòu)還是被動(dòng)差速結(jié)構(gòu)進(jìn)行右轉(zhuǎn)差速工作時(shí)，嚙合半徑Rl、R2、R3和R4之間的關(guān)系都符合圖9所示的關(guān)系，即Rl減小、R2增大、R3減小和R4增大，嚙合半徑之間這樣的關(guān)系滿足N2 > N > Ni。實(shí)施例1 無(wú)級(jí)變速式自鎖差速器主動(dòng)差速及自鎖工作過(guò)程如下。主動(dòng)軸1通過(guò)連接盤8與圓錐齒輪9連接，驅(qū)動(dòng)力經(jīng)圓錐齒輪9輸入給主動(dòng)軸1， 主動(dòng)軸1的轉(zhuǎn)速為N ；主動(dòng)軸1的動(dòng)力通過(guò)跨接V形槽Vl和V形槽V2的V形金屬帶10' 傳遞給右從動(dòng)軸13'，使右從動(dòng)軸13'和與其花鍵連接的右半軸12'獲得動(dòng)力轉(zhuǎn)動(dòng)，右從動(dòng)軸13'和右半軸12'的轉(zhuǎn)速為Ni，右半軸12'將動(dòng)力傳遞給右側(cè)驅(qū)動(dòng)車輪；同時(shí)，主動(dòng)軸1的動(dòng)力通過(guò)跨接V形槽V4和V形槽V3的V形金屬帶10傳遞給左從動(dòng)軸13，使左從動(dòng)軸13和與其花鍵連接的左半軸12獲得動(dòng)力轉(zhuǎn)動(dòng)，左從動(dòng)軸13和左半軸12的轉(zhuǎn)速為N2，左半軸12將動(dòng)力傳遞給左側(cè)驅(qū)動(dòng)車輪。通過(guò)鎖緊螺母3和鎖緊螺母3 ‘分別調(diào)節(jié)右預(yù)緊彈簧5和左預(yù)緊彈簧5 ‘的彈簧預(yù)緊力，使Ll = L2 = L3 = L4，各嚙合半徑的初始狀態(tài)值為Rl = R2 = R3 = R4，根據(jù)附 =N(R1/R2)和N2 = N(R4/R3)，可以得到附=N2 = N，此時(shí)差速器執(zhí)行等速工作。汽車左轉(zhuǎn)時(shí)，差速器電子控制系統(tǒng)根據(jù)轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)角位移來(lái)調(diào)節(jié)力F使差速調(diào)節(jié)桿18軸向向左移動(dòng)，差速調(diào)節(jié)桿18上的撥叉頭22'推動(dòng)軸承座圈21'向左移動(dòng)，從而帶動(dòng)左從移動(dòng)盤16、軸承座圈21、推力軸承17、軸承座圈21'和右從移動(dòng)盤左16'整體向左移動(dòng)，由于L和LO為固定值且L = L0+L2+L3，所以導(dǎo)致L3減小的同時(shí)L2增大。由于嚙合半徑與V形槽計(jì)算寬度存在反比關(guān)系，所以L3減小導(dǎo)致R3增大，L2增大導(dǎo)致R2減??； 由于R3存在R4為反比關(guān)系，所以R3增大導(dǎo)致R4減??；由于R2存在Rl為反比關(guān)系，所以 R2減小導(dǎo)致Rl增大。調(diào)節(jié)后的結(jié)果為Rl增大、R2減小、R3增大和R4減小，因?yàn)槌跏紶顟B(tài)為 Rl = R2 = R3 = R4，所以有 R1/R2 > 1 和 R4/R3 < 1，同時(shí)根據(jù) Nl = N(R1/R2)和 N2 = N(R4/R3)，可以得到附> N和N2 < N，即附> N > N2，左側(cè)驅(qū)動(dòng)車輪轉(zhuǎn)速小于右側(cè)驅(qū)動(dòng)車輪轉(zhuǎn)速，實(shí)現(xiàn)了左轉(zhuǎn)主動(dòng)差速。