專利名稱：差動(dòng)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及差動(dòng)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，具體涉及機(jī)動(dòng)車的有限滑動(dòng)型差動(dòng)裝置，本發(fā)明涉及這種差動(dòng)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，它包括機(jī)盒，該機(jī)盒可繞一根軸線轉(zhuǎn)動(dòng)并提供輸入動(dòng)力；兩個(gè)共軸的輸出轉(zhuǎn)軸，該轉(zhuǎn)軸可以相對(duì)于機(jī)盒繞上述軸線轉(zhuǎn)動(dòng)；連接件，該連接件偏心地連接在兩個(gè)輸出轉(zhuǎn)軸上，以便利用結(jié)合部件在輸出轉(zhuǎn)軸之間傳遞相對(duì)的反轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，該結(jié)合部件允許連接件和輸出轉(zhuǎn)軸繞一根大體平行于上述軸線的軸線作相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)；以及約束件，該約束件連接在機(jī)盒和連接件上，使得連接件可以繞一根大體垂直于上述軸線的軸線相對(duì)于機(jī)盒轉(zhuǎn)動(dòng)，并可以在垂直于上述軸線的方向上進(jìn)行往復(fù)移動(dòng)，但該連接件不能在平行于上述軸線的方向上進(jìn)行往復(fù)移動(dòng)，連接件和輸出轉(zhuǎn)軸的偏心結(jié)合部件由每個(gè)輸出轉(zhuǎn)軸內(nèi)端部上的相應(yīng)的偏心孔構(gòu)成，連接件的有關(guān)端部裝在該偏心孔中。
常規(guī)的機(jī)動(dòng)車差動(dòng)裝置提供一種在驅(qū)動(dòng)車輪之間均分轉(zhuǎn)矩的合算的裝置。但是總是提供相等轉(zhuǎn)矩的這一特性使得總轉(zhuǎn)矩被限制在對(duì)具有最小粘著力的車輪保持牽引力的水平上。如果該粘著力接近于零，例如一個(gè)車輪在很滑的地面上，則即使一個(gè)車輪具有很大的粘著力，總的轉(zhuǎn)矩也將是很低的。
為了克服這種缺點(diǎn)，已經(jīng)采用了各種或者速度控制型或者轉(zhuǎn)矩控制型的有限滑動(dòng)差動(dòng)裝置。由于速度差別，車輪產(chǎn)生滑動(dòng)，之后速度控制型差動(dòng)裝置感知這種車輪滑動(dòng)，然后使轉(zhuǎn)矩傳送給較慢的車輪。轉(zhuǎn)矩控制型差動(dòng)裝置是在牽引力失去之前便從運(yùn)動(dòng)較快的車輪上轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)矩。
已知各種機(jī)動(dòng)車的轉(zhuǎn)矩控制差動(dòng)裝置，但幾乎所有實(shí)用的差動(dòng)裝置均包括大量嚙合的螺旋齒輪，或者具有螺旋滑動(dòng)面的平面凸輪和凸輪從動(dòng)件，因此這種差動(dòng)裝置相當(dāng)重、價(jià)格貴、制造費(fèi)時(shí)和結(jié)構(gòu)相當(dāng)復(fù)雜。另外，產(chǎn)生摩擦轉(zhuǎn)矩的摩擦表面的面積相當(dāng)小，這意味著，單位面積的負(fù)載相當(dāng)高，使用壽命相當(dāng)短。
從專利文獻(xiàn)例如美國(guó)專利No.1098422，No.1098423，No.1364745，No.1437510，No.1954347，No.4155274，No.4291591，No.2016849，No.848931，No.1278231，No.1854910，No.149980，No.1463356，No.1663882和No.1843163中可以知道許多本發(fā)明將要涉及的特定型式的差動(dòng)裝置和大致相同型式的差動(dòng)裝置。但是可以相信，這些差動(dòng)裝置中沒有一種曾被制作成商品。其原因當(dāng)然不知道，但是可以認(rèn)為，除開上述專利公開的很多差動(dòng)裝置結(jié)構(gòu)很復(fù)雜因而制造費(fèi)用昂貴而外，它們都有以下的缺點(diǎn)機(jī)動(dòng)車發(fā)動(dòng)機(jī)的整個(gè)傳動(dòng)系統(tǒng)轉(zhuǎn)矩在通常情況下始終是通過差動(dòng)裝置傳送的，即是說是通過其主要用途是允許兩個(gè)輸出轉(zhuǎn)軸有差異轉(zhuǎn)速的那些部件傳送的。在這方面應(yīng)當(dāng)知道，當(dāng)車輛直線行駛時(shí)差動(dòng)部件承受的負(fù)載，例如沖擊負(fù)載特別是在猛加速時(shí)的沖擊負(fù)載遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于輸出轉(zhuǎn)軸在不同速度轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的外加負(fù)載，因?yàn)樗俣炔町惡苌俪^幾個(gè)r/min單位。這意味著，所說的部件一定要很耐用，因此是一種昂貴的結(jié)構(gòu)，另外還要長(zhǎng)時(shí)間承受很大的負(fù)載，有時(shí)要承受點(diǎn)負(fù)載或線負(fù)載，因而易于破裂和磨損，造成難以接受的過早的失效。
