專利名稱：具有動力分流結(jié)構(gòu)的主減速器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種適用于輪式車輛驅(qū)動橋的主減速器，具體涉及一種具有動力分流結(jié)構(gòu)的主減速器。
背景技術(shù)：
為了提高車輛的越野性能和通過能力，許多越野車輛、越野載重車輛和工程車輛都要求車輛具有較大的離地高度，而在許多情況下，車輛的離地高度主要取決于驅(qū)動輪的直徑和主減速器的直徑。普通輪式車輛上常用的單級螺旋錐齒輪減速器為了滿足所需的輸出扭矩，被動齒輪的直徑都比較大，難以同時滿足離地高度的要求，為此許多工程車輛不得不采用包含輪邊減速器的雙級減速機構(gòu)。雙級減速橋在主減速級中采用了較小的傳動比，減小了從動齒輪上的輸出扭矩，因而減小了主減速器從動齒輪的直徑，增加了離地高度，但存在成本高、傳動效率低下、噪聲大和高速行駛時輪邊減速器發(fā)熱嚴重等問題。由于輪邊減速器通常位于輪轂內(nèi)，散熱條件很不好，過高的油溫不僅使機油和油封易于老化，還有可能導(dǎo)致輪胎內(nèi)氣壓升高和爆胎，危及車輛行駛安全。含輪邊減速器的雙級減速橋的油耗也明顯高于單級減速橋，因此并不是一種理想的布局結(jié)構(gòu)。
此外通常的單級減速器和包含輪邊減速器的雙級減速橋的主減速器中，從動齒輪上的齒是形成在從動齒輪的一側(cè)的，主動齒輪與被動齒輪進行嚙合傳動時，從動齒輪受到主動齒輪施加的沿差速器軸向的分力，從而造成從動齒輪的軸向力不平衡，重載時變形大，影響齒面間的正常嚙合，從而限制了從動齒輪的承載能力，進而限制其能夠傳遞的扭矩。并且，為了能夠承受重載時從動齒輪對減速器殼體施加的較大的軸向力，在差速器殼體與從動齒輪之間還通常設(shè)置有含加強筋的法蘭盤，高速行駛時增加了攪油損失。在現(xiàn)有的主減速器中，從動齒輪需要通過該法蘭盤將扭矩傳遞該差速器殼體，然后再通過差速器殼體將扭矩傳遞給差速器的十字軸，這樣，法蘭盤和差速器殼體需要在承受很大的軸向力的同時承受很大的扭矩，因而在增加法蘭盤的情況下還需要將差速器殼體設(shè)計的比較厚。同時由于差速器殼體需要在十字軸所在的平面上進行剖分，以便于安裝現(xiàn)有的十字軸，差速器殼體的最薄處還必須穿過若干個螺栓，因此差速器的殼體通常都設(shè)計得比較厚。該包含法蘭盤的設(shè)計以及比較厚的差速器殼體，既不利于減輕主減速器的重量，也限制了設(shè)置于差速器殼體內(nèi)部的差速器齒輪的承載能力。差速器殼體上承受的軸向力最終是通過安裝在差速器殼體是的一對圓錐滾子軸承傳遞給主減速器殼體的，圓錐滾子軸承在大軸向載荷下的摩擦力矩較大，效率不高。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種結(jié)構(gòu)緊湊，承載能力高的具有動力分流結(jié)構(gòu)的主減速器，在有限的空間內(nèi)大幅度提高主減速器的承載能力，在保證車輛的離地高度和通過能力的前提下免去輪邊減速器，從而使驅(qū)動橋的成本大幅度下降，并減少車輛的油耗和噪聲。
