任意齒差內齒輪驅動滾針滾子塊式汽車差速器的制造方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種任意齒差內齒輪驅動滾針滾子塊式汽車差速器，用于輪式車輛的 差速，屬于機械傳動技術領域。
【背景技術】
[0002] 目前常用的汽車差速器均采用由多個直齒圓錐齒輪組成的行星齒輪系統來實現 差速的目的，雖然該系統能夠實現汽車左、右半軸差速的功能，但該系統構件較多，軸向及 徑向尺寸都大、體積大、重量較重，特別是對于重型汽車而言，為了能實現差速并傳遞足夠 的動力，則體積和重量會進一步增加;直齒圓錐齒輪傳動還具有重合度低，故承載能力低， 傳動效率不高，直齒圓錐齒輪加工困難，工藝性較差等缺點。
【發明內容】
[0003] 本發明的目的是:為克服現有汽車差速器存在的上述缺點，本發明提供一種結構 簡單緊湊、軸向和徑向尺寸小、重量輕、重合度高、承載能力大、傳動效率高的新型的汽車差 速器一一任意齒差內齒輪驅動滾針滾子塊式汽車差速器。
[0004] 本發明為解決其技術問題所采取的技術方案是:一種任意齒差內齒輪驅動滾針滾 子塊式汽車差速器，主要由外齒內中心輪(1)、左半軸架(2)、圓錐滾子軸承(3)、右半殼(4)、 滾針滾子塊（5)、右半軸多相外凸輪(6)、深溝球軸承（7)、螺釘(8)、深溝球軸承(9)、滾針 (10)、套筒墊圈（12)、深溝球軸承（13)組成，其特征在于:摒棄了傳統汽車差速器的行星齒 輪系統，代之以"外齒內中心輪一一滾針滾子塊一一多相外凸輪"系統，該系統主要包括外 齒內中心輪(1)、左半軸架(2)、滾針滾子塊(5)、右半軸多相外凸輪(6)，以此系統實現差速， 構成差速器;外齒內中心輪（1)的外部是直齒圓錐齒輪、內部是具有多個凸出部分的內齒 輪，其凸出部分的個數稱為外齒內中心輪(1)的齒數，記為Z 1，故外齒內中心輪（1)既是主減 速器的一個錐齒輪，又是差速器機構中的內齒輪，外齒內中心輪(1)將主減速器和差速器有 機地合為一體，外齒內中心輪（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；左半軸架(2)為套筒結構，該套筒結構裝于外齒內中心輪 (1)的內齒輪中，沿該套筒結構的周向開有Z 2個徑向導槽，在該導槽內裝有滾針滾子塊(5)， 左半軸架(2)的左端為左半軸，左半軸架（2)通過左半軸與左邊后車輪（14)相固連，左半軸 架(2)由一對深溝球軸承（13)支撐在外齒內中心輪（1)中；右半軸多相外凸輪(6)是具有三 個互成120°夾角且軸心對稱的凸出部分的三相外凸輪，其自身質量完全平衡，其輪廓曲線 為余弦曲線，右半軸多相外凸輪(6)內嵌于左半軸架(2)的套筒結構內，右半軸多相外凸輪 (6)的右端為右半軸，右半軸多相外凸輪(6)通過右半軸與右邊后車輪（15)固連在一起，右 半軸多相外凸輪(6)的左端通過深溝球軸承(9)支承于左半軸架(2)之內、右端通過深溝球 軸承(7)支承于右半殼(4)之內；上述滾針滾子塊(5)由支架塊(16)、銷（17)、滾針（18)、滾針 套筒（19)組成，銷（17)的兩端與支架塊（16)兩側的孔之間均為緊配合，安裝在支架塊（16) 兩端的滾針套筒（19)由銷（17)支承并通過滾針（18)與支架塊(16)組成滾動聯接關系;在左 