本發明涉及擺線限滑差速器，屬于車用傳動部件技術領域，特別涉及一種可用于汽車的差速器。

背景技術：

差速器是一種機械傳動部件，多用于將汽車變速箱輸出的動力傳動給兩個或四個驅動車輪，由于路面不平和車輛轉彎等原因造成驅動車輪壓過的軌跡不同，如果保持同速旋轉就會造成車輪與路面的摩擦增大，增加車輛行駛阻力，所以差速器需要根據每個驅動車輪的不同運轉情況向車輪輸出轉速，傳統的差速器多為斜齒輪或冠狀齒輪結構。

限滑差速器，英文名為limitedslipdifferential，簡稱lsd。限滑差速器，顧名思義就是限制車輪滑動的一種改進型差速器，指驅動輪轉速差值被允許在一定范圍內，以保證正常的轉彎等行駛性能的類差速器，但當某一驅動輪打滑或懸空時又能限制差速器不將全部動力輸出給打滑或懸空車輪，有助于車輛脫困和激烈駕駛時的操控，譬如說當車輛一輪掉入坑洞中，此車輪就毫無任何摩擦力可言，著地車輪相對卻有著極大的阻力，此時普通的差速器的作用會讓所有動力回饋到低摩擦的輪子。掉入坑洞的車輪會不停轉動，而著地輪反而完全無動作，如此車輪就無法行駛，這時如果車輛裝配的是限滑差速器就不會出現這種情況。目前的限滑差速器有使用電控多片離合器來實現鎖定的，但反應速度相對較慢，也有通過純機械式的蝸輪蝸桿來實現的，造價成本相對較高，作為中央差速器時也不便于設定前后輪的輸出扭矩不等比分配。

技術實現要素：

為了解決上述問題，本發明提出了擺線限滑差速器，具體技術方案如下。

擺線限滑差速器，由行星架、至少兩個一端帶有曲柄軸的a型行星齒輪、至少兩個一端帶有曲柄軸的b型行星齒輪、兩個a型擺動齒輪、輸出齒輪a、兩個b型擺動齒輪、輸出齒輪b組成；每個a型行星齒輪的自轉軸心固定在行星架上，每個a型行星齒輪的自轉軸心線與行星架自轉軸心線平行，每個a型行星齒輪至少與一個b型行星齒輪嚙合，每個a型行星齒輪上的曲柄軸帶有兩級偏心軸且兩級偏心軸相位相差180度，所有a型行星齒輪的曲柄軸上的偏心軸軸心都與行星齒輪自轉軸心平行且偏心距相同，所有a型行星齒輪上的曲柄軸相位相同，每個a型行星齒輪上的兩級偏心軸分別穿過兩個a型擺動齒輪上對應的軸孔，輸出齒輪a自轉轉軸與行星架自轉轉軸同軸，輸出齒輪a同時分別與兩個a型擺動齒輪嚙合組成內齒輪副，兩個a型擺動齒輪齒廓相同齒數相等；每個b型行星齒輪的自轉軸心固定在行星架上，每個b型行星齒輪的自轉軸心線與行星架自轉軸心線平行，每個b型行星齒輪至少與一個a型行星齒輪嚙合，每個b型行星齒輪上的曲柄軸帶有兩級偏心軸且兩級偏心軸相位相差180度，所有b型行星齒輪的曲柄軸上的偏心軸軸心都與行星齒輪自轉軸心平行且偏心距相同，所有b型行星齒輪上的曲柄軸相位相同，每個b型行星齒輪上的兩級偏心軸分別穿過兩個b型擺動齒輪上對應的軸孔，輸出齒輪b自轉轉軸與行星架自轉轉軸同軸，輸出齒輪b同時分別與兩個b型擺動齒輪嚙合組成內齒輪副，兩個b型擺動齒輪齒廓相同齒數相等；每個a型行星齒輪和b型行星齒輪嚙合的齒輪比相同，行星架、輸出齒輪a和輸出齒輪b分別設有用于與差速器外界零件連接的齒形結構或孔形結構。本技術方案選用行星架和行星齒輪的描述方法進行描述，主要是為了更準確的描述零件間的連接關系，因為本發明的技術方案中并沒傳統的太陽輪結構且有行星齒輪之間的相互嚙合，所以不屬于傳統的行星齒輪傳動機構，用行星齒輪和行星架的零件或構件命名方法只是便于更形象的闡述零件或構件之間的關系；還要強調上述組成擺線限滑差速器的零件或構件可以選用一體加工成型的零件或一體運動的構件，本文中將“一端帶有曲柄軸的a行星齒輪”簡稱為“a型行星齒輪”,將“一端帶有曲柄軸的b行星齒輪”簡稱為“b型行星齒輪”，將“一端帶有曲柄軸的行星齒輪”簡稱為“行星齒輪”；上述的所有a型行星齒輪上的曲柄軸相位相同的空間位置關系可以理解為任何兩個a型行星齒輪的曲柄軸的相同級偏心軸的軸心線與齒輪自轉軸心線確定的平面始終保持平行；行星齒輪上的兩級偏心軸相位相差180度造成其穿過的兩個擺動齒輪的公轉相位差相差180度，兩個擺動齒輪與同一個輸出齒輪嚙合時180度的相位差保證了兩個擺動齒輪對輸出齒輪造成的徑向壓力抵消，降低輸出齒輪的徑向負荷，同理也降低行星齒輪和行星齒輪曲柄軸的徑向負荷，同時還保證了差速器整體轉動的重心居中；a型行星齒輪和b型行星齒輪可以是同樣的齒輪，也可以是齒數不同但能組成外齒輪副的齒輪；齒形結構有很多種形式，差速器上常用的是花鍵結構，行星架上的齒形結構可以是任何便于對行星架施加扭矩的單齒或多齒的齒形結構，而用于與外界零件連接的孔形結構通常是將零件用螺絲或銷釘與差速器外界零件連接固定的螺絲孔或銷釘孔。

