專利名稱：一種滑動齒輪式差速器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于農(nóng)業(yè)機(jī)械變速器用差速器，具體涉及一種滑動齒輪式差速器。
背景技術(shù)：
汽車行駛時左右車輪在同一時間內(nèi)所滾過的路程通常不等，如果驅(qū)動橋的左右車輪剛性連接，則行駛時不可避免地會產(chǎn)生驅(qū)動輪在路面上滑移或滑轉(zhuǎn)，不僅會加劇輪胎磨損與功率和燃料的消耗，而且可能導(dǎo)致轉(zhuǎn)向和操作性能惡化，所以為防止這些現(xiàn)象發(fā)生，汽車左右輪間都裝有輪間差速器。但是當(dāng)汽車越野行駛或在泥濘、冰雪路面上行駛，一側(cè)驅(qū)動車輪與地面的附著系數(shù)很小時，盡管另一側(cè)車輪與地面有良好的附著，其驅(qū)動轉(zhuǎn)矩也隨之減小，無法發(fā)揮潛在的牽引力，以致使得汽車停駛。為了保證汽車行駛，越野汽車通常采用 差速鎖和防滑差速器，這些結(jié)構(gòu)通常比較復(fù)雜，不適合用于農(nóng)業(yè)機(jī)械做差速使用。在農(nóng)業(yè)機(jī)械驅(qū)動系統(tǒng)中，通常不安裝差速器，所以在轉(zhuǎn)向時比較困難，對于輪距窄的開溝機(jī)、田園管理機(jī)等，轉(zhuǎn)向時利用人力強(qiáng)行扭轉(zhuǎn)機(jī)械使得機(jī)械的左右輪在地面出現(xiàn)相對滑動基本可以實現(xiàn)轉(zhuǎn)向，但對于輪距相對較寬的移栽機(jī)、插秧機(jī)等，靠人力扭轉(zhuǎn)機(jī)械基本不能轉(zhuǎn)向。所以通常在驅(qū)動系統(tǒng)中采用牙嵌式轉(zhuǎn)向離合器，轉(zhuǎn)向時通過分離該側(cè)的牙嵌式離合器，切斷該側(cè)的動力傳遞，而另外一側(cè)的動力沒有被切斷而繼續(xù)行駛，實現(xiàn)了大輪距農(nóng)業(yè)機(jī)械轉(zhuǎn)向。牙嵌式離合器轉(zhuǎn)向雖然可以滿足上述要求，但該機(jī)構(gòu)操作復(fù)雜，轉(zhuǎn)向靈活性差，牙嵌齒輪有沖擊。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對現(xiàn)有牙嵌式離合器轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)操作復(fù)雜，轉(zhuǎn)向靈活性差，牙嵌齒輪有沖擊，汽車上用的非限滑差速器不能滿足農(nóng)業(yè)機(jī)械差速后傳遞動力要求，限滑差速器又結(jié)構(gòu)復(fù)雜，價格昂貴，不適合農(nóng)業(yè)機(jī)械采用，提供了一種滑動齒輪式差速器，該差速器在差速的同時會保證至少有一只動力輸出軸在運(yùn)動，從而可以可靠的傳遞驅(qū)動力矩，該機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單，無需單獨操作，使用方便，實用性強(qiáng)。