專利名稱：鎖止差速器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般地涉及一種差速器，更具體地涉及一種鎖止差速器，該鎖止差速器在 大多數(shù)傳動條件下可操作地連接一對車橋半軸，以及響應(yīng)于兩半軸之間的預(yù)定速度差自動 釋放一個半軸。
背景技術(shù)：
差速器是車橋組件的組成部分并且用于連接一對旋轉(zhuǎn)半軸，所述一對旋轉(zhuǎn)半軸是 車橋組件的組成部分。差速器由驅(qū)動軸通過小齒輪驅(qū)動，小齒輪與安裝在差速器上的齒圈 相嚙合。在機(jī)動車應(yīng)用領(lǐng)域中，差速器允許安裝在車橋組件兩端的輪胎以不同的速度旋轉(zhuǎn)。 這例如在車輛轉(zhuǎn)彎時是非常重要的。外輪胎經(jīng)過的弧形的距離大于內(nèi)輪胎。因此，外輪胎 必須以比內(nèi)輪胎快的速度旋轉(zhuǎn)以補(bǔ)償其經(jīng)過的較大距離。在本領(lǐng)域中已知多種用于在輸出軸之間分配轉(zhuǎn)矩的差速機(jī)構(gòu)。其中一種差速器用 于在大多數(shù)傳動條件下將車橋半軸鎖定在一起，而在一預(yù)定條件、如在例如車輛轉(zhuǎn)彎時響 應(yīng)不同的軸速而使所述(半)軸相脫離。這些裝置通常稱為“鎖止差速器”。大多數(shù)鎖止差速器包括支承一對半軸齒輪的殼體。所述半軸齒輪花鍵連接成隨一 對車橋半軸一起旋轉(zhuǎn)。中央驅(qū)動件或十字軸安裝成隨差速器殼體一起旋轉(zhuǎn)并且驅(qū)動一對分 別布置在中央驅(qū)動件一側(cè)的離合件。凸輪件可操作地連接成隨中央驅(qū)動件一起旋轉(zhuǎn)并且包 括分別與離合件的從動齒的一部分相嚙合的凸輪齒。在大多數(shù)傳動條件下，中央驅(qū)動件、離 合器和半軸齒輪可操作地聯(lián)接在一起以使(兩)車橋半軸一起旋轉(zhuǎn)。當(dāng)在(兩)車橋半軸 之間出現(xiàn)預(yù)定的期望速度差時，例如當(dāng)車輛轉(zhuǎn)彎時，離合件上的齒的與較快的轉(zhuǎn)動的軸聯(lián) 接的部分使凸輪齒(形成凸輪形線的齒)向上縮，使得離合件移出與中央驅(qū)動件的接合。這 樣便允許相關(guān)的半軸以不同于仍由中央驅(qū)動件驅(qū)動的另一車橋半軸的速度旋轉(zhuǎn)。一旦速度 差消失，離合件便移回其允許驅(qū)動齒與相關(guān)離合件上的從動齒相嚙合的原始位置。盡管這種類型的鎖止差速器總體上以期望的方式工作，但仍存在一些不足。例如， 這種現(xiàn)用技術(shù)中常見類型的鎖止差速器在機(jī)械方面相對復(fù)雜，而這種復(fù)雜性增加了設(shè)備的 制造成本。另外，在凸輪齒與離合件上的從動齒的一部分之間的相互作用并不理想，因?yàn)閺?動齒用于從中央驅(qū)動件傳遞轉(zhuǎn)矩、同時響應(yīng)于速度差以使凸輪齒的表面向上回縮。中央驅(qū) 動件上的驅(qū)動齒和離合器上的從動齒通常設(shè)計(jì)成，使這些齒保持嚙合。在離合件上的從動 齒的一部分與凸輪齒之間的相互作用卻不利于這些嚙合力。這在車橋半軸之間存在速度差 的條件下引起噪聲和振動。因此，本領(lǐng)域中仍然需要一種鎖止差速器，所述鎖止差速器的構(gòu)件量較少、機(jī)械效 率高、制造成本較低，并且降低在車橋半軸之間存在速度差時產(chǎn)生的噪聲和振動。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明克服了現(xiàn)有技術(shù)中用于從驅(qū)動軸向一對對準(zhǔn)的輸出軸提供轉(zhuǎn)矩的鎖止差 速機(jī)構(gòu)的不足。鎖止差速機(jī)構(gòu)包括一對半軸齒輪，所述一對半軸齒輪安裝成隨相應(yīng)的所述
6一對對準(zhǔn)的輸出軸一起圍繞一公共軸線旋轉(zhuǎn)。中央驅(qū)動件可操作地與所述驅(qū)動軸聯(lián)接，并 且具有一對相反的環(huán)形面。所述一對相反的環(huán)形面各自包括多個驅(qū)動齒。一對相對環(huán)形面 的每一個包括多個驅(qū)動齒。一對離合件可操作地聯(lián)接成分別隨所述一對半軸齒輪中的相應(yīng) 一個一起旋轉(zhuǎn)。所述一對離合件各自包括多個從動齒。所述一對離合件各自能在第一位置 與第二位置之間軸向運(yùn)動，在所述第一位置處，所述從動齒適配成以被驅(qū)動的關(guān)系與所述 中央驅(qū)動件的所述驅(qū)動齒嚙合式接合從而由所述中央驅(qū)動件、經(jīng)所述離合件向所述半軸齒 輪傳遞轉(zhuǎn)矩，在所述第二位置處，所述從動齒移出與所述中央驅(qū)動件上的所述驅(qū)動齒的嚙 合式接合，使得相應(yīng)的半軸齒輪能以與所述中央驅(qū)動件不同的速度旋轉(zhuǎn)。鎖止差速機(jī)構(gòu)還 包括凸輪組件，所述凸輪組件包括一對相對的凸輪件。所述凸輪件各自安裝成隨所述一對 半軸齒輪中相應(yīng)的一個一起旋轉(zhuǎn)并設(shè)置成與所述一對離合件中的相應(yīng)的一個抵靠接觸。