一种三行星齿轮的大扭矩差速器

技术领域

本发明涉及汽车传动系统技术领域，具体涉及一种三行星齿轮的大扭矩差速器。

背景技术

随着汽车的普及和发展，用户群体对于车的需求发生了变化，从以前的代步需求到目前的动力性需求，同时随着车品的相互竞争动力性指标成为了一大卖点，这类现象在新能源汽车当中尤为明显。动力性指标直接的指向就是传动系统的轮边输出。当轮边输出需求越来越大时，常规的差速器将无法满足设计需求。

常规的差速器使用时，轮边的输出扭矩通过行星齿轮轴传递到两个行星齿轮承载，当扭矩增大到一定程度时，行星齿轮和行星齿轮轴所承受载荷超过材料本身性能参数，从而可能导致断裂等失效。若不改变结构情况下去改善此类情况，只能寻求强度更好的材料，而选取新材料过程中不但本身材料费用会增加，还会带来整套加工工艺制造的成本，导致成本过高。另外，常规的差速器壳体通常为一体式，内部的齿轮通常是从壳体设计的窗口进行装配，因此在差速器壳体设计过程中，窗口尺寸的设计尤为重要。

随着新能源行业中电驱总成扭矩和功率进一步的提升，一款大扭矩的差速器可更好的匹配整个动力输出，以此更好保证车辆更好的可靠性及动力性。为此，开发一款能够承受大扭矩的差速器可更好地去适配市场的发展，同时新开发的大扭矩差速器可向下兼容现有差速器，从而实现产品的平台化推广。

发明内容

本发明目的在于：针对常规的差速器不能满足大扭矩输出需求的问题，提供一种三行星齿轮的大扭矩差速器，可以实现更大扭矩的传递，从而满足新能源汽车行业中电驱总成扭矩和功率进一步的提升。

本发明通过下述技术方案实现：

第一方面，本发明提供了一种三行星齿轮的大扭矩差速器，包括壳体和设置于所述壳体内的转动齿轮组，所述转动齿轮组包括：

行星齿轮，所述行星齿轮有三个，分别通过行星齿轮轴安装于所述壳体内，且三个行星齿轮沿所述壳体的周向均匀分布；

半轴齿轮，所述半轴齿轮有两个，分别沿所述壳体的轴向设置于三个行星齿轮的两侧，且每个半轴齿轮均与三个行星齿轮相啮合。

在上述方案中，通过设置三个行星齿轮，在差速器使用过程中，由于行星齿轮数量的增加，单个行星齿轮所承载的负荷降低，在承受大扭矩的情况下，单个行星齿轮的受载可能与常规小扭矩差速器的单个行星齿轮相当，可能还会更小，该差速器可以在保持现有的材料条件下，满足大扭矩输出的使用要求。

在一些实施例中，三个所述行星齿轮分别套设于三个所述行星齿轮轴上，每个所述行星齿轮轴的一端固定设置于所述壳体内壁上，三个所述行星齿轮轴的另一端通过行星齿轮轴连接器相连接，所述行星齿轮轴连接器的周向均布有三个行星齿轮轴连接孔，用于与所述三个行星齿轮轴连接。通过设置行星齿轮轴，以为行星齿轮的转动提供支撑构造，使得行星齿轮的转动平稳。行星齿轮轴连接器周向120°均布三个行星齿轮轴连接孔，与三个行星齿轮轴连接后，可实现轴向与周向自定位功能，无需设计其他定位方式，这样也形成了可拆卸连接，从而方便行星齿轮轴的安装和拆卸工作。

在一些实施例中，每个所述行星齿轮轴通过行星齿轮轴销与所述壳体形成固定连接。这样设计可以对行星齿轮轴有效固定，防止行星齿轮轴发生转动及轴向窜动。

在一些实施例中，所述转动齿轮组还包括行星齿轮垫片，所述行星齿轮垫片有三个，分别套设于每个所述行星齿轮轴上，以将所述行星齿轮与所述壳体的内壁隔开。

在一些实施例中，所述转动齿轮组还包括半轴齿轮垫片，所述半轴齿轮垫片有两个，分别套设于每个所述半轴齿轮上，以将所述半轴齿轮与所述壳体上的轴向止推面隔开。

在一些实施例中，所述壳体包括左壳体和右壳体，所述左壳体和所述右壳体形成容置所述转动齿轮组的腔体，所述左壳体和所述右壳体通过螺栓连接。通过将差速器壳体设计成左壳体和右壳体组合的方式，不仅方便差速器内部转动齿轮组的安装，同时可以使得差速器壳体的圆周窗口形状和尺寸设计更加便捷，同时可满足独立差速器分总成(不含主减速器齿轮)供货的条件。

