)、深溝球軸承 (7)、螺釘(8)、深溝球軸承(9)、滾針（10)、套筒墊片（12)、深溝球軸承（13)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)保持架一一滾移塊一一右半軸 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)、滾移塊(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Zi個徑向?qū)Р?，在該?dǎo)槽內(nèi)裝有滾移塊(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錐齒輪，又是差速器機(jī) 構(gòu)中的一個構(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)固定連接成一個整體并由一對圓錐滾子軸承(3)支撐在機(jī)架 上;上述滾移塊(5)為長方體結(jié)構(gòu)，其上、下端可以是半圓柱面或橢圓形曲面;左半軸中心輪 (2) 為多相外凸輪，該多相外凸輪是具有多個凸出部分的外齒輪，其外凸部分的個數(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移塊(5)-方面隨外齒內(nèi)保 持架（1)轉(zhuǎn)動，另一方面又在外齒內(nèi)保持架（1)的徑向?qū)Р壑幸苿拥倪^程中，其下端圓弧面 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)通過左半軸與左邊車輪（14)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（13)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)通過右半軸與右邊車輪（15)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；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 開有用以裝滾針（10)的溝槽，在該溝槽內(nèi)裝有若干根滾針（10)，滾移塊(5)裝在外齒內(nèi)保持 架（1)的套筒結(jié)構(gòu)的徑向?qū)Р蹆?nèi)，其可在外齒內(nèi)保持架（1)的徑向?qū)Р壑袕较蛞苿硬⑼ㄟ^導(dǎo) 槽內(nèi)的若干根滾針（10)與外齒內(nèi)保持架（1)的徑向?qū)Р劢M成滾動聯(lián)接關(guān)系，使?jié)L移塊(5)與 外齒內(nèi)保持架（1)之間的接觸由滑動摩擦變?yōu)闈L動摩擦;滾移塊(5)的上下外圓弧面與左半 軸中心輪(2)的外凸輪輪廓和右半軸雙相內(nèi)凸輪(6)的兩相內(nèi)凸輪輪廓分別相嚙合各組成 一個高副;左半軸中心輪(2)的齒數(shù)辦和滾移塊(5)的數(shù)目&相差為2。
[0029]本發(fā)明所述差速器的工作原理是：當(dāng)主減速器的從動錐齒輪即外齒內(nèi)保持架（1) 被驅(qū)動并以等角速度轉(zhuǎn)動時，外齒內(nèi)保持架（1)的徑向?qū)Р蹖L移塊(5)產(chǎn)生推力，滾移塊 (5)與左半軸中心輪(2)和右半軸雙相內(nèi)凸輪(6)同時高副接觸嚙合并推動它們轉(zhuǎn)動，與此 同時滾移塊(5)還在外齒內(nèi)保持架（1)的徑向?qū)Р壑幸苿樱瑥亩鴺?gòu)成一個二自由度差速系 統(tǒng)，左半軸中心輪(2)和右半軸雙相內(nèi)凸輪(6)上的運(yùn)動和動力則分別傳給與其相固連的后 邊左、右車輪。右半軸雙相內(nèi)凸輪(6)和左半軸中心輪(2)在驅(qū)動力的作用下分別轉(zhuǎn)動，但各 自的運(yùn)動狀態(tài)是不確定的，由后邊左右車輪不同的路面、彎道情況決定。當(dāng)汽車在平直路上 直線行駛，左半軸中心輪(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，左半 軸中心輪(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，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)滾移塊(5)平均傳給左半軸中心輪 (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，后面左右兩輪出現(xiàn)轉(zhuǎn)速差 時，滾移塊(5)受外齒內(nèi)保持架（1)的驅(qū)使，一方面驅(qū)動左半軸中心輪(2)和右半軸雙相內(nèi)凸 輪(6)轉(zhuǎn)動，另一方面在隨外齒內(nèi)保持架（1)轉(zhuǎn)動的同時在外齒內(nèi)保持架（1)的徑向?qū)Р壑?做徑向運(yùn)動，保證左半軸中心輪(2)和右半軸雙相內(nèi)凸輪(6)得以在不脫離傳動的情況下實(shí) 現(xiàn)差速。而且由于滾移塊(5)對左半軸中心輪(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)動輪上可以得到比轉(zhuǎn)速快的驅(qū)動輪更大的轉(zhuǎn)矩。
[0030] 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、n6,外齒內(nèi)保 持架(1)的轉(zhuǎn)速為m，則由圖7可得：
式中，Z2-左半軸中心輪的齒數(shù);Zi-滾移塊的個數(shù)。