半軸架(2)的右端套筒結構的徑向導槽內壁上沿徑向開有用以裝滾針（10)的溝槽，在該溝 槽內裝有若干根滾針（10)，滾針滾子塊(5)裝在左半軸架(2)的右端套筒的徑向導槽內并可 在該導槽中徑向移動，滾針滾子塊(5)的支架塊(16)通過滾針（10)與左半軸架(2)的徑向導 槽組成滾動聯接關系，即滾針（10)使滾針滾子塊(5)與左半軸架(2)之間的接觸由滑動摩擦 變為滾動摩擦;滾針滾子塊(5)兩端的滾針套筒（19)分別與外齒內中心輪(1)的內齒輪輪廓 和右半軸多相外凸輪(6)的外凸輪輪廓相嚙合各組成一個純滾動高副;外齒內中心輪(1)的 內齒輪齒廓曲線是滾針滾子塊(5)-方面隨左半軸架(2)轉動，另一方面又在左半軸架(2) 的徑向導槽中移動的過程中，其外端滾針套筒（19)所處一系列位置的包絡線；外齒內中心 輪(1)的齒數Z 1和滾針滾子塊(5)的數目Z2相差為3。
[0005] 本發明差速器其它未提及的地方，如左半軸架（2)、右半軸多相外凸輪(6)與車輛 車輪的聯接等均采用現有技術。
[0006] 與已有技術相比本發明的主要發明點在于：
[0007] ①本發明用"外齒內中心輪一一滾針滾子塊一一多相外凸輪"系統代替傳統汽車 差速器的行星齒輪系統，該系統主要包括外齒內中心輪、左半軸架、滾針滾子塊、右半軸多 相外凸輪，以此系統實現差速，構成差速器。
[0008] ②外齒內中心輪的外部是直齒圓錐齒輪、內部是具有多個凸出部分的內齒輪，其 凸出部分的個數稱為外齒內中心輪的齒數，故外齒內中心輪既是主減速器的一個錐齒輪， 又是差速器機構中的內齒輪，外齒內中心輪將主減速器和差速器有機地合為一體，外齒內 中心輪與右半殼通過螺釘固定連接成一個整體并由一對圓錐滾子軸承支撐在機架上;左半 軸架為套筒結構，該套筒結構裝于外齒內中心輪的內齒輪中，沿該套筒結構的周向開有Z 2 個徑向導槽，在該導槽內裝有滾針滾子塊，左半軸架的左端為左半軸，左半軸架通過左半軸 與左邊后車輪相固連，左半軸架由一對深溝球軸承支撐在外齒內中心輪中；右半軸多相外 凸輪是具有三個互成120°夾角且軸心對稱的凸出部分的三相外凸輪，其自身質量完全平 衡，其輪廓曲線為余弦曲線，右半軸多相外凸輪內嵌于左半軸架的套筒結構內，右半軸多相 外凸輪的右端為右半軸，右半軸多相外凸輪通過右半軸與右邊車輪固連在一起，右半軸多 相外凸輪的左端通過深溝球軸承支承于左半軸架之內、右端通過深溝球軸承支承于右半殼 之內；上述滾針滾子塊由支架塊、銷、滾針、滾針套筒組成，銷的兩端與支架塊兩側的孔之間 均為緊配合，安裝在支架塊兩端的滾針套筒由銷支承并通過滾針與支架塊組成滾動聯接關 系;在左半軸架的右端套筒結構的徑向導槽內壁上沿徑向開有用以裝滾針的溝槽，在該溝 槽內裝有若干根滾針，滾針滾子塊裝在左半軸架的右端套筒的徑向導槽內并可在該導槽中 徑向移動，滾針滾子塊的支架塊通過滾針與左半軸架的徑向導槽組成滾動聯接關系，即滾 針使滾針滾子塊與左半軸架之間的接觸由滑動摩擦變為滾動摩擦;滾針滾子塊兩端的滾針 套筒分別與外齒內中心輪的內齒輪輪廓和右半軸多相外凸輪的外凸輪輪廓相嚙合各組成 一個純滾動高副；外齒內中心輪的內齒輪齒廓曲線是滾針滾子塊一方面隨左半軸架轉動， 另一方面又在左半軸架的徑向導槽中移動的過程中，其外端滾針套筒所處一系列位置的包 絡線;外齒內中心輪的齒數Z 1和滾針滾子塊的數目Z2相差為3。
