專利名稱：交互軸差動組件的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種交互軸差動組件，所述組件包括用于隨一個螺旋狀驅動齒輪轉動的一個前側齒輪和位于螺旋狀驅動齒輪中形成的球心空穴中的多個交互軸差動小齒輪。
背景技術：
典型地，一種串聯(lián)驅動軸被用于驅動重型商用車輛，例如拖車，的后輪。所述串聯(lián)驅動軸包括被交互連接驅動軸連接的一個前驅動軸和一個后驅動軸。所述串聯(lián)驅動軸包括交互軸差動組件，所述組件可以允許前驅動軸和后驅動軸之間的速度差分。所述差動組件用于向用在前驅動軸中的前差動齒輪組件進行的驅動輸入與向用在后驅動軸中的后差動齒輪組件進行的驅動輸入之間提供所需要的速度差分。
一種典型的交互軸差動組件包括一個后側齒輪、多個支撐在一個多腳架上的交互軸差動小齒輪、一個前側齒輪和一個交互軸差動外殼組件。一個輸入軸驅動所述多腳架。所述前側與后側齒輪與多個交互軸差動小齒輪嚙合。所述前側齒輪被聯(lián)接以驅動用于驅動前向差動齒輪組件的螺旋狀齒輪。所述多腳架和多個交互軸差動小齒輪被封入所述交互軸差動外殼組件中。
所述前驅動軸包括一個軸外殼，所述軸外殼包括一個中心碗狀部分以接收所述交互軸差動組件和所述前差動齒輪組件。所述前差動齒輪組件被封入一個齒輪外殼以形成一個載體組件。所述交互軸差動外殼組件被置于所述載體組件內并且所述載體組件被螺栓固定到所述軸外殼上。一個輸入軛將車輛驅動軸聯(lián)接到所述交互軸差動組件的輸入軸上以提供對前驅動軸的驅動輸入。
這種配置有多種缺點。一個缺點是所述交互軸差動外殼組件明顯增加了所述交互軸差動組件的重量。這對燃料節(jié)約產生了不利影響。此外，所述交互軸差動外殼組件自身的需要增加了總元件成本與組裝時間。
另一個缺點是此配置有一個相對大的突出度尺寸。突出度被限定為從鄰近所述中心碗狀部分的軸外殼的機制表面到所述輸入軛一端之間的距離。突出度對動力系統(tǒng)角產生了不利影響。所述突出度越大，所述動力系統(tǒng)角就越大。更大的動力系統(tǒng)角會對元件耐用性產生不利影響。
提供一種交互軸差動組件以去除所述交互軸差動外殼組件并降低突出度將會是有利的。所述交互軸差動組件會變得重量輕更容易組裝，并克服了本技術領域中任何其它的上述缺陷。
發(fā)明內容
一種交互軸差動組件包括一個前側齒輪、一個后側齒輪、一個差動多腳架，和多個與前側和后側齒輪相嚙合的交互軸差動小齒輪。一個輸入軸驅動所述差動多腳架，所述多腳架驅動多個交互軸差動小齒輪與前側齒輪。所述前側齒輪被安裝以隨著一個驅動齒輪轉動，所述驅動齒輪用于向前軸差動組件提供驅動輸入。所述驅動齒輪包括一個中心空穴以接收多個交互軸差動小齒輪。
在一個例子中，所述驅動齒輪是有著外圓周表面與內圓周表面的螺旋狀驅動齒輪。第一組多個齒輪齒形成在外圓周表面上。所述第一組多個齒輪齒與形成在一個螺旋狀被驅動齒輪上的第二組多個齒輪齒相嚙合。所述內圓周表面限定了所述螺旋狀驅動齒輪的中心空穴。所述內圓周表面被一個球半徑所限定。
所述差動多腳架支撐著多個交互軸差動小齒輪。所述差動多腳架包括有多條腿，其中每條腿支撐著多個交互軸差動小齒輪之一。所述差動多腳架與多個交互軸差動小齒輪被基本上封進所述螺旋狀驅動齒輪的中心空穴中。
