[发明专利]差速齿轮机构

说明书

本发明涉及差速齿轮机构，更具体地说，（当然并不是绝对的）是涉及用于道路车辆中的差速齿轮机构。

常规汽车的车轮由一根动力输出轴驱动，动力输出轴通过简单的差速齿轮箱形式来驱动车轮。差速齿轮机构通常包括一对间隔并对置的半轴齿轮，它们通过由冠齿轮带着旋转的锥齿轮传动机构相互连接。

当车辆转弯时，转弯处外侧的车轮要比内侧的转得快，差速齿轮机构就可以实现这一功能。

采用上述简单的差速齿轮机构遇到的一个问题是，如果一个车轮进行空转，象遇到路面有结冰或有泥浆，或车轮腾空所发生的情况一样，此时在仍然与地面之间保持无滑动接触的另一个车轮上就存在驱动扭矩的损失。对于高性能汽车和赛车来说，这是不能允许的，因为突然的功率损失会导致汽车失控。而对于低性能汽车和车辆来说，如果车辆是以正常方式驾驶的，则这种引起功率损失的情况是很少遇见的，并且即使出现这种少见的情况也极少引起事故，所以做为正常驾驶风险来说，这是可以接受的。

高性能汽车和赛车都装有特殊的差速齿轮机构，以防止一旦一个车轮暂时失去地面的附着力而发生的驱动扭矩的损失。一种这样的齿轮机构是“TORSEN”差速器（公开于1988年12月出版的《大众机械》第106页）。TORSEN差速器能够使两个车轮连续地被驱动，而不管是否有一个车轮失去地面附着力。然而，TORSEN差速器价格昂贵、结构复杂且寿命较短。因此，这种差速器不适用于普通的道路车辆。

本发明的目的是提供一种改进的差速齿轮机构，以克服上述先有技术中的缺陷。

根据本发明，提供了一种差速齿轮机构，它具有两根通过齿轮传动机构相互连接而绕一条公共转动轴线旋转的输出轴，所述齿轮传动机构包括：一根平行于所述公共轴线延伸并带有外齿的中间轴;一根输入传动轴，它驱动中间轴沿一条偏心于所述公共轴的行星轨迹运动;一个形成在第一对外齿部件之间的第一啮合区，其中一个外齿部件连接到一根所述输出轴上，而另一个外齿部件连接到所述中间轴上;一个形成在第二对外齿部件之间的第二啮合区，其中一个外齿部件连接到另一输出轴上，而另一个外齿部件连接到所述中间轴上;在此差速齿轮机构中，处于其中一个啮合区中的所述一对外齿部件的齿具有相同的旋向，且被成形和布置成能在此对外齿部件之间提供零或低效率，限定其中一个所述啮合区的所述一对外齿部件都沿相同的方向旋转，而限定另一啮合区的一对外齿轮部件彼此沿相反的方向旋转。

这种差速齿轮机构可采用四个独立的外齿轮。不过为了便于制造，最好使中间轴具有一个沿其长度延伸的带齿部分，从而能利用其长度上的不同区段给每个啮合区提供一个外齿部件。最好采用这种结构，使两啮合区中其余的外齿部件分别带有旋向相反的螺旋齿，并且为防止在差速齿轮机构中出现啮合间隙，其中一个外齿部件的螺旋齿的轴向厚度应大于另一外齿部件的螺旋齿的轴向厚度。

所述外齿部件上的齿可以是单头或多头的。最好中间轴围绕着所述公共轴线重复设置。

本发明的差速齿轮机构与前述的TORSEN差速器具有相同的优点，但它结构更简单、制造成本更低，因此能广泛地应用于道路车辆中。然而并不应该将本发明的机构仅限制在用于车辆的差速齿轮机构方面，因为它除了用于车辆的差速齿轮机构外还能应用到许多形式的齿轮传动中，例如能用作为四轮驱动车辆中的驱动功率分流器。

本发明的差速齿轮机构超过TORSEN差速器的优点还在于所采用的螺旋齿能被设计成线接触啮合。这对于使用交错螺旋齿轮的TORSEN差速器来说是不可能的，从而使这种差速器具有较差的磨损性能。如果不将本发明中的外齿轮部件完全地锁定，即它们并不是100%地无效，则允许它们之前产生较小的相对转动，这样就能在本发明的机构中构成一定程度的低效率，这将允许输出驱动轴在其一定的转速变化范围内自由地旋转。

下面结合附图以举例的方式对本发明进行详细说明。这些附图是示意性的原理图，其中：

图1是用于汽车的第一个实施例的差速齿轮机构的透视图;

图2是图1所示机构的前视图;

图3是通过图1和图2所示机构的一个具体实施例的垂直剖面图;

图4是本发明的第二个实施例的局部已剖切掉的透视图;

图5是本发明的第三个实施例的透视图;

图6是图5所示结构的一个具体实施例的垂直剖面图;

图7是图6中部件的装配透视图;

图8为一种用于四轮驱动车辆的动力传动系统的平面布局图，该动力传动系统采用本发明作为车辆的传动系中的扭矩分流器。