德國(guó)專利No.819628公開了一種上述類型的差動(dòng)裝置，這種差動(dòng)裝置具有所有上述缺點(diǎn)。發(fā)動(dòng)機(jī)的所有傳動(dòng)系統(tǒng)轉(zhuǎn)矩均通過差動(dòng)部件即連接件、約束件和輸出轉(zhuǎn)軸上的陰偏心裝置進(jìn)行傳送，這意味著，這些部件一定要具有非常耐用的結(jié)構(gòu)，而且仍然存在無法預(yù)測(cè)的過早破損。另外，由連接件端部加在偏心孔壁上的巨大負(fù)載落在支承在機(jī)盒中的支承的外面，導(dǎo)致這兩個(gè)部件極大磨損和輸出轉(zhuǎn)軸的彎曲，這種結(jié)果本身又使其支承過度磨損和過早失效。
本發(fā)明的目的是提供一種上述一般型的差動(dòng)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，此機(jī)構(gòu)只要求其部件傳遞一部分車輛發(fā)動(dòng)機(jī)等的正常牽引動(dòng)力，因此比常規(guī)機(jī)構(gòu)承載較少的負(fù)載，在此機(jī)構(gòu)中，高的內(nèi)負(fù)載簡(jiǎn)單地由摩擦表面支承，因此該機(jī)構(gòu)的部件比常規(guī)部件輕，價(jià)格低廉，差動(dòng)裝置比已知差動(dòng)裝置壽命長(zhǎng)。
按照本發(fā)明，上述差動(dòng)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的特征在于，連接件的端部具有部分球載體表面，該表面與裝在各自偏心孔中的套筒的里面的互補(bǔ)內(nèi)表面嚙合；每個(gè)輸出轉(zhuǎn)軸的內(nèi)端部與機(jī)盒的內(nèi)表面滑動(dòng)嚙合，因此機(jī)盒繞上述軸線轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，每個(gè)輸出轉(zhuǎn)軸內(nèi)端部的滑動(dòng)表面受到連接件的壓力而與機(jī)盒上相對(duì)滑動(dòng)表面接觸，使得傳遞到機(jī)盒上的一部分轉(zhuǎn)矩通過配合的滑動(dòng)表面直接傳遞到輸出轉(zhuǎn)軸。
因此在本發(fā)明的差動(dòng)機(jī)構(gòu)中，每個(gè)輸出轉(zhuǎn)軸內(nèi)端部的外表面構(gòu)成一個(gè)與機(jī)盒的相對(duì)表面隔開一定距離的滑動(dòng)表面，機(jī)盒的相對(duì)表面也構(gòu)成一個(gè)滑動(dòng)表面，該輸出轉(zhuǎn)軸可以是一個(gè)半轉(zhuǎn)軸或短柱轉(zhuǎn)動(dòng)，在工作時(shí)，該半轉(zhuǎn)軸連接在恒速接頭上或者甚至一根很短的或許甚至是空心的連接轉(zhuǎn)軸上，在工作時(shí)，另一根轉(zhuǎn)軸再連接在該連接轉(zhuǎn)軸上，因而輸出轉(zhuǎn)軸和機(jī)盒之間接觸支承著直接由連接件施加的負(fù)載，不會(huì)使任何合成的傾斜力矩作用在轉(zhuǎn)矩上，而且在機(jī)盒內(nèi)表面的相對(duì)部分上也是如此，該內(nèi)表面也構(gòu)成滑動(dòng)表面。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)盒時(shí)，通過約束件、連接件和帶著輸出轉(zhuǎn)軸的偏心結(jié)合部件施加在轉(zhuǎn)軸上的力使轉(zhuǎn)軸側(cè)向偏移，因而使得輸出轉(zhuǎn)軸上的滑動(dòng)表面與在機(jī)盒上同一側(cè)的相對(duì)滑動(dòng)表面嚙合。為達(dá)到這一點(diǎn)，必需使滑動(dòng)表面之間即輸出轉(zhuǎn)軸的內(nèi)端部和機(jī)盒之間的額定游隙小于輸出轉(zhuǎn)動(dòng)和機(jī)盒其余部分之間的額定游隙。連接件負(fù)載因此直接由機(jī)盒支承，而且加在機(jī)盒上的一部分轉(zhuǎn)矩便通過滑動(dòng)表面的接觸面直接傳遞到輸出轉(zhuǎn)軸上，完全不通過約束件和連接件。在機(jī)動(dòng)車應(yīng)用中，最猛的傳動(dòng)轉(zhuǎn)矩發(fā)生在沖擊負(fù)載條件下，特別是在要使車輛很快加速的剛性嚙合傳動(dòng)的情況下。在這情況下，沖擊負(fù)載均分在摩擦表面和連接件之間。這是很有利的，因?yàn)檫@意味著，差動(dòng)裝置的部件承受負(fù)載的百分?jǐn)?shù)通?？梢詼p少40％或更多。通過這種可供選擇的部件或傍路的轉(zhuǎn)矩的比例取決于滑動(dòng)表面相互嚙合的壓力，壓力本身又取決于轉(zhuǎn)矩的大小，這意味著通過旁路的總轉(zhuǎn)矩或動(dòng)力的比例隨發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載或轉(zhuǎn)矩的增加而增加。這意味著，轉(zhuǎn)矩偏置比，即加在兩個(gè)輸出轉(zhuǎn)軸上的轉(zhuǎn)矩的比，對(duì)負(fù)載很敏感，隨負(fù)載的增加而增加。
