專利名稱：差速器及整體式差速動力耦合裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種用在車輛上的耦合裝置，更具體地說，本發(fā)明涉及用在混聯式混合動力電動汽車上的差速器及整體式差速動力耦合裝置。
背景技術：
混合動力電動汽車(HEV-Hybrid Electric Vehicle，一般指的是油電混合動力汽 車)作為傳統(tǒng)燃油汽車和純電動汽車之間的過渡產物在解決環(huán)保和能源問題方面的潛力 在世界范圍內受到廣泛的認可，不僅成為汽車動力研究中的熱點，也成為很多汽車廠家目 前和未來發(fā)展的重點。當前比較普遍的混合動力電動汽車方案是采用發(fā)動機和電動機與發(fā) 電機進行組合。如何實現混合動力電動汽車發(fā)動機和電動機與發(fā)電機之間的動力分配，是 發(fā)展混合動力汽車必須解決的關鍵問題之一。其中的動力耦合形式與結構決定HEV動力系 統(tǒng)研究開發(fā)的難度和方向，關系到產品開發(fā)的進度和水平，是HEV開發(fā)中關鍵的一步。而要 完成HEV的這種動力之間分配是要通過一種動力耦合裝置來實現。利用差速器作為混合動力電動汽車的動力耦合裝置，能夠實現混合動力電動汽車 連續(xù)型串并聯驅動形式，通過調節(jié)發(fā)電機的轉速、轉矩可使發(fā)動機工作在最佳效率點，徹底 解決了傳統(tǒng)發(fā)動機由于與車輪的機械連接造成的工作點效率低下的問題，從而實現電動無 級連續(xù)變速(ECVT)的控制性能。利用高轉矩特性的電動機實現傳統(tǒng)變速器的增加轉矩功 能，可消除變速器、離合器等機構，使整車動力傳動系統(tǒng)得到極大簡化。通過合理控制發(fā)電 機輸出功率，可實現行車過程中實時調節(jié)電池S0C(電量狀態(tài))的功能。由于汽車傳統(tǒng)差速器的行星齒輪自轉轉速較小，且運動時間較短，因此汽車傳統(tǒng) 差速器的行星齒輪與行星齒輪軸之間無任何連接部件，僅靠兩者之間的驅動橋潤滑油改善 其相對運動時的滑磨。目前所提出的潤滑方法包括適當增加差速器零部件的配合間隙，增 大孔與軸接觸線上的壓力角，形成有效楔形間隙，促進油磨形成；在半軸齒輪、行星齒輪和 行星軸上增加油道，使飛濺的油滴迅速進入摩擦表面，構成較好的潤滑環(huán)境；對齒輪軸進行 磷化處理，保證初始的潤滑磨合；加裝流體輸送裝置，利用可控壓力調節(jié)機構對差速器進行 潤滑；設置潤滑油池，保證潤滑。但當傳統(tǒng)差速器用作混合動力汽車動力耦合裝置時，其左、右輸出半軸始終存在 較大轉速差，差速器行星齒輪及行星齒輪軸依靠上述潤滑方法只能維持短時間的相對轉 動，否則會出現兩者之間的嚴重滑磨，導致差速器行星齒輪與半軸齒輪的不正確嚙合，甚至 出現輪齒損壞，不但大大降低了差速器的壽命，而且影響汽車的正常動力傳遞。同時，當傳統(tǒng)差速器用于混合動力汽車動力耦合裝置時，由于傳統(tǒng)差速器前端具 有一個較大速比的主減速器，因此發(fā)動機的輸出轉速到差速器殼體與左、右半軸的輸出轉 速降低很高，使得其輸出的車速較低，很難滿足其直接應用于整車全范圍車速要求。目前的 專利文獻中均沒有提出一種整體式的差速耦合裝置，使它即可以解決上述潤滑問題，還能 在全車速范圍內直接應用到混聯式HEV當中。

發(fā)明內容
本發(fā)明所要解決的技術問題是克服了傳統(tǒng)差速器中行星齒輪與行星齒輪軸之間、 行星齒輪背面與差速器殼體之間以及左、右半軸齒輪的背面與差速器殼體之間的嚴重滑磨 和發(fā)動機的輸出轉速到差速器殼體與左、右半軸的輸出轉速降低很高問題，既提供了一種 采用滾動軸承等措施的用作混聯式混合動力電動汽車動力耦合裝置的差速器，也提供了一 種整體式差速動力耦合裝置。為解決上述技術問題，本發(fā)明是采用如下技術方案實現的所述的差速器包括差 速器殼體、左半軸齒輪、1號上軸承、1號上調整墊片、2號上軸承、右半軸、左半軸、右半軸齒 輪、1號下軸承、1號下調整墊片、2號下軸承、左半軸軸承、上套筒、上軸承座、2號上調整墊 片、整體式上行星齒輪軸、右半軸軸承、上定位套筒、上定位墊片、上定位螺母、整體式下行 星齒輪軸、下軸承座、下套筒、2號下調整墊片、下定位套筒、下定位墊片和下定位螺母。