本發(fā)明采用如下技術(shù)方案實現(xiàn)一種滑動齒輪式差速器，包括動力輸出軸、滾輪架、端蓋、軸承、箱體、支撐軸、彈簧、滑套和與動力輸入軸的動力輸入齒輪嚙合的滑動齒輪，所述滑動齒輪空套在支撐軸的中部，所述滑動齒輪可以沿所述支撐軸的軸向移動，所述支撐軸的兩側(cè)分別固定有所述滾輪架，所述支撐軸的兩端通過所述滑套安裝在所述動力輸出軸的內(nèi)孔中，所述動力輸出軸通過軸承定位在所述端蓋上，所述端蓋固定在箱體上，所述動力輸出軸的一端為輸出動力端，另一端與所述滾輪架相連，所述滑動齒輪的兩側(cè)面對稱設(shè)置有繞所述滑動齒輪軸心均勻分布的多個凸臺，所述滾輪架上安裝有與所述滑動齒輪上的凸臺對應(yīng)的滾輪體組件，所述滑動齒輪通過所述滾輪體組件帶動所述滾輪架旋轉(zhuǎn)，所述支撐軸在所述滾輪架和滑動齒輪之間套裝有彈簧，所述滾輪體組件在所述動力輸出軸兩端的阻力矩發(fā)生變化時，擠壓所述滑動齒輪上的凸臺，使得所述滑動齒輪向扭力小的方向滑動。所述滾輪體組件包括滾輪軸、滾輪和滾輪軸卡箍，所述滾輪通過滾輪軸安裝在滾輪架上,所述滾輪軸卡箍卡裝在滾輪軸外，所述滾輪可繞所述滾輪軸旋轉(zhuǎn)，所述滾輪設(shè)置在所述滑動齒輪的凸臺工作面上。所述動力輸出軸在所述滑套位置處設(shè)有可以潤滑滑套的導(dǎo)油孔。油封安裝在所述端蓋上軸承的外端。所述動力輸出軸與所述滾輪架通過花鍵相連。所述滾輪體組件在所述滾輪架圓周方向均勻布置六處。 所述滑動齒輪上設(shè)有凹陷的彈簧座，所述彈簧安裝在所述彈簧座內(nèi)。由于采用上述結(jié)構(gòu)，本發(fā)明應(yīng)用于低速車輛和農(nóng)業(yè)機(jī)械動力上，采用滾輪體組件和滑動齒輪上的凸臺配合，由于滑動齒輪的轉(zhuǎn)速不高，因此利用滾輪體組件上的滾輪擠壓凸臺，當(dāng)動力輸出軸兩端阻力矩相同時，滑動齒輪位于兩滾輪架的中間，動力輸出軸同向等·速旋轉(zhuǎn)，當(dāng)動力輸出軸兩端助力矩不同時，滑動齒輪向力矩小的一端移動，小力矩端驅(qū)動轉(zhuǎn)速加快，大力矩斷轉(zhuǎn)速降低，當(dāng)兩端助力矩相差在一定程度時，大力矩端動力中斷，小力矩端保持動力傳遞，實現(xiàn)差速，這樣使得轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)操作簡單，轉(zhuǎn)向靈活，傳遞驅(qū)動力矩可靠，無需單獨操作，使用方便，實用性強(qiáng)。


圖I為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明動力輸出軸安裝示意圖；圖3為本發(fā)明的組件示意圖；圖4為滑動齒輪上凸臺的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為滾輪架與凸臺的傳力示意圖；圖6為本發(fā)明左側(cè)結(jié)構(gòu)爆炸圖；圖7為本發(fā)明直線行駛時滑動齒輪的位置示意圖；圖8 Ca)為本發(fā)明左轉(zhuǎn)行駛時滑動齒輪的位置示意和受力分析圖；圖8 (b)為本發(fā)明左轉(zhuǎn)行駛時滑動齒輪進(jìn)一步的位置示意和受力分析圖；圖9 Ca)為本發(fā)明右轉(zhuǎn)行駛時滑動齒輪的位置示意和受力分析圖；圖9 (b)為本發(fā)明右轉(zhuǎn)行駛時滑動齒輪進(jìn)一步的位置示意和受力分析圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖，進(jìn)一步詳細(xì)說明本專利的具體實施方式
