專利名稱：用于多軸驅(qū)動(dòng)的機(jī)動(dòng)車輛的雙差動(dòng)裝置總成的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用在多軸驅(qū)動(dòng)的機(jī)動(dòng)車輛的傳動(dòng)系統(tǒng)中的一種雙差動(dòng)裝置總成。多軸驅(qū)動(dòng)的機(jī)動(dòng)車輛可分為有可掛上的四輪驅(qū)動(dòng)的車輛和有永久的四輪驅(qū)動(dòng)的車輛，前者上，一個(gè)主車軸被永久性地驅(qū)動(dòng)以及一個(gè)副車軸如果需要就連接上；而后者上，兩個(gè)軸都被永久性地驅(qū)動(dòng)。傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)主要是受發(fā)動(dòng)機(jī)在車輛上的布置的影響，也就是，發(fā)動(dòng)機(jī)是布置在車輛的前部還是后部，以及發(fā)動(dòng)機(jī)是縱向布置還是橫向布置。同時(shí)，還應(yīng)考慮汽車行業(yè)的在重量輕和尺寸緊湊方面的不斷提高的要求。
背景技術(shù)：
現(xiàn)在已經(jīng)有各種已有技術(shù)的組合的差動(dòng)裝置總成，它們一方面允許兩個(gè)被驅(qū)動(dòng)的車軸之一的兩個(gè)側(cè)軸之間的差動(dòng)運(yùn)動(dòng)，另一方面也允許兩個(gè)被驅(qū)動(dòng)的車軸互相之間的差動(dòng)運(yùn)動(dòng)。
EP 043 806 B1或EP1 239 188 B1提出的組合的差動(dòng)裝置總成都包括一個(gè)由發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的第一差動(dòng)裝置和一個(gè)與之串聯(lián)的第二差動(dòng)裝置，前者用于給前車軸和后車軸分配扭矩，而后者把扭矩分配給前車軸的兩個(gè)側(cè)軸。第一差動(dòng)裝置設(shè)置成行星傳動(dòng)裝置的形式，其連接板是牢固地連接于第二差動(dòng)裝置的座架。
從DE 33 11 175 A1知道一種類似的差動(dòng)裝置總成，其中第一差動(dòng)裝置設(shè)置成行星差動(dòng)裝置或傘齒輪差動(dòng)裝置的形式。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種可用在多軸驅(qū)動(dòng)的機(jī)動(dòng)車輛的傳動(dòng)系統(tǒng)中的組合的差動(dòng)裝置總成，這種傳動(dòng)裝置總成設(shè)計(jì)緊湊，容易生產(chǎn)，并且成本低廉。
按照本發(fā)明，這一目的是用一種雙差動(dòng)裝置總成，更具體地說，是可用在多軸驅(qū)動(dòng)的機(jī)動(dòng)車輛的傳動(dòng)系統(tǒng)中的一種雙差動(dòng)裝置總成來實(shí)現(xiàn)，它包括第一差動(dòng)傳動(dòng)裝置，它設(shè)有可繞轉(zhuǎn)動(dòng)軸線A被轉(zhuǎn)動(dòng)地驅(qū)動(dòng)的差動(dòng)裝置座架，它還有多個(gè)第一差動(dòng)齒輪，它們可轉(zhuǎn)動(dòng)地安裝在所述差動(dòng)裝置座架內(nèi)且安裝在相對于轉(zhuǎn)動(dòng)軸線A成角度延伸的第一軸線B上，并且它們可隨差動(dòng)裝置座架一起繞轉(zhuǎn)動(dòng)軸線A轉(zhuǎn)動(dòng)，第一差動(dòng)傳動(dòng)裝置還有第一輸出齒輪和第二輸出齒輪，它們布置成同軸于轉(zhuǎn)動(dòng)軸線A并嚙合于第一差動(dòng)齒輪；這種雙差動(dòng)裝置總成還包括第二差動(dòng)傳動(dòng)裝置，它有牢固地連接于第一差動(dòng)傳動(dòng)裝置的第二輸出齒輪因而可被其繞所述轉(zhuǎn)動(dòng)軸線A轉(zhuǎn)動(dòng)地驅(qū)動(dòng)的籠框形零件，它還有多個(gè)第二差動(dòng)齒輪，它們可轉(zhuǎn)動(dòng)地安裝在所述籠框形零件里且安裝在垂直于轉(zhuǎn)動(dòng)軸線A延伸的第二軸線C上，并且它們可隨籠框形零件22一起繞轉(zhuǎn)動(dòng)軸線A轉(zhuǎn)動(dòng)，第二差動(dòng)傳動(dòng)裝置還有第一側(cè)軸齒輪和第二側(cè)軸齒輪，它們布置成同軸于轉(zhuǎn)動(dòng)軸線A并嚙合于第二差動(dòng)齒輪。
