專利名稱：用作混聯(lián)式混合動(dòng)力車輛動(dòng)力耦合裝置的差速器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種動(dòng)力耦合裝置，更具體地說(shuō)，本實(shí)用新型涉及一種用作混聯(lián) 式混合動(dòng)力車輛動(dòng)力耦合裝置的差速器。
背景技術(shù)：
當(dāng)今環(huán)境污染和能源匱乏問(wèn)題日益嚴(yán)重，對(duì)汽車降低燃油消耗和改善尾氣排放的 要求越來(lái)越迫切，因此電動(dòng)汽車技術(shù)逐步成為汽車研究和開(kāi)發(fā)的趨勢(shì)。但是由于現(xiàn)階段電 池技術(shù)不夠成熟，純電動(dòng)汽車(EV)的研制與發(fā)展受到了很大的限制?；旌蟿?dòng)力電動(dòng)汽車 (HEV——Hybrid Electric Vehicle，一般指的是油電混合動(dòng)力汽車)作為傳統(tǒng)燃油汽車和 純電動(dòng)汽車之間的過(guò)渡產(chǎn)物在解決環(huán)保和能源問(wèn)題方面的潛力在世界范圍內(nèi)受到廣泛的 認(rèn)可，不僅成為汽車動(dòng)力研究中的熱點(diǎn)，也成為很多汽車廠家當(dāng)下和未來(lái)發(fā)展的重點(diǎn)。當(dāng)前比較普遍的混合動(dòng)力汽車方案是采用發(fā)動(dòng)機(jī)與電動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)進(jìn)行組合。如 何實(shí)現(xiàn)混合動(dòng)力汽車發(fā)動(dòng)機(jī)與電動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)之間的動(dòng)力分配，是發(fā)展混合動(dòng)力汽車必須 解決的關(guān)鍵問(wèn)題之一。利用差速器作為混合動(dòng)力汽車用的動(dòng)力耦合裝置，能夠?qū)崿F(xiàn)混合動(dòng)力汽車連續(xù)型 串并聯(lián)驅(qū)動(dòng)形式，通過(guò)調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩可使發(fā)動(dòng)機(jī)工作在最佳效率點(diǎn)，徹底解決了 傳統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)由于與車輪的機(jī)械連接造成的工作點(diǎn)效率低下的問(wèn)題，從而實(shí)現(xiàn)電動(dòng)無(wú)級(jí)連續(xù) 變速(ECVT)的控制性能。利用高轉(zhuǎn)矩特性的電動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)變速器的增加轉(zhuǎn)矩功能，可消 除變速器、離合器等機(jī)構(gòu)，使整車動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)得到極大簡(jiǎn)化。通過(guò)合理控制發(fā)電機(jī)輸出功 率，可實(shí)現(xiàn)行車過(guò)程中實(shí)時(shí)調(diào)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(zhuǎn)轉(zhuǎn)速較小，且運(yùn)動(dòng)時(shí)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(wú)任何連接部件，僅靠?jī)烧咧g的驅(qū)動(dòng)橋潤(rùn)滑油改善 其相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)的滑磨。