四驱传动结构及赛车的制作方法

1.本实用新型涉及传动结构技术领域，尤其是涉及一种四驱传动结构及赛车。


背景技术：

2.传动系统的结构形式应满足汽车总布置的要求，必须具有足够的强度和刚度以承受从车轮传来的冲击，并且具有良好的动力性和经济性。
3.baja赛车传动系统一般有cvt、减速器、差速器、半轴等部件组成。目前 baja赛车驱动形式多为发动机中置后驱，且减速器多为dana减速器，此形式较为简单，且减速器价格较为昂贵。基于2020新赛季规则变化，鼓励车队使用四驱传动结构。未来大赛往四驱方向发展的大趋势，同时对于大赛统一指定的发动机且车队禁止改装发动机，各车队的赛车动力源一样。因此，设计一套动力响应灵敏，可靠性高、稳定性强的四驱传动系统显得尤为重要。
4.现有的baja赛车的传动机构已经趋近于成熟，但从两驱跨越到四驱时，本技术人发现至少面临以下问题：
5.1、在非baja赛车领域的四驱传动结构中，为了将发动机的动力进行分配，将动力输出到前轴，或者同时输出到前/后轴，需要设置分动箱。现有分动箱与减速器的连接结构中，结构复杂、响应存在滞后性，且占用较大体积，不适于应用至baja赛车等小体积越野车型上。
6.2、为了使得汽车在拐弯时左、右驱动轮实现以不同转速转动，需要设置差速器。而baja赛车在高速弯时，由于复杂赛道，设置差速器易产生抬轮现象，脱困能力和通过性差，尤其不适于越野型赛车。且由于差速器作用，会造成动力损失，出弯速度较慢。且差速器体积较大，占用空间较大，质量大，转动惯量大且不利于后桥布置，对于复杂的赛道，大的后轴荷会轻微影响到赛车的稳定性，并且传动效率变低。
7.3、现有四驱传动结构的前减速器搭载体积大，结构复杂，使赛车设计时整车的结构更加复杂，车辆高大且质心较高，占用过多的驾驶舱体积，还会影响驾驶人员的操控性以及舒适性。由于前轮为驱动转向轮的特殊结构，转向力矩大，车手难以轻松转向，驾驶强度高，无法长时间驾驶。


技术实现要素：

8.本实用新型的目的在于提供一种四驱传动结构及赛车，以解决现有技术中存在的四驱传动结构中减速器与分动箱传动结构复杂，体积大、响应滞后的技术问题；本实用新型提供的诸多技术方案中的优选技术方案所能产生的诸多技术效果详见下文阐述。
9.为实现上述目的，本实用新型提供了以下技术方案：
10.本实用新型提供的四驱传动结构，包括第一减速器、第二减速器和分动箱，其中：
11.所述第一减速器和所述第二减速器之间通过中间传动轴传动连接，所述第一减速器包括中间轴齿轮组、与动力输入轴连接的输入齿轮和与半轴传动连接的输出齿轮；所述中间轴齿轮组位于所述输入齿轮和输出齿轮之间并与两者啮合传动，且所述中间轴齿轮组
的至少部分延伸至所述分动箱壳体内作为所述分动箱的输入轴，并与所述中间传动轴之间齿轮传动。
12.优选的，所述中间轴齿轮组包括中间轴、第一齿轮和第二齿轮，其中：
13.所述中间轴第一端位于所述第一减速器的壳体内，第二端延伸至所述分动箱壳体内，所述第一齿轮和所述第二齿轮均固定在所述中间轴上，所述第一齿轮与所述输入齿轮啮合传动，所述第二齿轮与所述输出齿轮啮合传动。
14.优选的，所述分动箱包括分动箱壳体以及位于所述分动箱壳体内的第一输出锥齿轮和分动箱输出轴，所述第一输出锥齿轮固定于所述分动箱输出轴上，并与所述中间轴的第二端啮合传动。
15.优选的，所述中间轴齿轮组还包括有第一输入锥齿轮，所述第一输入锥齿轮固定于所述中间轴的第二端并位于所述分动箱壳体内，所述第一输入锥齿轮与所述第一输出锥齿轮啮合传动。
16.优选的，所述第一输入锥齿轮与所述中间轴一体成型。
17.优选的，所述中间传动轴的一端存在有第一万向节，所述第一万向节与所述分动箱的输出轴连接；
18.和/或，所述中间传动轴的另一端存在有第二万向节，所述第二万向节与所述第二减速器的输入轴连接。
19.优选的，所述第一减速器还包括有第一输出轴，所述第一输出轴与所述所述输出齿轮固定连接，所述第一输出轴两端分别与后半轴内球笼直接装配；
20.所述第二减速器与前轮半轴之间通过差速器传动连接。
21.优选的，所述第二减速器包括第二壳体以及位于所述第二壳体内的差速器、第二输入轴和第二输出轴，其中：
22.所述第二输入轴与所述中间传动轴连接，并与所述差速器之间齿轮传动连接；所述第二输出轴一端固定于所述差速器半轴齿轮，另一端与前半轴内球笼连接。
