《具有自调节齿轮装置的差速器.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《具有自调节齿轮装置的差速器.pdf（11页珍藏版）》请在专利查询网上搜索。
1、10申请公布号CN101968113A43申请公布日20110209CN101968113ACN101968113A21申请号201010504189X22申请日2010072712/509,63720090727USF16H48/0820060171申请人伊顿公司地址美国俄亥俄州72发明人SP拉泽维奇74专利代理机构北京市中咨律师事务所11247代理人吴鹏厉锦54发明名称具有自调节齿轮装置的差速器57摘要一种差速器10，包括相对于动力传动系以受驱动的关系操作地支撑的齿轮箱14、以及安装成与齿轮箱14一起旋转的十字轴48。十字轴48包括至少一对十字销50。每个十字销50限定一纵向轴线54以及外。
2、表面56，外表面56绕垂直于十字销50的纵向轴线54地延伸的轴线58成凸形。小齿轮52包括中心孔60，其中十字销50容置在小齿轮52的中心孔60中，使得齿轮安装成与十字轴48一起旋转并与半轴齿轮38、40成啮合关系，其中小齿轮52绕十字销50的凸形表面56的旋转自由度增加。可选地，小齿轮52的中心孔160的内表面162沿中心孔的轴线166成凸形。30优先权数据51INTCL19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书2页说明书4页附图4页CN101968113A1/2页21一种用于包括一对旋转构件30、32的车辆动力传动系中的差速器10，所述差速器10包括齿轮箱14，其相对于所述。
3、车辆动力传动系以受驱动的关系操作地支撑；一对半轴齿轮38、40，其安装成在所述齿轮箱14中与所述旋转构件30、32中的相应的一个一起旋转；十字轴48，其安装成与所述齿轮箱14一起旋转，所述十字轴48包括至少一对十字销50，每个十字销50限定一纵向轴线54以及一外表面56，所述外表面56绕垂直于所述十字销50的所述纵向轴线54地延伸的轴线58成凸形；至少一对小齿轮52，每个所述小齿轮52包括中心孔60，每个所述十字销50都容置在所述小齿轮52中的相应的一个的中心孔60中，使得所述小齿轮52安装成与所述十字轴48一起旋转，并与所述半轴齿轮38、40成啮合关系，其中所述小齿轮52绕所述十字销50的凸。
4、形的表面56的旋转自由度增加。2如权利要求1所述的差速器10，其中所述十字销50的凸形的外表面56限定一弧形，所述弧形形成理论圆的一部分。3如权利要求1所述的差速器10，其中所述十字销50的凸形的外表面56限定一弧形，所述弧形形成理论椭圆的一部分。4如权利要求1所述的差速器10，其中所述十字销50的凸形的外表面56限定一弧形，所述弧形形成理论曲线的一部分。5如权利要求1所述的差速器10，其中所述差速器进一步包括壳体12，其中所述齿轮箱14受支撑而在所述壳体12中旋转。6如权利要求1所述的差速器10，其中所述十字轴48包括两对十字销50和两对小齿轮52，每对小齿轮52都安装成在对应的一对十字销5。