目前所提出的潤(rùn)滑方法包括適當(dāng)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(jìn)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(jìn)入摩擦表面，構(gòu)成較好的潤(rùn)滑環(huán)境；對(duì)齒輪軸進(jìn)行 磷化處理，保證初始的潤(rùn)滑磨合；加裝流體輸送裝置，利用可控壓力調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)對(duì)差速器進(jìn)行 潤(rùn)滑；設(shè)置潤(rùn)滑油池，保證潤(rùn)滑。但當(dāng)傳統(tǒng)差速器用作混合動(dòng)力汽車動(dòng)力耦合裝置時(shí)，其左右輸出半軸始終存在較 大轉(zhuǎn)速差，差速器行星齒輪及行星齒輪軸依靠上述潤(rùn)滑方法只能維持短時(shí)間的相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)， 否則會(huì)出現(xiàn)兩者之間的嚴(yán)重滑磨，導(dǎo)致差速器行星齒輪與半軸齒輪的不正確嚙合，甚至出 現(xiàn)輪齒損壞，不但大大降低了差速器的壽命，且影響汽車的正常動(dòng)力傳遞。目前的專利文獻(xiàn) 中均沒(méi)有對(duì)差速器用作混合動(dòng)力汽車動(dòng)力耦合裝置時(shí)的潤(rùn)滑問(wèn)題提出解決方法。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是克服了差速器行星齒輪及行星齒輪軸之間的 滑磨問(wèn)題，提供了一種采用滾動(dòng)軸承等措施的用作混聯(lián)式混合動(dòng)力車輛動(dòng)力耦合裝置的差速器ο為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型是采用如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的所述的用作混聯(lián) 式混合動(dòng)力車輛動(dòng)力耦合裝置的差速器包括有差速器殼體、兩個(gè)結(jié)構(gòu)相同的半軸齒輪、兩 個(gè)結(jié)構(gòu)相同的行星齒輪、兩根結(jié)構(gòu)相同的行星齒輪軸、兩個(gè)結(jié)構(gòu)相同的軸承蓋、兩對(duì)型號(hào)為 7004C的滾動(dòng)軸承和兩個(gè)結(jié)構(gòu)相同的墊片。兩根結(jié)構(gòu)相同的行星齒輪軸的里端裝入兩個(gè)結(jié)構(gòu)相同的行星齒輪上的軸孔中，兩 個(gè)結(jié)構(gòu)相同的行星齒輪軸和兩個(gè)結(jié)構(gòu)相同的行星齒輪上的軸孔之間為過(guò)盈配合連接。兩根 結(jié)構(gòu)相同的行星齒輪軸的外端分別通過(guò)一對(duì)型號(hào)為7004C的滾動(dòng)軸承裝入差速器殼體的 上軸孔與下軸孔內(nèi)。兩根結(jié)構(gòu)相同的行星齒輪軸的回轉(zhuǎn)軸線共線并和兩個(gè)結(jié)構(gòu)相同的半軸 齒輪的回轉(zhuǎn)軸線垂直相交，兩個(gè)結(jié)構(gòu)相同的墊片與兩個(gè)結(jié)構(gòu)相同的軸承蓋借助螺栓依次固 定安裝在差速器殼體的上軸孔與下軸孔外端凸臺(tái)的端面上。技術(shù)方案中所述的兩個(gè)結(jié)構(gòu)相同的行星齒輪的背面和差速器殼體內(nèi)壁之間設(shè) 置有0. 