整體式上行星齒輪軸通過1號上軸承與2號上軸承裝在上軸承座的中心孔內，1號 上軸承外軸承環(huán)的上端面與2號上軸承外軸承環(huán)的下端面和上軸承座中心孔壁上的環(huán)形 體的下端面與上端面相接觸，1號上軸承內軸承環(huán)的下端面與整體式上行星齒輪軸上的軸 肩相接觸，1號上軸承內軸承環(huán)與2號上軸承內軸承環(huán)之間設置有2號上調整墊片和上套筒 并依次為接觸連接，2號上軸承內軸承環(huán)的上端面依次安裝上定位套筒、上定位墊片與上定 位螺母，上軸承座與1號上調整墊片通過螺釘固定在差速器殼體上端孔的端面上。整體式下行星齒輪軸通過1號下軸承與2號下軸承安裝在下軸承座的中心孔內， 1號下軸承外軸承環(huán)的下端面與2號下軸承外軸承環(huán)的上端面和下軸承座中心孔壁上的環(huán) 形體的上端面與下端面接觸連接，1號下軸承內軸承環(huán)的下端面與2號下軸承內軸承環(huán)的 上端面之間設置有2號下調整墊片和下套筒并依次為接觸連接，2號下軸承內軸承環(huán)的下 端面依次安裝下定位套筒、下定位墊片與下定位螺母，下軸承座與1號下調整墊片通過螺 釘固定在差速器殼體下端孔的端面上。安裝在差速器殼體上端孔內的整體式上行星齒輪軸 的回轉軸線與安裝在差速器殼體下端孔內的整體式下行星齒輪軸的回轉軸線共線。左半軸齒輪通過左半軸軸承安裝在差速器殼體的左端孔內，右半軸齒輪通過右半 軸軸承安裝在差速器殼體的右端孔內，左半軸齒輪與右半軸齒輪的背面分別和左半軸軸承 內環(huán)的右端面與右半軸軸承內環(huán)的左端面接觸連接，使得左半軸齒輪與右半軸齒輪的背面 分別和差速器殼體的內壁脫離。左半軸齒輪與右半軸齒輪分別套裝在左半軸與右半軸的里 端，并通過鍵與左半軸與右半軸連接。左半軸與右半軸的回轉軸線要共線，并和整體式上行 星齒輪軸與整體式下行星齒輪軸的回轉軸線垂直相交，左半軸齒輪與右半軸齒輪的上端與 整體式上行星齒輪軸上的行星齒輪相嚙合，左半軸齒輪與右半軸齒輪的下端與整體式下行 星齒輪軸上的行星齒輪相嚙合。技術方案中所述的整體式上行星齒輪軸由軸即行星齒輪軸和錐齒輪即行星齒輪 組成。錐齒輪設置在軸的一端，錐齒輪和軸加工成一體，錐齒輪的回轉軸線與軸的回轉軸線 共線，錐齒輪的小端向外，軸的另一端設置成階梯軸，階梯軸的端部設置有外螺紋；所述的 上軸承座由圓筒體和法蘭盤組成，法蘭盤設置在圓筒體的一端，法蘭盤和圓筒體的端面共 面，法蘭盤和圓筒體的回轉軸線共線。法蘭盤上均布有螺栓通孔，螺栓通孔的回轉軸線與圓 筒體的回轉軸線平行。圓筒體內壁的中間位置設置一個橫截面為矩形的環(huán)形體，環(huán)形體的 對稱回轉軸線與圓筒體的回轉軸線共線；所述的左半軸軸承與右半軸軸承、左半軸齒輪與右半軸齒輪、1號上軸承與1號下軸承、上套筒與下套筒、上軸承座與下軸承座、1號上調整 墊片與1號下調整墊片、2號上軸承與2號下軸承、2號上調整墊片與2號下調整墊片、整體 式上行星齒輪軸與整體式下行星齒輪軸、上定位套筒與下定位套筒、上定位墊片與下定位 墊片和上定位螺母與下定位螺母為結構完全相同的零件。所述的整體式差速動力耦合裝置包括輸入軸、發(fā)電機、箱體、發(fā)電機輸出齒輪、輸 入軸主動齒輪、驅動電機、輸入軸從動齒輪、發(fā)電機輸入齒輪和差速器。輸入軸通過軸承安裝在箱體的一側，輸入軸的左側套裝有發(fā)電機與發(fā)電機輸出齒 輪成轉動連接，發(fā)電機輸出齒輪與發(fā)電機(15)固定連接，發(fā)電機輸出齒輪右側的輸入軸上 固定安裝輸入軸主動齒輪，輸入軸主動齒輪與輸入軸從動齒輪嚙合連接，輸入軸從動齒輪 的內孔通過花鍵套裝在差速器殼體的左端成固定連接，輸入軸從動齒輪同時套裝在差速器 中的左半軸上成轉動連接，差速器中的左半軸的左端通過軸承安裝在箱體左端箱壁上，左 半軸的回轉軸線與輸入軸的回轉軸線平行，在輸入軸從動齒輪左側的左半軸上固定安裝有 發(fā)電機輸入齒輪，發(fā)電機輸入齒輪與發(fā)電機輸出齒輪嚙合連接，差速器殼體的兩端通過兩 對圓錐滾子軸承安裝在箱體內，驅動電機套裝在差速器中的右半軸上為鍵連接。技術方案中所述的輸入軸主動齒輪與輸入軸從動齒輪的速比為1 1。與現有技術相比本發(fā)明的有益效果是1.本發(fā)明所述的差速器及整體式差速動力耦合裝置采用將傳統(tǒng)的行星齒輪軸與 行星齒輪做成整體式零件一整體式上行星齒輪軸與整體式下行星齒輪軸，并通過1號上軸 承與2號上軸承和1號下軸承與2號下軸承等零件安裝在差速器殼體上的對稱設置的上、 下端孔內；采用左半軸軸承和右半軸軸承將左半軸齒輪和右半軸齒輪安裝在差速器殼體上 的對稱設置的左、右端孔內，使左半軸齒輪和右半軸齒輪的背面分別與差速器殼體的內壁 之間留有5_間隙；即可解決傳統(tǒng)差速器用作混合動力汽車動力耦合裝置時出現的行星齒 輪與行星齒輪軸之間、行星齒輪背面與差速器殼體之間以及左、右半軸齒輪的背面與差速 器殼體之間的嚴重滑磨問題，避免了汽車動力傳動效率的降低及差速器使用壽命的減少。 