輪(6)、深溝球軸承 (7)、螺釘(8)、深溝球軸承(9)、套筒墊片（11)、深溝球軸承（12)組成，其特征在于:擬棄了傳 統(tǒng)汽車差速器的行星齒輪系統(tǒng)，代之W "外齒內(nèi)保持架一一滾進(jìn)塊一一右半軸雙相內(nèi)凸輪" 系統(tǒng)，該系統(tǒng)主要包括外齒內(nèi)保持架（1)、滾進(jìn)塊巧）、左半軸中屯、輪(2)、右半軸雙相內(nèi)凸輪 (6)，W此系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)差速，構(gòu)成差速器;外齒內(nèi)保持架（1)的外部是直齒圓錐齒輪、內(nèi)部是套 筒結(jié)構(gòu)，沿該套筒結(jié)構(gòu)周向開有Zi個(gè)徑向?qū)Р?，在該?dǎo)槽內(nèi)裝有滾進(jìn)塊(5)，故稱該套筒結(jié) 構(gòu)為保持架，所W外齒內(nèi)保持架（1)既是主減速器的一個(gè)錐齒輪，又是差速器機(jī)構(gòu)中的一個(gè) 構(gòu)件，外齒內(nèi)保持架（1)將主減速器和差速器有機(jī)地合為一體，外齒內(nèi)保持架（1)與右半殼 (4) 通過螺釘(8)固定連接成一個(gè)整體并由一對圓錐滾子軸承(3)支撐在機(jī)架上;上述滾進(jìn) 塊巧）由支架塊(15)、銷（16)、滾針（17)、滾針套筒（18)組成，銷（16)的兩端與支架塊(15)兩 側(cè)的孔之間均為緊配合，四個(gè)滾針套筒（18)均由銷（16)支承并通過滾針（17)與支架塊(15) 組成滾動(dòng)聯(lián)接關(guān)系;左半軸中屯、輪(2)為多相外凸輪，該多相外凸輪是具有多個(gè)凸出部分的 外齒輪，其外凸部分的個(gè)數(shù)稱為左半軸中屯、輪(2)的齒數(shù)，記為Z2,該多相外凸輪的輪廓曲 線是滾進(jìn)塊(5) -方面隨外齒內(nèi)保持架（1)轉(zhuǎn)動(dòng)，另一方面又在外齒內(nèi)保持架（1)的徑向?qū)?槽中移動(dòng)的過程中，其內(nèi)端滾針套筒（18)所處一系列位置的包絡(luò)線，左半軸中屯、輪(2)內(nèi)嵌 于外齒內(nèi)保持架（1)的套筒結(jié)構(gòu)內(nèi)，左半軸中屯、輪(2)的左端為左半軸，左半軸中屯、輪(2)通 過左半軸與左邊后車輪（13)相固連，左半軸中屯、輪(2)的右端通過深溝球軸承(9)支承于右 半軸雙相內(nèi)凸輪(6)之內(nèi)，左端通過深溝球軸承（12)支撐于外齒內(nèi)保持架（1)之內(nèi)；右半軸 雙相內(nèi)凸輪(6)是雙相內(nèi)凸輪，該雙相內(nèi)凸輪的內(nèi)部是雙偏屯、圓或楠圓形兩相內(nèi)凸輪，其自 身質(zhì)量完全平衡，外齒內(nèi)保持架（1)的套筒結(jié)構(gòu)內(nèi)嵌于右半軸雙相內(nèi)凸輪(6)之內(nèi)，右半軸 雙相內(nèi)凸輪(6)的右端為右半軸，右半軸雙相內(nèi)凸輪(6)通過右半軸與右邊后車輪（14)固連 在一起，右半軸雙相內(nèi)凸輪(6)由一對深溝球軸承(7)支撐在右半殼(4)中；滾進(jìn)塊(5)的中 間兩個(gè)滾針套筒（18)可在外齒內(nèi)保持架（1)的套筒結(jié)構(gòu)的徑向?qū)Р蹆?nèi)壁上沿徑向滾動(dòng)，從 而使?jié)L進(jìn)塊(5)與外齒內(nèi)保持架（1)之間構(gòu)成滾動(dòng)聯(lián)接，滾進(jìn)塊(5)兩端的滾針套筒（18)與 右半軸雙相內(nèi)凸輪(6)和左半軸中屯、輪(2)分別相曬合各組成一個(gè)滾動(dòng)高副；左半軸中屯、輪 (2)的齒數(shù)Z2和滾進(jìn)塊巧）的數(shù)目Zi之差為2。