所 述一對相對的凸輪件各自包括多個凸輪齒，所述多個凸輪齒朝向在相對的凸輪件上的相應(yīng) 的齒延伸。所述凸輪件各自能從第一位置運(yùn)動到第二位置從而使相應(yīng)的離合件從所述第一 位置運(yùn)動到所述第二位置，在所述第一位置處，當(dāng)所述一對半軸齒輪以基本相同的速度旋 轉(zhuǎn)時所述凸輪齒設(shè)置成相互嚙合，所述第二位置沿相應(yīng)的半軸齒輪沿軸向與所述第一位置 隔開，這樣，響應(yīng)于所述一對半軸齒輪中的相應(yīng)一個的轉(zhuǎn)速變化，使所述相應(yīng)的離合件移出 被所述中央驅(qū)動件驅(qū)動的狀態(tài)，因?yàn)橥馆喗M件包括一對具有特別是設(shè)計(jì)成相互作用以提供相應(yīng)的凸輪作用從而 使離合件沿軸向離開中央驅(qū)動件的凸輪件，這種布置結(jié)構(gòu)使鎖止差速機(jī)構(gòu)中的內(nèi)部磨損較 小、運(yùn)行更安靜平順。與現(xiàn)有技術(shù)中的設(shè)備相比，(本發(fā)明的)鎖止差速器還減少了保持環(huán) 的數(shù)量。因此，本發(fā)明是機(jī)械高效的，并且可以以降低的成本制造。


當(dāng)閱讀下面結(jié)合附圖的說明后，本發(fā)明的其他主題、特征和優(yōu)點(diǎn)將更容易和更好 地理解，其中圖1是本發(fā)明鎖止差速器的截面?zhèn)纫晥D；圖2是本發(fā)明鎖止差速器的鎖合裝置的截面?zhèn)纫晥D；圖3是本發(fā)明鎖止差速器的鎖合裝置的分解圖；圖4是本發(fā)明的凸輪組件的截面?zhèn)纫晥D；圖5-10圖示說明當(dāng)車橋半軸鎖合在一起以及當(dāng)在車橋半軸之間存在速度差值的 其他傳動條件下，凸輪組件的部件和相連接的離合件之間的相關(guān)布置。
具體實(shí)施例方式圖1 4一般地示出車輛傳動系的一典型部分，其用于從驅(qū)動軸(未示出)向一 對相互對準(zhǔn)的輸出軸(在圖1和2中以虛線26、28示出)提供轉(zhuǎn)矩，其中相同的標(biāo)記在所 有附圖中用于表示相同的結(jié)構(gòu)。本領(lǐng)域技術(shù)人員將會從以下說明中意識到，附圖的目的是 示出本發(fā)明的一個例子而并不對本發(fā)明形成限制。傳動系包括一在圖1和2中總體上用12 表示的鎖止差速機(jī)構(gòu)，該鎖止差速機(jī)構(gòu)可操作地支承在一在圖1中總體上用14表示的差速 器殼體中。殼體14可以以本領(lǐng)域常見的任何合適的方式構(gòu)成。例如，在圖1所示的典型例 子中，殼體14由兩個部件16，18界定，所述兩個部件在一總體上用20表示的法蘭聯(lián)接部處可操作地安裝在一起。通過緊固件、例如螺母/螺栓結(jié)構(gòu)在法蘭聯(lián)接部20上連接一齒圈 (未示出)，其未示出但為本領(lǐng)域現(xiàn)有技術(shù)。殼體14也可以界定出一對開口 22、24，該一對 開口適用于支承在圖1和2中以虛線26和28所示的一對車橋半軸。為此，殼體14還界定 出供車橋半軸26、28延伸穿過的一對軸承轂/支承轂30、32。在多數(shù)工作環(huán)境下，驅(qū)動軸具 有一小齒輪，該小齒輪設(shè)置成與所述齒圈相嚙合以驅(qū)動殼體14，因此將在下面對車橋半軸 26,28進(jìn)行更詳細(xì)的描述。更具體地，差速機(jī)構(gòu)12包括一對半軸齒輪34、36，所述半軸齒輪34、36如現(xiàn)有技術(shù) 中公知的那樣被支承在軸承上以在殼體14內(nèi)轉(zhuǎn)動。每個半軸齒輪34、36都具有形成花鍵 的內(nèi)周38、40，所述內(nèi)周與形成在車橋半軸26、28的外周上的花鍵42、44共同作用。這樣便 使半軸齒輪34、36固定到各自的半軸26、28上，而半軸齒輪34、36和車橋半軸26、28繞一 公共軸線A旋轉(zhuǎn)。每個半軸齒輪34、36都包括一內(nèi)部末端46、48。鎖止差速機(jī)構(gòu)12還包括 一設(shè)置在所述一對半軸齒輪34、36的相對的一對末端46、48之間的隔離件50。鎖止差速機(jī)構(gòu)還包括一總體上用52表示的中央驅(qū)動件。中央驅(qū)動件52包括具有 多個花鍵54的外表面，花鍵54如圖1所示與形成在殼體14的內(nèi)表面上的花鍵56共同作 用從而將中央驅(qū)動件52固定成隨殼體14旋轉(zhuǎn)?；蛘撸绢I(lǐng)域技術(shù)人員會意識到，可以使用 一十字軸/多腳架(spider)來代替中央驅(qū)動件52。除十字軸通常通過四個耳軸可操作地 連接到殼體14上外，十字軸具有與中央驅(qū)動件52相同的功能，這四個耳軸被插入到形成在 殼體中的配合孔內(nèi)。因此，出于隨后討論的目的，本領(lǐng)域技術(shù)人員會意識到中央驅(qū)動件52 和十字軸可互換。如圖3最佳所示，中央驅(qū)動件52還包括一對相反的環(huán)形面58。這對相反 的環(huán)形面58中的每一個都包括多個驅(qū)動齒60。