專利名稱：汽車和輪式拖拉機的自動防滑差速器的制作方法
技術領域：
本發明涉及汽車機械式傳動系的一個組成部分，具體地說，涉及一種自動防滑差速器，屬于車輛差速傳動裝置的布置或安裝技術領域。
汽車在行駛中，車輪對路面的相對運動有兩種狀態-滾動和滑動，其中滑動又分為滑轉和滑移兩種。當汽車轉彎行駛或在不平路面直行時，因兩側車輛在同一時間內移過的曲線距離不同，如果兩側驅動輪僅用一根剛性軸驅動，則二者角速度必然相等，必有一側車輪邊滾動邊滑移，另一側車輪邊滾動邊滑轉。車輪對地面的滑動，將使汽車轉向困難、動力消耗增加，加速傳動系某些另件和輪胎的磨損，所以應盡可能避免產生之。目前，通常由主減速器的從動齒輪通過一個差速齒輪系統-差速器分別驅動汽車的兩側半軸和驅動輪來解決這個問題。現在，許多類型的差速器(如高阻滑塊式、單面牙嵌式、普通行星錐齒輪式和直齒輪式、行星輪軸插銷式和浮動摩擦片鎖止式等等)仍在結構與性能上存有一些不足之處在好路面上直線或轉彎行駛時，防滑效果是令人滿意的，但在壞路面行駛，當左、右或前、后驅動輪與路面之間的附著條件相差較大時，如有一個驅動車輪接觸到泥濘或冰雪路面時，即使另一個車輪是在好路面上，汽車往往仍不能前進。這是因為大多數差速器具有平均分配扭矩的特點，使該車輪分配到的扭矩只能與傳到滑轉的驅動車輪上很小的扭矩相等，而牽引力太小的緣故。為了提高汽車的行駛性能，應采用當一個驅動輪滑轉時，差速器有鎖止大部分扭矩甚至全部扭矩去傳給不滑轉的驅動輪的功能，以便利用這一驅動輪的附著力產生足夠的牽引力使汽車繼續行駛。《汽車構造》下冊(人員交通出版社87年10月第二版第129頁)中介紹的高摩擦自鎖式差速器就是一種防滑差速器，但其個別另件加工復雜，工藝精度及熱處理要求甚高。由于是靠錐齒輪的間隙來保證鎖止的，當磨擦片磨損，齒輪間隙加大時將導致差速效果下降，嚴重時失去差速作用，甚至齒輪打牙。
本發明的目的是提供一種供汽車和輪式拖拉機使用的，能根據驅動車輪的附著力大小自動鎖止和差速的自動防滑差速器。
本發明是把由園錐行星齒輪、行星齒輪軸(十字軸)、園錐半軸齒輪和差速器殼等組成的普通對稱式錐齒輪差速器和由制動摩擦片(盤)、復位彈簧和制動套組成的鎖止制動器兩部分組合在一起實現發明目的的。本發明中的園錐半軸齒輪的軸孔和半軸端部都加工成升角為20°～35°的螺旋花鍵相配合。差速器位于制動套里，差速器整體可在制動套里作左右方向(向外)的適量移動，推動制動器動作產生鎖止力矩。即當左右車輛的地面附著力相差懸殊，其中一側車輪產生滑轉時，因左、右半軸齒輪的轉速不等和螺紋花鍵產生的軸向分力的作用，迫使半軸齒輪向轉速慢，地面附著力大的一側車輪方向移動，壓縮平衡復位彈簧并通過差速器殼壓緊制動摩擦片或摩擦盤，產生鎖止力矩，使慢轉的半軸傳遞的扭矩明顯增加，增大汽車的牽引力。當兩輪的附著力相差不大時，裝在制動摩擦片與制動套之間的平衡復位彈簧使差速器殼恢復和保持中間位置，解除鎖止而只起正常的差速作用。
本發明能根據驅動輪的附著力大小來分配驅動扭矩，明顯提高了汽車和輪式拖拉機的牽引力，改善車輛的行駛機動性和越野性，且工作可靠、使用壽命長。既可用作輪間差速器，又可用作軸間差速器，也可用于多軸全驅動車輛。本發明因具有自動平衡剎車力的功效，可簡化汽車的剎車機構，對小噸位車輛只需采用一個中央制動器即可，對減輕車輛自重，提高燃油利用率，從而提高車輛的經濟性均大有裨益。再者工藝加工和熱處理要求比較簡單，在現有生產手段條件下容易實現和推廣。
本發明有兩個不同的實施方案，其中
圖1是用于輕型或小型汽車的本發明裝配結構圖。
圖2是用于中型或大型汽車的本發明結構裝配圖。
下面結合附圖進一步介紹本發明。