在一些实施例中，所述壳体上设置有主减速齿轮，所述主减速齿轮与所述壳体通过螺栓连接。由于主减速器齿轮完全独立，可以方便实现不同主减速齿轮的匹配。

在一些实施例中，所述壳体上设置有壳体定位销和壳体工艺螺钉，其中，所述壳体定位销用于对所述左壳体和所述右壳体进行定位，以及对所述主减速齿轮周向定位；所述壳体工艺螺钉用于对所述左壳体和所述右壳体实现预固定。由于差速器壳体采用分体式结构，通过设置壳体定位销不仅实现左壳体和右壳体的定位，还对主减速齿轮周向定位，并通过壳体工艺螺钉将左壳体和右壳体预连接在一起，保证差速器与主减速齿轮的安装连接。

在一些实施例中，所述左壳体与所述主减速齿轮集成为一体结构。这样设计可以减少差速器的零部件数量和种类。

第二方面，本发明提供了一种车辆，包括动力传动装置和第一方面所述的三行星齿轮的大扭矩差速器。

本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

1、本发明中的差速器通过设置三个行星齿轮，在差速器使用过程中，由于行星齿轮数量的增加，单个行星齿轮所承载的负荷降低，在承受大扭矩的情况下，单个行星齿轮的受载可能与常规小扭矩差速器的单个行星齿轮相当，可能还会更小，该差速器可以在保持现有的材料条件下，满足大扭矩输出的使用要求；

2、通过将差速器壳体设计成左壳体和右壳体组合的方式，不仅方便差速器内部转动齿轮组的安装，同时可以使得差速器壳体的窗口尺寸设计更加便捷。

附图说明

为了更清楚地说明本发明示例性实施方式的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。在附图中：

图1为本发明中的三行星齿轮的大扭矩差速器总体示意图；

图2为本发明中的三行星齿轮的大扭矩差速器爆炸示意图；

图3为本发明中半轴齿轮与三个行星齿轮安装后示意图；

图4为本发明中三根行星齿轮轴与行星齿轮轴连接器安装后示意图；

图5为本发明中未安装主减速齿轮的状态示意图；

图6为本发明中另一种三行星齿轮的大扭矩差速器爆炸示意图。

附图中标记及对应的零部件名称：

主减速器连接螺栓1，左壳体2，半轴齿轮垫片3-1、3-2，半轴齿轮4-1、4-2，壳体定位销5，行星齿轮轴销6，行星齿轮轴7，行星齿轮垫片8，行星齿轮9，行星齿轮轴连接器10，右壳体11，壳体工艺螺钉12，主减速齿轮13，一体式主减速齿轮A1。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同；本文中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请；本申请的说明书和权利要求书及上述附图说明中的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。

在本申请实施例的描述中，技术术语“第一”“第二”等仅用于区别不同对象，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量、特定顺序或主次关系。

在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

在本申请实施例的描述中，术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如A和/或B，可以表示：存在A，同时存在A和B，存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

在本申请的实施例中，相同的附图标记表示相同的部件，并且为了简洁，在不同实施例中，省略对相同部件的详细说明。应理解，附图示出的本申请实施例中的各种部件的厚度、长宽等尺寸，以及集成装置的整体厚度、长宽等尺寸仅为示例性说明，而不应对本申请构成任何限定。

在本申请实施例的描述中，术语“多个”指的是两个以上(包括两个)，同理，“多组”指的是两组以上(包括两组)，“多片”指的是两片以上(包括两片)，除非另有明确具体的限定。

在本申请实施例的描述中，技术术语“中心”“纵向”“横向”“长度”“宽度”“厚度”“上”“下”“前”“后”“左”“右”“竖直”“水平”“顶”“底”“内”“外”“顺时针”“逆时针”“轴向”“径向”“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请实施例的限制。

在本申请实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，技术术语“安装”“相连”“连接”“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；也可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请实施例中的具体含义。

实施例1

请参照图1-图5，本申请实施例中提供的一种三行星齿轮的大扭矩差速器，包括壳体和设置于所述壳体内的转动齿轮组，所述转动齿轮组包括行星齿轮9和半轴齿轮4-1、4-2，其中，所述行星齿轮9有三个，分别通过行星齿轮轴7安装于所述壳体内，且三个行星齿轮9沿所述壳体的周向均匀分布；所述半轴齿轮有两个4-1、4-2，分别沿所述壳体的轴向设置于三个行星齿轮9的两侧，且每个半轴齿轮4-1、4-2均与三个行星齿轮9相啮合。

