CN104149606A - 一种轮边减速机构 - Google Patents

Abstract

一种轮边减速机构，它包括一级减速部分、二级减速部分、转向部分和车轮部分；转向部分通过其中间轴及其固定装置与一级减速部分及二级减速部分连接；一级减速部分与二级减速部分内部通过齿轮啮合传递动力，一级减速箱体通过二级减速箱体上的台阶安装其上；车轮部分通过输出轴与二级减速部分连接；本发明是一种传动比大、结构紧凑的装配在四轮驱动和独立转向的汽车上，用于分动箱及车轮的连接及可实现双级减速的机构，使车轮拥有足够牵引性能和良好行驶特性，以达到保证车辆在常规路面上行驶能力的同时提高车辆在恶劣环境的通过性及操纵性等技术要求。

Description

一种轮边减速机构

【技术领域】

本发明涉及的一种轮边减速机构，是指一种适用于四轮驱动且独立转向汽车的轮边减速机构，属于工程机械技术领域。

【背景技术】

地球陆地大约有50％的区域是车辆不能到达的地方，另有像草原、荒漠等恶劣的环境需要车辆在行驶时能够提供足够的驱动力和良好的转向性能，此时，四轮驱动和独立转向变得不可或缺。

而目前市场上装配的轮边减速器多为一级减速驱动，常由于发动机性能的约束，在恶劣的行驶工况，无法产生足够的驱动力驱动汽车，受环境所迫亦无法正常转向。所以迫切需要一种可适应这种工况的新型汽车轮边减速系统，以改善汽车起步和加速能力，充分发挥发动机自身性能，并产生足够大的驱动力驱动汽车通过特定场合。

所述减速机构不但能充分发挥发动机性能，改变动力传动方向，还能使用加大系统传动比，大大增加系统输出扭矩，在充分发挥发动机性能的同时产生足够的驱动力驱动汽车。其独立转向机构更能大大提高汽车在恶劣环境行驶的操纵性能。

【发明内容】

1、发明目的：

本发明的目的是提供一种轮边减速机构，它是一种传动比大、结构紧凑的装配在能四轮驱动和独立转向的汽车上，用于分动箱及车轮的连接及可实现双级减速的机构，使车轮拥有足够牵引性能和良好行驶特性，以达到保证车辆在常规路面上行驶能力的同时提高车辆在恶劣环境的通过性及操纵性等技术要求。

2、技术方案：

本发明一种轮边减速机构包括：一级减速部分、二级减速部分、转向部分和车轮部分；它们之间的位置连接关系是：转向部分通过其中间轴及其固定装置与一级减速部分及二级减速部分连接；一级减速部分与二级减速部分内部通过齿轮啮合传递动力，一级减速箱体通过二级减速箱体上的台阶安装其上；车轮部分通过输出轴与二级减速部分连接。

所述一级减速部分包括：输入齿轮轴、油封固定板、油封固定螺栓及垫圈、油封、输入轴轴承端盖、石棉垫、密封垫、弹性垫圈、输入轴轴承、输入轴轴承套筒、一级减速箱体、输入轴轴套、上端盖固定垫圈及螺钉、减速箱上端盖、一级输出齿轮、输出齿轮轴承、套筒固定螺钉及垫圈；它们之间的位置连接关系是：输入齿轮轴通过一对输入轴轴承支承在输入轴轴承套筒中，该轴承为一组对置的标准件圆锥滚子轴承，型号根据输入齿轮轴轴径选定，轴向一端通过输入齿轮轴的轴肩定位，中间通过输入轴轴承套筒内壁的挡肩定位，另一端通过轴上的弹性挡圈定位，弹性挡圈外有油封，油封轴向通过输入轴轴承端盖定位，输入轴轴承端盖与输入轴轴承套筒间有石棉垫密封；一级输出齿轮一端与输入齿轮轴啮合，另一端通过花键与二级输入齿轮连接，通过一个输出齿轮轴承安装在中间轴上，通过输出齿轮轴承轴向定位；输出齿轮轴承通过中间轴轴肩定位；输入轴轴承套筒与一级减速箱体配合面之间有垫片以调整齿轮啮合间隙，输入轴轴承套筒插入到一级减速箱体上与之配合的孔中，并用四组内六角螺钉和弹簧垫圈固定其上；减速箱上端盖通过其上六组端盖螺钉及弹簧垫片固定在一级减速箱体上，其配合面加石棉垫密封；

