專利名稱：小齒輪軸和差速齒輪箱總成的制作方法
小齒輪軸和差速齒輪箱總成
相關(guān)申請的交叉引用
0001本申請要求2006年4月3日提交的名稱為"窄型差速齒輪箱 (NARROW DIFFERENTIAL HOUSING)"的第60/788,774號美國臨時專 利申請的優(yōu)先權(quán)，在此將其全文并入，作為參考。技術(shù)領(lǐng)域：
0002本發(fā)明主要涉及機械差速器，更特別地，涉及改進的小齒輪軸 和差速齒輪箱總成。背景技術(shù)：
0003在汽車制造業(yè)中，差速器作為將發(fā)動機扭矩分離兩路的裝置而 被熟知，其允許每個輸出在不同速度下轉(zhuǎn)動。通常，差速器具有三個首要任 務(wù)將發(fā)動機功率瞄定到車輪；作為車輛中的最后齒輪減速，在傳動到車輪 之前最后一次降低傳動的轉(zhuǎn)動速度；以及將功率傳輸?shù)杰囕啿⒃试S他們以不 同的速度轉(zhuǎn)動。
00041在一典型的車輛應(yīng)用中，車輛的轉(zhuǎn)動驅(qū)動軸嚙合環(huán)形齒輪，該 環(huán)形齒輪安裝在差速齒輪箱上。因此，該驅(qū)動軸驅(qū)動環(huán)形齒輪，該環(huán)形齒輪 反過來轉(zhuǎn)動差速齒輪箱。典型的機械差速器包括殼體(或載體)，兩個側(cè)齒 輪，以及幾個小齒輪(pinion gear)。小齒輪軸將小齒輪連接到殼體，從而隨著 殼體轉(zhuǎn)動，小齒輪被驅(qū)動。小齒輪驅(qū)動兩個側(cè)齒輪，反過來又驅(qū)動連接其上 的輪軸(或半軸)。
0005參見圖l-3， 一種已知的差速器總成1被圖示。差速齒輪箱2具 有用于包容小齒4侖軸22a的孔20。特別地，每個小齒輪軸22a #1插入孔20。 小齒輪軸22a經(jīng)過一個或多個鎖定銷25固定到殼體2，所述鎖定銷延伸通過 小齒輪軸22a進入殼體2。鎖定銷25固定小齒輪軸22a，從而小齒輪8嚙合
4側(cè)齒輪19。鎖定銷一般必須將小齒輪軸鎖定到殼體，用以防止小齒輪軸相 對于差速齒輪箱的運動。鎖定銷以這種方式的使用需要將孔鉆入殼體和小齒 輪軸內(nèi)，并且能增加與制造和裝配差速器相關(guān)的時間和成本。這類已知的鎖 定差速器需要大量的加工和復(fù)雜的裝配。
0006車輛的車軸40(未圖示)從每個側(cè)齒輪19延伸，在已知的差速 齒輪箱總成中，驅(qū)動軸縱向延伸通過車輛的中心線并連接到與差速齒輪箱2 連接的環(huán)形齒輪。隨著驅(qū)動軸轉(zhuǎn)動環(huán)形齒輪，差速齒輪箱2轉(zhuǎn)動并且小齒輪 軸22a依次轉(zhuǎn)動。轉(zhuǎn)動的小齒輪軸22a轉(zhuǎn)動嚙合側(cè)齒輪19的小齒輪8并驅(qū)動 車軸40。由于差速齒輪箱2的設(shè)置，小齒輪軸22a相對于車輛偏心定向，這 樣致使每個車軸40具有不動長度。
0007由于每個車軸40需要單獨制造，不同長度的車軸40是不期望 的。另外，每個車軸40需要加工成與各個側(cè)齒輪8嚙合需要的精確長度。 進一步地，每個車軸40需要^皮分類并裝配到車輛的相應(yīng)側(cè)。而且，如果每 個車軸40具有不同長度，這樣每個輪軸將承受不同的扭矩或"巻緊"(wind up)。久而久之，車軸40可變形或被這種不同的長度及由此而來的不同扭矩 損壞。另外，車輛操作者可遭受扭矩施加到不同車軸長度的扭矩轉(zhuǎn)向力和/ 或扭動。
0008因此，在本領(lǐng)域存在對一種差速齒輪箱的需要，當(dāng)其被設(shè)置于 容許相等長度車軸時，該差速齒輪箱能從車輛的中心線偏移。而且，存在提 供 一 種殼體的需要，其在未使用鎖定銷和有關(guān)的制造操作和組件的情況下能 支撐小齒輪軸。
發(fā)明內(nèi)容
0009
一種差速齒輪箱總成，其具有小齒輪軸和形成其中的緩沖部分 (relieved portion)。該差速器總成能利用相等長度的車軸。由于差速齒輪 箱相對于車輛的偏移方向，車軸的至少一個延伸進入該緩沖部分。另外，車 軸與緩沖部分之間的嚙合防止小齒輪軸的徑向運動，用以消除將小齒輪軸銷入到差速齒輪箱的需要。