大大簡化了混合動力汽車動力耦合裝置的全新設計與試制，節(jié)省時間，節(jié)約開銷。2.本發(fā)明所述的整體式差速動力耦合裝置采用一對速比為1 1的(輸入軸主動 齒輪與輸入軸從動齒輪)齒輪副連接，使差速器殼的轉速與發(fā)動機轉速一樣，保證了整體 式差速動力耦合裝置在全轉速范圍內滿足在混合動力汽車上的應用。3.本發(fā)明所述的整體式差速動力耦合裝置把驅動電機與發(fā)電機均設置在箱體內， 保留輸入軸直接與主動力源一發(fā)動機相連接，驅動電機輸出軸(右半軸)直接與整車主減 速器相連，使整個系統(tǒng)的集成度得到提高，整個裝置結構緊湊，可直接應用于對空間安裝要 求嚴格的結構緊湊型的小型車輛上。


下面結合附圖對本發(fā)明作進一步的說明圖1是表示本發(fā)明所述的整體式差速動力耦合裝置中差速器結構的主視圖上的 半剖視圖；圖2是表示本發(fā)明所述的整體式差速動力耦合裝置結構原理的示意框圖；圖中1.差速器殼體，2.左半軸軸承，3.左半軸齒輪，4. 1號上軸承，5.上套筒，6.上連接螺釘，7.上軸承座，8. 1號上調整墊片，9. 2號上軸承，10. 2號上調整墊片，11.整 體式上行星齒輪軸，12.右半軸，13.左半軸，14.輸入軸，15.發(fā)電機，16.箱體，17.發(fā)電機 輸出齒輪，18.輸入軸主動齒輪，19.驅動電機，20.輸入軸從動齒輪，21.發(fā)電機輸入齒輪， 22.差速器，23.右半軸軸承，24.右半軸齒輪，25.上定位套筒，26.上定位墊片，27.上定位 螺母。
具體實施例方式下面結合附圖對本發(fā)明作詳細的描述本發(fā)明所解決的技術問題一是解決了傳統(tǒng)差速器中的行星齒輪(錐齒輪)與行星 齒輪軸之間、行星齒輪的背面與差速器殼體的內壁之間和左半軸齒輪3 (錐齒輪)、右半軸 齒輪24(錐齒輪)的背面與差速器殼內壁之間的滑磨問題；二是解決了(現有技術中)發(fā) 動機的輸出轉速到差速器殼體1和左半軸13與右半軸12的輸出轉速降低很高的問題，從 而既提供了一種用作混聯式混合動力電動汽車動力耦合裝置的差速器，又提供了一種整體 式差速動力耦合裝置。參閱圖1，所述的差速器22包括有差速器殼體1、左半軸軸承2、左半軸齒輪3、1 號上軸承4、上套筒5、上連接螺釘6、上軸承座7、1號上調整墊片8、2號上軸承9、2號上調 整墊片10、整體式上行星齒輪軸11、右半軸12、左半軸13、右半軸軸承23、右半軸齒輪24、 上定位套筒25、上定位墊片26、上定位螺母27、1號下軸承、下套筒、下連接螺釘、下軸承座、 1號下調整墊片、2號下軸承、2號下調整墊片、整體式下行星齒輪軸、下定位套筒、下定位墊 片和下定位螺母。其中1號上軸承4與1號下軸承、上連接螺釘6與下連接螺釘、2號上軸 承9與2號下軸承、左半軸軸承2與右半軸軸承23和上定位螺母27與下定位螺母屬于標 準件，而且是成對地選用相同型號的標準件。上套筒5與下套筒、上軸承座7與下軸承座、 1號上調整墊片8與1號下調整墊片、2號上調整墊片10與2號下調整墊片、整體式上行星 齒輪軸11與整體式下行星齒輪軸、左半軸齒輪3與右半軸齒輪24、上定位套筒25與下定位 套筒和上定位墊片26與下定位墊片屬于非標準件，而且是成對地設計成結構完全相同的 零件。為解決傳統(tǒng)差速器中行星齒輪上的軸孔與行星齒輪軸之間的滑磨問題，中國發(fā)明 專利公開號為CN 101482166A，
公開日為2009年7月15日，發(fā)明創(chuàng)造名稱為“用作混合動 力汽車動力耦合裝置的差速器”，該案中對傳統(tǒng)差速器進行了局部結構改造，在差速器的行 星齒輪上的軸孔與行星齒輪軸之間(行星齒輪與行星齒輪軸是設置成兩個獨立的零件)裝 配有滾針以改善兩者相對高速運轉時的摩擦關系。但所述的發(fā)明專利只是改善了差速器中 行星齒輪的軸孔與行星齒輪軸之間的摩擦關系，并沒有涉及到行星齒輪背面與差速器殼體 內壁之間摩擦關系的改善。在實際實驗過程中，行星齒輪背面與差速器殼體內壁之間的摩 擦產生大量熱量并出現滑磨現象。