當(dāng)車輛拐彎時(shí)，即差動(dòng)裝置除簡(jiǎn)單地起動(dòng)力傳送單元的作用以外，還要求進(jìn)行差動(dòng)時(shí)，成對(duì)配合的滑動(dòng)面的接觸點(diǎn)便相對(duì)于這些滑動(dòng)面轉(zhuǎn)動(dòng)，這便產(chǎn)生摩擦阻力轉(zhuǎn)矩。這種摩擦轉(zhuǎn)矩還由于接觸表面的保角特性而增加。當(dāng)表面之間夾帶潤(rùn)滑劑時(shí)，其摩擦系數(shù)在低負(fù)載時(shí)是低的，但除去潤(rùn)滑劑時(shí)則隨負(fù)載的增加而增加。因此轉(zhuǎn)矩偏置比隨轉(zhuǎn)矩的增加而增加。
轉(zhuǎn)矩偏差比對(duì)負(fù)載的靈敏性形成很需要的傳動(dòng)特性，或?qū)е卵b有差動(dòng)裝置的車輛的“感知性”。
為了在輸出轉(zhuǎn)軸以不同速度轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)控制摩擦轉(zhuǎn)矩偏置比，摩擦表面可以作成例如一定輪廓，或具有另外的潤(rùn)滑劑輸送通路，或被處理，例如進(jìn)行滲碳處理、磷化處理或氮化處理，以控制其摩擦系數(shù)和/或增加其磨損阻力。
很清楚，在連接件與輸出轉(zhuǎn)軸的界面上也出現(xiàn)產(chǎn)生摩擦轉(zhuǎn)矩的上述機(jī)構(gòu)，但由于處于在較小的直徑，所以對(duì)轉(zhuǎn)矩偏置比的影響較小。為減小接觸壓力，因而減小連接件和偏心孔的嚙合表面的磨損，連接件的端部具有部分球截部表面，該表面與裝在各自偏心孔中的套筒上的互補(bǔ)內(nèi)表面嚙合。因此接觸負(fù)載基本上不經(jīng)過點(diǎn)或線的接觸進(jìn)行傳遞，而是通過導(dǎo)筒內(nèi)表面相當(dāng)大的面積進(jìn)行傳送。使用這種套筒還可以防止連接件和輸出轉(zhuǎn)軸界面的磨損，這是由于可以調(diào)節(jié)差動(dòng)轉(zhuǎn)速的表面是交錯(cuò)的。因此，如果一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)的表面由于例如表面開始磨損而產(chǎn)生較高水平的摩擦系數(shù)，則另一個(gè)界面將優(yōu)先地空轉(zhuǎn)，因而減少了對(duì)嚙合面磨損的可能性。套筒在偏心孔中可以是固定的，由此，在偏心孔和輸出轉(zhuǎn)軸之間的轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)將在嚙合的球表面之間產(chǎn)生，并且輸出轉(zhuǎn)軸沿平行于上述軸的方向往復(fù)移動(dòng)?；蛘撸淄部梢匝剌S向滑動(dòng)和進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，因此在偏心孔的表面和滑動(dòng)件的外表面之間發(fā)生往復(fù)運(yùn)動(dòng)和滑動(dòng)。在另一種可供選擇的情況下，滑動(dòng)件在軸向受到限制，但可自由地轉(zhuǎn)動(dòng)滑動(dòng)。
在美國(guó)專利No.1954347中公開了一種表面上似乎和本發(fā)明有某種關(guān)聯(lián)的差別裝置，在這種差動(dòng)裝置中，輸出轉(zhuǎn)軸的外表面緊鄰機(jī)盒的內(nèi)表面。但是，該轉(zhuǎn)軸仍被說成支承配合在機(jī)盒內(nèi)，或機(jī)罩內(nèi)，很清楚，其目的是使相對(duì)面之間的接觸和摩擦減到最小，這完全與本發(fā)明的結(jié)構(gòu)完全相反，本發(fā)明依靠機(jī)盒和輸出轉(zhuǎn)軸之間摩擦的滑動(dòng)接觸，通過差動(dòng)裝置來產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩路徑的分裂。而在先有專利中沒有這種轉(zhuǎn)矩路徑的分裂，因此差別是很清楚的。
