专利名称：具有动力分流结构的主减速器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种适用于轮式车辆驱动桥的主减速器，具体涉及一种具有动力分流结构的主减速器。
背景技术：
为了提高车辆的越野性能和通过能力，许多越野车辆、越野载重车辆和工程车辆都要求车辆具有较大的离地高度，而在许多情况下，车辆的离地高度主要取决于驱动轮的直径和主减速器的直径。普通轮式车辆上常用的单级螺旋锥齿轮减速器为了满足所需的输出扭矩，被动齿轮的直径都比较大，难以同时满足离地高度的要求，为此许多工程车辆不得不采用包含轮边减速器的双级减速机构。双级减速桥在主减速级中采用了较小的传动比，减小了从动齿轮上的输出扭矩，因而减小了主减速器从动齿轮的直径，增加了离地高度，但存在成本高、传动效率低下、噪声大和高速行驶时轮边减速器发热严重等问题。由于轮边减速器通常位于轮毂内，散热条件很不好，过高的油温不仅使机油和油封易于老化，还有可能导致轮胎内气压升高和爆胎，危及车辆行驶安全。含轮边减速器的双级减速桥的油耗也明显高于单级减速桥，因此并不是一种理想的布局结构。
此外通常的单级减速器和包含轮边减速器的双级减速桥的主减速器中，从动齿轮上的齿是形成在从动齿轮的一侧的，主动齿轮与被动齿轮进行啮合传动时，从动齿轮受到主动齿轮施加的沿差速器轴向的分力，从而造成从动齿轮的轴向力不平衡，重载时变形大，影响齿面间的正常啮合，从而限制了从动齿轮的承载能力，进而限制其能够传递的扭矩。并且，为了能够承受重载时从动齿轮对减速器壳体施加的较大的轴向力，在差速器壳体与从动齿轮之间还通常设置有含加强筋的法兰盘，高速行驶时增加了搅油损失。在现有的主减速器中，从动齿轮需要通过该法兰盘将扭矩传递该差速器壳体，然后再通过差速器壳体将扭矩传递给差速器的十字轴，这样，法兰盘和差速器壳体需要在承受很大的轴向力的同时承受很大的扭矩，因而在增加法兰盘的情况下还需要将差速器壳体设计的比较厚。同时由于差速器壳体需要在十字轴所在的平面上进行剖分，以便于安装现有的十字轴，差速器壳体的最薄处还必须穿过若干个螺栓，因此差速器的壳体通常都设计得比较厚。该包含法兰盘的设计以及比较厚的差速器壳体，既不利于减轻主减速器的重量，也限制了设置于差速器壳体内部的差速器齿轮的承载能力。差速器壳体上承受的轴向力最终是通过安装在差速器壳体是的一对圆锥滚子轴承传递给主减速器壳体的，圆锥滚子轴承在大轴向载荷下的摩擦力矩较大，效率不高。
发明内容
本发明的目的在于提供一种结构紧凑，承载能力高的具有动力分流结构的主减速器，在有限的空间内大幅度提高主减速器的承载能力，在保证车辆的离地高度和通过能力的前提下免去轮边减速器，从而使驱动桥的成本大幅度下降，并减少车辆的油耗和噪声。
为了实现上述目的，本发明的技术解决方案是，一种具有动力分流结构的主减速器，其至少包括主减速器壳体；差速器总成，其设置于主减速器壳体上；被动齿轮，设置在差速器总成上；主动齿轮，其设置于主减速器壳体上，并与被动齿轮相啮合；其中，所述的被动齿轮的两侧端面制有齿数相等的齿，所述主动齿轮设置为两个，该两个主动齿轮齿数相等，并分别与被动齿轮两侧的齿相啮合，在该两个主动齿轮的齿轮轴上分别设置有圆柱齿轮，该两圆柱齿轮相啮合构成为一对传动比为1∶1的动力分流圆柱齿轮副，所述主减速器的动力由其中一个主动齿轮输入，通过该对动力分流圆柱齿轮将其中一半的动力分流给另一个主动齿轮，并通过两主动齿轮与被动齿轮的啮合传动将动力汇集于被动齿轮上。