[0030]本發(fā)明所述差速器的工作原理是：當(dāng)主減速器的從動(dòng)錐齒輪即外齒內(nèi)保持架（1) 被驅(qū)動(dòng)并W等角速度轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，外齒內(nèi)保持架（1)的徑向?qū)Р蹖L進(jìn)塊(5)產(chǎn)生推力，滾進(jìn)塊 (5) 與左半軸中屯、輪(2)和右半軸雙相內(nèi)凸輪(6)同時(shí)接觸曬合并推動(dòng)它們轉(zhuǎn)動(dòng)，與此同時(shí) 滾進(jìn)塊(5)還在外齒內(nèi)保持架（1)的徑向?qū)Р壑幸苿?dòng)，從而構(gòu)成一個(gè)二自由度差速系統(tǒng)，左 半軸中屯、輪(2)和右半軸雙相內(nèi)凸輪(6)上的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力則分別傳給與其相固連的左、右后 車輪。右半軸雙相內(nèi)凸輪(6)和左半軸中屯、輪(2)在驅(qū)動(dòng)力的作用下分別轉(zhuǎn)動(dòng)，但各自的運(yùn) 動(dòng)狀態(tài)是不確定的，由左右后車輪不同的路面、彎道情況決定。當(dāng)汽車在平直路上直線行 駛，左半軸中屯、輪(2)上的車輪和右半軸雙相內(nèi)凸輪(6)上的車輪無轉(zhuǎn)速差時(shí)，左半軸中屯、 輪(2)和右半軸雙相內(nèi)凸輪(6)的轉(zhuǎn)速相同，即差速器沒有差速作用。此時(shí)，差速器中各部件 保持相對靜止，轉(zhuǎn)矩由外齒內(nèi)保持架（1)輸入，經(jīng)滾進(jìn)塊巧)平均傳給左半軸中屯、輪(2)和右 半軸雙相內(nèi)凸輪(6)。當(dāng)汽車轉(zhuǎn)彎或在不平道路上行駛，左右兩后輪出現(xiàn)轉(zhuǎn)速差時(shí)，滾進(jìn)塊 (5)受外齒內(nèi)保持架（1)的驅(qū)使，一方面驅(qū)動(dòng)左半軸中屯、輪(2)和右半軸雙相內(nèi)凸輪(6)轉(zhuǎn) 動(dòng)，另一方面在隨外齒內(nèi)保持架（1)轉(zhuǎn)動(dòng)的同時(shí)在外齒內(nèi)保持架（1)的徑向?qū)Р壑凶鰪较蜻\(yùn) 動(dòng)，保證左半軸中屯、輪(2)和右半軸雙相內(nèi)凸輪(6)得W在不脫離傳動(dòng)的情況下實(shí)現(xiàn)差速。 而且由于滾進(jìn)塊(5)對左半軸中屯、輪(2)和右半軸雙相內(nèi)凸輪(6)的作用力產(chǎn)生的力矩的作 用，使轉(zhuǎn)速慢的驅(qū)動(dòng)輪上可W得到比轉(zhuǎn)速快的驅(qū)動(dòng)輪更大的轉(zhuǎn)矩。
[0031] 為說明本發(fā)明差速器的差速特性，設(shè)汽車后面左、右輪轉(zhuǎn)速分別為n2、ns，外齒內(nèi)保 持架(1)的轉(zhuǎn)速為m，則由圖9可得：
式中，Z2-左半軸中屯、輪的齒數(shù);Z廣滾進(jìn)塊的個(gè)數(shù)。
[0032] 如設(shè)汽車要左轉(zhuǎn)彎，汽車的兩前輪在轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)（圖10)的作用下，其軸線與汽車兩 后輪的軸線匯交于P點(diǎn)，此時(shí)可視為整個(gè)汽車是繞P點(diǎn)回轉(zhuǎn)。在車輪與地面不打滑的情況下， 兩后輪的轉(zhuǎn)速應(yīng)與彎道半徑成正比，由圖10可得：