上述的擺線限滑差速器，所述行星架通過所述齒形結構或孔形結構受外力自轉帶動每個a型行星齒輪和每個b型行星齒輪隨著行星架的自傳進行公轉，每個a型行星齒輪上的曲柄軸帶動兩個a型擺動齒輪隨行星架轉動，兩個a型擺動齒輪帶動輸出齒輪a轉動，每個b型行星齒輪上的曲柄軸帶動兩個b型擺動齒輪隨行星架轉動，兩個b型擺動齒輪帶動輸出齒輪b轉動，輸出齒輪a和輸出齒輪b分別通過齒形結構或形結構輸出轉動；當輸出齒輪a和輸出齒輪b轉速相同時差速器內所有零件相對行星架靜止不動；當輸出齒輪a和輸出齒輪b的輸出負載不同造成轉速不同時，輸出齒輪a和輸出齒輪b發生相對轉動，既輸出齒輪a和輸出齒輪b分別與行星架發生方向相反的相對轉動，造成所有a型擺動齒輪和所有b型擺動齒輪分別與行星架發生相對于行星架自轉軸線的方向相反的公轉，每個a型擺動齒輪和每個b型擺動齒輪相對于行星架自轉軸線的公轉通過曲柄軸帶動每個a型行星齒輪和每個b型行星齒輪向相反方向自轉，受限于a型行星齒輪和b型行星齒輪的嚙合，輸出齒輪a和輸出齒輪b只能以一個固定的轉速比關系相對于行星架發生方向相反的相對旋轉。上述是本發明的擺線限滑差速器轉動運動的傳遞關系或者說扭矩的傳遞關系和差速輸出的實現原理；進一步解釋本發明的差速器潛在的限滑機制的實現原理是:輸出齒輪a和a型擺動齒輪的齒數決定輸出齒輪a相對行星架自轉一周帶動的每個a型擺動齒輪以行星架自轉軸線為軸相對于行星架公轉的圈數，a型擺動齒輪的公轉圈數與每個a型行星齒輪的自轉圈數相同，輸出齒輪b和b型擺動齒輪的齒數決定輸出齒輪b相對行星架自轉一周帶動的每個b型擺動齒輪以行星架自轉軸線為軸相對于行星架公轉的圈數，b型擺動齒輪的公轉圈數與每個b型行星齒輪的自轉圈數相同，當輸出齒輪自轉與齒輪副內的擺動齒輪公轉的轉速比較高時，尤其是輸出齒輪和擺動齒輪組成少齒差內齒輪副時，由于摩擦力和潤滑油流體阻力的存在，輸出齒輪a和輸出齒輪b的相對旋轉時的差速器內部差數轉動阻力會根據相對旋轉轉速成比例放大，同時這個差速器內部的差數轉動阻力也在造成輸出齒輪與嚙合的擺動齒輪之間嚙合面壓力增大，造成輸出齒輪與嚙合的擺動齒輪之間齒輪副傳動阻力增大，進一步加大輸出齒輪a和輸出齒輪b相對轉動的差速器內部差數轉動阻力，這些阻力的增大都在平衡造成輸出齒輪a和輸出齒輪b轉速差異的外界輸出阻力的差異，使輸出齒輪a和輸出齒輪b趨于同速輸出，也就是起到限滑作用；具體能否在打滑時實現鎖定，取決于差速器內部差數轉動阻力增大的最大值，理論上當輸出齒輪a和輸出齒輪b的相對扭矩或相對轉速造成的差速器內部差數轉動阻力大于等于輸入到行星架的扭矩時可以實現輸出齒輪a和輸出齒輪b之間的相對鎖定，輸出負載指的是輸出齒輪通過齒形結構或孔形結構與外界零件周向連接后需要帶動的外界零件轉動時的阻力。

