专利名称：双被动齿轮驱动桥的制作方法
技术领域：
双被动齿轮驱动桥
技术领域：
本实用新型涉及一种用于重型汽车上和越野汽车上的，输出扭矩达到60000N · m 以上单级减速驱动桥，更具体地说涉及一种双被动齿轮驱动桥。
背景技术：
驱动桥是重型汽车的重要标志之一，其基本结构有以下三种中央单级减速驱动 桥、中央双级驱动桥、中央单级、轮边减速驱动桥，中央单级减速驱动桥是驱动桥结构中最 为简单的一种，是驱动桥的基本形式，在载重汽车中占主导地位。目前，国内输出扭矩在 45000-55000N · m的单级减速驱动桥中，包括东风德纳的508、解放的498等大扭矩单级减 速驱动桥，受原材料技术、热处理工艺技术的限制，质量还不够稳定，且生产成本高，没能得 到市场认可。在国内目前的市场上，中央双级驱动桥主要有两种类型一类如伊顿系列产品， 事先就在单级减速器中预留好空间，当要求增大牵引力与速比时，可装入圆柱行星齿轮减 速机构，将原中央单级减速改成中央双级减速驱动桥 ，这种改制"三化"程度高，桥壳、主 减速器等均可通用，盆齿轮直径不变；另一类如洛克威尔系列产品，当要增大牵引力与速 比时，需要改制第一级伞齿轮后，再装入第二级圆柱直齿轮或斜齿轮，变成要求的中央双级 减速驱动桥，这时桥壳可通用，主减速器不通用，盆角齿轮由于上述中央双级减速桥均是在 中央单级桥的速比超出一定数值或牵引总质量较大时，作为系列产品而派生出来的一种型 号，它们很难变型为前驱动桥，使用受到一定限制。因此，综合来说，双级减速桥一般均不作 为一种基本型驱动桥来发展，而是作为某一特殊考虑而派生出来的驱动桥存在，并且双级 减速驱动桥存在机械效率低、能耗损失大，结构复杂，成本高且维修便利性差的缺陷。
实用新型内容本实用新型为了克服现有大扭矩单级减速桥扭矩不足和现有双级减速桥效率低、 能耗大的难题，提供一种双被动齿轮驱动桥，该驱动桥是以一种全新的结构设计，使其能在 现有材料技术、热处理工艺技术的条件下满足输出扭矩60000N -m以上要求，而且能取代公 路用重型汽车上用的双级减速驱动桥(单后桥驱动车型)，以达到提高机械效率、减少能耗 的目的。本实用新型的技术方案是双被动齿轮驱动桥，包括前置差速器，所述差速器为开 式差速器，包括前、后半轴齿轮和四个行星齿轮，所述驱动桥内设有左右两对并列的减速双 曲面圆锥齿轮副，每对所述的减速双曲面圆锥齿轮副包括主动圆锥齿轮和被动圆锥齿轮， 所述差速器的前半轴齿轮通过花键与右主动圆锥齿轮连接，所述右主动圆锥齿轮与右被动 圆锥齿轮为一对啮合圆锥齿轮副，所述右被动圆锥齿轮与驱动桥右轴套固定连接，所述驱 动桥右轴套通过花键与汽车后轮右半轴连接；所述差速器的后半轴齿轮通过花键与一个主动圆柱齿轮连接，所述主动圆柱齿轮 与一个被动圆柱齿轮构成圆柱齿轮副，所述被动圆柱齿轮通过花键与左主动圆锥齿轮连接；所述左主动圆锥齿轮与左被动圆锥齿轮为另一对啮合圆锥齿轮副，所述左被动圆锥齿 轮与驱动桥左轴套固定连接，所述驱动桥左轴套通过花键与汽车后轮左半轴连接。由上可知，在本实用新型所述的驱动桥内拥有两个相互独立转动的被动圆锥齿轮，左、右被动圆锥齿轮分别直接独立驱动左、右半轴，这样就从结构上弥补了在设计重型 车桥中，行星半轴齿轮强度不能满足设计要求的不足。本实用新型特征还在于所述左、右被动圆锥齿轮采用背向布置在同一轴线上，并 且分别采用左旋和右旋。这样可以抵消较大的轴向力并使结构紧凑；前置差速器完成差速 功能并可以弥补零部件间隙，使左右圆锥齿轮始终同步受力运行。本实用新型特征还在于左、右被动圆锥齿轮支承轴的右边部分与所述驱动桥右轴 套采用过盈配合，所述支承轴的左边部分与所述驱动桥左轴套采用衬环连接。这样就是把 支承轴、右轴套和右被动圆锥齿轮刚性的连接成为一个整体，所述支承轴的左边部分与所 述驱动桥左轴套采用衬环连接。这样左被动圆锥齿轮和支承轴之间可以有相对转动。这种 结构设计不仅满足了左、右车轮的不等速运动，还有效的减少了零部件数量和提高了零部 件工作的稳定性。本实用新型特征还在于所述左、右被动圆锥齿轮中间装有环形减磨垫圈，并用圆 柱销固定在所述右被动圆锥齿轮上，限制径向运动，并通过轴承预紧力限制轴向运动。