在本发明中，所述的差速器总成包括差速器壳体，设置在差速器壳体内的十字轴，设置在十字轴上的行星齿轮以及与该行星齿轮相啮合的半轴齿轮。
在本发明中，所述被动齿轮具有内孔，被动齿轮通过该内孔滑动配合地套在差速器壳体上，所述差速器的十字轴轴端穿过差速器壳体，并键连接于所述被动齿轮的内孔上。
在所述内孔上对应于十字轴轴端的位置设置有4条键槽，所述十字轴的4个轴端形成有键，从而通过该轴端的键与键槽的配合，被动齿轮直接将动力传输给差速器的十字轴。这样，差速器壳体将不承受扭矩。
在本发明中，所述的十字轴为组合十字轴，其包括中央方块、一根长销和两根短销，所述的中央方块具有两个相交的通孔，所述长销贯穿中央方块，其两端与被动齿轮的内孔形成键配合，所述短销的一端与被动齿轮形成键配合，另一端插入中央方块的孔中，并终止于长销的外圆面。
这样，差速器中的各部件包括行星齿轮和组合十字轴可以通过逐件插入来进行装配，使得差速器壳体在十字轴所在处也可是一体的(而不需要像现有差速器壳体那样剖成两部分再通过螺栓连接)，并且由于差速器的壳体不承受扭矩，差速器的壳体可以制作得很薄，对于给定的差速器壳体直径，差速器壳体内可以容纳更大的差速器齿轮，提高了差速器的承载能力。
在本发明中，所述被动齿轮可以沿着差速器的轴线作少量的轴向游动，保证了两侧的主动齿轮作用在复合被动齿轮上的轴向力是相等的，使动力在两侧传动链上的分配是均匀的。
在本发明中，所述的动力分流圆柱齿轮通过键与主动齿轮的齿轮轴相连接。
在本发明中，所述一对动力分流圆柱齿轮为斜齿轮，其螺旋角相同，旋向相反。
利用本发明的上述结构，本发明的主减速器的效果是显著的由于本发明在被动齿轮的两侧均通过主动齿轮进行啮合转动，其受到的两侧主动齿轮在减速器轴向上分力相互抵消，从而避免了现有主减速器中的被动齿轮的轴向力不均衡的问题，使得该被动齿轮即使在重载情况下也不会产生变形以及由此带来的啮合问题，加之有两对主被动齿轮同时工作，因此提高了被动齿轮的承载能力，使其能够传递更大的扭矩，满足了输出大扭矩的需要。并且，由于被动齿轮上两侧的轴向力相抵消，从而不需要用于承载该轴向力的法兰盘，并且差速器壳体也可以设置的比较薄，不但结构更为紧凑，而且对于同样的差速器壳体直径，差速器壳体内可以容纳更大的差速器齿轮，提高了差速器的承载能力，使差速器的承载能力可以与具有动力分流结构的主减速器相匹配。因此，本发明的适用于驱动桥的具有动力分流结构的主减速器可以在有限的空间内数倍地增加输出扭矩，从而可以在保证驱动桥离地高度的前提下免去轮边减速器，减少车桥成本，降低油耗。
图1本发明的具有动力分流结构的主减速器的结构示意图；图2本发明的主减速器的复合被动齿轮与差速器十字轴的连接及组合十字轴的结构示意图；图3本发明的复合被动齿轮的结构示意图；图4本发明图3的俯视图；图5本发明的组合十字轴长销结构示意图；图6本发明图5的侧视图；图7本发明图5的俯视图；图8发明的组合十字轴短销结构示意图；图9本发明图8所示的短销结构侧视图；
图10本发明图8所示的短销结构俯视图；图11本发明的组合十字轴中央方块结构示意图；图12本发明图11的侧视图。
具体实施例方式
