專利名稱：內(nèi)含空間楔形機(jī)構(gòu)的自鎖差速器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及機(jī)械傳動(dòng)領(lǐng)域中的一種差速傳動(dòng)裝置，特別涉及但不僅僅涉及一種輪式機(jī)動(dòng)車輛使用的防止驅(qū)動(dòng)輪打滑的差速器。
背景技術(shù)：
自1825年法國(guó)人貝格列爾發(fā)明差速器至今，差速器的防滑轉(zhuǎn)問題就一直困擾著人們，成為提升車輛操縱性能和實(shí)現(xiàn)全時(shí)全輪驅(qū)動(dòng)等的一大技術(shù)障礙?！端妮嗱?qū)動(dòng)汽車構(gòu)造圖解》([日]莊野欣司著，劉茵等譯，吉林科學(xué)技術(shù)出版社，1995，pl43 159)及《汽車車橋設(shè)計(jì)》(劉惟信，清華大學(xué)出版社，2004，p214 ^;3)對(duì)此均有詳細(xì)描述。100多年來(lái)，人們?yōu)榇颂岢隽烁鞣N各樣的改進(jìn)方案，但始終沒有找到一個(gè)兼具可靠防滑/自鎖能力，反應(yīng)靈敏又無(wú)需任何控制(及時(shí)、無(wú)響應(yīng)間隙或滯后、自適應(yīng)地轉(zhuǎn)入自鎖工作狀態(tài))、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單體積小、加工裝配容易、造價(jià)低廉的純機(jī)械式的改進(jìn)方案。盡管如此，作為自鎖差速器的代表，發(fā)明應(yīng)用至今均已有70多年的歷史的牙嵌式自由輪差速器和渦輪式高摩擦差速器還是取得了一定程度的成功。前者完全自適應(yīng)地響應(yīng)于差動(dòng)轉(zhuǎn)速的變化，雖然具備無(wú)窮大的鎖緊系數(shù)，但其并不是一個(gè)真正意義上的差速器，因?yàn)椋诓钏俟r中，其全部驅(qū)動(dòng)力只能分配給單一的輸出軸，致使其應(yīng)該差速驅(qū)動(dòng)時(shí)卻永遠(yuǎn)只能單側(cè)驅(qū)動(dòng)，破壞了驅(qū)動(dòng)的連續(xù)性，工作不連續(xù)不均衡，傳動(dòng)軸上動(dòng)載荷較大，車輛轉(zhuǎn)向沉重且輪胎磨損過(guò)快。而后者，包括其中的非行星輪式托森(Torsen)差速器，因采用多對(duì)耦合的蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)分別驅(qū)動(dòng)兩個(gè)輸出軸，致其空間嚙合關(guān)系和結(jié)構(gòu)變得過(guò)于復(fù)雜，對(duì)制造精度和材料性能要求過(guò)高，不僅難以制作，更難以裝配，少有廠家可以勝任。而高昂造價(jià)更直接阻礙了其推廣普及的可能。與此形成對(duì)比的是，雖然該類差速器完全自適應(yīng)地響應(yīng)于差動(dòng)轉(zhuǎn)矩的變化，工作得十分平滑，無(wú)機(jī)械沖擊。但其性能并沒有達(dá)到與昂貴價(jià)格相稱的高度，或者沒有達(dá)到可以彌補(bǔ)高昂價(jià)格缺陷的水平。實(shí)際上，渦輪式高摩擦差速器中，傳遞轉(zhuǎn)矩、差速轉(zhuǎn)動(dòng)和自鎖三功能均單一地由蝸輪機(jī)構(gòu)完成，而無(wú)論是否自鎖，其線接觸的蝸輪高副均始終具有極高的接觸強(qiáng)度和磨擦強(qiáng)度。更不利的是，蝸輪機(jī)構(gòu)還不具有相對(duì)穩(wěn)定的受力狀況。在差速器自鎖時(shí)，響應(yīng)于驅(qū)動(dòng)輪附著力/地面摩擦系數(shù)的變化，該蝸輪機(jī)構(gòu)將承受較大的脈動(dòng)式轉(zhuǎn)矩沖擊，而且鎖緊系數(shù)越大，驅(qū)動(dòng)輪附著力變化得越快，該沖擊就越嚴(yán)重。同時(shí)，該轉(zhuǎn)矩沖擊還得不到任何機(jī)構(gòu)的減緩，直至到達(dá)驅(qū)動(dòng)輪。因此，該類差速器的結(jié)構(gòu)特征直接決定了其承載能力不高，且額定承載能力更低的結(jié)果。另外，受自鎖機(jī)理所限，其用于自鎖的蝸輪機(jī)構(gòu)的螺旋升角是固定不變的(被剛性的大約為0.1的摩擦系數(shù)所限定)，根本不具備可調(diào)節(jié)性。設(shè)計(jì)的自由度太
3小。所以，該類差速器容易磨損，難以具備較大的鎖緊系數(shù)或者磨損代價(jià)太大，更難兼具極端越野能力。例如，在操縱性能、自鎖能力和減小磨損以延長(zhǎng)壽命之間折中的結(jié)果是，該類差速器的鎖緊系數(shù)一般不超過(guò)6 9，而對(duì)于其中的非行星輪式蝸輪差速器(托森)，更需降低至3 3. 5的水平。而且，由于受結(jié)構(gòu)形式單一所限，該類差速器很難具備不對(duì)稱式差速器的轉(zhuǎn)矩分配能力，難以適用于諸如多聯(lián)式貫通橋的橋間等差速部位。使用過(guò)程中，其易損件磨損后更換困難、麻煩，不利于使用中的保養(yǎng)和維修。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明致力于消除或至少減輕現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述不足。本發(fā)明的目的是提供一種具有可靠的防滑/自鎖能力，反應(yīng)靈敏又無(wú)需任何控制，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單體積小、加工裝配容易、造價(jià)低廉的純機(jī)械式的內(nèi)含空間楔形機(jī)構(gòu)的自鎖差速器，其具有轉(zhuǎn)矩感應(yīng)的特點(diǎn)。為達(dá)成上述發(fā)明目的，本發(fā)明之內(nèi)含空間楔形機(jī)構(gòu)的自鎖差速器包括，可繞同一軸線相對(duì)回轉(zhuǎn)的兩個(gè)回轉(zhuǎn)件；以及設(shè)置在該兩個(gè)回轉(zhuǎn)件之間，且同軸線回轉(zhuǎn)的至少一個(gè)空間楔形機(jī)構(gòu)。改進(jìn)地，該空間楔形機(jī)構(gòu)包括，繞同一軸線回轉(zhuǎn)且可軸向接合的牽引摩擦機(jī)構(gòu)，其具有繞所述軸線回轉(zhuǎn)并均設(shè)置有摩擦面的中介件和摩擦件，以在該兩構(gòu)件間傳遞摩擦轉(zhuǎn)矩；而該摩擦件是兩個(gè)所述回轉(zhuǎn)件以及另一個(gè)空間楔形機(jī)構(gòu)的中介件中的一個(gè)；以及，為牽引摩擦機(jī)構(gòu)提供接合力并繞所述軸線回轉(zhuǎn)的至少一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)，其具有繞所述軸線回轉(zhuǎn)并均設(shè)置有相應(yīng)導(dǎo)向面的導(dǎo)向件和上述中介件；其中，導(dǎo)向件與中介件雙方的導(dǎo)向面之間的相互抵觸部位的升角λ，大于0度且小于90度。更進(jìn)一步地，當(dāng)導(dǎo)向件和摩擦件被中介件可驅(qū)動(dòng)地連接成一個(gè)摩擦體時(shí)，導(dǎo)向件與中介件雙方的導(dǎo)向面之間的相互抵觸部位的升角λ，大于零且小于等于ξ，即，0 < λ ^ ξ，其中，ξ是能夠令形成于該抵觸部位的導(dǎo)向摩擦副自鎖的升角λ的最大值。優(yōu)選地，導(dǎo)向件和中介件的導(dǎo)向面是螺旋型齒面，其設(shè)置在兩者相面對(duì)的包括端面、內(nèi)周面和外周面的一個(gè)表面上；在軸平面內(nèi)，該螺旋型齒面與所述軸線之間的夾角大于 0度，小于180度。最佳地，還設(shè)置有至少具有一個(gè)彈性元件的彈性預(yù)緊機(jī)構(gòu)，其用于持續(xù)地保持中介件與摩擦件之間的至少間接的摩擦連接。優(yōu)選地，導(dǎo)向件和中介件的導(dǎo)向面是螺旋型齒面，其設(shè)置在該二構(gòu)件的包括端面、 內(nèi)周面和外周面的一個(gè)表面上；在軸平面內(nèi)，該螺旋型齒面與上述軸線之間的夾角大于0 度，小于180度?？蛇x地，牽引摩擦機(jī)構(gòu)和傳力摩擦機(jī)構(gòu)中的至少一個(gè)，其兩個(gè)相應(yīng)摩擦面是半錐頂角大于O度而小于180度的截錐面。為增大ζ和ξ，牽引摩擦機(jī)構(gòu)可以是多摩擦片式摩擦機(jī)構(gòu)，其具有與摩擦件和中介件分別不可旋轉(zhuǎn)相連的兩組軸向交錯(cuò)排列的各至少一個(gè)摩擦片。為增大轉(zhuǎn)矩容量，傳力摩擦機(jī)構(gòu)可以是多摩擦片式摩擦機(jī)構(gòu)，其具有與摩擦件和導(dǎo)向件分別不可旋轉(zhuǎn)相連的兩組軸向交錯(cuò)排列的各至少一個(gè)摩擦片。需要特別說(shuō)明的是，本申請(qǐng)文件所用相關(guān)概念或名詞的含義如下轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)將圓周相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為至少包括軸向相對(duì)移動(dòng)或移動(dòng)趨勢(shì)的導(dǎo)向機(jī)構(gòu)。例如螺旋升角嚴(yán)格一致和不嚴(yán)格一致的滑動(dòng)/滾動(dòng)式螺旋或部分螺旋機(jī)構(gòu)、徑向銷槽機(jī)構(gòu)、端面楔形機(jī)構(gòu)、端面嵌合機(jī)構(gòu)、端面棘輪機(jī)構(gòu)及圓柱/端面凸輪機(jī)構(gòu)?？臻g楔形機(jī)構(gòu)由轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)和牽引摩擦機(jī)構(gòu)組成的機(jī)構(gòu)。楔合也稱入楔、楔合住、楔住或楔緊，空間楔形機(jī)構(gòu)的一種工作狀態(tài)或過(guò)程，與解楔/去楔/脫開相反，指中介件將導(dǎo)向件和摩擦件可驅(qū)動(dòng)地結(jié)合成一個(gè)回轉(zhuǎn)摩擦體的連接狀態(tài)或連接過(guò)程。富余驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩傳入差速器的輸入轉(zhuǎn)矩，經(jīng)其差速機(jī)構(gòu)被分配至通過(guò)輸出軸與驅(qū)動(dòng)輪分別耦合的輸出件，在不考慮傳動(dòng)損失時(shí)，該輸出件獲得的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩中，相較地面作用于與其耦合的驅(qū)動(dòng)輪的摩擦轉(zhuǎn)矩為多的那部分，被稱作富余驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩。顯然，當(dāng)上述摩擦轉(zhuǎn)矩等于零時(shí)，上述分配來(lái)的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩的全部都將是富余驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩，而且，富余驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩大于零時(shí)，相應(yīng)驅(qū)動(dòng)輪具有相對(duì)地面滑轉(zhuǎn)的趨勢(shì)。