為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)解決方案是，一種具有動力分流結(jié)構(gòu)的主減速器，其至少包括主減速器殼體；差速器總成，其設(shè)置于主減速器殼體上；被動齒輪，設(shè)置在差速器總成上；主動齒輪，其設(shè)置于主減速器殼體上，并與被動齒輪相嚙合；其中，所述的被動齒輪的兩側(cè)端面制有齒數(shù)相等的齒，所述主動齒輪設(shè)置為兩個，該兩個主動齒輪齒數(shù)相等，并分別與被動齒輪兩側(cè)的齒相嚙合，在該兩個主動齒輪的齒輪軸上分別設(shè)置有圓柱齒輪，該兩圓柱齒輪相嚙合構(gòu)成為一對傳動比為1∶1的動力分流圓柱齒輪副，所述主減速器的動力由其中一個主動齒輪輸入，通過該對動力分流圓柱齒輪將其中一半的動力分流給另一個主動齒輪，并通過兩主動齒輪與被動齒輪的嚙合傳動將動力匯集于被動齒輪上。
在本發(fā)明中，所述的差速器總成包括差速器殼體，設(shè)置在差速器殼體內(nèi)的十字軸，設(shè)置在十字軸上的行星齒輪以及與該行星齒輪相嚙合的半軸齒輪。
在本發(fā)明中，所述被動齒輪具有內(nèi)孔，被動齒輪通過該內(nèi)孔滑動配合地套在差速器殼體上，所述差速器的十字軸軸端穿過差速器殼體，并鍵連接于所述被動齒輪的內(nèi)孔上。
在所述內(nèi)孔上對應(yīng)于十字軸軸端的位置設(shè)置有4條鍵槽，所述十字軸的4個軸端形成有鍵，從而通過該軸端的鍵與鍵槽的配合，被動齒輪直接將動力傳輸給差速器的十字軸。這樣，差速器殼體將不承受扭矩。
在本發(fā)明中，所述的十字軸為組合十字軸，其包括中央方塊、一根長銷和兩根短銷，所述的中央方塊具有兩個相交的通孔，所述長銷貫穿中央方塊，其兩端與被動齒輪的內(nèi)孔形成鍵配合，所述短銷的一端與被動齒輪形成鍵配合，另一端插入中央方塊的孔中，并終止于長銷的外圓面。
這樣，差速器中的各部件包括行星齒輪和組合十字軸可以通過逐件插入來進行裝配，使得差速器殼體在十字軸所在處也可是一體的(而不需要像現(xiàn)有差速器殼體那樣剖成兩部分再通過螺栓連接)，并且由于差速器的殼體不承受扭矩，差速器的殼體可以制作得很薄，對于給定的差速器殼體直徑，差速器殼體內(nèi)可以容納更大的差速器齒輪，提高了差速器的承載能力。
在本發(fā)明中，所述被動齒輪可以沿著差速器的軸線作少量的軸向游動，保證了兩側(cè)的主動齒輪作用在復(fù)合被動齒輪上的軸向力是相等的，使動力在兩側(cè)傳動鏈上的分配是均勻的。
在本發(fā)明中，所述的動力分流圓柱齒輪通過鍵與主動齒輪的齒輪軸相連接。
在本發(fā)明中，所述一對動力分流圓柱齒輪為斜齒輪，其螺旋角相同，旋向相反。
利用本發(fā)明的上述結(jié)構(gòu)，本發(fā)明的主減速器的效果是顯著的由于本發(fā)明在被動齒輪的兩側(cè)均通過主動齒輪進行嚙合轉(zhuǎn)動，其受到的兩側(cè)主動齒輪在減速器軸向上分力相互抵消，從而避免了現(xiàn)有主減速器中的被動齒輪的軸向力不均衡的問題，使得該被動齒輪即使在重載情況下也不會產(chǎn)生變形以及由此帶來的嚙合問題，加之有兩對主被動齒輪同時工作，因此提高了被動齒輪的承載能力，使其能夠傳遞更大的扭矩，滿足了輸出大扭矩的需要。并且，由于被動齒輪上兩側(cè)的軸向力相抵消，從而不需要用于承載該軸向力的法蘭盤，并且差速器殼體也可以設(shè)置的比較薄，不但結(jié)構(gòu)更為緊湊，而且對于同樣的差速器殼體直徑，差速器殼體內(nèi)可以容納更大的差速器齒輪，提高了差速器的承載能力，使差速器的承載能力可以與具有動力分流結(jié)構(gòu)的主減速器相匹配。因此，本發(fā)明的適用于驅(qū)動橋的具有動力分流結(jié)構(gòu)的主減速器可以在有限的空間內(nèi)數(shù)倍地增加輸出扭矩，從而可以在保證驅(qū)動橋離地高度的前提下免去輪邊減速器，減少車橋成本，降低油耗。