5、0上旋转，并与成对的所述半轴齿轮38、40中的对应的一个成啮合关系。7一种用于包括一对旋转构件30、32的车辆动力传动系中的差速器10，所述差速器10包括齿轮箱14，其相对于所述车辆动力传动系以驱动的关系操作地支撑；一对半轴齿轮38、40，其安装成在所述齿轮箱14中与所述旋转构件30、32中的相应的一个一起旋转；十字轴48，其安装成与所述齿轮箱14一起旋转，所述十字轴48包括至少一对十字销50；至少一对小齿轮52，每个所述小齿轮52包括绕轴线166限定的中心孔160，每个所述中心孔160限定内表面162，所述内表面162绕垂直于所述中心孔的轴线166地延伸的轴线164成凸形，所述十字销50容置。
6、在所述小齿轮52中的相应的一个的中心孔160中，使得所述小齿轮52安装成与所述十字轴48一起旋转，并与所述半轴齿轮38、40成啮合关系，其中所述小齿轮52绕所述十字销50的旋转自由度增加。8如权利要求7所述的差速器10，其中所述中心孔160的凸形的内表面162限定一弧形，所述弧形形成理论圆的一部分。9如权利要求7所述的差速器10，其中所述中心孔160的凸形的内表面162限定一弧形，所述弧形形成理论椭圆的一部分。10如权利要求7所述的差速器10，其中所述中心孔160的凸形的内表面162权利要求书CN101968113A2/2页3限定一弧形，所述弧形形成理论曲线的一部分。11如权利要求7所述的差速。
7、器10，其中所述差速器进一步包括壳体12，其中所述齿轮箱14受支撑而在所述壳体12中旋转。12如权利要求7所述的差速器10，其中所述十字轴48包括两对十字销50和两对小齿轮52，每对小齿轮52都安装成在对应的一对十字销50上旋转，并与成对的所述半轴齿轮38、40中的对应的一个成啮合关系。13一种用于包括一对旋转构件30、32的车辆动力传动系中的差速器10，所述差速器10包括壳体12以及齿轮箱14，所述齿轮箱14相对于所述车辆动力传动系以受驱动的关系支撑在所述壳体12中；一对半轴齿轮38、40，其安装成在所述齿轮箱14中与所述旋转构件30、32中的相应的一个一起旋转；十字轴48，其安装成与所述齿。
8、轮箱14一起旋转，所述十字轴48包括两对十字销50，每个十字销50限定一纵向轴线54以及一外表面56，所述外表面56绕垂直于所述十字销50的所述纵向轴线54地延伸的轴线58成凸形；两对小齿轮52，每个所述小齿轮52包括中心孔60，每个所述十字销50都容置在所述小齿轮52中的相应的一个的中心孔60中，使得所述小齿轮52安装成绕所述十字轴48旋转，并与所述半轴齿轮38、40成啮合关系，其中所述小齿轮52绕所述十字销50的凸形的表面56的旋转自由度增加。14如权利要求13所述的差速器10，其中所述中心孔60的凸形的表面56限定一弧形，所述弧形形成理论圆的一部分。15如权利要求13所述的差速器10，其。
9、中所述中心孔60的凸形的表面56限定一弧形，所述弧形形成理论椭圆的一部分。16如权利要求13所述的差速器10，其中所述中心孔60的凸形的表面56限定一弧形，所述弧形形成理论曲线的一部分。权利要求书CN101968113A1/4页4具有自调节齿轮装置的差速器技术领域0001本发明总体上涉及差速器，特别涉及一种具有自调节齿轮装置的差速器。背景技术0002差速器是应用在车辆动力传动系中的公知设备。这些设备操作以连接一对旋转构件，如传动轴或绕旋转轴线的半轴。因此，差速器用作可操作地连接车辆的前轴与后轴的分动箱的一部分，在开式差速器和限滑及锁止式差速器中用于连接半轴，以及本领域中公知的其他应用。0003。
