專利名稱：輸出軛軸和組件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種驅(qū)動橋組件(drive axle assemblies)，并且特別涉及一種具有用于輸出軸和支撐軸承的改進結(jié)構(gòu)的驅(qū)動橋組件。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的串連驅(qū)動橋組件包括前、后驅(qū)動橋組件和一在前、后驅(qū)動橋組件間延伸的中間驅(qū)動軸。橋間差速器位于一個驅(qū)動橋組件內(nèi)，通常是位于前驅(qū)動橋組件內(nèi)，從車輛驅(qū)動軸傳遞動力并且在前、后橋間分配所述動力。橋間差速器通過輸出軸向后驅(qū)動橋組件傳遞動力，所述輸出軸從前車橋組件延伸并與中間驅(qū)動軸組件相連。
在常規(guī)的驅(qū)動橋組件中，上述輸出軸通過一個軛連接在中間驅(qū)動軸組件上。所述軛通過花鍵連接與輸出軸相連，且一個螺母將軛保持在輸出軸的端部上。輸出軸由搖桿或滾珠軸承中的內(nèi)、外錐形滾子軸承支撐以便在前驅(qū)動橋組件的殼體中轉(zhuǎn)動。采用這種布置方式的常規(guī)驅(qū)動橋組件具有諸多不足。驅(qū)動軸需要兩個分離的部分，相對成本高、質(zhì)量大，并且需要使用螺母將軛保持在軸上。
本發(fā)明者在此已經(jīng)意識到需要一種串連車橋組件，其能最小化和/或消除上面分析的不足。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種驅(qū)動橋組件。
根據(jù)本發(fā)明一個方面的驅(qū)動橋組件包括驅(qū)動橋殼體，所述殼體具有布置在驅(qū)動橋殼體內(nèi)的輸入軸和輸出軸。橋間差速器由輸入軸驅(qū)動且在第一和第二車橋(axles)之間分配動力。橋間差速器以驅(qū)動的方式連接在輸出軸上以便向第一或第二車橋中的一個提供動力。輸出軸是一個整體構(gòu)件，其在位于驅(qū)動橋殼體外側(cè)的一端上形成一個軛，輸出軸在驅(qū)動橋殼體內(nèi)的軸向運動被限制。
根據(jù)本發(fā)明另一個方面的驅(qū)動橋組件包括驅(qū)動橋殼體，所述殼體具有布置在驅(qū)動橋殼體內(nèi)的輸入軸和輸出軸。橋間差速器由輸入軸驅(qū)動且在第一和第二車橋之間分配動力。橋間差速器以驅(qū)動的方式連接在輸出軸上以便向第一或第二車橋中的一個提供動力。一個軸承組件布置在輸出軸和驅(qū)動橋殼體之間，所述軸承組件包括限定第一和第二內(nèi)滾道的第一和第二錐形軸承內(nèi)圈(bearingcone)，分別布置在第一和第二內(nèi)滾道之間的第一和第二錐形軸承構(gòu)件，以及形成第一和第二外滾道的整體式軸承外圈，所述第一和第二外滾道構(gòu)造成接納第一和第二軸承構(gòu)件的形式。軸承外圈還在徑向外表面上形成多條第一螺紋，這些螺紋構(gòu)造成與在驅(qū)動橋殼體內(nèi)的多條第二螺紋相嚙合的形式。


圖1是根據(jù)本發(fā)明一個實施例的結(jié)合有驅(qū)動橋組件的一串聯(lián)傳動車橋組件的側(cè)視圖。
圖2是根據(jù)本發(fā)明一個實施例的前橋組件的剖面圖。
圖3是根據(jù)本發(fā)明另一個實施例的前橋組件的一部分的剖面圖。
圖4是根據(jù)本發(fā)明另一實施例的前橋組件的一部分的剖面圖。
圖5是根據(jù)本發(fā)明另一實施例的前橋組件的一部分的剖面圖。
具體實施例方式