圖1本發(fā)明的具有動力分流結(jié)構(gòu)的主減速器的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2本發(fā)明的主減速器的復(fù)合被動齒輪與差速器十字軸的連接及組合十字軸的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3本發(fā)明的復(fù)合被動齒輪的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4本發(fā)明圖3的俯視圖；圖5本發(fā)明的組合十字軸長銷結(jié)構(gòu)示意圖；圖6本發(fā)明圖5的側(cè)視圖；圖7本發(fā)明圖5的俯視圖；圖8發(fā)明的組合十字軸短銷結(jié)構(gòu)示意圖；圖9本發(fā)明圖8所示的短銷結(jié)構(gòu)側(cè)視圖；
圖10本發(fā)明圖8所示的短銷結(jié)構(gòu)俯視圖；圖11本發(fā)明的組合十字軸中央方塊結(jié)構(gòu)示意圖；圖12本發(fā)明圖11的側(cè)視圖。
具體實施例方式
如圖1所示，本發(fā)明的具有動力分流結(jié)構(gòu)的主減速器，其至少包括有主減速器殼體1、設(shè)置于主減速器殼體1上的差速器總成6、設(shè)置于差速器總成上的被動齒輪7以及設(shè)置于主減速器殼體1上并與被動齒輪7相嚙合的兩主動齒輪2、4。為描述方便，以沿著車行進方向為視角觀察用于后驅(qū)動橋的該主減速器為例，將該兩主動齒輪2、4分別成為左側(cè)主動齒輪2和右側(cè)主動齒輪4。如圖1、圖3所示，本發(fā)明的被動齒輪7的兩側(cè)端面制有齒數(shù)相等的齒，左側(cè)主動齒輪2和右側(cè)主動齒輪4的齒數(shù)相等，并分別與被動齒輪7兩側(cè)的主動齒輪相嚙合，在左側(cè)主動齒輪2的齒輪軸21上設(shè)有左側(cè)動力分流圓柱齒輪3，在右側(cè)主動齒輪4的齒輪軸41上設(shè)有與左側(cè)動力分流圓柱齒輪3相嚙合的右側(cè)動力分流齒輪5，該左側(cè)動力分流圓柱齒輪3與右側(cè)動力分流圓柱齒輪5的傳動比為1∶1。利用上述結(jié)構(gòu)，所述的具有動力分流結(jié)構(gòu)的主減速器的動力可由左側(cè)主動齒輪2或右側(cè)主動齒輪4輸入，通過傳動比為1∶1的一對動力分流圓柱齒輪3、5將其中一半的動力分流給另一個主動齒輪，并通過左側(cè)主動齒輪2和右側(cè)主動齒輪4與被動齒輪7兩側(cè)的齒的嚙合傳動將兩條傳動支鏈上的動力匯集于被動齒輪7上。