所述二级减速部分包括：二级输入齿轮、油封、中间球轴承、配合铜环、二级输入轴承、二级减速箱体、二级减速箱体端盖、端盖固定垫圈及固定螺栓、套筒固定垫圈、输出轴轴承套筒、套盖固定螺钉及垫圈、输出轴套筒端盖、二级输出齿轮、定位销、齿轮固定螺钉、输出轴、输出轴轴承、油封和弹性挡圈；它们之间的位置连接关系是：二级输入齿轮外端为锥齿轮，内端通过花键与一级输出齿轮连接，通过二级输入轴承轴向定位；二级输入轴承通过一级减速箱体下端定位；一级减速箱体通过二级减速箱体上的台阶安装其上，台阶接触面依次有配合铜环、中间球轴承和油封；二级减速箱端盖通过四组螺钉及弹簧垫片固定在二级减速箱体上，接触面加石棉垫密封；一级输出齿轮通过花键径向固定在中间轴上，轴向通过中间轴上的轴肩及弹性挡圈定位，输出轴轴承装入输出轴轴承套筒中，轴向一端通过一级输出齿轮定位，中间通过输出轴轴承套筒内挡肩定位，一端通过输出轴套筒端盖定位，输出轴套筒端盖通过六组螺钉及弹簧垫片固定在输出轴轴承套筒上，输出轴轴承套筒插入二级减速箱体上对应孔中，配合圆柱面有油封密封，并通过四组螺钉及弹簧垫片固定在二级减速箱体上，输出轴套筒端盖与输出轴轴承套筒间加石棉垫密封，输出轴轴承套筒与二级减速箱体之间配合面有垫片以调整齿轮啮合间隙。

所述转向部分包括：转向油缸、摇臂固定螺栓、转向摇臂、油封、圆锥滚子轴承、转动销、中间轴、中间轴固定垫圈、中间轴固定螺钉；它们之间的位置连接关系是：转向油缸通过转动销与转向摇臂连接，转向摇臂通过摇臂固定螺栓与中间轴固定；中间轴从减速箱上端盖中穿过，接合处加油封密封，中间轴一端有法兰盘，通过四组中间轴固定螺钉及垫圈固定在二级减速箱体上，另一端通过圆锥滚子轴承支承，圆锥滚子轴承一端通过减速箱上端盖定位，一端通过转向摇臂定位。

所述车轮部分包括：轮胎、轮辋、轮毂、轮盘、轮盘固定螺栓、轮盘固定垫圈、半轴固定螺栓和半轴固定垫圈；它们之间的位置连接关系是：轮胎固定在轮辋上，轮辋与轮毂固连成一体，输出轴即半轴通过半轴固定螺栓和垫圈固定在轮盘上，轮盘通过轮盘固定螺栓和垫圈固定在轮毂上。

本发明的工作原理及工况简介如下：

工作时，动力由发动机发出，经变速器和分动箱传至轮边减速系统，动力由输入齿轮轴锥齿轮传至中间轴一级减速锥齿轮，然后通过花键传至中间轴二级锥齿轮，二级锥齿轮通过与输出轴锥齿轮啮合将动力传至输出轴(半轴)，最后由半轴带动车轮旋转实现车辆直线行驶。

转向时，转动转向盘，使液压装置推动与中间轴相连接的摇臂，摇臂推动中间轴及与其相连的二级减速箱体一起旋转，进而带动半轴及车轮旋转实现转向。

3、本发明优点及功效在于：

(1)可适应性改变动力传动方向。由于中间轴的存在，所述减速机构可以改变动力的传动方向，同时由于一级减速箱体未与二级减速箱体固定连接，所以所述减速机构能够适应不同方向输入的动力，并将其传给半轴以驱动车轮。整体布局和车身造型设计的度大大增加，提高了车辆的适应能力。