現(xiàn)在參考附圖，其中相同的附圖標(biāo)記在不同的附圖中用來標(biāo)識相同的部件，圖1示出一串聯(lián)傳動車橋組件10。車橋組件10用于將車輛的車架(圖中未示出)支撐在多個驅(qū)動輪上(圖中未示出)。組件10特別適用于中型和重型卡車。然而應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明并不局限于使用在中型或重型卡車中，也可以廣泛應(yīng)用于各種車輛以及非車輛應(yīng)用中。根據(jù)本發(fā)明，組件10包括一驅(qū)動橋組件12，一中間驅(qū)動軸組件14和另一個驅(qū)動橋組件16。
車橋組件12用于將驅(qū)動車輪(圖中未示出)支撐在組件12的任意一側(cè)，并位于從車橋組件12延伸的車橋半軸(圖中未示出)上。組件12可以包括串聯(lián)車橋組件10的一前驅(qū)動橋組件。參考圖2，組件12可以包括殼體18，輸入軸20，用于在組件12和16間分配動力的例如橋間差速器22的裝置，半軸齒輪24和26，用于鎖緊差速器22的例如離合器28的裝置，小齒輪軸組件30，車輪差速器32，輸出軸34和支撐輸出軸34以使其在殼體18內(nèi)轉(zhuǎn)動的軸承組件35。
殼體18為組件12的其它元件提供結(jié)構(gòu)支撐。殼體18還保護組件12的其它元件使它們與外部的物體和因素分隔。殼體18可以由常規(guī)的金屬和金屬合金如鋼制成，其可以包括相對于組件12的元件定制尺寸且采用常規(guī)緊固件44連接在一起的多個構(gòu)件36，38，40，42。
輸入軸20用于從驅(qū)動軸(圖中未示出)向組件12、16傳遞動力。輸入軸由驅(qū)動軸通過常規(guī)的輸入軛(圖中未示出)驅(qū)動。輸入軛可以采用花鍵(未顯示)連接在輸入軸20的前端，并且可以通過螺母46和墊圈(圖中未示出)保持在輸入軸上，螺母46和墊圈圍繞從軸20延伸并且與軸20連成一體的、帶有螺紋的柱螺拴48布置。軸20由可以包含錐形滾子軸承的軸承50支撐在殼體18內(nèi)轉(zhuǎn)動。軸承50可以被保持在一調(diào)節(jié)器52中。
橋間差速器22用于在組件12、16之間分配動力，其在本領(lǐng)域中是常規(guī)的。差速器可以包括一星輪54和差速齒輪56。
星輪54為錐齒輪56提供一裝配的設(shè)置結(jié)構(gòu)，其在本領(lǐng)域中是常見的。星輪54可以采用花鍵連接或其它在本領(lǐng)域中常見的手段與輸入軸20連接并隨之一起轉(zhuǎn)動。
差速齒輪56用于從輸入軸20向半軸齒輪24(用于驅(qū)動驅(qū)動軸組件12的小齒輪軸組件30)和26(用于驅(qū)動輸出軸34)分配并傳遞轉(zhuǎn)距。齒輪56在本領(lǐng)域中是常規(guī)的并且可以由常規(guī)的金屬和金屬合金制成。齒輪56裝配在星輪54上以隨星輪54和輸入軸20一起轉(zhuǎn)動。齒輪56上的齒與齒輪24、26上的相應(yīng)齒嚙合。
輸入齒輪24從橋間差速器22(且間接地從輸入軸20)向小齒輪軸組件30傳遞轉(zhuǎn)距。齒輪24在本領(lǐng)域中也是常見的并且可以由常規(guī)的金屬和金屬合金制成。齒輪24通過軸承(圖中未示出)支撐在軸20上，其圍繞輸入軸20布置并且可在軸20上自由轉(zhuǎn)動。齒輪24包括布置在后側(cè)平面上、與錐齒輪56的齒嚙合的第一組齒，布置在前側(cè)平面上、與離合器28嚙合的第二組齒和圍繞齒輪24的徑向外周布置的、用于下述目的的第三組齒。
齒輪26向輸出軸34傳遞從橋間差速器22接收的動力。齒輪26在本領(lǐng)域中是常見的，可以由常規(guī)的金屬和金屬合金制成。齒輪26在軸34的前端附近圍繞軸34布置，并且可以通過齒輪26和軸34上的配合花鍵(圖中未示出)連接在軸34上。齒輪26通過軸承58支撐以在在殼體18內(nèi)轉(zhuǎn)動。