同時，所述的發(fā)明專利的技術方案并沒有對左、右半軸齒 輪背面與差速器殼內壁之間的滑動摩擦進行改進，左、右半軸齒輪背面與差速器殼內壁之 間同樣存在嚴重的滑磨現象。為解決所述的發(fā)明專利存在的問題，本發(fā)明所述的差速器及整體式差速動力耦合 裝置將現有技術中兩套獨立的行星齒輪軸與行星齒輪做成兩個一體的零件一整體式上行 星齒輪軸11與整體式下行星齒輪軸。所述的整體式上行星齒輪軸11和整體式下行星齒輪軸皆是由一根軸(行星齒輪軸)和一個錐齒輪(行星齒輪)組成，錐齒輪(行星齒輪)設置 在軸(行星齒輪軸)的一端，錐齒輪(行星齒輪)和軸(行星齒輪軸)設置(加工)成一 體，錐齒輪(行星齒輪)的回轉軸線與軸(行星齒輪軸)的回轉軸線共線，錐齒輪(行星齒 輪)的小端向外，軸(行星齒輪軸)的另一端設置成階梯軸，階梯軸的端部加工有外螺紋。 將軸(行星齒輪軸)與行星齒輪(錐齒輪)做成一體的零件，使整體式上行星齒輪軸11與 整體式下行星齒輪軸上的行星齒輪的背面分別與差速器殼體1的內壁脫離開，避免了兩行 星齒輪的背面分別與差速器殼體1的內壁之間的接觸摩擦，避免了兩行星齒輪由于分體時 的軸向移動而導致和左半軸齒輪3與右半軸齒輪24的不正確嚙合。成階梯軸形式的行星齒 輪軸的另一端用于安裝1號上軸承4和2號上軸承9或者是1號下軸承和2號下軸承，就 是說結構完全相同的整體式上行星齒輪軸11和整體式下行星齒輪軸通過一對1號上軸承4 與2號上軸承9和一對1號下軸承與2號下軸承安裝在上軸承座7與下軸承座上的中心孔 內，上軸承座7與下軸承座再通過上連接螺釘6與下連接螺釘安裝在差速器殼體1上、下端 孔內，安裝在差速器殼體1上、下端孔內的整體式上行星齒輪軸11與整體式下行星齒輪軸 的回轉軸線要共線。實施例中1號上軸承4和2號上軸承9的型號分別為33005和30204， 1號下軸承和2號下軸承的型號分別也為33005和30204，兩對軸承在差速器殼體1上的孔 內是“背對背”設置。采用上軸承座7與下軸承座來限制1號上軸承4與2號上軸承9和1 號下軸承與2號下軸承的軸向移動，尤其是限制整體式上行星齒輪軸11與整體式下行星齒 輪軸向上軸承座7與下軸承座方向的移動，避免了整體式上行星齒輪軸11與整體式下行星 齒輪軸上的行星齒輪的背面分別與差速器殼體1的內壁之間產生相對高速運轉時的摩擦。 通過左半軸軸承2和右半軸軸承23將左半軸齒輪3和右半軸齒輪24安裝在差速器殼體1 上的對稱設置的左、右端孔內，實施例中左半軸軸承2和右半軸軸承23的型號皆為30208， 使左半軸齒輪3和右半軸齒輪24背面分別與差速器殼體1的內壁脫離，兩者之間一般留有 5mm間隙，避免了左半軸齒輪3和右半軸齒輪24的背面分別與差速器殼體1的內壁之間產 生相對高速運轉時的摩擦。所述的上軸承座7是由一個圓筒體和一個法蘭盤組成。法蘭盤設置在圓筒體的一 端，并使法蘭盤和圓筒體的端面共面，法蘭盤和圓筒體的回轉軸線共線。法蘭盤上均布有穿 過螺栓的通孔，穿過螺栓的通孔的回轉軸線與圓筒體的回轉軸線平行。圓筒體(中心孔) 內壁的中間位置設置一個橫截面為矩形的環(huán)形體，環(huán)形體的對稱回轉軸線與圓筒體的回轉 軸線共線。環(huán)形體對1號上軸承4和2號上軸承9起定位作用。整體式上行星齒輪軸11的一端(階梯軸端)通過“背對背”設置的1號上軸承4 和2號上軸承9垂直地安裝在上軸承座7的中心孔內，1號上軸承4外軸承環(huán)的上端面與 2號上軸承9外軸承環(huán)的下端面和上軸承座7中心孔壁上的環(huán)形體的下端面與上端面接觸 連接。1號上軸承4內軸承環(huán)的上端面與2號上軸承9內軸承環(huán)的下端面之間設置有2號 上調整墊片10和上套筒5，1號上軸承4內軸承環(huán)的上端面、2號上調整墊片10的下端面、 2號上調整墊片10的上端面、上套筒5的下端面、上套筒5的上端面和2號上軸承9的內 軸承環(huán)的下端面依次接觸連接。1號上軸承4內軸承環(huán)的下端面和整體式上行星齒輪軸11 上的(距行星齒輪最近的)軸肩相接觸，1號上軸承4和2號上軸承9的內軸承環(huán)和整體式 上行星齒輪軸11的階梯軸端為小過盈配合連接，為安裝方便，將與1號上軸承4和2號上 軸承9配合的上軸承座7的中心孔的公差帶代號設成G，即使之成間隙配合。1號上調整墊片8與上軸承座7通過上連接螺釘6固定在差速器殼體1的上端孔的端面上并依次是接觸 連接，上軸承座7和差速器殼體1上端都開有油孔，有助于差速器殼體1中各零件的潤滑。 2號上軸承9的內軸承環(huán)的上端面依次安裝上定位套筒25與上定位墊片26，再用上定位螺 母27旋緊定位。