(2)结构紧凑。所述减速机构虽分为双级减速，但是中间轴及中间齿轮套筒的设计可以实现两级减速的完美结合，使得整体结构紧凑，机构工作时可靠性好。

(3)功能集成——轮边减速和独立转向。所述轮边减速机构不仅能够利用输入输出齿轮传动比的变化实现减速增扭，满足车轮驱动力的要求，其液压控制的独立转向系统可以实现每个车轮的独立转向，提高车辆的可操纵性。

(4)应用前景广阔。所述轮边减速机构能够满足足够大的整车设计自由度，与不同车辆及属具配合，独立转向的集成可以使所装配车辆广泛适应于草原、荒漠等恶劣的环境。

【附图说明】

图1是轮边减速机构原理图。

图2是轮边减速机构整体结构外观示意图。

图3是轮边减速机构俯视图。

图4是图3的B-B剖面示意图。

图5是图3的C-C剖面示意图。

图中序号说明如下：

1-一级减速部分         2-二级减速部分        3-转向部分            4-车轮部分

1-一级减速部分

101-输入齿轮轴         102-油封固定板        103-油封固定螺栓      104-油封固定垫圈

105-油封               106-输入轴轴承端盖    107-石棉垫            108-密封垫

109-弹性垫圈           110-输入轴轴承        111-输入轴轴承套筒    112-一级减速箱体

113-输入轴轴套         114-上端盖固定垫圈    115-上端盖固定螺钉    116-减速箱上端盖

117-一级输出齿轮       118-输出齿轮轴承      119-套筒固定螺钉      120-套筒固定垫圈

2-二级减速部分

201-二级输入齿轮       202-油封              203-中间球轴承        204-配合铜环

205-二级输入轴承       206-二级减速箱体      207-二级减速箱体端盖  208-端盖固定垫圈

209-端盖固定螺栓       210-套筒固定垫圈      211-套筒固定螺钉      212-输出轴轴承套筒

213-输出轴套筒端盖     214-套盖固定垫圈      215-套盖固定螺钉      216-二级输出齿轮

217-定位销             218-齿轮固定螺钉      219-输出轴轴承        220-油封

221-输出轴(半轴)       222-弹性挡圈

3-转向部分

301-转向油缸           302-摇臂固定螺栓      303-转向摇臂          304-油封

305-圆锥滚子轴承       306-转动销            307-中间轴            308-中间轴固定螺钉

309-中间轴固定垫圈

4-车轮部分

401-轮胎               402-轮辋              403-轮毂              404-轮盘

405-轮盘固定螺栓       406-轮盘固定垫圈      407-半轴固定螺栓      408-半轴固定垫圈

【具体实施方式】

下面结合附图对本发明的具体实施方式做进一步的详细说明：

如图1、图2所示，本发明的一种轮边减速机构，包括1-一级减速部分、2-二级减速部分、3-转向部分和4-车轮部分组成。

如图3、图4和图5所示，本发明所述的轮边减速机构包括输入齿轮轴101、输入轴轴承110、输入轴轴承套筒111、输入轴轴承端盖106、一级减速箱体112、减速箱上端盖116、中间轴307、中间球轴承203、二级输入齿轮201、二级输入轴承205、二级减速箱体206、二级减速箱体端盖207、二级输出齿轮216、输出轴轴承219、输出轴221(即半轴)、输出轴轴承套筒212、输出轴套筒端盖213；它们之间的位置连接关系是：输入齿轮轴101通过一对输入轴轴承110支承在输入轴轴承套筒111中，该轴承为一组对置的标准件圆锥滚子轴承，型号根据输入齿轮轴101轴径选定，轴向一端通过输入齿轮轴101的轴肩定位，中间通过输入轴轴承套筒111内壁的挡肩定位，另一端通过轴上的弹性垫圈109定位，弹性垫圈109外有油封105，油封105轴向通过输入轴轴承端盖106定位，输入轴轴承端盖106与输入轴轴承套筒111间有石棉垫107并涂密封胶密封，输入轴轴承套筒111与一级减速箱体112配合面之间有密封垫108以调整齿轮啮合间隙，输入轴轴承套筒111插入到一级减速箱体112上与之配合的孔中，并用四组套筒固定螺钉119和套筒固定垫圈120固定其上；减速箱上端盖116通过其上六组上端盖固定螺钉115及上端盖固定垫圈114固定在一级减速箱体112上，配合处加石棉垫107并涂密封胶密封；