這樣，在本發(fā)明的具有動力分流結(jié)構(gòu)的主減速器工作過程中，被動齒輪7與兩側(cè)的主動齒輪2、4相嚙合傳動，其受到的兩側(cè)主動齒輪2、4施加的在減速器總成6軸向上分力相互抵消，從而避免了現(xiàn)有主減速器中的被動齒輪的軸向力不均衡的問題，加之有兩對主被動齒輪同時工作，提高了被動齒輪的承載能力，使其能夠傳遞更大的扭矩，因而可在不增加被動齒輪7直徑的情況下，滿足了輸出大扭矩的需要。并且，由于被動齒輪7上兩側(cè)的軸向力相抵消，從而不需要像現(xiàn)有差速器那樣利用法蘭盤和差速器殼體來承載該軸向力，因而可以取消法蘭盤并將差速器殼體設(shè)置的比較薄，不但結(jié)構(gòu)更為緊湊，而且對于同樣的差速器殼體直徑，差速器殼體內(nèi)可以容納更大的差速器齒輪，提高了差速器的承載能力，使差速器的承載能力可以與具有動力分流結(jié)構(gòu)的主減速器相匹配。因此，本發(fā)明的主減速器可以在有限的空間內(nèi)數(shù)倍地增加輸出扭矩，從而可以在保證驅(qū)動橋離地高度的前提下免去輪邊減速器，減少車橋成本，降低油耗。
如圖1所示，本發(fā)明的差速器總成6可包括差速器殼體61，端蓋62，設(shè)置于差速器殼體61內(nèi)的十字軸65、設(shè)置于該十字軸65上的行星齒輪63以及與行星齒輪63相嚙合的半軸齒輪64。
在本發(fā)明中，如圖1、圖2所示，被動齒輪7具有內(nèi)孔71，該被動齒輪7通過該內(nèi)孔71滑動配合地套在高承載能力差速器總成6的殼體61上，所述差速器總成6的十字軸65的軸端穿過差速器殼體61，并鍵連接于所述被動齒輪7的內(nèi)孔71上。這樣，被動齒輪7可通過該鍵連接而直接將扭矩傳遞給十字軸，而差速器的殼體是不承受扭矩的，從而可進一步減小差速器的殼體61的設(shè)計厚度，對于給定的差速器殼體61直徑，差速器殼體61內(nèi)可以容納較大的差速器齒輪，提高了差速器總成6的承載能力。
如圖2所示，作為一個具體的例子，可在十字軸65的4個軸端分別制有鍵651，在被動齒輪7的內(nèi)孔71上形成有與該鍵651相對應(yīng)的4條鍵槽72，從而通過該鍵651與鍵槽72的配合被動齒輪可直接將動力傳輸給差速器總成6的十字軸65。
如圖2、圖5-12所示，本發(fā)明中的十字軸65可為組合十字軸，該組合十字軸65包括位于四個行星齒輪63前端面中間的中央方塊66，長銷67和兩根短銷68，其中中央方塊66有兩個相交的通孔661。長銷67貫穿中央方塊66，其兩端制有鍵651，與被動齒輪7的兩條鍵槽72相配合。每根短銷68的一端制有鍵651，與被動齒輪7的鍵槽72相配合，另一端插在中央方塊66的孔661中，終止于長銷67的外圓面。這樣，差速器總成6中的各部件包括行星齒輪63和組合十字軸65可以通過逐件插入來進行裝配，使得差速器殼體1在十字軸65所在處也可是一體的(而不需要像現(xiàn)有差速器殼體那樣剖成兩部分再通過螺栓連接)，因而差速器的殼體61的厚度可以進一步減小，對于給定的差速器殼體61直徑，差速器殼體61內(nèi)可以容納更大的差速器齒輪，進一步提高了差速器總成6的承載能力。
在本發(fā)明中，如圖1-圖4所示，可在被動齒輪7上沿差速器總成的軸線方向形成所述的鍵槽72，并且該鍵槽72沿該差速器總成的軸線方向貫穿被動齒輪7的內(nèi)孔71。這樣，該被動齒輪7在差速器總成的軸線方向不受十字軸65上的鍵651的限制，并且由于該被動齒輪7是與差速器殼體6滑動配合的，因而在差速器總成的軸線方向上也不受差速器殼體6的限制。該被動齒輪7的軸向位置是在同時與兩個主動齒輪相嚙合時自動確定的，可以通過沿著高承載能力差速器總成6的軸線作少量的軸向游動來調(diào)整左右兩側(cè)傳動支鏈上負荷的分配，并最終在左右兩側(cè)傳動支鏈上的負荷相等，因而被動齒輪7在兩個端面上受到的軸向力相等時達到平衡，從而保證了左右兩側(cè)傳動支鏈上的負荷分配是均勻的。