1號上軸承4依靠整體式上行星齒輪軸11上的軸肩和上軸承座7中心孔 壁上的環(huán)形體(下端面)實現定位。2號上軸承9由軸承座7中心孔壁上的環(huán)形體(上端 面)、2號上調整墊片10、上套筒5、上定位套筒25、上定位墊片26和旋緊上定位螺母27定 位。左半軸齒輪3和右半軸齒輪24分別通過型號皆為30208的左半軸軸承2和右半軸軸 承23安裝在差速器殼體1上的對稱設置的左、右端孔內，左半軸齒輪3和右半軸齒輪24的 背面分別與型號皆為30208的左半軸軸承2和右半軸軸承23內軸承環(huán)的右、左端面接觸連 接，使得左半軸齒輪3和右半軸齒輪24的(與左半軸軸承2和右半軸軸承23內軸承環(huán)的 右、左端面非接觸連接的)背面分別與差速器殼體1的內壁脫離，兩者之間一般留有5mm間 隙。左半軸齒輪3和右半軸齒輪24分別套裝在左半軸13和右半軸12的里端，并通過漸開 線花鍵與左半軸13和右半軸12連接。左半軸13和右半軸12的回轉軸線要共線，并和共 線的整體式上行星齒輪軸11與整體式下行星齒輪軸的回轉軸線垂直相交。左半軸齒輪3 和右半軸齒輪24的上端同時與整體式上行星齒輪軸11上的行星齒輪相嚙合，左半軸齒輪 3和右半軸齒輪24的下端同時與整體式下行星齒輪軸上的行星齒輪相嚙合。差速器22是一個上下呈對稱結構的部件。整體式下行星齒輪軸的一端(階梯軸 端)通過“背對背”設置的1號下軸承和2號下軸承垂直地安裝在下軸承座的中心孔內，1 號下軸承外軸承環(huán)的下端面與2號下軸承外軸承環(huán)的上端面和下軸承座中心孔壁上的環(huán) 形體的上端面與下端面接觸連接。1號下軸承內軸承環(huán)的下端面與2號下軸承內軸承環(huán)的 上端面之間設置有2號下調整墊片和下套筒，1號下軸承內軸承環(huán)的下端面、2號下調整墊 片的上端面、2號下調整墊片的下端面、下套筒的上端面、下套筒的下端面和2號下軸承的 內軸承環(huán)的上端面依次接觸連接。1號下軸承和2號下軸承的內軸承環(huán)和整體式下行星齒 輪軸的一端(階梯軸端)小過盈配合連接，同樣為安裝方便，將與1號下軸承和2號下軸承 配合的下軸承座的中心孔的公差帶代號設成G，即使之成間隙配合。1號下調整墊片與下軸 承座通過下連接螺釘固定在差速器殼體1上的下端孔的端面上并依次是接觸連接，下軸承 座和差速器殼體1下端都開有油孔，有助于差速器殼體1中各零件的潤滑。2號下軸承的內 軸承環(huán)的下端面依次安裝下定位套筒與下定位墊片，再用下定位螺母旋緊定位。1號下軸承 依靠整體式上下行星齒輪軸上的軸肩和下軸承座中心孔壁上的環(huán)形體上端面實現定位。2 號下軸承依靠下軸承座中心孔壁上的環(huán)形體(下端面)、2號下調整墊片、下套筒、下定位套 筒、下定位墊片與旋緊下定位螺母實現定位。整體式下行星齒輪軸上的行星齒輪與左半軸 齒輪3和右半軸齒輪24的下端同時相嚙合。1號上軸承4與2號上軸承9和1號下軸承與2號下軸承選擇及布置由于左半軸齒輪3與右半軸齒輪24和整體式上行星齒輪軸11與整體式下行星齒 輪軸上的行星齒輪(錐齒輪)傳動中，1號上軸承4與2號上軸承9和1號下軸承與2號 下軸承除受徑向力外，還須承受很大的軸向力。因此，1號上軸承4與2號上軸承9和1號 下軸承與2號下軸承都采用圓錐滾子軸承。考慮到拆裝的方便，整體式上行星齒輪軸11與 整體式下行星齒輪軸上的1號上軸承4與2號上軸承9和1號下軸承與2號下軸承內徑不 同，外徑一樣。軸承外徑和上軸承座7與下軸承座中心孔之間選擇間隙配合。1號上軸承4與2號上軸承9和1號下軸承與2號下軸承在布置上對軸的彎曲變形也有影響。對于懸臂 式布置的1號上軸承4與2號上軸承9和1號下軸承與2號下軸承，應盡量加大1號上軸 承4與2號上軸承9和1號下軸承與2號下軸承間的距離，故將1號上軸承4與2號上軸 承9和1號下軸承與2號下軸承布置成“背對背”式的反裝。1號上軸承4與2號上軸承9或者1號下軸承與2號下軸承預緊度的調整為提 高支承結構的剛度，減少錐齒輪(行星齒輪)在軸向力作用下1號上軸承4與2號上軸承 9或者1號下軸承與2號下軸承的軸向變形以及整體式上行星齒輪軸11與整體式下行星 齒輪軸的軸向位移，安裝時應使1號上軸承4與2號上軸承9或者1號下軸承與2號下軸 承具有一定的預緊度，這可以通過調整1號上軸承4與2號上軸承9和1號下軸承與2號 下軸承之間的適當厚度的2號上調整墊片10與2號下調整墊片和上套筒5與下套筒的長 度來實現。