汽車右轉(zhuǎn)時(shí)，差速器電子控制系統(tǒng)根據(jù)轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)角位移來(lái)調(diào)節(jié)力F使差速調(diào)節(jié)桿18軸向向右移動(dòng)，差速調(diào)節(jié)桿18上的撥叉頭22推動(dòng)軸承座圈21向右移動(dòng)，從而帶動(dòng)左從移動(dòng)盤16、軸承座圈21、推力軸承17、軸承座圈21'和右從移動(dòng)盤左16'整體向右移動(dòng)，導(dǎo)致L3增大的同時(shí)L2減??；由于嚙合半徑與V形槽計(jì)算寬度存在反比關(guān)系，所以L3增大導(dǎo)致R3減小，L2減小導(dǎo)致R2增大；由于R3存在R4為反比關(guān)系，所以R3減小導(dǎo)致R4增大；由于R2存在Rl為反比關(guān)系，所以R2增大導(dǎo)致Rl減小。調(diào)節(jié)后的結(jié)果為Rl減小、R2 增大、R3減小和R4增大，因?yàn)槌跏紶顟B(tài)為Rl = R2 = R3 = R4，所以有R1/R2 < 1和R4/R3 > 1，同時(shí)根據(jù) Nl = N (R1/R2)禾Π N2 = N (R4/R3)，可以得到 Nl < N 和 Ν2 > N，即 Ν2 > N > m，右側(cè)驅(qū)動(dòng)車輪轉(zhuǎn)速小于左側(cè)驅(qū)動(dòng)車輪轉(zhuǎn)速，實(shí)現(xiàn)了右轉(zhuǎn)主動(dòng)差速。由于嚙合半徑Rl、R2、R3和R4的實(shí)際大小即不可能等于零也不可能無(wú)窮大，因此在差速時(shí)，必然存在0 < R1/R2 Φ R4/R3 < +①，即可得到0 <附乒Ν2 < +①，兩側(cè)驅(qū)動(dòng)車輪既不會(huì)完全高速空轉(zhuǎn)也不會(huì)停止不動(dòng)，可以保持兩側(cè)車輪都具有轉(zhuǎn)動(dòng)能力，實(shí)現(xiàn)了差速器的防滑自鎖。實(shí)施例2 無(wú)級(jí)變速式自鎖差速器被動(dòng)差速及自鎖工作過(guò)程如下。動(dòng)軸1通過(guò)連接盤8與圓錐齒輪9連接，驅(qū)動(dòng)力經(jīng)圓錐齒輪9輸入給主動(dòng)軸1， 主動(dòng)軸1的轉(zhuǎn)速為N ；左側(cè)驅(qū)動(dòng)車輪的轉(zhuǎn)速通過(guò)左半軸12傳遞給與左半軸12花鍵連接的左從動(dòng)軸13，左從動(dòng)軸13的轉(zhuǎn)速為N2 ；右側(cè)驅(qū)動(dòng)車輪的轉(zhuǎn)速通過(guò)右半軸12'傳遞給與右半軸12'花鍵連接的右從動(dòng)軸13'，右從動(dòng)軸13'的轉(zhuǎn)速為附。通過(guò)鎖緊螺母3和鎖緊螺母3'分別調(diào)節(jié)右預(yù)緊彈簧5和左預(yù)緊彈簧5'的彈簧預(yù)緊力，使1^1 = 1^2 = 1^3 = 1^4，各嚙合半徑的初始狀態(tài)值為Rl = R2 = R3 = R4。當(dāng)汽車兩側(cè)驅(qū)動(dòng)輪等速行駛時(shí)，有m = N2,根據(jù)m = N(R1/R2)和N2 = N(R4/ R3)，可以得到Rl = R2 = R3 = R4，這正與差速器嚙合半徑的初始狀態(tài)值吻合，此時(shí)差速器能夠保障汽車兩側(cè)驅(qū)動(dòng)輪等速行駛。當(dāng)汽車左轉(zhuǎn)時(shí)，左側(cè)驅(qū)動(dòng)車輪轉(zhuǎn)速小于右側(cè)驅(qū)動(dòng)車輪轉(zhuǎn)速，即N2 < N < Ni。