这样 一方面保证了所述左右被动圆锥齿轮的相互滑动，另一方面可以有效的满足装配要求，并 可以保证汽车的左右被动圆锥齿轮根据路况要求运动。本实用新型的工作原理是本驱动桥采用两个被动圆锥齿轮分别独立驱动左右车 轮，而驱动桥的差速功能由前置差速器完成。参见图1，输入扭矩先由差速器3实现扭矩分 配，一部分扭矩经过前半轴齿轮1—右主动圆锥齿轮5 —右被动圆锥齿轮8 —右半轴7 — 右车轮6，另一部分扭矩经过后半轴齿轮2 ——对圆柱齿轮副4 —左主动圆锥齿轮12 —左 被动圆锥齿轮9 —左半轴10 —左车轮11。因为有左右两对相互独立的减速双曲面圆锥齿 轮副，所以驱动桥减速、增扭的功能也得以实现。其中一对圆柱齿轮副结构参数完全相同， 所以它们只是传递扭矩而不进行变速。本实用新型的有益效果是，可以将现有中央单级减速桥的输出扭矩翻倍，如果某 中央单级减速桥的输出扭矩为30000N · m，那么采用同一型号的双被动齿轮驱动桥的输出 扭矩可以达到60000N -m,而且离地间隙不会变小。这种驱动桥能广泛用于单后桥驱动的重 型汽车上和越野汽车上，可以起到提高车辆通过性、提高机械效率，降低能耗的作用。
下面参照附图结合实施例对本实用新型作进一步的描述。图1是本实用新型的工作原理图，图2是双被动齿轮结构示意图，图3是本实用新型差速器的结构示意图，图4是本实用新型的整体结构示意图。图中1为前半轴齿轮，2为后半轴齿轮，3为差速器，4为圆柱齿轮副，5为右主动 圆锥齿轮，6为右车轮，7为右半轴，8为右被动圆锥齿轮，9为左被动圆锥齿轮，10为左半轴， 11为左车轮，12为左主动圆锥齿轮，13为右轴套，14为支承轴，15为减磨垫圈，16为衬环，17为左轴套。
具体实施方式参见附图1、2、3、4，双被动齿轮驱动桥，包括前置差速器3，所述差速器3为开式差 速器，包括前半轴齿轮1、后半轴齿轮2和四个行星齿轮，所述驱动桥内设有左右两对并列 的减速双曲面圆锥齿轮副，每对所述的减速双曲面圆锥齿轮副包括主动圆锥齿轮和被动圆 锥齿轮，差速器3的前半轴齿轮1通过花键与右主动圆锥齿轮5连接，右主动圆锥齿轮5与 右被动圆锥齿轮8为一对啮合圆锥齿轮副，右被动圆锥齿轮8与驱动桥右轴套13通过螺栓 连接，所述驱动桥右轴套14通过花键与汽车后轮右半轴7连接，右半轴7与右车轮6刚性 连接。差速器3的后半轴齿轮2通过花键与主动圆柱齿轮4连接，所述主动圆柱齿轮4 与被动圆柱齿轮4’啮合构成圆柱齿轮副，所述被动圆柱齿轮4’通过花键与左主动圆锥齿 轮12连接；左主动圆锥齿轮12与左被动圆锥齿轮9为另一对啮合圆锥齿轮副，左被动圆锥 齿轮9与驱动桥左轴套17通过螺栓连接，驱动桥左轴套17通过花键与汽车后轮左半轴10 连接，左半轴10与左车轮11刚性连接。由发动机输入的扭矩经凸缘传递给差速器3，差速器通过十字轴和行星齿轮将扭 矩平均分配给前半轴齿轮1和后半轴齿轮2 ；前半轴齿轮1通过花键将扭矩传递给右主动 圆锥齿轮5，经过右圆锥齿轮副的减速增扭，扭矩经右被动齿轮8和螺栓传递给右轴套13， 右轴套13将扭矩传递给右半轴7，驱动右车轮6转动。同理，后半轴齿轮2通过花键将扭矩传递给圆柱齿轮副4、4’，圆柱齿轮副4、4’再 通过花键将扭矩传递给左主动圆锥齿轮12，经过左圆锥齿轮副的减速增扭，扭矩经左被动 圆锥齿轮9和螺栓传递给左轴套17，左轴套17通过花键与左半轴10连接，左轴套17将扭 矩传递给左半轴10，驱动左车轮11转动。在图1中，我们可以看出主减速器由前置差速器3、一对圆柱齿轮4、4’和两对双曲 面圆锥齿轮副组成，圆柱齿轮只有传递力矩的功能，没有减速增扭的功能，所以主动圆柱齿 轮4和被动圆柱齿轮4’的基本参数都相同。两对双曲面圆锥齿轮的基本参数也相同，只是 各齿形的旋向不同，右主动圆锥齿轮5选左旋，则右被动圆锥齿轮8为右旋，左主动圆锥齿 轮12为右旋，则左被动圆锥齿轮9为左旋。在图1中，我们可以看出左半轴10与左被动圆锥齿轮9、右半轴7与右被动圆锥齿 轮8直接连接。如按现有单级驱动桥的设计原理设计输出扭矩50000N · m的驱动桥时，行 星半轴齿轮需要达到25000N · m的承载要求，被动圆锥齿轮需要满足50000N · m的承载要 求。