專利名稱：一種無級變速式自鎖差速器的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種差速器，特別涉及一種采用無級變速裝置的具有主動差速、被動差速和自鎖防滑功能的無級變速式自鎖差速器，屬于汽車零部件技術領域。
背景技術：
差速器的功用是當汽車轉彎行駛或在不平路面上行駛時，使左、右驅動車輪以不同的角速度滾動，以保證兩側驅動車輪與地面間作純滾動運動。目前使用的差速器主要包括對稱錐齒輪差速器和防滑差速器。對稱錐齒輪差速器由行星齒輪、行星齒輪軸、半軸齒輪和差速器殼等組成，來自主減速器的動力傳給差速器殼、行星齒輪軸、行星齒輪和半軸齒輪，再經左、右兩半軸傳至驅動車輪，根據左、右兩驅動車輪遇到阻力的不同，對稱錐齒輪差速器可以使左、右兩驅動車輪等速轉動或不等速轉動。對稱錐齒輪差速器的缺陷是裝配對稱錐齒輪差速器的汽車在良好路面上直線或轉彎行駛時的效果令人滿意，但在壞路面上行駛時，由于左右驅動車輪與地面之間的附著條件相差很大時，一側附著條件較差的驅動車輪會產生打滑空轉，另一側附著條件好的驅動車輪則停止轉動，汽車因此無法前進。為了提高汽車的通過能力，解決對稱錐齒輪差速器存在的一側驅動車輪轉速為零和另一側驅動車輪高速空轉的問題，在差速器上增加防滑自鎖裝置，出現了包括鎖止式差速器、高摩擦自鎖式差速器、牙嵌式自由輪差速器、托森差速器、粘性連軸差速器等多種樣式的防滑差速器。當一側驅動車輪打滑時，防滑差速器通過防滑機構限制或停止差速工作過程，以此限制打滑空轉的驅動車輪轉動，將大部分或全部驅動力矩轉遞給不打滑的驅動車輪，以利用不打滑的驅動車輪產生足夠的驅動力矩使汽車行駛。防滑差速器的缺陷是 現有的防滑差速器都屬于被動式差速器，只能根據驅動車輪在路面轉彎行駛半徑的大小進行被動差速，而不能保證在實現防滑自鎖的同時根據汽車轉向機構的轉角位移進行主動差速。
發明內容
本發明的目的是克服現有技術的不足，提供一種具有防滑自鎖功能的同時既可以進行被動差速又可以進行主動差速同時兼具變速功能的無級變速式自鎖差速器。該裝置采用由主動軸、從動軸、金屬錐盤和金屬帶(或皮帶)組成的無級變速機構與由差速調節桿、 撥叉和撥叉頭組成的主動差速調節機構相結合，進行差速和防滑自鎖工作，并通過左、右半軸將動力傳遞給汽車兩側驅動輪，取消主動差速調節機構后則可以進行被動差速和防滑自鎖工作。本發明的工作原理是驅動力經圓錐齒輪9輸入給通過二個半圓連接盤8與圓錐齒輪9連接的主動軸1，使主動軸1獲得動力轉動，主動軸1的轉速為N ；主動軸1的動力通過跨接V形槽Vl和V形槽V2的V形金屬帶10'傳遞給右從動軸13'，使右從動軸13'和與其花鍵連接的右半軸12'獲得動力轉動，右從動軸13'和右半軸12'的轉速為Ni，右半軸12'將動力傳遞給右側驅動車輪；同時，主動軸1的動力通過跨接V形槽V4和V形槽V3 的V形金屬帶10傳遞給左從動軸13，使左從動軸13和與其花鍵連接的左半軸12獲得動力轉動，左從動軸13和左半軸12的轉速為N2，左半軸12將動力傳遞給左側驅動車輪。根據機械傳動理論中的帶輪傳動原理，從動轉速與主動轉速的比值等于從動嚙合半徑與主動嚙合半徑的反比，則得到附=N(R1/R2)，N2 = N(R4/R3)，式中Rl為V形金屬帶10'與V形槽Vl的嚙合半徑，R2為V形金屬帶10 ‘與V形槽V2的嚙合半徑，R3為V形金屬帶10與 V形槽V3的嚙合半徑，R4為V形金屬帶10與V形槽V4的嚙合半徑。根據上述m和N2與 N的關系式，可得到下述結果當Rl = R2 = R3 = R4時，附=N2 = N，此時差速器執行等速工作；當R1/R2 Φ R4/R3時，附乒Ν2，此時差速器執行差速工作；當R1/R2 Φ R4/R3 Φ 0 時，Nl ^ Ν2 ^ 0，此時差速器執行防滑自鎖工作。