每个半轴齿轮4-1、4-2同时与三个行星齿轮9进行相互啮合，同时三个行星齿轮9在平面上相互夹角120°布置，以此保证三个行星齿轮9受力均匀，半轴齿轮4-1、4-2需要根据行星齿轮9的数量进行配齿设计，同时还需结合差速比的需求。

通过设置三个行星齿轮，在差速器使用过程中，由于行星齿轮数量的增加，单个行星齿轮所承载的负荷降低，在承受大扭矩的情况下，单个行星齿轮的受载可能与常规小扭矩差速器的单个行星齿轮相当，可能还会更小，该差速器可以在保持现有的材料条件下，满足大扭矩输出的使用要求。

根据本申请的一些实施例，三个所述行星齿轮9分别套设于三个所述行星齿轮轴7上，每个所述行星齿轮轴7的一端固定设置于所述壳体内壁上，三个所述行星齿轮轴7的另一端通过行星齿轮轴连接器10相连接。

在差速器壳体上周向均布开有三个与行星齿轮轴7相适配的第一安装孔，三根行星齿轮轴7安装时一端伸入壳体上的第一安装孔中。行星齿轮轴连接器10上周向均布开设有三个与行星齿轮轴7相适配的第二安装孔，三根行星齿轮轴7的另一端伸入行星齿轮轴连接器10上的第二安装孔中，以此实现三根行星齿轮轴7的动力相互连接。

通过设置行星齿轮轴，以为行星齿轮的转动提供支撑构造，使得行星齿轮的转动平稳。三个行星齿轮轴通过行星齿轮轴连接器连接在一起，形成了可拆卸连接，从而方便行星齿轮轴的安装和拆卸工作。

根据本申请的一些实施例，每个所述行星齿轮轴7通过行星齿轮轴销6与所述壳体形成固定连接。这样设计可以对行星齿轮轴有效固定，防止行星齿轮轴发生转动及轴向窜动。

具体地，每个行星齿轮轴7与差速器壳体相连的一段上设置有贯穿的销孔，差速器壳体上也对应设置有销孔。为了方便行星齿轮轴销的安装，在差速器壳体上铸造有三个避让孔，所述避让孔的周向位置与所述第一安装孔的周向位置相对应，以便能够通过避让孔将行星齿轮轴销6压入差速器壳体和行星齿轮轴7上设置的销孔中。

根据本申请的一些实施例，所述转动齿轮组还包括行星齿轮垫片8，所述行星齿轮垫片8有三个，分别套设于每个所述行星齿轮轴7上，以将所述行星齿轮9与所述壳体的内壁隔开。通过设置行星齿轮垫片，可以调节行星齿轮与半轴齿轮的啮合状态。

具体地，所述行星齿轮垫片8为球形垫片，以便与差速器壳体内部的球面良好接触，同时行星齿轮9上与行星齿轮垫片8相对的一端也为球面。为了降低摩擦损耗，所述行星齿轮垫片8可以为通过软氮化处理的球面垫片。

根据本申请的一些实施例，所述转动齿轮组还包括半轴齿轮垫片3-1、3-2，所述半轴齿轮垫片有两个3-1、3-2，分别套设于每个所述半轴齿轮4-1、4-2上，以将所述半轴齿轮4-1、4-2与所述壳体上的轴向止推面隔开。通过设置半轴齿轮垫片，可以调节半轴齿轮与行星齿轮的啮合状态。

具体地，所述半轴齿轮4-1、4-2上远离齿面的一端设有定位圆柱，该定位圆柱用于伸入差速器壳体上的定位孔中。定位圆柱与齿面之间所形成的台阶即为半轴齿轮的轴向止推面，通过调整半轴齿轮垫片的厚度可以改变半轴齿轮的轴向位置。

根据本申请的一些实施例，所述壳体包括左壳体2和右壳体11，所述左壳体2和所述右壳体11形成容置所述转动齿轮组的腔体，所述左壳体2和所述右壳体11通过螺栓连接。通过将差速器壳体设计成左壳体和右壳体组合的方式，不仅方便差速器内部转动齿轮组的安装，同时可以使得差速器壳体的周向窗口形状和尺寸设计更加便捷。