此時(shí)， 右從動(dòng)軸13'的轉(zhuǎn)速m大于主動(dòng)軸1的轉(zhuǎn)速N，根據(jù)m = N(R1/R2) >N有R1/R2>1，這導(dǎo)致Rl增大和R2減小，R2減小導(dǎo)致L2增大，即金屬帶10'擠壓右從移動(dòng)盤16'向左移動(dòng)，從而帶動(dòng)左從移動(dòng)盤16、軸承座圈21、推力軸承17、軸承座圈21 ‘和右從移動(dòng)盤左16 ‘ 整體向左移動(dòng)，移動(dòng)后L3減小，L3減小導(dǎo)致R3增大，由于R3存在R4為反比關(guān)系，所以R3 增大導(dǎo)致R4減小，調(diào)節(jié)后的結(jié)果為Rl增大、R2減小、R3增大和R4減小。因?yàn)槌跏紶顟B(tài)為 Rl = R2 = R3 = R4，調(diào)節(jié)后的嚙合半徑值滿足R1/R2 > 1和R4/R3 < 1，滿足Nl > N* N2 < N，保障了汽車左轉(zhuǎn)差速。當(dāng)汽車右轉(zhuǎn)時(shí)，右側(cè)驅(qū)動(dòng)車輪轉(zhuǎn)速小于左側(cè)驅(qū)動(dòng)車輪轉(zhuǎn)速，即m < N < N2。此時(shí)， 左從動(dòng)軸13的轉(zhuǎn)速N2大于主動(dòng)軸1的轉(zhuǎn)速N，根據(jù)N2 = N(R4/R3) > N有R4/R3 > 1，這導(dǎo)致R4增大和R3減小，R3減小導(dǎo)致L3增大，即金屬帶10擠壓左從移動(dòng)盤16向右移動(dòng)， 從而帶動(dòng)左從移動(dòng)盤16、軸承座圈21、推力軸承17、軸承座圈21'和右從移動(dòng)盤左16'整體向右移動(dòng)，移動(dòng)后L2減小，L2減小導(dǎo)致R2增大，由于R2存在Rl為反比關(guān)系，所以R2增大導(dǎo)致Rl減小，調(diào)節(jié)后的結(jié)果為Rl減小、R2增大、R3減小和R4增大。因?yàn)槌跏紶顟B(tài)為Rl =R2 = R3 = R4，調(diào)節(jié)后的嚙合半徑值滿足R1/R2 < 1和R4/R3 > 1，滿足Nl < N和N2 > N，保障了汽車右轉(zhuǎn)差速。由于嚙合半徑Rl、R2、R3和R4的實(shí)際大小即不可能等于零也不可能無(wú)窮大，因此在差速時(shí)，必然存在0 < R1/R2 Φ R4/R3 < +①，即可得到0 <附乒Ν2 < +①，兩側(cè)驅(qū)動(dòng)車輪既不會(huì)完全高速空轉(zhuǎn)也不會(huì)停止不動(dòng)，可以保持兩側(cè)車輪都具有轉(zhuǎn)動(dòng)能力，實(shí)現(xiàn)了差速器的防滑自鎖。實(shí)施例3 無(wú)級(jí)變速式自鎖差速器變速工作過(guò)程如下。實(shí)現(xiàn)變速功能包括改變初始盤的外徑尺寸和改變初始LO長(zhǎng)度二種方式。改變初始盤的外徑尺寸實(shí)現(xiàn)變速過(guò)程，左主固定盤7'和左主移動(dòng)盤6'、右主固定盤7和右主移動(dòng)盤6的外徑尺寸小于左從固定盤15和左從移動(dòng)盤16、右從固定盤15' 和右從移動(dòng)盤16'的外徑尺寸，滿足初始嚙合半徑關(guān)系為R4 = Rl < R3 = R2時(shí)，N >附 = N2，具有降速功能。改變初始LO長(zhǎng)度實(shí)現(xiàn)變速過(guò)程。左主固定盤7'和左主移動(dòng)盤6'、右主固定盤 7和右主移動(dòng)盤6、左從固定盤15和左從移動(dòng)盤16、右從固定盤15'和右從移動(dòng)盤16'外徑尺寸都相等，可經(jīng)過(guò)增加LO長(zhǎng)度分別使L3和L2的寬度都變小，分別使V形金屬帶10和V形金屬帶10'與V形槽V3和V形槽V2的捏合半徑R3和R2的半徑都變大，然后經(jīng)V形金屬帶10和V形金屬帶10'使R4和Rl變小，滿足初始嚙合半徑關(guān)系為R4 = Rl < R3 = R2時(shí)，N > m = N2，具有降速功能，經(jīng)鎖緊螺母3'和鎖緊螺母3分別調(diào)解預(yù)緊彈簧5'和預(yù)緊彈簧5分別對(duì)左主移動(dòng)盤6'和右主移動(dòng)盤6的初始作用力大小。