鎖止差速機(jī)構(gòu)12還包括總體上用62、64表 示的一對離合件，所述離合件被可操作地接合以隨所述一對半軸齒輪34、36中相應(yīng)的一個 旋轉(zhuǎn)。為此，所述一對半軸齒輪34、36中的每一個都具有形成花鍵的外周66、68(圖3)。所 述一對離合件62、64中的每一個都具有相應(yīng)形成花鍵的內(nèi)周70、72。所述一對離合件62、 64中的每一個都被支承成通過各自的花鍵而分別隨所述一對半軸齒輪34、36中的相應(yīng)一 個旋轉(zhuǎn)。此外，所述一對離合件62、64被分別設(shè)置在中央驅(qū)動件52的相反側(cè)。所述一對離 合件62、64中的每一個都還包括多個從動齒74、76。所述一對離合件62、64中的每一個都 可以在一第一位置(圖1、2、5和8)與一第二位置(圖6、7、9和10)之間相對于與之相應(yīng)的 半軸齒輪34、36軸向運(yùn)動。在第一位置處，離合件62、64的從動齒74、76適配成與中央驅(qū) 動件52的驅(qū)動齒60以驅(qū)動方式相嚙合。這樣，中央驅(qū)動件52便起作用從而由殼體14、經(jīng) 過中央驅(qū)動件52和離合件62、64、向半軸齒輪34、36傳遞轉(zhuǎn)矩。在第二位置處，離合件62、 64沿軸向、沿著半軸齒輪34、36的外周運(yùn)動，以使從動齒74、76不與中央驅(qū)動件52上的驅(qū) 動齒60相嚙合。當(dāng)離合件62或64被設(shè)置在其第二位置時，與之相應(yīng)的半軸齒輪34或36 分別可能以不同于中央驅(qū)動件52的速度旋轉(zhuǎn)，如下面更詳細(xì)地描述的那樣。如圖1、2和4最佳所示，鎖止差速機(jī)構(gòu)12還包括一總體上用78表示的凸輪組件。 凸輪組件78包括一對相對的凸輪件80、82。如圖3最佳所示，在中央驅(qū)動件52左側(cè)示出 的凸輪件80可被稱為“小凸輪”，而在中央驅(qū)動件52右側(cè)示出的凸輪件82可被稱為“大凸 輪”。采用所述術(shù)語是因?yàn)榇笸馆喖?2的徑向尺寸大于所述小凸輪件80，如下面更加詳細(xì) 描述的那樣。本領(lǐng)域技術(shù)人員會意識到，在不超出本發(fā)明范圍的情況下可將大、小凸輪件 80,82相對于中央驅(qū)動件52的相對位置顛倒。在任何情況下，各凸輪件80、82被安裝成分別隨著所述一對半軸齒輪34、36中的相應(yīng)一個旋轉(zhuǎn)。此外，凸輪件80、82中的每一個被設(shè) 置成與所述一對離合件62、64中相應(yīng)的一個抵靠接觸。每個凸輪件80、82都還包括形成花 鍵的內(nèi)周84、86，所述內(nèi)周(的花鍵)分別對應(yīng)于在相應(yīng)的半軸齒輪34、36的外周的一部分 上(形成)的花鍵66、68并且被該花鍵匹配地接納。如圖3最佳示出的，所述一對相對的凸輪件80、82中的每一個還包括多個形成凸 輪形88、90的齒，所述齒朝向在相對的凸輪件上的相應(yīng)齒延伸。凸輪件80、82中的每一個 都能沿著在與之相應(yīng)的半軸齒輪34、36的外周上的花鍵66、68、在一第一位置(圖1、2、4、5 和8)與一第二位置(圖6、7、9和10)之間沿軸向運(yùn)動。在第一位置處，例如在圖1、2、4、5 和8中所示出的，凸輪齒88、90設(shè)置成當(dāng)所述一對半軸齒輪34、36以基本相同的速度旋轉(zhuǎn) 時彼此嚙合。當(dāng)凸輪件80、82中的一個被設(shè)置在其例如在圖6、7、9和10中所示的第二位 置處時，該凸輪件沿著相應(yīng)的半軸齒輪34、36沿軸向與第一位置隔開一定距離。這樣便使 凸輪件80或82也用于響應(yīng)于所述一對半軸齒輪34、36中相應(yīng)的一個之間的轉(zhuǎn)速差、將相 應(yīng)的離合件62或64從其第一位置運(yùn)動到其第二位置，從而將離合件62、64移出與中央驅(qū) 動件52的從動關(guān)系。例如當(dāng)車輛轉(zhuǎn)彎而外輪經(jīng)過的圓弧半徑大于內(nèi)輪時，發(fā)生上述情況。更具體地，在這些狀態(tài)下，凸輪齒88、90使得與半軸齒輪34、36相對應(yīng)的凸輪件 80、82以不同的速度旋轉(zhuǎn)以沿軸向相對運(yùn)動，從而使凸輪齒88、90和相應(yīng)的凸輪件80、82移 出與相對的凸輪件的嚙合關(guān)系。為此，所述一對離合件62、64中的每一個界定出一光滑的 環(huán)形表面92、94，所述環(huán)形表面被設(shè)置在所述多個從動齒74、76的徑向內(nèi)側(cè)。光滑的環(huán)形表 面92、94還面對相應(yīng)的凸輪件80、82的方向。另一方面，凸輪件80、82中的每一個都包括 一相應(yīng)地向外取向的光滑環(huán)形表面96、98，所述環(huán)形表面96、98設(shè)置成與在相應(yīng)一個離合 件62、64上的環(huán)形表面92、94抵靠接觸。所述一對凸輪件80、82中的一個的軸向運(yùn)動通過 上述匹配的環(huán)形表面92、94、96、98的相互作用而引起相應(yīng)的離合件62、64的相似運(yùn)動。