10、现有技术中公知类型的差速器可包括壳体以及由壳体操作地支撑的齿轮箱，以用于通过车辆动力传动系旋转。差速器一般包括至少一对半轴齿轮。半轴齿轮花键联结，以与一对如半轴的旋转构件一起旋转。具有十字销的十字轴操作地安装，以用于与齿轮箱一起旋转。小齿轮安装成与十字销一起旋转并与半轴齿轮成啮合关系。小齿轮典型地包括限定有圆柱表面的中心孔，所述圆柱表面设计为与十字销的外圆柱表面相配合。现有技术中已公知，半轴齿轮的差速旋转、因此半轴的差速旋转可通过小齿轮相对于十字销的旋转而获得。0004尽管现有技术中以及上述描述的公知类型的差速器以它们希望的目的进行工作，但是还存在不足。更具体地说，还在持续不断地努力以改进此类。
11、差速器的操作。与此类差速器相关的一个问题是需要位于小齿轮和十字销之间以及位于小齿轮和半轴齿轮之间的配合表面平滑有效地相互作用。实现这样的目的的一个方法包括增加制造十字销、小齿轮和半轴齿轮的制造工艺的精度。不幸地，增加的精度同时也增加了这些设备的制造成本。但是最终，任何制造工艺中能达到的精度级别也有一个限制。制造误差最终是无法避免的。0005因此，现有技术需要一种差速器，其允许在小齿轮和与其相关的十字销以及半轴齿轮之间平滑啮合地相互作用，而不需要增加制造成本。发明内容0006本发明克服了现有技术中的用于包括一对旋转构件的车辆动力传动系中的差速器的不足。差速器包括齿轮箱，其相对于所述车辆动力传动系。
12、以受驱动的关系操作地支撑。一对半轴齿轮安装成在所述齿轮箱中与所述旋转构件中的相应的一个一起旋转。十字轴安装成与所述齿轮箱一起旋转。所述十字轴包括至少一对十字销。每个十字销限定一纵向轴线以及一外表面，所述外表面绕垂直于所述十字销的所述纵向轴线地延伸的轴线成凸形。差速器还包括至少一对小齿轮。每个所述小齿轮包括中心孔。每个所述十字销都容置在所述小齿轮中的相应的一个的中心孔中，使得所述小齿轮安装成与所述十字轴一起旋转，并与所述半轴齿轮成啮合关系，其中所述小齿轮绕所述十字销的凸形的表面的旋转自由度增加。0007可选地，本发明还涉及一种差速器，其中小齿轮的每个中心孔都限定一内表面，所述内表面绕垂直于所述中。
13、心孔的轴线地延伸的轴线成凸形。十字销容置在所述小齿轮中的说明书CN101968113A2/4页5相应的一个的中心孔中，使得所述小齿轮安装成与所述十字轴一起旋转，并与所述半轴齿轮成啮合关系，其中所述小齿轮绕所述十字销的旋转自由度增加。0008当十字销沿其轴线的形状、或小齿轮中心孔的形状如此地改进时，允许小齿轮和半轴齿轮能相对于彼此通过很小的角度进行自调节，但其导致了相对于彼此很大的自由度。此增加的自由度和自调节能力也补偿了在制造工艺中导致的精度上的无法避免的误差。此外，这种自调节特征并不会妨碍差速器的操作，因为在车辆应用中大多数差速运动每分钟的转数都是低的。相应地，本发明的差速器有利于啮合齿轮的。
14、平滑操作，但其制造费用相对较低。附图说明0009本发明其它目的、特征以及优点可在结合附图阅读下文的描述后更容易地理解和接受，其中0010图1为本发明使用类型的差速器的示例性实施例的剖视侧视图；0011图2为现有技术公知类型的具有十字销以及小齿轮的十字轴的局部剖视侧视图；0012图2A为现有技术中公知类型的十字销和小齿轮的中心孔之间的配合面的局部放大剖视侧视图；0013图3为本发明具有带凸形外表面的十字销的十字轴的局部剖视侧视图；0014图3A为本发明中使用类型的具有凸形外表面的十字销与小齿轮中心孔之间的相互作用的局部放大剖视侧视图；0015图4为本发明中使用类型的十字轴的局部剖视侧视图，所述十。
