专利名称：矿用车变速驱动桥的制作方法
技术领域：
本发明涉及矿用重型汽车，特别涉及一种矿用车变速驱动侨。
背景技术：
近两年来，在内蒙古已开采的众多露天煤矿中，一种基本采用国内重型自卸汽车 成熟的部件技术，通过加宽及加强车架；对车桥、悬架、后车箱等部件的加大和加强，改装成 为超过国家交通法规对标准汽车宽度限值的超重型宽体矿用自卸车。这种宽体矿用自卸车 因其制造成本低，售价比较同等装载量的这种国内引进技术生产的矿山用自卸车，要低一 多半。加上该车装载量大，两台车可抵三辆标准重型自卸车的运量，再加上该车仅限于在露 天煤矿内部转运土石方作业，不上国家公路运载使用，又减少了相当数额的国家交管部门 对车辆的使用管理费用，使该车的使用经济性和效益相当可观。为此，该类车在内蒙的露天 煤矿一出现，就受到众多汽车生产厂家的密切关注。中国重汽、一汽、二汽、陕汽及北奔等， 在这两年来，纷纷跟踪，在内蒙的露天煤矿及其它矿山，推出自己开发出的同类超重型宽体 矿用自卸车。据此发展速度，除国内引进技术生产的高价位矿山专用自卸车将受到冲击外， 目前使用量较大的标准重型自卸车，也将逐渐被这种新兴的超重型宽体矿用自卸汽车挤出 这一用车大市场。现有各厂家研制开发的宽体矿用自卸汽车，为适应露天煤矿使用环境恶劣，没有 专修的道路；坡度大、弯道多，且以重载上坡为主要的运输方式。故在对宽体矿用自卸汽 车的动力传动设计匹配时，均采用大功率、大扭矩发动机加上大传动比变速器和车桥的匹 配方式。该匹配方式，保证了车辆重载上坡所需要的功率，但使车辆的最高车速偏低，仅为 50Km/h左右，不能满足车辆在空载状态、平路行驶及下坡行驶时，以发动机最经济的转速行 车。车辆作业行驶的平均速度低，而使用油耗均较高。同时，也使车辆在底盘及整车发运过 程和故障车返修的行驶过程中，耽误时间和需要较高的运行成本。国内宽体矿用自卸汽车常用驱动桥，均是在采用通用重型自卸汽车驱动桥的基础 上，采用加长及加强改进设计而成的，与通用重型自卸汽车的驱动桥基本结构相同(见图 7)，均采用带有轮边减速器(图中未显示)的双级减速驱动桥。但因宽体矿用自卸汽车的 车桥要求具有更大的传动比和离地间隙，车桥生产厂家在改装设计时，除采用加长及加厚 桥壳外，加大了主减速器锥齿轮及轮边减速器的转速比，使其车桥允许的轴载质量更大，爬 坡能力更强。目前，国内各汽车生产厂及汽车改装厂生产的宽体矿用自卸汽车，主要采用徐州 美驰、重庆大江桥厂改制生产的宽体矿用自卸汽车驱动桥，中国重汽生产的“豪威”品牌宽 体矿用自卸汽车，装用中国重汽自己改装生产的宽体矿用自卸汽车驱动桥，其结构形式也 与通用重型汽车驱动桥基本相同，国外已开始使用可变速汽车驱动桥。在我国机械工业出版社2007年出版的《汽车构造》中，对一种可变速汽车驱动车 桥有所介绍。这种可变速汽车驱动车桥的主减速器，为双速主减速器，它采用了由一对圆锥齿轮的主减速器和一个一级行星齿轮机构及差速器组合为一体的结构方式。其工作原理为如图5、图6所示，在汽车作正常高速行驶时，动力经主减速器的主 动锥齿轮21输入，传递给又作为行星轮齿圈的从动锥齿轮25，按锥齿轮副传动比作一级减 速，一级行星齿轮机构22的行星轮、齿圈及框架，作整体旋转不差速，动力经框架及连在一 体的差速器26，再经左、右半轴27等，驱动车辆高速行驶。当汽车满载爬陡坡行驶前，驾驶 员操纵高低档转换气缸23，高低档换档齿套24，将一级行星齿轮机构22的行星齿轮与侨壳 28锁定不动。汽车爬陡坡行驶时，动力由主减速器的主动锥齿轮21输入，以锥齿轮副的传 动比减速后，传递给行星齿轮机构22，以行星齿轮机构传动比减速，经过了第二级减速后， 才通过差速器及半轴等，驱动车轮，使车辆爬坡行驶。这种可变速驱动桥结构，改善了汽车高速行驶性能，但由于行星轮和半轴重迭安 置，驱动力换向次数很多，效率降低，且维修保养比较困难。