離合器28用于可選擇地鎖緊差速器22，其在本領(lǐng)域中是常見的。離合器28可以包括常規(guī)的滑動爪形離合器，采用撥叉將帶有第一組齒的離合器構(gòu)件60撥動與帶有第二組齒的離合器構(gòu)件(在圖示的實施例中是半軸齒輪24)嚙合，從而使所述離合器接合。
小齒輪軸組件30從半軸齒輪24向車輪差速器32傳遞轉(zhuǎn)距。組件30可以包括驅(qū)動齒輪62，小齒輪軸64和小齒輪66。
驅(qū)動齒輪62用于從半軸齒輪24向小齒輪軸64傳遞轉(zhuǎn)距。驅(qū)動齒輪62可以包括斜齒輪，該斜齒輪帶有圍繞其徑向外周布置的齒，這些齒與齒輪24上的相應(yīng)齒嚙合。齒輪62可以通過在軸64上軸向延伸的花鍵與軸64驅(qū)動地相連。
小齒輪軸64向小齒輪66傳遞轉(zhuǎn)距，其在本領(lǐng)域中是常見的。軸64由支撐在軸承罩72中的軸承68、70支撐，以在殼體18內(nèi)轉(zhuǎn)動。軸64的前端形成一一體的螺紋桿74，其用于接納螺母76以將齒輪62保持在軸64上。軸64的后端構(gòu)造成將小齒輪66容納在其上的形式。
小齒輪66向車輪差速器32傳遞轉(zhuǎn)距，其在本領(lǐng)域中是常見的。小齒輪66可以包括一準(zhǔn)雙曲面齒輪，并且采用花鍵連接或其它本領(lǐng)域中常用的手段與軸64相連，或者與齒輪軸64制成一體。
車輪差速器32用于使位于驅(qū)動橋組件12兩側(cè)的車輪(圖中未示出)以不同的速度轉(zhuǎn)動，其在本領(lǐng)域中是常規(guī)的。差速器32基本布置在車橋殼體構(gòu)件42內(nèi)。差速器32在本領(lǐng)域中是常規(guī)的，其包括與小齒輪66嚙合的環(huán)形齒輪78，連接在環(huán)形齒輪78上以隨之轉(zhuǎn)動的差速器箱體80，和支撐在箱體80內(nèi)的差速器齒輪組件82，所述齒輪組件82相應(yīng)地在箱體80內(nèi)轉(zhuǎn)動以向車橋半軸(圖中未示出)傳遞動力來驅(qū)動車輪(圖中未示出)。
輸出軸34用于將輸入軸22提供的一部分動力傳遞給中間驅(qū)動軸組件14。軸34相對于齒輪26同軸布置，并且在與齒輪26相連的前端包括一花鍵部分84。軸34延伸通過殼體構(gòu)件38、40、42的開口，并且通過軸承組件35支撐在殼體組件42的開口內(nèi)，軸承組35將在下面詳細(xì)描述。根據(jù)本發(fā)明的一個方面，軸34是一個整體(即，一體)構(gòu)件，并且在布置于殼體18外側(cè)的一端形成一軛86。軛86以下述的常規(guī)方式連接在驅(qū)動軸組件14上。在所示出的實施例中，軸34是實心的。軸34在殼體18內(nèi)的軸向移動被阻止。在所示出的實施例中，軸承組35件阻止軸34軸向移動。然而應(yīng)當(dāng)理解，還可以以其它的方式(如，一種圓周的榫槽連接)阻止軸34軸向移動。在組件12內(nèi)設(shè)置軸34是有益的。首先，通過將軸34與軛86結(jié)合成一體構(gòu)件，軸34減少了部件數(shù)量，并且不需要用于將軛保持在輸出軸上的螺母或其它裝置。其次，這種結(jié)合減少了驅(qū)動橋組件12的重量和成本。
軸承組件35用于為輸出軸34提供結(jié)構(gòu)支撐，并且允許軸34相對殼體18轉(zhuǎn)動。組件35圍繞延伸通過輸出軸34的軸線90布置。在一個實施例中，組件35可以包括錐形軸承內(nèi)圈92、94，軸承構(gòu)件96、98，軸承外圈100，密封件102、104，和其它諸如緊固件106等以阻止軸承組35相對于殼體18運動的裝置。