根據無級變速理論，由于金屬帶的長度固定，R2增大或減小時，Rl必然減小或增大，R2與Rl為反比關系；R3增大或減小時，R4必然減小或增大，R3與R4為反比關系。嚙合半徑與V形槽的計算寬度成反比關系，即V形槽Vl的計算寬度Ll增大或減小時，Rl減小或增大；V形槽V2的計算寬度L2增大或減小時，R2減小或增大；V形槽V3的計算寬度L3 增大或減小時，R3減小或增大；V形槽V4的計算寬度L4增大或減小時，R4減小或增大。由于左從固定盤15與左從動軸13為一體件，右從固定盤15'與右從動軸13'為一體件，所以左從固定盤15和右從固定盤15'之間的計算寬度L為固定值。同時，左從移動盤16和右從移動盤左16'之間的計算寬度LO也為固定值。因為L = L0+L2+L3，且L和LO為固定值，所以L2與L3為反比關系。差速器電子控制系統根據轉向機構的轉角位移來調節力F，力F推動差速調節桿 18軸向移動，差速調節桿18上的撥叉頭21和21 ‘可分別推動左從移動盤16、軸承座圈21、 推力軸承17、軸承座圈21'和右從移動盤左16'整體左、右移動，使L2和L3大小改變；由于嚙合半徑與V形槽計算寬度的反比關系，L2和L3大小改變導致R2和R3也發生大小改變；由于嚙合半徑之間的反比關系，R2和R3大小改變導致Rl和R4也發生大小改變。以上過程最終導致R1/R2與R4/R3的關系變化，使m、N2和N的關系發生變化，從而實現該裝置的主動模式下的各種工作過程，其實質是由L2和L3的大小變化來改變m、N2和N的關系。在主動差速結構的基礎上取消差速調節桿18、撥叉20、撥叉頭22、撥叉頭22'和調節桿軸承19，其它零件保持不變，即可變為被動差速模式下的無級變速式差速器。變動后的裝置中的左半軸12獲得左側驅動車輪的轉速N2并傳遞給左從動軸13，右半軸12'獲得右側驅動車輪的轉速m并傳遞給右從動軸13'，主動軸1獲得動力源驅動的轉速為N。根據轉速與嚙合半徑的等式關系和嚙合半徑之間的反比關系及嚙合半徑與V形槽的計算寬度成反比關系來被動的調節各嚙合半徑的大小，嚙合半徑的大小的改變使得差速器能夠保障被動差速調節，其實質是由Ni、N2和N的關系變化來被動的改變Rl和R2與R4和R3的變化關系。變速功能可以通過改變初始盤的外徑尺寸和改變初始LO長度二種方式來實現， 改變初始盤的外徑尺寸和改變初始LO長度最終使各嚙合半徑變化，當R4 = Rl < R3 = R2 時，N >附=N2，具有降速功能；當R4 = Rl > R3 = R2時，Nl = N2 > N，具有升速功能。本發明通過下述技術方案予以實現一種無級變速式自鎖差速器，它包括與左從動軸13和右從動軸13'軸線平行布置的主動軸1，在主動軸1上對稱布置有左主固定盤7'和右主固定盤7、左主移動盤6'和右主移動盤6、左預緊彈簧5'和右預緊彈簧5、彈簧座4'和彈簧座4及鎖緊螺母3'和鎖緊螺母3，左主移動盤6'和右主移動盤6與主動軸1花鍵連接并可沿主動軸1軸向移動， 彈簧座4和彈簧座4'與主動軸1花鍵連接，左預緊彈簧5'位于彈簧座4'與左主移動盤 6'之間，右預緊彈簧5位于彈簧座4與右主移動盤6之間，左主固定盤7'通過二個半圓連接盤8與圓錐齒輪9連接；所述的左從動軸13的軸線與右從動軸13'的軸線在同一直線上，右從動軸13'的左端通過滾針軸承11的支撐插入左從動軸13的內孔中，左從動軸13 與左半軸12花鍵連接，右從動軸13'與右半軸12'花鍵連接，在左從動軸13上布置有左從固定盤15和左從移動盤16，左從移動盤16與左從動軸13花鍵連接并可沿左從動軸13 