另外，先有專利沒有控制在工作時(shí)由差動(dòng)裝置承受的負(fù)載和磨損狀況的措施。這樣，先有專利的結(jié)構(gòu)具有許多嚴(yán)重的缺點(diǎn)，可以認(rèn)為這些缺點(diǎn)是這種結(jié)構(gòu)不能制作成商品的主要原因。首先就穿過連接件和輸出轉(zhuǎn)軸之間的滑動(dòng)界面產(chǎn)生的負(fù)載而論，該負(fù)載反比于連接件表面的偏心度。在先有專利中偏心度一定很小，偏心度的任何增加將導(dǎo)致總的直徑的增加，因此使差動(dòng)裝置的尺寸過大。其次，在連接件和輸出轉(zhuǎn)軸之間的界面是線接觸，僅是這種接觸就會(huì)引起不能接受的過高的赫芝接觸應(yīng)力和過大過早的磨損。本發(fā)明采用滑動(dòng)件解決這一問題。但在先有結(jié)構(gòu)中，這是不可能的，因?yàn)檫@又會(huì)導(dǎo)致過大的總直徑。第三，如果由輸出轉(zhuǎn)軸內(nèi)端部外表面和機(jī)盒的界面支撐由先有結(jié)構(gòu)中必需的小偏心度產(chǎn)生的大負(fù)載，則又會(huì)引起一些嚴(yán)重問題，因?yàn)闆]有任何措施保證必須的抗磨性。
在本發(fā)明的實(shí)施例中，連接件和約束件分別是桿，它們大體互相垂直延伸。在該實(shí)施例中，連接桿和約束桿構(gòu)成十字形，連接桿可以繞約束桿的長(zhǎng)度轉(zhuǎn)動(dòng)并平行于約束桿移動(dòng)。在一種結(jié)構(gòu)中，連接件和約束件是整體的，構(gòu)成一個(gè)單一的十字形部件，約束部件的端部可以縱向滑動(dòng)地和轉(zhuǎn)動(dòng)地連接在機(jī)盒上。在另一結(jié)構(gòu)中，約束部件的端部固定連接在機(jī)盒上，而且其中央部分可轉(zhuǎn)動(dòng)地和可縱向滑動(dòng)地裝在連接件的孔中?；蛘撸@兩種結(jié)構(gòu)可以聯(lián)合起來，使約束件只可以相對(duì)于機(jī)盒轉(zhuǎn)動(dòng)，而連接件僅可以相對(duì)于約束件滑動(dòng)，方法是例如在一部分約束件的外表面上和連接桿的孔的內(nèi)表面上形成沿約束件長(zhǎng)度方向延伸的配合齒條等。
當(dāng)上述實(shí)施例的差動(dòng)裝置裝在車輛中，車輛沿直線行駛時(shí)，兩個(gè)輸出轉(zhuǎn)軸以相同速度轉(zhuǎn)動(dòng)，并且機(jī)盒、連接件、約束件和輸出轉(zhuǎn)軸也實(shí)際上像一個(gè)固體一樣以同樣速度一齊轉(zhuǎn)動(dòng)。但是，如果車輛拐彎，則一個(gè)輸出轉(zhuǎn)軸受約束，以較慢速度轉(zhuǎn)動(dòng)，因發(fā)生差別，即反轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)通過連接件傳遞到另一輸出轉(zhuǎn)軸上，其速度增加了相同的量。輸出轉(zhuǎn)軸因此都相對(duì)于連接件轉(zhuǎn)動(dòng)，該連接件沿垂直于半轉(zhuǎn)軸和機(jī)盒轉(zhuǎn)動(dòng)軸線的方向前后往復(fù)運(yùn)動(dòng)，而且還轉(zhuǎn)動(dòng)地振動(dòng)，即繞約束件的軸線前后轉(zhuǎn)動(dòng)，該約束件垂直于半轉(zhuǎn)軸和機(jī)盒的轉(zhuǎn)動(dòng)軸線延伸。
在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中，連接件不是一根簡(jiǎn)單的桿，而是由一個(gè)正齒輪和連接在每一個(gè)輸出轉(zhuǎn)軸上的相應(yīng)傳遞部件構(gòu)成，該傳遞部件可以相對(duì)于轉(zhuǎn)軸繞一根平行于上述軸線并偏離該軸線的軸線轉(zhuǎn)動(dòng)，該傳遞部件的內(nèi)表面上設(shè)有沿垂直于上述軸線的方向延伸的并與正齒輪上的齒嚙合的齒條齒，因此，正齒輪繞垂直于上述軸線的軸線轉(zhuǎn)動(dòng)傾向于使兩個(gè)傳遞部件在垂直于上述軸線的相反方向運(yùn)動(dòng)。由約束桿攜帶正齒輪，該約束桿構(gòu)成的約件，沿垂直于上述軸線的方向延伸，其端部連接在機(jī)盒上，使得可繞其長(zhǎng)度轉(zhuǎn)動(dòng)并平行于該長(zhǎng)度移動(dòng)。配置載帶裝置，該裝置防止正齒輪的齒和齒條齒作垂直于上述軸線的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，因此當(dāng)輸出轉(zhuǎn)軸發(fā)生差動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，正齒輪和約束桿繞約束桿長(zhǎng)度往復(fù)轉(zhuǎn)動(dòng)，并沿約束桿的長(zhǎng)度方向往復(fù)移動(dòng)。雖然看起來很不相同，但此實(shí)施例在操作方式上類似于第一實(shí)施例的操作。當(dāng)輸出轉(zhuǎn)軸發(fā)生差動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，正齒輪進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)的振動(dòng)，當(dāng)沿其長(zhǎng)度的方向觀看時(shí)，正齒輪可以認(rèn)為是構(gòu)成一個(gè)擺動(dòng)桿，該桿類似于第一實(shí)施例擺動(dòng)桿連接件。因此，正齒輪不需要在其整個(gè)圓周面上都具有齒，而只需具有與相應(yīng)齒條嚙合的兩個(gè)相對(duì)的齒組。主要部分的外加牽引負(fù)載旁通差動(dòng)部件在本實(shí)施例中被達(dá)到了，其方式完全與上述實(shí)施例相同，因而具有相同的優(yōu)點(diǎn)。
