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-滾進塊-左半軸中心輪-右半軸 多相內(nèi)凸輪"系統(tǒng)，該系統(tǒng)主要包括外齒內(nèi)保持架（1)、滾進塊(5)、左半軸中心輪(2)、右半 軸多相內(nèi)凸輪(6)，以此系統(tǒng)實現(xiàn)差速，構(gòu)成差速器;外齒內(nèi)保持架（1)的外部是主減速器的 從動直齒圓錐齒輪、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?，該?dǎo)槽內(nèi)裝有 滾進塊(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) 支撐在機架上；上述滾進塊(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 凸輪是具有多個外凸部分的外凸輪，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進塊(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，其內(nèi)側(cè)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)通過左半軸與左邊車輪（13)相固連，左半軸中心輪(2)右端通過 深溝球軸承(9)支承于右半軸多相內(nèi)凸輪(6)之內(nèi)，左端通過深溝球軸承（12)支承于外齒內(nèi) 保持架（1)之內(nèi)；右半軸多相內(nèi)凸輪(6)是多相內(nèi)凸輪，該多相內(nèi)凸輪的內(nèi)部是具有三個互 成120°夾角且軸心對稱的凸出部分的三相內(nèi)凸輪，其自身質(zhì)量完全平衡，其輪廓曲線為余 弦曲線，外齒內(nèi)保持架（1)的套筒結(jié)構(gòu)裝于右半軸多相內(nèi)凸輪(6)的多相內(nèi)凸輪中，右半軸 多相內(nèi)凸輪(6)的右端為右半軸，右半軸多相內(nèi)凸輪(6)通過右半軸與右邊車輪(14)固連在 一起，右半軸多相內(nèi)凸輪(6)由一對深溝球軸承(7)支撐在右半殼(4)中；滾進塊(5)的中間 兩個滾針套筒（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，從而 使?jié)L進塊(5)與外齒內(nèi)保持架（1)之間構(gòu)成滾動聯(lián)接，滾進塊(5)兩端的滾針套筒（18)與右 半軸多相內(nèi)凸輪(6)、左半軸中心輪(2)分別相嚙合各組成一個滾動高副;左半軸中心輪(2) 的齒數(shù)辦和滾進塊(5)的數(shù)目&相差為3。
[0030] 本發(fā)明所述差速器的工作原理是：當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進塊(5)產(chǎn)生推力，滾進塊 (5)與左半軸中心輪(2)和右半軸多相內(nèi)凸輪(6)同時高副接觸嚙合并推動它們轉(zhuǎn)動，與此 同時滾進塊(5)還在外齒內(nèi)保持架（1)的徑向?qū)Р壑幸苿?，從而?gòu)成一個二自由度差速系 統(tǒng)，左半軸中心輪(2)和右半軸多相內(nèi)凸輪(6)上的運動和動力則分別傳給與其相固連的 左、右車輪。右半軸多相內(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 的運動狀態(tài)是不確定的，由左右車輪不同的路面、彎道情況決定。當汽車在平直路上直線行 駛，左半軸中心輪(2)上的車輪和右半軸多相內(nèi)凸輪(6)上的車輪無轉(zhuǎn)速差時，左半軸中心 輪(2)和右半軸多相內(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)滾進塊(5)平均傳給左半軸中心輪(2)和右 半軸多相內(nèi)凸輪(6)。當汽車轉(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，滾進 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)和右半軸多相內(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壑凶鰪较蜻\ 動，保證左半軸中心輪(2)和右半軸多相內(nèi)凸輪(6)得以在不脫離傳動的情況下實現(xiàn)差速。 而且由于滾進塊(5)對左半軸中心輪(2)和右半軸多相內(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。
[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、n6,外齒內(nèi)保 持架(1)的轉(zhuǎn)速為m，則由圖9可得：
式中，Zi-滾進塊的個數(shù);Z2-左半軸中心輪的齒數(shù)。
[0032] 如設(shè)汽車要左轉(zhuǎn)彎，汽車的兩前輪在轉(zhuǎn)向機構(gòu)（圖10)的作用下，其軸線與汽車兩 后輪的軸線匯交于P點，此時可視為整個汽車是繞P點回轉(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;L-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，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。