軸向移動，在右從動軸13'上布置有右從固定盤15'、右從移動盤16'，右從移動盤16' 與右從動軸13'花鍵連接并可沿右從動軸13'軸向移動，左從移動盤16的右端為軸承座圈21，右從移動盤16'的左端為軸承座圈21'，推力軸承17位于軸承座圈21和軸承座圈 21'之間；所述的左主固定盤7'和左主移動盤6'形成V形槽V4，右主固定盤7和右主移動盤6形成V形槽Vl，左從固定盤15和左從移動盤16形成V形槽V3，右從固定盤15 ‘和右從移動盤16 ‘形成V形槽V2，V形金屬帶10跨接V形槽V3和V形槽V4，V形金屬帶10 ‘ 跨接V形槽Vl和V形槽V2，差速調節桿18穿過V形金屬帶10和V形金屬帶10 ‘的金屬帶圈，差速調節桿18的軸線與主動軸1、左從動軸13和右從動軸13'的軸線平行，在差速調節桿18上設置有撥叉20，撥叉20的撥叉頭22位于左從移動盤16和軸承座圈21之間， 且撥叉頭22與軸承座圈21外端面之間為相對運動的光滑配合關系，撥叉頭22'位于右從移動盤16'和軸承座圈21'之間，撥叉頭22'與軸承座圈2Γ外端面之間也為相對運動的光滑配合關系，其相對運動的光滑配合關系為了傳遞來自調節桿18左右方向的F推力， 既可以傳遞推力F又能保持兩個零件之間相對運動。所述的左主固定盤7'和右主固定盤7與主動軸1為一體件，左從固定盤15與左從動軸13為一體件，右從固定盤15'與右從動軸13'為一體件；所述的主動軸1通過位于主動軸1兩端的深溝球軸承2支撐在差速器殼體上，左從動軸13和右從動軸13'通過各自外端的圓錐磙子軸承14支撐在差速器殼體上，差速調節桿18通過其兩端的調節桿軸承 19支撐在差速器殼體上；所述的主動軸1既可以通過圓錐齒輪9與動力源連接獲得動力驅動，也可以通過在主動軸1的軸端采用鍵連接方式獲得動力驅動；所述的左半軸12用于連接汽車左驅動輪，右半軸12'用于連接汽車右驅動輪；所述的差速調節桿18、撥叉20、撥叉頭22、撥叉頭22'和調節桿軸承19的存在，可實現主動差速調節，取消差速調節桿18、撥叉 20、撥叉頭22、撥叉頭22'和調節桿軸承19，則可實現被動差速調節；所述的V形金屬帶10 和V形金屬帶10'也可以更換為V形皮帶。本發明的有益效果是(1)采用由主動軸、從動軸、金屬錐盤和金屬帶(或皮帶) 組成的無級變速機構實現了差速過程的無級調速，提高了差速過程的連續性；( 具有防滑自鎖功能的同時可以根據汽車轉向機構的轉角位移進行主動差速；(3)既可以用于主動差速也可以用于被動差速，同時兼具變速功能，應用范圍廣；(4)結構簡單，生產成本低。
圖1是無級變速式自鎖差速器主動差速結構示意圖2是無級變速式自鎖差速器被動差速結構示意圖；圖3是無級變速式自鎖差速器主動差速A-A剖視圖；圖4是無級變速式自鎖差速器被動差速B-B剖視圖；圖5是采用圓錐齒輪動力輸入的主動軸結構示意圖；圖6是采用軸端動力輸入的主動軸結構示意圖；圖7是從動軸結構示意圖；圖8是無級變速式自鎖差速器左轉差速原理圖；圖9是無級變速式自鎖差速器右轉差速原理圖。圖中1.主動軸 2.深溝球軸承 3.鎖緊螺母 3'.鎖緊螺母 4.彈簧座 4'.彈簧座 5.右預緊彈簧 5'.左預緊彈簧 6.右主移動盤 6'.左主移動盤 7.右主固定盤7'.左主固定盤8.半圓連接盤9.圓錐齒輪10. V形金屬帶 10'. V形金屬帶 11.滾針軸承 12.左半軸 12'.右半軸 13.左從動軸 13'.右從動軸 14.圓錐磙子軸承 15.左從固定盤 15'.右從固定盤 16.左從移動盤 16'. 右從移動盤17.推力軸承18.差速調節桿19.調節桿軸承20.撥叉21.軸承座圈 21'.軸承座圈22.撥叉頭22'.撥叉頭V1、V2、V3、V4. V 形槽