[0009] ③驅動力傳遞給外齒內中心輪后經滾針滾子塊傳給左半軸架和右半軸多相外凸 輪，從而傳遞給左、右后車輪，而滾針滾子塊與左半軸架、外齒內中心輪及右半軸多相外凸 輪之間均為純滾動摩擦聯接，故本發明差速器的傳動效率高。
[0010] ④滾針滾子塊與外齒內中心輪、左半軸架及右半軸多相外凸輪之間均為多齒嚙 合，故重合度大，承載能力大，可實現大功率、大扭矩差速傳動。
[0011] ⑤右半軸多相外凸輪的三個凸出部分關于軸心相隔120度對稱布置，慣性力及所 受外力合力為零，故差速器受力自動平衡，運轉平穩。
[0012] 本發明與現有常用汽車差速器相比，具有以下有益的技術效果：
[0013] 1.結構緊湊，軸向和徑向尺寸小，體積小，重量輕 本發明采用"外齒內中心輪一一滾針滾子塊一一多相外凸輪"系統代替傳統汽車差速 器的行星齒輪系統，傳動裝置的軸向和徑向尺寸都小，因而本發明差速器的結構緊湊、體積 小，重量輕。
[0014] 2.重合度大，承載能力高 本發明中滾針滾子塊與右半軸多相外凸輪、外齒內中心輪、左半軸架之間均同時實現 多對齒嚙合，最多可以有50%的滾針滾子塊同時參與嚙合工作，重合度高，承載能力高，可 實現大功率、大扭矩差速傳動。
[0015] 3.傳動效率高 滾針滾子塊與左半軸架、外齒內中心輪及右半軸多相外凸輪之間均為純滾動嚙合，故 本發明差速器傳動效率高。
[0016] 4.工藝性好、生產成本低 本發明差速器中的零件多為圓形，形狀簡單，比行星齒輪系統中的錐齒輪更容易加工， 工藝性好，生產成本低。
[0017] 5.受力均衡，運轉平穩 右半軸多相外凸輪的三個凸出部分關于軸心相隔120度對稱布置，慣性力及所受外力 合力為零，故差速器受力自動平衡，運轉平穩。
【附圖說明】
[0018] 下面結合附圖和實施例對本發明作進一步說明。但要特別指出的是，本發明的具 體實施方式不限于下面實施例所描述的形式，所屬領域的技術人員在不付出創造性勞動的 情況下，還可很容易地設計出其他的【具體實施方式】，因此不應將下面給出的【具體實施方式】 的實施例理解為本發明的保護范圍，將本發明的保護范圍限制在所給出的實施例。
[0019] 圖1是任意齒差內齒輪驅動滾針滾子塊式汽車差速器的結構示意圖；
[0020] 圖2是圖1的A-A剖視圖；
[0021] 圖3是圖2的局部放大圖；
[0022]圖4是外齒內中心輪的結構示意圖；
[0023]圖5是右半軸多相外凸輪的結構示意圖；
[0024]圖6是左半軸架的結構示意圖；
[0025]圖7是滾針滾子塊的裝配圖；
[0026]圖8是支架塊的結構示意圖；
[0027] 圖9是任意齒差內齒輪驅動滾針滾子塊式汽車差速器的差動傳動原理圖；
[0028] 圖10是汽車左轉彎時各車輪及差速器的相對位置關系示意圖。
[0029] 上述各附圖中圖識標號的標識對象是：1外齒內中心輪;2左半軸架;3圓錐滾子軸 承;4右半殼；5滾針滾子塊;6右半軸多相外凸輪;7深溝球軸承;8螺釘;9深溝球軸承；10滾 針；11主減速器的主動直齒圓錐齒輪；12套筒墊圈；13深溝球軸承；14左邊后車輪；15右邊后 車輪;16支架塊;17銷;18滾針;19滾針套筒。 具體實施例
[0030] 圖1至圖8所示任意齒差內齒輪驅動滾針滾子塊式汽車差速器，主要由外齒內