而按双被动齿轮驱动桥的设计原理，两对被动圆锥齿轮分别驱动左右半轴，这样每个被 动圆锥齿轮就只需要承载25000N-m的载荷，而差速器布置在减速增扭之前，行星半轴齿轮 承受的扭矩为25000N ·πιΛ (i为减速比)，当i = 5时半轴齿轮承受的扭矩仅为5000N ·πι。从上面的分析我们发现，设计相同输出扭矩的驱动桥，按双被动齿轮驱动桥的设 计原理，被动圆锥齿轮的承载要求只有普通单级减速桥被动圆锥齿轮承载的1/2 ；行星半 轴齿轮的承载要求为普通单级减速驱动桥行星半轴齿轮承载的1/i (i为减速比)。由此我 们可以知道双被动齿轮驱动桥对齿轮强度的要求大大降低，使在现有技术条件下生产输出 扭矩60000N · m及以上单级减速驱动桥成为可行。[0026]在图2中，我们可以看出左、右被动圆锥齿轮的支承轴14的右边部分与右轴套13 采用过盈配合，这样就是把支承轴14、右轴套13和右被动圆锥齿轮8刚性的连接成为一个 整体；支承轴14的左边部分与左轴套17采用衬环16连接，这样左被动圆锥齿轮9和支撑 轴14之间可以有相对转动。这种结构设计满足了左、右车轮的不等速运动要求。左右被动齿轮9和8的中间的环形减磨垫圈15(由两个半圆用螺栓连接而成)， 用圆柱销固定在右被动圆锥齿轮8上限制径向运动，再通过轴承预紧力限制轴向串动。这 样一方面保证了左右被动圆锥齿轮9和8的相互滑动，另一方面可以有效的满足装配要求。 可以保证汽车的左右被动圆锥齿轮根据路况要求运动。尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言， 可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修 改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。
权利要求双被动齿轮驱动桥，包括前置差速器，所述差速器为开式差速器，包括前、后半轴齿轮和四个行星齿轮，其特征是所述驱动桥内设有左右两对并列的减速双曲面圆锥齿轮副，每对所述的减速双曲面圆锥齿轮副包括主动圆锥齿轮和被动圆锥齿轮，所述差速器的前半轴齿轮通过花键与右主动圆锥齿轮连接，所述右主动圆锥齿轮与右被动圆锥齿轮为一对啮合圆锥齿轮副，所述右被动圆锥齿轮与驱动桥右轴套固定连接，所述驱动桥右轴套通过花键与汽车后轮右半轴连接；所述差速器的后半轴齿轮通过花键与一个主动圆柱齿轮连接，所述主动圆柱齿轮与一个被动圆柱齿轮构成圆柱齿轮副，所述被动圆柱齿轮通过花键与左主动圆锥齿轮连接；所述左主动圆锥齿轮与左被动圆锥齿轮为另一对啮合圆锥齿轮副，所述左被动圆锥齿轮与驱动桥左轴套固定连接，所述驱动桥左轴套通过花键与汽车后轮左半轴连接。
2.根据权利要求1所述的双被动齿轮驱动桥，其特征是所述左、右被动圆锥齿轮采用 背向布置在同一轴线上，并且分别采用左旋和右旋。
3.根据权利要求1所述的双被动齿轮驱动桥，其特征是所述左、右被动圆锥齿轮支承 轴的右边部分与所述驱动桥右轴套采用过盈配合，所述支承轴的左边部分与所述驱动桥左 轴套采用衬环连接。
4.根据权利要求1所述的双被动齿轮驱动桥，其特征是所述左、右被动圆锥齿轮中间 装有环形减磨垫圈，并用圆柱销固定在所述右被动圆锥齿轮上，限制径向运动，并通过轴承 预紧力限制轴向运动。
专利摘要一种能够使单级减速驱动桥输出扭矩超过国内现有最高水平，达到60000N·m以上的双被动齿轮驱动桥，技术方案采用左右两对并列的减速双曲面圆锥齿轮副独立驱动左右车轮，而驱动桥的差速功能由前置差速器完成，这样在结构设计上有效的避开了目前国内单级减速重型车桥用主被动齿轮、行星齿轮、半轴齿轮在强度上不能满足设计要求的矛盾。左、右被动圆锥齿轮采用背向布置，而且分别采用左、右旋，这样可以有效抵消较大的轴向力，降低轴承的负荷，还可以有效节省空间使零部件布置更紧凑。这种驱动桥能广泛用于单后桥驱动的重型汽车上和越野汽车上，可以起到提高车辆通过性、提高机械效率，降低能耗的作用。
文档编号B60K17/08GK201559525SQ20092018111
公开日2010年8月25日 申请日期2009年12月11日 优先权日2009年12月11日
发明者陈方 申请人:陈方