在一個例子中，所述前側齒輪被接合到所述螺旋狀驅動齒輪的一側。所述前側齒輪包括一個帶有多個開口的外圓周凸緣。這些開口與在所述螺旋狀驅動齒輪的圓周凸緣上形成的延伸部分對準。所述延伸部分被接收進開口中以將所述前側齒輪與螺旋狀驅動齒輪固定在一起。
所述發(fā)明主題的交互軸差動組件提供了緊湊的設計以消除對交互軸差動外殼組件的需要并降低突出度。所述交互軸差動組件比起以前的設計也是重量更輕而且更容易組裝。本發(fā)明的這些與其它特點可以從如下的描述與附圖中得到最好的理解，如下是簡要的描述。
圖1是體現(xiàn)本發(fā)明主題的包括帶有交互軸差動組件的串聯(lián)驅動軸的一個動力系的示意圖。
圖2是體現(xiàn)本發(fā)明主題的一個交互軸差動組件的透視圖。
圖3是圖2中的交互軸差動組件的分解圖。
圖4是圖2中的交互軸差動組件的部分橫截面透視圖。
圖5A是顯示處于未鎖定位置的所述交互軸差動組件的部分橫截面?zhèn)纫晥D。
圖5B是顯示處于被鎖定位置的所述交互軸差動組件的部分橫截面?zhèn)纫晥D。
圖6是一個驅動齒輪與前側齒輪組件的透視圖。
圖7是體現(xiàn)本發(fā)明主題的交互軸差動組件的另一個例子的部分橫截面透視圖。
圖8是圖7中的交互軸差動組件的透視圖。
具體實施例方式
圖1所示是一個串聯(lián)驅動軸10。所述串聯(lián)驅動軸10包括一個前軸12和利用一個連接驅動軸16聯(lián)接到所述前軸12的一個后軸14。所述前軸12包括一個被聯(lián)接到一個驅動軸20上的交互軸差動齒輪組件18，所述驅動軸20被一個動力源22，比如一個引擎或電動機驅動。如本領域已知的一樣，其它的動力系元件，比如傳動裝置、變速箱、離合器或任何其它已知動力系元件，可以被置于所述動力源22與驅動軸20之間。如已知的一樣，所述交互軸差動齒輪組件18為所述前軸12和后軸14之間提供了速度差分。
所述前軸12包括一個被聯(lián)接到前驅動軸26的前差動齒輪組件24，所述前驅動軸26用于驅動一對橫向相對的前車輪端28。所述后軸14包括一個被聯(lián)接到后驅動軸32的后差動齒輪組件30，所述后驅動軸32用于驅動一對橫向相對的后車輪端34。所述交互軸差動齒輪組件18被聯(lián)接以通過所述連接驅動軸16來驅動所述前差動齒輪組件24和所述后差動齒輪組件30。
所述前軸12包括一個軸外殼36，所述軸外殼36將所述前驅動軸26、所述交互軸差動齒輪組件18和所述前差動齒輪組件24基本上封閉進去。所述軸外殼36包括一個碗狀部分38，所述碗狀部分可以接收所述交互軸差動齒輪組件18和前差動齒輪組件24。所述軸外殼36限定了一個垂直中心線40。
一個輸入軛組件42將所述驅動軸20聯(lián)接到所述交互軸差動齒輪組件18上。突出度S被限定為從所述軸外殼36的垂直中心線40到所述輸入軛組件42的一端之間的距離。相比于以前的設計，本發(fā)明主題提供了一種降低了突出度S的獨特的交互軸差動齒輪組件18。以下將對此進行更詳細的解釋。
如圖2所示，所述交互軸差動齒輪組件18包括一個用所述輸入軛組件42聯(lián)接到所述驅動軸20上的輸入軸44。一個前側齒輪46被支撐在所述輸入軸44上的一個軸承48上。一個螺旋狀驅動齒輪50被固定以隨著所述前側齒輪46繞著由輸入軸44限定的一條縱軸線52轉動。
所述螺旋狀驅動齒輪50包括繞著一個外圓周表面形成的多個齒輪齒51。所述多個齒輪齒51驅動一個被驅動齒輪(未示出)，如已知的一樣，所述被驅動齒輪向所述前差動齒輪組件24提供驅動輸入。