同理，減少LO長(zhǎng)度分別使L3和L2寬度都變大，R3和R2的半徑都變小，R4和Rl 都變大，滿足初始嚙合半徑關(guān)系為R4 = Rl > R3 = R2時(shí)，m = N2 > N，具有升速功能。先減少LO長(zhǎng)度，后根據(jù)傳遞功率大小調(diào)解彈簧5'和彈簧5預(yù)緊力。
權(quán)利要求
1.一種無(wú)級(jí)變速式自鎖差速器，包括主動(dòng)軸、從動(dòng)軸、半軸和中間變速裝置，其特征是， 所述的主動(dòng)軸(1)與左從動(dòng)軸(1 和右從動(dòng)軸(13')軸線平行布置，在主動(dòng)軸(1)上對(duì)稱布置有左主固定盤(7')和右主固定盤(7)、左主移動(dòng)盤(6')和右主移動(dòng)盤(6)、左預(yù)緊彈簧(5')和右預(yù)緊彈簧(5)、彈簧座)和彈簧座(4)及鎖緊螺母(3‘)和鎖緊螺母(3)，左主移動(dòng)盤(6')和右主移動(dòng)盤(6)與主動(dòng)軸(1)花鍵連接并可沿主動(dòng)軸(1)軸向移動(dòng)，彈簧座(4)和彈簧座)與主動(dòng)軸(1)花鍵連接，左預(yù)緊彈簧(5 ‘)位于彈簧座0')與左主移動(dòng)盤(6')之間，右預(yù)緊彈簧( 位于彈簧座(4)與右主移動(dòng)盤(6)之間，左主固定盤(7')通過(guò)兩個(gè)半圓連接盤(8)與圓錐齒輪(9)連接；所述的左從動(dòng)軸(13) 的軸線與右從動(dòng)軸(13')的軸線在同一直線上，右從動(dòng)軸(13')的左端通過(guò)滾針軸承 (11)的支撐插入左從動(dòng)軸(1 的內(nèi)孔中，左從動(dòng)軸(1 與左半軸(1 花鍵連接，右從動(dòng)軸(13')與右半軸(12')花鍵連接，在左從動(dòng)軸(1 上布置有左從固定盤(1 和左從移動(dòng)盤(16)，左從移動(dòng)盤(16)與左從動(dòng)軸(1 花鍵連接并可沿左從動(dòng)軸(1 軸向移動(dòng)， 在右從動(dòng)軸(13')上布置有右從固定盤(15')、右從移動(dòng)盤(16')，右從移動(dòng)盤(16') 與右從動(dòng)軸(13')花鍵連接并可沿右從動(dòng)軸(13')軸向移動(dòng)，左從移動(dòng)盤(16)的右端為軸承座圈(21)，右從移動(dòng)盤(16')的左端為軸承座圈Ol')，推力軸承(17)位于軸承座圈和軸承座圈Ol')之間；V形金屬帶(10)跨接V形槽(V4)和V形槽(V3)，V形金屬帶(10')跨接V形槽(Vl)和V形槽(V2)，差速調(diào)節(jié)桿(18)穿過(guò)V形金屬帶(10)和 V形金屬帶(10')的金屬帶圈，差速調(diào)節(jié)桿(18)的軸線與主動(dòng)軸(1)、左從動(dòng)軸(13)和右從動(dòng)軸(13')的軸線平行，在差速調(diào)節(jié)桿(18)上設(shè)置有撥叉(20)，撥叉OO)的撥叉頭 (22)位于左從移動(dòng)盤(16)和軸承座圈之間，撥叉頭0 與軸承座圈外端面之間為相對(duì)運(yùn)動(dòng)的光滑配合關(guān)系，撥叉頭)位于右從移動(dòng)盤(16')和軸承座圈Ol') 之間，撥叉頭)與軸承座圈Ol')外端面之間為相對(duì)運(yùn)動(dòng)的光滑配合關(guān)系。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無(wú)級(jí)變速式自鎖差速器，其特征是，所述的左主固定盤 (7')和右主固定盤(7)與主動(dòng)軸(1)為一體件，左從固定盤(15)與左從動(dòng)軸(13)為一體件，右從固定盤(15')與右從動(dòng)軸(13')為一體件。