在本發(fā)明中，作為一個具體的例子，如圖1所示，所述的動力分流圓柱齒輪3、5可分別通過花鍵與主動齒輪2、4的齒輪軸21、41相連接。
在本發(fā)明中，由于兩側(cè)主動齒輪2、4的齒數(shù)是相等的，兩個動力分流圓柱齒輪3、5的傳動比為1∶1(齒數(shù)相等)，被動齒輪7兩側(cè)的齒數(shù)也相等，因此兩條傳動支鏈上的傳動比是嚴格相等的，不會產(chǎn)生運動干涉。
作為一個具體的實施例，如圖1所示，動力由右側(cè)主動齒輪4輸入，通過動力分流齒輪5和動力分流齒輪3將其中一半的動力傳給左側(cè)主動齒輪2，并最終會聚到復(fù)合被動齒輪7上。
為了使左右兩側(cè)主動齒輪2、4的相位角能與被動齒輪7兩側(cè)的齒槽的相位角相匹配，避免被動齒輪7因過多的軸向竄動而破壞齒面間的正常嚙合，可以通過適當(dāng)?shù)墓に嚪椒ɑ蛟诮Y(jié)構(gòu)設(shè)計中加入適當(dāng)?shù)恼{(diào)整環(huán)節(jié)來保證各傳動部件間正確的相位角。在本實施例中，為了使左右兩側(cè)主動齒輪2、4的相位角能與復(fù)合被動齒輪7兩側(cè)的齒槽的相位角相匹配，左側(cè)和右側(cè)動力分流圓柱齒輪3、5均設(shè)置為斜齒輪，螺旋角相同，旋向相反；所采用的工藝方法為裝配時按測量尺寸來磨削動力分流圓柱齒輪5的兩個端面，通過改變兩個端面磨削余量的分配來改變右側(cè)主動齒輪4相對于左側(cè)主動齒輪2的相位角，從而保證各傳動部件間具有正確的相位角。利用本實施例的上述結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)了通過動力分流后兩個傳動支鏈嚴格的相位匹配，保證了兩個主動齒輪與被動齒輪正確的嚙合位置。
在本發(fā)明中，主減速器殼體上還設(shè)置有軸承11，12、13、軸承蓋14、端蓋15、防塵蓋16、油封17和油封支架18等部件，該些部件的結(jié)構(gòu)與位置關(guān)系與常規(guī)設(shè)計相仿，在此不再贅述。
通過本發(fā)明的利用兩個主動齒輪2、4進行動力分流、主減速器被動齒輪7向差速器十字軸65的直接扭矩傳遞和薄壁差速器殼體等措施，可以在有限的空間內(nèi)數(shù)倍地增加輸出扭矩，因而可以在保證驅(qū)動橋的最小離地高度的前提下免去輪邊減速器，減少車橋成本，降低油耗。
依本實施例做出的具體結(jié)構(gòu)和實施方法僅用于說明本發(fā)明可行的實施方案和可行性，而非用于限定本發(fā)明。
權(quán)利要求
1.一種具有動力分流結(jié)構(gòu)的主減速器，其至少包括主減速器殼體；差速器總成，其設(shè)置于主減速器殼體上；被動齒輪，設(shè)置在差速器總成上；主動齒輪，其設(shè)置于主減速器殼體上，并與被動齒輪相嚙合；其特征在于，所述的被動齒輪的兩側(cè)端面制有齒數(shù)相等的齒，所述主動齒輪設(shè)置為兩個，該兩個主動齒輪齒數(shù)相等，并分別與被動齒輪兩側(cè)的齒相嚙合，在該兩個主動齒輪的齒輪軸上分別設(shè)置有圓柱齒輪，該兩圓柱齒輪相嚙合構(gòu)成為一對傳動比為1∶1的動力分流圓柱齒輪副，所述主減速器的動力由其中一個主動齒輪輸入，通過該動力分流圓柱齒輪將其中一半的動力分流給另一個主動齒輪，并通過兩主動齒輪與被動齒輪的嚙合傳動將動力匯集于被動齒輪上。