ζ和ξ 空間楔形機(jī)構(gòu)的重要極限角，如圖1 2、4所示的中介件100，一方面，通過(guò)其回轉(zhuǎn)摩擦面例如110與軸向支撐其的摩擦件40的牽引摩擦面42至少軸向抵觸，以形成抵觸部位的法向壓力的合力W不垂直于回轉(zhuǎn)軸線X的回轉(zhuǎn)型牽引摩擦機(jī)構(gòu)Fl的至少包括一個(gè)的一組牽引摩擦副；另一方面，通過(guò)其朝向某一圓周方向的導(dǎo)向面例如104a，與導(dǎo)向件90的相應(yīng)導(dǎo)向面例如9 至少軸向抵觸，以形成抵觸部位的法向壓力的合力N不垂直于回轉(zhuǎn)軸線X的轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)G的至少包括一個(gè)的一組導(dǎo)向摩擦副；該抵觸部位的公切線與垂至于回轉(zhuǎn)軸線X的平面的夾角的平均值，稱為該抵觸部位的升角λ ；再一方面，通過(guò)其它表面還可作用有諸如軸向彈性預(yù)緊力Q等其它作用力，例如通過(guò)圖1、9、11、14中的內(nèi)花鍵齒面作用的周向力/阻力轉(zhuǎn)矩；在轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)G的轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)向工況中，也就是導(dǎo)向件90 致使中介件100沿例如箭頭S所指方向以大于等于零的速度相對(duì)摩擦件40轉(zhuǎn)動(dòng)的工況中， 能夠確保導(dǎo)向摩擦副自鎖的雙方表面抵觸部位的最小升角被定義為ζ，而最大升角則被定義為ξ。而該兩個(gè)極限角則完全界定了中介件100相對(duì)導(dǎo)向件90向前轉(zhuǎn)動(dòng)、靜止不動(dòng)和向后轉(zhuǎn)動(dòng)的一切可能的運(yùn)動(dòng)形式。具體含義如下1、當(dāng)ξ < λ <90度時(shí)，導(dǎo)向摩擦副和牽引摩擦副均不能自鎖，通過(guò)導(dǎo)向摩擦副的法向壓力N，或者其分力T和P，導(dǎo)向件90可致使中介件100相對(duì)其向前亦即箭頭P所指方向滑轉(zhuǎn)/擠出。因此，導(dǎo)向件90與摩擦件40不能被中介件100楔合成一個(gè)摩擦體。只是由于壓力N源自非彈性力或受構(gòu)件結(jié)構(gòu)所限，才致使中介件100僅被導(dǎo)向件90推動(dòng)著相對(duì)摩擦件40摩擦滑轉(zhuǎn)而未被實(shí)際擠出。2、當(dāng)ζ < λ≤ ξ且λ >0時(shí)，導(dǎo)向摩擦副處于恒定的自鎖狀態(tài)，牽引摩擦副處于不可自鎖的一般靜摩擦狀態(tài)。此時(shí)，空間楔形機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)能力唯一決定于楔合時(shí)牽引摩擦副的牽引摩擦轉(zhuǎn)矩。因此，盡管中介件100可以將導(dǎo)向件90與摩擦件40楔合成一個(gè)摩擦體，但在摩擦件40相對(duì)導(dǎo)向件90過(guò)載時(shí)，牽引摩擦副仍可由靜摩擦狀態(tài)自然地轉(zhuǎn)入滑動(dòng)摩擦狀態(tài)而導(dǎo)向摩擦副仍可維持自鎖。對(duì)應(yīng)地，空間楔形機(jī)構(gòu)處于半楔合狀態(tài)，差速器處于非完全自鎖狀態(tài)。3、當(dāng)0< λ ≤ ζ (針對(duì)ζ >0的情況)時(shí)，牽引摩擦副處于恒定的自鎖狀態(tài)，導(dǎo)向摩擦副處于一般靜摩擦狀態(tài)?？臻g楔形機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)能力唯一決定于楔合時(shí)導(dǎo)向摩擦副的最大靜摩擦轉(zhuǎn)矩/導(dǎo)向摩擦轉(zhuǎn)矩。因此，盡管中介件100可以將導(dǎo)向件90與摩擦件40楔合成一個(gè)摩擦體，但在摩擦件40相對(duì)導(dǎo)向件90過(guò)載時(shí)，中介件100將具有突破導(dǎo)向摩擦副的最大靜摩擦狀態(tài)而相對(duì)導(dǎo)向件90滑轉(zhuǎn)爬升的趨勢(shì)，只是由于該爬升趨勢(shì)被楔形機(jī)構(gòu)的軸向力封閉結(jié)構(gòu)剛性阻止(除非壓力N源自彈性力)，所以，導(dǎo)向摩擦副才被強(qiáng)制性地維持在等同于自鎖的一般靜摩擦狀態(tài)。即，中介件100、導(dǎo)向件90與摩擦件40三者被強(qiáng)制楔合 /結(jié)合成一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)整體，即使過(guò)載至毀損也不相互滑轉(zhuǎn)爬升?？臻g楔形機(jī)構(gòu)因而處于類似斜撐式超越離合器的絕對(duì)自鎖/楔合狀態(tài)，其傳動(dòng)能力僅決定于結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。由常識(shí)可知，λ等于ζ的情況，只存在于理論上而不存在于現(xiàn)實(shí)中。也就是說(shuō)，因不能同時(shí)自鎖而必然始終存在著一組不自鎖的可滑轉(zhuǎn)摩擦副，空間楔形機(jī)構(gòu)傳遞轉(zhuǎn)矩的物理本質(zhì)，只能是摩擦而不是現(xiàn)有技術(shù)認(rèn)定的摩擦自鎖。但由于極限角ζ未被現(xiàn)有技術(shù)理論所認(rèn)識(shí)，也不能由作為特例的平面楔形機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)關(guān)系啟示、想象或揭示出來(lái)，更不能由其結(jié)構(gòu)推導(dǎo)出來(lái)。因此，不知道極限角ζ的存在及物理含義的現(xiàn)有技術(shù)便無(wú)法透徹地認(rèn)識(shí)極限角ξ亦即楔角的真實(shí)物理含義，包括摩擦滑轉(zhuǎn)的正常性，摩擦滑轉(zhuǎn)與轉(zhuǎn)矩傳遞的方向以及過(guò)載的相互關(guān)系，自然也就不可能發(fā)現(xiàn)、揭示和證實(shí)空間楔形機(jī)構(gòu)周向楔合的物理本質(zhì)， 從而得出本申請(qǐng)的技術(shù)方案。顯然，上述升角λ就是空間楔形機(jī)構(gòu)的楔角，也稱楔合角，并且僅在0< λ ( ξ 時(shí)，空間楔形機(jī)構(gòu)方可楔合，差速器方可被鎖止/摩擦自鎖。而且，ζ和ξ是一個(gè)與上述阻力轉(zhuǎn)矩大小相關(guān)的動(dòng)態(tài)參數(shù)，并在該阻力轉(zhuǎn)矩等于零時(shí)(驅(qū)動(dòng)輪懸空時(shí))，分別取得僅與幾何參數(shù)和摩擦系數(shù)相關(guān)的最小值(min和ξ_。本發(fā)明之內(nèi)含空間楔形機(jī)構(gòu)的自鎖差速器，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單合理，造價(jià)低廉，積木式裝配，性能優(yōu)越，高可靠性，高響應(yīng)性，磨損小并可自動(dòng)補(bǔ)償，長(zhǎng)壽命，全機(jī)械，自適應(yīng)于轉(zhuǎn)矩變化，鎖緊系數(shù)可達(dá)無(wú)窮大、使用和維護(hù)簡(jiǎn)單方便等優(yōu)點(diǎn)?？勺罴训剡m用于輪式車輛的所有差速部位，性價(jià)比全面優(yōu)于現(xiàn)有技術(shù)，特別是優(yōu)于蝸輪式高摩擦差速器。借助下述實(shí)施例的說(shuō)明和附圖，本發(fā)明的目的和優(yōu)點(diǎn)將顯得更為清楚和明了。


圖1是以徑向投影展開圖的形式表示的轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)中各齒廓相互關(guān)系的原理圖，用以說(shuō)明該機(jī)構(gòu)中導(dǎo)向齒/面的升角與摩擦自鎖的關(guān)系。圖2是根據(jù)本發(fā)明的普通對(duì)稱式圓錐齒輪自鎖差速器的軸向剖面圖。圖3Α和圖3Β，分別是圖2中包含有中介件的輸出件的右視圖的軸向半剖圖，以及主視圖。圖4Α 4C分別是圖2中的差速器處于非差速驅(qū)動(dòng)工況中，其兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)和牽引摩擦機(jī)構(gòu)的各齒廓向同一外圓柱面徑向投影的局部展開圖，圖4Α是單獨(dú)表示的圖 4Β中左側(cè)轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)各構(gòu)件的齒形示意圖，圖4Β是齒廓關(guān)系的主視圖，圖4C是單獨(dú)表示的圖4Β中右側(cè)轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)各構(gòu)件的齒形示意圖。圖5是圖2所示差速器的原理圖，其中虛線代表右端輸出軸懸空時(shí)上半部的相應(yīng)轉(zhuǎn)矩的傳遞路徑。圖6是是變更了圖2所示差速器的導(dǎo)向件連接形式后的原理圖。圖7是變更了圖2所示差速器的輸出件組成形式后的原理圖。
圖8是是變更了圖7所示差速器的導(dǎo)向件連接形式后的原理圖。圖9是根據(jù)本發(fā)明的又一種對(duì)稱式圓錐齒輪自鎖差速器的軸向剖面圖。圖10是圖9所示差速器的原理圖。圖11是根據(jù)本發(fā)明的對(duì)稱式圓柱齒輪自鎖差速器的對(duì)應(yīng)于圖12中H-H截面的旋轉(zhuǎn)剖面圖。圖12是圖11中Y-Y截面的剖面圖。圖13是圖11所示差速器的原理圖，其中，為方便作圖，原本周向嚙合的行星齒輪 50a和50b被分割開，并以虛線相連的形式示出兩個(gè)原本嚙合的部位Z與Z'。圖14是根據(jù)本發(fā)明的再一種對(duì)稱式圓錐齒輪自鎖差速器的軸向剖面圖。圖15是圖14所示差速器的原理圖。圖16是變更了圖14所示差速器的輸出件組成形式后的軸向剖面圖。圖17是圖16所示差速器的原理圖。圖18是根據(jù)本發(fā)明的單排圓柱行星齒輪式自鎖差速器的原理圖。圖19是根據(jù)本發(fā)明的雙圓柱行星齒輪式自鎖差速器的原理圖，其中，為方便作圖，將相互間非徑向嚙合的行星齒輪50a和50b畫成徑向嚙合。圖20是根據(jù)本發(fā)明的雙圓柱復(fù)合行星齒輪式自鎖差速器的原理圖。圖21是根據(jù)本發(fā)明的又一種單排圓柱行星齒輪式自鎖差速器的原理圖。圖22是根據(jù)本發(fā)明的無(wú)差速殼的圓錐行星式自鎖差速器的原理圖。
具體實(shí)施例方式必要說(shuō)明本說(shuō)明書的正文及所有附圖中，相同或相似的構(gòu)件及特征部位均采用相同的附圖標(biāo)記，并只在它們第一次出現(xiàn)時(shí)給予必要說(shuō)明。同樣，也不重復(fù)說(shuō)明相同或相似機(jī)構(gòu)的工作機(jī)理或過(guò)程。為區(qū)別設(shè)置在對(duì)稱或?qū)?yīng)位置上的相同的構(gòu)件或特征部位，本說(shuō)明書在其附圖標(biāo)記后面附加了字母，而在泛指說(shuō)明或無(wú)需區(qū)別時(shí)，則不附加任何字母。實(shí)施例一兩輸出端相互間直接摩擦自鎖的差速器Dl本實(shí)施例是在具有最常見形式的普通對(duì)稱式圓錐齒輪差速機(jī)構(gòu)中，設(shè)置空間楔形機(jī)構(gòu)后所得的自鎖差速器D1。參見圖2 4，差速器殼7 和72b借助螺栓(未示出)緊固成一個(gè)完整的差速器殼72，從而構(gòu)成差速器Dl中限定回轉(zhuǎn)軸線X和裝配基準(zhǔn)的主回轉(zhuǎn)構(gòu)件。在差速器殼72—端的外徑向凸緣上形成有螺栓孔78，用以通過(guò)螺栓(未示出)固定輸入轉(zhuǎn)矩用的錐型輸入齒環(huán)58 (未示出)。在差速器殼72兩側(cè)繞軸線X形成的轉(zhuǎn)矩輸出孔的內(nèi)側(cè)，分別可轉(zhuǎn)動(dòng)地徑向定位有用于輸出驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩的管狀基體112，其分別與兩個(gè)中介件 100形成為一體，以構(gòu)成差速器Dl的輸出件。該兩個(gè)管狀基體112通過(guò)各自內(nèi)孔中的花鍵齒114，分別與兩個(gè)形成有互補(bǔ)式花鍵齒的輸出軸74 (未示出)直接耦合。在差速器殼72的內(nèi)部，通常具體為十字形的行星齒輪軸56，被緊固在差速器殼 72a和72b的接合端面所圍成的徑向孔中。至少包括一個(gè)的一組錐型行星齒輪50可轉(zhuǎn)動(dòng)地套裝在行星齒輪軸56上，并與其兩側(cè)的繞軸線X回轉(zhuǎn)的兩個(gè)具有圓錐齒的差動(dòng)件80a和 80b分別嚙合。差動(dòng)件80a和80b是可受差速器Dl的輸入轉(zhuǎn)矩驅(qū)動(dòng)而繞軸線X差速回轉(zhuǎn)的兩個(gè)回轉(zhuǎn)件。