鎖止差速機(jī)構(gòu)12還包括單體的保持環(huán)100，該單體的保持環(huán)安裝成隨所述一對相 對的凸輪件80、82之一旋轉(zhuǎn)。在這里所示的實(shí)施例中，保持環(huán)100被安裝成隨小凸輪80旋 轉(zhuǎn)。保持環(huán)100包括多個凸出部102，所述多個凸出部102被設(shè)置在圍繞保持環(huán)100的外周 環(huán)形地(彼此)隔開的位置中。保持環(huán)100可圍繞旋轉(zhuǎn)軸線A在第一位置與第二位置之間 移位。在第一位置處，所述一對半軸齒輪34、36以相同的速度旋轉(zhuǎn)。在第二位置處，至少一 個凸輪件80、82被設(shè)置在其軸向隔開的第二位置中。在該(第二)位置處，保持環(huán)100移 位到其第二位置、從而防止凸輪齒當(dāng)在(兩個)半軸齒輪之間存在轉(zhuǎn)速差時再次嚙合。更 具體地，當(dāng)保持環(huán)100已被移位到其第二位置時，凸出部102用于防止凸輪件80、82再次 嚙合。如圖2和3最佳所示，大凸輪82的凸輪齒90的徑向長度大于小齒輪80上的凸輪齒 88。當(dāng)大凸輪82已運(yùn)動到其第二位置時，齒90與保持環(huán)100上的凸出部102嚙合并起作 用以移位到第二位置。如圖2最佳所示，鎖止差速器12還界定出一中線CL，該中線CL將差速器12分為 兩部分并且垂直于旋轉(zhuǎn)軸線A延伸。如上所述，在這里所示的典型實(shí)施例中，保持環(huán)100被 安裝成圍繞小凸輪件80的外周，并偏置到或位于中線CL的一側(cè)。保持環(huán)100還包括一內(nèi) 部環(huán)形肋104，該環(huán)形肋104被接納在設(shè)置于小凸輪80的外周上的相應(yīng)槽106中。另一方 面，中央驅(qū)動件52界定出具有鍵110的內(nèi)直徑108，該鍵110偏置地位于中線CL的一側(cè)。 保持環(huán)100包括一狹槽，該狹槽適于當(dāng)保持環(huán)100已移位到其第二位置時與鍵110嚙合從
9而阻止所述一對凸輪件80、82上的凸輪齒88、90再次嚙合。在這里所示的典型實(shí)施例中， 保持環(huán)被安裝在小凸輪件80的外周上從而偏置到中線的左側(cè)。相似地，鍵110在一偏置到 中線左側(cè)的位置處位于中央驅(qū)動件的內(nèi)周上，如圖1和2所示。然而，本領(lǐng)域技術(shù)人員從這 里的描述會意識到，在不超出本發(fā)明范圍的前提下，保持環(huán)100和鍵110都可以偏置到中線 的右側(cè)。鎖止差速機(jī)構(gòu)12還包括一對環(huán)形保持器112、114，所述環(huán)形保持器112、114分別 可操作地安裝在所述一對半軸齒輪34、36的相應(yīng)一個上。更具體地，保持器112、114抵靠 著形成在半軸齒輪34、36上的肩部116、118安裝。一對偏壓元件120、122被分別設(shè)置在所 述一對保持器112、114中的一個與所述一對離合件62、64中相應(yīng)的一個之間。為此，離合 件62、64中的每一個都包括一環(huán)形保持槽124、126，所述環(huán)形保持槽124、126適于接納和 保持偏壓元件120、122的一個端部。所述一對偏壓元件120、122用于朝向離合件的第一位 置偏壓所述一對離合件62、64并使之與中央驅(qū)動件52相嚙合。在一個實(shí)施例中，偏壓元件 120、122可包括一對螺旋彈簧。然而，本領(lǐng)域技術(shù)人員會意識到，為此目的可使用任何合適 的偏壓元件。在中央驅(qū)動件52的內(nèi)周上界定出的鍵110具有預(yù)定的軸向?qū)挾取１３汁h(huán)100被 支承成隨所述一對凸輪件80、82中的一個80軸向運(yùn)動。如上所述，在這里所示的實(shí)施例 中，該凸輪件80是兩個凸輪件中較小的一個。所述一對離合件62、64的第二位置由所述一 對環(huán)形保持器限定。鍵110的軸向?qū)挾缺辉O(shè)計(jì)成，使得所述一對離合件62、64運(yùn)動到第二 位置的行程小于鍵110的軸向?qū)挾取Ｓ纱?，?dāng)保持環(huán)100移位到其第二位置時，防止保持環(huán) 100沿軸向移出與鍵110的嚙合。這些特征避免了保持環(huán)“跳鍵(jumpsthe key)”的問題。 當(dāng)如本領(lǐng)域中已知的差速機(jī)構(gòu)中可能出現(xiàn)地那樣發(fā)生保持環(huán)跳鍵時，差速機(jī)構(gòu)的其他部件 可能變得軸向歪斜，從而造成這些部件失效。因此，本發(fā)明進(jìn)行特定的設(shè)計(jì)以避免出現(xiàn)該問 題。圖5 10示出本發(fā)明的鎖止差速機(jī)構(gòu)12的不同工作模式。更具體地，如圖5所 示，當(dāng)兩個車橋半軸26、28和相應(yīng)的半軸齒輪34、36被以相同的速度驅(qū)動時，中央驅(qū)動件 52、離合件62、64、凸輪組件78和半軸齒輪34、36都在一起旋轉(zhuǎn)。