錐形軸承內(nèi)圈92、94形成了軸承構(gòu)件96、98的內(nèi)滾道。錐形軸承內(nèi)圈92、94也可以由常規(guī)金屬和金屬合金制成。在圖2所示的實施例中，軸承組件35包括兩個軸向相鄰的錐形軸承內(nèi)圈92、94。然而，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以在錐形軸承內(nèi)圈92、94之間插入間隔件，并且錐形軸承內(nèi)圈92、94的尺寸、形狀和結(jié)構(gòu)可以被修正而不脫離本發(fā)明的范圍。每個錐形軸承內(nèi)圈92、94可以分別形成一個用于相應(yīng)密封件102、104的座。
軸承構(gòu)件96、98使得軸34和殼體18間可以發(fā)生相對轉(zhuǎn)動，其在本領(lǐng)域中是常見的。構(gòu)件96、98可以包括保持在錐形軸承內(nèi)圈92、94和軸承外圈100間的錐形滾子軸承。
軸承外座圈(bearing cup)100形成了軸承構(gòu)件96、98的外滾道。外圈(cup)100可以由常規(guī)的金屬和金屬合金制成。外圈100可以包括在兩個錐形軸承內(nèi)圈92、94徑向外側(cè)布置的成整體的軸承外圈。外圈100可以形成與形成在錐形軸承內(nèi)圈92、94內(nèi)的座相對的用于密封件102、104的座。外圈100在后端還形成了徑向延伸的法蘭108。法蘭108配置成接納緊固件106的形式，所述緊固件106延伸通過法蘭108并且進入殼體18的殼體構(gòu)件42中。以這種方式，可以阻止當(dāng)軸承組件(bearing set)35插入時的軸承組件35的轉(zhuǎn)動。軸承組件在徑向外表面上還形成多條螺紋110，這些螺紋構(gòu)造成與殼體18的殼體構(gòu)件42的徑向內(nèi)表面上的多條螺紋嚙合的形式。螺紋110允許軸承組35在殼體18內(nèi)微調(diào)。
密封件102、104用于將潤滑劑密封在軸承組件35中。因此軸承組35是預(yù)潤滑組件的一個例子，所述預(yù)潤滑組件不需要從車橋組件12的機油箱中獲得潤滑劑。
現(xiàn)在參考圖3，其中示出了用于本發(fā)明的軸承組112件的另一個實施例。軸承組件112基本與軸承組件35類似，對于軸承組112的相似標(biāo)號的元件，可以參考上面的描述。軸承組件112包括基本與軸承組35的軸承外座圈100類似的軸承外座圈114。然而，外圈114形成一個通道116，潤滑劑可以流經(jīng)該通道以潤滑軸承構(gòu)件96、98。通道116可以位于錐形軸承內(nèi)圈92、94和軸承構(gòu)件96、98的中間并且徑向向外延伸。通道116可以在軸承構(gòu)件96、98之間具有一個出口。
現(xiàn)在參考圖4，其中示出了用于本發(fā)明的軸承組件118的另一個實施例。軸承組件118也基本與軸承組件35類似，對于軸承組件118的相似標(biāo)號的元件，可以參考上面的描述。軸承組件118包括一個具有軸向延伸部分122的后錐形軸承內(nèi)圈120。部分122具有形成臺肩124的梯級直徑。密封件104置于形成在外圈100和錐形軸承內(nèi)圈120中的相對的座之間。密封件104還被置于并被軸向保持在臺肩124和形成在輸出軸內(nèi)的相對臺肩126之間。