具體實施例方式下面參照附圖進一步說明本發明的具體內容及其具體實施方式
。圖1是無級變速式自鎖差速器主動差速結構示意圖，圖3是無級變速式自鎖差速器主動差速A-A剖視圖，主動軸1與左從動軸13和右從動軸13'軸線平行布置，左從動軸 13的軸線與右從動軸13'的軸線在同一直線上，右從動軸13'的左端通過滾針軸承11的支撐插入左從動軸13的內孔中，左從動軸13與左半軸12花鍵連接，右從動軸13'與右半軸12'花鍵連接。左主固定盤7'和右主固定盤7、左主移動盤6'和右主移動盤6、左預緊彈簧5' 和右預緊彈簧5、彈簧座4'和彈簧座4及鎖緊螺母3'和鎖緊螺母3在主動軸1上對稱布置，左主固定盤7'和右主固定盤7與主動軸1為一體件，左主移動盤6'和右主移動盤6 與主動軸1花鍵連接并可沿主動軸1軸向移動，左預緊彈簧5'和右預緊彈簧5的彈簧力大小可分別經鎖緊螺母3'和鎖緊螺母3進行調節，彈簧座4和彈簧座4'與主動軸1花鍵連接，可以防止調節鎖緊螺母時彈簧座隨鎖緊螺母轉動，左預緊彈簧5'位于彈簧座4'與左主移動盤6'之間，右預緊彈簧5位于彈簧座4與右主移動盤6之間，左主固定盤7'通過連接盤8與圓錐齒輪9連接，主動軸1通過圓錐齒輪9與動力源連接獲得動力。在左從動軸13上布置有左從固定盤15和左從移動盤16，左從固定盤15與左從動軸13為一體件，左從移動盤16與左從動軸13花鍵連接并可沿左從動軸13軸向移動，在右從動軸13'上布置有右從固定盤15'、右從移動盤16'，右從固定盤15'與右從動軸13' 為一體件，右從移動盤16'與右從動軸13'花鍵連接并可沿右從動軸13'軸向移動，左從移動盤16的右端為軸承座圈21，右從移動盤16'的左端為軸承座圈21'，推力軸承17位于軸承座圈21和軸承座圈21 ‘之間，推力軸承17保證左從移動盤16與右從移動盤16' 能相對轉動又可承受軸向推力。
左主固定盤7'和左主移動盤6'形成V形槽V4，V形槽V4的寬度為L4，右主固定盤7和右主移動盤6形成V形槽VI，V形槽Vl的寬度為Li，左從固定盤15和左從移動盤16形成V形槽V3，V形槽V3的寬度為L3，右從固定盤15'和右從移動盤16'形成V形槽V2，V形槽V2的寬度為L2。V形金屬帶10跨接V形槽V3和V形槽V4，V形金屬帶10與V形槽V3的嚙合半徑為R3，V形金屬帶10與V形槽V4的嚙合半徑為R4，V形金屬帶10 ‘跨接V形槽Vl和V 形槽V2，V形金屬帶10'與V形槽Vl的嚙合半徑為Rl，V形金屬帶10'與V形槽V2的嚙合半徑為R2，左預緊彈簧5 ’的彈簧力保證金屬帶10與V形槽V3和V形槽V4的無間隙嚙合且傳遞要求的動力，右預緊彈簧5的彈簧力保證金屬帶10'與V形槽Vl和V形槽V2的無間隙嚙合且傳遞要求的動力。差速調節桿18穿過V形金屬帶10和V形金屬帶10'的金屬帶圈，差速調節桿18 通過其兩端的調節桿軸承19支撐在差速器殼體上，差速調節桿18的軸線與主動軸1、左從動軸13和右從動軸13'的軸線平行，差速調節桿18可以沿其軸線移動，在差速調節桿18 上設置有撥叉20，撥叉20的撥叉頭22位于左從移動盤16和軸承座圈21之間，撥叉頭22 ‘ 位于右從移動盤16'和軸承座圈21'之間，當差速調節桿18在力F作用下沿其軸線左或右移動時，撥叉頭22和撥叉頭22'分別作用在軸承座圈21和軸承座圈21'的外側面上， 在推動軸承座圈21或軸承座圈2Γ的同時，帶動左從移動盤16、軸承座圈21、推力軸承 17、軸承座圈21'和右從移動盤16'整體向左或右移動，力F可以是電動或液壓或機械驅動力形式，這些驅動力都由汽車轉向機構的轉角位移量來決定，差速器電子控制系統根據轉向機構的轉角位移來調節力F的大小和移動方向，實現改變L2與L3的反比例關系大小。