而且，該差動(dòng)件80同時(shí)也是導(dǎo)向件90，二者可轉(zhuǎn)動(dòng)地套裝在管狀基體112 上，受到差速器殼72的內(nèi)端面支撐的同時(shí)，并通過(guò)形成在其內(nèi)端面徑向內(nèi)側(cè)的螺旋型雙向?qū)螨X9 和92b，分別與軸向上位于二構(gòu)件之間徑向上套設(shè)于行星齒輪軸56的內(nèi)孔中，且形成有互補(bǔ)式螺旋型雙向?qū)螨X10 和102b的中介件IOOa和IOOb嵌合，以固定地組成兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)( 和Gb。同時(shí)，設(shè)置在中介件IOOa和IOOb內(nèi)端面的端面型回轉(zhuǎn)摩擦面 IlOa與IlOb相互抵觸，形成回轉(zhuǎn)型牽引摩擦副的同時(shí)，還令該二構(gòu)件以相互充當(dāng)對(duì)方的摩擦件40的方式，組成一個(gè)牽引摩擦機(jī)構(gòu)F1。牽引摩擦機(jī)構(gòu)Fl和轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)( 和( ，分別同組成兩個(gè)端面型周向空間楔形機(jī)構(gòu)。顯然，該兩個(gè)端面型空間楔形機(jī)構(gòu)的軸向力封閉于差速器殼72。顯然，導(dǎo)向件90端面上的多個(gè)導(dǎo)向齒92實(shí)際上就是空間楔形機(jī)構(gòu)的楔形齒，其導(dǎo)向面94朝周向一方軸向上逐漸靠近回轉(zhuǎn)型牽引摩擦面110或42，并與后者分別圍成多個(gè)沿周向延伸的端面型周向楔形空間。而設(shè)置在該多個(gè)楔形空間中的多個(gè)導(dǎo)向齒102就是楔合子，其因不必需徑向運(yùn)動(dòng)而最佳地相互合并成一個(gè)零件，即整體環(huán)狀的中介件100。圖3 4示出了中介件100等的具體結(jié)構(gòu)以及相關(guān)齒形關(guān)系。中介件100的內(nèi)端面即為回轉(zhuǎn)型摩擦面110，其凸緣端面上最佳地周向均布有具有梯形橫截面且沿徑向延伸的端面型螺旋導(dǎo)向齒102。該導(dǎo)向齒102具有齒頂面106和齒底面108，以及兩個(gè)升角λ a 和入13或入。和Xd均最佳地同為λ且周向完全對(duì)稱的螺旋型導(dǎo)向面104。對(duì)應(yīng)地，參見圖 2、4，導(dǎo)向件90的相應(yīng)端面上均布有同等數(shù)量的互補(bǔ)式雙向?qū)螨X92，其具有齒頂面96和齒底面98，以及兩個(gè)所有升角均最佳地同為λ且完全對(duì)稱的螺旋型導(dǎo)向面94。當(dāng)該兩構(gòu)件軸向上完全嵌合以組成轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)G時(shí)，即至少一個(gè)例如齒頂面96與齒底面108軸向抵觸時(shí)，該機(jī)構(gòu)G仍最佳地具有大于零的周向自由度/間隙Δ，Β卩Δ >0。另外，差動(dòng)件80/導(dǎo)向件90實(shí)際上還是由中介件100作為導(dǎo)向件，差速器殼72作為摩擦件40的又一個(gè)空間楔形機(jī)構(gòu)的中介件。因此，若將該又一楔形機(jī)構(gòu)的相應(yīng)升角的極限角記為ζ ‘和ξ ‘(定義相同于ζ和ξ)，上述升角λ的最佳取值便應(yīng)為ξ ‘ < λ < ξ。這樣，在行星齒輪50不具有驅(qū)動(dòng)作用的滑行狀態(tài)中，轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)G便不能致使差動(dòng)件80相對(duì)差速器殼72的內(nèi)端壁面摩擦自鎖。顯然，減小兩者之間的摩擦系數(shù)或隔以低摩擦系數(shù)的墊片1 均是可選方法。優(yōu)選地，應(yīng)致使ζ W，以盡可能獲得更大的設(shè)計(jì)自由度。顯然地，上述轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)G可以具有本申請(qǐng)定義中的任何一種形式，包括借助滾珠，滾柱、楔塊等構(gòu)件的非最佳形式的機(jī)構(gòu)。圖5是圖2的原理圖，該原理圖簡(jiǎn)潔清晰地示出了差速器Dl的結(jié)構(gòu)特征。其中， 轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)G以形象的兩對(duì)齒和槽的簡(jiǎn)化形式表示，輸出軸以標(biāo)記74表示，固定機(jī)架以標(biāo)記70表示。結(jié)合圖2 5，差速器Dl的工作過(guò)程可以得到更好的說(shuō)明和理解。與普通對(duì)稱式圓錐行星齒輪差速器一樣，驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩經(jīng)輸入齒環(huán)58，驅(qū)動(dòng)差速器殼 72和行星齒輪軸56 —體地繞軸線X旋轉(zhuǎn)。旋轉(zhuǎn)的齒輪軸56帶動(dòng)其上的行星齒輪50繞軸線X旋轉(zhuǎn)。該行星齒輪50驅(qū)動(dòng)與之嚙合的差動(dòng)件80a和80b，后兩構(gòu)件再通過(guò)導(dǎo)向齒92與 102間的嚙合/楔合關(guān)系，分別驅(qū)動(dòng)對(duì)應(yīng)的中介件IOOa和100b，從而最終驅(qū)動(dòng)兩個(gè)輸出軸 74繞軸線X轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)車輛直線驅(qū)動(dòng)行駛時(shí)，并且其差速器Dl的兩個(gè)輸出軸74不存在差速轉(zhuǎn)動(dòng)的需要，比如與該軸耦合的驅(qū)動(dòng)輪不存在外徑不一或未遇到凹凸地面等情況時(shí)，差速器Dl將呈現(xiàn)圖4B所示的嚙合狀態(tài)，也就是沿例如箭頭S所指方向轉(zhuǎn)動(dòng)。即，當(dāng)例如與差動(dòng)件80a同一的導(dǎo)向件90a，開始持續(xù)地具有沿圖4B中箭頭所指方向相對(duì)作為其摩擦件40a的中介件IOOb轉(zhuǎn)動(dòng)的初始瞬間，與輸出軸7 耦合的中介件100a，將相對(duì)導(dǎo)向件90a沿箭頭Ra所指方向作轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)向運(yùn)動(dòng)。該轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)向運(yùn)動(dòng)所產(chǎn)生的軸向移動(dòng)/脹緊力，在將導(dǎo)向齒10 瞬間楔緊在導(dǎo)向面9 和牽引摩擦面IlOb所圍成的端面型周向楔形空間中，亦即中介件IOOa 將導(dǎo)向件90a與作為其摩擦件40a的中介件IOOb楔合成一個(gè)摩擦體，牽引摩擦機(jī)構(gòu)Fla因而軸向接合的同時(shí)，還將導(dǎo)向件90a即刻脹緊在差速器殼72的內(nèi)端面上。而完全對(duì)稱地， 中介件IOOb也同樣將導(dǎo)向件90b與作為其摩擦件40b的中介件IOOa楔合成一個(gè)摩擦體。 亦即，中介件IOOa和IOOb同時(shí)將導(dǎo)向件90a和90b楔合成一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)體，并且借助差速器殼 72的軸向封閉作用，建立起穩(wěn)定的軸向力封閉式抵觸連接，提供對(duì)應(yīng)于所傳遞轉(zhuǎn)矩的軸向接合力T，或稱力封閉力T。顯然，圖4B所示差速器Dl的工況，還對(duì)應(yīng)于車輛反拖發(fā)動(dòng)機(jī)的直線滑行行駛狀態(tài)，區(qū)別僅在于調(diào)換了轉(zhuǎn)矩傳遞的方向。而當(dāng)車輛直接進(jìn)入直線滑行狀態(tài)，或者轉(zhuǎn)入反向驅(qū)動(dòng)行駛狀態(tài)時(shí)，圖4B中的中介件IOOa和100b，將同步地相對(duì)導(dǎo)向件90a和90b轉(zhuǎn)過(guò)圓周角 Δ，變換為導(dǎo)向面94d與104d以及導(dǎo)向面94b與104b分別嚙合/楔合，兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)向機(jī)構(gòu) ( 和( 再次進(jìn)入同步驅(qū)動(dòng)狀態(tài)。由于，所有直線行駛中，差速器Dl具有周向上完全對(duì)稱的嚙合/楔合和驅(qū)動(dòng)關(guān)系，所以，相關(guān)工作過(guò)程已無(wú)需重復(fù)說(shuō)明。而當(dāng)車輛轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)行駛時(shí)，或者其差速器Dl的兩個(gè)輸出軸74存在差速轉(zhuǎn)動(dòng)的需要，比如與該軸耦合的驅(qū)動(dòng)輪存在外徑差異或者遇到凹凸地面等情況時(shí)，差速器Dl將進(jìn)入差速轉(zhuǎn)動(dòng)工況。參見圖2、4、5，因左右完全對(duì)稱，所以，以右端輸出軸74b相對(duì)左端輸出軸 7 產(chǎn)生快轉(zhuǎn)趨勢(shì)為例進(jìn)行說(shuō)明即可。另外，特別假定0< λ ( ξ，也就是說(shuō)，空間楔形機(jī)構(gòu)處于可摩擦自鎖的接合狀態(tài)，其導(dǎo)向件90不能驅(qū)動(dòng)中介件100相對(duì)軸向支撐它的摩擦件滑轉(zhuǎn)，除非過(guò)載。輪式車輛正常轉(zhuǎn)向時(shí)，地面作用在所有驅(qū)動(dòng)輪周緣上的摩擦力形成一個(gè)迫使車輛轉(zhuǎn)向的轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩Mtl，該轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩Mtl在迫使車輛轉(zhuǎn)向的同時(shí)，還通過(guò)與差速器Dl兩輸出軸74 耦合的一組驅(qū)動(dòng)輪，通過(guò)輸出軸7 和74b，驅(qū)動(dòng)兩個(gè)差動(dòng)件80a和80b克服差速器Dl的內(nèi)摩擦阻力矩Mf而差速轉(zhuǎn)動(dòng)。同樣，如果該一組驅(qū)動(dòng)輪外徑不等或者遇到凹凸地面，不打滑的正常狀態(tài)下，來(lái)自地面的摩擦轉(zhuǎn)矩，也將驅(qū)動(dòng)差速器Dl克服其內(nèi)摩擦阻力矩Mf而差速轉(zhuǎn)動(dòng)。因此，參照?qǐng)D2、4、5，轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩M0在一對(duì)與差速器Dl兩輸出軸74相耦合的驅(qū)動(dòng)輪的周緣上分配有附加轉(zhuǎn)矩，以驅(qū)使與輸出軸74b耦合的驅(qū)動(dòng)輪相對(duì)與輸出軸7 耦合的驅(qū)動(dòng)輪快速轉(zhuǎn)動(dòng)。即，在該附加到驅(qū)動(dòng)輪周緣上的轉(zhuǎn)矩作用下，與輸出軸74b直接耦合的中介件IOOb將克服其與中介件100a、與導(dǎo)向件90b的齒頂面96b，以及與導(dǎo)向面Mc之間的摩擦阻力矩的總和Mf，按圖4B中的箭頭Sb所指方向相對(duì)中介件IOOa和導(dǎo)向件90b快轉(zhuǎn)，也就是作解除轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)( 的導(dǎo)向作用的轉(zhuǎn)動(dòng)。于是，導(dǎo)向面l(Mc與Mc之間的法向壓力和轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)( 的轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)向作用，將隨著兩導(dǎo)向面產(chǎn)生相互脫離接觸趨勢(shì)的一瞬間而同時(shí)消失。