发明内容
为弥补上述不足，本发明提供一种结构简单的矿用车变速驱动桥。本发明矿用车变速驱动桥，包括输入轴、主动锥齿轮、从动锥齿轮、差速器、半轴和 桥壳，其中在所述输入轴和主动锥齿轮之间设置有一级行星减速器，一级行星减速器垂 直于输入轴，一级行星减速器的中心齿轮连接输入轴，行星齿轮框架连接主动锥齿轮，外齿 轮与高低档换档齿套啮合，高低档换档齿套有两个连接位置，一是连接输入轴，二是连接桥 壳，前者为高速档，行星减速器整体同步转动；后者为低速档，行星轮框架减速转动；高低 档换档齿套连接高低档换向气缸。所述主动锥齿轮轴上设有锁圈。所述一级行星减速器可以齿轮减速器替换，所述齿轮减速器包括中间轴大齿轮、 中间轴、中间轴小齿轮、低速挡齿轮和输出轴，输出轴一端连接主动锥齿轮，一端设有高低 档换档齿套，高低档换档齿套有两个连接位置，一是输入轴，二是低速挡齿轮，前者为高速 档，输入轴直接连接输出轴；后者为低速档，输入轴通过中间轴大齿轮、中间轴、中间轴小齿 轮、低速挡齿轮连接到输出轴。本发明矿用车变速驱动桥，为驱动桥增加了高速档，可以用发动机最经济的转速， 以较高的车速行驶，降低了矿用车在公路等较好路面的行驶特性，降低了在这些道路上行 驶的燃油经济性。
图1是本发明矿用车变速驱动桥第--方案的高速档示意图2是本发明矿用车变速驱动桥第--方案的低速档示意图3是本发明矿用车变速驱动桥第二二方案的高速档示意图4是本发明矿用车变速驱动桥第二二方案的低速档示意图5是国外变速驱动桥的高速档示意图6是国外变速驱动桥的低速档示意图7是普通驱动桥示意图。
图5 主动锥齿轮32、从动锥齿轮33、差速器34、半轴35、桥壳36
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图6、图7 主动锥齿轮21、一级行星减速器22、高低档换向气缸23、高低档换档齿 套24、从动锥齿轮25、差速器26、半轴27、桥壳28图1图2 输入轴1、一级行星减速器3、锁圈14、高低档换向气缸6、高低档转换齿 套7、主动锥齿轮9、从动锥齿轮10、差速器11、半轴12、桥壳13图3、图4 输入轴1、输出轴2、中间轴大齿轮3、中间轴4、中间轴小齿轮5、高低档 换向气缸6、高低档转换齿套7、低速挡齿轮8、主动锥齿轮9、从动锥齿轮10、差速器11、半 轴12、桥壳13、锁圈具体实施例方式下面结合实施例对本发明矿用车变速驱动桥作详尽的说明。图1、图2是本发明矿用车变速驱动桥第一方案的示意图。本发明矿用车变速驱动桥，包括输入轴1、主动锥齿轮9、从动锥齿轮10、差速器 11、半轴12和桥壳13。在输入轴1和主动锥齿轮9之间设置有一级行星减速器15，一级行星减速器15垂 增于输入轴1，一级行星减速器15的中心齿轮连接输入轴1，行星齿轮框架连接主动锥齿轮 9，外齿圈与高低档换档齿套7啮合，主动锥齿轮9轴上设有锁圈14，高低档换档齿套7有两 个连接位置，一是连接输入轴(见图1)，二是连接桥壳(见图2)，前者为高速档，行星减速 器整体同步转动；后者为低速档，行星轮框架减速转动；高低档换档齿套7连接高低档换向 气缸6，高低档换向气缸6控制高低档换档齿套7的的换档动作。图3、图4是本发明矿用车变速驱动桥第二方案的示意图。