圖2是無級變速式自鎖差速器被動差速結構示意圖，圖4是無級變速式自鎖差速器被動差速B-B剖視圖，在主動差速結構的基礎上取消差速調節桿18、撥叉20、撥叉頭22、 撥叉頭22'和調節桿軸承19，其它零件保持不變，變動后的裝置用于被動差速。圖5是采用圓錐齒輪動力輸入的主動軸結構示意圖，左主固定盤7'通過二個半圓連接盤8與圓錐齒輪9連接，主動軸1通過圓錐齒輪9與動力源連接獲得動力，主動軸1 通過位于主動軸1兩端的深溝球軸承2支撐在差速器殼體上。圖6是采用軸端動力輸入的主動軸結構示意圖，這是主動軸1獲得動力的另一種結構方式，主動軸1通過其軸端采用鍵連接方式與動力源連接獲得動力。圖7是從動軸結構示意圖，左從動軸13和右從動軸13'通過各自外端的圓錐磙子軸承14支撐在差速器殼體上，左從動軸13和右從動軸13'同時受到圓錐磙子軸承14的徑向支撐、滾針軸承11徑向支撐和推力軸承17的軸向支撐，使左從動軸13和右從動軸13' 之間能相互獨立轉動的同時又可承受徑向力和軸向力；左從移動盤16、軸承座圈21、推力軸承17、軸承座圈21'和右從移動盤16'的整體計算寬度為L0，左從固定盤15和右從固定盤15'之間的計算寬度為L ；左半軸12用于連接汽車左驅動輪，右半軸12'用于連接汽車右驅動輪。圖8是無級變速式自鎖差速器左轉差速原理圖，無論是采用主動差速結構還是被動差速結構進行左轉差速工作時，嚙合半徑Rl、R2、R3和R4之間的關系都符合圖8所示的關系，即Rl增大、R2減小、R3增大和R4減小，嚙合半徑之間這樣的關系滿足附> N > N2。圖9是無級變速式自鎖差速器右轉差速原理圖，無論是采用主動差速結構還是被動差速結構進行右轉差速工作時，嚙合半徑Rl、R2、R3和R4之間的關系都符合圖9所示的關系，即Rl減小、R2增大、R3減小和R4增大，嚙合半徑之間這樣的關系滿足N2 > N > Ni。實施例1 無級變速式自鎖差速器主動差速及自鎖工作過程如下。主動軸1通過連接盤8與圓錐齒輪9連接，驅動力經圓錐齒輪9輸入給主動軸1， 主動軸1的轉速為N ；主動軸1的動力通過跨接V形槽Vl和V形槽V2的V形金屬帶10' 傳遞給右從動軸13'，使右從動軸13'和與其花鍵連接的右半軸12'獲得動力轉動，右從動軸13'和右半軸12'的轉速為Ni，右半軸12'將動力傳遞給右側驅動車輪；同時，主動軸1的動力通過跨接V形槽V4和V形槽V3的V形金屬帶10傳遞給左從動軸13，使左從動軸13和與其花鍵連接的左半軸12獲得動力轉動，左從動軸13和左半軸12的轉速為N2，左半軸12將動力傳遞給左側驅動車輪。通過鎖緊螺母3和鎖緊螺母3 ‘分別調節右預緊彈簧5和左預緊彈簧5 ‘的彈簧預緊力，使Ll = L2 = L3 = L4，各嚙合半徑的初始狀態值為Rl = R2 = R3 = R4，根據附 =N(R1/R2)和N2 = N(R4/R3)，可以得到附=N2 = N，此時差速器執行等速工作。汽車左轉時，差速器電子控制系統根據轉向機構的轉角位移來調節力F使差速調節桿18軸向向左移動，差速調節桿18上的撥叉頭22'推動軸承座圈21'向左移動，從而帶動左從移動盤16、軸承座圈21、推力軸承17、軸承座圈21'和右從移動盤左16'整體向左移動，由于L和LO為固定值且L = L0+L2+L3，所以導致L3減小的同時L2增大。