中间轴307从减速箱上端盖116中穿过，接合处加油封304密封，中间轴307一端有法兰盘，通过四组中间轴固定螺钉308及中间轴固定垫圈309固定在二级减速箱体206上(结合面加石棉垫107并涂密封胶密封)，另一端通过圆锥滚子轴承305支承，圆锥滚子轴承305一端通过减速箱上端盖116定位，一端通过转向摇臂303定位；一级输出齿轮117一端与输入齿轮轴101啮合，另一端通过花键与二级输入齿轮201连接，通过一个输出轴轴承219(圆锥滚子轴承)安装在中间轴307上，通过输出齿轮轴承118向定位；输出齿轮轴承118通过中间轴307轴肩定位；二级输入齿轮201外端为锥齿轮，内端通过花键与输入齿轮轴101连接，通过二级输入轴承205轴向定位，齿轮尺寸由减速比确定；二级输入轴承205通过一级减速箱体112下端定位；一级减速箱体112通过二级减速箱体206上的台阶安装其上，台阶接触面依次有配合铜环204、中间球轴承203和油封202；二级减速箱体端盖207通过四组端盖固定螺栓209及端盖固定垫圈208固定在二级减速箱体206上，接触面加石棉垫107并涂密封胶；

二级输出齿轮216通过花键径向固定在输出轴即半轴221上，尺寸按传动比确定，轴向通过输出轴即半轴221上轴肩及弹性挡圈222定位，输出轴轴承219(圆锥滚子轴承)装入输出轴轴承套筒212中，轴向一端通过二级输出齿轮216定位，中间通过输出轴轴承套筒212内挡肩定位，一端通过输出轴套筒端盖213定位，输出轴套筒端盖213通过六组套盖固定螺钉215及弹簧垫圈214固定在输出轴轴承套筒212上，输出轴轴承套筒212插入二级减速箱体206上对应孔中，配合圆柱面有油封220密封，并通过四组套盖固定螺钉215及套盖固定垫圈214固定在二级减速箱体206上，输出轴套筒端盖213与输出轴轴承套筒212间加石棉垫107并涂密封胶密封，输出轴轴承套筒212与二级减速箱体206之间配合面有密封垫108以调整齿轮啮合间隙。

具体实施方式：

工作时，动力由发动机传出，经变速器和分动箱传至轮边减速机构后，动力由输入齿轮轴101传至中间轴一级输出齿轮117，然后通过花键传至中间轴二级输入齿轮201，二级输入齿轮201通过与二级输出齿轮216啮合将动力传至输出轴221(半轴)，最后由输出轴221(半轴)带动轮胎401旋转实现车辆直线行驶。

在需要转向时，通过操纵转向盘，使液压装置推动与中间轴307相连接的转向摇臂303，转向摇臂303推动中间轴307及与其相连的二级减速箱体206一起旋转，进而带动输出轴221(半轴)及轮胎401旋转实现转向。

Claims (1)

1.一种轮边减速机构，其特征在于：它包括：一级减速部分、二级减速部分、转向部分和车轮部分；转向部分通过其中间轴及其固定装置与一级减速部分及二级减速部分连接；一级减速部分与二级减速部分内部通过齿轮啮合传递动力，一级减速箱体通过二级减速箱体上的台阶安装其上；车轮部分通过输出轴与二级减速部分连接；