0010圖1是帶有小齒輪軸支撐孔經(jīng)過其中的現(xiàn)有技術(shù)差速器的剖視圖。
0011圖2是圖1的差速器大致沿A-A線的剖視圖。0012圖3是具有小齒輪軸支撐孔經(jīng)過其中的現(xiàn)有技術(shù)差速齒輪箱的 剖4見圖。
0013圖4是依照本發(fā)明的差速器的實施例的剖視圖。
具體實施方式
0014參見固4，本發(fā)明的差速齒輪箱總成100的實施例被示出。差速 齒輪箱總成100具有差速齒輪箱120和環(huán)形齒輪110,該環(huán)形齒輪可耦合和/ 或以其他方式連接到差速齒輪箱120。環(huán)形齒輪110可被例如車輛，諸如 ATV，汽車或者類似物的驅(qū)動軸(未圖示)驅(qū)動。環(huán)形齒輪110繞A-A軸轉(zhuǎn) 動差速齒輪箱120。寬Wl示出在本發(fā)明的一個實施例中的環(huán)形齒輪110的 寬度。
0015差速齒輪箱總成110可具有能與差速齒輪箱120嚙合的環(huán)112。 環(huán)112可具有多個鎖定銷114，其延伸進差速齒輪箱120。鎖定銷114可延 伸通過差速齒輪箱120和側(cè)齒輪140b。環(huán)112可被定位于使得環(huán)112的運動 (如橫向運動)可使鎖定銷114與差速齒輪箱120嚙合。例如，環(huán)112可活 動地定位鎖定銷114，從而鎖定銷114嚙合側(cè)齒輪140b和差速齒輪箱120。 在一實施例中，環(huán)112可從嚙合位置到脫離位置移動。在嚙合位置上，環(huán) 112可定位鎖定銷114,這樣將側(cè)齒輪140b被鎖到差速齒輪箱120。在脫離 位置上，側(cè)齒輪140b可在不同速度下自由地轉(zhuǎn)動。
0016側(cè)齒專侖140a， 140b可連接，耦合和/或以其他方式固定到車軸 150a， 150b。在一實施例中，車軸150a， 150b可為諸如汽車，越野車，全地 形車或類似物的一部分。側(cè)齒輪140a， 140b可與小齒專侖135嚙合。側(cè)齒專侖140a， 140b和小齒輪135的嚙合可驅(qū)動車軸150a， 150b轉(zhuǎn)動。
0017差速齒輪箱總成100可具有在差速齒輪箱120中定位的小齒輪 軸130。小齒輪軸130可插入差速齒輪箱120并可連接到小齒輪軸135。例 如，差速齒輪箱120可具有用以接收小齒輪軸130的孔125。小齒輪軸130 可與差速齒輪箱120轉(zhuǎn)動，用以將扭矩傳送到小齒輪135。小齒輪135可依 次將4丑矩傳送到的驅(qū)動相應(yīng)車軸150a, 150b的側(cè)齒輪140a, M0b。結(jié)果是 輸入扭矩可通過小齒輪135和側(cè)齒輪140a,140b轉(zhuǎn)變，這樣以允許車軸150a， 150b在不同速度轉(zhuǎn)動。
0018已知差速齒輪箱總成需要使用不同的車軸長度。有利的是，差 速器總成100能包含具有不同長度的車軸150a， 150b。在這種實施例中，本 發(fā)明消除了生產(chǎn)兩個不同車軸，分類每個車軸及適當(dāng)?shù)貙⒚總€車軸裝配到其 對應(yīng)位置的需要。車軸150a, 150b中的每個《皮此是可以互換的。因此，本 發(fā)明提供了差速器總成100,其可顯著降低制造和裝配成本。
0019車軸150a, 150b中的每個可延伸進差速齒輪箱120。在已知的 差速齒輪箱總成中，車軸終止在側(cè)齒輪中；然而，本發(fā)明的牟軸150a， 150b 延伸通過側(cè)齒輪140a, 140b。例如，如固4所示，車軸150a， 150b中的至 少一個可鄰接小齒輪軸130。
0020小齒輪軸130可具有緩沖部分160。在一個實施例中，緩沖部分 160尺寸設(shè)為用以包容車軸150a和/或150b的一部分。如圖4.所示，緩沖部 分160包容延伸通過對應(yīng)的側(cè)齒輪H0a的車軸150a的一個端部。在這種實 施例中，車軸150a延伸進差速齒輪箱120的長度比車軸150b延伸進差速齒 輪箱120的長度要長。