如图1所示，本发明的具有动力分流结构的主减速器，其至少包括有主减速器壳体1、设置于主减速器壳体1上的差速器总成6、设置于差速器总成上的被动齿轮7以及设置于主减速器壳体1上并与被动齿轮7相啮合的两主动齿轮2、4。为描述方便，以沿着车行进方向为视角观察用于后驱动桥的该主减速器为例，将该两主动齿轮2、4分别成为左侧主动齿轮2和右侧主动齿轮4。如图1、图3所示，本发明的被动齿轮7的两侧端面制有齿数相等的齿，左侧主动齿轮2和右侧主动齿轮4的齿数相等，并分别与被动齿轮7两侧的主动齿轮相啮合，在左侧主动齿轮2的齿轮轴21上设有左侧动力分流圆柱齿轮3，在右侧主动齿轮4的齿轮轴41上设有与左侧动力分流圆柱齿轮3相啮合的右侧动力分流齿轮5，该左侧动力分流圆柱齿轮3与右侧动力分流圆柱齿轮5的传动比为1∶1。利用上述结构，所述的具有动力分流结构的主减速器的动力可由左侧主动齿轮2或右侧主动齿轮4输入，通过传动比为1∶1的一对动力分流圆柱齿轮3、5将其中一半的动力分流给另一个主动齿轮，并通过左侧主动齿轮2和右侧主动齿轮4与被动齿轮7两侧的齿的啮合传动将两条传动支链上的动力汇集于被动齿轮7上。
这样，在本发明的具有动力分流结构的主减速器工作过程中，被动齿轮7与两侧的主动齿轮2、4相啮合传动，其受到的两侧主动齿轮2、4施加的在减速器总成6轴向上分力相互抵消，从而避免了现有主减速器中的被动齿轮的轴向力不均衡的问题，加之有两对主被动齿轮同时工作，提高了被动齿轮的承载能力，使其能够传递更大的扭矩，因而可在不增加被动齿轮7直径的情况下，满足了输出大扭矩的需要。并且，由于被动齿轮7上两侧的轴向力相抵消，从而不需要像现有差速器那样利用法兰盘和差速器壳体来承载该轴向力，因而可以取消法兰盘并将差速器壳体设置的比较薄，不但结构更为紧凑，而且对于同样的差速器壳体直径，差速器壳体内可以容纳更大的差速器齿轮，提高了差速器的承载能力，使差速器的承载能力可以与具有动力分流结构的主减速器相匹配。因此，本发明的主减速器可以在有限的空间内数倍地增加输出扭矩，从而可以在保证驱动桥离地高度的前提下免去轮边减速器，减少车桥成本，降低油耗。
如图1所示，本发明的差速器总成6可包括差速器壳体61，端盖62，设置于差速器壳体61内的十字轴65、设置于该十字轴65上的行星齿轮63以及与行星齿轮63相啮合的半轴齿轮64。
在本发明中，如图1、图2所示，被动齿轮7具有内孔71，该被动齿轮7通过该内孔71滑动配合地套在高承载能力差速器总成6的壳体61上，所述差速器总成6的十字轴65的轴端穿过差速器壳体61，并键连接于所述被动齿轮7的内孔71上。这样，被动齿轮7可通过该键连接而直接将扭矩传递给十字轴，而差速器的壳体是不承受扭矩的，从而可进一步减小差速器的壳体61的设计厚度，对于给定的差速器壳体61直径，差速器壳体61内可以容纳较大的差速器齿轮，提高了差速器总成6的承载能力。
如图2所示，作为一个具体的例子，可在十字轴65的4个轴端分别制有键651，在被动齿轮7的内孔71上形成有与该键651相对应的4条键槽72，从而通过该键651与键槽72的配合被动齿轮可直接将动力传输给差速器总成6的十字轴65。