上述a型擺動齒輪和輸出齒輪a組成的齒輪副或b型擺動齒輪和輸出齒輪b組成的齒輪副為擺線齒輪副。擺線齒輪副包括擺線針輪副，當擺線齒輪副較少齒差時，兩個齒輪相對自轉一周會對應一個齒輪繞另外一個齒輪的自轉軸心線公轉多周，可以放大自轉時的阻力，而且擺線齒輪可以選擇齒數較少的齒輪，在有限的空間內增大齒輪承受力，另外通過調整擺線齒輪的齒形還可以調節齒輪嚙合的轉動阻力和嚙合扭矩之間的關系，更有利于實施出不同限滑能力的差速器。

上述a型行星齒輪和b型行星齒輪均為斜齒輪或蝸桿。斜齒輪組成的齒輪副在相對旋轉時能夠產生軸向應力，這個軸向應力有利于增大齒輪與軸向其他零件的摩擦壓力，也就是增大齒輪的自轉阻力；蝸桿屬于一種齒輪，蝸桿和蝸桿組成的齒輪副在相對旋轉時產生軸向應力，這個軸向應力增大蝸桿齒輪副中蝸桿和蝸桿之間的摩擦力，增加蝸桿自轉阻力，同時這個軸向應力有利于增大蝸桿與軸向其他零件的摩擦壓力，也增大蝸桿的自轉阻力，在蝸桿的導程角小于一定角度之后蝸桿和蝸桿組成的齒輪副會在一定的相對扭矩時自鎖；在行星齒輪自轉的阻力增加到某個固定值后會造成行星齒輪a和行星齒輪b的嚙合轉動阻力超過造成行星齒輪a和行星齒輪b相對轉動的扭矩，可以實現差速器的鎖定。

上述的擺線限滑差速器，其特征是包括至少3個a型行星齒輪和至少3個b型行星齒輪。3個以上a型行星齒輪和3個以上b型行星齒輪就分別至少有3個曲柄軸與a型擺動齒輪和b型擺動齒輪連接，更有利于擺動齒輪繞行星架自轉軸心線公轉的穩定性，3個曲柄軸也更有利于行星架旋轉帶動擺動齒輪與行星架同步旋轉的扭矩載荷能力。

上述的擺線限滑差速器，所述一端帶有曲柄軸的a型行星齒輪或一端帶有曲柄軸的b型行星齒輪由一端伸出的非圓軸的齒輪零件和套在非圓軸上的偏心軸套組成。當行星齒輪的曲柄軸有兩級偏心軸時，采用偏心軸套和非圓軸的形式組成帶有曲柄軸的行星齒輪構件為常用方法，并且可以在差速器裝配過程中配合其他零件的安裝順序逐級安裝偏心軸套。

上述的擺線限滑差速器，所述行星架上設有至少一處限位結構，限位結構對輸出齒輪a和輸出齒輪b徑向限位，限位結構對輸出齒輪a和輸出齒輪b軸向限位，限位結構對a型行星齒輪和b型行星齒輪軸向限位。在差速器中不需要精密的輸出精度，而更需要在不同的差數條件下表現出不同的差數器差數轉動內部阻力，那么相對位置有一定松動量的零件布局有利于減少正常行駛過程中的差數轉動內部阻力，又能保證在出現較大差數需要線滑時，差速器內部齒輪之間的嚙合造成的軸向應力時零件之間壓緊增大差速器差數轉動內部阻力。

上述的擺線限滑差速器，所述差速器還包括殼體，該殼體上設有至少一處限位結構，限位結構對行星架、輸出齒輪a和輸出齒輪b徑向限位，限位結構對輸出齒輪a和輸出齒輪b軸向限位。有些情況下需要給差速器增加獨立的殼體，殼體和行星架之間不一定有周向的固定關系，甚至殼體可以是變速箱殼體的一部分，殼體可以有效的提供一些必要的零件限位同時殼體還可以承載潤滑油給潤滑油的流動提供更好的控制。

上述的擺線限滑差速器，所述差速器還包括殼體，該殼體與行星架周向固定，殼體上設有用于與差速器外界零件連接的鍵槽或孔，或設有與差速器外界零件嚙合的齒輪。在有些情況下，尤其是差速器作為后差速器的情況，差速器的行星架需要通過殼體與扭矩輸入零件連接或連動，這時殼體就必須與行星架周向固定。