23.优选的，所述第二减速器还包括有位于所述第二壳体内的第二输入锥齿轮和第二输出锥齿轮，其中：
24.所述第二输入锥齿轮固定于所述第二输入轴上，所述第二输入锥齿轮与所述第二壳体之间、所述第二输出锥齿轮与所述第二壳体之间均通过轴承连接，且所述第二输入锥齿轮与所述第二输出锥齿轮之间啮合传动，所述第二输出锥齿轮与所述差速器连接。
25.本实用新型还提供了一种赛车，包括上述四驱传动结构，所述第一减速器为与后半轴传动连接的后减速器，所述第二减速器为与前半轴传动连接的前减速器。
26.本实用新型与现有技术相比，具有如下有益效果：上述四驱传动结构，第一减速器为二级减速器，通过位于输入齿轮和输出齿轮之间的中间轴齿轮组，将分动箱集成于第一减速器上，即中间轴齿轮组的至少部分即能作为第一减速器的一级输出，又能作为分动箱的动力输入，能够分别将动力分配传递至后半轴和分动箱内，进而通过分动箱将动力传输至第二减速器。结构简单、分动箱与第一减速器的连接结构，结构简单、紧凑，体积小，分动箱相应更快速，动力传递更精确，提高车手驾驶的操控性。
附图说明
27.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
28.图1是本实用新型四驱传动结构的整体结构示意图；
29.图2是后减速器的结构示意图；
30.图3是后减速器、分动箱与中间传动轴的配合结构示意图；
31.图4是前减速器、差速器与中间传动轴的配合结构示意图。
32.图中100、后半轴；200、前半轴；300、cvt从动轮；
33.1、第一减速器；10、第一壳体；11、输入齿轮；12、中间轴齿轮组；121、第一齿轮；122、第二齿轮；123、中间轴；124、第一输入锥齿轮；13、输出齿轮；14、第一输出轴；
34.2、第二减速器；20、第二壳体；21、差速器；22、第二输入锥齿轮；23、第二输出锥齿轮；24、第二输出轴；
35.3、分动箱；30、分动箱壳体；31、第一输出锥齿轮；32、分动箱输出轴；
36.4、中间传动轴；
37.5、十字万向节；
38.6、动力输入轴。
具体实施方式
39.为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本实用新型的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本实用新型所保护的范围。
40.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“长度”、“宽度”、“高度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“侧”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
41.在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
42.本实用新型实施例提供了一种结构简单、紧凑，体积小，相应更快速，动力传递更精确，提高车手驾驶的操控性的四驱传动结构及赛车。
43.下面结合图1
‑
图4对本实用新型提供的技术方案进行更为详细的阐述。
44.实施例一
45.如图1
‑
图4所示，本实施例提供了一种四驱传动结构，包括第一减速器1、第二减速器2和分动箱3，其中：第一减速器1和第二减速器2之间通过中间传动轴4传动连接，第一减速器1包括中间轴齿轮组12、与动力输入轴6连接的输入齿轮11和与半轴传动连接的输出齿轮13；中间轴齿轮组12位于输入齿轮11和输出齿轮13之间并与两者啮合传动，且中间轴齿轮组12的至少部分延伸至分动箱壳体30内作为分动箱3的输入轴，并与中间传动轴4之间齿轮传动。
46.参见图1所示，上述第一减速器1为与后半轴100驱动连接的后减速器，具体的，输出齿轮13与后半轴100传动连接；第二减速器2为与前半轴200 驱动连接的前减速器。动力输入轴6连接输入齿轮11和cvt从动轮300(cvt：无级变速器)，实现动力向后减速器的输入。