因?yàn)樵诎l(fā)生差動(dòng)時(shí)連接件相對(duì)于機(jī)盒的直線往復(fù)移動(dòng)對(duì)于輸出轉(zhuǎn)軸的反轉(zhuǎn)是必需的，所以必需防止正齒輪齒和齒條齒沿垂直于半轉(zhuǎn)軸軸線的方向進(jìn)行滑動(dòng)。這可以用各種方法實(shí)現(xiàn)，但在一種結(jié)構(gòu)中，正齒輪沿約束桿的長(zhǎng)度是不連續(xù)的，由一個(gè)圓周肩部分成兩部分。齒條齒也被分成與正齒輪相應(yīng)部分嚙合的兩個(gè)部分，兩個(gè)齒條齒部分的內(nèi)端部緊靠該肩部，因而可以防止齒條和正齒輪沿垂直于上述軸線的方向進(jìn)行相對(duì)運(yùn)動(dòng)。
在那些結(jié)構(gòu)，即約束桿沿垂直于輸出轉(zhuǎn)軸軸線的方向相對(duì)于機(jī)盒作直線往復(fù)移動(dòng)的那些結(jié)構(gòu)中，約束桿的端部可以簡(jiǎn)單地滑動(dòng)地裝在機(jī)盒的孔中，當(dāng)輸出轉(zhuǎn)軸發(fā)生差動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，約束桿的端部將周期性地改變凸出這些孔的距離。
下面參照所附示意圖說明兩個(gè)作為舉例的特定實(shí)施例，由此可以看出本發(fā)明的另外的特征和細(xì)節(jié)，這些附圖是；

圖1是本發(fā)明機(jī)動(dòng)車差動(dòng)裝置第一實(shí)施例的截面圖；圖2是圖1所示差動(dòng)裝置另一截面圖，該截面圖與圖1所示截面圖成直角；圖3是第一實(shí)施例改進(jìn)型的類似于圖2的截面圖；圖4是第二實(shí)施例的類似于圖2的截面圖，其中一個(gè)輸出轉(zhuǎn)軸相對(duì)于另一個(gè)輸出轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)90°；圖5是轉(zhuǎn)過90°的圖4所示差動(dòng)裝置的截面圖。
圖1和圖2所示的差動(dòng)裝置包括兩個(gè)輸出轉(zhuǎn)軸2和4，這些轉(zhuǎn)軸可繞公共軸線6轉(zhuǎn)動(dòng)，該轉(zhuǎn)軸2、4穿過也可繞該軸線6轉(zhuǎn)動(dòng)的機(jī)盒8并可以相對(duì)于該機(jī)盒轉(zhuǎn)動(dòng)。該機(jī)盒具有端蓋9，該端蓋是最后的傳動(dòng)法蘭，轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)可以通過該法蘭傳送到機(jī)盒上。在輸出軸的內(nèi)端具有加厚部分10、在加厚部分上形成筒形孔或凹部13，該加厚部分的軸線14平行于軸線6，但偏離該軸線6。連接桿16的端部裝在孔12中，在連接桿16的中部有一個(gè)構(gòu)成一個(gè)孔的管形部分18，該孔的軸線垂直于軸線6。約束桿20可滑動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)地裝在該孔中。
約束桿20的兩端部牢固地固定在機(jī)盒8的兩個(gè)相對(duì)側(cè)面上。連接桿16的端部含有部分球截體22，該球截體的表面與各自套筒24的互補(bǔ)內(nèi)表面嚙合，該套筒24可滑動(dòng)地裝在相應(yīng)的偏心孔12中。
每個(gè)加厚部分10的外表面是圓形的，與機(jī)盒內(nèi)表面的相對(duì)圓形部分相隔一個(gè)游隙，該游隙小于在輸出轉(zhuǎn)軸穿過機(jī)盒的部位輸出轉(zhuǎn)軸和機(jī)盒之間的游隙，所以在這些部位不可能產(chǎn)生接觸。因此在每個(gè)加厚部分和機(jī)盒之間形成滑動(dòng)界面23。