式中，r-彎道平均半徑;k后輪距之半。
[0033] 聯(lián)立求解式(1)、式(2)，得：
[0034] 在確定的車輛參數(shù)及行駛條件下，m、Zi、Z2、L均為已知。因此，恥與ns只隨轉(zhuǎn)彎半徑 r而變。故本發(fā)明差速器具備差速功能，裝備該差速器的車輛能夠通過任意半徑彎道。
[0035] 本發(fā)明可廣泛適用于所有需要差速器的輪式車輛，如汽車、工程車輛等。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 內(nèi)雙相激波滾進(jìn)塊式汽車差速器，主要由外齒內(nèi)保持架（1)、左半軸中心輪(2)、圓錐 滾子軸承(3)、右半殼(4)、滾進(jìn)塊(5)、右半軸雙相內(nèi)凸輪(6)、深溝球軸承(7)、螺釘(8)、深 溝球軸承(9)、套筒墊片（11)、深溝球軸承（12)組成，其特征在于:摒棄了傳統(tǒng)汽車差速器的 行星齒輪系統(tǒng)，代之以"外齒內(nèi)保持架一一滾進(jìn)塊一一右半軸雙相內(nèi)凸輪"系統(tǒng)，該系統(tǒng)主 要包括外齒內(nèi)保持架（1)、滾進(jìn)塊(5)、左半軸中心輪(2)、右半軸雙相內(nèi)凸輪(6)，以此系統(tǒng) 實(shí)現(xiàn)差速，構(gòu)成差速器;外齒內(nèi)保持架（1)的外部是直齒圓錐齒輪、內(nèi)部是套筒結(jié)構(gòu)，沿該套 筒結(jié)構(gòu)周向開有2:個(gè)徑向?qū)Р?，在該?dǎo)槽內(nèi)裝有滾進(jìn)塊(5)，故稱該套筒結(jié)構(gòu)為保持架，所 以外齒內(nèi)保持架（1)既是主減速器的一個(gè)錐齒輪，又是差速器機(jī)構(gòu)中的一個(gè)構(gòu)件，外齒內(nèi)保 持架（1)將主減速器和差速器有機(jī)地合為一體，外齒內(nèi)保持架（1)與右半殼(4)通過螺釘(8) 固定連接成一個(gè)整體并由一對圓錐滾子軸承（3)支撐在機(jī)架上；上述滾進(jìn)塊(5)由支架塊 (15)、銷（16)、滾針（17)、滾針套筒（18)組成，銷（16)的兩端與支架塊（15)兩側(cè)的孔之間均 為緊配合，四個(gè)滾針套筒（18)均由銷（16)支承并通過滾針（17)與支架塊(15)組成滾動(dòng)聯(lián)接 關(guān)系；左半軸中心輪(2)為多相外凸輪，該多相外凸輪是具有多個(gè)凸出部分的外齒輪，其外 凸部分的個(gè)數(shù)稱為左半軸中心輪(2)的齒數(shù)，記為Z2,該多相外凸輪的輪廓曲線是滾進(jìn)塊 (5) -方面隨外齒內(nèi)保持架（1)轉(zhuǎn)動(dòng)，另一方面又在外齒內(nèi)保持架（1)的徑向?qū)Р壑幸苿?dòng)的 過程中，其內(nèi)端滾針套筒（18)所處一系列位置的包絡(luò)線，左半軸中心輪(2)內(nèi)嵌于外齒內(nèi)保 持架（1)的套筒結(jié)構(gòu)內(nèi)，左半軸中心輪(2)的左端為左半軸，左半軸中心輪(2)通過左半軸與 左邊后車輪(13)相固連，左半軸中心輪(2)的右端通過深溝球軸承(9)支承于右半軸雙相內(nèi) 凸輪(6)之內(nèi)，左端通過深溝球軸承（12)支撐于外齒內(nèi)保持架（1)之內(nèi)；右半軸雙相內(nèi)凸輪 (6) 