所述前側齒輪46包括一個帶有多個開口56的外圓周凸緣部分54，如圖3所示。一個中心開口58用于接收所述輸入軸44和軸承48。所述前側齒輪46包括形成在一個中心部分62上的多個齒輪齒60，并且所述齒輪齒60從多個開口56徑向向內被間隔開。所述開口56用于接收緊固件(未示出)以將所述前側齒輪46固定到螺旋狀驅動齒輪50上。
所述緊固件可以是分離的緊固件或是可以被形成為螺旋狀驅動齒輪50上的延伸部分，所述延伸部分被插入到開口56中?？蛇x擇的是，一個反向安裝配置可以結合所述前側齒輪46上形成的延伸部分(未示出)和所述螺旋狀驅動齒輪50的一個凸緣部分64內(見圖2)形成的開口(未示出)使用。此外，通過將所述緊固件插入到兩套開口中，相應的開口(未示出)可以被形成在所述螺旋狀驅動齒輪50的凸緣部分64上以與所述前側齒輪上的開口56對準。同樣，也可以這樣理解，即所述前側齒輪46與所述螺旋狀驅動齒輪50可以被整體形成為一個零件以消除對緊固件的需要。
如圖3所示，所述交互軸差動齒輪組件18包括一個可操作地聯(lián)接到一個通軸68上的一個后側齒輪66，所述通軸68被聯(lián)接到向所述后差動齒輪組件30提供驅動輸入的所述連接驅動軸16上。一個差動多腳架70支撐著多個與所述前側齒輪46和后側齒輪66相嚙合的交互軸差動小齒輪72。所述差動多腳架70與多個交互軸差動小齒輪72被安裝在螺旋狀驅動齒輪50內形成的中心空穴74中。
所述差動多腳架70包括一個中心主體部分76，所述主體部分76帶有一個與所述輸入軸44上形成的一個花鍵部分80嚙合的花鍵孔78。多條腿82從所述中心主體部分76徑向向外延伸。優(yōu)選的是，四(4)條腿82向外延伸以形成一個十字形的部件。每條腿82支撐一個交互軸差動小齒輪72。在鄰近每個交互軸差動小齒輪72的地方放置一個止推墊圈84。
所述交互軸差動齒輪組件18還包括一個鎖定環(huán)86。所述鎖定環(huán)86被激勵以在所述后側齒輪66被鎖定到螺旋狀驅動齒輪50上的一個鎖定位置與一個未鎖定位置之間移動。下面將對此進行更詳細的討論。
如圖3與圖4所示，所述螺旋狀驅動齒輪50的中心空穴74被一個球面所限定。所述中心空穴74包括一個內圓周表面88，所述內圓周表面88繞著縱軸線52在周圍連續(xù)地延伸三百六十度(360°)。所述內圓周表面88也由一個曲面90限定，(圖4、5A和5B顯示得最清楚)，所述曲面90的彎曲方向是所述中心空穴74的一個內圓周所限定的內圓周方向的橫向。所述曲面90繞著與所述縱軸線52相交的一個橫軸線92在周圍不連續(xù)地延伸小于三百六十度(360°)。因此，所述內圓周表面88沿多個方向彎曲。
止推墊圈84被置于每個交互軸差動小齒輪72與所述內圓周表面88之間。如已知的一樣，止推墊圈84的使用幫助降低了元件的磨損。
如圖4所示，當所述交互軸差動齒輪組件18被完全裝配時，所述差動多腳架70與多個交互軸差動小齒輪72被完全封入所述中心空穴74內。前側齒輪46中的多個齒輪齒60和所述后側齒輪66中的多個齒輪齒96至少部分延伸進中心空穴74中以嚙合多個交互軸差動小齒輪72。