5-1. Omm的間隙；所述的兩根結(jié)構(gòu)相同的行星齒輪軸的外端分別通過(guò)一對(duì)型號(hào)為 7004C的滾動(dòng)軸承裝入差速器殼體的上軸孔與下軸孔內(nèi)是指每一對(duì)型號(hào)為7004C的滾動(dòng) 軸承是一正一反地套裝在行星齒輪軸的外端上再裝入差速器殼體的上軸孔與下軸孔內(nèi)，每 一對(duì)型號(hào)為7004C的滾動(dòng)軸承的內(nèi)環(huán)和行星齒輪軸的外端為過(guò)盈配合連接；所述的兩個(gè)結(jié) 構(gòu)相同的軸承蓋的一側(cè)設(shè)置有圓環(huán)凸臺(tái)，在圓環(huán)凸臺(tái)周圍均布有螺栓通孔，兩個(gè)結(jié)構(gòu)相同 的軸承蓋一側(cè)的圓環(huán)凸臺(tái)的端面分別和差速器殼體的上軸孔與下軸孔內(nèi)外側(cè)的滾動(dòng)軸承 的外環(huán)端面接觸連接。與現(xiàn)有技術(shù)相比本實(shí)用新型的有益效果是僅對(duì)傳統(tǒng)差速器進(jìn)行局部結(jié)構(gòu)改造，就實(shí)現(xiàn)了將差速器用作為混合動(dòng)力汽車的動(dòng) 力耦合裝置，起到了事半功倍的作用，大大簡(jiǎn)化了混合動(dòng)力汽車動(dòng)力耦合裝置的全新設(shè)計(jì) 與試制，節(jié)省時(shí)間，節(jié)約開(kāi)銷。
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說(shuō)明


圖1是表示本實(shí)用新型所述的采用滾動(dòng)軸承等措施的用作混聯(lián)式混合動(dòng)力車輛 動(dòng)力耦合裝置的差速器結(jié)構(gòu)的主視圖上的全剖視圖；圖2是表示本實(shí)用新型所述的用作混聯(lián)式混合動(dòng)力車輛動(dòng)力耦合裝置的差速器 中的行星齒輪軸的受力圖；圖中1.差速器殼體，2.半軸齒輪，3.行星齒輪，4.行星齒輪軸，5.軸承蓋，6.滾 動(dòng)軸承，7.墊片。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作詳細(xì)的描述為解決差速器行星齒輪軸孔及行星齒輪軸之間的滑磨問(wèn)題，中國(guó)發(fā)明專利公開(kāi)號(hào) 為CN 101482166A，
公開(kāi)日為2009年2月10日，發(fā)明創(chuàng)造名稱為“用作混合動(dòng)力汽車動(dòng)力 耦合裝置的差速器”，該案中對(duì)傳統(tǒng)差速器進(jìn)行局部結(jié)構(gòu)改造，在差速器行星齒輪的軸孔與 行星齒輪軸之間裝配滾針以改善兩者相對(duì)高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的摩擦關(guān)系。[0019]但所述的發(fā)明專利只是改善了差速器行星齒輪的軸孔與行星齒輪軸之間的摩擦 關(guān)系，并沒(méi)有涉及到行星齒輪背面與差速器殼體之間摩擦關(guān)系的改善。在實(shí)際實(shí)驗(yàn)過(guò)程中， 行星齒輪背面與差速器殼體之間的摩擦產(chǎn)生大量熱量并出現(xiàn)滑磨現(xiàn)象。為解決所述的發(fā)明專利存在的問(wèn)題，本實(shí)用新型采用行星齒輪軸4與行星齒輪3 的軸孔過(guò)盈配合，并通過(guò)滾動(dòng)軸承6安裝在差速器殼體1上的孔內(nèi)，其中軸承蓋5限制滾動(dòng) 軸承6的軸向移動(dòng)，尤其是限制行星齒輪3向軸承蓋5方向的移動(dòng)；通過(guò)調(diào)整墊片7，可以 控制行星齒輪3背面與殼體內(nèi)壁之間的距離，使行星齒輪3背面和差速器殼體內(nèi)壁之間留 有0. 