由于嚙合半徑與V形槽計算寬度存在反比關系，所以L3減小導致R3增大，L2增大導致R2減小； 由于R3存在R4為反比關系，所以R3增大導致R4減小；由于R2存在Rl為反比關系，所以 R2減小導致Rl增大。調節后的結果為Rl增大、R2減小、R3增大和R4減小，因為初始狀態為 Rl = R2 = R3 = R4，所以有 R1/R2 > 1 和 R4/R3 < 1，同時根據 Nl = N(R1/R2)和 N2 = N(R4/R3)，可以得到附> N和N2 < N，即附> N > N2，左側驅動車輪轉速小于右側驅動車輪轉速，實現了左轉主動差速。汽車右轉時，差速器電子控制系統根據轉向機構的轉角位移來調節力F使差速調節桿18軸向向右移動，差速調節桿18上的撥叉頭22推動軸承座圈21向右移動，從而帶動左從移動盤16、軸承座圈21、推力軸承17、軸承座圈21'和右從移動盤左16'整體向右移動，導致L3增大的同時L2減小；由于嚙合半徑與V形槽計算寬度存在反比關系，所以L3增大導致R3減小，L2減小導致R2增大；由于R3存在R4為反比關系，所以R3減小導致R4增大；由于R2存在Rl為反比關系，所以R2增大導致Rl減小。調節后的結果為Rl減小、R2 增大、R3減小和R4增大，因為初始狀態為Rl = R2 = R3 = R4，所以有R1/R2 < 1和R4/R3 > 1，同時根據 Nl = N (R1/R2)禾Π N2 = N (R4/R3)，可以得到 Nl < N 和 Ν2 > N，即 Ν2 > N > m，右側驅動車輪轉速小于左側驅動車輪轉速，實現了右轉主動差速。由于嚙合半徑Rl、R2、R3和R4的實際大小即不可能等于零也不可能無窮大，因此在差速時，必然存在0 < R1/R2 Φ R4/R3 < +①，即可得到0 <附乒Ν2 < +①，兩側驅動車輪既不會完全高速空轉也不會停止不動，可以保持兩側車輪都具有轉動能力，實現了差速器的防滑自鎖。實施例2 無級變速式自鎖差速器被動差速及自鎖工作過程如下。動軸1通過連接盤8與圓錐齒輪9連接，驅動力經圓錐齒輪9輸入給主動軸1， 主動軸1的轉速為N ；左側驅動車輪的轉速通過左半軸12傳遞給與左半軸12花鍵連接的左從動軸13，左從動軸13的轉速為N2 ；右側驅動車輪的轉速通過右半軸12'傳遞給與右半軸12'花鍵連接的右從動軸13'，右從動軸13'的轉速為附。通過鎖緊螺母3和鎖緊螺母3'分別調節右預緊彈簧5和左預緊彈簧5'的彈簧預緊力，使1^1 = 1^2 = 1^3 = 1^4，各嚙合半徑的初始狀態值為Rl = R2 = R3 = R4。當汽車兩側驅動輪等速行駛時，有m = N2,根據m = N(R1/R2)和N2 = N(R4/ R3)，可以得到Rl = R2 = R3 = R4，這正與差速器嚙合半徑的初始狀態值吻合，此時差速器能夠保障汽車兩側驅動輪等速行駛。當汽車左轉時，左側驅動車輪轉速小于右側驅動車輪轉速，即N2 < N < Ni。此時， 右從動軸13'的轉速m大于主動軸1的轉速N，根據m = N(R1/R2) >N有R1/R2>1，這導致Rl增大和R2減小，R2減小導致L2增大，即金屬帶10'擠壓右從移動盤16'向左移動，從而帶動左從移動盤16、軸承座圈21、推力軸承17、軸承座圈21 ‘和右從移動盤左16 ‘ 整體向左移動，移動后L3減小，L3減小導致R3增大，由于R3存在R4為反比關系，所以R3 增大導致R4減小，調節后的結果為Rl增大、R2減小、R3增大和R4減小。因為初始狀態為 Rl = R2 = R3 = R4，調節后的嚙合半徑值滿足R1/R2 > 1和R4/R3 < 1，滿足Nl > N* N2 < N，保障了汽車左轉差速。