具体地，所述左壳体2和所述右壳体11形成有法兰连接结构。行星齿轮轴7的一端固定连接于右壳体11上，即用于固定行星齿轮轴7的第一安装孔开设与右壳体11上。

根据本申请的一些实施例，所述壳体上设置有主减速齿轮13，所述主减速齿轮13与所述壳体通过多颗主减速器连接螺栓1连接。由于主减速器齿轮完全独立，可以方便实现不同主减速齿轮的匹配。

具体地，主减速器连接螺栓1有十四颗，主减速器连接螺栓1穿过左壳体2和右壳体11上的连接孔后与主减速齿轮13内圈中的连接孔相连。即主减速器连接螺栓1将左壳体2、右壳体11及主减速齿轮13连接形成整体。

根据本申请的一些实施例，所述壳体上设置有壳体定位销5和壳体工艺螺钉12，其中，所述壳体定位销5用于对所述左壳体2和所述右壳体11进行定位，以及对所述主减速齿轮13周向定位；所述壳体工艺螺钉12用于对所述左壳体2和所述右壳体11实现预固定。

左壳体2和右壳体11通过壳体定位销5进行定位，并且壳体定位销5凸出于右壳体11右侧的主减速齿轮安装面，以便伸入主减速齿轮13上的销孔中，对主减速齿轮13进行定位。同时采用壳体工艺螺钉12将左壳体2和右壳体11连接成一体。进一步地，壳体工艺螺,12安装应为下沉设计或采用沉头螺钉，以保证安装后螺钉端面不高于右壳体11右侧的主减速齿轮安装面。

由于差速器壳体采用分体式结构，通过设置壳体定位销不仅实现左壳体和右壳体的定位，还对主减速齿轮周向定位，并通过壳体工艺螺钉将左壳体和右壳体预连接在一起，保证差速器与主减速齿轮的安装连接。

本实施例中的差速器装配如下：参见图2：首先将半轴齿轮垫片3-2和半轴齿轮4-2装入差速器的右壳体11内腔体中，然后将三个行星齿轮9与三个行星齿轮垫片8配合放入内右壳体11中，与半轴齿轮4-2形成图3示意状态，同时通过右壳体11的三个第一安装孔分别插入三根行星齿轮轴7，行星齿轮轴7分别通过行星齿轮9内孔和行星齿轮垫片8内孔，然后放入行星齿轮轴连接器10，分别将三根行星齿轮轴插7插入行星齿轮轴连接器10的三个第二安装孔中，如此将三根行星齿轮轴7连接成一体，其中行星齿轮轴7与行星齿轮轴连接器10连接状态如图4示意。

将三颗行星齿轮轴销6安装至右壳体11端部的销孔，在此过程中需要使得右壳体11的销孔与行星齿轮轴7端部销孔对齐后方可安装到位，此时前述部件已完成安装和固定。然后将半轴齿轮4-1和半轴齿轮垫片3-1安装至右壳体11的内腔体内，与此同时将壳体定位销5安装至左壳体2上，然后再将安装好定位销的左壳体2安装至右壳体11上。再将壳体工艺螺钉12从右壳体11向左壳体2方向旋入并固定，以此形成差速器分总成状态如图5示意。最后将主减速齿轮13安装至前述差速器分总成上，通过主减速器连接螺栓1进行固定连接，如此构成了一个完整的三行星齿轮的大扭矩差速器，如图1所示状态。

请参照图6，根据本申请的一些实施例，所述左壳体2与所述主减速齿轮13集成为一体结构。这样设计可以减少差速器的零部件数量和种类。

本实施例中将左壳体2和和主减速器齿轮13设计成为一体式主减速齿轮A1，此时可直接将壳体工艺螺钉12取消，其主要安装过程与前述装配方法基本一致，主要区别在于：将壳体定位销5安装至一体式主减速齿轮A1上，然后将安装好定位销的一体式主减速齿轮A1安装至差速器的右壳体11上，通过主减速器连接螺栓1进行固定。

实施例2

本申请实施例中提供的一种车辆，包括动力传动装置和实施例1中所述的三行星齿轮的大扭矩差速器，所述的三行星齿轮的大扭矩差速器安装于所述动力传动装置上。

需要说明的是，该差速器安装于动力传动装置后，驱动半轴的端部通过差速器壳体两端通孔伸入壳体内，并且驱动半轴端部进入半轴齿轮内孔中，且驱动半轴与半轴齿轮形成花键链接，即驱动半轴端部设计有外花键，半轴齿轮设计有内花键。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。