5-1. Omm間隙，避免了行星齒輪3和行星齒輪軸4之間、行星齒輪3的背面和殼體內(nèi)壁 之間的相對(duì)高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的摩擦關(guān)系。本實(shí)用新型所述的用作混聯(lián)式混合動(dòng)力車輛動(dòng)力耦合裝置的差速器根據(jù)轉(zhuǎn) 速差速、轉(zhuǎn)矩平均分配的原理，使其輸入軸連接發(fā)動(dòng)機(jī)，兩輸出軸分別連接電動(dòng)機(jī)與發(fā) 電機(jī)，將發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力輸出的一半的轉(zhuǎn)矩輸出給發(fā)電機(jī)發(fā)電，另一半轉(zhuǎn)矩驅(qū)動(dòng)車輪，實(shí)現(xiàn) 混合動(dòng)力汽車的連續(xù)型串并聯(lián)驅(qū)動(dòng)形式。所述功能詳見(jiàn)于中國(guó)發(fā)明專利，專利號(hào)為CN 200710055306. 7，
公開(kāi)日為2008年2月18日，發(fā)明創(chuàng)造名稱為“混合動(dòng)力汽車用的動(dòng)力耦
合裝置 O本實(shí)用新型所述的用作混聯(lián)式混合動(dòng)力車輛動(dòng)力耦合裝置的差速器主要由差速 器殼體1、兩個(gè)結(jié)構(gòu)相同的半軸齒輪2、兩個(gè)結(jié)構(gòu)相同的行星齒輪3、兩根結(jié)構(gòu)相同的短的行 星齒輪軸4、兩個(gè)結(jié)構(gòu)相同的軸承蓋5和兩對(duì)結(jié)構(gòu)相同的滾動(dòng)軸承6組成。參閱
圖1，本實(shí)用新型所述的用作混聯(lián)式混合動(dòng)力車輛動(dòng)力耦合裝置的差速器將 現(xiàn)有技術(shù)的一根長(zhǎng)行星齒輪軸替換為兩根結(jié)構(gòu)相同的短的行星齒輪軸4，兩根結(jié)構(gòu)相同的 短的行星齒輪軸4的一端裝入兩個(gè)結(jié)構(gòu)相同的行星齒輪3上的軸孔中，兩根結(jié)構(gòu)相同的短 的行星齒輪軸4的一端(里端)與兩個(gè)結(jié)構(gòu)相同的行星齒輪3上的軸孔之間為過(guò)盈配合連 接。兩根結(jié)構(gòu)相同的短的行星齒輪軸4的另一端(外端)分別通過(guò)一對(duì)型號(hào)為7004C的滾 動(dòng)軸承6裝入差速器殼體1上的上軸孔與下軸孔內(nèi)，套裝在行星齒輪軸4里端的行星齒輪 3和差速器殼體1內(nèi)的套裝在兩輸出半軸一端的半軸齒輪2相嚙合。一對(duì)型號(hào)為7004C的 滾動(dòng)軸承6是一正一反地套裝在行星齒輪軸4的另一端(外端)的圓柱面上，每一對(duì)型號(hào) 為7004C的滾動(dòng)軸承6的內(nèi)環(huán)和行星齒輪軸4的外端(的圓柱面)為過(guò)盈配合連接。安裝 后的兩根結(jié)構(gòu)相同的短的行星齒輪軸4的回轉(zhuǎn)軸線共線并和兩輸出半軸垂直相交，就是和 套裝在兩輸出半軸上的兩個(gè)結(jié)構(gòu)相同的半軸齒輪2的回轉(zhuǎn)軸線垂直相交。