。參見圖1，一種滑動齒輪式差速器，包括動力輸出軸I、滾輪架2、滾輪軸卡箍3、滾輪軸4、滾輪5、支撐軸6、螺栓7、端蓋8、油封9、軸承10、箱體11、動力輸入軸12、動力輸入齒輪13、滑動齒輪14、彈簧15、滑套16 ；參見圖I和圖2，所述端蓋8通過螺栓7固定在箱體11上，動力輸出軸I通過軸承10定位在端蓋8上，油封9安裝在端蓋8的外端；動力輸出軸I上設(shè)計有臺階a-3和a_6，其寬度與端蓋8上的臺階a-4和a-5相等,軸承10 —個安裝在臺階a_3和臺階a_4,另一個安裝在臺階a-5和臺階a-6處,此結(jié)構(gòu)能將動力輸出軸I在軸向上固定在一定的位置，而在圓周方向可以自由的轉(zhuǎn)動；所述動力輸出軸I設(shè)計有和滾輪架2外花鍵嚙合的內(nèi)花鍵a-1和為加工內(nèi)花鍵a-Ι的退刀槽a-2 ;所述動力輸出軸I設(shè)計有導(dǎo)油孔a_7，其潤滑安裝在支撐孔a-8上的滑套16的作用；所述的動力輸出軸I通過軸承10定位在端蓋8上，在軸向上不能移動，動力輸出軸I 一端做輸出動力，另一端通過內(nèi)花鍵與滾輪架2的外花鍵相連，做動力輸入；油封9安裝在端蓋8的外端，密封變速器中的潤滑油；參見圖1、2、3、5，所述支撐軸6兩端通過滑套16安裝在動力輸出軸I的支撐孔a_8上，滑動齒輪14安裝在支撐軸6上，彈簧15安裝在滑動齒輪14的彈簧座b-4與滾輪架2之間，彈簧座b-4其固定彈簧周向位置和防止彈簧在工作跳動的作用；所述的支撐軸6通過兩端的動力輸出軸I定位，支撐軸6不能在軸向和徑向方向移動,但在圓周方向可以自由轉(zhuǎn)動，滑動齒輪14安裝在支撐軸6上，在不需要差速時，在兩端彈簧15的作用下，滑動齒輪14位于兩滾輪架2中心位置處，在差速時滑動齒輪14可在兩滾輪架2之間任意位置移動；所述滾輪5通過滾輪軸4安裝在滾輪架2上，滾輪5和滾輪軸4組成滾輪體組件，在滾輪架2圓周方向均勻布置6處，滾輪軸卡箍3卡在滾輪架2與滾輪軸4中心位置處，防止?jié)L輪軸4在重力或旋轉(zhuǎn)離心力的作用下從滾輪架2中滑落；所述的滾輪架2 —端由動力輸出軸I定位，另一端被彈簧15壓緊，不能軸向移動；所述的滾輪5傳遞動力時壓在滑動齒輪14的凸 臺b-3的一半位置處，凸臺b-3給滾輪架2提供旋轉(zhuǎn)動力；所述的滾輪架2上設(shè)計有和動力輸出軸I內(nèi)花鍵嚙合的外花鍵b-Ι和為加工外花鍵b-Ι的退刀槽b-2 ；參見圖I至圖6 ;所述的凸臺b-3由內(nèi)臺面c- 、前進(jìn)檔工作面c-2、凸臺頂面c-3、倒檔工作面c-4、凸臺底面c-5和外臺面c-6組成。在機(jī)械前進(jìn)行駛不差速時滾輪5壓緊前進(jìn)檔工作面c-2的凸臺頂面c-3至凸臺底面c-5 —半位置處，由于左右兩側(cè)驅(qū)動輪的阻力矩相同，在兩端彈簧15的作用下，滑動齒輪14位于兩滾輪架2中心位置處；在機(jī)械前進(jìn)行駛差速時，轉(zhuǎn)向內(nèi)側(cè)滾輪5從前進(jìn)檔工作面c-2的凸臺頂面c-3至凸臺底面c-5 —半位置處移動到凸臺頂面c-3并繼續(xù)沿著倒檔工作面c-4滑到凸臺底面c-5，內(nèi)側(cè)驅(qū)動輪轉(zhuǎn)速略有下降或打滑現(xiàn)象，轉(zhuǎn)向外側(cè)滾輪5從前進(jìn)檔工作面c-2的凸臺頂面c-3至凸臺底面c-5 —半位置處向前移動到凸臺底面c-3，外側(cè)驅(qū)動輪出現(xiàn)轉(zhuǎn)速略有上升并持續(xù)傳遞該側(cè)動力，機(jī)械完成前進(jìn)檔位的差速驅(qū)動并轉(zhuǎn)向；同理當(dāng)汽車倒車行駛不差速時和差速時與上述原理相同，動力傳遞面由前進(jìn)檔工作面c-2轉(zhuǎn)移到倒檔工作面c-4。