專利名稱：雙被動(dòng)齒輪驅(qū)動(dòng)橋的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
雙被動(dòng)齒輪驅(qū)動(dòng)橋
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種用于重型汽車上和越野汽車上的，輸出扭矩達(dá)到60000N · m 以上單級(jí)減速驅(qū)動(dòng)橋，更具體地說涉及一種雙被動(dòng)齒輪驅(qū)動(dòng)橋。
背景技術(shù)：
驅(qū)動(dòng)橋是重型汽車的重要標(biāo)志之一，其基本結(jié)構(gòu)有以下三種中央單級(jí)減速驅(qū)動(dòng) 橋、中央雙級(jí)驅(qū)動(dòng)橋、中央單級(jí)、輪邊減速驅(qū)動(dòng)橋，中央單級(jí)減速驅(qū)動(dòng)橋是驅(qū)動(dòng)橋結(jié)構(gòu)中最 為簡單的一種，是驅(qū)動(dòng)橋的基本形式，在載重汽車中占主導(dǎo)地位。目前，國內(nèi)輸出扭矩在 45000-55000N · m的單級(jí)減速驅(qū)動(dòng)橋中，包括東風(fēng)德納的508、解放的498等大扭矩單級(jí)減 速驅(qū)動(dòng)橋，受原材料技術(shù)、熱處理工藝技術(shù)的限制，質(zhì)量還不夠穩(wěn)定，且生產(chǎn)成本高，沒能得 到市場認(rèn)可。在國內(nèi)目前的市場上，中央雙級(jí)驅(qū)動(dòng)橋主要有兩種類型一類如伊頓系列產(chǎn)品， 事先就在單級(jí)減速器中預(yù)留好空間，當(dāng)要求增大牽引力與速比時(shí)，可裝入圓柱行星齒輪減 速機(jī)構(gòu)，將原中央單級(jí)減速改成中央雙級(jí)減速驅(qū)動(dòng)橋 ，這種改制"三化"程度高，橋殼、主 減速器等均可通用，盆齒輪直徑不變；另一類如洛克威爾系列產(chǎn)品，當(dāng)要增大牽引力與速 比時(shí)，需要改制第一級(jí)傘齒輪后，再裝入第二級(jí)圓柱直齒輪或斜齒輪，變成要求的中央雙級(jí) 減速驅(qū)動(dòng)橋，這時(shí)橋殼可通用，主減速器不通用，盆角齒輪由于上述中央雙級(jí)減速橋均是在 中央單級(jí)橋的速比超出一定數(shù)值或牽引總質(zhì)量較大時(shí)，作為系列產(chǎn)品而派生出來的一種型 號(hào)，它們很難變型為前驅(qū)動(dòng)橋，使用受到一定限制。因此，綜合來說，雙級(jí)減速橋一般均不作 為一種基本型驅(qū)動(dòng)橋來發(fā)展，而是作為某一特殊考慮而派生出來的驅(qū)動(dòng)橋存在，并且雙級(jí) 減速驅(qū)動(dòng)橋存在機(jī)械效率低、能耗損失大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本高且維修便利性差的缺陷。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型為了克服現(xiàn)有大扭矩單級(jí)減速橋扭矩不足和現(xiàn)有雙級(jí)減速橋效率低、 能耗大的難題，提供一種雙被動(dòng)齒輪驅(qū)動(dòng)橋，該驅(qū)動(dòng)橋是以一種全新的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，使其能在 現(xiàn)有材料技術(shù)、熱處理工藝技術(shù)的條件下滿足輸出扭矩60000N -m以上要求，而且能取代公 路用重型汽車上用的雙級(jí)減速驅(qū)動(dòng)橋(單后橋驅(qū)動(dòng)車型)，以達(dá)到提高機(jī)械效率、減少能耗 的目的。