[0031] 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8)的作用下，其軸線與汽車兩后 輪的軸線匯交于P點(diǎn)，此時可視為整個汽車是繞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8可得：
式中，r 一彎道平均半徑;L 一后輪距之半。
[0032] 聯(lián)立求解式（1)、式(2)，得：
[0033]在確定的車輛參數(shù)及行駛條件下，111、21、22丄均為已知。因此，11 2與116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。
[0034]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】
1. 內(nèi)雙相激波滾移塊式汽車差速器，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)、滾移塊(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)、滾針（10)、套筒墊片（12)、深溝球軸承（13)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)保持架一一滾移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)、滾移塊(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Zi個徑向?qū)Р?，在該?dǎo)槽內(nèi)裝有滾移塊(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錐齒輪，又是差速器機(jī)構(gòu)中的一個 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)固定連接成一個整體并由一對圓錐滾子軸承(3)支撐在機(jī)架上;上述滾移 塊(5)為長方體結(jié)構(gòu)，其上、下端可以是半圓柱面或橢圓形曲面;左半軸中心輪(2)為多相外 凸輪，該多相外凸輪是具有多個凸出部分的外齒輪，其外凸部分的個數(shù)稱為左半軸中心輪 (2)的齒數(shù)，記為Z 2,該多相外凸輪的輪廓曲線是滾移塊(5) -方面隨外齒內(nèi)保持架（1)轉(zhuǎn) 動，另一方面又在外齒內(nèi)保持架（1)的徑向?qū)Р壑幸苿拥倪^程中，其下端圓弧面所處一系列 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)通過左半軸與左邊車輪（14)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（13)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) 通過右半軸與右邊車輪(15)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；在外齒內(nèi)保持架（1)的套筒結(jié)構(gòu)的徑向?qū)Р蹆?nèi)壁上沿徑向開有用以裝滾針 (10)的溝槽，在該溝槽內(nèi)裝有若干根滾針（10 )，滾移塊(5)裝在外齒內(nèi)保持架（1)的套筒結(jié) 構(gòu)的徑向?qū)Р蹆?nèi)，其可在外齒內(nèi)保持架（1)的徑向?qū)Р壑袕较蛞苿硬⑼ㄟ^導(dǎo)槽內(nèi)的若干根 滾針（10)與外齒內(nèi)保持架（1)的徑向?qū)Р劢M成滾動聯(lián)接關(guān)系，使?jié)L移塊(5)與外齒內(nèi)保持架 (1) 之間的接觸由滑動摩擦變?yōu)闈L動摩擦;滾移塊(5)的上下外圓弧面與左半軸中心輪(2) 的外凸輪輪廓和右半軸雙相內(nèi)凸輪(6)的兩相內(nèi)凸輪輪廓分別相嚙合各組成一個高副；左 半軸中心輪(2)的齒數(shù)辦和滾移塊(5)的數(shù)目&相差為2。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)雙相激波滾移塊式汽車差速器，其特征在于:左半軸中心輪 (2) 與滾移塊(5)之間、滾移塊(5)與右半軸雙相內(nèi)凸輪(6)之間均為多齒嚙合，故重合度大， 承載能力大，可實(shí)現(xiàn)大功率、大扭矩差速傳動。
【專利摘要】內(nèi)雙相激波滾移塊式汽車差速器，屬于機(jī)械傳動技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明提供一種新型汽車差速器，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)傳給滾移塊，滾移塊再將動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)，滾移塊與外齒內(nèi)保持架、左半軸中心輪和右半軸雙相內(nèi)凸輪之間均為多齒嚙合，且滾移塊與外齒內(nèi)保持架滾動連接，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, F16H49/00
【公開號】CN105546084
【申請?zhí)枴緾N201510999416
【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5月4日
【申請日】2015年12月28日