如圖6所示，當(dāng)右輪超速 (over-running)時，與右輪相應(yīng)的車橋半軸28和半軸齒輪36將以較大的速度旋轉(zhuǎn)。在這 種情況下，凸輪件82將使其相應(yīng)的離合件64移出與中央驅(qū)動件52的嚙合。由此，半軸齒 輪36和其相應(yīng)的車橋半軸28將能夠以比與左側(cè)輪胎相應(yīng)的半軸齒輪34更快的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)。 如圖7最佳所示，除了是凸輪件80和相應(yīng)的離合件62移出與中央驅(qū)動件52的嚙合從而允 許半軸齒輪34和相應(yīng)的車橋半軸26以更快的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)外，當(dāng)左側(cè)輪胎超速時，本發(fā)明的鎖 止差速機(jī)構(gòu)12將以相同的方式工作。圖8示出當(dāng)兩輪被以相同的轉(zhuǎn)速驅(qū)動、但處于滑行條件下的工作條件。在這種情 況下，中央驅(qū)動件52、離合件62、64、凸輪組件78和半軸齒輪34、36在鎖定條件下都一起旋轉(zhuǎn)。圖9和10分別示出當(dāng)軸26、28相互接觸并且右輪和左輪分別欠速 (under-running)時，本發(fā)明的鎖止差速機(jī)構(gòu)12的操作。這種情況下，與上面描述的類似， 與以較低轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)的半軸齒輪34、36相應(yīng)的凸輪件80、82使相應(yīng)的離合件62、64移出與中 央驅(qū)動件52的嚙合，從而允許半軸齒輪34、36以較低速度旋轉(zhuǎn)。
與本領(lǐng)域中已知的鎖止差速器相比，本發(fā)明的鎖止差速機(jī)構(gòu)12僅利用一個保持 環(huán)便實(shí)現(xiàn)了上述結(jié)果。另外，本發(fā)明的鎖止差速機(jī)構(gòu)12防止保持環(huán)100 “跳鍵” 110和導(dǎo)致 組件損壞。此外，本發(fā)明機(jī)械效率高并且能以降低的成本制造。同時，由于凸輪齒88、90設(shè) 計(jì)成相互嚙合并且相互形成凸輪傳動作用，當(dāng)(兩)車橋半軸之間存在速度差時，由本發(fā)明 的鎖止差速機(jī)構(gòu)12產(chǎn)生的噪聲和振動降低。在上述說明中已對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)地描述，通過對說明書的閱讀和理解，本發(fā) 明的各種不同的替代方案和修改方案是本領(lǐng)域技術(shù)人員所顯而易見的。所有這些替代方案 和修改方案都包括在本發(fā)明內(nèi)，只要它們在所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
一種鎖止差速機(jī)構(gòu)(12)，用于從驅(qū)動軸向一對對準(zhǔn)的輸出軸(26、28)提供轉(zhuǎn)矩，所述鎖止差速機(jī)構(gòu)包括一對半軸齒輪(34、36)，所述一對半軸齒輪安裝成隨相應(yīng)的所述一對對準(zhǔn)的輸出軸(26、28)一起圍繞一公共軸線(A)旋轉(zhuǎn)；中央驅(qū)動件(52)，所述中央驅(qū)動件(52)可操作地與所述驅(qū)動軸聯(lián)接，并且具有一對相反的環(huán)形面(58)，所述一對相反的環(huán)形面各自包括多個驅(qū)動齒(60)；一對離合件(62、64)，所述一對離合件(62、64)可操作地聯(lián)接成分別隨所述一對半軸齒輪(34、36)中的相應(yīng)一個一起旋轉(zhuǎn)，所述一對離合件(62、64)各自包括多個從動齒(74、76)，所述一對離合件(62、64)各自能在第一位置與第二位置之間軸向運(yùn)動，在所述第一位置處，所述從動齒(74、76)適配成以被驅(qū)動的關(guān)系與所述中央驅(qū)動件(52)的所述驅(qū)動齒(60)嚙合式接合從而由所述中央驅(qū)動件(52)、經(jīng)所述離合件(62、64)向所述半軸齒輪(34、36)傳遞轉(zhuǎn)矩，在所述第二位置處，所述從動齒(74、76)移出與所述中央驅(qū)動件(52)上的所述驅(qū)動齒(60)的嚙合式接合，使得相應(yīng)的半軸齒輪能以與所述中央驅(qū)動件不同的速度旋轉(zhuǎn)；凸輪組件(78)，所述凸輪組件(78)包括一對相對的凸輪件(80、82)，所述凸輪件各自安裝成隨所述一對半軸齒輪(34、36)中相應(yīng)的一個一起旋轉(zhuǎn)并設(shè)置成與所述一對離合件(62、64)中的相應(yīng)的一個抵靠接觸；所述一對相對的凸輪件(80、82)各自包括多個凸輪齒(88、90)，所述多個凸輪齒(88、90)朝向在相對的凸輪件(80、82)上的相應(yīng)的齒(88、90)延伸，響應(yīng)于所述一對半軸齒輪(34、36)中的相應(yīng)一個的轉(zhuǎn)速變化，所述凸輪件(80、82)各自能從第一位置運(yùn)動到第二位置從而使相應(yīng)的離合件(62、64)從所述第一位置運(yùn)動到所述第二位置，進(jìn)而使所述相應(yīng)的離合件移出被所述中央驅(qū)動件(52)驅(qū)動的關(guān)系，在所述第一位置處，當(dāng)所述一對半軸齒輪(34、36)以基本相同的速度旋轉(zhuǎn)時所述凸輪齒(88、90)設(shè)置成相互嚙合，所述第二位置沿相應(yīng)的半軸齒輪沿軸向與所述第一位置隔開。