本發(fā)明的雙差動(dòng)裝置總成的優(yōu)點(diǎn)在于，它能夠達(dá)到一個(gè)緊湊的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，因?yàn)閮蓚€(gè)差動(dòng)傳動(dòng)裝置中的至少一個(gè)，即第一或第二差動(dòng)傳動(dòng)裝置設(shè)置成冕形齒輪差動(dòng)裝置的形式。本文中的冕形齒輪差動(dòng)裝置是指這樣一種差動(dòng)傳動(dòng)裝置，其中的差動(dòng)齒輪設(shè)置成圓柱正齒輪的形式，其直的輪齒嚙合于有冕形輪齒的冕形齒輪形式的輸出齒輪。如果把籠框形零件布置在差動(dòng)裝置座架里并相對于它可轉(zhuǎn)動(dòng)地支承，就可達(dá)到一種特別緊湊的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)。這樣，可把第一差動(dòng)傳動(dòng)裝置的差動(dòng)齒輪組和第二差動(dòng)傳動(dòng)裝置的差動(dòng)齒輪組一起安裝在差動(dòng)裝置座架里，為了在差動(dòng)裝置座架里支承籠框形零件，可設(shè)置滑動(dòng)軸承。再一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于，通過適當(dāng)?shù)剡x擇軸線B和轉(zhuǎn)動(dòng)軸線A之間的角度，可以根據(jù)提出的要求來限定扭矩在兩個(gè)輸出軸之間，即前車軸和后車軸之間的分配。
按照本發(fā)明的第一實(shí)施例，第一差動(dòng)傳動(dòng)裝置設(shè)置成冕形齒輪差動(dòng)裝置的形式，其中輸出齒輪設(shè)置成冕形齒輪的形式，以及第一差動(dòng)齒輪設(shè)置成圓柱正齒輪的形式，輸出齒輪的齒根面的中心線平行于第一差動(dòng)齒輪的軸線B?；蛘?，或附加地，第二差動(dòng)傳動(dòng)裝置也可設(shè)置成冕形齒輪差動(dòng)裝置的形式，其中側(cè)軸齒輪設(shè)置成冕形齒輪的形式，以及第二差動(dòng)齒輪設(shè)置成圓柱正齒輪的形式，將冕形齒輪的齒根面的中心線定位在相對于轉(zhuǎn)動(dòng)軸線A的法向平面內(nèi)。通過把兩個(gè)差動(dòng)傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)成冕形齒輪差動(dòng)裝置，由于冕形齒輪的軸向長度短，可以達(dá)到特別緊湊的設(shè)計(jì)?？梢杂孟嗤牧悴考_(dá)到一個(gè)就合理的緊湊設(shè)計(jì)而言特別有利的實(shí)施例，其中第一差動(dòng)傳動(dòng)裝置的差動(dòng)齒輪和第二差動(dòng)傳動(dòng)裝置的差動(dòng)齒輪是完全相同的，這可降低生產(chǎn)成本。
按照第一實(shí)施例，軸線B和轉(zhuǎn)動(dòng)軸線A之間的角度在10°到90°范圍內(nèi)，所以，傳遞到橫向第一車軸的扭矩百分比高于傳遞到橫向第二車軸的扭矩百分比。例如，橫向第一車軸可以是機(jī)動(dòng)車輛的前車軸，而橫向第二車軸可以是其后車軸。但是，反過來的布置也是可以的，例如對于發(fā)動(dòng)機(jī)布置在后部的車輛。為了做到扭矩在兩個(gè)車軸之間的不相等分配，可以讓兩個(gè)輸出齒輪的直徑不同，與第二輸出齒輪的輪齒相比，把第一輸出齒輪的輪齒定位在相對轉(zhuǎn)動(dòng)軸線A的較小的半徑上。如果把傳入差動(dòng)裝置座架的扭矩的60％傳遞到籠框形零件進(jìn)而傳遞到前車軸上，而把其余的40％分配給第一輸出齒輪，進(jìn)而傳遞到與之傳動(dòng)連接的后車軸上，那是特別有利的。按照第二實(shí)施例，軸線B和轉(zhuǎn)動(dòng)軸線A之間的角度是精確的90度，這樣可在兩個(gè)輸出齒輪進(jìn)而在前車軸和后車軸之間達(dá)到對稱的扭矩分配。在這一實(shí)施例中，兩個(gè)輸出齒輪是形狀相同的。在第三實(shí)施例中，軸線B和轉(zhuǎn)動(dòng)軸線A之間的角度也可大于90度，這樣可把較大的扭矩分別傳遞到第一輸出齒輪和后車軸。第一輸出齒輪的直徑比第二輸出齒輪的大。
按照一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，相對轉(zhuǎn)動(dòng)軸線A，第二輸出齒輪的輪齒徑向地定位在第一側(cè)軸齒輪的輪齒之外。而且，相對于轉(zhuǎn)動(dòng)軸線A，使第二輸出齒輪的輪齒優(yōu)選地部分搭疊于第一側(cè)軸齒輪的輪齒。該措施可使這種雙差動(dòng)裝置總成的設(shè)計(jì)特別緊湊。
按照再一個(gè)有利的實(shí)施例，提出在差動(dòng)裝置座架里設(shè)置同軸于轉(zhuǎn)動(dòng)軸線的有中心孔的插入零件，使這個(gè)插入零件一方面軸向地支承于差動(dòng)裝置座架，另一方面軸向支承于第一側(cè)軸齒輪。這樣，這個(gè)插入零件能夠承受從第二差動(dòng)傳動(dòng)裝置發(fā)出的軸向擴(kuò)張力并將其傳入差動(dòng)裝置座架。以轉(zhuǎn)動(dòng)緊固的方式(in arotational fast way)連接于第一側(cè)軸齒輪的側(cè)軸穿過所述的中心孔。插入零件優(yōu)選地包括幾個(gè)孔，用于支承第一差動(dòng)齒輪的各個(gè)軸頸的內(nèi)端插入這些孔內(nèi)，各軸頸的外端被接納在差動(dòng)裝置座架的徑向通孔內(nèi)。這樣，各個(gè)軸頸的徑向內(nèi)端和外端都得以支承，因此各個(gè)差動(dòng)齒輪被穩(wěn)當(dāng)?shù)乇３衷谄湮弧２迦肓慵鄬τ诓顒?dòng)裝置座架是轉(zhuǎn)動(dòng)固定的，所以各個(gè)軸頸的內(nèi)端也相對于差動(dòng)裝置座架得到了圓周方向的支承。