所述一级减速部分包括：输入齿轮轴、油封固定板、油封固定螺栓及垫圈、油封、输入轴轴承端盖、石棉垫、密封垫、弹性垫圈、输入轴轴承、输入轴轴承套筒、一级减速箱体、输入轴轴套、上端盖固定垫圈及螺钉、减速箱上端盖、一级输出齿轮、输出齿轮轴承、套筒固定螺钉及垫圈；它们之间的位置连接关系是：输入齿轮轴通过一对输入轴轴承支承在输入轴轴承套筒中，该轴承为一组对置的标准件圆锥滚子轴承，型号根据输入齿轮轴轴径选定，轴向一端通过输入齿轮轴的轴肩定位，中间通过输入轴轴承套筒内壁的挡肩定位，另一端通过轴上的弹性挡圈定位，弹性挡圈外有油封，油封轴向通过输入轴轴承端盖定位，输入轴轴承端盖与输入轴轴承套筒间有石棉垫密封；一级输出齿轮一端与输入齿轮轴啮合，另一端通过花键与二级输入齿轮连接，通过一个输出齿轮轴承安装在中间轴上，通过输出齿轮轴承轴向定位；输出齿轮轴承通过中间轴轴肩定位；输入轴轴承套筒与一级减速箱体配合面之间有垫片以调整齿轮啮合间隙，输入轴轴承套筒插入到一级减速箱体上与之配合的孔中，并用四组内六角螺钉和弹簧垫圈固定其上；减速箱上端盖通过其上六组端盖螺钉及弹簧垫片固定在一级减速箱体上，其配合面加石棉垫密封；

所述二级减速部分包括：二级输入齿轮、油封、中间球轴承、配合铜环、二级输入轴承、二级减速箱体、二级减速箱体端盖、端盖固定垫圈及固定螺栓、套筒固定垫圈、输出轴轴承套筒、套盖固定螺钉及垫圈、输出轴套筒端盖、二级输出齿轮、定位销、齿轮固定螺钉、输出轴、输出轴轴承、油封和弹性挡圈；它们之间的位置连接关系是：二级输入齿轮外端为锥齿轮，内端通过花键与一级输出齿轮连接，通过二级输入轴承轴向定位；二级输入轴承通过一级减速箱体下端定位；一级减速箱体通过二级减速箱体上的台阶安装其上，台阶接触面依次有配合铜环、中间球轴承和油封；二级减速箱端盖通过四组螺钉及弹簧垫片固定在二级减速箱体上，接触面加石棉垫密封；一级输出齿轮通过花键径向固定在中间轴上，轴向通过中间轴上的轴肩及弹性挡圈定位，输出轴轴承装入输出轴轴承套筒中，轴向一端通过一级输出齿轮定位，中间通过输出轴轴承套筒内挡肩定位，一端通过输出轴套筒端盖定位，输出轴套筒端盖通过六组螺钉及弹簧垫片固定在输出轴轴承套筒上，输出轴轴承套筒插入二级减速箱体上对应孔中，配合圆柱面有油封密封，并通过四组螺钉及弹簧垫片固定在二级减速箱体上，输出轴套筒端盖与输出轴轴承套筒间加石棉垫密封，输出轴轴承套筒与二级减速箱体之间配合面有垫片以调整齿轮啮合间隙；

所述转向部分包括：转向油缸、摇臂固定螺栓、转向摇臂、油封、圆锥滚子轴承、转动销、中间轴、中间轴固定垫圈、中间轴固定螺钉；转向油缸通过转动销与转向摇臂连接，转向摇臂通过摇臂固定螺栓与中间轴固定；中间轴从减速箱上端盖中穿过，接合处加油封密封，中间轴一端有法兰盘，通过四组中间轴固定螺钉及垫圈固定在二级减速箱体上，另一端通过圆锥滚子轴承支承，圆锥滚子轴承一端通过减速箱上端盖定位，一端通过转向摇臂定位；

所述车轮部分包括：轮胎、轮辋、轮毂、轮盘、轮盘固定螺栓、轮盘固定垫圈、半轴固定螺栓和半轴固定垫圈；轮胎固定在轮辋上，轮辋与轮毂固连成一体，输出轴即半轴通过半轴固定螺栓和垫圈固定在轮盘上，轮盘通过轮盘固定螺栓和垫圈固定在轮毂上。