2.如權(quán)利要求1所述的鎖止差速機(jī)構(gòu)(12)，其特征在于，所述凸輪齒(88、90)使與以 不同速度旋轉(zhuǎn)的半軸齒輪相應(yīng)的凸輪件(80、82)沿軸向相對運(yùn)動，使得所述凸輪齒(88、 90)和所述相應(yīng)的凸輪件(80、82)移出與相對的凸輪件相嚙合的狀態(tài)。
3.如權(quán)利要求1所述的鎖止差速機(jī)構(gòu)(12)，其特征在于，所述鎖止差速機(jī)構(gòu)還包括單 體的保持環(huán)(100)，所述保持環(huán)(100)安裝成隨所述一對相對的凸輪件(80、82)中的一個一 起旋轉(zhuǎn)，所述保持環(huán)(100)能圍繞旋轉(zhuǎn)軸線在第一位置與第二位置之間移位，在所述第一 位置處，所述一對半軸齒輪(34、36)以相同的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，在所述第二位置處，至少一個凸輪 件(80、82)被設(shè)置在軸向隔開的所述第二位置處，所述保持環(huán)(100)防止所述凸輪齒(88、 90)當(dāng)在所述半軸齒輪之間存在轉(zhuǎn)速差時再次接合。
4.如權(quán)利要求3所述的鎖止差速機(jī)構(gòu)(12)，其特征在于，所述保持環(huán)(100)包括多個 凸出部(102)，所述多個凸出部(102)設(shè)置在圍繞所述保持環(huán)(100)的外周環(huán)形地隔開的位 置中，當(dāng)所述保持環(huán)(100)已移位到所述保持環(huán)的第二位置時，所述凸出部(102)起作用以 防止所述凸輪件(80、82)再次嚙合。
5.如權(quán)利要求3所述的鎖止差速機(jī)構(gòu)(12)，其特征在于，所述鎖止差速機(jī)構(gòu)界定出一 將所述差速機(jī)構(gòu)分成兩部分的中線(CL)，所述保持環(huán)(100)圍繞所述凸輪件(80、82)中的一個安裝并且偏置到所述中線的一側(cè)。
6.如權(quán)利要求5所述的鎖止差速機(jī)構(gòu)(12)，其特征在于，所述中央驅(qū)動件(52)界定 出具有鍵(110)的內(nèi)直徑(108)，所述鍵(110)偏置到所述中線(CL)的一側(cè)，所述保持環(huán) (100)包括一狹槽，所述狹槽適配成當(dāng)所述保持環(huán)(100)已移位到所述保持環(huán)的第二位置 時與所述鍵(Iio)相接合，從而阻止所述一對凸輪件(80、82)上的所述凸輪齒(88、90)再 次嚙合。
7.如權(quán)利要求6所述的鎖止差速機(jī)構(gòu)(12)，其特征在于，所述鎖止差速機(jī)構(gòu)(12)還包 括一對環(huán)形保持器(112、114)和一對偏壓元件(120、122)，所述一對環(huán)形保持器(112、114) 分別可操作地安裝在所述一對半軸齒輪(34、36)的相應(yīng)一個上，所述一對偏壓元件(120、 122)各自設(shè)置在所述一對保持器(112、114)的一個與所述一對離合件(62、64)中相應(yīng)的一 個之間，所述一對偏壓元件(120、122)起作用以將所述一對離合件(62、64)偏壓向所述第 一位置。
8.如權(quán)利要求7所述的鎖止差速機(jī)構(gòu)(12)，其特征在于，所述鍵(110)具有預(yù)定的軸 向?qū)挾?，所述保持環(huán)(100)被支承成隨所述一對凸輪件(80、82)中的一個(80) —起進(jìn)行軸 向運(yùn)動，所述一對離合件(62、64)的所述第二位置被所述一對環(huán)形保持器(112、114)限定 成，使得所述一對離合件(62、64)移動到所述第二位置的行程小于所述鍵(110)的軸向?qū)?度，從而當(dāng)所述保持環(huán)(100)移位到所述第二位置時，阻止所述保持環(huán)(100)沿軸向移出與 所述鍵(110)的接合。
9.如權(quán)利要求1所述的鎖止差速機(jī)構(gòu)(12)，其特征在于，所述一對離合件(62、64)各 自界定出一光滑的環(huán)形表面(92、94)，所述環(huán)形表面(92、94)設(shè)置在所述多個從動齒(74、 76)的徑向內(nèi)側(cè)并且朝向相應(yīng)的凸輪件的方向，所述凸輪件(80、82)中相應(yīng)的一個各自包 括相應(yīng)向外取向的光滑環(huán)形表面(96、98)，所述光滑環(huán)形表面(96、98)設(shè)置成與在所述離 合件(62、64)的相應(yīng)一個上的所述環(huán)形表面(92、94)抵靠接觸。