47.优选的，本实施例的输入齿轮11与动力输入轴6一体成型，结构更加紧凑、稳定，动作相应更迅速。第一减速器1还包括有第一输出轴14，第一输出轴14与输出齿轮13固定连接。如，输出齿轮13通过多个螺栓安装在第一输出轴14上。
48.具体的，第一减速器1安装固定在车架上，第一减速器1包括第一壳体10，动力输入轴6、中间轴齿轮组12、第一输出轴14均通过深沟球轴承固定在第一壳体10的轴承安装孔上。
49.上述四驱传动结构，第一减速器1为二级减速器，通过位于输入齿轮11 和输出齿轮13之间的中间轴齿轮组12，将分动箱3集成于第一减速器1上，即中间轴齿轮组12的至少部分即能作为第一减速器1的一级输出，又能作为分动箱3的动力输入，能够分别将动力分配传递至后半轴100和分动箱3内，进而通过分动箱3将动力传输至第二减速器2。
50.分动箱3与第一减速器1的连接结构，结构简单、紧凑，中间轴齿轮组12 的至少部分作为分动箱3内的一部分，参与分动箱3内的结构传动，使得分动箱3体积小，相应更快速，动力传递更精确，提高车手驾驶的操控性。
51.其中，动力输入轴6为高速旋转轴，可用润滑油方式润滑，利用相应齿轮进入润滑油中，通过齿轮转动带动齿轮油飞溅，保证了轴承和相应齿轮的润滑。
52.作为可选的实施方式，结合图1
‑
图3所示，本实施例的中间轴齿轮组12 包括中间轴123、第一齿轮121和第二齿轮122，其中：中间轴123的第一端位于第一减速器1的壳体内，第二端延伸至分动箱壳体30内，第一齿轮121和第二齿轮122均固定在中间轴123上，第一齿轮121与输入齿轮11啮合传动，第二齿轮122与输出齿轮13啮合传动。中间轴123露出于第一壳体10的部分用骨架油封。
53.具体的，第一齿轮121通过平键和卡簧安装在中间轴123上，以与中间轴 123可拆卸连接。中间轴123的第一端位于第一减速器1的壳体(第一壳体10) 内，并与第一齿轮121和第二齿轮122固定连接，如图3所示。中间轴123、第一齿轮121和第二齿轮122的配合结构能够实现输入齿轮11与输出齿轮13 之间的动力传递，且中间轴123的第二端延伸至分动箱壳体30内，同时作为分动箱3的动力输入部件，结构更紧凑、便于及时响应。
54.作为可选的实施方式，结合图1和图3所示，本实施例的分动箱3包括分动箱壳体30以及位于分动箱壳体30内的第一输出锥齿轮31和分动箱输出轴 32，第一输出锥齿轮31固定于分动箱输出轴32上，利用花键传递扭矩和套筒限位，并与中间轴123的第二端啮合传动。上述分动箱输出轴32与中间传动轴 4连接，并通过深沟球轴承安装在分动箱壳体30内。
55.上述结构中，分动箱输出轴32仅通过第一输出锥齿轮31与中间轴123的第二端啮
合传动的方式，即能够实现第一减速器1至中间传动轴4动力传输，结构简单、紧凑，便于减小体积，能够实现动力由后减速器至分动箱3、中间传动轴4的快速响应。
56.具体的，参见图1和图2所示，分动箱壳体30通过螺栓安装在第一壳体 10一侧，便于容纳中间轴123延伸出第一壳体10的部分。由于分动箱输出轴 32转速低，可采用润滑脂润滑轴承和齿轮。
57.为了进一步减小分动箱3的体积，且提高动力传输的相应速度，作为可选的实施方式，参见图2和图3所示，本实施例的中间轴齿轮组12还包括有第一输入锥齿轮124，第一输入锥齿轮124固定于中间轴123的第二端并位于分动箱壳体30内，第一输入锥齿轮124与第一输出锥齿轮31啮合传动。
58.优选的，第一输入锥齿轮124与中间轴123一体成型，结构更紧凑，第一输入锥齿轮124形成在中间轴123的第二端，直接与第一输出锥齿轮31啮合传动，结构简单、紧凑，利于传动结构快速响应。且由于中间轴123与第一壳体 10内第一齿轮121和第二齿轮122可拆卸连接，不影响结构的装配。
59.作为可选的实施方式，参见图1所示，中间传动轴4的一端存在有第一万向节，第一万向节与分动箱3的输出轴连接；和/或，中间传动轴4的另一端存在有第二万向节，第二万向节与第二减速器2的输入轴连接。
60.本实施例的中间传动轴4的两端均采用上述结构，上述第一万向节和第二万向节结构相同，可均采用十字万向节5，分别连接分动箱输出轴32和第二减速器2输入端，实现等速传输动力，且中间传动轴4可在一定范围内伸缩，解决了加工制作上的误差、车架变形、机械运行变形干涉等带来的运动干涉问题，降低加工难度，提高传输平稳性和维护性。