自然，基于該機(jī)構(gòu)( 的軸向移動(dòng)/脹緊力的牽引摩擦機(jī)構(gòu)Fl以及空間楔形機(jī)構(gòu)，將隨即分離或解楔。然而，由于動(dòng)力驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩的始終存在，因此，在導(dǎo)向面Mc與l(Mc 之間具有上述相互脫離接觸趨勢(shì)之際，行星齒輪50必然自適應(yīng)地驅(qū)動(dòng)差動(dòng)件80b，亦即導(dǎo)向件90b立即跟上中介件IOOb的快轉(zhuǎn)趨勢(shì)，從而致使導(dǎo)向面Mc與l(Mc再次緊密貼合/楔合/嚙合以繼續(xù)傳遞驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩，而不會(huì)有任何瞬間的實(shí)質(zhì)性分離。接下來(lái)，在上述附加轉(zhuǎn)矩的作用下，中介件IOOb將又一次相對(duì)導(dǎo)向件90b快轉(zhuǎn)，以試圖解除導(dǎo)向面Mc與l(Mc的楔合/嚙合關(guān)系。即，差速轉(zhuǎn)動(dòng)始終連續(xù)地處于一個(gè)“解楔一再楔合一再解楔”的臨界狀態(tài)式循環(huán)之中，并如此循環(huán)往復(fù)，直到車輛結(jié)束轉(zhuǎn)向行駛，與輸出軸7 和74b耦合的驅(qū)動(dòng)輪的附加轉(zhuǎn)矩消失，或因小于Mf而不足以解除導(dǎo)向面Mc與l(Mc之間的楔合/嚙合關(guān)系為止。容易理解，在導(dǎo)向件90b不斷追隨中介件IOOb而相對(duì)中介件IOOa快轉(zhuǎn)的過(guò)程中， 通過(guò)行星齒輪50的差速作用，導(dǎo)向件90a將具有相對(duì)中介件IOOa慢轉(zhuǎn)的趨勢(shì)，被驅(qū)動(dòng)的中介件IOOa因負(fù)荷的作用而有立即慢轉(zhuǎn)追隨的趨勢(shì)。也就是說(shuō)，導(dǎo)向件90a與中介件IOOa 之間也進(jìn)入了一個(gè)導(dǎo)向面9 與10 之間“解楔一再楔合一再解楔”的循環(huán)中，只是該循環(huán)是中介件IOOa不斷追隨導(dǎo)向件90a相對(duì)中介件IOOb慢轉(zhuǎn)趨勢(shì)的循環(huán)。由此可見，差速器Dl差速轉(zhuǎn)動(dòng)的實(shí)質(zhì)，就是一個(gè)無(wú)時(shí)無(wú)刻不在試圖解除空間楔合關(guān)系或嚙合關(guān)系的過(guò)程， 同時(shí)又無(wú)時(shí)無(wú)刻不在力圖維持該楔合或嚙合關(guān)系的過(guò)程。這與普通圓柱行星齒輪開式差速器中行星齒輪與半軸齒輪的差速嚙合過(guò)程完全類似，與渦輪式高摩擦差速器中蝸輪和蝸桿的差速原理實(shí)質(zhì)上一樣。其間，“解楔一再楔合一再解楔”的循環(huán)過(guò)程是完全無(wú)縫、自然和連續(xù)的，亦步亦趨之中毫無(wú)間隙和停頓，同步中只有運(yùn)動(dòng)學(xué)上的主動(dòng)和從動(dòng)的區(qū)別。而該差速轉(zhuǎn)動(dòng)的直接的動(dòng)力之源，也就是解除楔合/嚙合關(guān)系的轉(zhuǎn)矩即解楔轉(zhuǎn)矩，關(guān)鍵地來(lái)自于與其兩個(gè)輸出軸74相耦合的驅(qū)動(dòng)輪中，具有快轉(zhuǎn)趨勢(shì)的那個(gè)驅(qū)動(dòng)輪，例如上述與輸出軸74b 耦合的驅(qū)動(dòng)輪。由上述說(shuō)明不難得知，當(dāng)與輸出軸74b耦合的驅(qū)動(dòng)輪上的附加轉(zhuǎn)矩，不足以克服中介件IOOb所受到的總內(nèi)摩擦阻力矩Mf時(shí)，導(dǎo)向面Mc與l(Mc便不會(huì)具有相互脫離接觸的趨勢(shì)，中介件IOOb將不可能到達(dá)解楔的臨界點(diǎn)，不可能相對(duì)中介件IOOa和導(dǎo)向件90b快轉(zhuǎn)，差速轉(zhuǎn)動(dòng)當(dāng)然也就無(wú)法實(shí)現(xiàn)了。而出現(xiàn)這種情況只有兩種可能，一是沒有差速需求，附加轉(zhuǎn)矩等于零，二是應(yīng)該相對(duì)快轉(zhuǎn)的驅(qū)動(dòng)輪處于低摩擦系數(shù)的滑轉(zhuǎn)地面，沒有足夠的附加轉(zhuǎn)矩通過(guò)該驅(qū)動(dòng)輪作用于差速器D1。也就是說(shuō)，即使相關(guān)驅(qū)動(dòng)輪處于低摩擦系數(shù)的滑轉(zhuǎn)地面上，也將因?yàn)椴钏倨鱀l無(wú)法差速而不可能打滑。進(jìn)一步地，由驅(qū)動(dòng)輪滑轉(zhuǎn)必然致使差速器差速轉(zhuǎn)動(dòng)這一常識(shí)不難想到，即便中介件IOOb上的富余驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩大于零，即便與其耦合的驅(qū)動(dòng)輪與地面的附著力/轉(zhuǎn)矩不足或嚴(yán)重不足，無(wú)論轉(zhuǎn)彎與否，該驅(qū)動(dòng)輪都將因?yàn)椴钏倨鱀l不能實(shí)現(xiàn)差速轉(zhuǎn)動(dòng)而最終無(wú)法滑轉(zhuǎn)。因?yàn)榇蚧厔?shì)中的該驅(qū)動(dòng)輪，根本不可能向差速器Dl提供差速轉(zhuǎn)動(dòng)所必需的解楔轉(zhuǎn)矩，否則它不會(huì)處于打滑趨勢(shì)中。因此，差速器Dl自然而然地具備有絕對(duì)或相對(duì)的防止驅(qū)動(dòng)驅(qū)動(dòng)輪滑轉(zhuǎn)的能力。例如，當(dāng)通過(guò)輸出軸74b與中介件IOOb耦合的驅(qū)動(dòng)輪懸空時(shí)，或者該驅(qū)動(dòng)輪獲得的地面附著力/轉(zhuǎn)矩可以忽略不計(jì)時(shí)，分配到中介件IOOb上的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩的全部將即刻轉(zhuǎn)化為富余驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩。而響應(yīng)于轉(zhuǎn)矩的變化，差速器Dl將同步自適應(yīng)地轉(zhuǎn)入防止驅(qū)動(dòng)輪滑轉(zhuǎn)的防滑工況。此一工況中，中介件IOOb可以具有本說(shuō)明書前述定義中的三種工作情況。艮口， 當(dāng)升角λ ( ζω η(當(dāng)大于零)時(shí)，由于受到來(lái)自導(dǎo)向件90b的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩作用，如圖4Β 中的箭頭Sb所指，中介件IOOb將相對(duì)作為其軸向支撐構(gòu)件的摩擦件40b的中介件100a，無(wú)條件地靜止不動(dòng)。即，二構(gòu)件之間的牽引摩擦副自鎖，也就是牽引摩擦機(jī)構(gòu)Fl或兩輸出件直接摩擦自鎖。此時(shí)，盡管導(dǎo)向件90b相對(duì)中介件IOOb具有滑轉(zhuǎn)爬升的趨勢(shì)，但由受到差速器殼72軸向上的剛性限定，兩構(gòu)件只能一體轉(zhuǎn)動(dòng)。即，導(dǎo)向件90b借助摩擦自鎖的牽引摩擦機(jī)構(gòu)F1，驅(qū)動(dòng)中介件IOOa轉(zhuǎn)動(dòng)，從而將富余驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩的全部，傳遞至中介件IOOa以及與之耦合的輸出軸7 和該側(cè)驅(qū)動(dòng)輪。圖5中以半周向的虛線形式標(biāo)出了相應(yīng)轉(zhuǎn)矩流的傳遞路徑。于是，差速器Dl具有無(wú)窮大的鎖緊系數(shù)和防滑能力。同時(shí)，導(dǎo)向件90a和90b，進(jìn)而與之耦合的兩個(gè)輸出軸7 和74b以及相關(guān)驅(qū)動(dòng)輪，將毫無(wú)遲滯或者無(wú)縫地作為一個(gè)整體而轉(zhuǎn)動(dòng)，以抑制住驅(qū)動(dòng)輪滑轉(zhuǎn)的趨勢(shì)，并驅(qū)動(dòng)車輛無(wú)滑轉(zhuǎn)地行進(jìn)。而當(dāng)ζ_< λ ( ξω η時(shí)，借助導(dǎo)向面Mc與l(Mc之間導(dǎo)向摩擦副的摩擦自鎖， 導(dǎo)向件90b仍可通過(guò)中介件IOOb直接驅(qū)動(dòng)中介件IOOa同步轉(zhuǎn)動(dòng)，以將富余驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩的全部，傳遞給中介件IOOa以及與之耦合的輸出軸7 和該側(cè)驅(qū)動(dòng)輪，差速器Dl仍具有無(wú)窮大的鎖緊系數(shù)和抑制驅(qū)動(dòng)輪滑轉(zhuǎn)的能力。只有當(dāng)與中介件IOOa耦合的驅(qū)動(dòng)輪被卡死不轉(zhuǎn)時(shí)， 牽引摩擦機(jī)構(gòu)Fl才會(huì)因過(guò)載而打滑，差速器Dl才會(huì)因此而不具備無(wú)窮大的鎖緊系數(shù)。但是，此種狀況顯然已經(jīng)不需要任何鎖緊系數(shù)了，因?yàn)樵摖顩r已經(jīng)不是防止驅(qū)動(dòng)輪滑轉(zhuǎn)技術(shù)范疇內(nèi)的問題。最后一種情況是，當(dāng)ξω η< λ < ξ時(shí)，雖然中介件IOOb始終具有被導(dǎo)向件90b 與中介件IOOa所圍成的周向楔形空間滑動(dòng)擠出的趨勢(shì)，但借助齒頂面96b和齒底面108b 的軸向剛性抵觸，導(dǎo)向面Mc與l(Mc之間仍能保持非自鎖的嚙合關(guān)系。于是，導(dǎo)向件90b 仍可以通過(guò)滑轉(zhuǎn)中的牽引摩擦機(jī)構(gòu)F1，將其富余驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩的一部分，同步地傳遞給中介件 IOOa及與之耦合的輸出軸7 和該側(cè)驅(qū)動(dòng)輪，令差速器Dl具有限制驅(qū)動(dòng)驅(qū)動(dòng)輪滑轉(zhuǎn)的能力和有限的鎖緊系數(shù)。而一旦與中介件IOOb耦合的驅(qū)動(dòng)輪獲得足夠的地面附著力/轉(zhuǎn)矩，中介件IOOb 將立即獲得差速轉(zhuǎn)動(dòng)的解楔能力，其與中介件IOOa的摩擦自鎖將自然地同步結(jié)束，不會(huì)再有富余轉(zhuǎn)矩傳遞至中介件100a。顯然，該結(jié)束過(guò)程是完全自適應(yīng)和無(wú)沖擊的自然過(guò)程。至此，差速器Dl防止滑轉(zhuǎn)的工作過(guò)程已經(jīng)全然明了。雖然以上針對(duì)的是極端情況的說(shuō)明，但容易理解，在非極端情況下，也就是中介件IOOb上的富余驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩，小于中介件IOOb自行星齒輪50得到的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩時(shí)，中介件IOOb仍將具有上述三種工作情況中的前兩種，且工作過(guò)程完全相同，只不過(guò)所對(duì)應(yīng)的升角區(qū)間變成為λ < ζ (當(dāng)ζ >0)和ζ < λ彡ξ，其中，ζ > ζω η, ξ > Imin0在該兩種情況中，牽引摩擦機(jī)構(gòu)Fl均可將富余驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩的全部，百分之百地轉(zhuǎn)移至與中介件IOOa相耦合的驅(qū)動(dòng)輪，差速器Dl均可達(dá)到理想的防滑效果。所以，其工作過(guò)程無(wú)需重復(fù)說(shuō)明于此。以上說(shuō)明是對(duì)依據(jù)本發(fā)明的具有0< λ ( ξ特征的差速器Dl的工作說(shuō)明。