在工作時(shí)，當(dāng)裝有差動(dòng)裝置的車輛沿直線行駛時(shí)，機(jī)盒繞軸線6轉(zhuǎn)動(dòng)，因而使轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)通過約束桿20和連接桿16傳遞給輸出轉(zhuǎn)軸2和4。此時(shí)，所有示出的部件都以同樣速度轉(zhuǎn)動(dòng)，在它們之間沒有相對(duì)的移動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)。發(fā)動(dòng)機(jī)牽引轉(zhuǎn)矩的主要部分從機(jī)盒8傳遞約束桿20，然后傳給連接桿16。這種負(fù)荷使輸出轉(zhuǎn)軸垂直于軸線6位移很小的距離，因而對(duì)加厚部分10的外表面的一側(cè)施加一個(gè)壓力，使其與機(jī)盒8內(nèi)表面的相應(yīng)部分接觸，該壓力隨牽引轉(zhuǎn)矩的增加而增加。這種接觸在機(jī)盒和輸出轉(zhuǎn)軸之間有效地形成強(qiáng)制緊鎖連接，因而牽引轉(zhuǎn)矩的主要部分直接從機(jī)盒傳遞到輸出轉(zhuǎn)矩，旁通了約束桿和連接件，由此這兩種桿可以具有比常用桿輕的結(jié)構(gòu)，而且還可能減少故障。如果車輛拐彎，則一個(gè)輸出轉(zhuǎn)軸以較慢的速度轉(zhuǎn)動(dòng)，因而相對(duì)于另一個(gè)輸出轉(zhuǎn)軸進(jìn)行反轉(zhuǎn)。這種運(yùn)動(dòng)致使連接桿16沿約束桿20的長(zhǎng)度進(jìn)行直線運(yùn)動(dòng)并繞該桿進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，這種運(yùn)動(dòng)由于連接桿的往復(fù)擺動(dòng)而傳遞到另一個(gè)輸出轉(zhuǎn)軸，造成轉(zhuǎn)速相應(yīng)增加。因而連接桿在圖1的平面上進(jìn)行直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)，在圖2的平面上進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)的振動(dòng)，其速率由兩個(gè)輸出轉(zhuǎn)軸的差動(dòng)速度決定。連接桿的振動(dòng)導(dǎo)致端部14和套筒24在偏心孔12中前后往復(fù)運(yùn)動(dòng)。從連接桿傳遞到加厚部分10的力是在套筒24的外表面的相當(dāng)大的面積上傳遞的，因而絕不會(huì)產(chǎn)生過大的接觸負(fù)荷，所以套筒24和加厚部分10的配合表面的磨損可以減至最小。輸出轉(zhuǎn)軸的反轉(zhuǎn)導(dǎo)致加厚部分10和機(jī)盒內(nèi)表面之間的接觸區(qū)域也反抗轉(zhuǎn)動(dòng)。這便產(chǎn)生摩擦轉(zhuǎn)矩，在該處，正常力和摩擦系數(shù)都依賴于負(fù)載，這就是說，差動(dòng)裝置的轉(zhuǎn)矩偏轉(zhuǎn)比隨負(fù)載增加而增加。
當(dāng)上述機(jī)構(gòu)的輸出轉(zhuǎn)矩以不同速度轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，連接桿一定在圖面的平面上往復(fù)運(yùn)動(dòng)，如圖1和2上所見。在這些圖所示的結(jié)構(gòu)中，這種往復(fù)運(yùn)動(dòng)由在孔12中進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動(dòng)的套筒24調(diào)節(jié)。但是在圖3所示的改進(jìn)型結(jié)構(gòu)中，這種往復(fù)運(yùn)動(dòng)受到環(huán)形環(huán)25的約束，因而套筒24只能在孔12中轉(zhuǎn)動(dòng)地滑動(dòng)，不能縱向滑動(dòng)。這種結(jié)構(gòu)在這種情況下應(yīng)用，即輸出轉(zhuǎn)軸2連接在與各自恒速接頭連接的轉(zhuǎn)軸上，這種恒度接頭特別適合于容納這種縱向運(yùn)動(dòng)。在這種情況下，連接桿的往復(fù)運(yùn)動(dòng)可以簡(jiǎn)單地由恒速接頭吸收，因此不需要在差動(dòng)裝置本身上為該接頭采取措施。
在圖1—3的實(shí)施例中，輸出轉(zhuǎn)軸的內(nèi)端和機(jī)盒的配合滑動(dòng)表面是平滑的，即是說是圓柱形的表面。但是，這不是重要的，這些表面在軸線方向可以互補(bǔ)地成形，例如可以具有互補(bǔ)的V形槽或多個(gè)V形槽，這將增加通過旁路的總轉(zhuǎn)矩的比例。
圖4和5所示實(shí)施例和上述實(shí)施例不同之處在于，在輸出轉(zhuǎn)軸(在此情況下是半轉(zhuǎn)軸)內(nèi)端上的偏心圓孔中安裝各自的圓形傳遞部件30，由于滾針軸承32和推力滾針軸承34，該傳遞部件30可容易繞其軸線轉(zhuǎn)動(dòng)。在傳遞部件30的內(nèi)表面上有各自的齒條36，如圖4所示，每個(gè)齒條36在垂直于軸線6的方向上延伸，并分裂為沿這一方向的兩部分，兩部分之間有一個(gè)間隙。連接件包括齒輪37，該齒輪37裝在約束桿20上，其齒與兩個(gè)齒條上的齒嚙合，并且同樣分裂成兩部分，這兩部分由約束桿的肩部或大直徑部分38分開。約束桿20的端部可滑動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)地裝在機(jī)盒8上的相對(duì)的孔中。加大部分10的外表面仍在動(dòng)界面23處與機(jī)盒8的內(nèi)表面的相對(duì)區(qū)域嚙合，其操作完全是如上所述。