按照一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，差動(dòng)裝置座架包括圓柱形內(nèi)部分，籠框形零件借助圓柱形外表面可滑動(dòng)地支承于其中。這一特點(diǎn)也有利于達(dá)到緊湊的設(shè)計(jì)。還有，籠框形零件和第二輸出齒輪優(yōu)選地制成為一體，這有利于減少零件數(shù)目?；\框形零件是優(yōu)選為環(huán)形的，其第一端面軸向地支承于差動(dòng)裝置座架的徑向表面，而第二輸出齒輪形成在其相反的第二端面上。在籠框形零件的第一端面和差動(dòng)裝置座架的徑向表面之間，優(yōu)選地設(shè)置用于轉(zhuǎn)動(dòng)支承的軸向滾針軸承?；\框形零件包括有幾個(gè)徑向孔的殼體部分，用于支承第二差動(dòng)齒輪的各個(gè)軸頸插在這些孔中。由于在徑向在籠框形零件和差動(dòng)裝置座架之間最多只存在一個(gè)小的環(huán)形間隙，所以各個(gè)軸頸不需要進(jìn)一步的軸向定位措施來支承差動(dòng)齒輪，因?yàn)楦鱾€(gè)軸頸能夠使其自身沿著其自身的軸頸軸線軸向地直接支承在差動(dòng)裝置座架的內(nèi)壁上。
為了相對于轉(zhuǎn)動(dòng)軸線A徑向地支承第二差動(dòng)齒輪，提出讓第二差動(dòng)傳動(dòng)裝置的冕形齒輪的兩側(cè)有輪轂，兩個(gè)輪轂軸向地突出到冕形輪齒的齒稍線之外，并且第二差動(dòng)齒輪能夠接觸到輪轂。


各附圖給出了幾個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，各附圖中圖1是本發(fā)明的雙差動(dòng)裝置總成的第一實(shí)施例的縱向剖視圖。
圖2是圖1所示的雙差動(dòng)裝置總成的差動(dòng)齒輪組的立體圖，其帶有插入的零件。
圖3是本發(fā)明的雙差動(dòng)裝置總成的第二實(shí)施例的縱向剖視圖。
圖4表示出分別根據(jù)圖1和3的雙差動(dòng)裝置總成的設(shè)計(jì)原理。
圖5表示出圖4所示的雙差動(dòng)裝置總成，其上畫出了扭矩流。
圖6表示出本發(fā)明的第三實(shí)施例的雙差動(dòng)裝置總成的設(shè)計(jì)原理。
圖7表示出本發(fā)明的第四實(shí)施例的雙差動(dòng)裝置總成的設(shè)計(jì)原理。
圖8表示出一個(gè)多軸驅(qū)動(dòng)的機(jī)動(dòng)車輛的驅(qū)動(dòng)車軸，其上采用圖4所示的本發(fā)明的雙差動(dòng)裝置總成。
具體實(shí)施例方式
下面一并說明圖1和2。它們表示出本發(fā)明的用于多軸驅(qū)動(dòng)的機(jī)動(dòng)車輛的雙差動(dòng)裝置總成2。這種雙差動(dòng)裝置總成2包括第一差動(dòng)傳動(dòng)裝置3，其用于在機(jī)動(dòng)車輛的前車軸和后車軸之間傳遞輸入的扭矩；以及同軸地毗鄰的第二差動(dòng)傳動(dòng)裝置4，其用于在兩個(gè)側(cè)軸之間分配已輸給前車軸的扭矩。
第一差動(dòng)傳動(dòng)裝置3包括差動(dòng)裝置座架5，其可被驅(qū)動(dòng)而繞轉(zhuǎn)動(dòng)軸線A轉(zhuǎn)動(dòng)；多個(gè)差動(dòng)齒輪6，它們被可轉(zhuǎn)動(dòng)地支承在差動(dòng)裝置座架5里，在相對于轉(zhuǎn)動(dòng)軸線A有一個(gè)角度的軸線B上，并且它們可以隨差動(dòng)裝置座架5一起繞轉(zhuǎn)動(dòng)軸線A轉(zhuǎn)動(dòng)；以及第一和第二輸出齒輪7、8，它們的輪齒嚙合于差動(dòng)齒輪6的輪齒。輸出齒輪7、8是可轉(zhuǎn)動(dòng)地支承在差動(dòng)裝置座架5里并且布置為與轉(zhuǎn)動(dòng)軸線A同軸，它們分別用于驅(qū)動(dòng)機(jī)動(dòng)車輛的前車軸和后車軸。第一差動(dòng)傳動(dòng)裝置3設(shè)置成冕形齒輪差動(dòng)裝置的形式，也就是，這些差動(dòng)齒輪是設(shè)置成具有正齒的圓柱形正齒輪的形式，而輸出齒輪7、8是設(shè)置成具有冕形齒的冕形齒輪的形式。互相嚙合的冕形齒輪和正齒輪的各個(gè)接觸線平行于正齒輪各自的軸線B。