如图2、图5-12所示，本发明中的十字轴65可为组合十字轴，该组合十字轴65包括位于四个行星齿轮63前端面中间的中央方块66，长销67和两根短销68，其中中央方块66有两个相交的通孔661。长销67贯穿中央方块66，其两端制有键651，与被动齿轮7的两条键槽72相配合。每根短销68的一端制有键651，与被动齿轮7的键槽72相配合，另一端插在中央方块66的孔661中，终止于长销67的外圆面。这样，差速器总成6中的各部件包括行星齿轮63和组合十字轴65可以通过逐件插入来进行装配，使得差速器壳体1在十字轴65所在处也可是一体的(而不需要像现有差速器壳体那样剖成两部分再通过螺栓连接)，因而差速器的壳体61的厚度可以进一步减小，对于给定的差速器壳体61直径，差速器壳体61内可以容纳更大的差速器齿轮，进一步提高了差速器总成6的承载能力。
在本发明中，如图1-图4所示，可在被动齿轮7上沿差速器总成的轴线方向形成所述的键槽72，并且该键槽72沿该差速器总成的轴线方向贯穿被动齿轮7的内孔71。这样，该被动齿轮7在差速器总成的轴线方向不受十字轴65上的键651的限制，并且由于该被动齿轮7是与差速器壳体6滑动配合的，因而在差速器总成的轴线方向上也不受差速器壳体6的限制。该被动齿轮7的轴向位置是在同时与两个主动齿轮相啮合时自动确定的，可以通过沿着高承载能力差速器总成6的轴线作少量的轴向游动来调整左右两侧传动支链上负荷的分配，并最终在左右两侧传动支链上的负荷相等，因而被动齿轮7在两个端面上受到的轴向力相等时达到平衡，从而保证了左右两侧传动支链上的负荷分配是均匀的。
在本发明中，作为一个具体的例子，如图1所示，所述的动力分流圆柱齿轮3、5可分别通过花键与主动齿轮2、4的齿轮轴21、41相连接。
在本发明中，由于两侧主动齿轮2、4的齿数是相等的，两个动力分流圆柱齿轮3、5的传动比为1∶1(齿数相等)，被动齿轮7两侧的齿数也相等，因此两条传动支链上的传动比是严格相等的，不会产生运动干涉。
作为一个具体的实施例，如图1所示，动力由右侧主动齿轮4输入，通过动力分流齿轮5和动力分流齿轮3将其中一半的动力传给左侧主动齿轮2，并最终会聚到复合被动齿轮7上。
为了使左右两侧主动齿轮2、4的相位角能与被动齿轮7两侧的齿槽的相位角相匹配，避免被动齿轮7因过多的轴向窜动而破坏齿面间的正常啮合，可以通过适当的工艺方法或在结构设计中加入适当的调整环节来保证各传动部件间正确的相位角。在本实施例中，为了使左右两侧主动齿轮2、4的相位角能与复合被动齿轮7两侧的齿槽的相位角相匹配，左侧和右侧动力分流圆柱齿轮3、5均设置为斜齿轮，螺旋角相同，旋向相反；所采用的工艺方法为装配时按测量尺寸来磨削动力分流圆柱齿轮5的两个端面，通过改变两个端面磨削余量的分配来改变右侧主动齿轮4相对于左侧主动齿轮2的相位角，从而保证各传动部件间具有正确的相位角。利用本实施例的上述结构，实现了通过动力分流后两个传动支链严格的相位匹配，保证了两个主动齿轮与被动齿轮正确的啮合位置。
在本发明中，主减速器壳体上还设置有轴承11，12、13、轴承盖14、端盖15、防尘盖16、油封17和油封支架18等部件，该些部件的结构与位置关系与常规设计相仿，在此不再赘述。
通过本发明的利用两个主动齿轮2、4进行动力分流、主减速器被动齿轮7向差速器十字轴65的直接扭矩传递和薄壁差速器壳体等措施，可以在有限的空间内数倍地增加输出扭矩，因而可以在保证驱动桥的最小离地高度的前提下免去轮边减速器，减少车桥成本，降低油耗。
依本实施例做出的具体结构和实施方法仅用于说明本发明可行的实施方案和可行性，而非用于限定本发明。