在工作中，如果一個(gè)半轉(zhuǎn)軸相對(duì)于另一個(gè)受到阻滯，則它相對(duì)于機(jī)盒轉(zhuǎn)動(dòng)，然后這種轉(zhuǎn)動(dòng)由相關(guān)的繞其軸線相對(duì)于該半軸轉(zhuǎn)動(dòng)的傳遞部件傳遞到齒輪36上，該齒輪36由于齒條齒的一部分或另一部分的內(nèi)端部與肩部38嚙合也沿約束桿的長(zhǎng)度方向移動(dòng)。
齒輪36的平行于約束桿20長(zhǎng)度的相對(duì)于另一個(gè)傳遞部件齒條的運(yùn)動(dòng)由于齒條齒的一部分或另一部分的端部與肩部38嚙合而被制止，因此齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)和縱向運(yùn)動(dòng)作為反轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)傳遞給另一個(gè)半軸，該半軸的轉(zhuǎn)速因此增加相應(yīng)的量。因此約束桿20沿其長(zhǎng)度方向往復(fù)移動(dòng)，而且繞其長(zhǎng)度往復(fù)轉(zhuǎn)動(dòng)，其往復(fù)速度由半轉(zhuǎn)軸的差動(dòng)速度決定。
很明顯，根據(jù)上述說明本發(fā)明可以進(jìn)行許多變化和改變。因此應(yīng)當(dāng)明白，在所附權(quán)利要求書的范圍內(nèi)，除上文具體所述而外，還可用另外的方式實(shí)施本發(fā)明。
權(quán)利要求
1.一種差動(dòng)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，它包括機(jī)盒(8)、兩個(gè)共軸線的輸出轉(zhuǎn)軸(2、4)、連接件(16)和約束件(20)，上述機(jī)盒(8)可繞軸線(6)轉(zhuǎn)動(dòng)并提供輸入動(dòng)力；上述輸出轉(zhuǎn)軸(2、4)可相對(duì)于機(jī)盒(8)繞上述軸線(6)轉(zhuǎn)動(dòng)；上述連接件(6)偏心地連接在兩個(gè)輸出轉(zhuǎn)軸(2、4)上，從而可利用結(jié)合部件(12、22、24)在輸出轉(zhuǎn)軸之間傳遞相對(duì)反轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，該結(jié)合部件允許連接件(16)和輸出轉(zhuǎn)軸(2、4)繞基本上平行于上述軸線(6)的軸線(14)作相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)；上述約束件(20)連接在機(jī)盒(8)和連接件(16)上，使得連接件(16)可以相對(duì)于機(jī)盒(8)繞一根大體垂直于上述軸線(6)的軸線轉(zhuǎn)動(dòng)，并且可以沿垂直于上述軸線(6)的方向作往復(fù)移動(dòng)，但可以阻止沿平行于上述軸線(6)的方向的運(yùn)動(dòng)，連接件(16)和輸出轉(zhuǎn)軸(2、4)的偏心結(jié)合部件包括在每個(gè)輸出轉(zhuǎn)軸(2、4)的內(nèi)端部(10)上成形的各自的偏心孔(12)，連接件(16)的相關(guān)的端部裝在該偏心孔中，連接件(16)的端部具有部分球形嚙合面，該差動(dòng)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的特征在于，形成互補(bǔ)的部分球面內(nèi)表面的套筒(24)裝在每個(gè)偏心孔(12)中；每個(gè)嚙合表面與相應(yīng)的互補(bǔ)內(nèi)表面嚙合；每個(gè)輸出轉(zhuǎn)軸(2、4)的內(nèi)端部(10)具有形成滑動(dòng)表面的外表面，該滑動(dòng)表面與機(jī)盒(8)的內(nèi)表面的相對(duì)部分滑動(dòng)嚙合，該機(jī)盒(8)的內(nèi)表面也形成滑動(dòng)表面，因此當(dāng)機(jī)盒(8)繞上述軸線(6)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，每個(gè)輸出轉(zhuǎn)軸(2、4)內(nèi)端部(10)上的滑動(dòng)表面便受到連接件(16)的壓力而與機(jī)盒(8)上的相對(duì)的滑動(dòng)表面接觸，因而傳遞給機(jī)盒(8)的一部分輸入轉(zhuǎn)矩便通過配合的滑動(dòng)面直接傳遞到輸出轉(zhuǎn)軸(2、4)上。