已經(jīng)明了，除了極端的限滑工況(ξ_< λ < ξ)外，轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)G的嚙合均具有楔合的實(shí)質(zhì)屬性。因此，其差速轉(zhuǎn)動(dòng)必需依賴于解楔轉(zhuǎn)矩，該解楔轉(zhuǎn)矩源自相關(guān)耦合驅(qū)動(dòng)輪的附加轉(zhuǎn)矩，而不能依賴于行星齒輪50對(duì)差動(dòng)件80的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩(該驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩僅僅為空間楔形機(jī)構(gòu)提供楔合力，只能唯一地用于維持楔合狀態(tài))，并因此而具有了無(wú)窮大的鎖緊系數(shù)，以及最佳的防止滑轉(zhuǎn)的能力。另外，由ξ的定義已經(jīng)知道，當(dāng)ξ < λ <90度時(shí)，依據(jù)本發(fā)明的的差速器D1，不論處于任何狀態(tài)和任何方向，其轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)G的導(dǎo)向齒92與102的嚙合，都不具有楔合的實(shí)質(zhì)屬性。因此，該情況中的差速轉(zhuǎn)動(dòng)將不需要先解楔，也就是不需要附加轉(zhuǎn)矩一定大于內(nèi)摩擦阻力矩Mf，僅僅依靠自行星齒輪50得到的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩，即可直接驅(qū)動(dòng)中介件100以實(shí)現(xiàn)差速轉(zhuǎn)動(dòng)。自然，差速器Dl將因此不具有無(wú)窮大的鎖緊系數(shù)，只能限制滑轉(zhuǎn)而不能抑制或防止滑轉(zhuǎn)，猶如上述針對(duì)ξω η< λ < ξ情況中限滑工況的說(shuō)明。轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)G于其中的作用，就是通過(guò)對(duì)摩擦回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)Fl施加軸向壓力的方式，增大差速器Dl的內(nèi)摩擦阻力矩Mf，以獲得需要的鎖緊系數(shù)。由此不難得出結(jié)論，除了已經(jīng)說(shuō)明過(guò)的結(jié)構(gòu)差異之外，該情況中的差速器Dl與現(xiàn)有技術(shù)中帶有摩擦片的圓錐行星齒輪差速器的工作機(jī)理實(shí)質(zhì)相同， 所以，本申請(qǐng)不對(duì)其工作過(guò)程作重復(fù)說(shuō)明。如上所述，差速器Dl軸向和周向結(jié)構(gòu)完全對(duì)稱，所以，其輸出軸7 相對(duì)74b產(chǎn)生快轉(zhuǎn)趨勢(shì)時(shí)的差速工作過(guò)程，以及，反向驅(qū)動(dòng)行駛時(shí)的差速工作過(guò)程，或者各種行駛狀態(tài)下防止驅(qū)動(dòng)輪滑轉(zhuǎn)的工作過(guò)程，均完全相同或類似于上，所以，無(wú)需予以二次說(shuō)明。同樣無(wú)需重復(fù)說(shuō)明的情況還包括，反拖發(fā)動(dòng)機(jī)的彎道滑行狀態(tài)中的差速器Dl工作情況。因?yàn)?，區(qū)別僅僅在于所傳遞的轉(zhuǎn)矩是負(fù)值，以及，其差速轉(zhuǎn)動(dòng)的直接的動(dòng)力之源，也就是解楔轉(zhuǎn)矩，關(guān)鍵地來(lái)自于與其兩個(gè)輸出軸74相耦合的驅(qū)動(dòng)輪中的具有慢轉(zhuǎn)趨勢(shì)的那個(gè)驅(qū)動(dòng)輪。以及，空檔彎道滑行狀態(tài)中的差速器Dl工作情況。因?yàn)槿缜八?，升角λ的取值已?jīng)保證了，處于非驅(qū)動(dòng)狀態(tài)的完全自由的導(dǎo)向件90a和90b，不可能相對(duì)差速器殼72的內(nèi)端面摩擦自鎖。 因此，只要相關(guān)耦合驅(qū)動(dòng)輪上的附加轉(zhuǎn)矩足夠，中介件IOOa和IOOb就可以克服來(lái)自牽引摩擦機(jī)構(gòu)Fl和差速器殼72的綜合摩擦阻力矩，分別驅(qū)動(dòng)導(dǎo)向件90a和90b差速轉(zhuǎn)動(dòng)。由上述說(shuō)明不難發(fā)現(xiàn)，本實(shí)施例中的差速器D1，是一個(gè)僅僅敏感于差動(dòng)轉(zhuǎn)矩/附加轉(zhuǎn)矩的轉(zhuǎn)矩感應(yīng)式自鎖差速器。其借助位于兩個(gè)輸出件之間的牽引摩擦機(jī)構(gòu)Fl的直接摩擦，以使空間楔形機(jī)構(gòu)摩擦自鎖，從而以直接摩擦自鎖的方式實(shí)現(xiàn)其輸出件間的互鎖，最終達(dá)到重新分配驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩，并防止或限制驅(qū)動(dòng)輪滑轉(zhuǎn)的目的。其間不存在任何循環(huán)功率。 而其是否轉(zhuǎn)入防滑工況以及轉(zhuǎn)入的時(shí)機(jī)，完全取決于和自適應(yīng)地響應(yīng)于其中的富余驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩，是否大于零以及何時(shí)大于零。兩者完全同步同生同滅，其間不存在任何時(shí)間上的延遲， 更與轉(zhuǎn)速大小無(wú)關(guān)，與富余驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩的大小以及變化頻率無(wú)關(guān)。其再分配轉(zhuǎn)矩的能力和及時(shí)性，高于所有人為控制系統(tǒng)。并且，當(dāng)λ ^ Imin時(shí)，差速器Dl具有應(yīng)付一切極端情形的防滑能力，包括輸出軸74從根部折斷或沒有的情況，只是其內(nèi)部軸向力、磨損和Mf相對(duì)最大。而當(dāng)ξω η< λ ^ ξ時(shí)，除了極端情況以外，差速器Dl具有堪稱最佳的防止滑轉(zhuǎn)和轉(zhuǎn)矩分配能力，具備了適用于所有差速部位的特質(zhì)。而當(dāng)ξ < λ <90度時(shí)，差速器Dl具體為一個(gè)鎖緊系數(shù)取值范圍寬廣的限滑差速器，其內(nèi)部軸向力、磨損和Mf相對(duì)最小，非常適合于前驅(qū)動(dòng)軸使用。而擴(kuò)展地，λ =0度時(shí)，差速器Dl沒有轉(zhuǎn)矩輸出，λ =90度時(shí)，差速器 Dl等同于一個(gè)不具有任何防滑功能的開式差速器。應(yīng)該順便說(shuō)明的是，關(guān)于升角的兩個(gè)極限值ζ和ξ，本說(shuō)明書已經(jīng)給出了清晰的文字定義，無(wú)需經(jīng)過(guò)任何創(chuàng)造性的勞動(dòng)，本領(lǐng)域的技術(shù)人員即可由此定義推導(dǎo)出其函數(shù)關(guān)系式。并會(huì)發(fā)現(xiàn)，ζ和ξ是一個(gè)正比于作用在中介件100的內(nèi)或外圓周面上的阻力轉(zhuǎn)矩/ 負(fù)載轉(zhuǎn)矩，也就是正比于與該構(gòu)件耦合的驅(qū)動(dòng)輪的地面附著力/轉(zhuǎn)矩的動(dòng)態(tài)參數(shù)。該特性有利于提升普通車輛的防滑能力。作為其中的極值，(min和Imin則是一個(gè)僅僅取決于摩擦系數(shù)和幾何尺寸的結(jié)構(gòu)性參數(shù)，其數(shù)值越大，可以獲得無(wú)窮大鎖緊系數(shù)的導(dǎo)向面升角λ的取值區(qū)間也就越大，將鎖緊系數(shù)控制在區(qū)間[1，⑴]內(nèi)任意數(shù)值上的設(shè)計(jì)自由度就越高，對(duì)應(yīng)的內(nèi)部軸向分力T將越小。同時(shí)，還有利于降低其內(nèi)摩擦阻力矩Mf，以更好地應(yīng)用于轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)橋。但是，該動(dòng)態(tài)特點(diǎn)也有壓縮升角λ的設(shè)計(jì)自由度的不利一面。即，依據(jù)正常/平均載荷設(shè)計(jì)得出的λ，有可能在輕載時(shí)超出動(dòng)態(tài)的ξ，或者在重載時(shí)小于動(dòng)態(tài)的ζ,從而
12存在影響差速器Dl的正常差速或防滑自鎖的可能。與現(xiàn)有技術(shù)無(wú)法改變其摩擦自鎖升角不同的是，在摩擦系數(shù)同為0. 1的情況下， 本實(shí)施例的ξ min不僅約為現(xiàn)有技術(shù)的約5. 7度的二倍，而且更具有多種方法來(lái)按需要提升對(duì)應(yīng)的升角極值^min和、in。以利于擴(kuò)大自鎖差速器Dl的設(shè)計(jì)自由度，提升其綜合性能以擴(kuò)大其應(yīng)用范圍，利于自鎖機(jī)構(gòu)在同樣自鎖系數(shù)情況下，產(chǎn)生比現(xiàn)有技術(shù)更小的軸向力。比如，將軸平面內(nèi)的回轉(zhuǎn)摩擦面110或?qū)蛎?4、104與軸線X的夾角，設(shè)置成不等于90度的錐角(即，0度 180度間的任意角)，或者如圖9所示的那樣，將牽引摩擦機(jī)構(gòu)Fl設(shè)置成一個(gè)多摩擦片機(jī)構(gòu)。例如，在設(shè)置兩對(duì)摩擦系數(shù)各等于0. 1的摩擦片時(shí)，便有(min= 14.04 度和 Imin = 32. 度。不難理解，在差速器殼相同的前提下，一方面，相對(duì)于軸線X，蝸輪式高摩擦差速器中蝸輪機(jī)構(gòu)的齒面嚙合點(diǎn)的回轉(zhuǎn)半徑，相較差速器Dl中行星齒輪50與差動(dòng)件80的錐齒嚙合點(diǎn)的回轉(zhuǎn)半徑顯然為小。另一方面，蝸輪機(jī)構(gòu)的螺旋斜齒傳動(dòng)能力相較于直齒錐齒輪顯然為低。再一方面，面接觸型的轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)G的傳遞能力，顯然高于錐齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。 因此，依據(jù)本發(fā)明的差速器Dl的轉(zhuǎn)矩承載能力，將顯著高于現(xiàn)有技術(shù)的蝸輪式高摩擦差速器。特別地，防滑工況中，由于富余驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩是經(jīng)過(guò)同一個(gè)蝸輪機(jī)構(gòu)疊加傳遞的，所以，蝸輪式高摩擦差速器的額定工作轉(zhuǎn)矩將更小，并且還反比于其鎖緊系數(shù)。相反，依據(jù)本發(fā)明的差速器Dl中的富余驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩，并不經(jīng)過(guò)同一個(gè)行星齒輪機(jī)構(gòu)和轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)G，而是經(jīng)過(guò)牽引摩擦機(jī)構(gòu)F1，在兩個(gè)輸出件也就是兩個(gè)中介件100之間直接傳遞的，再由后者內(nèi)孔中的花鍵齒114疊加后，直接傳遞至相應(yīng)的輸出軸74，其額定工作轉(zhuǎn)矩就等于其防滑承載能力。 兩相比較，差速器Dl因相關(guān)嚙合機(jī)構(gòu)無(wú)需應(yīng)對(duì)富余驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩的沖擊，而具有受力狀態(tài)高度平穩(wěn)的優(yōu)點(diǎn)，其承載能力的相對(duì)優(yōu)勢(shì)就變得更大更顯著。