本實(shí)用新型的技術(shù)方案是雙被動(dòng)齒輪驅(qū)動(dòng)橋，包括前置差速器，所述差速器為開 式差速器，包括前、后半軸齒輪和四個(gè)行星齒輪，所述驅(qū)動(dòng)橋內(nèi)設(shè)有左右兩對并列的減速雙 曲面圓錐齒輪副，每對所述的減速雙曲面圓錐齒輪副包括主動(dòng)圓錐齒輪和被動(dòng)圓錐齒輪， 所述差速器的前半軸齒輪通過花鍵與右主動(dòng)圓錐齒輪連接，所述右主動(dòng)圓錐齒輪與右被動(dòng) 圓錐齒輪為一對嚙合圓錐齒輪副，所述右被動(dòng)圓錐齒輪與驅(qū)動(dòng)橋右軸套固定連接，所述驅(qū) 動(dòng)橋右軸套通過花鍵與汽車后輪右半軸連接；所述差速器的后半軸齒輪通過花鍵與一個(gè)主動(dòng)圓柱齒輪連接，所述主動(dòng)圓柱齒輪 與一個(gè)被動(dòng)圓柱齒輪構(gòu)成圓柱齒輪副，所述被動(dòng)圓柱齒輪通過花鍵與左主動(dòng)圓錐齒輪連接；所述左主動(dòng)圓錐齒輪與左被動(dòng)圓錐齒輪為另一對嚙合圓錐齒輪副，所述左被動(dòng)圓錐齒 輪與驅(qū)動(dòng)橋左軸套固定連接，所述驅(qū)動(dòng)橋左軸套通過花鍵與汽車后輪左半軸連接。由上可知，在本實(shí)用新型所述的驅(qū)動(dòng)橋內(nèi)擁有兩個(gè)相互獨(dú)立轉(zhuǎn)動(dòng)的被動(dòng)圓錐齒輪，左、右被動(dòng)圓錐齒輪分別直接獨(dú)立驅(qū)動(dòng)左、右半軸，這樣就從結(jié)構(gòu)上彌補(bǔ)了在設(shè)計(jì)重型 車橋中，行星半軸齒輪強(qiáng)度不能滿足設(shè)計(jì)要求的不足。本實(shí)用新型特征還在于所述左、右被動(dòng)圓錐齒輪采用背向布置在同一軸線上，并 且分別采用左旋和右旋。這樣可以抵消較大的軸向力并使結(jié)構(gòu)緊湊；前置差速器完成差速 功能并可以彌補(bǔ)零部件間隙，使左右圓錐齒輪始終同步受力運(yùn)行。本實(shí)用新型特征還在于左、右被動(dòng)圓錐齒輪支承軸的右邊部分與所述驅(qū)動(dòng)橋右軸 套采用過盈配合，所述支承軸的左邊部分與所述驅(qū)動(dòng)橋左軸套采用襯環(huán)連接。這樣就是把 支承軸、右軸套和右被動(dòng)圓錐齒輪剛性的連接成為一個(gè)整體，所述支承軸的左邊部分與所 述驅(qū)動(dòng)橋左軸套采用襯環(huán)連接。這樣左被動(dòng)圓錐齒輪和支承軸之間可以有相對轉(zhuǎn)動(dòng)。這種 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不僅滿足了左、右車輪的不等速運(yùn)動(dòng)，還有效的減少了零部件數(shù)量和提高了零部 件工作的穩(wěn)定性。本實(shí)用新型特征還在于所述左、右被動(dòng)圓錐齒輪中間裝有環(huán)形減磨墊圈，并用圓 柱銷固定在所述右被動(dòng)圓錐齒輪上，限制徑向運(yùn)動(dòng)，并通過軸承預(yù)緊力限制軸向運(yùn)動(dòng)。這樣 一方面保證了所述左右被動(dòng)圓錐齒輪的相互滑動(dòng)，另一方面可以有效的滿足裝配要求，并 可以保證汽車的左右被動(dòng)圓錐齒輪根據(jù)路況要求運(yùn)動(dòng)。本實(shí)用新型的工作原理是本驅(qū)動(dòng)橋采用兩個(gè)被動(dòng)圓錐齒輪分別獨(dú)立驅(qū)動(dòng)左右車 輪，而驅(qū)動(dòng)橋的差速功能由前置差速器完成。參見圖1，輸入扭矩先由差速器3實(shí)現(xiàn)扭矩分 配，一部分扭矩經(jīng)過前半軸齒輪1—右主動(dòng)圓錐齒輪5 —右被動(dòng)圓錐齒輪8 —右半軸7 — 右車輪6，另一部分扭矩經(jīng)過后半軸齒輪2 ——對圓柱齒輪副4 —左主動(dòng)圓錐齒輪12 —左 被動(dòng)圓錐齒輪9 —左半軸10 —左車輪11。