差動(dòng)裝置座架5制造成兩個(gè)零件，包括一個(gè)碟形的第一座架零件9和蓋子形的第二座架零件12，后者以法蘭連接10連接至前者。法蘭連接10包括在圓周上分布的多個(gè)孔，這些孔必須設(shè)置螺栓且必須被拉緊。差動(dòng)裝置座架5包括軸套形的突部13、14，它們用于安裝軸承裝置(未示)，并形成在第一和第二座架零件9、12上、軸向地相反的兩端處。所述軸承裝置與轉(zhuǎn)動(dòng)軸線A同軸。這些軸承裝置用于把差動(dòng)裝置座架5可轉(zhuǎn)動(dòng)地支承在一個(gè)傳動(dòng)裝置殼體(未示)上。
在第一座架零件9上，設(shè)有幾個(gè)孔15，它們與軸線B同軸，并且每個(gè)孔15中有一軸頸16以其徑向外端插入。各軸線B和轉(zhuǎn)動(dòng)軸線A之間有一個(gè)角度α，在這一實(shí)施例中，這個(gè)角度可以在45°和90°之間，所示的角度約為70°。這可使扭矩在用于驅(qū)動(dòng)后車軸的第一冕形齒輪7和用于驅(qū)動(dòng)前車軸的第二冕形齒輪8之間不對稱的分配。在這一實(shí)施例中，第一冕形齒輪7的冕形輪齒的直徑小于第二冕形齒輪8的冕形輪齒的直徑，所以，傳遞到前車軸的扭矩量較大。扭矩的分配可通過選擇角度α進(jìn)而冕形齒輪7、8的冕形輪齒的直徑來限定。
在每個(gè)軸頸16上，可轉(zhuǎn)動(dòng)地支承著一個(gè)相關(guān)的正齒輪6。每個(gè)正齒輪6包括一個(gè)球面的外表面17，它們通過該外表面徑向支承于第一座架零件9的相匹配的內(nèi)表面18。各個(gè)軸頸16借助于它們的徑向內(nèi)端插進(jìn)插入零件20上的孔19，這在圖2中特別容易理解。各個(gè)軸線B由差動(dòng)裝置座架5上的各個(gè)孔15限定以及由插入零件20上的各個(gè)孔19限定?？梢钥吹剑O(shè)置有三個(gè)差動(dòng)齒輪6，每個(gè)都可轉(zhuǎn)動(dòng)地支承在各自相關(guān)的軸頸16上。因此，插入零件20是有三個(gè)插入有軸頸16的孔15。
插入零件20是整體的環(huán)形零件并有一個(gè)中心孔21，一個(gè)側(cè)軸(未示)可穿過其中。還有，插入零件20上，在各孔15的部位，有圓周地延伸的各徑向凹部48，其內(nèi)接納各個(gè)差動(dòng)齒輪6。在兩個(gè)相鄰的徑向凹部48之間，有圓周方向延伸的各突部49，各個(gè)突部49一起把插入零件20保持在差動(dòng)裝置座架5里。可以看見，突部49上可以有軸向延伸的孔50，插入銷51插在其中，具有防止相對于差動(dòng)裝置座架5轉(zhuǎn)動(dòng)的作用?？偣苍O(shè)有三個(gè)銷子51，它們繞著圓周分布并分別接合于差動(dòng)裝置座架5上的對應(yīng)的孔。插入零件20和差動(dòng)裝置座架5就是這樣被以轉(zhuǎn)動(dòng)上固定的方式互相連接起來。而且，可以看出，插入零件20在其突部49上有圓柱形外表面41，通過這些外表面41，相對于差動(dòng)裝置座架5的圓柱形內(nèi)表面，插入零件20的中心線重合于轉(zhuǎn)動(dòng)軸線A。
第二差動(dòng)傳動(dòng)裝置4包括籠框形零件22，其與第一差動(dòng)傳動(dòng)裝置3的第二冕形齒輪8制造成一體并且其作為第二差動(dòng)傳動(dòng)裝置4的差動(dòng)裝置座架?；\框形零件22是環(huán)形的并有圓柱形外表面23，籠框形零件22依靠這個(gè)表面23可導(dǎo)向并滑動(dòng)地支承于差動(dòng)裝置座架5的圓柱形內(nèi)表面24。
除籠框形零件22之外，第二差動(dòng)傳動(dòng)裝置4還包括可隨籠框形零件22一起繞轉(zhuǎn)動(dòng)軸線A轉(zhuǎn)動(dòng)的多個(gè)差動(dòng)齒輪25，以及第一和第二側(cè)軸齒輪26、27。兩個(gè)側(cè)軸齒輪26、27互相相反地布置在籠框形零件22里，與轉(zhuǎn)動(dòng)軸線A同軸，并且它們的輪齒嚙合于差動(dòng)齒輪25的輪齒。第二差動(dòng)傳動(dòng)裝置4也是制成為冕形齒輪差動(dòng)裝置的形式，這意味著，側(cè)軸齒輪26、27是成形為有冕形輪齒的冕形齒輪。冕形齒輪26、27各包括一個(gè)分別有內(nèi)齒30、31的輪轂28、29，各輪轂內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)緊固地插進(jìn)側(cè)軸(這一實(shí)施例中沒有表示)。冕形齒輪26、27的輪轂28、29從冕形齒輪軸向地突出并形成圓柱形的突部，它們用作差動(dòng)齒輪25的接觸表面32、33。各個(gè)差動(dòng)齒輪25在其徑向外側(cè)設(shè)有球面的外表面34，差動(dòng)齒輪25相對于轉(zhuǎn)動(dòng)軸線A徑向支承于籠框形零件22的對應(yīng)的球面的內(nèi)表面35。在這一實(shí)施例中，確切地設(shè)置了兩個(gè)可轉(zhuǎn)動(dòng)地支承在公共軸頸36上的差動(dòng)齒輪25。軸頸36包括螺旋地延伸的用于潤滑軸承區(qū)域的潤滑槽66。