而對(duì)應(yīng)于如上所述，假定差速器總載荷穩(wěn)定不變，那么，隨著地面附著力/轉(zhuǎn)矩的變化或劇烈變化，蝸輪式高摩擦差速器中蝸輪機(jī)構(gòu)的受力狀況，必然時(shí)刻變化或劇烈變化， 動(dòng)態(tài)的富余驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩必將加劇該機(jī)構(gòu)的磨損；而反觀同樣狀況中的差速器D1，其行星齒輪機(jī)構(gòu)和轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)G傳力狀況將穩(wěn)定不變，而接受動(dòng)態(tài)富余驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩沖擊的，恰恰是最能減緩脈動(dòng)式轉(zhuǎn)矩沖擊力度的牽引摩擦機(jī)構(gòu)F1。于是，其內(nèi)部相關(guān)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度無(wú)需因?yàn)槟Σ磷枣i而做任何特殊設(shè)計(jì)，因?yàn)槠錉恳Σ翙C(jī)構(gòu)Fl在兩個(gè)輸出軸74之間，建立了一條不經(jīng)過(guò)行星齒輪50的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩直接傳遞/再分配路徑。因此。通過(guò)受力狀況的兩相比較， 依據(jù)本發(fā)明的差速器Dl的結(jié)構(gòu)優(yōu)越性顯得更加明顯，其不僅更簡(jiǎn)單，更合理，更可靠，更直接提高了性能和壽命，使得輸出的轉(zhuǎn)矩更平穩(wěn)。而且顯而易見地，差速器Dl僅具有普通開式差速器的工藝難度，這是任何一個(gè)普通差速器生產(chǎn)廠都具備的入門級(jí)水平?？梢?，不僅僅相對(duì)蝸輪式，而且相對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的所有防滑或限滑差速器，本發(fā)明都具有易于制造，積木式裝配，以及成本低廉，高可靠和長(zhǎng)壽命的優(yōu)點(diǎn)。與如上所述相對(duì)應(yīng)的還有，牽引摩擦機(jī)構(gòu)Fl因其平均摩擦半徑，相較現(xiàn)有技術(shù)中蝸輪副的顯著為小而具有較小的滑移線速度，而且還因其低副型面接觸，而具有遠(yuǎn)低于線接觸蝸輪高副的表面接觸應(yīng)力。所以，依據(jù)本發(fā)明的差速器Dl，不僅具有遠(yuǎn)低于現(xiàn)有技術(shù)的摩擦強(qiáng)度和磨損速度，并因此而無(wú)需高強(qiáng)耐磨材料，而且，更具有后者所不具備的自動(dòng)補(bǔ)償機(jī)械磨損的能力。另外，轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)G同樣具有面接觸低副而使接觸應(yīng)力不足為慮的優(yōu)點(diǎn)，何況整個(gè)壽命周期內(nèi)，該機(jī)構(gòu)G幾乎不存在相對(duì)滑轉(zhuǎn)和機(jī)械磨損，還更因其螺旋型導(dǎo)向面而具有自適應(yīng)軸向間距變化的能力。所以，差速器Dl不敏感于上述機(jī)械磨損，整個(gè)工作壽命中都能性能穩(wěn)定地正常工作。而且即便磨損過(guò)度需要維修，也只需更換中介件100即可，不僅成本低廉而且方便簡(jiǎn)單。因此，在經(jīng)濟(jì)性和使用維護(hù)方面，本發(fā)明相對(duì)現(xiàn)有技術(shù)同樣具有無(wú)可比擬的優(yōu)越性。對(duì)圖2、5稍加分析就不難發(fā)現(xiàn)，差速器Dl并不必需兩個(gè)空間楔形機(jī)構(gòu)。即，去掉其中任何一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)( 或( ，例如將中介件IOOb與差動(dòng)件80b/導(dǎo)向件90b直接合并成一個(gè)零件，差速器Dl仍將可以正常差速和自鎖，原有性能和受力狀況將不會(huì)有任何實(shí)質(zhì)的改變，且更適于中間差速部位。而更進(jìn)一步地，導(dǎo)向件90a與差動(dòng)件80a的連接方式， 還可由剛性一體，改變?yōu)榉亲罴训慕柚鸂恳Σ翙C(jī)構(gòu)Fl的摩擦相連，參見圖6，尤其是在0 < λ < ξ時(shí)。在該變型自鎖差速器D2中，差動(dòng)件80a用作摩擦件40a，左端用于輸出轉(zhuǎn)矩的是導(dǎo)向件90，其與右端的差動(dòng)件80b通過(guò)傳力摩擦機(jī)構(gòu)F2直接摩擦相連。為保證防滑自鎖的可靠性，亦即保證中介件100入楔的可靠性，還最佳地在例如導(dǎo)向齒102齒底面的至少一個(gè)軸向凹槽中，設(shè)置有抵觸至導(dǎo)向齒92齒頂面的相應(yīng)的螺旋壓簧150，以促使?fàn)恳Σ翙C(jī)構(gòu)Fl持續(xù)性地摩擦貼合/楔合。差速器D2的工作過(guò)程完全類似于上，不再重復(fù)說(shuō)明。 但應(yīng)指出的是，導(dǎo)向件90是一個(gè)相對(duì)差動(dòng)件80b的中介件。當(dāng)然，差速器D2也可去做這樣的變型。即，將轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)G設(shè)置到差動(dòng)件80a 與中介件100之間，也就是將導(dǎo)向齒102設(shè)置到差動(dòng)件80a的端面上，從而令導(dǎo)向件90因僅具有盤形凸緣而變型成為摩擦件40。但顯然地，該變型仍可正常差速和自鎖防滑。并且， 其與差速器D2中的極限角ζ，均是一個(gè)與負(fù)載轉(zhuǎn)矩/阻力轉(zhuǎn)矩?zé)o關(guān)的確定的參數(shù)，而不確定的非動(dòng)態(tài)參數(shù)。因此，將不會(huì)出現(xiàn)升角λ小于ζ的可能。也就是說(shuō)，差速器D2和該變型不存在因附加轉(zhuǎn)矩相對(duì)負(fù)載轉(zhuǎn)矩較小，而于差速工況中自鎖的可能(托森差速器即有此種情況)。另外，如后續(xù)實(shí)施例所示，本發(fā)明并未限定差速器的類型或結(jié)構(gòu)，實(shí)際上，二活動(dòng)度的任何差速裝置都具有令其得以存在和具有基本功能的兩個(gè)同軸線轉(zhuǎn)動(dòng)的回轉(zhuǎn)件，無(wú)論該軸線是差速器的回轉(zhuǎn)軸線X，還是行星齒輪50等的自轉(zhuǎn)軸線。因此，本發(fā)明可以具體為一切形式的差速器，包括對(duì)稱式和不對(duì)稱式差速器，齒輪式和非齒輪式差速器(如渦輪式、滑塊凸輪式和自由輪式，盡管顯得有些多余)，變傳動(dòng)比和不變傳動(dòng)比式差速器等。另外，有必要說(shuō)明的是，與現(xiàn)有技術(shù)中的渦輪式高摩擦差速器相比，盡管依據(jù)本發(fā)明的差速器Dl具有不同的結(jié)構(gòu)，但由于實(shí)現(xiàn)自鎖的技術(shù)思想一樣，都是利用嚙合副的摩擦自鎖效應(yīng)，所以，與現(xiàn)有技術(shù)一樣，差速器Dl也同樣能與任何變速器、分動(dòng)器實(shí)現(xiàn)匹配，能與車輛上其它安全控制類的ABS、TCS、ESP等電子系統(tǒng)做到自然相容。由本發(fā)明的上述說(shuō)明可見，依據(jù)本發(fā)明的內(nèi)含空間楔形機(jī)構(gòu)的自鎖差速器，具有很強(qiáng)的通用性和適應(yīng)性。其可以應(yīng)用于幾乎所有需要的地方，例如前橋，后橋，多聯(lián)貫通式驅(qū)動(dòng)橋的橋間，中間分動(dòng)器等。無(wú)論多少驅(qū)動(dòng)橋，均可方便地實(shí)現(xiàn)輪式車輛的完全自適應(yīng)的全時(shí)全輪驅(qū)動(dòng)，而且驅(qū)動(dòng)橋越多，其優(yōu)越性越大越顯著，性價(jià)比優(yōu)勢(shì)也越突出。在極大地簡(jiǎn)化輪式車輛的差速防滑系統(tǒng)，保證可靠防滑的同時(shí)，還摒棄了一切本不必需的非機(jī)械裝置， 顯著提升了防滑裝置的可靠性和車輛的操縱性，大幅降低了制作成本。因此，本發(fā)明將有助于輪式車輛全時(shí)全輪驅(qū)動(dòng)的大眾化和通用化。需要說(shuō)明的是，鑒于差速機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)和工作機(jī)理已是廣為人知的公知技術(shù)，以及差速器具有的結(jié)構(gòu)對(duì)稱性或相似性的特點(diǎn)，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以毫無(wú)疑問地理解，拋開具體對(duì)應(yīng)的車輛行駛方向和驅(qū)動(dòng)狀態(tài)的不同以外，工作于前后橋的輪間、前后橋之間/中間、 以及貫通橋之間的差速器的工作過(guò)程和機(jī)理都是完全相同的。所以，本說(shuō)明書的隨后部分將不再重復(fù)其包括防止滑轉(zhuǎn)的工作機(jī)理或過(guò)程，而僅對(duì)不同的結(jié)構(gòu)等的區(qū)別特征作必要的說(shuō)明。實(shí)施例二 空間楔形機(jī)構(gòu)不傳遞驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩的自鎖差速器D3參見圖2，其中，只要將與兩個(gè)中介件100分別形成為一體的兩個(gè)管狀基體112，變型為與兩個(gè)差動(dòng)件80分別合并成一個(gè)剛性零件(可參見軸向相反的圖16)，以構(gòu)成差速器的輸出件，便可得到原理7所示的自鎖差速器D3。顯然，因?yàn)橹薪榧?00不再能夠得到解楔轉(zhuǎn)矩，因此，轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)G中導(dǎo)向面的升角λ只能取值λ > ξ_。同時(shí)，由于幾乎沒有阻力轉(zhuǎn)矩，所以ξ = ，且不再是一個(gè)動(dòng)態(tài)參數(shù)，這將有利于設(shè)計(jì)參數(shù)和防滑效果的穩(wěn)定。于是，正常工況中，轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)G不再傳遞驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩。因此，由本申請(qǐng)的相關(guān)定義可知，差速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，其牽引摩擦機(jī)構(gòu)Fl中的摩擦阻力較小，且與驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩的大小幾乎沒有關(guān)系。而一旦進(jìn)入滑轉(zhuǎn)工況，意欲快轉(zhuǎn)的差動(dòng)件 80將即刻自適應(yīng)地將富余驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩的大部分，用于驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)G回轉(zhuǎn)，以增大牽引摩擦機(jī)構(gòu)Fl的軸向壓力，并通過(guò)該機(jī)構(gòu)F1，將該部分富余驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩傳遞到無(wú)打滑趨勢(shì)一側(cè)的驅(qū)動(dòng)輪，從而有效限制相應(yīng)驅(qū)動(dòng)輪的滑轉(zhuǎn)。該方案相較差速器Dl更適合于轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)橋，可獲得很好的操縱性能。如上所述，應(yīng)最佳地設(shè)置一個(gè)作用于中介件100的諸如壓簧之類的彈性元件，例如按圖6所示的螺旋壓簧150，以保證差速器D3工作的可靠性。通過(guò)本實(shí)施例的說(shuō)明不難發(fā)現(xiàn)，管狀基體112實(shí)際上可以與轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)G中的任意構(gòu)件，或者差動(dòng)件80形成為一體，以構(gòu)成差速器的輸出件，同時(shí)，輸出件，轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)G和牽引摩擦機(jī)構(gòu)Fl三者均可以軸向不對(duì)稱布置。