61.实施例二
62.正如背景技术中所述，对于小型赛车而言，在越野时，由于复杂赛道，设置差速器易产生抬轮现象，脱困能力和通过性差，尤其不适于越野型赛车。如在遇到坑洼地段，其中一侧轮体陷入坑洼段，会造成车轮空转，车体难以通过障碍。为了提高车体的通过性，参见图1和图4所示，本实施例的第一减速器 1还包括有第一输出轴14，第一输出轴14与输出齿轮13固定连接，第一输出轴14两端分别与后半轴100内球笼直接装配。
63.第一减速器1为与后半轴100连接的后减速器，其第一输出轴14直接与后半轴100连接，无差速器21，保证车辆在过高速弯时减少动力损失，有足够大的出弯速度；尤其对于弯道居多的赛道，如baja赛道，上述第一减速器1与后半轴100的连接结构可以提高出弯时候动力传到轮胎的响应性、车体的通过性。
64.同时为了控制车辆转弯时左右轮体的速度差，本实施例中，第二减速器2 与前轮半轴之间通过差速器21传动连接。
65.实施例三
66.现有技术中前减速器结构复杂、体积较大，易占用较大的驾驶仓空间。针对该问题，参见图1和图4所示，本实施例中的第二减速器2包括第二壳体20 以及位于第二壳体20内的差速器21、第二输入轴和第二输出轴24，其中：第二输入轴与中间传动轴4连接，并与差速器21之间齿轮传动连接；第二输出轴 24一端与差速器21半轴齿轮固定，通过卡簧限位，防止脱落；另一端与前半轴200内球笼连接。其中，差速器21为现有技术，在此对其结构不做赘述。
67.第二减速器2为前减速器，前减速器安装固定在车架上。其搭载体积小，质量轻，结构简单，价格便宜，驾驶舱体积受限小，同时车手可轻松转向，降低车手驾驶强度。
68.作为可选的实施方式，参见图1和图4所示，第二减速器2还包括有位于第二壳体20内的第二输入锥齿轮22和第二输出锥齿轮23，其中：第二输入锥齿轮22固定于第二输入轴上，第二输入锥齿轮22与第二壳体20之间、第二输出锥齿轮23与第二壳体20之间均通过轴承连接，且第二输入锥齿轮22与第二输出锥齿轮23之间啮合传动，第二输出锥齿轮23与差速器21连接。差速器 21上安装第二输出锥齿轮23，并通过深沟球轴承安装在第二壳体20上，同样，第二输入轴通过深沟球轴承安装在第二壳体20上。
69.第二减速器2中，第二输入锥齿轮22与第二输出锥齿轮23的配合结构，能够将输入第二减速器2中的动力传递至差速器21，进而传递至前半轴200，结构简单、紧凑。
70.前减速器内第二输入轴和第二输出轴24转速低，可采用润滑脂润滑轴承和相应齿轮。第一壳体10和第二壳体20，均为优质铝，有较好的刚强度，通过数控铣加工保证其加工精度。相应齿轮和齿轮轴材料均为cr，且渗碳处理，为防止第一减速器1、第二减速器2、分动箱壳体30、相应齿轮和相应齿轮轴的刚强度不够，在受到大扭矩时断裂，使用ansys软件对支撑支架进行不同优化。
71.优选的，后减速器末级减速比等于分动器和前主减速器乘积，实现前半轴 200、后半轴100分配到的转速一样。
72.本实施例中第一减速器1(后减速器)无差速结构，且通过中间轴齿轮组 12集成了分动器，结构简单，达到轻量化设计目标的同时保证足够的刚强度，保证车辆在过高速弯时减少动力损失，有足够大的出弯速度，提高了车辆的通过性，更适于全场地越野型赛车，如baja赛车。
73.实施例四
74.本实施例提供了一种赛车，包括上述四驱传动结构，第一减速器1为与后半轴100传动连接的后减速器，第二减速器2为与前半轴200传动连接的前减速器。
75.上述赛车，结构简单、分动箱3与第一减速器1的连接结构，结构简单、紧凑，体积小，分动箱3相应更快速，动力传递更精确，提高车手驾驶的操控性；且后减速器中无差速结构，提高了车体的可通过性。
76.在本说明书的描述，具体特征、结构或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
77.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
78.以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权
利要求的保护范围为准。