在扭矩從差動(dòng)裝置座架5傳遞到第一差動(dòng)傳動(dòng)裝置3的差動(dòng)齒輪組以及傳遞到第二差動(dòng)傳動(dòng)裝置4的差動(dòng)齒輪組時(shí)，產(chǎn)生沿著轉(zhuǎn)動(dòng)軸線A軸向相反的方向作用的擴(kuò)張力。所述作用于第一差動(dòng)傳動(dòng)裝置3的擴(kuò)張力，一方面，通過第一輸出齒輪7的徑向表面59，另一方面，通過牢固地連接于第二輸出齒輪8的籠框形零件22的徑向表面60，被傳入到第二座架零件12。所述作用在第二差動(dòng)傳動(dòng)裝置4上的擴(kuò)張力被通過毗鄰插入零件20的徑向支承表面62的第一側(cè)軸齒輪26的徑向表面61沿著一個(gè)軸向傳入到差動(dòng)裝置座架5，而插入零件20是通過對應(yīng)的徑向表面支承在差動(dòng)裝置座架5上。第二差動(dòng)傳動(dòng)裝置4的作用于相反的方向的擴(kuò)張力被通過支承在對應(yīng)的支承表面64上的第二側(cè)軸齒輪27的徑向表面63傳入到差動(dòng)裝置座架5。在這兩個(gè)徑向表面和這兩個(gè)支承表面之間設(shè)有減磨支承盤65。
相對于轉(zhuǎn)動(dòng)軸線A，兩個(gè)差動(dòng)傳動(dòng)裝置3、4在軸向布置成互相靠近，第一差動(dòng)齒輪6的和第二輸出齒輪8的互相嚙合的輪齒徑向地定位在第一側(cè)軸齒輪26之外，而同時(shí)又沿著轉(zhuǎn)動(dòng)軸線A部分地軸向搭疊于它。這一實(shí)施例特別節(jié)省空間，因此，這種差動(dòng)裝置總成的重量也很輕。還有，第一差動(dòng)齒輪6的和第一輸出齒輪7的互相嚙合的輪齒是近似地與側(cè)軸齒輪26、27的冕形輪齒定位在同一直徑上。因此，總的來說，這種雙差動(dòng)裝置總成2相對轉(zhuǎn)動(dòng)軸線A的徑向尺寸很小，這有利于將其用在多軸驅(qū)動(dòng)的并且有橫向布置的發(fā)動(dòng)機(jī)的機(jī)動(dòng)車輛上。設(shè)置成正齒輪形式的兩個(gè)差動(dòng)傳動(dòng)裝置3、4的差動(dòng)齒輪6、25是完全相同的，因此可減少零件數(shù)目，這有利于降低生產(chǎn)成本。
圖2表示出第一差動(dòng)傳動(dòng)裝置3的差動(dòng)齒輪組和第二差動(dòng)傳動(dòng)裝置4的差動(dòng)齒輪組。沒有表示出帶有整體地連接的籠框形零件的第一差動(dòng)傳動(dòng)裝置的第二輸出齒輪。
圖3表示出一個(gè)雙差動(dòng)裝置總成2′，其類似于并且大體上對應(yīng)于圖1所示的總成。因此，參照上述徑向說明，相同的零件沿用相同的標(biāo)號，改動(dòng)了的零件給予相同但加上一撇號的標(biāo)號。唯一的區(qū)別在于兩個(gè)差動(dòng)傳動(dòng)裝置的差動(dòng)齒輪的數(shù)目，其在每一種情況中都可達(dá)四個(gè)。第一差動(dòng)傳動(dòng)裝置3″的四個(gè)差動(dòng)齒輪6是繞著圓周均勻分布的。因此，差動(dòng)裝置座架5′有用于接納四個(gè)軸頸16′的四個(gè)孔15′，它們在繞轉(zhuǎn)動(dòng)軸線A偏置90°。而且，插入零件20′也設(shè)有四個(gè)孔19′，各個(gè)軸頸16′的內(nèi)端分別插入這些孔內(nèi)。與上述實(shí)施例相比，這一有四個(gè)差動(dòng)齒輪6的雙差動(dòng)裝置總成2′適用于傳遞更高的扭矩，因?yàn)閺牟顒?dòng)裝置座架5′傳遞到輸出齒輪7、8的扭矩是通過全部四組互相嚙合的輪齒來傳遞。第二差動(dòng)傳動(dòng)裝置4′的差動(dòng)齒輪25的數(shù)目也是四個(gè)。因此，設(shè)置了兩個(gè)橫向延伸的軸頸37，這兩個(gè)軸頸插入軸頸36的中心孔并且附加的兩個(gè)差動(dòng)齒輪支承在其上。就這一實(shí)施例而言，同樣，兩個(gè)差動(dòng)傳動(dòng)裝置3′、4′的差動(dòng)齒輪6、25也是完全相同的，所以，零件數(shù)目同樣地減少了。
圖4表示出圖1和3所示的雙差動(dòng)裝置總成的設(shè)計(jì)原理。其中同樣的零件給予同樣的標(biāo)號。除圖1中所示的零件部件之外，這一實(shí)施例包括用于把扭矩傳遞到差動(dòng)裝置座架5的輸入齒輪38、以及用于支承差動(dòng)裝置座架5的軸承裝置39、40。如同常規(guī)，軸承裝置39、40是滾動(dòng)接觸軸承形式的。而且，設(shè)有一個(gè)角傳動(dòng)裝置42，用于把預(yù)定給后車軸的扭矩從第一輸出齒輪7傳遞到機(jī)動(dòng)車輛的推進(jìn)軸43。角傳動(dòng)裝置42包括一個(gè)以轉(zhuǎn)動(dòng)緊固的方式連接于第一輸出齒輪7的齒圈44、以及一個(gè)嚙合于齒圈44的小齒輪45，而齒輪45又是牢固地連接于推進(jìn)軸43。還有，設(shè)有前車軸的側(cè)軸46、47，它們定位成與轉(zhuǎn)動(dòng)軸線A同軸。