兩個(gè)結(jié)構(gòu)相同的 軸承蓋5借助螺栓固定安裝在差速器殼體1上的上軸孔與下軸孔的外端凸臺(tái)的端面上，并 在軸承蓋5與差速器殼體1上的外端凸臺(tái)端面之間加入調(diào)整墊片7，為便于安裝兩個(gè)結(jié)構(gòu) 相同的軸承蓋5，先在差速器殼體1加工用來(lái)安裝兩根結(jié)構(gòu)相同的短的行星齒輪軸4的上 軸孔與下軸孔的位置處鑄造出凸臺(tái)，然后在上、下凸臺(tái)上加工安裝兩根結(jié)構(gòu)相同的短的行 星齒輪軸4的上軸孔與下軸孔，安裝兩根結(jié)構(gòu)相同的短的行星齒輪軸4的上軸孔與下軸孔 的孔徑比現(xiàn)有技術(shù)(前面提到的專利)中安裝行星齒輪軸的上軸孔與下軸孔的孔徑要大， 以便通過(guò)一對(duì)型號(hào)為7004C的滾動(dòng)軸承6來(lái)安裝兩根結(jié)構(gòu)相同的短的行星齒輪軸4。所述 的兩個(gè)結(jié)構(gòu)相同的軸承蓋5的一側(cè)設(shè)置有圓環(huán)凸臺(tái)，在圓環(huán)凸臺(tái)周圍均布有螺栓通孔，兩 個(gè)結(jié)構(gòu)相同的軸承蓋5—側(cè)的圓環(huán)凸臺(tái)的端面分別和差速器殼體1的上軸孔與下軸孔內(nèi)靠 外側(cè)的滾動(dòng)軸承6的外環(huán)端面接觸連接。起到限制套裝在兩根結(jié)構(gòu)相同的短的行星齒輪軸4外端上的一對(duì)型號(hào)為7004C的滾動(dòng)軸承6的軸向移動(dòng)。通過(guò)調(diào)整墊片7，可以控制行星齒 輪3背面與差速器殼體1內(nèi)壁之間的距離，使行星齒輪3背面和差速器殼體1內(nèi)壁之間留 有0. 5-1. Omm間隙，避免了行星齒輪3和行星齒輪軸4之間、行星齒輪3的背面和差速器殼 體1內(nèi)壁之間的相對(duì)高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的摩擦關(guān)系。通過(guò)上述改型設(shè)計(jì)，避免了行星齒輪3和行星齒輪軸4之間、行星齒輪3的背面和 差速器殼體1之間相對(duì)高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)由于摩擦而出現(xiàn)的嚴(yán)重滑磨問(wèn)題；避免了差速器的行星 齒輪3與半軸齒輪2的不正確嚙合甚至出現(xiàn)輪齒損壞而導(dǎo)致不但大大降低了差速器的壽 命，且影響汽車的正常動(dòng)力傳遞現(xiàn)象的發(fā)生。滾動(dòng)軸承選型根據(jù)受力分析，滾動(dòng)軸承6需要承受行星齒輪3的軸向力，以及徑向力在滾動(dòng)軸承 6處產(chǎn)生的彎矩。再結(jié)合行星齒輪軸4和差速器殼體1結(jié)構(gòu)尺寸改動(dòng)最小的原則，選擇滾動(dòng) 軸承6的型號(hào)為7004C的角接觸滾子軸承，并且成對(duì)背靠背(一正一反)地安裝。滾動(dòng)軸承壽命校驗(yàn)參閱圖2，分析行星齒輪軸的受力。由于差速器殼體1轉(zhuǎn)矩Tj的作用，差速器殼體 1兩端相應(yīng)的切向力為‘且Tj = F0L0(F0, L0圖中均未畫出，Ltl為兩端受力點(diǎn)之間的距離， 單位mm)。同時(shí)，行星齒輪軸4在工作中承受著來(lái)自行星齒輪3的切向力&。根據(jù)力矩平衡FrL = F0L0 = Tj所以 Tj/L[0032]Fr = 式中Tr由主減速器從動(dòng)行星齒輪傳遞到差速器殼體1上的轉(zhuǎn)矩，單位Ν ·πι，本實(shí)用新 型發(fā)動(dòng)機(jī)1扭矩直接輸入差速耦合系統(tǒng)，所以L = 102，單位Ν · m。L-兩個(gè)行星齒輪產(chǎn)生的徑向力Fr的力作用點(diǎn)之間的距離，63mm。故Fr=102N·m/63mm= 1619N根據(jù)行星齒輪的嚙合力關(guān)系式Fa = Fr tan α sin δ = 545. 6Ν式中α-行星齒輪的壓力角，22. 5°δ-行星齒輪的節(jié)錐角，35. 