权利要求
1.一种具有动力分流结构的主减速器，其至少包括主减速器壳体；差速器总成，其设置于主减速器壳体上；被动齿轮，设置在差速器总成上；主动齿轮，其设置于主减速器壳体上，并与被动齿轮相啮合；其特征在于，所述的被动齿轮的两侧端面制有齿数相等的齿，所述主动齿轮设置为两个，该两个主动齿轮齿数相等，并分别与被动齿轮两侧的齿相啮合，在该两个主动齿轮的齿轮轴上分别设置有圆柱齿轮，该两圆柱齿轮相啮合构成为一对传动比为1∶1的动力分流圆柱齿轮副，所述主减速器的动力由其中一个主动齿轮输入，通过该动力分流圆柱齿轮将其中一半的动力分流给另一个主动齿轮，并通过两主动齿轮与被动齿轮的啮合传动将动力汇集于被动齿轮上。
2.如权利要求1所述的具有动力分流结构的主减速器，其特征在于，所述的差速器总成包括差速器壳体，设置在差速器壳体内的十字轴，设置在十字轴上的行星齿轮以及与该行星齿轮相啮合的半轴齿轮。
3.如权利要求2所述的具有动力分流结构的主减速器，其特征在于，所述被动齿轮具有内孔，被动齿轮通过该内孔滑动配合地套在差速器壳体上，所述差速器的十字轴的轴端穿过差速器壳体，并键连接于所述被动齿轮的内孔上。
4.如权利要求3所述的具有动力分流结构的主减速器，其特征在于，在所述内孔上对应于十字轴轴端的位置设置有4条键槽，所述十字轴的4个轴端形成有键，从而通过该轴端的键与键槽的配合，被动齿轮直接将动力传输给差速器的十字轴。
5.如权利要求4所述的具有动力分流结构的主减速器，其特征在于，在被动齿轮上沿差速器总成的轴线方向形成所述的键槽，并且该键槽沿差速器总成的轴线方向贯穿被动齿轮的内孔。
6.如权利要求3所述的具有动力分流结构的主减速器，其特征在于，所述差速器壳体在十字轴所在处为一体结构。
7.如权利要求2所述的具有动力分流结构的主减速器，其特征在于，所述的十字轴为组合十字轴，其包括中央方块、一根长销和两根短销，所述的中央方块具有两个相交的通孔，所述长销贯穿中央方块，其两端与被动齿轮的内孔形成键配合，所述短销的一端与被动齿轮形成键配合，另一端插入中央方块的孔中，并终止于长销的外圆面。
8.如权利要求1所述的具有动力分流结构的主减速器，其特征在于，所述的动力分流圆柱齿轮通过键与主动齿轮的齿轮轴相连接。
9.如权利要求1所述的具有动力分流结构的主减速器，其特征在于，所述的一对动力分流圆柱齿轮为斜齿轮，其螺旋角相同，旋向相反。
全文摘要
本发明涉及一种适用于驱动桥的具有动力分流结构的主减速器，包括主减速器壳体(1)、两主动齿轮(2)、(4)、一对相啮合且传动比为1∶1的动力分流圆柱齿轮(3)、(5)、高承载能力差速器总成(6)和被动齿轮(7)；动力通过主动齿轮(2)或主动齿轮(4)输入，通过动力分流圆柱齿轮(3)、(5)将一半动力分流给另一个主动齿轮，被动齿轮(7)设置于差速器总成(6)上，两个端面均制有齿，并分别与两个主动齿轮啮合，将两条传动支链上的动力汇聚并传递给差速器总成。本发明的主减速器可在保证车辆的离地高度和通过能力的前提下免去轮边减速器，从而使驱动桥的成本大幅度下降，并减少车辆的油耗和噪声。
文档编号F16H48/06GK101016932SQ20071006319
公开日2007年8月15日 申请日期2007年1月31日 优先权日2007年1月31日
发明者姜虹, 王小椿 申请人:姜虹, 王小椿