圖5表示出從輸入齒輪38到前車軸的側(cè)軸46、47以及到推進(jìn)軸43的扭矩分配。由于輸出齒輪7和8的齒數(shù)不同，從發(fā)動(dòng)機(jī)通過輸入齒輪38傳遞到差動(dòng)傳動(dòng)裝置3的扭矩是以幾個(gè)不相等的部分分配。這導(dǎo)致差動(dòng)齒輪6相對于轉(zhuǎn)動(dòng)軸線A有一個(gè)角度位置。軸線B的角度α可這樣來選擇，就是使傳入差動(dòng)裝置座架5的扭矩的約40％被傳遞到第一輸出齒輪7，進(jìn)而通過角傳動(dòng)裝置42傳遞到后車軸，而扭矩的60％被通過第二輸出齒輪8和第二差動(dòng)傳動(dòng)裝置4傳遞到前車軸。傳遞到第二差動(dòng)傳動(dòng)裝置4的扭矩又被分成為兩個(gè)相等的部分而分配給側(cè)軸齒輪26、27，這樣，傳入這一雙差動(dòng)裝置總成2的扭矩被均分給兩個(gè)側(cè)軸齒輪46、47各30％。因此后車軸的兩個(gè)側(cè)軸各由總可用扭矩的20％驅(qū)動(dòng)。
圖6表示出本發(fā)明的雙差動(dòng)裝置總成的再一個(gè)實(shí)施例，其在設(shè)計(jì)和功能方面幾乎對應(yīng)于圖1到4所示的實(shí)施例。其中相同的部件沿用相同的標(biāo)號，改換了的部件沿用相同的標(biāo)號，但加上兩個(gè)撇號。這一實(shí)施例的特點(diǎn)在于，第一差動(dòng)傳動(dòng)裝置3″的差動(dòng)齒輪6被保持在定位成垂直于轉(zhuǎn)動(dòng)軸線A的軸線B″上。在這一實(shí)施例中，扭矩是被以幾個(gè)相等的部分分配給第一和第二輸出齒輪7″、8″，進(jìn)而分配到后車軸和前車軸。與第一實(shí)施例中一樣，第一差動(dòng)傳動(dòng)裝置3″是設(shè)置成冕形齒輪差動(dòng)裝置的形式，也就是，差動(dòng)齒輪6是設(shè)置成圓柱正齒輪的形式，而輸出齒輪7″、8″是設(shè)置成冕形齒輪的形式。在這一實(shí)施例中，冕形齒輪的冕形輪齒是定位在相對于轉(zhuǎn)動(dòng)軸線A的徑向平面內(nèi)。同樣，在這一實(shí)施例中，第一差動(dòng)齒輪6和第二差動(dòng)齒輪25是完全相同的，這有利于生產(chǎn)。
圖7表示出本發(fā)明的雙差動(dòng)裝置總成的再一個(gè)實(shí)施例，其在設(shè)計(jì)和功能方面幾乎對應(yīng)于上述各實(shí)施例。其中相同的部件沿用相同的標(biāo)號，改換了的部件沿用相同的標(biāo)號，但加上三個(gè)撇號。這一實(shí)施例的特點(diǎn)在于，軸線B和轉(zhuǎn)動(dòng)軸線A之間的角度α大于90°并可達(dá)約110°。這樣可使分別傳遞到第一輸出齒輪7和傳遞到后車軸的扭矩比分別傳遞到第二輸出齒輪8和前車軸的扭矩大。在這一雙差動(dòng)裝置總成2中，輸出齒輪7的齒數(shù)是這樣選擇的，就是使傳入差動(dòng)裝置座架的扭矩的約60％被傳遞到后車軸，而約40％被傳遞到前車軸。與上一實(shí)施例中一樣，差動(dòng)傳動(dòng)裝置3和4兩者是設(shè)置成冕形齒輪差動(dòng)裝置的形式，這意味著第一和第二差動(dòng)齒輪6、25是設(shè)置成圓柱正齒輪的形式。第一和第二差動(dòng)傳動(dòng)裝置的正齒輪是完全相同的。在這一實(shí)施例中，第一輸出齒輪7的冕形輪齒的直徑大于牢固地連接于籠框形零件22的第二輸出齒輪8的冕形輪齒的直徑。
圖8表示出一個(gè)多軸驅(qū)動(dòng)車輛(未示)的前車軸52。這個(gè)前車軸52包括圖4所示的雙差動(dòng)裝置總成2，其具有一個(gè)角傳動(dòng)裝置42、兩個(gè)側(cè)軸46、47、兩個(gè)連接于側(cè)軸的傳動(dòng)軸53、54以及兩個(gè)車輪55、56。雙差動(dòng)裝置總成2由發(fā)動(dòng)機(jī)/齒輪箱單元58通過小齒輪57驅(qū)動(dòng)。小齒輪57的輪齒嚙合于以轉(zhuǎn)動(dòng)緊固方式連接于差動(dòng)裝置座架5的輸入齒輪38的輪齒。如上所述，這一雙差動(dòng)裝置總成2包括第一差動(dòng)傳動(dòng)裝置3和與之同軸地布置的第二差動(dòng)傳動(dòng)裝置4，前者用于把扭矩分配給前車軸和后車軸，后者用于在兩個(gè)側(cè)軸46和47之間分配傳遞到前車軸52的扭矩。第一差動(dòng)傳動(dòng)裝置3允許前車軸和后車軸之間有差動(dòng)作用，而第二差動(dòng)傳動(dòng)裝置4有兩個(gè)側(cè)軸46和47之間的差動(dòng)作用，以避免傳動(dòng)系統(tǒng)中的扭轉(zhuǎn)。
自不待言，圖6和7所示的本發(fā)明的雙差動(dòng)裝置總成也可用在所示的前車軸上。