53°表1 (圓錐滾子)滾動(dòng)軸承的性能計(jì)算 根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》中軸承壽命的計(jì)算公式，校驗(yàn)滾針壽命 式中Lloh-軸承的使用壽命，hCr-軸承的額定動(dòng)載荷，N。查手冊(cè)，C； = 25kNP-軸承的當(dāng)量動(dòng)載荷，N。表1所列P^ P2中較大的，即P = P1 = 6337. 8Nη-軸承的轉(zhuǎn)速，r/min[0052] s一壽命指數(shù)，滾子軸承，s—lo／3[0053] 軸承的轉(zhuǎn)速n，即行星齒輪自轉(zhuǎn)速度，通過(guò)對(duì)差速器進(jìn)行轉(zhuǎn)速關(guān)系分析，有Z。[0054] 式中[0056] 厶n一兩半軸齒輪轉(zhuǎn)速差，r／min[0057] Z、一行星齒輪齒數(shù)[0058] Z，一半軸齒輪齒數(shù)[0059] 根據(jù)兩半軸齒輪平均轉(zhuǎn)速差，計(jì)算行星齒輪平均自轉(zhuǎn)速度為[0060] 最終，計(jì)算滾動(dòng)軸承壽命為[0062] 但本實(shí)用新型旨在說(shuō)明差速耦合系統(tǒng)及其結(jié)構(gòu)改型的可行性，且只在試驗(yàn)臺(tái)層面進(jìn)行驗(yàn)證。由于試驗(yàn)臺(tái)試驗(yàn)時(shí)間相對(duì)汽車行駛時(shí)間要短許多，所以當(dāng)前差速器滾動(dòng)軸承壽命能滿足試驗(yàn)要求。若本實(shí)用新型所述的技術(shù)方案向產(chǎn)業(yè)化推廣，則上述壽命校核可為企業(yè)提供今后改型和軸承選擇的分析依據(jù)。[0064] 行星齒輪軸設(shè)計(jì)[0065] 根據(jù)原有差速器的尺寸參數(shù)，行星齒輪軸的直徑為中20，采用原材料20(rMnTi。[0066] 由于行星齒輪軸改型后，由原來(lái)的簡(jiǎn)支梁變?yōu)楝F(xiàn)在的懸臂梁，所以須對(duì)改型之后的行星齒輪軸4進(jìn)行拉壓、彎曲組合強(qiáng)度校核。[0067] 滾動(dòng)軸承l(wèi)的力的作用點(diǎn)，即斷面變化處的拉壓、彎曲組合應(yīng)力。為[0068] 式中[0070] M一計(jì)算斷面處行星齒輪軸所受彎矩，N．m[0071] w一軸的抗彎截面系數(shù) d一行星齒輪軸直徑，mm。[0073] 經(jīng)查表，20(rMnTi低碳合金鋼的許用應(yīng)力[。]一29l一31、5Mt’a。可見(jiàn)，軸的拉壓、彎曲組合強(qiáng)度滿足要求。[0074] 綜上，盡管改型后的行星齒輪軸4彎矩變大且受軸向力，但由于發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩不經(jīng)過(guò)任何減速增扭部件直接作用于差速器，所以改型后的行星齒輪軸完全滿足強(qiáng)度要求。[0075] 行星齒輪齒面接觸疲勞強(qiáng)度校核[0076] 由于行星齒輪在汽車差速器的工作中經(jīng)常只起等臂推力桿的作用，因此對(duì)差速器齒輪主要進(jìn)行彎曲強(qiáng)度計(jì)算，而對(duì)疲勞壽命則不子考慮。但當(dāng)用作混合動(dòng)力耦合系統(tǒng)時(shí)，由于一直存在較大的轉(zhuǎn)速差，所以必須對(duì)行星齒輪進(jìn)行疲勞強(qiáng)度校核。[0077] 根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》對(duì)于錐齒輪，且兩錐齒輪軸線交角∑一90度時(shí)，齒面接觸疲勞強(qiáng)度為[0078] 其中ΚΑ-使用系數(shù)；KV-動(dòng)載荷系數(shù)。Ft-行星齒輪中點(diǎn)分度圓的切向力；Kh0-齒 向載荷分布系數(shù)；ΚΗα-齒間載荷分布系數(shù)嚴(yán)齒寬；dml-行星齒輪平均分度圓直徑；
