專利名稱：一種擺塊差動(dòng)機(jī)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于汽車上用的傳動(dòng)裝置，一種擺塊差動(dòng)機(jī)構(gòu)。
目前，汽車上用的差動(dòng)機(jī)構(gòu)，均采用雙自由度差動(dòng)機(jī)構(gòu)，如齒輪型、滑塊型等，這種機(jī)構(gòu)在運(yùn)行中易出現(xiàn)“空轉(zhuǎn)失扭”現(xiàn)象，尤其在越野汽車上更是嚴(yán)重，一般均采用增加內(nèi)摩擦或加鎖定器等辦法補(bǔ)救。一種自由輪差速器雖可解“空轉(zhuǎn)失扭”現(xiàn)象，但不可逆轉(zhuǎn);滑差差速器的效率低等。現(xiàn)有技術(shù)均有結(jié)構(gòu)復(fù)雜，工藝難度高。尺寸龐大，傳動(dòng)效率低等共同缺陷，帶來生產(chǎn)成本和使用成本高的后果。
本發(fā)明的目的是，由擺塊等零部件構(gòu)成的一種差速機(jī)構(gòu)，不僅能夠解決“空轉(zhuǎn)失扭”現(xiàn)象，而且結(jié)構(gòu)簡單，傳動(dòng)效率高，生產(chǎn)成本及使用成本低等。
本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的，擺塊差動(dòng)機(jī)構(gòu)，包括十字?jǐn)[塊，兩個(gè)從動(dòng)盤，主動(dòng)盤，其中主動(dòng)盤沿周向均勻布置一圈十字?jǐn)[塊，擺塊的縱臂嵌在主動(dòng)盤的“龜甲”型孔內(nèi)，橫臂伸入從動(dòng)盤沿周向的圓弧槽內(nèi)，所述的“龜甲”型孔的形狀為縱向伸長，兩端圓弧R＝縱臂長，圓弧中部凹槽以作縱臂的支承。當(dāng)主動(dòng)盤轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，帶動(dòng)擺塊并通過擺塊橫臂帶動(dòng)從動(dòng)盤運(yùn)動(dòng)。擺塊差速機(jī)構(gòu)實(shí)質(zhì)上也是一種雙聯(lián)棘輪機(jī)構(gòu)，它可以雙向工作，又能單路釋放。
下面通過運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)進(jìn)行原理分析一、運(yùn)動(dòng)學(xué)分析(見附

圖1，3)1)等速輸出當(dāng)擺塊(8)橫臂不脫離從動(dòng)盤(3，3)時(shí)，兩從動(dòng)盤(3，3)總是與主動(dòng)盤(4)一道作等速同向轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)等速輸出;反向運(yùn)動(dòng)與正向相同。
2)差速輸出當(dāng)擺塊(8)倒向一側(cè)時(shí)，橫臂自對側(cè)從動(dòng)盤脫離，從而對側(cè)從動(dòng)盤被釋放，可以作同向超速運(yùn)動(dòng)。主動(dòng)盤(4)逆轉(zhuǎn)時(shí)情況相同，因此無論車輛進(jìn)退，均可實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)彎，屆時(shí)外輪超速自由運(yùn)動(dòng)。
3)拖動(dòng)a、兩個(gè)從動(dòng)盤同向等速拖動(dòng)時(shí)，主動(dòng)盤(4)與之作同步運(yùn)動(dòng)，適應(yīng)車輛拖動(dòng)啟動(dòng)。b、單側(cè)從動(dòng)盤拖動(dòng)時(shí)，擺塊擺向拖動(dòng)一側(cè)從動(dòng)盤，帶動(dòng)主動(dòng)盤同步運(yùn)動(dòng)，對側(cè)被釋放靜止。適應(yīng)于車輛一輪打滑時(shí)，可拖啟動(dòng)。c、兩側(cè)反向拖動(dòng)時(shí)，擺塊被某一側(cè)從動(dòng)盤捕捉的可能性是不確定的，但一側(cè)捕捉后另一側(cè)即釋放，因而兩側(cè)反向拖動(dòng)是可能的，但主動(dòng)盤隨那一側(cè)從動(dòng)盤運(yùn)動(dòng)則是不定的。d、在驅(qū)動(dòng)狀態(tài)下，即使被釋放一側(cè)也不能作反向拖動(dòng)，一旦加粗，立即被擺塊重新捕獲，轉(zhuǎn)入驅(qū)動(dòng)狀態(tài)。
