车桥总成的制作方法
【专利说明】车桥总成
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]该申请要求2013年4月5日递交的美国临时专利申请N0.61/808945和2013年
5月6日递交的美国临时专利申请N0.61/819892的权益，它们的公开内容通过引用如同详细地充分陈述的那样被合并于此。
技术领域
[0003]本公开涉及车桥总成。
【背景技术】
[0004]本部分提供与本公开有关的背景信息，其未必是现有技术。
[0005]现代商用汽车车桥总成往往利用标准效率的齿轮组和大重量的润滑剂以非常坚固的方式设计。虽然这种车桥总成已经被证明对于它们的预期用途而言是令人满意的，不过它们仍有待改进。
【发明内容】
[0006]本部分提供本公开的概述，而不是本公开的全部范围或其所有特征的全面公开。
[0007]在一种形式中，本教导提供一种车桥总成，其包括载架外壳、具有多个小齿轮齿的输入小齿轮、第一对轴承、差速器总成、第二对轴承、环形齿轮和润滑剂。第一对轴承相对于载架外壳支撑输入小齿轮以便围绕第一轴线旋转。第一对轴承为角接触轴承或低摩擦圆锥轴承。差速器总成具有差速器壳和安装到该差速器壳的差速器齿轮组。第二对轴承相对于载架外壳支撑输入小齿轮以便围绕横向于第一轴线的第二轴线旋转。第二对轴承为角接触轴承或低摩擦圆锥轴承。环形齿轮被安装到差速器壳以便围绕第二轴线共同旋转。环形齿轮具有与小齿轮齿啮合的多个环形齿轮齿。环形齿轮齿限定节圆直径。润滑剂被接收在载架外壳中，并且根据ASTM测试标准D445-12，当润滑剂的温度是100摄氏度时润滑剂具有小于或等于12cSt的运动粘度。载架外壳限定第一集油槽、第二集油槽和第一储存器。第一集油槽被配置为保持润滑剂的第一部分，以便环形齿轮在车桥总成运行期间旋转通过润滑剂的第一部分。第二集油槽接收当环形齿轮沿预定旋转方向高于预定旋转速度旋转时从环形齿轮抛出的润滑剂。第二集油槽具有第一排出部，该第一排出部被配置为将接收在第二集油槽中的润滑剂排出到第一储存器中。第一储存器在环形齿轮沿预定的第一方向旋转时将润滑剂提供到第一轴承中的第一个。环形齿轮和输入小齿轮为具有偏置距的准双曲面齿轮系统，该偏置距小于环形齿轮齿的节圆直径的10%。环形齿轮齿和小齿轮齿中的至少一个具有在0.4 μπι Ra和0.01 μπι Ra之间的无方向性的表面粗糙度。
[0008]进一步的应用领域由在此所提供的说明将变得明显。在该概述中的说明和特定示例仅用于例示的目的，并非旨在限制本公开的范围。
【附图说明】
[0009]在此描述的附图仅用于所选实施例而非所有可能的实施方式的例示目的，并且不旨在限制本公开的范围。
[0010]图1是具有根据本公开的教导构造的示例性车桥总成(例如，后桥总成)的车辆的不意图；
[0011]图2是图1的车辆的一部分的分解透视图，更详细地例不后桥总成；和
[0012]图3是贯穿图2的车桥总成的一部分的截面图。
[0013]相应的附图标记在附图的若干视图中始终指示相应的部分。
【具体实施方式】
[0014]参考附图的图1，具有根据本公开的教导构造的车桥总成(例如，后桥总成)的示例性车辆总体由附图标记10指示。车辆10可具有动力系统12和传动系或传动系统14。动力系统12可以常规方式构造，并且可包括动力源16和变速器18。动力源16可被配置成提供推进动力，并且可例如包括内燃机和/或电动机。变速器18可从动力源16接收推进动力，并且可将动力输出到传动系统14。变速器18可具有多个自动地或者手动地选择的齿轮齿数比。在提供的特定示例中，传动系统14具有双轮后轮驱动配置，但本领域技术人员将理解本公开教导适用于其它传动系统配置，包括四轮驱动配置、全轮驱动配置以及前轮驱动配置。传动系统14可包括传动轴20和后桥总成22。传动轴20可将变速器18联接到后桥总成22，以便后桥总成22接收变速器18的旋转动力输出。后桥总成22可将旋转动力分配到后车轮26。
[0015]参考图2，后桥总成22可包括外壳30、输入小齿轮32、环形齿轮34、差速器总成36和一对半轴38 (仅示出一个)。输入小齿轮32能围绕第一轴线40旋转，而环形齿轮34和差速器总成36能围绕第二轴线42旋转，第二轴线42可横向(例如，垂直)于第一轴线40。
[0016]外壳30可包括载架外壳50、一对车桥管52和盖54。载架外壳50可由任何期望的材料形成，诸如铝，并且可限定中央室56、盖法兰58和一对管支架60。每个车桥管52可被接收在管支架60中相应的一个中，并被固定地联接到载架外壳50。例如，每个车桥管52可被压配合到管支架60之一中，并且一个或多个传统的塞焊部(未具体示出)可被用于将每个车桥管52轴向和旋转固定到其管支架60。盖54可被安装到盖法兰58以闭合通向中央室56的通路。衬垫62可被设置在盖54和盖法兰58之间。