現(xiàn)在參考圖5，其中示出了用于本發(fā)明的軸承組件128的另一個實施例。軸承組件128也基本與軸承組件35類似，對于軸承組件128的相似標(biāo)號的元件，可以參考上面的描述。軸承組件128包括后錐形軸承內(nèi)圈130。錐形軸承內(nèi)圈130的后端形成帶有輸出軸34的臺肩132。密封件104置于形成在外圈100和軸34中的相對的座之間。密封件104還被置于并被軸向保持在臺肩132和形成在軸34內(nèi)的相對臺肩134之間。
使用軸承組件35、112、118或128中的任意一個都是有益的。常規(guī)的驅(qū)動橋組件在搖桿中采用兩個分離的錐形軸承。其結(jié)果是常會發(fā)生未對準(zhǔn)的現(xiàn)象。此外，常規(guī)的軸承組件預(yù)期使用壽命有限，并且密封件脫開的幾率相對較高。
再次參考圖1，下面更詳細(xì)地描述中間驅(qū)動軸組件14。中間驅(qū)動軸組件14用于從前車橋組件12的輸出軸34向后車橋組件16傳遞轉(zhuǎn)距。組件14可以包括中間驅(qū)動軸136，和常規(guī)的萬向接頭138、140。中間驅(qū)動軸136在組件12、16之間傳遞動力。軸136通過萬向接頭138在前端處與輸出軸34的軛86相連，并通過萬向接頭140在后端處與從組件16延伸出的軛相連。
后車橋組件16用于將驅(qū)動車輪(圖中未示出)支撐在組件16的兩側(cè)，并位于從車橋組件16延伸的車橋半軸(圖中未示出)上。組件16在本領(lǐng)域中是常規(guī)的。
盡管參考一個或多個特定的實施例顯示和描述了本發(fā)明，然而本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，能夠進行各種改變和修正。
權(quán)利要求
1.一種驅(qū)動橋組件，包括驅(qū)動橋殼體；布置在所述驅(qū)動橋殼體中的輸入軸和輸出軸；由所述輸入軸驅(qū)動并在第一和第二車橋之間分配動力的橋間差速器，所述橋間差速器與所述輸出軸驅(qū)動地相連，以便向所述第一和第二車橋中的一個提供動力；布置在所述輸出軸和所述驅(qū)動橋殼體間的軸承組件，所述軸承組件包括限定第一和第二內(nèi)滾道的第一和第二錐形軸承內(nèi)圈；分別布置在所述第一和第二內(nèi)滾道內(nèi)的第一和第二錐形軸承構(gòu)件；及，限定第一和第二外滾道的整體式軸承外座圈，所述第一和第二外滾道用于接納第一和第二軸承構(gòu)件，所述軸承外座圈還限定在徑向外表面上的第一多條螺紋，這些螺紋構(gòu)造成與在所述驅(qū)動橋殼體內(nèi)的第二多條螺紋相嚙合。
2.如權(quán)利要求1所述的驅(qū)動橋組件，其特征在于，所述第一錐形軸承內(nèi)圈和整體式軸承外圈限定用于第一軸承密封件的相對的座。
3.如權(quán)利要求2所述的驅(qū)動橋組件，其特征在于，所述第二錐形軸承內(nèi)圈和整體式軸承外圈限定用于第二軸承密封件的相對的座。
4.如權(quán)利要求1所述的驅(qū)動橋組件，其特征在于，所述整體式軸承外圈和所述輸出軸限定用于軸承密封件的相對的座。
5.如權(quán)利要求1所述的驅(qū)動橋組件，其特征在于，所述第一錐形軸承內(nèi)圈和所述輸出軸限定用于軸承密封件的相對的座。
6.如權(quán)利要求1所述的驅(qū)動橋組件，其特征在于，所述軸承組包括用于限制所述軸承組相對于所述驅(qū)動橋殼體移動的裝置。
7.如權(quán)利要求6所述的驅(qū)動橋組件，其特征在于，所述限位裝置包括緊固件。
8.如權(quán)利要求1所述的驅(qū)動橋組件，其特征在于，所述軸承外圈在一端限定一徑向延伸的法蘭，所述法蘭構(gòu)造成接納延伸穿過所述法蘭并進入所述驅(qū)動橋殼體的緊固件。
9.如權(quán)利要求1所述的驅(qū)動橋組件，其特征在于，所述整體式軸承外圈包括一個通道以潤滑所述軸承構(gòu)件。