當汽車右轉時，右側驅動車輪轉速小于左側驅動車輪轉速，即m < N < N2。此時， 左從動軸13的轉速N2大于主動軸1的轉速N，根據N2 = N(R4/R3) > N有R4/R3 > 1，這導致R4增大和R3減小，R3減小導致L3增大，即金屬帶10擠壓左從移動盤16向右移動， 從而帶動左從移動盤16、軸承座圈21、推力軸承17、軸承座圈21'和右從移動盤左16'整體向右移動，移動后L2減小，L2減小導致R2增大，由于R2存在Rl為反比關系，所以R2增大導致Rl減小，調節后的結果為Rl減小、R2增大、R3減小和R4增大。因為初始狀態為Rl =R2 = R3 = R4，調節后的嚙合半徑值滿足R1/R2 < 1和R4/R3 > 1，滿足Nl < N和N2 > N，保障了汽車右轉差速。由于嚙合半徑Rl、R2、R3和R4的實際大小即不可能等于零也不可能無窮大，因此在差速時，必然存在0 < R1/R2 Φ R4/R3 < +①，即可得到0 <附乒Ν2 < +①，兩側驅動車輪既不會完全高速空轉也不會停止不動，可以保持兩側車輪都具有轉動能力，實現了差速器的防滑自鎖。實施例3 無級變速式自鎖差速器變速工作過程如下。實現變速功能包括改變初始盤的外徑尺寸和改變初始LO長度二種方式。改變初始盤的外徑尺寸實現變速過程，左主固定盤7'和左主移動盤6'、右主固定盤7和右主移動盤6的外徑尺寸小于左從固定盤15和左從移動盤16、右從固定盤15' 和右從移動盤16'的外徑尺寸，滿足初始嚙合半徑關系為R4 = Rl < R3 = R2時，N >附 = N2，具有降速功能。改變初始LO長度實現變速過程。左主固定盤7'和左主移動盤6'、右主固定盤 7和右主移動盤6、左從固定盤15和左從移動盤16、右從固定盤15'和右從移動盤16'外徑尺寸都相等，可經過增加LO長度分別使L3和L2的寬度都變小，分別使V形金屬帶10和V形金屬帶10'與V形槽V3和V形槽V2的捏合半徑R3和R2的半徑都變大，然后經V形金屬帶10和V形金屬帶10'使R4和Rl變小，滿足初始嚙合半徑關系為R4 = Rl < R3 = R2時，N > m = N2，具有降速功能，經鎖緊螺母3'和鎖緊螺母3分別調解預緊彈簧5'和預緊彈簧5分別對左主移動盤6'和右主移動盤6的初始作用力大小。
同理，減少LO長度分別使L3和L2寬度都變大，R3和R2的半徑都變小，R4和Rl 都變大，滿足初始嚙合半徑關系為R4 = Rl > R3 = R2時，m = N2 > N，具有升速功能。先減少LO長度，后根據傳遞功率大小調解彈簧5'和彈簧5預緊力。
權利要求
1.一種無級變速式自鎖差速器，包括主動軸、從動軸、半軸和中間變速裝置，其特征是， 所述的主動軸(1)與左從動軸(1 和右從動軸(13')軸線平行布置，在主動軸(1)上對稱布置有左主固定盤(7')和右主固定盤(7)、左主移動盤(6')和右主移動盤(6)、左預緊彈簧(5')和右預緊彈簧(5)、彈簧座)和彈簧座(4)及鎖緊螺母(3‘)和鎖緊螺母(3)，左主移動盤(6')和右主移動盤(6)與主動軸(1)花鍵連接并可沿主動軸(1)軸向移動，彈簧座(4)和彈簧座)與主動軸(1)花鍵連接，左預緊彈簧(5 ‘)位于彈簧座0')與左主移動盤(6')之間，右預緊彈簧( 位于彈簧座(4)與右主移動盤(6)之間，左主固定盤(7')通過兩個半圓連接盤(8)與圓錐齒輪(9)連接；所述的左從動軸(13) 的軸線與右從動軸(13')的軸線在同一直線上，右從動軸(13')的左端通過滾針軸承 (11)的支撐插入左從動軸(1 的內孔中，左從動軸(1 與左半軸(1 花鍵連接，右從動軸(13')與右半軸(12')花鍵連接，在左從動軸(1 