0021另一優(yōu)點是，緩沖部分160可包容車軸150a， 150b中的至少一 個。將車軸150a， 150b延伸進緩沖部分160提供了對小齒輪軸130的結(jié)構(gòu)支 撐。例如，如圖4所示，車軸150a延伸進緩沖部分160并可防止小齒輪軸 130相對于小齒輪軸130的中心線C^的縱向運動和/或轉(zhuǎn)向運動。在這種實施例中，緩沖部分160不需要用于將小齒輪軸130固定到差速齒輪箱120的 傳統(tǒng)手段，如鎖定銷，插銷，固定螺釘，壓入配合，焊接等。另外，在一個 實施例中，相對的車軸150b可延伸到相對于緩沖部分150的小齒輪軸130 的側(cè)面，從而進一步地支撐了小齒輪軸130。
0022消除與將小齒輪軸130固定到殼120相關(guān)的組件以及制造用于 小齒輪軸13 0的銷所需要的各種附隨的加工工藝顯著地降低了裝配和制造 成本。另外，消除固定小齒輪軸130的需要也簡化了差速齒輪箱總成100的 裝配。
0023緩沖部分160可為用于包容車軸150a， 150b的至少一個的一部 分的孔。緩沖部分160可具有與對應(yīng)車軸150， 150b的直徑基本相等的高度， 用以限制相對于小齒輪軸130相對于小齒輪軸130的中心線C^的轉(zhuǎn)向運動 和/或縱向運動。在最初成型過程中，如鍛造，或在后續(xù)材料除去過程中， 如磨削或拉削，緩沖部分160可被包含在小齒輪軸130中。
0024緩沖部分160的尺寸可根據(jù)對支撐小齒輪軸130的需要和/或因 需要提供相等長度的車軸150a， 150b而確定。在車軸150a， 150b具有相等 長度的一個實施例中，車輛的中心線Q^可以為延伸通過車軸150a, 150b 中點的水平面。差速齒輪箱120的中心線典型地與小齒輪軸的中心線CLp相 同。然而，由于差速齒輪箱總成的100的結(jié)構(gòu)，車輛的中心線Clv可能需要 從小齒輪軸的中心線Clp偏移一段距萬。例如，偏移200可能是由于環(huán)形齒 輪110的方向和結(jié)構(gòu)，不同軸承大小，鎖定裝置180和/或車輛其他零部件 的定位。由于偏移200，差速齒輪箱120可能需要車軸150a, 150b中的一個 進一步延伸進差速齒輪箱120,以具有大致相等的長度。
0025在一個實施例中，緩沖部分160的長度與車輛的中心線和小齒 輪軸130中心線之間的偏移量基本相等。例如，從小齒輪軸130中心線到車 輛的中心線的距離與緩沖部分160的深度和/或長度基本相等。結(jié)果是，本 發(fā)明提供補償相對于車輛的中心線的小齒輪軸的中心線130的偏移的能力。另外，本發(fā)明在提供相等長度的車軸150a， 150b情況下允許這類補償發(fā)生。0026在如圖4所示的實施例中，環(huán)形齒輪110的寬度W1與小齒輪 軸的中心線和車輛的中心線之間的偏移量基本相等。因此，緩沖部分160可 以，例如因環(huán)形齒輪110的寬度Wl補償該偏移。當(dāng)然，本領(lǐng)域普通技術(shù)人 員要理解其他導(dǎo)致偏移的組件可能存在于差速齒輪箱總成中以及，因此不應(yīng) 將本發(fā)明視為限制于補償任何特殊類型或偏移量。
0027作為選擇地，小齒輪軸130可具有相對的緩沖部分160。在小齒 輪軸130 —側(cè)的緩沖部分150是偏移的，其可通過在小齒輪軸130相對側(cè)的 緩沖部分160補償。在這種實施例中，在緩沖部分160中的車軸150a, 150b 部分的長度可能會改變。例如，為了增在加車軸150a與緩沖部分160之間 嚙合長度，如圖4所示，可通過將相對軸150b延伸進相對的緩沖部分160
(未圖示)來引入偏移。在這種實施例中，每個牟軸150, 150b的長度可能 會增加。
0028因此，本發(fā)明提供了差速齒輪箱總成IOO，其能在取消將小齒輪 軸130固定到差速齒輪箱120所需要的元件和組件的情況下利用相等車軸 150a， 150b的長度。結(jié)果是，本發(fā)明降低了制造和生產(chǎn)成本。
0029雖然已參考優(yōu)選實施例描述了本發(fā)明，但在本發(fā)明的附圖和說 明書的描述基礎(chǔ)上，對本發(fā)明所作的任何修改都應(yīng)當(dāng)包含在本發(fā)明的保護范 圍內(nèi)。因此，本發(fā)明不應(yīng)當(dāng)限定在上述的具體實施例中。
