專利名稱：限制滑動的差速器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般是涉及一些差速器，特別是涉及一些限制滑動的差速器。
一般認(rèn)為在很多其它用途中，限制滑動的差速器通常是用于后輪和中心差速器。
例如標(biāo)題為“限制旋轉(zhuǎn)的差速器(Spin Limiting Differential)”由同一代理人提出申請的美國第3,292,456號專利，揭示了一個(gè)可旋轉(zhuǎn)的托盤(carrier)，該托盤具有多個(gè)帶有多個(gè)相應(yīng)的行星齒輪的有敞開邊的圓孔，這些行星齒輪對稱地圍繞該托盤的旋轉(zhuǎn)軸線設(shè)置在其內(nèi)。每一個(gè)行星齒輪皆有一部分從相應(yīng)圓孔的敞開邊(open side)凸出，并與一根驅(qū)動軸或輪軸相耦連。這些行星齒輪和托盤的那些圓孔之間的摩擦限制差速器的滑動。
本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一些新穎的限制滑動差速器，它們改進(jìn)了該項(xiàng)技術(shù)，并且克服了該技術(shù)上的一些問題。
本發(fā)明的另一目的是提供一些新穎的限制滑動的差速器，它們是經(jīng)濟(jì)的。
本發(fā)明還有的另一目的是提供一些新穎的限制滑動的差速器，它們具有經(jīng)過改善的可靠性。
本發(fā)明的再一個(gè)目的是提供一些新穎的、低噪音的限制滑動的差速器。
本發(fā)明另外還有一個(gè)目的是提供一些新穎的限制滑動的差速器，它們具有經(jīng)過改善的性能。
本發(fā)明一個(gè)特別的目的是提供一些新穎的限制滑動的差速器，它們包含一個(gè)托盤，其內(nèi)具有多個(gè)圍繞該托盤的旋轉(zhuǎn)軸線而設(shè)置的凹槽，每個(gè)凹槽皆具有一個(gè)帶有互相對立的第一和第二邊緣的敞開邊部分，在凹槽內(nèi)沿其第一和第二邊緣中的每一個(gè)邊緣皆設(shè)有一個(gè)倒角面，在該托盤的多個(gè)凹槽的每一個(gè)槽內(nèi)皆設(shè)有一個(gè)行星齒輪，該行星齒輪有一部分凸出于凹槽的敞開邊部分。
本發(fā)明另一個(gè)特別的目的是提供一些新穎的限制滑動的差速器，它們包含一個(gè)托盤，該托盤具有帶齒輪傳動表面(geared surface)的徑向凸緣，該徑向凸緣圍繞托盤的旋轉(zhuǎn)軸線而設(shè)置。該托盤具有第一組多個(gè)凹槽，它們圍繞該旋轉(zhuǎn)軸線而設(shè)置在托盤的第一側(cè)面(first side)上，還具有第二組多個(gè)凹槽，它們圍繞該旋轉(zhuǎn)軸線而設(shè)置在與托盤的第一側(cè)面相反的一個(gè)側(cè)面上，每一個(gè)凹槽具有一個(gè)帶有與該旋轉(zhuǎn)軸線大體平行的第一和第二邊緣的敞開邊部分，而且其上沿第一和第二邊緣設(shè)有一個(gè)倒角面。每個(gè)凹槽內(nèi)皆設(shè)有一個(gè)行星齒輪，凸出于第一組多個(gè)的凹槽的敞開邊部分的這些行星齒輪部分與第一齒輪相嚙合。而凸出于第二組多個(gè)的凹槽的敞開邊部分的這些行星齒輪部分與第二齒輪相嚙合。每個(gè)行星齒輪與其相對應(yīng)的凹槽的周圍部分摩擦結(jié)合。這些凹槽的每個(gè)倒角面至少有一部分不與設(shè)置在凹槽內(nèi)的行星齒輪相接觸。