因?yàn)橛凶笥覂蓪ο嗷オ?dú)立的減速雙曲面圓錐齒 輪副，所以驅(qū)動(dòng)橋減速、增扭的功能也得以實(shí)現(xiàn)。其中一對圓柱齒輪副結(jié)構(gòu)參數(shù)完全相同， 所以它們只是傳遞扭矩而不進(jìn)行變速。本實(shí)用新型的有益效果是，可以將現(xiàn)有中央單級(jí)減速橋的輸出扭矩翻倍，如果某 中央單級(jí)減速橋的輸出扭矩為30000N · m，那么采用同一型號(hào)的雙被動(dòng)齒輪驅(qū)動(dòng)橋的輸出 扭矩可以達(dá)到60000N -m,而且離地間隙不會(huì)變小。這種驅(qū)動(dòng)橋能廣泛用于單后橋驅(qū)動(dòng)的重 型汽車上和越野汽車上，可以起到提高車輛通過性、提高機(jī)械效率，降低能耗的作用。

下面參照附圖結(jié)合實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步的描述。圖1是本實(shí)用新型的工作原理圖，圖2是雙被動(dòng)齒輪結(jié)構(gòu)示意圖，圖3是本實(shí)用新型差速器的結(jié)構(gòu)示意圖，圖4是本實(shí)用新型的整體結(jié)構(gòu)示意圖。圖中1為前半軸齒輪，2為后半軸齒輪，3為差速器，4為圓柱齒輪副，5為右主動(dòng) 圓錐齒輪，6為右車輪，7為右半軸，8為右被動(dòng)圓錐齒輪，9為左被動(dòng)圓錐齒輪，10為左半軸， 11為左車輪，12為左主動(dòng)圓錐齒輪，13為右軸套，14為支承軸，15為減磨墊圈，16為襯環(huán)，17為左軸套。
具體實(shí)施方式參見附圖1、2、3、4，雙被動(dòng)齒輪驅(qū)動(dòng)橋，包括前置差速器3，所述差速器3為開式差 速器，包括前半軸齒輪1、后半軸齒輪2和四個(gè)行星齒輪，所述驅(qū)動(dòng)橋內(nèi)設(shè)有左右兩對并列 的減速雙曲面圓錐齒輪副，每對所述的減速雙曲面圓錐齒輪副包括主動(dòng)圓錐齒輪和被動(dòng)圓 錐齒輪，差速器3的前半軸齒輪1通過花鍵與右主動(dòng)圓錐齒輪5連接，右主動(dòng)圓錐齒輪5與 右被動(dòng)圓錐齒輪8為一對嚙合圓錐齒輪副，右被動(dòng)圓錐齒輪8與驅(qū)動(dòng)橋右軸套13通過螺栓 連接，所述驅(qū)動(dòng)橋右軸套14通過花鍵與汽車后輪右半軸7連接，右半軸7與右車輪6剛性 連接。差速器3的后半軸齒輪2通過花鍵與主動(dòng)圓柱齒輪4連接，所述主動(dòng)圓柱齒輪4 與被動(dòng)圓柱齒輪4’嚙合構(gòu)成圓柱齒輪副，所述被動(dòng)圓柱齒輪4’通過花鍵與左主動(dòng)圓錐齒 輪12連接；左主動(dòng)圓錐齒輪12與左被動(dòng)圓錐齒輪9為另一對嚙合圓錐齒輪副，左被動(dòng)圓錐 齒輪9與驅(qū)動(dòng)橋左軸套17通過螺栓連接，驅(qū)動(dòng)橋左軸套17通過花鍵與汽車后輪左半軸10 連接，左半軸10與左車輪11剛性連接。由發(fā)動(dòng)機(jī)輸入的扭矩經(jīng)凸緣傳遞給差速器3，差速器通過十字軸和行星齒輪將扭 矩平均分配給前半軸齒輪1和后半軸齒輪2 ；前半軸齒輪1通過花鍵將扭矩傳遞給右主動(dòng) 圓錐齒輪5，經(jīng)過右圓錐齒輪副的減速增扭，扭矩經(jīng)右被動(dòng)齒輪8和螺栓傳遞給右軸套13， 右軸套13將扭矩傳遞給右半軸7，驅(qū)動(dòng)右車輪6轉(zhuǎn)動(dòng)。同理，后半軸齒輪2通過花鍵將扭矩傳遞給圓柱齒輪副4、4’，圓柱齒輪副4、4’再 通過花鍵將扭矩傳遞給左主動(dòng)圓錐齒輪12，經(jīng)過左圓錐齒輪副的減速增扭，扭矩經(jīng)左被動(dòng) 圓錐齒輪9和螺栓傳遞給左軸套17，左軸套17通過花鍵與左半軸10連接，左軸套17將扭 矩傳遞給左半軸10，驅(qū)動(dòng)左車輪11轉(zhuǎn)動(dòng)。