標(biāo)號對照表2 雙差動(dòng)裝置總成3 第一差動(dòng)傳動(dòng)裝置4 第二差動(dòng)傳動(dòng)裝置5 差動(dòng)裝置座架6 差動(dòng)齒輪7 第一輸出齒輪8 第二輸出齒輪9 第一座架零件10 法蘭連接11 孔12 第二座架零件13 突部14 突部15 孔16 軸頸17 外表面18 內(nèi)表面
19 孔20 插入零件21 通孔22 籠框形零件23 外表面24 內(nèi)表面25 差動(dòng)齒輪26 側(cè)軸齒輪27 側(cè)軸齒輪28 輪轂29 輪轂30 內(nèi)齒31 內(nèi)齒32 接觸表面33 接觸表面34 外表面35 內(nèi)表面36 軸頸37 軸頸38 輸入齒輪39 軸承裝置40 軸承裝置41 外表面42 角傳動(dòng)裝置43 推進(jìn)軸44 齒圈45 小齒輪46 側(cè)軸47 側(cè)軸
48 凹部49 突部50 孔51 銷子52 前車軸53 傳動(dòng)軸54 傳動(dòng)軸55 車輪56 車輪57 小齒輪58 發(fā)動(dòng)機(jī)/齒輪箱單元59 徑向表面60 徑向表面61 徑向表面62 支承表面63 徑向表面64 支承表面65 支承盤66 潤滑槽A 轉(zhuǎn)動(dòng)軸線B 軸線C 軸線α 角度
權(quán)利要求
1.一種雙差動(dòng)裝置總成，具體地說，是可用在多軸驅(qū)動(dòng)的機(jī)動(dòng)車輛的傳動(dòng)系統(tǒng)中的一種雙差動(dòng)裝置總成，它包括第一差動(dòng)傳動(dòng)裝置(3)，它設(shè)有能夠繞轉(zhuǎn)動(dòng)軸線(A)轉(zhuǎn)動(dòng)地驅(qū)動(dòng)的差動(dòng)裝置座架(5)；多個(gè)第一差動(dòng)齒輪(6)，它們可轉(zhuǎn)動(dòng)地保持在所述差動(dòng)裝置座架(5)中且在相對于轉(zhuǎn)動(dòng)軸線(A)成角度延伸的第一軸線(B)上，并且它們隨差動(dòng)裝置座架(5)一起繞所述轉(zhuǎn)動(dòng)軸線(A)轉(zhuǎn)動(dòng)；以及第一輸出齒輪(7)和第二輸出齒輪(8)，它們布置成同軸于轉(zhuǎn)動(dòng)軸線(A)并嚙合于所述第一差動(dòng)齒輪(6)；第二差動(dòng)傳動(dòng)裝置(4)，它設(shè)有牢固地連接于所述第一差動(dòng)傳動(dòng)裝置(3)的所述第二輸出齒輪(8)因而可被其繞所述轉(zhuǎn)動(dòng)軸線(A)轉(zhuǎn)動(dòng)地驅(qū)動(dòng)的籠框形零件(22)；多個(gè)第二差動(dòng)齒輪(25)，它們可轉(zhuǎn)動(dòng)地保持在所述籠框形零件(22)中且在垂直于所述轉(zhuǎn)動(dòng)軸線(A)延伸的第二軸線(C)上，并且它們可隨所述籠框形零件(22)一起繞轉(zhuǎn)動(dòng)軸線(A)轉(zhuǎn)動(dòng)；以及第一側(cè)軸齒輪(26)和第二側(cè)軸齒輪(27)，它們布置成同軸于所述轉(zhuǎn)動(dòng)軸線(A)并嚙合于所述第二差動(dòng)齒輪(25)；其中兩個(gè)差動(dòng)傳動(dòng)裝置(3、4)中的至少一個(gè)設(shè)置成冕形齒輪差動(dòng)裝置的形式。
2.如權(quán)利要求1所述的雙差動(dòng)裝置總成，其特征在于所述第一差動(dòng)傳動(dòng)裝置(3)設(shè)置成冕形齒輪差動(dòng)裝置的形式，其中所述輸出齒輪(7、8)設(shè)置成冕形齒輪的形式，且所述第一差動(dòng)齒輪(6)是設(shè)置成圓柱正齒輪的形式。
3.如權(quán)利要求1或2所述的雙差動(dòng)裝置總成，其特征在于所述第二差動(dòng)傳動(dòng)裝置(4)設(shè)置成冕形齒輪差動(dòng)裝置的形式，其中所述側(cè)軸齒輪(26、27)設(shè)置成冕形齒輪的形式，且所述第二差動(dòng)齒輪(25)設(shè)置成圓柱正齒輪的形式。
4.如權(quán)利要求2或3所述的雙差動(dòng)裝置總成，其特征在于所述第一差動(dòng)傳動(dòng)裝置(3)的所述差動(dòng)齒輪(6)和所述第二差動(dòng)傳動(dòng)裝置(4)的所述差動(dòng)齒輪(25)設(shè)計(jì)成是完全相同的。
5.如權(quán)利要求1到4中的任一權(quán)利要求所述的雙差動(dòng)裝置總成，其特征在于所述第一差動(dòng)齒輪(6)的所述第一軸線(B)和所述轉(zhuǎn)動(dòng)軸線(A)之間的角度在10°到90°范圍內(nèi)。
6.如權(quán)利要求1到4中的任一權(quán)利要求所述的雙差動(dòng)裝置總成，其特征在于所述第一差動(dòng)齒輪(6)的所述第一軸線(B)和所述轉(zhuǎn)動(dòng)軸線(A)之間的角度是90°。
7.如權(quán)利要求1到4中的任一權(quán)利要求所述的雙差動(dòng)裝置總成，其特征在于所述第一差動(dòng)齒輪(6)的所述第一軸線(B)和所述轉(zhuǎn)動(dòng)軸線(A)之間的角度在90°到170°范圍內(nèi)。