其中2號上調整墊片10與2號下調整墊片的厚度是可以調整的，增大2號上調 整墊片10與2號下調整墊片的厚度，1號上軸承4與2號上軸承9和1號下軸承與2號下 軸承預緊度隨之增大；減小2號上調整墊片10與2號下調整墊片的厚度，1號上軸承4與 2號上軸承9和1號下軸承與2號下軸承預緊度隨之減小。調整后軸承預緊度應能使差速 器22在1. 5-2. 5N. m的力矩下能被轉動。左半軸齒輪3與右半軸齒輪24和整體式上行星齒輪軸11與整體式下行星齒輪軸 上的行星齒輪嚙合間隙的調整由于傳統(tǒng)差速器中的行星齒輪自轉的機會很少，且轉速也不高，故不須考慮行星 齒輪與左、右半軸齒輪之間的嚙合間隙。而在本發(fā)明所述的整體式差速動力耦合裝置中，整 體式上行星齒輪軸11與整體式下行星齒輪軸上的行星齒輪一般是處于自轉當中，且轉速 較高，當左半軸齒輪3與右半軸齒輪24和整體式上行星齒輪軸11與整體式下行星齒輪軸 上的行星齒輪嚙合間隙過小時可能導致潤滑不良，甚至相嚙合的齒輪產生卡死等情況。正 確的齒輪嚙合傳動，可降低齒輪傳動噪聲以及提高齒輪傳動的潤滑質量、可靠性和使用壽 命。而錐齒輪傳動，由于制造上的原因，齒輪間的正常嚙合不能一步到位，需要通過調整解 決。在本發(fā)明所述的整體式差速動力耦合裝置中，采用固定調整法裝配，通過1號上調整墊 片8和1號下調整墊片的厚度來保證整體式上行星齒輪軸11與整體式下行星齒輪軸上的 行星齒輪和左半軸齒輪3與右半軸齒輪24的嚙合間隙。增大1號上調整墊片8和1號下 調整墊片的厚度，整體式上行星齒輪軸11與整體式下行星齒輪軸上的行星齒輪和左半軸 齒輪3與右半軸齒輪24嚙合間隙增大；減小1號上調整墊片8和1號下調整墊片的厚度， 整體式上行星齒輪軸11與整體式下行星齒輪軸上的行星齒輪和左半軸齒輪3與右半軸齒 輪24嚙合間隙減小。首先調整1號上軸承4與2號上軸承9、1號下軸承與2號下軸承的預緊度，即選 擇合適厚度的2號上調整墊片10和2號下調整墊片；然后將整體式上行星齒輪軸11和1 號上軸承4、2號上調整墊片10、上套筒5、2號上軸承9、上定位套筒25、上定位墊片26與上 定位螺母27裝配好；將整體式下行星齒輪軸和1號下軸承、2號下調整墊片、下套筒、2號下 軸承、下定位套筒、下定位墊片與下定位螺母裝配好；再通過選擇合適厚度的1號上調整墊 片8與1號下調整墊片來調整整體式上行星齒輪軸11與整體式下行星齒輪軸上的行星齒 輪和左半軸齒輪3與右半軸齒輪24的軸向(嚙合)間隙。參閱圖2，中國專利公告號為100421979，公告日為2008年10月1日，專利號為ZL200710055306. 7，發(fā)明創(chuàng)造名稱為“混合動力汽車用的動力耦合裝置”。該案中由于當發(fā)動 機直接輸入并通過主減速器減速后，其轉速不能滿足整車全車速范圍要求。為解決此問題， 本發(fā)明提出了整體式差速動力耦合裝置。目的是將所述的整體式差速動力耦合裝置用于混 聯式混合動力車輛上，整體式差速動力耦合裝置采用了經過結構改進的差速器22，差速器 22根據轉速差速、轉矩平均分配的原理，使整體式差速動力耦合裝置的輸入軸14連接發(fā)動 機，發(fā)動機的一半轉矩由輸出軸(右半軸12)與驅動電機19直接輸出到整車的主減速器而 驅動車輪，發(fā)動機動力的另一半轉矩輸出給發(fā)電機15發(fā)電，實現混合動力汽車的連續(xù)型串 并聯驅動形式。本發(fā)明所述的整體式差速動力耦合裝置包括有輸入軸14、發(fā)電機15、箱體16、發(fā) 電機輸出齒輪17、輸入軸主動齒輪18、驅動電機19、輸入軸從動齒輪20、發(fā)電機輸入齒輪21 和差速器22。輸入軸14通過軸承安裝在箱體16 —側，輸入軸14的左側套裝有發(fā)電機15與發(fā) 電機輸出齒輪17，更具體地說，發(fā)電機輸出齒輪17固定在發(fā)電機15的輸入軸上，發(fā)電機輸 出齒輪17與發(fā)電機15的輸入軸一起套裝在輸入軸14上成轉動連接。發(fā)電機輸出齒輪17 的右側安裝有與輸入軸14呈固定連接的輸入軸主動齒輪18，輸入軸主動齒輪18與輸入軸 從動齒輪20嚙合連接，輸入軸主動齒輪18與輸入軸從動齒輪20的速比為1 1，輸入軸從 動齒輪20的內孔通過花鍵套裝在差速器殼體1的左端成固定連接，同時輸入軸從動齒輪20 套裝在差速器22中的左半軸13上成轉動連接。差速器22中的左半軸13的左端通過軸承 安裝在箱體16左端箱壁上，左半軸13的回轉軸線與輸入軸14的回轉軸線平行。