本發(fā)明還有一個(gè)特別的目的是提供一些新穎的限制滑動的差速器，它們包含一個(gè)托盤，該托盤具有一個(gè)圍繞其旋轉(zhuǎn)軸線而設(shè)置的徑向凸緣，該托盤具有圍繞該旋轉(zhuǎn)軸線而設(shè)置在托盤第一側(cè)面上的第一組多個(gè)凹槽，還具有圍繞該旋轉(zhuǎn)軸線設(shè)置在與托盤第一側(cè)面相反的第二側(cè)面(second side)上的第二組多個(gè)凹槽，每一個(gè)凹槽皆具有一個(gè)帶有與該旋轉(zhuǎn)軸線大體平行的第一和第二邊緣的敞開邊部分，這些凹槽的每一個(gè)凹槽內(nèi)皆設(shè)有一個(gè)行星齒輪。凸出于第一組多個(gè)凹槽敞開邊部分的這些行星齒輪部分與第一齒輪相嚙合，而凸出于第二組多個(gè)凹槽敞開邊部分的這些行星齒輪部分與第二齒輪相嚙合，一個(gè)帶斜軸線的齒輪傳動表面具有帶不同壓力角的一些齒，它們圍繞托盤的旋轉(zhuǎn)軸線而設(shè)置在徑向凸緣的第一和第二側(cè)面中的一個(gè)側(cè)面上。
當(dāng)仔細(xì)考慮下述的本發(fā)明的詳細(xì)描寫和附圖后，本發(fā)明的這些和其它的一些目的、情況、特色、優(yōu)點(diǎn)將變得更十分明顯。為了易于了解，附圖的尺寸可能不成比例。圖中凡相同的結(jié)構(gòu)和步驟皆用相應(yīng)的號碼和標(biāo)志來標(biāo)明。


圖1是按照本發(fā)明一個(gè)示范性實(shí)施例的一個(gè)限制滑動的差速器。
圖2是一個(gè)第一示范性托盤的構(gòu)造。
圖3是一個(gè)第二示范性托盤的構(gòu)造。
圖4是一個(gè)托盤凹槽的部分詳圖。
圖1表示一個(gè)限制滑動的差速器10，它一般包含一個(gè)托盤20，該托盤具有一個(gè)圍繞其旋轉(zhuǎn)軸線而設(shè)置的徑向凸緣22。
該徑向凸緣22的上面，一般包含一個(gè)帶斜軸線的齒輪傳動表面，這個(gè)齒輪傳動表面用來與一個(gè)小齒輪相嚙合。該小齒輪與電動機(jī)或其它旋轉(zhuǎn)驅(qū)動件的輸出端(output)相連接。
在圖1和2的示范性實(shí)施例中，帶斜軸線的齒輪傳動面是一個(gè)圍繞旋轉(zhuǎn)軸線設(shè)置在徑向凸緣22的第一側(cè)面24上的齒輪面30(gear face30)。該示范性小齒輪40和齒輪面30最好包含具有不同壓力角的一些齒，例如，美國伊利諾斯州格倫符(Illinois Glenview)的ITW工廠生產(chǎn)的HELICON或SPIROID齒輪結(jié)構(gòu)。
在另外一些實(shí)施例中，小齒輪和托盤的齒輪傳動表面可采用其它熟知的齒輪結(jié)構(gòu)例如傘形齒輪或蝸輪結(jié)構(gòu)，或者準(zhǔn)雙曲面齒輪結(jié)構(gòu)。
該托盤通常還包含第一組多個(gè)有敞開邊的凹槽，它們圍繞托盤的旋轉(zhuǎn)軸線對稱地設(shè)置在托盤的第一側(cè)面上，以及第二組多個(gè)有敞開邊的凹槽，它們圍繞托盤的旋轉(zhuǎn)軸線對稱地設(shè)置在托盤的與第一側(cè)面相反的第二側(cè)面上。
一個(gè)具有一根與托盤旋轉(zhuǎn)軸線相平行的軸線的行星齒輪被設(shè)置于托盤第一側(cè)面和第二側(cè)面的多個(gè)凹槽中的每一個(gè)凹槽內(nèi)。凸出于第一組多個(gè)凹槽的敞開邊部分的這些行星齒輪部分與托盤第一側(cè)面上的第一齒輪相嚙合，凸出于第二組多個(gè)凹槽的敞開邊部分的部這些行星齒輪分與托盤第二側(cè)面上的第二齒輪相嚙合。
在圖2的示范性實(shí)施例中，多個(gè)有敞開邊的凹槽50被形成于托盤20的第一側(cè)面和第二側(cè)面的每一側(cè)面上，因此其內(nèi)的這些行星齒輪皆與位于中心的一個(gè)恒星齒輪相嚙合。該恒星齒輪的一部分可能可轉(zhuǎn)動地設(shè)置在一個(gè)穿過托盤的軸向開口21的對應(yīng)部分。
圖1示出行星齒輪60和61之一的一些部分，即在托盤20的第一和第二側(cè)面上分別與相應(yīng)的恒星齒輪70和71相嚙合的部分，恒星齒輪70和71在轉(zhuǎn)軸72和73上形成，或者就是轉(zhuǎn)軸72和73的一部分，轉(zhuǎn)軸72和73的旋轉(zhuǎn)軸線與托盤的旋轉(zhuǎn)軸線對準(zhǔn)。