二、動(dòng)力學(xué)分析(見附圖2，3)假設(shè)從動(dòng)盤圓弧槽的中心在C點(diǎn)，其弧線為P3P2P1P4;假設(shè)擺塊的支持?jǐn)[動(dòng)中心在O1點(diǎn)，其擺塊橫臂端點(diǎn)擺動(dòng)弧q3、q2q1q4。
1)兩從動(dòng)盤的反力(不計(jì)摩擦力)作用線為橫臂端點(diǎn)與從動(dòng)盤的接觸點(diǎn)p(q)和c的連線，由圖可見，除P2→P3之間某處一點(diǎn)的反力線將通過擺塊擺動(dòng)中心O之外，在該點(diǎn)兩側(cè)的反力線分別通過O點(diǎn)兩側(cè)，形成推動(dòng)擺塊擺動(dòng)的正反兩向力矩;
2)兩側(cè)對稱時(shí)，反力矩平衡，任一側(cè)阻力矩增減引起接觸反力增減和對擺塊的擺動(dòng)力矩增減，將使擺塊向增力一側(cè)傾倒;
3)當(dāng)擺塊側(cè)向一側(cè)時(shí)，該側(cè)反力到O點(diǎn)的作用力臂減小而對側(cè)增大，使反力矩迅速達(dá)到新的平衡，擺塊擺動(dòng)角度與兩側(cè)輸出扭矩差相對應(yīng);
4)一側(cè)阻力矩為零時(shí)(車輪空轉(zhuǎn))，擺塊進(jìn)一步倒向驅(qū)動(dòng)一側(cè)，接觸點(diǎn)移到P3(q3)前某處，接觸反力線通過O點(diǎn)，兩側(cè)的反力推動(dòng)擺塊的力矩都等于零，仍然平衡，使擺塊位置穩(wěn)定;
5)一側(cè)空轉(zhuǎn)狀態(tài)下，擺塊雖然位置穩(wěn)定，由于兩側(cè)推動(dòng)力矩都為零，此時(shí)擺塊處于浮動(dòng)狀態(tài)，由于長形孔的幾何特征，可保證十字?jǐn)[塊的橫臂仍不能脫離空轉(zhuǎn)一側(cè)，一旦產(chǎn)生阻力結(jié)束空轉(zhuǎn)時(shí)，擺塊可立即捕捉從動(dòng)盤，并回到一個(gè)新的平衡位置。
6)如空轉(zhuǎn)一側(cè)出現(xiàn)負(fù)阻力(被外力矩推動(dòng)，如轉(zhuǎn)彎車輛的外輪)而出現(xiàn)超速現(xiàn)象，超速從動(dòng)盤圓弧槽后半段弧線可以輕易推動(dòng)擺塊倒向驅(qū)動(dòng)一側(cè)的極限位置P3(q3)，此時(shí)驅(qū)動(dòng)側(cè)接觸反力矩?fù)Q向，成為擺塊的回正力矩，超前從動(dòng)盤只要克服這個(gè)力矩便可被釋放自由超前運(yùn)轉(zhuǎn)，與單向自由輪相似，并在停止超速立即被擺塊捕捉轉(zhuǎn)入驅(qū)動(dòng)狀態(tài);
7)即使車輛作蛇形運(yùn)動(dòng)，擺塊也能靈敏地被兩側(cè)的推動(dòng)力矩推動(dòng)輪流擺進(jìn)擺出兩側(cè)從動(dòng)盤，分別釋放、捕捉兩側(cè)從動(dòng)盤，接觸點(diǎn)的滑動(dòng)范圍不過是P3P2P1P4，在直線行駛時(shí)，兩側(cè)阻力矩的變化僅只使擺塊接觸點(diǎn)的P1點(diǎn)兩側(cè)作小范圍滑動(dòng)，內(nèi)耗是很小的，傳動(dòng)效率是高的。
圖1a、擺塊差速機(jī)構(gòu)直線運(yùn)動(dòng)原理圖b、擺塊差速機(jī)構(gòu)左轉(zhuǎn)彎運(yùn)動(dòng)原理2、擺塊運(yùn)動(dòng)曲線3a、b、實(shí)施例1，十字?jǐn)[塊差速機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)圖及剖示圖。擺塊擺動(dòng)平面平行于主、從動(dòng)盤軸線。
圖4、實(shí)施例2主、從動(dòng)盤運(yùn)動(dòng)平面重合方案示意圖。擺塊擺動(dòng)平面垂直于主、從動(dòng)盤軸線。