權(quán)利要求
1.一種差速齒輪箱總成，包括差速齒輪箱；位于差速齒輪箱內(nèi)的小齒輪軸(pinion shaft)；以及小齒輪軸內(nèi)的緩沖部分(relief portion)，緩沖部分能夠包容車軸的一部分用以限制小齒輪軸的運動。
2. 根據(jù)權(quán)利要1所述的差速齒輪箱總成，進一步包括相等長度的一對車軸，其延伸進差速齒輪箱，其中豐軸的其中一個與 緩沖部分嚙合用以限制小齒輪軸的運動。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的差速齒輪箱總成，其中在未使用鎖定下，小齒輪 軸被固定到差速齒輪箱。
4. 根據(jù)權(quán)利要2所述的差速齒輪箱總成，進一步包括連接至車軸的側(cè)齒輪，該側(cè)齒輪位于差速齒輪箱中。
5. 根據(jù)權(quán)利要4所述的差速齒輪箱總成，其中每個車軸延伸通過側(cè)齒輪。
6. 根據(jù)權(quán)利要5所述的差速齒輪箱總成，其中車軸的至少一個鄰接小齒輪軸。
7. 根據(jù)權(quán)利要5所述的差速齒輪箱總成，其中每個車軸是能夠互換的。
8. 根據(jù)權(quán)利要2所述的差速齒輪箱總成，其中車軸為具有中心線的車輛的 一部分，并且進一步地其中車輛的中心線定位于與每個車軸等距。
9. 一種差速齒輪箱總成，包括差速齒輪箱；及位于差速齒輪箱內(nèi)的小齒輪軸，小齒輪軸具有延伸通過其的中心線； 延伸進差速齒輪箱的一對車軸，其中每個車軸在差速齒輪箱內(nèi)在從小 齒輪軸的中心線的不同距離處終止。
10. 根據(jù)權(quán)利要9所述的差速齒輪箱總成，其中差速器總成合并到車輛上， 所述車輛具有相對于小齒輪軸的中心線偏移的中心線。
11. 根據(jù)權(quán)利要10所述的差速齒輪箱總成，進一步包括小齒輪軸內(nèi)的緩沖部分，用于包容車軸的至少一個的一部分。
12. 根據(jù)權(quán)利要11所述的差速齒輪箱總成，其中緩沖部分以與偏移基本相同的距離向小齒輪軸的中心線延伸。
13. 根據(jù)權(quán)利要l2所述的差速齒輪箱總成，其中車軸是相同長度的。
14. 根據(jù)權(quán)利要13所述的差速齒輪箱總成，其中車軸中的至少一個防止小 齒輪軸在平行于小齒輪軸的中心線的方向上運動。
15. —種差速齒輪箱總成，包括 差速齒輪箱；位于差速齒輪箱內(nèi)的小齒輪軸； 具有相等長度的一對車軸；以及在小齒輪軸內(nèi)的緩沖部分，用于包容車軸的一個的至少一部分。
16. 根據(jù)權(quán)利要15所述的差速齒輪箱總成，其中車軸中的一個的一部分延 伸進緩沖部分第一距離，緩沖部分向小齒輪軸的中心線延伸第二距離，并 且進一步地，其中第一距離和第二距離基本相等。
17. 根據(jù)權(quán)利要16所述的差速齒輪箱總成，其中車軸為具有中心線的車輛 的一部分。
18. 根據(jù)權(quán)利要17所述的差速齒輪箱總成，其中車輛的中心線位于從小齒 輪軸的中心線的第三距離處，并且進一 步地其中第三距離與第 一距離和第 二距離基本相等。
19. 根據(jù)權(quán)利要17所述的差速齒輪箱總成，其中緩沖部分具有在小齒輪軸 一側(cè)的第 一 凹處及在小齒^r軸相對側(cè)的第二凹處。
20. 根據(jù)權(quán)利要17所述的差速齒輪箱總成，進一步包括連接到殼體的環(huán)行齒輪，其中環(huán)形齒輪從車輛的中心線偏移小齒輪軸的 中心線。
全文摘要
本發(fā)明提供一種差速齒輪箱總成，其具有位于其中的小齒輪軸。該差速齒輪箱總成能將扭矩施加到例如車輛的至少一對車軸。小齒輪軸具有用于包容車軸的至少一個的一部分的緩沖部分。緩沖部分能補償在小齒輪軸的中心線與車輛的中心線之間的偏移。在一示范性實施例中，緩沖部分允許車軸具有相等的長度。
文檔編號F16H48/06GK101563556SQ200780020023
公開日2009年10月21日 申請日期2007年4月3日 優(yōu)先權(quán)日2006年4月3日
發(fā)明者J·L·盧本, R·F·維爾德曼 申請人:金屬達因有限責(zé)任公司