這些行星齒輪可以是正齒輪，具有漸開線齒形，或者最好具有修正漸開線齒形，或其它齒形。
在圖3的示范性實(shí)施例中，僅示出托盤20一側(cè)的一部分，在托盤的第一和第二側(cè)面的每一側(cè)面上形成多個(gè)具有敞開邊的凹槽50，使得設(shè)置在凹槽內(nèi)的行星齒輪與具有一根與托盤旋轉(zhuǎn)軸線對準(zhǔn)的旋轉(zhuǎn)軸線的環(huán)形齒輪80相嚙合。環(huán)形齒輪80設(shè)置成圍繞該多個(gè)凹槽50，從凹槽敞開邊部分凸出的行星齒輪部分(圖中未示出)與環(huán)形齒輪80嚙合。
這些行星齒輪和一些中心恒星齒輪或一些外部環(huán)形齒輪(outerring gear)的嚙合通常是為人所知的，如標(biāo)題為“限制旋轉(zhuǎn)的差速器(Spin Limiting Differential)”、由同一代理人提出申請的的美國3,292,456號專利已有充分的揭示，于此一并提出以供參考。
托盤的一些有敞開邊的凹槽50，在圖4中僅示出其中的一個(gè)。每個(gè)凹槽通常在其敞開邊上具有相互對立的第一和第二邊緣，邊緣大體上與托盤的旋轉(zhuǎn)軸線相平行。在每個(gè)凹槽內(nèi)，沿其開口的第一和第二邊緣設(shè)有與之相對應(yīng)的倒角面51和53。行星齒輪60有一部分從對應(yīng)凹槽50的開口部分凸出。
每一個(gè)行星齒輪與對應(yīng)的凹槽的周圍部分摩擦結(jié)合，因此限制了差速器的滑動。在圖4中，凹槽的倒角面51和53至少有一部分不與設(shè)置在凹槽內(nèi)的行星齒輪60的一些貼鄰部分相接觸，因此沿著凹槽開口處的第一和第二邊緣提供一些削斜的導(dǎo)入部分(1ed-in portion)，倒角面51和53在凹槽與行星齒輪相接觸部分和凹槽與行星齒輪不接觸部分之間最好能提供相對連續(xù)的過渡。
凹槽與其相對應(yīng)的行星齒輪相結(jié)合的周圍部分是這樣選擇的，使該凹槽既對在其內(nèi)旋轉(zhuǎn)的行星齒輪提供足夠的支撐，同時(shí)又不束縛該行星齒輪。束縛會導(dǎo)致過分的磨損和不希望有的噪聲和振動。如上所論及的，通過倒角面提供適當(dāng)削斜導(dǎo)入部分，可消除或大大降低束縛。
在一個(gè)差速器的應(yīng)用中，與相應(yīng)的行星齒輪60相接觸的凹槽周圍部分具有大約在313度到315度之間的角度φ。不過上述角度范圍僅為示范性的，視特定應(yīng)用的要求可大一些或小一些。
這些示范性傳動軸的齒輪，最好采用粉末金屬工藝來制造。
雖然前面所寫的關(guān)于本發(fā)明的說明，可使一般熟練本技術(shù)的人士，能夠以他目前對本發(fā)明所認(rèn)為的最佳模式來制造和使用本發(fā)明，一般熟練本技術(shù)的人士亦會理解和知曉此處本發(fā)明的這些特定的示范實(shí)施例還會有一些變型，聯(lián)合裝置和與特定實(shí)施例相當(dāng)?shù)难b置存在。故本發(fā)明并不局限于此處的一些示范實(shí)施例，而是包括后附的權(quán)利要求范圍和精神實(shí)質(zhì)內(nèi)的所有實(shí)施例。
權(quán)利要求
1．一個(gè)限制滑動的差速器，它包含一個(gè)具有一根旋轉(zhuǎn)軸線的托盤；所述托盤具有多個(gè)圍繞該托盤的旋轉(zhuǎn)軸線設(shè)置于其內(nèi)的凹槽，所述多個(gè)凹槽的每一個(gè)皆具有一個(gè)敞開邊部分，所述敞開邊部分通常帶有相互對立的第一和第二邊緣；一個(gè)沿著所述第一和第二邊緣的每一邊緣設(shè)置的倒角面；一個(gè)設(shè)置在所述多個(gè)托盤凹槽中每個(gè)凹槽內(nèi)的行星齒輪，所述行星齒輪具有一部分凸出于相應(yīng)凹槽的敞開邊部分。