Zh-節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)；ZE-彈性系數(shù)；Ζε ^重合度系數(shù)。Zk-錐齒輪系數(shù)。許用接觸應(yīng)力 其中，σ Hlim-試驗(yàn)齒輪的接觸疲勞極限；SHmin_安全系數(shù)；ZN-壽命系數(shù)，Zlve-潤(rùn)滑 油膜影響系數(shù)；ZX-尺寸系數(shù)；zw-工作硬化系數(shù)。由于汽車差速器齒輪輪齒的要求精度較低，所以精鍛差速器齒輪工藝被廣泛應(yīng) 用。據(jù)調(diào)研，目前汽車差速器行星、半軸齒輪的加工精度參數(shù)為齒面粗糙度RaO. 8，精度等 級(jí)8-GB11365。結(jié)合行星齒輪的加工精度等級(jí)，根據(jù)有關(guān)行星齒輪幾何尺寸計(jì)算公式及方 法，計(jì)算得齒面接觸疲勞強(qiáng)度σΗ= 1766MPa，許用接觸應(yīng)力σ HP = 1710MPa，可見(jiàn)，σΗ> σ ΗΡ(齒面接觸疲勞強(qiáng)度稍超過(guò)邊界許用接觸應(yīng)力的3% )，即由于差速耦合系統(tǒng)的行星齒 輪存在較高轉(zhuǎn)速，以當(dāng)前行星齒輪的加工方法及加工精度不能完全滿足HEV差速耦合系統(tǒng) 的行星齒輪疲勞壽命要求。但本實(shí)用新型旨在說(shuō)明差速耦合系統(tǒng)及其結(jié)構(gòu)改型的可行性，且只在試驗(yàn)臺(tái)層面 進(jìn)行驗(yàn)證。由于試驗(yàn)臺(tái)試驗(yàn)時(shí)間相對(duì)汽車行駛時(shí)間要短許多，所以當(dāng)前差速器行星齒輪疲 勞壽命能滿足試驗(yàn)要求。若本實(shí)用新型成果經(jīng)過(guò)驗(yàn)證可向產(chǎn)業(yè)化推廣，則上述強(qiáng)度校核可 為企業(yè)提供今后改型和精加工的分析依據(jù)。通過(guò)上述分析表明，對(duì)傳統(tǒng)差速器進(jìn)行結(jié)構(gòu)改造，在差速器行星齒輪軸一端與行 星齒輪之間過(guò)盈配合，另一端通過(guò)滾動(dòng)軸承安裝在差速器殼上?？山鉀Q傳統(tǒng)差速器用作混 合動(dòng)力汽車動(dòng)力耦合系統(tǒng)時(shí)出現(xiàn)的行星齒輪與行星齒輪軸之間的摩擦問(wèn)題，和原有發(fā)明中 行星齒輪背面與差速器殼體之間的嚴(yán)重滑磨問(wèn)題，避免了汽車動(dòng)力傳動(dòng)效率的損失及差速 器使用壽命的減少。
權(quán)利要求一種用作混聯(lián)式混合動(dòng)力車輛動(dòng)力耦合裝置的差速器，主要由差速器殼體(1)、兩個(gè)結(jié)構(gòu)相同的半軸齒輪(2)和兩個(gè)結(jié)構(gòu)相同的行星齒輪(3)組成，其特征在于，所述的用作混聯(lián)式混合動(dòng)力車輛動(dòng)力耦合裝置的差速器還包括有兩根結(jié)構(gòu)相同的行星齒輪軸(4)、兩個(gè)結(jié)構(gòu)相同的軸承蓋(5)、兩對(duì)型號(hào)為7004C的滾動(dòng)軸承(6)與兩個(gè)結(jié)構(gòu)相同的墊片(7)；兩根結(jié)構(gòu)相同的行星齒輪軸(4)的里端裝入兩個(gè)結(jié)構(gòu)相同的行星齒輪(3)上的軸孔中，兩個(gè)結(jié)構(gòu)相同的行星齒輪軸(4)和兩個(gè)結(jié)構(gòu)相同的行星齒輪(3)上的軸孔之間