10.如權(quán)利要求1所述的鎖止差速機(jī)構(gòu)(12)，其特征在于，所述一對凸輪件(80、82)中 的一個(82)的凸輪齒(90)所延伸的徑向長度大于在相對的凸輪件(80)上的凸輪齒(88) 所延伸的徑向長度。
11.如權(quán)利要求1所述的鎖止差速機(jī)構(gòu)(12)，其特征在于，所述半軸齒輪(34、36)各 自包括一內(nèi)部末端(46、48)，所述鎖止差速機(jī)構(gòu)(12)還包括設(shè)置在所述一對半軸齒輪(34、 36)的相對的一對所述末端(46、48)之間的隔離件(50)。
12.如權(quán)利要求1所述的鎖止差速機(jī)構(gòu)(12)，其特征在于，所述鎖止差速機(jī)構(gòu)(12)還 包括一殼體(14)，所述鎖止差速機(jī)構(gòu)可操作地支承在所述殼體(14)中，所述殼體(14)包括 具有多個花鍵(56)的內(nèi)表面，所述中央驅(qū)動件(52)包括具有相應(yīng)的多個花鍵(54)的外表 面，所述相應(yīng)的多個花鍵(54)與所述殼體(14)的內(nèi)表面上的所述花鍵(56)共同作用以將 所述中央驅(qū)動件(52)固定成隨所述殼體(14) 一起旋轉(zhuǎn)。
13.—種鎖止差速器，用于從驅(qū)動軸向一對對準(zhǔn)的輸出軸提供轉(zhuǎn)矩，所述鎖止差速器包括殼體(14)和可操作地支承在所述殼體(14)中的鎖止差速機(jī)構(gòu)(12)，所述殼體(14)包 括具有多個花鍵(56)的內(nèi)表面；所述鎖止差速機(jī)構(gòu)(12)包括一對半軸齒輪(34、36)，所述一對半軸齒輪被支承成在殼體(14)內(nèi)隨相應(yīng)的一對對準(zhǔn)的輸出軸(26、28) —起圍繞一公共軸線旋轉(zhuǎn)；中央驅(qū)動件(52)，所述中央驅(qū)動件(52)包括具有多個相應(yīng)花鍵(54)的外表面，所述 相應(yīng)花鍵與在所述殼體(14)的所述內(nèi)表面上的所述花鍵(56)共同作用以將所述中央驅(qū)動 件(52)固定成隨所述殼體(14) 一起旋轉(zhuǎn)，所述中央驅(qū)動件(52)包括一對相反的環(huán)形面 (58)，所述一對相反的環(huán)形面(58)各自包括多個驅(qū)動齒(60)；一對離合件(62、64)，所述一對離合件(62、64)可操作地聯(lián)接成分別隨所述一對半軸 齒輪(34、36)中的相應(yīng)一個一起旋轉(zhuǎn)，所述一對離合件(62、64)各自包括多個從動齒(74、 76)，所述一對離合件(62、64)各自能在第一位置與第二位置之間軸向運(yùn)動，在所述第一位 置處，所述從動齒(74、76)適配成以被驅(qū)動的關(guān)系與所述中央驅(qū)動件(52)的所述驅(qū)動齒 (60)以嚙合方式接合從而由所述中央驅(qū)動件(52)、經(jīng)所述離合件(62、64)向所述半軸齒輪 (34,36)傳遞轉(zhuǎn)矩，在所述第二位置處，所述從動齒(74、76)移出與所述中央驅(qū)動件(52) 上的所述驅(qū)動齒(60)的嚙合式接合，使得相應(yīng)的半軸齒輪(34、36)能以與所述中央驅(qū)動件 (52)不同的速度旋轉(zhuǎn)；凸輪組件(78)，所述凸輪組件(78)包括一對相對的凸輪件(80、82)，所述凸輪件(80、 82)各自安裝成隨所述一對半軸齒輪(34、36)中相應(yīng)的一個一起旋轉(zhuǎn)并設(shè)置成與所述一對 離合件(62、64)中的相應(yīng)的一個抵靠接觸；所述一對相對的凸輪件(80、82)各自包括多個凸輪齒(88、90)，所述多個凸輪齒(88、 90)朝向在相對的凸輪件(80、82)上的相應(yīng)的齒延伸，響應(yīng)于所述一對半軸齒輪(34、36) 中的相應(yīng)一個的轉(zhuǎn)速變化，所述凸輪件(80、82)各自能從第一位置運(yùn)動到第二位置從而使 相應(yīng)的離合件(62、64)從所述第一位置運(yùn)動到所述第二位置，進(jìn)而使所述相應(yīng)的離合件 (62,64)移出被所述中央驅(qū)動件(52)驅(qū)動的關(guān)系，在所述第一位置處，當(dāng)所述一對半軸齒 輪(34、36)以基本相同的速度旋轉(zhuǎn)時所述凸輪齒(88、90)設(shè)置成相互嚙合，所述第二位置 沿相應(yīng)的半軸齒輪(34、36)沿軸向與所述第一位置隔開。
14.如權(quán)利要求13所述的鎖止差速機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述凸輪齒(88、90)使與以不 同速度旋轉(zhuǎn)的半軸齒輪(34、36)相應(yīng)的凸輪件(80、82)沿軸向相對運(yùn)動，使得所述凸輪齒 (88,90)和所述相應(yīng)的凸輪件(80、82)移出與相對的凸輪件相嚙合的狀態(tài)。