上布置有左從固定盤(1 和左從移動盤(16)，左從移動盤(16)與左從動軸(1 花鍵連接并可沿左從動軸(1 軸向移動， 在右從動軸(13')上布置有右從固定盤(15')、右從移動盤(16')，右從移動盤(16') 與右從動軸(13')花鍵連接并可沿右從動軸(13')軸向移動，左從移動盤(16)的右端為軸承座圈(21)，右從移動盤(16')的左端為軸承座圈Ol')，推力軸承(17)位于軸承座圈和軸承座圈Ol')之間；V形金屬帶(10)跨接V形槽(V4)和V形槽(V3)，V形金屬帶(10')跨接V形槽(Vl)和V形槽(V2)，差速調節桿(18)穿過V形金屬帶(10)和 V形金屬帶(10')的金屬帶圈，差速調節桿(18)的軸線與主動軸(1)、左從動軸(13)和右從動軸(13')的軸線平行，在差速調節桿(18)上設置有撥叉(20)，撥叉OO)的撥叉頭 (22)位于左從移動盤(16)和軸承座圈之間，撥叉頭0 與軸承座圈外端面之間為相對運動的光滑配合關系，撥叉頭)位于右從移動盤(16')和軸承座圈Ol') 之間，撥叉頭)與軸承座圈Ol')外端面之間為相對運動的光滑配合關系。
2.根據權利要求1所述的一種無級變速式自鎖差速器，其特征是，所述的左主固定盤 (7')和右主固定盤(7)與主動軸(1)為一體件，左從固定盤(15)與左從動軸(13)為一體件，右從固定盤(15')與右從動軸(13')為一體件。
3.根據權利要求1所述的一種無級變速式自鎖差速器，其特征是，所述的主動軸(1)通過位于主動軸(1)兩端的深溝球軸承( 支撐在差速器殼體上，左從動軸(1 和右從動軸 (13')通過各自外端的圓錐磙子軸承(14)支撐在差速器殼體上，差速調節桿(18)通過其兩端的調節桿軸承(19)支撐在差速器殼體上。
4.根據權利要求1所述的一種無級變速式自鎖差速器，其特征是，所述的主動軸(1)既可以通過圓錐齒輪(9)與動力源連接獲得動力驅動，也可以通過在主動軸(1)的軸端采用鍵連接方式獲得動力驅動。
5.根據權利要求1所述的一種無級變速式自鎖差速器，其特征是，所述的左半軸(12) 用于連接汽車左驅動輪，右半軸(12')用于連接汽車右驅動輪。
6.根據權利要求1所述的一種無級變速式自鎖差速器，其特征是，所述的差速調節桿 (18)、撥叉(20)、撥叉頭(22)、撥叉頭)和調節桿軸承(19)的存在，可實現主動差速調節；取消差速調節桿(18)、撥叉OO)、撥叉頭0 、撥叉頭)和調節桿軸承(19)， 則可實現被動差速調節。
7.根據權利要求1所述的一種無級變速式自鎖差速器，其特征是，所述的V形金屬帶(10)和V形金屬帶(10')也可以更換為V形皮帶。
全文摘要
本發明公開了一種無級變速式自鎖差速器，旨在提供一種具有防滑自鎖功能的同時既可以進行被動差速又可以進行主動差速的無級變速式自鎖差速器。該裝置包括軸線平行布置的主動軸、左從動軸、右從動軸和差速調節桿，兩條V形金屬帶跨接左、右從動軸和主動軸上的V形槽，左從動軸與右從動軸軸線共線，右從動軸的左端通過滾針軸承的支撐插入左從動軸的內孔中，左從動軸與左半軸花鍵連接，右從動軸與右半軸花鍵連接，在主動軸上對稱布置有左主固定盤和右主固定盤、左主移動盤和右主移動盤、左預緊彈簧和右預緊彈簧、兩個彈簧座和兩個鎖緊螺母，在左從動軸上布置有左從固定盤和左從移動盤，在右從動軸上布置有右從固定盤、右從移動盤，在左從移動盤和右從移動盤之間安裝有推力軸承。
文檔編號F16H48/12GK102384240SQ20111020434
公開日2012年3月21日 申請日期2011年7月21日 優先權日2011年7月21日
發明者方顯忠 申請人:吉林大學