15、字轴具有带中心孔的小齿轮，所述中心孔具有凸形的内表面；和0016图4A为本发明中使用类型的小齿轮凸形中心孔与十字销的相互作用的局部放大剖视侧视图。具体实施方式0017在图1中总体上以10示出该类型差速器的一个示意性实施例，其可使用具有本发明设计类型的十字销或小齿轮的十字轴，在所有附图中，类似结构采用类似的附图标记。差速器10设计为用作任意车辆所述车辆具有为车辆提供驱动力的动力装置的动力传动系的一部分。因此，本领域技术人员能够理解差速器10能用作操作地连接车辆的前轴与后轴的分动箱的一部分，在开式差速器、限滑差速器或锁止式差速器用于连接半轴，以及现有技术中已普遍公知的其它应用。限滑或锁止式差速器可。
16、以是液压致动或电气致动的，因此包括连接机构如用于在特定操作条件下将半轴操作地连接在一起的摩擦式离合器。本领域技术人员可通过下文的描述理解，图1中所示的差速器10的目的仅提供一种可使用本发明特征的设备的基本示意性实施例，并不意味着本发明的应用限于本文所述类型的差速器。0018基于这种理解，差速器10可包括总体上以12标示的壳体。总体上以14标示的齿轮箱可操作地支撑在壳体12内，以通过动力传动系受驱地旋转，这在现有技术中已公知。为此，齿圈16可操作地安装在齿轮箱14上。齿圈16典型地设置成与小齿轮18成啮合关系而受驱动，所述小齿轮18固定至驱动轴20或其它驱动机构。齿轮箱14可由两个端部22、说明。
17、书CN101968113A3/4页624限定，所述两个端部22、24通过现有技术中任何传统的方式操作地固定在一起。本领域技术人员可通过下文的描述理解，齿轮箱14和壳体12可以由现有技术中任何传统的结构限定，且本发明并不仅限于在此描述的特殊壳体12或由两个端部限定的齿轮箱14。类似地，齿轮箱14可以通过现有技术中公知的任何传统的驱动机构驱动，且本发明并不限于通过齿圈、小齿轮和驱动轴驱动的齿轮箱14。0019齿轮箱14的每个端部22、24包括毂26、28，所述毂26、28在轴承34或类似结构的帮助下支撑一对旋转构件中的一个，如半轴30、32。齿轮箱14限定一腔室36。一对半轴齿轮38、40安装成在。
18、由齿轮箱14限定的腔室36中与一对旋转构件42、44中的相应的一个一起旋转。典型地，每个半轴齿轮38、40与旋转构件30、32中的对应的一个花键联结。总体上以48标示的十字轴安装成与齿轮箱14一起旋转。十字轴48包括至少一对十字销50。另外，差速器10还包括至少一对小齿轮52。在这些图中所示的实施例中，十字轴48包括两对十字销50和两对小齿轮52。每个小齿轮52都安装成在相应的十字销50上旋转，并与成对的半轴齿轮38、40中的对应的一个成啮合关系。0020理解这些背景后，现在来看图2和图2A，其中示出了现有技术中公知类型的差速器D的一半，该差速器D使用了具有4个十字销P图中示出了3个和4个小齿。
19、轮G的十字轴S。如图2A中最清晰地示出的，十字销P限定了一基本环形的表面A，该表面A绕每个销P的轴线X延伸。小齿轮G限定一具有内表面I的中心孔B，内表面I与十字销P的表面A互补并限定一与十字销沿其轴线成配合关系的环形表面。因此，小齿轮是轴颈支承的以绕十字销旋转，并适于与半轴齿轮成啮合关系。重要的是，小齿轮与半轴齿轮以尽可能少的摩擦能量损失平滑地啮合。在现有技术中，通过增加十字销和小齿轮之间的配合面的精度来达到这一目的。另外，这些部件的制造还包括大量的热处理和抛光以达到这个目的。不幸地，达到这一等级的精度以及减少摩擦或其它损失的工作增加了现有技术中公知类型的差速器的制造成本。而且，无论花费在增加。