上述的擺線限滑差速器，所述行星架由兩個徑向相對固定，周向相對固定的零件或構件組成。兩片行星架分別設置在行星齒輪軸向的兩端，軸向上這兩片行星架在相互限位或受其他零件限位下允許有一定的移動間隙，這并不影響行星架帶動行星齒輪公轉，尤其是選用斜齒輪或蝸桿作為行星齒輪時，行星架可以在行星齒輪的軸向應力推動下軸向移動，這有利于在差速器打滑時行星齒輪嚙合力矩較大的時候增加差速器內部行星架與擺動齒輪之間的摩擦，甚至進一步增加擺動齒輪與其他零件的摩擦，可以增大差速器內部差數轉動阻力，提高限滑效果。

本發明的擺線限滑差速器可以通過設置a型行星齒輪和b型行星齒輪的齒輪比例實現扭矩輸出的分配設置；還可以通過a型擺動齒輪和輸出齒輪a的齒輪比與b型擺動齒輪和輸出齒輪b齒輪比的差異來實現扭矩輸出的分配設置，這是本發明的差數器的一個重要進步優點，通過設置上述兩處可調節輸出扭矩分配的齒輪比，解決了現有技術中各種差速器調節扭矩分配的范圍局限性，相比現有技術也降低了差速器為調節扭矩分配而設計的造型的加工難度和加工成本，相比于現有技術的某些差速器更提高了同樣尺寸下的扭矩承載能力，或者說減小相同載荷能力下的差速器體積，降低傳動機構的轉動慣量能夠有效提升傳動效率。

本發明的擺線限滑差速器主要用于車輛的發動機動力經過變速箱之后向車輪輸出，作為中央差速器時，通常是變速箱將扭矩輸出給差速器行星架，輸出齒輪a和輸出齒輪b分別將扭矩輸出給前后差速器，作為前差速器或后差速器時，通常中央差速器輸出的扭矩通過轉軸或齒輪輸出到差速器殼體，差速器殼體帶動行星架，差速器的輸出齒輪a和輸出齒輪b分別將扭矩輸出到左右車輪。

附圖說明

圖1實施例1的差速器結構示意圖（剖視圖）。

圖2實施例1的差速器零件爆炸圖。

圖3實施例1的差速器立體圖。

圖中：1，行星架；2，a型行星齒輪的一端帶有非圓軸的齒輪零件；3，a型行星齒輪包含的偏心軸套零件；4，b型行星齒輪的一端帶有非圓軸的齒輪零件；5，b型行星齒輪包含的偏心軸套零件；6，a型擺動齒輪；7，b型擺動齒輪；8，輸出齒輪a；9，輸出齒輪b；10，殼體。

具體實施方式

實施例1，如圖1~圖3所示，本實施例中行星架選用了兩片帶有外花鍵的行星架零件組成，a型行星齒輪為3個相同的漸開線直齒輪，b型行星齒輪也是3個相同的漸開線直齒輪，a型行星齒輪和b型行星齒輪的齒數都相等，3個a型行星齒輪分別與3個b型行星齒輪相互嚙合組成3個齒輪副，a型行星齒輪和b型行星齒輪都是含有兩級偏心軸的曲柄軸的行星齒輪，實現方法是在每個行星齒輪構件的齒輪零件的扁形出軸上裝上相位相差180度的偏心軸套形成了曲柄軸的兩級偏心軸，偏心軸套和齒輪裝在一起組成了行星齒輪構件，本實施例選用了兩個32齒的a型擺動齒輪和34齒的輸出齒輪a分別組成了齒差為2的擺線內齒輪副，其中輸出齒輪a為內齒齒輪，每個a型行星齒輪上的偏心軸套形成的兩級偏心軸分別嵌入兩個a型擺動齒輪的對應軸孔；本實施例選用了兩個32齒的b型擺動齒輪和34齒的輸出齒輪b分別組成了齒差為2的擺線內齒輪副，其中輸出齒輪b為內齒齒輪，每個b型行星齒輪上的偏心軸套形成的兩級偏心軸分別嵌入兩個b型擺動齒輪的對應軸孔；輸出齒輪a和輸出齒輪b的中心設有帶花鍵的軸孔，殼體帶有內花鍵與行星架的花鍵對應，殼體主體零件兩端有限位零件通過螺紋和固定螺絲組成殼體構件，差速器殼體內的零件被殼體限制在相應位置，殼體上加工有連接扭矩輸入齒輪的螺絲孔；本實施例中除偏心軸套選用錫青銅合金為材料制成意外，其他零件均選用鉻鉬鋼為材料加工而成。