其中一级行星减速器 3可以齿轮减速器替换，齿轮减速器包括中间轴大齿轮3、中间轴4、中间轴小齿轮5、低速挡 齿轮8和输出轴2，输出轴2 —端连接主动锥齿轮9，一端设有高低档换档齿套7，高低档换 档齿套7有两个连接位置，一是输入轴1，二是低速挡齿轮8，前者为高速档，输入轴1直接 连接输出轴2 ；后者为低速档，输入轴1通过中间轴大齿轮3、中间轴4、中间轴小齿轮5、低 速挡齿轮8连接到输出轴2。具体方法，可在采用原带有轮边减速器及主减速器的宽体矿用自卸车二级减速专 用桥的基本结构基础上，不改变原车桥主减速的从动锥齿轮及差速器结构，将主动锥齿轮 及其支撑壳减短，在主动锥齿轮前，加装一套一级行星减速器或齿轮减速器及高、低档转换 机构。当车辆在空载及下坡行驶时，驾驶员操纵气动换向机构，使一级行星减速器或齿 轮减速器处于高档位，不减速。车辆传来的动力，直接由主动锥齿轮及从动锥齿轮组成的主 减速器作一级减速后，再经过差速器、半轴到轮边减速器，再以轮边减速器传动比进行第二 次减速，然后驱动车辆，用发动机最经济的转速，以较高的车速行驶。当车辆重载载上坡行驶时，驾驶员操纵气动换向机构，使一级行星减速器或齿轮 减速器处于低档位。车辆传来的动力，首先经过一级行星齿轮减速器或齿轮减速器，以 (K+1)传动比减速后，由主动锥齿轮及从动锥齿轮组成的主减速器作二级减速。然后，再经 过差速器、半轴到轮边减速器，再次以轮边减速器传动比进行第三次减速，然后才驱动车辆 进行重载及爬坡行驶。
权利要求
一种矿用车变速驱动桥，包括输入轴、主动锥齿轮、从动锥齿轮、差速器、半轴和桥壳，其特征在于在所述输入轴和主动锥齿轮之间设置有一级行星减速器，一级行星减速器垂直于输入轴，一级行星减速器的中心齿轮连接输入轴，行星齿轮框架连接主动锥齿轮，外齿轮与高低档换档齿套啮合，高低档换档齿套有两个连接位置，一是连接输入轴，二是连接桥壳，前者为高速档，行星减速器整体同步转动；后者为低速档，行星轮框架减速转动；高低档换档齿套连接高低档换向气缸。
2.根据权利要求1所述的矿用车变速驱动桥，其特征在于所述主动锥齿轮轴上设有 锁圈。
3.根据权利要求1或2所述的矿用车变速驱动桥，其特征在于所述一级行星减速器 可以齿轮减速器替换，所述齿轮减速器包括中间轴大齿轮、中间轴、中间轴小齿轮、低速挡 齿轮和输出轴，输出轴一端连接主动锥齿轮，一端设有高低档换档齿套，高低档换档齿套有 两个连接位置，一是输入轴，二是低速挡齿轮，前者为高速档，输入轴直接连接输出轴；后者 为低速档，输入轴通过中间轴大齿轮、中间轴、中间轴小齿轮、低速挡齿轮连接到输出轴。
全文摘要
一种矿用车变速驱动桥，包括输入轴、主动锥齿轮、从动锥齿轮、差速器、半轴和桥壳，其中在所述输入轴和主动锥齿轮之间设置有一级行星减速器，一级行星减速器垂直于输入轴，一级行星减速器的中心齿轮连接输入轴，行星齿轮框架连接主动锥齿轮，外齿轮与高低档换档齿套啮合，高低档换档齿套有两个连接位置，一是连接输入轴，二是连接桥壳，前者为高速档，行星减速器整体同步转动；后者为低速档，行星轮框架减速转动；高低档换档齿套连接高低档换向气缸。本发明矿用车变速驱动桥，为驱动桥增加了高速档，可以用发动机最经济的转速，以较高的车速行驶，降低了矿用车在公路等较好路面的行驶特性，降低了在这些道路上行驶的燃油经济性。
文档编号B60K17/16GK101947917SQ20101029300
公开日2011年1月19日 申请日期2010年9月27日 优先权日2010年9月27日
发明者赵永胜 申请人:赵永胜