圖1表明本發明是在原差速器殼5的外周增加了一個制動器套1，主減速器的從動錐齒輪則鉚接在制動器套1左半部凸緣的園柱孔2上，以帶動制動套轉動。差速器殼5仍由用螺栓緊固的兩部分組成，裝合時加長的十字形行星齒輪軸4的4個軸頸嵌在差速器殼兩半端面上相應的凹槽所形成的孔內，加長的每個軸頸部分銑有兩側平面，分別嵌裝在制動套上的四個滑動槽3里。差速器殼的剖分面通過行星齒輪軸各軸頸的中心線。每個軸頸上浮套著一個直齒園錐行星齒輪6，它們均與兩個直齒園錐半軸齒輪7嚙合。而半軸齒輪7的軸孔中有升角為30°～35°的螺旋內花鍵，與之相連的半軸8端部也為升角是30°～35°的螺旋外花鍵軸，花鍵的長度應大于半軸齒輪在半軸上的軸向位移量，并且，兩個半軸上的花鍵旋向應一致。在差速器殼5的外側與制動套之間依次裝有制動摩擦片9，錐盤式制動器10和平衡復位彈簧11。動力從主減速器從動齒輪依次經制動套1、十字軸4、行星齒輪6、半軸齒輪7、半軸8傳輸給驅動車輪。當兩側車輛以相同轉速轉動時，行星齒輪繞半軸軸線轉動-公轉。若兩側車輪驅動阻力不同，則行星齒輪在作上述公轉運動的同時，還繞自身軸線轉動-自轉，使兩半軸齒輪帶動兩側車輪以不同轉速轉動。由于半輪齒輪與半軸之間靠螺旋花鍵傳遞驅動力，當兩驅動輪存在轉速差和兩輪的地面附著力相差懸殊時，花鍵軸上的軸向分力就迫使半軸齒輪7和差速器殼5向轉速慢的一側車輪方向位移，由此壓緊摩擦片9和復位彈簧11，摩擦片9間產生的摩擦力矩與快轉半軸的方向相反，與慢轉半軸的旋向相同，由此使慢轉半軸傳遞的扭矩明顯增加。當位移到極限位置時，錐盤式制動器的園錐面直接貼合制動套時，動力就從主減速器從動錐齒輪經制動套1和錐盤式制動器10全部傳遞到這一側驅動輪3。一旦兩輪的地面附著力相差不大時，半軸上的軸向分力自動減小，復位彈簧11就會阻止制動器作用，將差速器殼彈回到中間位置，只起差速作用和解除鎖止。
圖2的基本結構與圖1相同，只是因用于中型或大型車輛，局部有所變化平衡復位彈簧11固裝在差速器殼5的緊固螺栓外側與制動套之間，取消錐盤式復位器10而增加若干付摩擦片9。半軸齒輪的軸頸部分被加工成外花鍵與從動摩擦片9a連接，主動摩擦片9b用花鍵與制動套1相連。再者這里的兩個半軸齒輪與半軸的花鍵螺旋旋向是相反的，其螺旋升角為20°～30°。其他工作原理和動力傳遞過程均與圖1相同，這里不再贅述。
本發明同樣適用于各種輪式拖拉機的傳動系。
權利要求
1.一種用于汽車或輪式拖拉機的自動防滑差速器，包括有由園錐行星齒輪、行星齒輪軸(十字軸)、園錐半軸齒輪和差速器殼等組成的對稱式錐齒輪差速器和由制動摩擦片(盤)、復位彈簧、制動套組成的鎖止制動器兩部分，其特征是(1)差速器殼位于制動套里，差速器整體可在制動套里作左右橫向移動，推動制動器動作產生鎖止力矩，(2)園錐半軸齒輪的軸孔中有升角為20°～35°的螺旋內花鍵，半軸端部為升角為20°～35°的螺旋外花鍵軸，花鍵的長度應大于半軸齒輪在半軸上的軸向位移量。(3)行星齒輪的軸頸部分加長，并在其每個軸頸的尾部銑有兩側平面，分別嵌裝在制動套上的四個滑槽里，(4)在差速器殼與制動套之間裝有由制動摩擦片(盤)和復位彈簧組成的制動器。
2.根據權利要求1所述的自動防滑差速器，其特征是半軸齒輪軸孔的內花鍵與半軸上花鍵軸的螺旋升角，用于輕型或小型汽車時為30°～35°，用于中型或大型汽車時為20°～30°。
3.根據權利要求1所述的自動防滑差速器，其特征是用于輕型或小型汽車，拖拉機時，摩擦片位于差速器殼與錐盤式制動器之間，而在錐盤式制動器與制動套之間裝有復位彈簧。
4.根據權利要求1所述的自動防滑差速器，其特征是用于中型或大型汽車、拖拉機時，復位彈簧位于差速器殼與制動套之間。
5.根據權利要求1所述的自動防滑差速器，其特征是主減速器的從動錐齒輪鉚接在制動套的外側。
全文摘要
一種自動防滑差速器是由普通對稱式錐齒輪差速器和鎖止制動器兩部分組成的，能根據驅動車輪與地面的附著力大小自動進行差速和鎖止，以增大車輪驅動牽引力，提高汽車機動性能。既可用作輪間差速器，也可用作軸間差速器，工作可靠，使用壽命長，工藝加工和熱處理要求比較簡單。特別適用于越野汽車和輪式拖拉機。
文檔編號B60K17/16GK1033406SQ8810812
公開日1989年6月14日 申請日期1988年12月3日 優先權日1988年12月3日
發明者丁憲明 申請人:丁憲明