20、相互作用表面的精度上的努力多大，制造工艺永远都是不完美的。因此，与理想设计的差距总是存在的。这些差距导致差速器的摩擦增加和能量损失。0021本发明克服了现有技术中的这些缺陷，差速器10使用具有特殊结构的十字轴48的十字销50和小齿轮52，如图33A、44A所示。特别参照图3和3A所示，本发明的每个十字销50限定一纵向轴线54和以示意性地用58标示的轴线为中心凸出的外表面56，该轴线58垂直于十字销50的纵向轴线54延伸。如图33A中所示，从读者的视角观察，轴线58延伸向纸面内。每个小齿轮52包括一中心孔60。在一实施例中，中心孔的内表面62环形地围绕所述中心孔的轴线。每个十字销50都容置在对应。
21、一个小齿轮的中心孔60中，使得小齿轮52安装成与十字轴48一起旋转，并与半轴齿轮38、40成啮合关系，其中小齿轮52绕十字销52的凸形表面56的旋转自由度增加。更特别地，十字销50的凸形改善了小齿轮52相对于十字销50的可调性，由此在允许小齿轮52相对于十字销50的可调性的同时改善了小齿轮52和半轴齿轮38、40之间的平滑啮合。所有这些有利特征都源自于十字销50的外表面56的凸形。因此，本领域技术人员能够理解，表面56的凸形可限定形成理论圆的一部分的弧形。可选地，该弧形可形成理论椭圆的一部分。另外，该弧形可形成理论曲线该理论曲线不限定圆形或椭圆形的一部分。本领域技术人员能够理解，在图3和3A中。
22、，为了图示的目的，十字销50的凸形是被夸大的。说明书CN101968113A4/4页70022图4和4A所示是本发明差速器的另一实施例，其中类似结构采用类似的附图标记，有些附图标记相对于图3和3A所示的实施例增加了100。在图4和4A所示的实施例中，凸面162形成于小齿轮52的中心孔160中。十字销50的外表面156是环形的。中心孔160限定一内表面162，该内表面162绕轴线164成凸形，该轴线164垂直于小齿轮52的中心孔160的轴线166、但与该轴线166间隔开地延伸。如图4A中所示，从读者的视角观察，轴线164延伸入纸面内。十字销50容置在对应的一个小齿轮52的中心孔160中，使得小齿。
23、轮52安装成与十字轴48一起旋转，并与半轴齿轮38、40成啮合关系，其中小齿轮52绕十字销50的旋转自由度增加。由此，图4和4A所示的实施例具有图3和3A所示实施例的所有特征和优点。此外，与图3和3A所示的实施例对应，中心孔160的凸形内表面162可以限定一形成理论圆的一部分的弧形。可选地，中心孔160的凸形内表面162可限定形成理论椭圆的一部分的弧形。另外，中心孔160的凸形内表面162限定的弧形不形成理论圆或理论椭圆的一部分，而是形成理论曲线的一部分。本领域技术人员能够理解，在图4和4A中，为了图示的目的，孔60的内表面162的凸形是被夸大的。0023当十字销50的表面56沿着其轴线或小齿。
24、轮52的中心孔160这样地改进时，其允许小齿轮52和半轴齿轮38、40能相对于彼此通过很小的角度进行自调节，但这导致了相对于彼此大得多的自由度。此增加的自由度和自调节能力也补偿了在制造工艺中导致的精度上的无法避免的误差。此外，这种自调节特征并不会妨碍差速器的操作，因为在车辆应用中大多数差速运动每分钟的转数都是低的。相应地，本发明的差速器有利于啮合齿轮的平滑操作，但其制造费用相对较低。0024说明书前述细节描述了本发明，本领域技术人员通过阅读和理解说明书能想到不同的选择和改进。只要落在权利要求书范围内，这些选择和改进也应归于本发明中。说明书CN101968113A1/4页8图1说明书附图CN101968113A2/4页9说明书附图CN101968113A3/4页10说明书附图CN101968113A4/4页11说明书附图。