2.如權(quán)利要求1所述的機(jī)構(gòu)，其特征在于，每個(gè)套筒(24)可在有關(guān)的偏心孔(12)中轉(zhuǎn)動(dòng)地和平行上述軸線(6)地滑動(dòng)。
3.如權(quán)利要求1所述的機(jī)構(gòu)，其特征在于，每個(gè)套筒(24)可在有關(guān)的偏心孔(12)中轉(zhuǎn)動(dòng)地滑動(dòng)，但是平行于上述軸線(6)的滑動(dòng)受到制止。
4.如上述任何一項(xiàng)權(quán)利要求所述的機(jī)構(gòu)，其特征在于，配合滑動(dòng)面經(jīng)過處理，包括磷化處理和/或氮化處理和/或熱處理，以便增加它們的抗磨性。
5.如上述任何一項(xiàng)權(quán)利要求所述的機(jī)構(gòu)，其特征在于，連接件(16)和約束件(20)構(gòu)成相應(yīng)的桿，這些桿基本上互相垂直延伸。
6.如權(quán)利要求5所述的機(jī)構(gòu)，其特征在于，連接件(16)和約束件(20)是整體的，構(gòu)成一個(gè)十字形部件，約束件(20)的端部可縱向滑動(dòng)地和可轉(zhuǎn)動(dòng)地連接于機(jī)盒(8)上。
7.如權(quán)利要求5所述的機(jī)構(gòu)，其特征在于，約束件(20)的端部固定在機(jī)盒(8)上；連接件(16)上形成一個(gè)孔；約束件(20)的中央部分可轉(zhuǎn)動(dòng)地和可縱向滑動(dòng)地裝在連接件(16)的孔中。
8.如權(quán)利要求1所述的機(jī)構(gòu)，其特征在于，連接件包括具有齒的齒輪(37)和兩個(gè)傳遞部件(30)，該傳遞部件連接到各自的輸出轉(zhuǎn)軸(2、4)，可以相對(duì)于該輸出轉(zhuǎn)軸繞一根平行于上述軸線(6)但偏離該軸線的軸線轉(zhuǎn)動(dòng)，在其內(nèi)表面上帶有彼此相向的齒條齒(36)，該齒條齒在垂直于上述軸線(6)的方向延伸，并與齒輪(37)上的齒嚙合，因此，齒輪(37)繞垂直于上述軸線的軸線轉(zhuǎn)動(dòng)將使兩個(gè)傳遞部件(30)在垂直于上述軸線(6)的相反方向上運(yùn)動(dòng)；齒輪(37)裝在構(gòu)成約束件的約束桿(20)上，并垂直于上述軸線(6)延伸；約束件(20)的端部與機(jī)盒(8)相接，使得約束件(20)可以繞其長(zhǎng)度轉(zhuǎn)動(dòng)和沿其長(zhǎng)度移動(dòng)；設(shè)置載帶件(38)，該載帶件可以阻止齒輪(37)的齒和齒條齒(36)作垂直于上述軸線(6)的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，因此，當(dāng)發(fā)生輸出轉(zhuǎn)軸(2、4)的有區(qū)別的轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，齒輪(37)和約束桿(20)便繞上述約束桿(20)的長(zhǎng)度進(jìn)行往復(fù)轉(zhuǎn)動(dòng)，并沿約束桿(20)長(zhǎng)度的方向進(jìn)行線性往復(fù)移動(dòng)。
9.如權(quán)利要求8所述的機(jī)構(gòu)，其特征在于，齒輪(37)沿約束桿(20)的長(zhǎng)度是不連續(xù)的，它由圓周肩部(38)分成兩部分；齒條齒(37)也分成與齒輪相應(yīng)部分嚙合的兩部分；兩個(gè)齒條齒部分的內(nèi)端靠著肩部(38)，因而可以防止齒條齒(30)和齒輪(37)在垂直于上述軸線(6)的方向上作相對(duì)運(yùn)動(dòng)。
全文摘要
一種差動(dòng)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，形成互補(bǔ)的部分球面內(nèi)表面的套筒裝在每個(gè)偏心孔中；每個(gè)嚙合表面與相應(yīng)的互補(bǔ)內(nèi)表面嚙合；每個(gè)輸出轉(zhuǎn)軸的內(nèi)端部具有形成滑動(dòng)表面的外表面，該滑動(dòng)表面與機(jī)盒的內(nèi)表面的相對(duì)部分滑動(dòng)嚙合，該機(jī)盒的內(nèi)表面也形成滑動(dòng)表面因此當(dāng)機(jī)盒繞上述軸線轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，每個(gè)輸出轉(zhuǎn)軸內(nèi)端部上的滑動(dòng)表面便受到連接件的壓力而與機(jī)盒上的相對(duì)的滑動(dòng)表面接觸，因而傳遞給機(jī)盒的一部分輸入轉(zhuǎn)矩便通過配合的滑動(dòng)面直接傳遞到輸出轉(zhuǎn)軸上。
文檔編號(hào)F16H48/12GK1117756SQ9419117
公開日1996年2月28日 申請(qǐng)日期1994年2月11日 優(yōu)先權(quán)日1993年2月12日
發(fā)明者約翰·W·穆爾, 約翰·C·卡登 申請(qǐng)人:里查德咨詢工程公司, 軸波驅(qū)動(dòng)公司