參見圖I至圖9，以機(jī)械差速前進(jìn)為例詳細(xì)介紹滑動齒輪式差速器的工作過程。設(shè)滑動齒輪14的軸向中心線距滾輪5邊界的距離為L。在初始安裝時滑動齒輪14被兩端的彈簧15定位在最中心位置，此時滾輪5的邊界距凸臺底面c-5為x/2，在直線非差速行駛時，在滾輪5在前進(jìn)檔工作面c-2的軸向分力和彈簧彈力的作用下，始終保持在上述位置。在左轉(zhuǎn)向時，根據(jù)汽車轉(zhuǎn)向理論，轉(zhuǎn)向內(nèi)輪走過的距離比外輪短。在左轉(zhuǎn)向時，如駕駛員小扭矩扭轉(zhuǎn)機(jī)械，相當(dāng)于在滑動齒輪14中心作用一個扭矩乂。由于扭矩M1的作用左側(cè)滾輪5-a作用在前進(jìn)檔工作面c-2的軸向分力大于右側(cè)滾輪5-b作用在前進(jìn)檔工作面c-2的軸向分力，設(shè)此分力為F1,當(dāng)F1的分力小于右側(cè)彈簧在x/2位置變相的胡克力F2時，在F1的作用下滑動齒輪14開始向左側(cè)滑動一個小于x/2的位置t，同時使得左側(cè)滾輪5-a向后移動一段距離b，右側(cè)滾輪5-b向前移動一段相同距離b，從而出現(xiàn)了兩輪的走過的路程差，實現(xiàn)了小幅度轉(zhuǎn)向差速；當(dāng)駕駛員大扭矩扭轉(zhuǎn)機(jī)械，扭矩M1增大，分力F1增加。當(dāng)分力F1大于右側(cè)彈簧在x/2位置變相的胡克力F2時，滑動齒輪14滑動到右側(cè)極限位置，同時使得左側(cè)滾輪5-a向后移動了距離Id1到凸臺頂面c-3并向下繼續(xù)移動至下一個凸臺的前進(jìn)檔工作面c-2，左側(cè)滾輪5-a向后移動，左側(cè)驅(qū)動力在此位置打滑，直至分力F1小于右側(cè)彈簧在x/2位置變相的胡克力F2時，停止打滑，同時右側(cè)滾輪5-b向前移動了距離b2，右側(cè)滾輪5-b繼續(xù)保持直線行駛，兩側(cè)動力輪的走過的路程差加大，實現(xiàn)了大幅度轉(zhuǎn)向差速或原地掉頭，F(xiàn)2即為該差速器的鎖緊力。同理可實現(xiàn)向右轉(zhuǎn)·向。
權(quán)利要求
1.一種滑動齒輪式差速器，包括動力輸出軸(I)、滾輪架(2)、端蓋(8)、軸承(10)、箱體(11)、支撐軸(6)、彈簧(15)、滑套(16)和與動力輸入軸(12)的動力輸入齒輪(13)嚙合的滑動齒輪(14)，其特征在于所述滑動齒輪(14)空套在支撐軸￠)的中部，所述滑動齒輪(14)可以在所述支撐軸(6)上沿軸向方向移動，所述支撐軸(6)的兩側(cè)分別安裝有所述滾輪架(2)，所述支撐軸(6)的兩端通過所述滑套(16)安裝在所述動力輸出軸(I)的內(nèi)孔中，所述動力輸出軸(I)通過軸承(10)定位在所述端蓋(8)上，所述端蓋(8)固定在箱體(11)上，所述動力輸出軸(I)的一端為輸出動力端，另一端與所述滾輪架(2)相連，所述滑動齒輪(14)的兩側(cè)面對稱設(shè)置有繞所述滑動齒輪(14)軸心均勻分布的多個凸臺，所述滾輪架(2)上安裝有與所述滑動齒輪(14)上的凸臺對應(yīng)的滾輪體組件，所述滑動齒輪(14)通過所述滾輪體組件帶動所述滾輪架(2)旋轉(zhuǎn),所述支撐軸(6)在所述滾輪架(2)和滑動齒輪(14)之間套裝有彈簧(15)，所述滾輪體組件在所述動力輸出軸(I)兩端的阻力矩發(fā)生變化時，擠壓所述滑動齒輪(14)上的凸臺，使得所述滑動齒輪(14)向扭力小的方向滑動。