在輸入軸 從動齒輪20左側的左半軸13上固定安裝有發(fā)電機輸入齒輪21，發(fā)電機輸入齒輪21與發(fā)電 機輸出齒輪17嚙合連接。差速器殼體1的兩端通過兩對對置(背對背)的圓錐滾子軸承 安裝在箱體16內，差速器22中的右半軸12輸出端與整車的主減速器的輸入端固定連接而 驅動車輪。驅動電機19套裝在右半軸12上，并通過鍵與右半軸12連接，發(fā)動機和驅動電 機19可以同時驅動車輪轉動。綜上所述，發(fā)動機輸出的動力首先通過一對速比為1的輸入軸主動齒輪18與輸入 軸從動齒輪20傳到差速器殼體1上，然后再通過1號上軸承4與2號上軸承9和1號下軸 承與2號下軸承傳到整體式上行星齒輪軸11與整體式下行星齒輪軸上，最后將發(fā)動機輸出 的動力分配給左半軸齒輪3與左半軸13和右半軸齒輪24和右半軸12。分配給左半軸13 的動力帶動發(fā)電機15發(fā)電，分配給右半軸12的動力和驅動電機19 一起經主減速器驅動車 輪。本發(fā)明所述的整體式差速動力耦合裝置采用了整體式上行星齒輪軸11與整體式下行 星齒輪軸；在整體式上行星齒輪軸11與差速器殼體1上的上端內孔之間和整體式下行星齒 輪軸和差速器殼體1上的下端內孔之間采用了 1號上軸承4與2號上軸承9和1號下軸承 與2號下軸承；在左半軸齒輪3與差速器殼體1左端內孔之間和右半軸齒輪24與差速器殼 體1右端內孔之間采用了左半軸軸承2和右半軸軸承23 ；即以軸承的滾動摩擦代替了傳統(tǒng) 差速器的行星齒輪與行星齒輪軸、行星齒輪的背面與差速器殼體內壁和左、右半軸齒輪的 背面與差速器殼體內壁之間的滑動摩擦，并使其滿足混合動力汽車動力耦合系統(tǒng)行星齒輪 兩端存在較大轉速差的需求。
權利要求
一種差速器，包括差速器殼體(1)、左半軸齒輪(3)、1號上軸承(4)、1號上調整墊片(8)、2號上軸承(9)、右半軸(12)、左半軸(13)、右半軸齒輪(24)、1號下軸承、1號下調整墊片和2號下軸承，其特征在于，所述的差速器還包括左半軸軸承(2)、上套筒(5)、上軸承座(7)、2號上調整墊片(10)、整體式上行星齒輪軸(11)、右半軸軸承(23)、上定位套筒(25)、上定位墊片(26)、上定位螺母(27)、整體式下行星齒輪軸、下軸承座、下套筒、2號下調整墊片、下定位套筒、下定位墊片和下定位螺母；整體式上行星齒輪軸(11)通過1號上軸承(4)與2號上軸承(9)安裝在上軸承座(7)的中心孔內，1號上軸承(4)外軸承環(huán)的上端面與2號上軸承(9)外軸承環(huán)的下端面和上軸承座(7)中心孔壁上的環(huán)形體的下端面與上端面相接觸，1號上軸承(4)內軸承環(huán)的下端面與整體式上行星齒輪軸(11)上的軸肩相接觸，1號上軸承(4)內軸承環(huán)與2號上軸承(9)內軸承環(huán)之間設置有2號上調整墊片(10)和上套筒(5)并依次為接觸連接，2號上軸承(9)內軸承環(huán)的上端面依次安裝上定位套筒(25)、上定位墊片(26)與上定位螺母(27)，上軸承座(7)與1號上調整墊片(8)通過螺釘固定在差速器殼體(1)上端孔的端面上；整體式下行星齒輪軸通過1號下軸承與2號下軸承安裝在下軸承座的中心孔內，1號下軸承外軸承環(huán)的下端面與2號下軸承外軸承環(huán)的上端面和下軸承座中心孔壁上的環(huán)形體的上端面與下端面接觸連接，1號下軸承內軸承環(huán)的下端面與2號下軸承內軸承環(huán)的上端面之間設置有2號下調整墊片和下套筒并依次為接觸連接，2號下軸承內軸承環(huán)的下端面依次安裝下定位套筒、下定位墊片與下定位螺母，下軸承座與1號下調整墊片用螺釘固定在差速器殼體(1)下端孔的端面上；安裝在差速器殼體(1)上端孔內的整體式上行星齒輪軸(11)的回轉軸線與安裝在差速器殼體(1)下端孔內的整體式下行星齒輪軸的回轉軸線共線；左半軸齒輪(3)通過左半軸軸承(2)安裝在差速器殼體(1)的左端孔內，右半軸齒輪(24)通過右半軸軸承(23)安裝在差速器殼體(1)的右端孔內，左半軸齒輪(3)與右半軸齒輪(24)的背面分別和左半軸軸承(2)內環(huán)的右端面與右半軸軸承(23)內環(huán)的左端面接觸連接，使得左半軸齒輪(3)與右半軸齒輪(24)的背面分別和差速器殼體(1)的內壁脫離，左半軸齒輪(3)與右半軸齒輪(24)分別套裝在左半軸(13)與右半軸(12)的里端，并通過鍵與左半軸(13)與右半軸(12)連接，左半軸(13)與右半軸(12)的回轉軸線要共線，并和整體式上行星齒輪軸(11)與整體式下行星齒輪軸的回轉軸線垂直相交，左半軸齒輪(3)與右半軸齒輪(24)的上端與整體式上行星齒輪軸(11)上的行星齒輪相嚙合，左半軸齒輪(3)與右半軸齒輪(24)的下端與整體式下行星齒輪軸上的行星齒輪相嚙合。