2．按權(quán)利要求1的差速器，它包括一個(gè)恒星齒輪，所述恒星齒輪具有一根與所述托盤旋轉(zhuǎn)軸線對準(zhǔn)的旋轉(zhuǎn)軸線；多個(gè)行星齒輪，它們皆具有一根與所述恒星齒輪旋轉(zhuǎn)軸線相平行的旋轉(zhuǎn)軸線，凸出于凹槽的敞開邊部分的這些行星齒輪部分與所述恒星齒輪相嚙合。
3．按權(quán)利要求2的差速器，它包括一個(gè)位于所述托盤內(nèi)的軸向開口，所述恒星齒輪至少有一部分設(shè)置在該軸向開口內(nèi)；多個(gè)凹槽的敞開邊部分，它們皆面向所述恒星齒輪；多個(gè)臨近所述恒星齒輪的凹槽的倒角面，它們至少有一部分不與凹槽內(nèi)所對應(yīng)的行星齒輪相接觸。
4．按權(quán)利要求3的差速器，其中，每個(gè)行星齒輪皆與所對應(yīng)的凹槽的周圍部分摩擦結(jié)合，所述凹槽的該周圍部分介于313度和315度之間。
5．按權(quán)利要求1的差速器，它包括一個(gè)環(huán)狀齒輪，所述環(huán)狀齒輪具有一根與所述托盤的旋轉(zhuǎn)軸線對準(zhǔn)的旋轉(zhuǎn)軸線；多個(gè)行星齒輪，它們皆具有一根與所述環(huán)狀齒輪的旋轉(zhuǎn)軸線相平行的旋轉(zhuǎn)軸線，所述環(huán)狀齒輪圍繞該多個(gè)行星齒輪而設(shè)置；凸出于凹槽的敞開邊部分的這些行星齒輪部分皆與該環(huán)狀齒輪相嚙合。
6．按權(quán)利要求5的差速器，其中，多個(gè)凹槽的敞開邊部分，皆面向所述環(huán)狀齒輪；多個(gè)臨近所述環(huán)狀齒輪的凹槽倒角面皆至少有一部分不與設(shè)置在凹槽內(nèi)所對應(yīng)的行星齒輪相接觸。
7．按權(quán)利要求6的差速器，其中，每個(gè)行星齒輪皆與其所對應(yīng)的凹槽的周圍部分摩擦結(jié)合，所述凹槽的該周圍部分介于313度到315度之間。
8．按權(quán)利要求1的差速器，其中，每個(gè)行星齒輪皆與所對應(yīng)的凹槽的一個(gè)周圍部分摩擦結(jié)合，多個(gè)凹槽的倒角面至少有一部分不與設(shè)置在凹槽內(nèi)所對應(yīng)的行星齒輪相接觸，倒角面在凹槽與所述行星齒輪相結(jié)合的周圍部分和凹槽與該行星齒輪不接觸的部分之間提供了連續(xù)過渡。
9．按權(quán)利要求8的差速器，其中，與設(shè)置在凹槽內(nèi)的相應(yīng)行星齒輪相結(jié)合的所述凹槽的所述周圍部分介于313度到315度之間。
10．按權(quán)利要求1的差速器，其中，托盤具有一個(gè)徑向凸緣，所述徑向凸緣帶有圍繞該托盤旋轉(zhuǎn)軸線而設(shè)置在其上的齒輪傳動面。
11．按權(quán)利要求10的差速器，其中，齒輪傳動面在該徑向凸緣的一個(gè)面上。
全文摘要
一種限制滑動的差速器,它具有一個(gè)托盤,其內(nèi)帶有多個(gè)圍繞該托盤旋轉(zhuǎn)軸線而設(shè)置的凹槽,每個(gè)凹槽皆具有一個(gè)敞開邊部分,該敞開邊部分一般帶有相互對立的第一和第二邊緣,第一邊緣與第二邊緣就大體上與托盤的旋轉(zhuǎn)軸線平行。沿著該第一和第二邊緣的每一邊緣設(shè)置一個(gè)倒角面,并在多個(gè)托盤凹槽的每個(gè)凹槽內(nèi)設(shè)置一個(gè)行星齒輪,該行星齒輪有一部分凸出于凹槽的敞開邊部分。
文檔編號F16H48/28GK1320780SQ0111067
公開日2001年11月7日 申請日期2001年4月16日 優(yōu)先權(quán)日2000年4月26日
發(fā)明者安東尼R·卡琳捷拉, 詹姆斯A·格魯茲克夫斯基, 威斯理P·諾瓦克夫斯基 申請人:伊利諾斯器械工程公司