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的滑動齒輪式差速器，其特征在于所述滾輪體組件包括滾輪軸(4)、滾輪(5)和滾輪軸卡箍(3)，所述滾輪(5)通過滾輪軸(4)安裝在滾輪架(2)上，所述滾輪軸卡箍(3)卡裝在滾輪軸(4)外，所述滾輪(5)可繞所述滾輪軸(4)旋轉(zhuǎn)，所述滾輪(5)設(shè)置在所述滑動齒輪(14)的凸臺工作面上。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的滑動齒輪式差速器，其特征在于所述動力輸出軸(I)在所述滑套(16)位置處設(shè)有可以潤滑滑套(16)的導(dǎo)油孔。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的滑動齒輪式差速器，其特征在于油封(9)安裝在所述端蓋(8)上軸承的外端。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的滑動齒輪式差速器，其特征在于所述動力輸出軸(I)與所述滾輪架(2)通過花鍵相連。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的滑動齒輪式差速器，其特征在于所述滾輪體組件在所述滾輪架(2)圓周方向均勻布置六處。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的滑動齒輪式差速器，其特征在于所述滑動齒輪(14)上設(shè)有凹陷的彈簧座，所述彈簧(15)安裝在所述彈簧座內(nèi)。
全文摘要
一種滑動齒輪式差速器，包括滑動齒輪、滾輪、滾輪軸、滾輪架、彈簧、滾輪軸卡箍、支撐軸、動力輸出軸，支撐軸通過動力輸出軸內(nèi)端的圓孔定位和支撐，滑動齒輪安裝在支撐軸上，滾輪通過滾輪軸安裝在滾輪架上組成滾輪傳動組件，滾輪傳動組件相對滑動齒輪對稱布置；所述的滑動齒輪兩端圓周方向均布凸臺，滾輪安裝在凸臺的凹槽一半位置處，當(dāng)動力輸出軸兩端阻力矩相同時，滑動齒輪位于兩滾輪架的中間，動力輸出軸同向等速旋轉(zhuǎn)，當(dāng)動力輸出軸兩端助力矩不同時，滑動齒輪向力矩小的一端移動，小力矩端驅(qū)動轉(zhuǎn)速加快，大力矩斷轉(zhuǎn)速降低，當(dāng)兩端助力矩相差在一定程度時，大力矩端動力中斷，小力矩端保持動力傳遞，實現(xiàn)差速。
文檔編號F16H48/38GK102943860SQ20121048686
公開日2013年2月27日 申請日期2012年11月26日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月26日
發(fā)明者肖名濤, 孫松林, 蔣蘋, 謝方平, 吳畏, 李軍政, 楊彪 申請人:湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)