例如，參看圖7，將轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)( 變換到差動(dòng)件80a與差速器殼72之間，以使中介件IOOa和IOOb分別與差速器殼72和差動(dòng)件80a組成牽引摩擦機(jī)構(gòu)Fla和Flb，并將輸出軸7 直接耦合至中介件100a，就是一個(gè)較好的中間自鎖差速器方案。容易理解，參看圖7，在保證原有功能不變的情況下，差速器D3還可作如下變型。 即，將導(dǎo)向件90a、90b分別一體地形成在十字行星齒輪軸56內(nèi)環(huán)的兩端面上，以使中介件 100a、IOOb分別與差動(dòng)件80a、80b的內(nèi)端面組成牽引摩擦機(jī)構(gòu)Fla、Flb。此時(shí)，兩個(gè)回轉(zhuǎn)件分別是行星齒輪軸56和差動(dòng)件80。如實(shí)施例一中所述，去掉差速器D3中任何一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)例如( ，參照?qǐng)D7，而由保留的中介件IOOa與其軸向直接面對(duì)的用作摩擦件40的差動(dòng)件80b構(gòu)成牽引摩擦機(jī)構(gòu) Flb，該差速器D3的原有功能和受力狀況不會(huì)發(fā)生任何改變。更進(jìn)一步地，還可再將導(dǎo)向件與差動(dòng)件80a的連接方式，由剛性一體改變?yōu)榻柚鸂恳Σ翙C(jī)構(gòu)Fla的摩擦相連，便可得到如圖8所示的差速器D4，其功能不改變，結(jié)構(gòu)更簡(jiǎn)單。其中，持續(xù)嵌合的中介件IOOa和IOOb 相互充當(dāng)對(duì)方的導(dǎo)向件，差動(dòng)件80a和80b則分別充當(dāng)對(duì)應(yīng)中介件100的摩擦件40。由此可見，本發(fā)明在具有如后續(xù)實(shí)施例所示的基本差速機(jī)構(gòu)的主體結(jié)構(gòu)之外，還可在關(guān)鍵的自鎖防滑結(jié)構(gòu)方面具有在轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)G的數(shù)量及是否對(duì)稱布置、牽引摩擦機(jī)構(gòu)Fl的數(shù)量及是否對(duì)稱布置、以及管狀基體112與何構(gòu)件剛性一體為差速器的輸出件之間，進(jìn)行各種組合設(shè)計(jì)的自由度。相較現(xiàn)有技術(shù)可更大程度地滿足實(shí)際需求，同時(shí)，也再次展現(xiàn)了其相對(duì)優(yōu)點(diǎn)。實(shí)施例三具有單獨(dú)空間的直接摩擦自鎖的差速器D5本實(shí)施例仍是對(duì)實(shí)施例一的變型，目的是為了方便設(shè)置一個(gè)具有較大回轉(zhuǎn)半徑的多摩擦片式的牽引摩擦機(jī)構(gòu)F1，以最終得到更大的極限角和ξω η。圖9、10分別示出了其結(jié)構(gòu)圖和原理圖。參見圖9，相比差速器D1，差速器D5中的轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)G和牽引摩擦機(jī)構(gòu)F1，徑向上不再受制于差速機(jī)構(gòu)。為此，導(dǎo)向件90與差動(dòng)件80分別獨(dú)立，并通過(guò)花鍵副相互連接。 其中，導(dǎo)向件90a的向一端延伸的管形體，通過(guò)墊片1 可轉(zhuǎn)動(dòng)地支撐在差速器殼72a內(nèi)孔中的階梯內(nèi)端面上，其端部外周面上形成有外花鍵齒88a，并與內(nèi)孔面上形成有互補(bǔ)式內(nèi)花鍵齒8 的差動(dòng)件80a不可旋轉(zhuǎn)地相連。差動(dòng)件80b的向一端延伸的管形體，通過(guò)墊片IM 可轉(zhuǎn)動(dòng)地支撐在差速器殼72b的內(nèi)端面上，其端部?jī)?nèi)周面上形成有內(nèi)花鍵齒84b，并與外周面上形成有互補(bǔ)式外花鍵齒88b的導(dǎo)向件90b不可旋轉(zhuǎn)地相連。為安裝摩擦片，中介件IOOa和IOOb的回轉(zhuǎn)摩擦面IlOa和IlOb的內(nèi)、外徑向部位，分別設(shè)置有環(huán)形端面式內(nèi)、外凸緣。借助花鍵副，至少包括一個(gè)的一組內(nèi)摩擦片122，不可旋轉(zhuǎn)地連接到該內(nèi)凸緣的外周面上，與內(nèi)摩擦片122軸向交錯(cuò)排列的一組外摩擦片120， 則不可旋轉(zhuǎn)地連接到該外凸緣的內(nèi)周面上。顯然，還可通過(guò)其它形式獲得本實(shí)施例的技術(shù)效果。比如，圖11 13所示的差速器D6就更簡(jiǎn)單。實(shí)際上，差速器D6就是依據(jù)本發(fā)明的思想對(duì)公知技術(shù)的對(duì)稱式圓柱齒輪差速器的改進(jìn)。其具有至少一對(duì)于軸向中部相互嚙合的直齒圓柱行星齒輪50a和50b，二者的軸向無(wú)齒段5 和Mb，分別抵觸在差速器殼72b和72a的內(nèi)端面上。參見圖12，行星齒輪50a和50b，分別收容在差速器殼72b的軸向延伸的行星圓柱槽76a和76b中，并利用內(nèi)徑地凸出于后者槽口的輪齒部分，分別與各自對(duì)應(yīng)的具體為直齒圓柱齒輪的差動(dòng)件80a和 80b嚙合。其中，與差速器Dl中一樣，差動(dòng)件80與導(dǎo)向件90同一，并具有完全相同的轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)G，以及與差速器D5完全相同的多摩擦片式牽引摩擦機(jī)構(gòu)Fl。這里，只要將圖11中行星齒輪50與軸線X的夾角設(shè)置得不等于零，即可再變型為不對(duì)稱的自鎖差速器。另外，如上所述，也可將差速器D5和D6的中介件IOOa與導(dǎo)向件90a，直接合并成一個(gè)零件，以得到省去轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)( 的簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)，簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)的同時(shí)，二者原有功能和受力狀況不會(huì)發(fā)生任何實(shí)質(zhì)改變。不難理解，盡管不是最佳，但空間楔形機(jī)構(gòu)也可以設(shè)置在差速器殼72之外的另一軸向力封閉殼體中。實(shí)施例四兩輸出端相互間間接摩擦自鎖的差速器D7本實(shí)施例具有兩個(gè)行星齒輪50、一個(gè)整體式的差速器殼72，以及一個(gè)一字形行星齒輪軸56的最常見的差速器/機(jī)構(gòu)形式，同樣是對(duì)差速器Dl的變型。其中，行星齒輪軸56 通過(guò)任何合適的部件，比如鎖定銷相對(duì)差速器殼72固定，或者，通過(guò)在行星齒輪軸56的每個(gè)端部的環(huán)形槽中嵌合的卡環(huán)。如圖14 15所示，差速器D7相比差速器Dl D6最大的不同在于，兩個(gè)回轉(zhuǎn)件具體為差動(dòng)件80和差速器殼72，以及作為輸出件的關(guān)鍵組成部分，中介件IOOa和IOOb之間不再直接摩擦，而是分別與作為主回轉(zhuǎn)構(gòu)件的差速器殼72的兩個(gè)內(nèi)端面相互摩擦，以分別組成兩個(gè)牽引摩擦機(jī)構(gòu)Fla和Fib。這相當(dāng)于在差速器Dl中的回轉(zhuǎn)摩擦面IlOa和IlOb 之間，插入了由差速器殼72充當(dāng)?shù)哪Σ疗?，致使兩?gòu)件間的直接摩擦變型為間接摩擦。而除了降低摩擦?xí)r的相對(duì)速度以及需要通過(guò)差速器殼72傳遞摩擦轉(zhuǎn)矩以外，兩實(shí)施例中的牽引摩擦機(jī)構(gòu)F1、轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)G以及差速和自鎖的機(jī)理沒有實(shí)質(zhì)區(qū)別。當(dāng)然，行星齒輪 50帶來(lái)的軸向力，增大了牽引摩擦機(jī)構(gòu)Fl的當(dāng)量摩擦系數(shù)，會(huì)帶來(lái)(min和Imin的有益增大，以減少需求多摩擦片的機(jī)會(huì)?；蛘邘?lái)獲得更大(min和Imin的機(jī)會(huì)。顯然，相對(duì)差速器D1，本實(shí)施例的結(jié)構(gòu)更加簡(jiǎn)單和易于理解。不難想到，將圖15中的行星齒輪軸56以及輸出軸74b設(shè)置成中空結(jié)構(gòu)，以方便輸出軸7 與74b同側(cè)輸出，再由一驅(qū)動(dòng)軸從左側(cè)直接驅(qū)動(dòng)差速器殼72回轉(zhuǎn)，差速器D7就可變型為適用于貫通式驅(qū)動(dòng)軸的自鎖差速器。需要指出的是，差速器D7必需同時(shí)具有兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)( 或(Λ。顯然，參照實(shí)施例二的思想，本實(shí)施例也可變型為如圖16 17所示的差速器D8， 一個(gè)鎖緊系數(shù)同樣不等于無(wú)窮大，但相較差速器D7更適合于轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)橋的自鎖差速器。其中，為避免行星齒輪50與差動(dòng)件80雙方輪齒齒面的接觸強(qiáng)度，因?yàn)檗D(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)G的作用而超限，差速器D8中特意設(shè)置了管狀承力環(huán)130。該環(huán)130通過(guò)其徑向上設(shè)置的兩個(gè)容納行星齒輪軸56的貫穿性圓柱孔，固定在兩個(gè)行星齒輪50之間，其端面軸向上分別抵觸至兩個(gè)導(dǎo)向件90a、90b，以阻止導(dǎo)向件90對(duì)行星齒輪50的過(guò)度壓迫。與差速器D3中的情形類似，在保證原有功能不變的情況下，差速器D8也可作如下變型。即，參照?qǐng)D17，將導(dǎo)向件90a、90b分別一體地形成在差速器殼72的兩個(gè)內(nèi)端面上，以使中介件IOOaUOOb分別與差動(dòng)件80a、80b的外端面組成牽引摩擦機(jī)構(gòu)Fla、Flb。與差速器D7不同的是，由于機(jī)構(gòu)Fl始終有效，去掉差速器D8中任何一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)( 或( ，差速器D8仍可正常差速和雙側(cè)防滑自鎖。變化僅在于防滑自鎖時(shí)，驅(qū)動(dòng)非滑轉(zhuǎn)輸出軸74的富余驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩，隨著該軸位置的不同而具有經(jīng)過(guò)和不經(jīng)過(guò)行星齒輪50的區(qū)別。齒輪嚙合機(jī)構(gòu)因此需要提高強(qiáng)度儲(chǔ)備。不難想到，完全可以仿照?qǐng)D8中的轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)G和牽引摩擦機(jī)構(gòu)F1，將單個(gè)的轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)G設(shè)置到介于兩個(gè)行星齒輪50之間的行星軸56上。中介件100與一個(gè)行星齒輪50構(gòu)成牽引摩擦機(jī)構(gòu)F1，導(dǎo)向件90與另一個(gè)行星齒輪50剛性一體，或者與其構(gòu)成另一個(gè)牽引摩擦機(jī)構(gòu)。以限制該兩個(gè)行星齒輪50間的相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)的形式，同樣可以達(dá)到令差速器具有上述限制滑轉(zhuǎn)的能力的目的。