8.如權(quán)利要求1到7中的任一權(quán)利要求所述的雙差動(dòng)裝置總成，其特征在于相對于所述轉(zhuǎn)動(dòng)軸線(A)，所述第一差動(dòng)傳動(dòng)裝置(3)的所述第二輸出齒輪(8)布置成部分地軸向搭疊于所述第二差動(dòng)傳動(dòng)裝置(4)的所述第一側(cè)軸齒輪(26)。
9.如權(quán)利要求1到8中的任一權(quán)利要求所述的雙差動(dòng)裝置總成，其特征在于帶有中心孔(21)的插入零件(20)同軸于所述轉(zhuǎn)動(dòng)軸線(A)地保持在所述差動(dòng)裝置座架(5)里，該插入零件(20)一方面軸向地支承于差動(dòng)裝置座架(5)，另一方面軸向支承于第一側(cè)軸齒輪(26)。
10.如權(quán)利要求9所述的雙差動(dòng)裝置總成，其特征在于所述插入零件(20)是可轉(zhuǎn)動(dòng)地緊固于差動(dòng)裝置座架(5)。
11.如權(quán)利要求9或10所述的雙差動(dòng)裝置總成，其特征在于所述插入零件(20)包括孔(50)，軸頸(16)以其內(nèi)端插在這些孔里，用于支承所述第一差動(dòng)齒輪(6)，而這些軸頸(16)的外端被接納在所述差動(dòng)裝置座架(5)的孔(15)內(nèi)。
12.如權(quán)利要求1到11中的任一權(quán)利要求所述的雙差動(dòng)裝置總成，其特征在于所述差動(dòng)裝置座架(5)包括圓柱形內(nèi)部分(24)，所述籠框形零件(22)以其圓柱形外表面(23)可滑動(dòng)地支承在該部分中。
13.如權(quán)利要求1到12中的任一權(quán)利要求所述的雙差動(dòng)裝置總成，其特征在于所述籠框形零件(22)和所述第二輸出齒輪(8)成形為一體。
14.如權(quán)利要求1到13中的任一權(quán)利要求所述的雙差動(dòng)裝置總成，其特征在于所述籠框形零件(22)是環(huán)形的并以其第一端面軸向支承于所述差動(dòng)裝置座架(5)，其中所述第二輸出齒輪(8)成形在沿相反方向延伸的第二端面處。
15.如權(quán)利要求1到14中的任一權(quán)利要求所述的雙差動(dòng)裝置總成，其特征在于所述第二差動(dòng)傳動(dòng)裝置(4)的所述側(cè)軸齒輪(26、27)各包括輪轂(28、29)，它們有圓柱形外接觸表面(32、33)，所述第二差動(dòng)齒輪(25)相對于所述轉(zhuǎn)動(dòng)軸線(A)徑向地支承在這些表面上。
16.如權(quán)利要求1到15中的任一權(quán)利要求所述的雙差動(dòng)裝置總成，其特征在于所述籠框形零件(22)包括若干徑向的孔，用于支承所述第二差動(dòng)齒輪(25)的軸頸(36)插入其中。
17.如權(quán)利要求1到16中的任一權(quán)利要求所述的雙差動(dòng)裝置總成，其特征在于所述籠框形零件(22)通過滾針軸承軸向地支承于所述差動(dòng)裝置座架(5)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種雙差動(dòng)裝置總成，具體地說，是可用在多軸驅(qū)動(dòng)的機(jī)動(dòng)車輛的傳動(dòng)系統(tǒng)中的一種雙差動(dòng)裝置總成。這種雙差動(dòng)裝置總成包括第一差動(dòng)傳動(dòng)裝置(3)，它有可繞一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)軸線(A)被轉(zhuǎn)動(dòng)地驅(qū)動(dòng)的差動(dòng)裝置座架(5)，它還有多個(gè)可轉(zhuǎn)動(dòng)地安裝在所述差動(dòng)裝置座架內(nèi)的第一差動(dòng)齒輪(6)，以及兩個(gè)輸出齒輪(7、8)，它們布置成同軸于轉(zhuǎn)動(dòng)軸線(A)并嚙合于第一差動(dòng)齒輪(6)。這種雙差動(dòng)裝置總成還包括第二差動(dòng)傳動(dòng)裝置(4)，它有牢固地連接于第一差動(dòng)傳動(dòng)裝置(3)的輸出齒輪之一(8)因而可繞轉(zhuǎn)動(dòng)軸線(A)被驅(qū)動(dòng)的籠框形零件(22)，它還有多個(gè)第二差動(dòng)齒輪(25)，它們可轉(zhuǎn)動(dòng)地安裝在籠框形零件(22)里，以及有兩個(gè)側(cè)軸齒輪(26、27)，它們布置成同軸于轉(zhuǎn)動(dòng)軸線(A)并嚙合于第二差動(dòng)齒輪(25)。兩個(gè)差動(dòng)傳動(dòng)裝置(3、4)中的至少一個(gè)設(shè)置成冕形齒輪差動(dòng)裝置的形式。
文檔編號F16H48/06GK101041325SQ200710089649
公開日2007年9月26日 申請日期2007年3月22日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月22日
發(fā)明者M·英格曼, M·舒米特, H·富克斯 申請人:Gkn動(dòng)力傳動(dòng)國際有限公司