在圖1中，我們可以看出主減速器由前置差速器3、一對圓柱齒輪4、4’和兩對雙曲 面圓錐齒輪副組成，圓柱齒輪只有傳遞力矩的功能，沒有減速增扭的功能，所以主動(dòng)圓柱齒 輪4和被動(dòng)圓柱齒輪4’的基本參數(shù)都相同。兩對雙曲面圓錐齒輪的基本參數(shù)也相同，只是 各齒形的旋向不同，右主動(dòng)圓錐齒輪5選左旋，則右被動(dòng)圓錐齒輪8為右旋，左主動(dòng)圓錐齒 輪12為右旋，則左被動(dòng)圓錐齒輪9為左旋。在圖1中，我們可以看出左半軸10與左被動(dòng)圓錐齒輪9、右半軸7與右被動(dòng)圓錐齒 輪8直接連接。如按現(xiàn)有單級(jí)驅(qū)動(dòng)橋的設(shè)計(jì)原理設(shè)計(jì)輸出扭矩50000N · m的驅(qū)動(dòng)橋時(shí)，行 星半軸齒輪需要達(dá)到25000N · m的承載要求，被動(dòng)圓錐齒輪需要滿足50000N · m的承載要 求。而按雙被動(dòng)齒輪驅(qū)動(dòng)橋的設(shè)計(jì)原理，兩對被動(dòng)圓錐齒輪分別驅(qū)動(dòng)左右半軸，這樣每個(gè)被 動(dòng)圓錐齒輪就只需要承載25000N-m的載荷，而差速器布置在減速增扭之前，行星半軸齒輪 承受的扭矩為25000N ·πιΛ (i為減速比)，當(dāng)i = 5時(shí)半軸齒輪承受的扭矩僅為5000N ·πι。從上面的分析我們發(fā)現(xiàn)，設(shè)計(jì)相同輸出扭矩的驅(qū)動(dòng)橋，按雙被動(dòng)齒輪驅(qū)動(dòng)橋的設(shè) 計(jì)原理，被動(dòng)圓錐齒輪的承載要求只有普通單級(jí)減速橋被動(dòng)圓錐齒輪承載的1/2 ；行星半 軸齒輪的承載要求為普通單級(jí)減速驅(qū)動(dòng)橋行星半軸齒輪承載的1/i (i為減速比)。由此我 們可以知道雙被動(dòng)齒輪驅(qū)動(dòng)橋?qū)X輪強(qiáng)度的要求大大降低，使在現(xiàn)有技術(shù)條件下生產(chǎn)輸出 扭矩60000N · m及以上單級(jí)減速驅(qū)動(dòng)橋成為可行。[0026]在圖2中，我們可以看出左、右被動(dòng)圓錐齒輪的支承軸14的右邊部分與右軸套13 采用過盈配合，這樣就是把支承軸14、右軸套13和右被動(dòng)圓錐齒輪8剛性的連接成為一個(gè) 整體；支承軸14的左邊部分與左軸套17采用襯環(huán)16連接，這樣左被動(dòng)圓錐齒輪9和支撐 軸14之間可以有相對轉(zhuǎn)動(dòng)。這種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)滿足了左、右車輪的不等速運(yùn)動(dòng)要求。左右被動(dòng)齒輪9和8的中間的環(huán)形減磨墊圈15(由兩個(gè)半圓用螺栓連接而成)， 用圓柱銷固定在右被動(dòng)圓錐齒輪8上限制徑向運(yùn)動(dòng)，再通過軸承預(yù)緊力限制軸向串動(dòng)。這 樣一方面保證了左右被動(dòng)圓錐齒輪9和8的相互滑動(dòng)，另一方面可以有效的滿足裝配要求。 可以保證汽車的左右被動(dòng)圓錐齒輪根據(jù)路況要求運(yùn)動(dòng)。盡管已經(jīng)示出和描述了本實(shí)用新型的實(shí)施例，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言， 可以理解在不脫離本實(shí)用新型的原理和精神的情況下可以對這些實(shí)施例進(jìn)行多種變化、修 改、替換和變型，本實(shí)用新型的范圍由所附權(quán)利要求及其等同物限定。