2.按照權利要求1所述的差速器，其特征在于，所述的整體式上行星齒輪軸(11)由軸 即行星齒輪軸和錐齒輪即行星齒輪組成，錐齒輪設置在軸的一端，錐齒輪和軸加工成一體， 錐齒輪的回轉軸線與軸的回轉軸線共線，錐齒輪的小端向外，軸的另一端設置成階梯軸，階 梯軸的端部設置有外螺紋。
3.按照權利要求1所述的差速器，其特征在于，所述的上軸承座(7)由圓筒體和法蘭盤 組成，法蘭盤設置在圓筒體的一端，法蘭盤和圓筒體的端面共面，法蘭盤和圓筒體的回轉軸 線共線，法蘭盤上均布有螺栓通孔，螺栓通孔的回轉軸線與圓筒體的回轉軸線平行。圓筒體 內壁的中間位置設置一個橫截面為矩形的環(huán)形體，環(huán)形體的對稱回轉軸線與圓筒體的回轉 軸線共線。
4.按照權利要求1所述的差速器，其特征在于，所述的左半軸軸承(2)與右半軸軸承 (23)、左半軸齒輪(3)與右半軸齒輪(24)、1號上軸承(4)與1號下軸承、上套筒(5)與下 套筒、上軸承座(7)與下軸承座、1號上調整墊片(8)與1號下調整墊片、2號上軸承(9)與 2號下軸承、2號上調整墊片(10)與2號下調整墊片、整體式上行星齒輪軸(11)與整體式 下行星齒輪軸、上定位套筒(25)與下定位套筒、上定位墊片(26)與下定位墊片和上定位螺 母(27)與下定位螺母為結構完全相同的零件。
5.一種整體式差速動力耦合裝置，其特征在于，所述 的整體式差速動力耦合裝置包括 輸入軸(14)、發(fā)電機(15)、箱體(16)、發(fā)電機輸出齒輪(17)、輸入軸主動齒輪(18)、驅動電 機(19)、輸入軸從動齒輪(20)、發(fā)電機輸入齒輪(21)和差速器(22)；輸入軸(14)通過軸承安裝在箱體(16)的一側，輸入軸(14)的左側套裝有發(fā)電機(15) 與發(fā)電機輸出齒輪(17)成轉動連接，發(fā)電機輸出齒輪(17)與發(fā)電機(15)固定連接，發(fā)電 機輸出齒輪(17)右側的輸入軸(14)上固定安裝輸入軸主動齒輪(18)，輸入軸主動齒輪 (18)與輸入軸從動齒輪(20)嚙合連接，輸入軸從動齒輪(20)的內孔通過花鍵套裝在差速 器殼體(1)的左端成固定連接，輸入軸從動齒輪(20)同時套裝在差速器(22)中的左半軸 (13)上成轉動連接，差速器(22)中的左半軸(13)的左端通過軸承安裝在箱體16左端箱壁 上，左半軸(13)的回轉軸線與輸入軸(14)的回轉軸線平行，在輸入軸從動齒輪(20)左側 的左半軸(13)上固定安裝有發(fā)電機輸入齒輪(21)，發(fā)電機輸入齒輪(21)與發(fā)電機輸出齒 輪(17)嚙合連接，差速器殼體(1)的兩端通過兩對圓錐滾子軸承安裝在箱體(16)內，驅動 電機(19)套裝在差速器(22)中的右半軸(12)上為鍵連接。
6.按照權利要求5所述的整體式差速動力耦合裝置，其特征在于，所述的輸入軸主動 齒輪(18)與輸入軸從動齒輪(20)的速比為1 1。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種差速器及整體式差速動力耦合裝置，旨在解決傳統(tǒng)差速器的嚴重滑磨等問題。差速器包括左半軸軸承、右半軸軸承、右半軸、左半軸、上套筒、下套筒、整體式上行星齒輪軸和整體式下行星齒輪軸等零件。整體式差速動力耦合裝置包括發(fā)電機、箱體、發(fā)電機輸出齒輪、輸入軸主動齒輪、驅動電機、輸入軸從動齒輪、發(fā)電機輸入齒輪和差速器。發(fā)電機與發(fā)電機輸出齒輪固連后轉動連接在輸入軸左側，與輸入軸從動齒輪嚙合的輸入軸主動齒輪固定在輸入軸右側。差速器安裝在箱體內，差速器中左半軸的左端安裝在左端箱壁上并與輸入軸平行，發(fā)電機輸入齒輪、和差速器殼體左端面固定連接的輸入軸從動齒輪安裝在左半軸上，驅動電機套裝在右半軸上為鍵連接。
文檔編號F16H48/08GK101886696SQ20101021436
公開日2010年11月17日 申請日期2010年7月1日 優(yōu)先權日2010年7月1日
發(fā)明者于永濤, 宋大鳳, 曾小華, 王偉, 王慶年, 聶利衛(wèi), 蘇天晨, 趙祥磊, 鄭帥, 陳學平 申請人:吉林大學