不難理解，還可將轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)G和牽引摩擦機(jī)構(gòu)Fl設(shè)置在差速器殼72以外，以連接該殼72和與輸出軸74不可旋轉(zhuǎn)相連的任意回轉(zhuǎn)件。由上述說(shuō)明可見，直接摩擦自鎖和間接摩擦自鎖的差速器，兩者所必需的轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)G的數(shù)量并不相同，前者僅為一個(gè)，而后者卻要視其驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩是否經(jīng)由轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)G傳遞的不同而為一個(gè)或兩個(gè)。擴(kuò)展實(shí)施例圖18示出了單排圓柱行星齒輪式自鎖差速器D9的原理圖。其中，差速器殼72外緣面上的輸入齒環(huán)58的錐度為零，其內(nèi)孔面上設(shè)置有齒圈64，并以此驅(qū)動(dòng)行星齒輪50轉(zhuǎn)動(dòng)。差動(dòng)件80a、80b分別具體為中心齒輪62和行星齒輪托架66，導(dǎo)向件90與差動(dòng)件80a 同一。輸出軸74a、74b，分別與中介件100以及差動(dòng)件80b直接耦合。差動(dòng)件80b與中介件100組成牽引摩擦機(jī)構(gòu)F1，空間楔形機(jī)構(gòu)的軸向力封閉于差速器殼72。圖19給出了雙圓柱行星齒輪式自鎖差速器DlO的原理圖。其中，輸入齒環(huán)58與差速器殼72形成為一體，差動(dòng)件80a、80b分別具體為行星齒輪托架66和中心齒輪62，導(dǎo)向件90則與差動(dòng)件80b同一。與差速器D9正好相反，輸出軸74a、74b分別與差動(dòng)件80a以及中介件100直接耦合，后兩構(gòu)件組成單一的牽引摩擦機(jī)構(gòu)F1。而與上述所有實(shí)施例不同的是，本實(shí)施例中，空間楔形機(jī)構(gòu)的軸向力封閉于行星齒輪托架66內(nèi)。當(dāng)然，如果令差速器殼72再次具有兩個(gè)回轉(zhuǎn)端面，上述軸向力仍可以再次封閉于其中。顯然，差速器DlO適合用作輪式車輛的中間差速器。同樣適合用作中間差速器的，還有如圖20所示的雙圓柱復(fù)合行星齒輪式自鎖差速器D11，而且，該差速器Dll還適合用于多聯(lián)驅(qū)動(dòng)橋的貫通式驅(qū)動(dòng)軸。總體上，差速器Dll 的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩通過(guò)輸入軸60從其一端傳入，以直接驅(qū)動(dòng)中心齒輪62a，而其輸出轉(zhuǎn)矩則由其另一端的輸出齒輪68和輸出軸74分別輸出。其中，差動(dòng)件80a、80b分別具體為中心齒輪 62b和行星齒輪托架66，導(dǎo)向件90仍與差動(dòng)件80a同一，輸出齒輪68與差動(dòng)件80b直接耦合，輸出軸74與中介件100直接耦合，差動(dòng)件80b與中介件100組成牽引摩擦機(jī)構(gòu)F1。空間楔形機(jī)構(gòu)的軸向力仍然封閉于行星齒輪托架66內(nèi)。圖21給出了另一種適合用于貫通式驅(qū)動(dòng)軸的自鎖差速器D12，其具有單排圓柱行星齒輪式差速器的基本結(jié)構(gòu)形式。但與差速器D9不同的是，其驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩通過(guò)輸入軸60從其一端傳入，以直接驅(qū)動(dòng)行星齒輪托架66，而其輸出轉(zhuǎn)矩則由設(shè)置在其兩端的輸出齒輪68 和輸出軸74分別輸出。其中，差動(dòng)件80a、80b分別具體為中心齒輪62和差速器殼72，導(dǎo)向件90與差動(dòng)件80a剛性一體。輸出齒輪68與中介件100直接耦合，輸出軸74與差動(dòng)件 80b直接耦合，差動(dòng)件80b與中介件100組成牽引轉(zhuǎn)摩擦機(jī)構(gòu)F1。同樣，空間楔形機(jī)構(gòu)的軸向力封閉于差速器殼72內(nèi)。圖22示出了一種無(wú)差速器殼的圓錐行星式自鎖差速器D13，其同樣適合用于貫通式驅(qū)動(dòng)軸。其驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩同樣通過(guò)輸入軸60從其一端傳入，以直接驅(qū)動(dòng)用作行星齒輪托架66 的行星齒輪軸56，而其輸出轉(zhuǎn)矩則由設(shè)置在其兩端的輸出齒輪68和輸出軸74分別輸出。 其中，輸出齒輪68與中介件IOOa耦合，輸出軸74與中介件IOOb直接耦合。差動(dòng)件80仍與導(dǎo)向件90剛性一體。中介件IOOaUOOb與行星齒輪軸56分別組成兩個(gè)牽引摩擦機(jī)構(gòu)Fla 和Fib?？臻g楔形機(jī)構(gòu)的軸向力封閉于固定機(jī)架70內(nèi)，輸入軸60則借助其軸肩1 實(shí)現(xiàn)軸向固定。需要說(shuō)明的是，上述擴(kuò)展實(shí)施例均保留有絕對(duì)防滑的潛力。當(dāng)然，也可參照?qǐng)D7、17 所示的差速器D3、D8，變型為限滑型的自鎖差速器。那樣，就可為簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)而全部使用只包括一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)G的空間楔形機(jī)構(gòu)。以上僅僅是本發(fā)明針對(duì)其有限實(shí)施例給予的描述和圖示，具有一定程度的特殊性，但應(yīng)該理解的是，所提及的實(shí)施例和附圖都僅僅用于說(shuō)明的目的，而不用于限制本發(fā)明及其保護(hù)范圍，其各種變化、等同、互換以及更動(dòng)結(jié)構(gòu)或各構(gòu)件的布置，都將被認(rèn)為未脫離開本發(fā)明構(gòu)思的精神和范圍。
權(quán)利要求
1.一種內(nèi)含空間楔形機(jī)構(gòu)的自鎖差速器，包括可繞同一軸線相對(duì)回轉(zhuǎn)的兩個(gè)回轉(zhuǎn)件；其特征在于在該兩個(gè)所述回轉(zhuǎn)件之間，設(shè)置有同軸線回轉(zhuǎn)的至少一個(gè)空間楔形機(jī)構(gòu)。
2.按權(quán)利要求1所述的自鎖差速器，其特征在于所述空間楔形機(jī)構(gòu)包括繞同一軸線回轉(zhuǎn)且可軸向接合的牽引摩擦機(jī)構(gòu)，其具有繞所述軸線回轉(zhuǎn)并均設(shè)置有摩擦面的中介件和摩擦件，以在該兩構(gòu)件間傳遞摩擦轉(zhuǎn)矩；所述摩擦件是兩個(gè)所述回轉(zhuǎn)件以及另一個(gè)空間楔形機(jī)構(gòu)的所述中介件中的一個(gè)；為所述牽引摩擦機(jī)構(gòu)提供接合力并繞所述軸線回轉(zhuǎn)的至少一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)，其具有繞所述軸線回轉(zhuǎn)并均設(shè)置有相應(yīng)導(dǎo)向面的導(dǎo)向件和所述中介件；所述導(dǎo)向件與所述中介件雙方的所述導(dǎo)向面之間的相互抵觸部位的升角λ，大于0度且小于90度。
3.按權(quán)利要求2所述的自鎖差速器，其特征在于當(dāng)所述導(dǎo)向件和所述摩擦件被所述中介件可驅(qū)動(dòng)地連接成一個(gè)摩擦體時(shí)，所述導(dǎo)向件與所述中介件雙方的所述導(dǎo)向面之間的相互抵觸部位的升角λ，大于零且小于等于ξ，g卩，0 < λ彡ξ，其中，ξ是能夠令形成于所述抵觸部位的導(dǎo)向摩擦副自鎖的所述升角λ的最大值。
4.按權(quán)利要求3所述的自鎖差速器，其特征在于所述升角λ大于ζ，即，ζ < λ ^ ξ，其中，ζ是能夠令所述抵觸部位的導(dǎo)向摩擦副自鎖的所述升角λ的最小值，也是令所述中介件與所述牽引摩擦機(jī)構(gòu)面相抵觸所形成的牽引摩擦副自鎖的所述升角λ的最大值，ξ的含義同上。
5.按權(quán)利要求3所述的自鎖差速器，其特征在于當(dāng)ζ>0時(shí)，所述升角λ小于等于 4，即，0< λ彡ζ，其中，ζ的含義同上。
6.按權(quán)利要求1 5任一項(xiàng)所述的超越離合器，其特征在于所述導(dǎo)向件和所述中介件的所述導(dǎo)向面是螺旋型齒面，其設(shè)置在所述導(dǎo)向件和所述中介件雙方相面對(duì)的包括端面、內(nèi)周面和外周面的一個(gè)表面上；在軸平面內(nèi)，該螺旋型齒面與所述軸線之間的夾角大于 0度，小于180度。
7.按權(quán)利要求1 5任一項(xiàng)所述的超越離合器，其特征在于還包括至少具有一個(gè)彈性元件的彈性預(yù)緊機(jī)構(gòu)，其用于持續(xù)地保持所述中介件與所述摩擦件之間的至少間接的摩擦連接。
8.按權(quán)利要求1 5任一項(xiàng)所述的超越離合器，其特征在于所述牽引摩擦機(jī)構(gòu)和所述傳力摩擦機(jī)構(gòu)中的至少一個(gè)，其兩個(gè)相應(yīng)摩擦面是半錐頂角大于0度而小于180度的截錐面。
9.按權(quán)利要求1 5任一項(xiàng)所述的超越離合器，其特征在于所述牽引摩擦機(jī)構(gòu)是多摩擦片式摩擦機(jī)構(gòu)，其具有與所述摩擦件和所述中介件分別不可旋轉(zhuǎn)地相連接的兩組軸向交錯(cuò)排列的各至少一個(gè)摩擦片。
10.按權(quán)利要求1 5任一項(xiàng)所述的超越離合器，其特征在于所述傳力摩擦機(jī)構(gòu)是多摩擦片式摩擦機(jī)構(gòu)，其具有與所述摩擦件和所述導(dǎo)向件分別不可旋轉(zhuǎn)地相連接的兩組軸向交錯(cuò)排列的各至少一個(gè)摩擦片。
全文摘要
本發(fā)明的特征在于，在現(xiàn)有差速機(jī)構(gòu)的兩個(gè)回轉(zhuǎn)件之間，同軸線地設(shè)置至少一個(gè)空間楔形機(jī)構(gòu)，其轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)G包括均設(shè)置有導(dǎo)向齒的中介件和與一回轉(zhuǎn)件同一的導(dǎo)向件，其牽引摩擦機(jī)構(gòu)F1包括該中介件和另一回轉(zhuǎn)件，并且，兩轉(zhuǎn)矩輸出件中至少有一個(gè)是中介件。這樣，轉(zhuǎn)向時(shí)可以利用與該中介件耦合的驅(qū)動(dòng)輪傳入的轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩，而不是依靠來(lái)自行星齒輪的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩，來(lái)臨界地解除空間楔形機(jī)構(gòu)的楔合狀態(tài)以實(shí)現(xiàn)差速轉(zhuǎn)動(dòng)。而在滑轉(zhuǎn)之際，因沒有來(lái)自驅(qū)動(dòng)輪的足夠的解楔轉(zhuǎn)矩，空間楔形機(jī)構(gòu)將不能解楔，滑轉(zhuǎn)側(cè)的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩將通過(guò)楔合摩擦副全部傳遞至不打滑一側(cè)的驅(qū)動(dòng)輪。轉(zhuǎn)矩感應(yīng)式的本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，性能優(yōu)越，鎖緊系數(shù)可達(dá)無(wú)窮大，全機(jī)械，全面優(yōu)于托森差速器。
文檔編號(hào)F16D41/06GK102588553SQ20111002199
公開日2012年7月18日 申請(qǐng)日期2011年1月5日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月5日
發(fā)明者洪濤 申請(qǐng)人:洪濤