所述差動多腳架70是由輸入軸44驅動的。所述后側齒輪66是由多個交互軸差動小齒輪72驅動的。所述交互軸差動小齒輪72被支撐在所述差動多腳架70上，所述差動多腳架70被直接安裝到輸入軸44上并且能在中心空穴74內相對于所述內圓周表面88進行轉動。所述交互軸差動小齒輪72驅動前側齒輪46。所述前側齒輪46隨著螺旋狀驅動齒輪50轉動以向前軸12提供輸入。所述后軸14通過后側齒輪66到所述通軸68與連接驅動軸16上的連接來接收驅動輸入。
此獨特的配置形成了一個非常緊湊的交互軸差動齒輪組件18并且消除了對交互軸差動外殼組件的需要。相比于以前的設計，這提供了一個明顯的重量縮減量并且更容易組裝。同樣，相比于以前的配置，因為所述交互軸差動齒輪組件18更加緊湊，所以所述突出度S也被大大降低。降低突出度可以改善動力系統(tǒng)角并且能降低元件的磨損。
如上所述，所述交互軸差動齒輪組件18包括一個在鎖定位置與未鎖定位置之間移動的鎖定環(huán)86。圖5A顯示的交互軸差動齒輪組件18處于未鎖定位置。在此位置上，所述后側齒輪66與螺旋狀驅動齒輪50能以不同的速度轉動。大體以附圖標記100指代的一個轉換機構被用于將鎖定環(huán)86移動進鎖定位置，如圖5B所示。在此位置時，所述后側齒輪66與螺旋狀驅動齒輪50被鎖定以同步轉動，這使得對前軸12與后軸14的輸入速度基本相同。
圖6所示是一個整體形成的螺旋狀驅動齒輪與前側齒輪組件110的一個例舉性實施例。所述螺旋狀驅動齒輪與前側齒輪組件110包括多個繞著外圓周形成的螺旋狀齒輪齒112。與上面的描述相似，一個中心空穴114由一個球面116所限定。多個前側齒輪齒118形成在所述中心空穴114的一側。所述差動多腳架70與多個交互軸差動小齒輪72被以與上面的描述相似的方式接收進所述中心空穴114內。所述交互軸差動小齒輪72與多個前側齒輪齒118相嚙合。
圖7與圖8所示是一個交互軸差動齒輪組件120的另一個例子。此配置相似于上述配置，但并不包括一個鎖定環(huán)與止推墊圈。一個前側齒輪122與后側齒輪126被支撐以相對于一個輸入軸124轉動。一個差動多腳架128與多個交互軸差動小齒輪130被固定進一個螺旋狀驅動齒輪134的一個中心空穴132內。所述中心空穴132包括一個球面136。當組裝時，所述差動多腳架128與所述交互軸差動小齒輪130被基本上封入所述中心空穴132內以提供一個緊湊的組件。
雖然這里公開的是本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例，但本領域內普通技術人員會認識到某些修改仍然處于本發(fā)明的范圍之內。因此，應該研究如下的權利要求書以確定本發(fā)明的真正范圍與內容。
權利要求
1.一種用于驅動軸的交互軸差動組件，包括由輸入軸支撐的后側齒輪；與所述后側齒輪相嚙合的多個交互軸差動小齒輪；與所述多個交互軸差動小齒輪相嚙合的前側齒輪；和被安裝以隨著所述前側齒輪轉動的驅動齒輪，所述驅動齒輪包括中空的中心空穴，其中所述多個交互軸差動小齒輪被置于所述中空的中心空穴內。
2.根據(jù)權利要求1所述的交互軸差動組件，其特征在于，所述驅動齒輪包括一個外圓周表面和一個內圓周表面，所述外圓周表面包括多個齒輪齒并且所述內圓周表面限定了所述中空的中心空穴。
3.根據(jù)權利要求2所述的交互軸差動組件，其特征在于包括一個有多條腿的多腳架，每條腿支撐著多個交互軸差動小齒輪之一，并且所述多腳架被置于所述中空的中心空穴內。
4.根據(jù)權利要求3所述的交互軸差動組件，其特征在于，所述多腳架被所述輸入軸驅動并且包括多個止推墊圈，每個所述止推墊圈被所述多條腿之一支撐著，每個所述止推墊圈被置于所述多個交互軸差動小齒輪之一與所述內圓周表面之間。