15.如權(quán)利要求13所述的鎖止差速機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述鎖止差速機(jī)構(gòu)還包括單 體的保持環(huán)(100)，所述保持環(huán)(100)安裝成隨所述一對相對的凸輪件(80、82)中的一個 (80) 一起旋轉(zhuǎn)，所述保持環(huán)(100)能圍繞旋轉(zhuǎn)軸線在第一位置與第二位置之間移位，在所 述第一位置處，所述一對半軸齒輪(34、36)以相同的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，在所述第二位置處，至少一 個凸輪件被設(shè)置在軸向隔開的所述第二位置處，所述保持環(huán)(100)防止所述凸輪齒(88、 90)當(dāng)在所述半軸齒輪(34、36)之間存在轉(zhuǎn)速差時再次接合。
16.如權(quán)利要求15所述的鎖止差速機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述保持環(huán)(100)包括多個凸出 部(102)，所述多個凸出部(102)設(shè)置在圍繞所述保持環(huán)的外周環(huán)形地隔開的位置中，當(dāng)所 述保持環(huán)(100)已移位到所述保持環(huán)的第二位置時，所述凸出部(102)起作用以防止所述 凸輪件(80,82)再次嚙合。
17.如權(quán)利要求15所述的鎖止差速機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述鎖止差速機(jī)構(gòu)(12)界定出 一將所述差速機(jī)構(gòu)分成兩部分的中線(CL)，所述保持環(huán)(100)圍繞所述凸輪件(80、82)中 的一個(80)安裝并且偏置到所述中線(CL)的一側(cè)。
18.如權(quán)利要求17所述的鎖止差速機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述中央驅(qū)動件(52)界定出具 有鍵(110)的內(nèi)直徑，所述鍵(110)偏置到所述中線(CL)的一側(cè)，所述保持環(huán)(100)包括 一狹槽，所述狹槽適配成當(dāng)所述保持環(huán)(100)已移位到所述保持環(huán)的第二位置時與所述鍵 (110)相接合，從而阻止所述一對凸輪件(80、82)上的所述凸輪齒(88、90)再次嚙合。
19.如權(quán)利要求18所述的鎖止差速機(jī)構(gòu)，其特征在于，還包括一對環(huán)形保持器(112、 114)和一對偏壓元件(120、122)，所述一對環(huán)形保持器(112、114)分別可操作地安裝在所 述一對半軸齒輪(34、36)的相應(yīng)一個上，所述一對偏壓元件(120、122)各自分別設(shè)置在所 述一對保持器(112、114)的一個與所述一對離合件(62、64)中相應(yīng)的一個之間，所述一對 偏壓元件(120、122)起作用以將所述一對離合件(62、64)偏壓向所述一對離合件的第一位 置。
20.如權(quán)利要求19所述的鎖止差速機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述鍵(110)具有預(yù)定的軸向?qū)?度，所述保持環(huán)(100)被支承成隨所述一對凸輪件(80、82)中的一個(80) —起進(jìn)行軸向運(yùn) 動，所述一對離合件(62、64)的所述第二位置被所述一對環(huán)形保持器(112、114)限定成，使 得所述一對離合件(62、64)移動到所述第二位置的行程小于所述鍵(110)的軸向?qū)挾?，?而當(dāng)所述保持環(huán)(100)移位到所述第二位置時，阻止所述保持環(huán)(100)沿軸向移出與所述 鍵(110)的接合。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種鎖止差速機(jī)構(gòu)，用于從驅(qū)動軸向一對對準(zhǔn)的輸出軸(26、28)提供轉(zhuǎn)矩，包括一對半軸齒輪(34、36)，中央驅(qū)動件(52)和一對離合件(62、64)，離合件可操作地聯(lián)接成隨一對半軸齒輪(34、36)中相應(yīng)的一個一起旋轉(zhuǎn)。凸輪組件(78)包括一對凸輪件(80、82)。凸輪件各自包括多個凸輪齒(88、90)，其朝向相對凸輪件上的相應(yīng)齒延伸。響應(yīng)相應(yīng)的半軸齒輪的轉(zhuǎn)速變化，凸輪件能各自從第一位置運(yùn)動到第二位置，在第一位置中當(dāng)兩半軸齒輪以基本相同的速度旋轉(zhuǎn)時凸輪齒相互嚙合，第二位置沿著相應(yīng)的半軸齒輪與第一位置軸向隔開以使相應(yīng)的離合件從第一位置運(yùn)動到第二位置從而脫離受中央驅(qū)動件驅(qū)動的關(guān)系。
文檔編號B60K17/16GK101898510SQ20101021393
公開日2010年12月1日 申請日期2010年3月4日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月4日
發(fā)明者J·R·鮑克斯 申請人:伊頓公司