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無(wú)級(jí)變速式自鎖差速器，其特征是，所述的主動(dòng)軸(1)通過(guò)位于主動(dòng)軸(1)兩端的深溝球軸承( 支撐在差速器殼體上，左從動(dòng)軸(1 和右從動(dòng)軸 (13')通過(guò)各自外端的圓錐磙子軸承(14)支撐在差速器殼體上，差速調(diào)節(jié)桿(18)通過(guò)其兩端的調(diào)節(jié)桿軸承(19)支撐在差速器殼體上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無(wú)級(jí)變速式自鎖差速器，其特征是，所述的主動(dòng)軸(1)既可以通過(guò)圓錐齒輪(9)與動(dòng)力源連接獲得動(dòng)力驅(qū)動(dòng)，也可以通過(guò)在主動(dòng)軸(1)的軸端采用鍵連接方式獲得動(dòng)力驅(qū)動(dòng)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無(wú)級(jí)變速式自鎖差速器，其特征是，所述的左半軸(12) 用于連接汽車左驅(qū)動(dòng)輪，右半軸(12')用于連接汽車右驅(qū)動(dòng)輪。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無(wú)級(jí)變速式自鎖差速器，其特征是，所述的差速調(diào)節(jié)桿 (18)、撥叉(20)、撥叉頭(22)、撥叉頭)和調(diào)節(jié)桿軸承(19)的存在，可實(shí)現(xiàn)主動(dòng)差速調(diào)節(jié)；取消差速調(diào)節(jié)桿(18)、撥叉OO)、撥叉頭0 、撥叉頭)和調(diào)節(jié)桿軸承(19)， 則可實(shí)現(xiàn)被動(dòng)差速調(diào)節(jié)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無(wú)級(jí)變速式自鎖差速器，其特征是，所述的V形金屬帶(10)和V形金屬帶(10')也可以更換為V形皮帶。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種無(wú)級(jí)變速式自鎖差速器，旨在提供一種具有防滑自鎖功能的同時(shí)既可以進(jìn)行被動(dòng)差速又可以進(jìn)行主動(dòng)差速的無(wú)級(jí)變速式自鎖差速器。該裝置包括軸線平行布置的主動(dòng)軸、左從動(dòng)軸、右從動(dòng)軸和差速調(diào)節(jié)桿，兩條V形金屬帶跨接左、右從動(dòng)軸和主動(dòng)軸上的V形槽，左從動(dòng)軸與右從動(dòng)軸軸線共線，右從動(dòng)軸的左端通過(guò)滾針軸承的支撐插入左從動(dòng)軸的內(nèi)孔中，左從動(dòng)軸與左半軸花鍵連接，右從動(dòng)軸與右半軸花鍵連接，在主動(dòng)軸上對(duì)稱布置有左主固定盤和右主固定盤、左主移動(dòng)盤和右主移動(dòng)盤、左預(yù)緊彈簧和右預(yù)緊彈簧、兩個(gè)彈簧座和兩個(gè)鎖緊螺母，在左從動(dòng)軸上布置有左從固定盤和左從移動(dòng)盤，在右從動(dòng)軸上布置有右從固定盤、右從移動(dòng)盤，在左從移動(dòng)盤和右從移動(dòng)盤之間安裝有推力軸承。
文檔編號(hào)F16H48/12GK102384240SQ20111020434
公開日2012年3月21日 申請(qǐng)日期2011年7月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月21日
發(fā)明者方顯忠 申請(qǐng)人:吉林大學(xué)