[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】
1. 任意齒差內(nèi)激波滾進塊式汽車差速器，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)、滾進塊(5)、右半軸多相內(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-滾進塊-左半軸中心輪-右半軸多相內(nèi)凸輪" 系統(tǒng)，該系統(tǒng)主要包括外齒內(nèi)保持架（1)、滾進塊(5)、左半軸中心輪(2)、右半軸多相內(nèi)凸輪 (6)，以此系統(tǒng)實現(xiàn)差速，構(gòu)成差速器;外齒內(nèi)保持架（1)的外部是主減速器的從動直齒圓錐 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郏搶?dǎo)槽內(nèi)裝有滾進塊(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 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)支撐在機架 上;上述滾進塊(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 個外凸部分的外凸輪，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進塊(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，其內(nèi)側(cè)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)通過左半軸與左邊車輪（13)相固連，左半軸中心輪(2)右端通過深溝球軸承(9) 支承于右半軸多相內(nèi)凸輪(6)之內(nèi)，左端通過深溝球軸承（12)支承于外齒內(nèi)保持架（1)之 內(nèi)；右半軸多相內(nèi)凸輪(6)是多相內(nèi)凸輪，該多相內(nèi)凸輪的內(nèi)部是具有三個互成120 0夾角且 軸心對稱的凸出部分的三相內(nèi)凸輪，其自身質(zhì)量完全平衡，其輪廓曲線為余弦曲線，外齒內(nèi) 保持架（1)的套筒結(jié)構(gòu)裝于右半軸多相內(nèi)凸輪(6)的多相內(nèi)凸輪中，右半軸多相內(nèi)凸輪(6) 的右端為右半軸，右半軸多相內(nèi)凸輪(6)通過右半軸與右邊車輪(14)固連在一起，右半軸多 相內(nèi)凸輪(6)由一對深溝球軸承（7)支撐在右半殼(4)中；滾進塊(5)的中間兩個滾針套筒 (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，從而使?jié)L進塊(5)與 外齒內(nèi)保持架（1)之間構(gòu)成滾動聯(lián)接，滾進塊(5)兩端的滾針套筒（18)與右半軸多相內(nèi)凸輪 (6)、左半軸中心輪(2)分別相嚙合各組成一個滾動高副；左半軸中心輪(2)的齒數(shù)Z 2和滾進 塊(5)的數(shù)目Zi相差為3。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的任意齒差內(nèi)激波滾進塊式汽車差速器，其特征在于：滾進塊 (5)與外齒內(nèi)保持架（1)、右半軸多相內(nèi)凸輪(6)、左半軸中心輪(2)之間均為多齒嚙合，最多 可以有50%的滾進塊同時參與嚙合工作，重合度高，承載能力高，可實現(xiàn)大功率、大扭矩差 速傳動。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的任意齒差內(nèi)激波滾進塊式汽車差速器，其特征在于:滾進塊與 外齒內(nèi)保持架（1 )、左半軸中心輪(2)和右半軸多相內(nèi)凸輪(6)之間均為純滾動摩擦聯(lián)接，故 本發(fā)明差速器的傳動效率高。
【專利摘要】任意齒差內(nèi)激波滾進塊式汽車差速器，屬于機械傳動技術(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)傳給滾進塊，滾進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多相內(nèi)凸輪，從而使左、右車輪實現(xiàn)差速。該汽車差速器省去了傳統(tǒng)汽車差速器中的行星齒輪系統(tǒng)，滾進塊與左半軸中心輪、外齒內(nèi)保持架及右半軸多相內(nèi)凸輪之間均為純滾動接觸、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、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】F16H49/00, F16H48/14
【公開號】CN105546085
【申請?zhí)枴緾N201610006679
【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】2016年1月7日