5.根據(jù)權利要求2所述的交互軸差動組件，其特征在于，所述內圓周表面是由一個球半徑所限定的。
6.根據(jù)權利要求2所述的交互軸差動組件，其特征在于包括一個可選擇地在一個未鎖定位置與一個鎖定位置之間移動的鎖定機構，處于所述鎖定位置時，所述后側齒輪被固定以隨著所述驅動齒輪轉動。
7.根據(jù)權利要求2所述的交互軸差動組件，其特征在于，所述驅動齒輪是一個螺旋狀齒輪并且所述前側齒輪與后側齒輪是成斜角的齒輪。
8.根據(jù)權利要求2所述的交互軸差動組件，其特征在于包括被所述驅動齒輪驅動的一個前差動齒輪組件和被聯(lián)接到所述后側齒輪上以驅動一個后差動齒輪組件的一個通軸。
9.根據(jù)權利要求2所述的交互軸差動組件，其特征在于，所述驅動齒輪繞著一個縱軸線轉動，而所述內圓周表面由繞著所述縱軸線連續(xù)延伸360度的第一半徑表面所限定，并且所述內圓周表面進一步由繞著與所述縱軸線相交的一個橫軸線不連續(xù)延伸的第二半徑表面所限定。
10.一種串聯(lián)驅動軸組件，包括包括前差動組件的前驅動軸；由所述前差動組件驅動以轉動一對橫向相對的前車輪端的一對前驅動軸；通過連接驅動軸聯(lián)接到所述前驅動軸上的后驅動軸，所述后驅動軸包括可操作地聯(lián)接到所述連接驅動軸上的后差動組件；由所述后差動組件驅動以轉動一對橫向相對的后車輪端的一對后驅動軸；和交互軸差動組件，該交互軸差動組件具有輸入軸、由所述輸入軸支撐的后側齒輪、與所述后側齒輪相嚙合的多個交互軸差動小齒輪、具有多條腿并且每條腿支撐著所述多個交互軸差動小齒輪之一的多腳架、與所述多個交互軸差動小齒輪相嚙合的前側齒輪、被安裝以隨著所述前側齒輪轉動并且包括用于接收所述多腳架和所述多個交互軸差動小齒輪的中心空穴的螺旋狀驅動齒輪，其中所述螺旋狀驅動齒輪向所述前差動組件提供驅動輸入。
11.根據(jù)權利要求10所述的串聯(lián)驅動軸組件，其特征在于，所述螺旋狀驅動齒輪包括一個外圓周表面與一個內圓周表面，所述外圓周表面包括多個齒輪齒并且所述內圓周表面限定了所述中心空穴。
12.根據(jù)權利要求11所述的串聯(lián)驅動軸組件，其特征在于，所述內圓周表面是一個球面。
13.根據(jù)權利要求12所述的串聯(lián)驅動軸組件，其特征在于，所述多腳架與多個交互軸差動小齒輪被基本上封入所述中心空穴內。
14.根據(jù)權利要求13所述的串聯(lián)驅動軸組件，其特征在于，所述多腳架被所述輸入軸直接驅動。
全文摘要
一種交互軸差動組件，包括前側齒輪和被輸入軸支撐的后側齒輪。所述前側與后側齒輪與多個支撐在一個多腳架上的交互軸差動小齒輪嚙合。所述多腳架被所述輸入軸驅動并且有多條腿，其中每條腿支撐著多個交互軸差動小齒輪之一。一個螺旋狀驅動齒輪被安裝以隨著所述前側齒輪轉動。所述螺旋狀驅動齒輪包括由球狀內表面所限定的一個中心空穴。所述多腳架與多個交互軸差動小齒輪被置于所述中心空穴內。這就消除了對交互軸差動外殼組件的需要并降低了突出度。
文檔編號F16H48/20GK1734130SQ20051009102
公開日2006年2月15日 申請日期2005年8月3日 優(yōu)先權日2004年8月4日
發(fā)明者A·J·R·阿爾馬古爾 申請人:阿文梅里特爾技術有限責任公司