2.如權(quán)利要求1所述的具有動力分流結(jié)構(gòu)的主減速器，其特征在于，所述的差速器總成包括差速器殼體，設(shè)置在差速器殼體內(nèi)的十字軸，設(shè)置在十字軸上的行星齒輪以及與該行星齒輪相嚙合的半軸齒輪。
3.如權(quán)利要求2所述的具有動力分流結(jié)構(gòu)的主減速器，其特征在于，所述被動齒輪具有內(nèi)孔，被動齒輪通過該內(nèi)孔滑動配合地套在差速器殼體上，所述差速器的十字軸的軸端穿過差速器殼體，并鍵連接于所述被動齒輪的內(nèi)孔上。
4.如權(quán)利要求3所述的具有動力分流結(jié)構(gòu)的主減速器，其特征在于，在所述內(nèi)孔上對應(yīng)于十字軸軸端的位置設(shè)置有4條鍵槽，所述十字軸的4個軸端形成有鍵，從而通過該軸端的鍵與鍵槽的配合，被動齒輪直接將動力傳輸給差速器的十字軸。
5.如權(quán)利要求4所述的具有動力分流結(jié)構(gòu)的主減速器，其特征在于，在被動齒輪上沿差速器總成的軸線方向形成所述的鍵槽，并且該鍵槽沿差速器總成的軸線方向貫穿被動齒輪的內(nèi)孔。
6.如權(quán)利要求3所述的具有動力分流結(jié)構(gòu)的主減速器，其特征在于，所述差速器殼體在十字軸所在處為一體結(jié)構(gòu)。
7.如權(quán)利要求2所述的具有動力分流結(jié)構(gòu)的主減速器，其特征在于，所述的十字軸為組合十字軸，其包括中央方塊、一根長銷和兩根短銷，所述的中央方塊具有兩個相交的通孔，所述長銷貫穿中央方塊，其兩端與被動齒輪的內(nèi)孔形成鍵配合，所述短銷的一端與被動齒輪形成鍵配合，另一端插入中央方塊的孔中，并終止于長銷的外圓面。
8.如權(quán)利要求1所述的具有動力分流結(jié)構(gòu)的主減速器，其特征在于，所述的動力分流圓柱齒輪通過鍵與主動齒輪的齒輪軸相連接。
9.如權(quán)利要求1所述的具有動力分流結(jié)構(gòu)的主減速器，其特征在于，所述的一對動力分流圓柱齒輪為斜齒輪，其螺旋角相同，旋向相反。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種適用于驅(qū)動橋的具有動力分流結(jié)構(gòu)的主減速器，包括主減速器殼體(1)、兩主動齒輪(2)、(4)、一對相嚙合且傳動比為1∶1的動力分流圓柱齒輪(3)、(5)、高承載能力差速器總成(6)和被動齒輪(7)；動力通過主動齒輪(2)或主動齒輪(4)輸入，通過動力分流圓柱齒輪(3)、(5)將一半動力分流給另一個主動齒輪，被動齒輪(7)設(shè)置于差速器總成(6)上，兩個端面均制有齒，并分別與兩個主動齒輪嚙合，將兩條傳動支鏈上的動力匯聚并傳遞給差速器總成。本發(fā)明的主減速器可在保證車輛的離地高度和通過能力的前提下免去輪邊減速器，從而使驅(qū)動橋的成本大幅度下降，并減少車輛的油耗和噪聲。
文檔編號F16H48/06GK101016932SQ20071006319
公開日2007年8月15日 申請日期2007年1月31日 優(yōu)先權(quán)日2007年1月31日
發(fā)明者姜虹, 王小椿 申請人:姜虹, 王小椿