圖5、實(shí)施例3，將“十”字?jǐn)[塊分為兩個(gè)“⊥”擺塊的方案示意6、擺塊與“龜甲”形孔相配合的幾何特征圖方案一，見圖3a、b中，(1)主傳動(dòng)從動(dòng)輪，(2)右(左)差速機(jī)構(gòu)殼(3)，右(左)從動(dòng)盤，(4)主動(dòng)盤，(5)主動(dòng)盤隔離塊，(6)主動(dòng)盤組合鉚釘，(7)主動(dòng)盤內(nèi)襯環(huán)，(8)十字?jǐn)[塊，(9)平鍵，(10)螺栓，(11)開花螺帽，(12)開口銷。所述的十字?jǐn)[塊在主動(dòng)盤(4)沿周向均勻布置為4個(gè)。
方案二所述的十字型擺塊的橫臂兩邊長短不等(見圖4)，并分別伸入內(nèi)外從動(dòng)盤(14、13)兩個(gè)不等的園弧槽內(nèi)。在主動(dòng)盤(4)上的長形孔擺在園面上，而不是如圖3a的柱面上。這種結(jié)構(gòu)工藝性更為簡單，零件數(shù)少。
方案三，將附圖4的方案中，內(nèi)外從動(dòng)盤(14、13)改為內(nèi)或外相同的從動(dòng)盤，十字?jǐn)[塊平分成兩個(gè)“⊥”字?jǐn)[塊并列為了使兩個(gè)“⊥”字?jǐn)[塊(15)工作中動(dòng)力學(xué)平衡，可以采用聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)(杠桿、齒輪)，本方案采用張開彈簧(16)各自張開和收縮，并用保持架(17)使兩個(gè)“⊥”字?jǐn)[塊在同一個(gè)支承點(diǎn)上，見附圖5。圖中的點(diǎn)劃線上“⊥”形擺塊表示另一從動(dòng)盤正作超越運(yùn)動(dòng)。所述的保持架(17)被正向工作的“⊥”形擺塊頂向工作支承點(diǎn)端，同時(shí)封閉另一端支承點(diǎn)，以防止超越一側(cè)“⊥”形擺塊進(jìn)入另一端支承點(diǎn)后反向翻轉(zhuǎn)，妨礙超越從動(dòng)盤運(yùn)動(dòng)。
見圖6所示擺塊的“龜甲”形座孔，擺塊縱臂嵌入孔內(nèi)，其中R＞L，r0＞0，r≥0(≈0)。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是能夠解決汽車運(yùn)行時(shí)“空轉(zhuǎn)失扭”現(xiàn)象，而且其結(jié)構(gòu)簡單，成本低，傳動(dòng)效率高等，易被推廣使用。
權(quán)利要求
1.一種擺塊差動(dòng)機(jī)構(gòu)，其特征是它包括十字?jǐn)[塊(8)，兩個(gè)從動(dòng)盤(3，3′)，主動(dòng)盤(4)，其中主動(dòng)盤(4)，沿周向均勻布置一圈擺塊(8)，擺塊(8)的縱臂嵌在主動(dòng)盤(4)上的“龜甲”型孔內(nèi)，橫臂伸入從動(dòng)盤端面沿周向的園弧槽內(nèi)，所述的“龜甲”型孔的形狀為縱向伸長，兩端園弧R=縱臂長，園弧中部有作縱臂支承用的凹槽。
2.按權(quán)利要求1所述的差動(dòng)機(jī)構(gòu)，其特征在于所述的十字型擺塊的橫臂兩邊長短不等，并分別伸入內(nèi)、外從動(dòng)盤(14、13)兩個(gè)不等的圓弧槽內(nèi)。
3.按權(quán)利1所述的差動(dòng)機(jī)構(gòu)，其特征在于所述的擺塊采用兩個(gè)并列“⊥”型擺塊(15)，在“⊥”型擺塊(15)縱臂下安裝有張開彈簧(16)，兩個(gè)“⊥”擺塊通過保持架(17)限定在“龜甲”形座孔的同一端。
全文摘要
本發(fā)明屬于汽車上用的差速機(jī)構(gòu)，它包括十字?jǐn)[塊，兩個(gè)從動(dòng)盤，主動(dòng)盤，其中主動(dòng)盤沿周向均勻布置一圈擺塊，擺塊縱臂嵌在主動(dòng)盤上的“龜甲”型孔內(nèi)，橫臂伸入從動(dòng)盤沿周向的圓弧槽內(nèi)，所述的“龜甲”型孔兩端有圓弧R＝縱臂長，并且中部有凹槽以作為縱臂的支承。其優(yōu)點(diǎn)是，解決汽車運(yùn)行時(shí)“空轉(zhuǎn)失扭”現(xiàn)象，而且其結(jié)構(gòu)簡單，成本低，傳動(dòng)效率高等，易被推廣使用。
文檔編號B60K23/04GK1107425SQ9410005
公開日1995年8月30日 申請日期1994年1月5日 優(yōu)先權(quán)日1994年1月5日
發(fā)明者周毅侯 申請人:周毅侯