[0017]输入小齿轮32可被接收在中央室56中，并被安装在一组小齿轮轴承64上以便围绕第一轴线40旋转。小齿轮轴承64可为任何合适类型的轴承，诸如角接触球轴承和/或低摩擦圆锥轴承。将理解，小齿轮轴承64可作为输入小齿轮32的安装的一部分被预加载。任何手段或方法可被用于预加载小齿轮轴承64，诸如将螺母70拧到输入小齿轮32的螺纹部分72上以产生夹紧力，该夹紧力通过配对法兰74被传递到小齿轮轴承64之一的内座圈。螺母70和螺纹部分72可具有相对小节距的螺纹。配对法兰74以滑动配合方式被安装到输入小齿轮32的轴部78上。轴部78上的一系列周向间隔开的定心突起(未示出)与配对法兰74协作，以将配对法兰74围绕轴部78同心地定位。以这种方式构造允许施加到螺母70 (将配对法兰74拧紧以抵靠内轴承座圈)的扭矩的量更精确地反映小齿轮轴承64上的预加载荷。
[0018]差速器总成36可包括能被接收在中央室56中的差速器壳84。差速器壳84可被安装在一组差速器轴承86上，以围绕第二轴线42旋转。差速器轴承86可为角接触球轴承或低摩擦圆锥轴承。环形齿轮34可被固定地联接到差速器壳84，并啮合到输入小齿轮32。在所提供的特定示例中，环形齿轮34被焊接(例如，激光焊接)到差速器壳，但是可替代地可采用其它联接手段，诸如螺纹紧固件。输入小齿轮32和环形齿轮34可被配置为准双曲面伞齿轮组，并可具有相对小的准双曲面齿轮偏置距，诸如比环形齿轮34的节圆直径的10%小并且优选比环形齿轮34的节圆直径的8%小的准双曲面齿轮偏置距。在提供的特定示例中，环形齿轮34具有218mm的节圆直径，准双曲面齿轮偏置距为15mm，使得准双曲面齿轮偏置距是环形齿轮34的节圆直径的6.9%。
[0019]输入小齿轮32可具有相对小的齿，以便在输入小齿轮32和环形齿轮34之间传递的载荷可被分散在若干齿上。在提供的特定示例中，输入小齿轮32具有14个齿，环形齿轮34具有43个齿，使得环形齿轮的齿与小齿轮的齿的比率为3.07。
[0020]输入小齿轮32和/或环形齿轮34上的齿可具有相对高或光滑的表面光洁度。在提供的特定示例中，康涅狄格州索辛顿的REM化学公司的各向同性超精加工工艺被用于为输入小齿轮32和环形齿轮34的齿提供无方向性的低表面粗糙度(Ra)的光洁度，其在大约0.4 μm(16 μ in)至大约0.01 μm(0.5 μ in)之间，诸如具有小于或等于大约0.2 μm(8 μ in)的表面粗糙度的光洁度，优选地具有小于或等于大约0.05 μπι(2 μ in)的表面粗糙度的光洁度，并且更优选地具有小于或等于大约0.025 μπι(1 μ in)的表面粗糙度的光洁度。然而，将理解，可替代地采用诸如研磨、抛光或磨削之类的其它工艺，尤其是当期望其它表面光洁度时。
[0021]参考图3，合适的润滑剂被设置在由外壳30限定的第一集油槽100中。在车辆10(图1)沿向前的方向运行期间，第一集油槽100中的润滑剂在环形齿轮34旋转通过第一集油槽100中的润滑剂时依附于环形齿轮34 ;润滑剂中依附于环形齿轮34的部分可从环形齿轮34抛到第二集油槽104上，第二集油槽104被竖向设置在第一集油槽100上方并在输入小齿轮32的顶部正上方。第二集油槽104可包括第一集油槽排出部110和第二集油槽排出部112，第一集油槽排出部110和第二集油槽排出部112能分别以流体连接方式被联接到第一润滑剂储存器120和第二润滑剂储存器122。第一润滑剂储存器120可被用于保持期望量的润滑剂以润滑小齿轮轴承64中的一个(S卩，尾轴承)和油封(未示出)，而第二润滑剂储存器122可被用于保持期望量的润滑剂以润滑小齿轮轴承64中的另一个(即，头轴承)。第一储存器排出部130和第二储存器排出部132可分别与第一润滑剂储存器120和第二润滑剂储存器122流体连通地联接，这允许第一润滑剂储存器120和第二润滑剂储存器122中过量的润滑剂被排放到第一集油槽100。可选地，第一储存器排出部130可被流体连通地联接到第二润滑剂储存器122。
[0022]第一集油槽排出部HO和第二集油槽排出部112可被定尺寸为使得，当车辆10 (图1)沿给定的方向以预定速度运行时，诸如当向前以15英里每小时运行时，润滑剂(经由环形齿轮34)被引导到第二集油槽104中，这与第二集油槽104中的润滑剂可从第一集油槽排出部110和第二集油槽排出部112排出相比更快。第二集油槽104中过量的润滑剂可(例如，经由如在共同转让的美国专利N0.8512193中所述的载架外壳上或中的过道，该美国专利通过引用如同详细地充分陈述那样合并于此)被引导到差速器轴承86中的一个或两个和/或引导到小齿轮32和/或环形齿轮34的齿。在提供的示例中，第二集油槽104中超过第一量的润滑剂经由通道或肋140 (仅示出一个)被引导到差速器轴承86 (图2)，第二集油槽104中超过第二量的润滑剂经由喷口 150在刚好在输入小齿轮32和环形齿轮34的齿啮合在一起的地方之前的点处被引导到输入小齿轮32的齿上。在提供的特定示例中，第二集油槽104部分由倾斜底板154限定，倾斜底板154在第二集油槽排出部112、通向肋140的入口和喷口 150之间成锥形，使得通向肋140的入口在竖向上被设置在喷口150和第二集油