10.如權(quán)利要求9所述的驅(qū)動橋組件，其特征在于，所述通道具有一位于所述軸承構(gòu)件之間的出口。
11.如權(quán)利要求9所述的驅(qū)動橋組件，其特征在于，所述通道徑向向外延伸。
12.一種驅(qū)動橋組件，包括驅(qū)動橋殼體；布置在所述驅(qū)動橋殼體中的輸入軸和輸出軸；由所述輸入軸驅(qū)動并在第一和第二車橋之間分配動力的橋間差速器，所述橋間差速器與所述輸出軸驅(qū)動地相連，以便向所述第一和第二車橋中的一個提供動力；其中，所述輸出軸是一個整體構(gòu)件，其在位于所述驅(qū)動橋殼體外面設(shè)置的一端上限定一個軛，所述輸出軸在驅(qū)動橋殼體內(nèi)的軸向運動被限制。
13.如權(quán)利要求12所述的驅(qū)動橋組件，其特征在于，所述輸出軸是實心的。
14.一種驅(qū)動橋組件，包括驅(qū)動橋殼體；布置在所述驅(qū)動橋殼體中的輸入軸和輸出軸；由所述輸入軸驅(qū)動并在第一和第二車橋之間分配動力的橋間差速器，所述橋間差速器與所述輸出軸驅(qū)動地相連，以便向所述第一和第二車橋中的一個提供動力；布置在所述輸出軸和所述驅(qū)動橋殼體間的軸承組件，所述軸承組件包括形成第一和第二內(nèi)滾道的第一和第二錐形軸承內(nèi)圈；分別布置在所述第一和第二內(nèi)滾道內(nèi)的第一和第二錐形軸承構(gòu)件；及，限定第一和第二外滾道的整體式軸承外圈，所述第一和第二外滾道用于接納所述第一和第二軸承構(gòu)件，所述軸承外圈還在徑向外表面上限定第一多個螺紋，這些螺紋構(gòu)造成與在所述驅(qū)動橋殼體內(nèi)的第二多個螺紋相接合；其中，所述輸出軸是一個整體構(gòu)件，其在位于所述驅(qū)動橋殼體外面的一端上限定一軛，所述輸出軸在驅(qū)動橋殼體內(nèi)的軸向運動被限制。
15.如權(quán)利要求14所述的驅(qū)動橋組件，其特征在于，所述第一錐形軸承內(nèi)圈和整體式軸承外圈限定用于第一軸承密封件的相對的座。
16.如權(quán)利要求15所述的驅(qū)動橋組件，其特征在于，所述第二錐形軸承內(nèi)圈和整體式軸承外圈限定用于第二軸承密封件的相對的座。
17.如權(quán)利要求14所述的驅(qū)動橋組件，其特征在于，所述整體式軸承外座圈和所述輸出軸限定用于軸承密封件的相對的座。
18.如權(quán)利要求14所述的驅(qū)動橋組件，其特征在于，所述軸承組件包括用于限制所述軸承組相對于所述驅(qū)動橋殼體移動的裝置。
19.如權(quán)利要求14所述的驅(qū)動橋組件，其特征在于，所述整體式軸承外圈包括一個通道以潤滑所述軸承構(gòu)件。
全文摘要
本發(fā)明提供一種驅(qū)動橋組件，其能夠減少部件數(shù)量并提高同軸性。所述組件包括具有輸入軸和輸出軸的驅(qū)動橋殼體，以及由所述輸入軸驅(qū)動的橋間差速器。橋間差速器驅(qū)動地連接在輸出軸上，并且在第一和第二車橋之間分配動力。輸出軸是一個整體構(gòu)件，其在位于驅(qū)動橋殼體外側(cè)的一端上形成一個軛，輸出軸在驅(qū)動橋殼體內(nèi)的軸向運動被限制。軸承組件布置在輸出軸和驅(qū)動橋殼體之間，其包括第一和第二錐形軸承內(nèi)圈以及整體式軸承外圈。所述軸承外座圈包括與在驅(qū)動橋殼體內(nèi)的相應(yīng)螺紋嚙合的螺紋。
文檔編號B60K17/22GK1701983SQ20051008374
公開日2005年11月30日 申請日期2005年5月10日 優(yōu)先權(quán)日2004年5月10日
發(fā)明者S·斯萊辛斯基, L·溫斯特魯普, G·特納 申請人:達納公司