權(quán)利要求雙被動(dòng)齒輪驅(qū)動(dòng)橋，包括前置差速器，所述差速器為開式差速器，包括前、后半軸齒輪和四個(gè)行星齒輪，其特征是所述驅(qū)動(dòng)橋內(nèi)設(shè)有左右兩對并列的減速雙曲面圓錐齒輪副，每對所述的減速雙曲面圓錐齒輪副包括主動(dòng)圓錐齒輪和被動(dòng)圓錐齒輪，所述差速器的前半軸齒輪通過花鍵與右主動(dòng)圓錐齒輪連接，所述右主動(dòng)圓錐齒輪與右被動(dòng)圓錐齒輪為一對嚙合圓錐齒輪副，所述右被動(dòng)圓錐齒輪與驅(qū)動(dòng)橋右軸套固定連接，所述驅(qū)動(dòng)橋右軸套通過花鍵與汽車后輪右半軸連接；所述差速器的后半軸齒輪通過花鍵與一個(gè)主動(dòng)圓柱齒輪連接，所述主動(dòng)圓柱齒輪與一個(gè)被動(dòng)圓柱齒輪構(gòu)成圓柱齒輪副，所述被動(dòng)圓柱齒輪通過花鍵與左主動(dòng)圓錐齒輪連接；所述左主動(dòng)圓錐齒輪與左被動(dòng)圓錐齒輪為另一對嚙合圓錐齒輪副，所述左被動(dòng)圓錐齒輪與驅(qū)動(dòng)橋左軸套固定連接，所述驅(qū)動(dòng)橋左軸套通過花鍵與汽車后輪左半軸連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙被動(dòng)齒輪驅(qū)動(dòng)橋，其特征是所述左、右被動(dòng)圓錐齒輪采用 背向布置在同一軸線上，并且分別采用左旋和右旋。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙被動(dòng)齒輪驅(qū)動(dòng)橋，其特征是所述左、右被動(dòng)圓錐齒輪支承 軸的右邊部分與所述驅(qū)動(dòng)橋右軸套采用過盈配合，所述支承軸的左邊部分與所述驅(qū)動(dòng)橋左 軸套采用襯環(huán)連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙被動(dòng)齒輪驅(qū)動(dòng)橋，其特征是所述左、右被動(dòng)圓錐齒輪中間 裝有環(huán)形減磨墊圈，并用圓柱銷固定在所述右被動(dòng)圓錐齒輪上，限制徑向運(yùn)動(dòng)，并通過軸承 預(yù)緊力限制軸向運(yùn)動(dòng)。
專利摘要一種能夠使單級(jí)減速驅(qū)動(dòng)橋輸出扭矩超過國內(nèi)現(xiàn)有最高水平，達(dá)到60000N·m以上的雙被動(dòng)齒輪驅(qū)動(dòng)橋，技術(shù)方案采用左右兩對并列的減速雙曲面圓錐齒輪副獨(dú)立驅(qū)動(dòng)左右車輪，而驅(qū)動(dòng)橋的差速功能由前置差速器完成，這樣在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上有效的避開了目前國內(nèi)單級(jí)減速重型車橋用主被動(dòng)齒輪、行星齒輪、半軸齒輪在強(qiáng)度上不能滿足設(shè)計(jì)要求的矛盾。左、右被動(dòng)圓錐齒輪采用背向布置，而且分別采用左、右旋，這樣可以有效抵消較大的軸向力，降低軸承的負(fù)荷，還可以有效節(jié)省空間使零部件布置更緊湊。這種驅(qū)動(dòng)橋能廣泛用于單后橋驅(qū)動(dòng)的重型汽車上和越野汽車上，可以起到提高車輛通過性、提高機(jī)械效率，降低能耗的作用。
文檔編號(hào)B60K17/08GK201559525SQ20092018111
公開日2010年8月25日 申請日期2009年12月11日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月11日
發(fā)明者陳方 申請人:陳方