為過(guò)盈配合連接，兩根結(jié)構(gòu)相同的行星齒輪軸(4)的外端分別通過(guò)一對(duì)型號(hào)為7004C的滾動(dòng)軸承(6)裝入差速器殼體(1)的上軸孔與下軸孔內(nèi)，兩根結(jié)構(gòu)相同的行星齒輪軸(4)的回轉(zhuǎn)軸線共線并和兩個(gè)結(jié)構(gòu)相同的半軸齒輪(2)的回轉(zhuǎn)軸線垂直相交，兩個(gè)結(jié)構(gòu)相同的墊片(7)與兩個(gè)結(jié)構(gòu)相同的軸承蓋(5)借助螺栓依次固定安裝在差速器殼體(1)的上軸孔與下軸孔外端凸臺(tái)的端面上。
2.按照權(quán)利要求1所述的用作混聯(lián)式混合動(dòng)力車輛動(dòng)力耦合裝置的差速器，其特 征在于，所述的兩個(gè)結(jié)構(gòu)相同的行星齒輪(3)的背面和差速器殼體(1)內(nèi)壁之間設(shè)置有 0. 5-1. Omm 的間隙。
3.按照權(quán)利要求1所述的用作混聯(lián)式混合動(dòng)力車輛動(dòng)力耦合裝置的差速器，其特征在 于，所述的兩根結(jié)構(gòu)相同的行星齒輪軸(4)的外端分別通過(guò)一對(duì)型號(hào)為7004C的滾動(dòng)軸承 (6)裝入差速器殼體(1)的上軸孔與下軸孔內(nèi)是指每一對(duì)型號(hào)為7004C的滾動(dòng)軸承(6)是 一正一反地套裝在行星齒輪軸(4)的外端上再裝入差速器殼體(1)的上軸孔與下軸孔內(nèi)， 每一對(duì)型號(hào)為7004C的滾動(dòng)軸承(6)的內(nèi)環(huán)和行星齒輪軸(4)的外端為過(guò)盈配合連接。
4.按照權(quán)利要求1所述的用作混聯(lián)式混合動(dòng)力車輛動(dòng)力耦合裝置的差速器，其特征在 于，所述的兩個(gè)結(jié)構(gòu)相同的軸承蓋(5)的一側(cè)設(shè)置有圓環(huán)凸臺(tái)，在圓環(huán)凸臺(tái)周圍均布有螺 栓通孔，兩個(gè)結(jié)構(gòu)相同的軸承蓋(5) —側(cè)的圓環(huán)凸臺(tái)的端面分別和差速器殼體(1)的上軸 孔與下軸孔內(nèi)外側(cè)的滾動(dòng)軸承(6)的外環(huán)端面接觸連接。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種用作混聯(lián)式混合動(dòng)力車輛動(dòng)力耦合裝置的差速器，克服行星齒輪(3)及行星齒輪軸(4)間的滑磨問(wèn)題。其包括差速器殼體(1)、半軸齒輪(2)、行星齒輪(3)、行星齒輪軸(4)、軸承蓋(5)、滾動(dòng)軸承(6)與墊片(7)。行星齒輪軸(4)一端裝入行星齒輪(3)軸孔中，行星齒輪軸(4)和行星齒輪(3)軸孔間為過(guò)盈配合，行星齒輪軸(4)另一端通過(guò)一對(duì)滾動(dòng)軸承(6)裝入差速器殼體(1)上、下孔內(nèi)，兩根行星齒輪軸(4)的回轉(zhuǎn)軸線共線并和半軸齒輪(2)的回轉(zhuǎn)軸線垂直相交。軸承蓋(5)與墊片(7)固定在差速器殼體(1)上、下孔外端凸臺(tái)的端面上。行星齒輪(3)背面和差速器殼體(1)內(nèi)壁間設(shè)置有間隙。
文檔編號(hào)F16H48/06GK201666343SQ20102013394
公開(kāi)日2010年12月8日 申請(qǐng)日期2010年3月18日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月18日
發(fā)明者于永濤, 孫世民, 宋大鳳, 曾小華, 王偉華, 王慶年, 王建華, 聶利衛(wèi), 蘇天晨, 鄭帥 申請(qǐng)人:吉林大學(xué)