是雙相內(nèi)凸輪，該雙相內(nèi)凸輪的內(nèi)部是雙偏心圓或橢圓形兩相內(nèi)凸輪，其自身質(zhì)量完全 平衡，外齒內(nèi)保持架（1)的套筒結(jié)構(gòu)內(nèi)嵌于右半軸雙相內(nèi)凸輪(6)之內(nèi)，右半軸雙相內(nèi)凸輪 (6)的右端為右半軸，右半軸雙相內(nèi)凸輪(6)通過右半軸與右邊后車輪（14)固連在一起，右 半軸雙相內(nèi)凸輪(6)由一對深溝球軸承(7)支撐在右半殼(4)中；滾進(jìn)塊(5)的中間兩個(gè)滾針 套筒（18)可在外齒內(nèi)保持架（1)的套筒結(jié)構(gòu)的徑向?qū)Р蹆?nèi)壁上沿徑向滾動(dòng)，從而使?jié)L進(jìn)塊 (5)與外齒內(nèi)保持架（1)之間構(gòu)成滾動(dòng)聯(lián)接，滾進(jìn)塊(5)兩端的滾針套筒（18)與右半軸雙相 內(nèi)凸輪(6)和左半軸中心輪(2)分別相嚙合各組成一個(gè)滾動(dòng)高副；左半軸中心輪(2)的齒數(shù) Z2和滾進(jìn)塊(5)的數(shù)目&之差為2。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)雙相激波滾進(jìn)塊式汽車差速器，其特征在于:滾進(jìn)塊與外齒 內(nèi)保持架、右半軸雙相內(nèi)凸輪的內(nèi)輪廓和左半軸中心輪的外凸輪輪齒廓三者之間同時(shí)實(shí)現(xiàn) 多對齒嚙合，最多可以有50%的滾進(jìn)塊同時(shí)參與嚙合工作，重合度大，承載能力高，可實(shí)現(xiàn) 大功率、大扭矩差速傳動(dòng)。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)雙相激波滾進(jìn)塊式汽車差速器，其特征在于:滾進(jìn)塊與外齒 內(nèi)保持架、左半軸中心輪和右半軸雙相內(nèi)凸輪之間均為純滾動(dòng)摩擦嚙合，故本發(fā)明差速器 的傳動(dòng)效率高。
【專利摘要】內(nèi)雙相激波滾進(jìn)塊式汽車差速器，屬于機(jī)械傳動(dòng)技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明提供一種新型的汽車差速器，其外齒內(nèi)保持架的外部是錐齒輪，內(nèi)部是套筒結(jié)構(gòu)，動(dòng)力由外齒內(nèi)保持架外部的錐齒輪輸入，經(jīng)外齒內(nèi)保持架的套筒結(jié)構(gòu)傳給滾進(jìn)塊，滾進(jìn)塊再將動(dòng)力傳給與左車輪固連的左半軸中心輪和與右車輪固連的右半軸雙相內(nèi)凸輪，從而使左右車輪實(shí)現(xiàn)差速。該差速器省去了傳統(tǒng)汽車差速器中的行星齒輪系統(tǒng)，其滾進(jìn)塊與外齒內(nèi)保持架、左半軸中心輪和右半軸雙相內(nèi)凸輪之間均為純滾動(dòng)摩擦聯(lián)接、均為多齒嚙合，故該汽車差速器結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，重量輕，多齒嚙合、重合度大，承載能力強(qiáng)，傳動(dòng)效率高，可廣泛用于需要差速器的各種輪式車輛，如汽車、工程車輛等。
【IPC分類】F16H48/14
【公開號】CN105443719
【申請?zhí)枴緾N201610014916
【發(fā)明人】梁尚明, 陳飛宇, 徐毅, 李華
【申請人】四川大學(xué)
【公開日】2016年3月30日
【申請日】2016年1月11日