CN104724168B - 轮轴及轮轴的差动齿轮的支撑外壳 - Google Patents

Abstract

一种非公路车辆的驱动和转向轮轴(10)，包括附接的横拉杆组件(17)，该横拉杆组件包含驱动器(18)，驱动器容置在轮轴驱动头外壳的多个间隔开的环形安装件(24、25)中。一个安装件(25)包括槽(41)，从而允许通过具有预附接的横拉杆端部的组件的一端的通道。

Description

轮轴及轮轴的差动齿轮的支撑外壳

技术领域

本发明涉及一种车辆的驱动和转向轮轴的差动齿轮的支撑外壳，该外壳适合安装横拉杆(track rod，拉杆)组件，并且涉及一种将横拉杆组件装配到这样的外壳的方法。

背景技术

一些车辆，特别是非公路使用的车辆，采用驱动和转向轮轴；这样的车辆通常为全轮驱动，且转向轮轴可位于前部、后部、或前部和后部。

转向轮轴必须需要横拉杆组件以联接轮轴的可枢转轮毂，且该组件可连接到响应于转向轮或类似物的移动的传统转向箱、转向齿条、或动力驱动器。

在许多非公路车辆中，车轮悬挂件的移动范围非常大，因此需要关于对应的轮轴安装横拉杆组件，从而避免关于车体安装的横拉杆组件可能发生的冲击/转向效果。

在一种已知装置中，液压桶式驱动器插入轮轴的多个环形安装件中，且具有多个相对的横拉杆，这些横拉杆借助传统的球形接头横拉杆端部附接在多个毂转向臂上。这样的横拉杆端部通常包括用于附接到阳螺纹横拉杆的阴螺纹本体，以及用于通过转向臂的锥形孔插入的常用锥形销；锥形销包括接收固定螺母的螺纹尖端；附接到横拉杆的阳/阴附接件在一些情况下可互换，且锥形销可指向上方或下方。相对于车辆的正常移动方向，横拉杆组件可位于轮轴的前面或后面。

在轮轴和毂的传统的装配中，横拉杆驱动器部件被附接到轮轴外壳，然后在多个锥形销分别联接到各自的转向臂之前，横拉杆端部被附接到横拉杆。在最后步骤中，横拉杆与横拉杆端部的螺纹联接通常调整为设定横拉杆组件的长度，且因此设定轮轴的车轮的前束和后束。

需要提供包括附接的横拉杆端部的横拉杆组件，以使车辆装配期间的附接操作最小化并排除有问题的装配和调整导致的延迟。然而，横拉杆端部的径向延伸(锥形销高度)通常大于轮轴的环形安装件的孔，使得横拉杆组件从其中贯穿的插入受到阻碍。

发明内容

根据本发明的第一方案提供了一种驱动和转向轮轴的差动齿轮的支撑外壳，该外壳包括：限定小齿轮轴线的鼻部和限定冠状轮(crown wheel，冕状齿轮)轴线的支撑臂，外壳还包括支撑安装件，支撑安装件从外壳的根部到尖端，沿鼻部的延伸方向向外延伸，支撑安装件设置为支撑轮轴的横拉杆组件，其中，支撑安装件包括设置为接收柱形驱动器的通孔，通孔的直径小于横拉杆组件的横拉杆端部的径向延伸部，且支撑安装件具有槽，槽向通孔外延伸，且设置为能够形成横拉杆端部的锥形销的通道，其中，槽朝向根部延伸。

本发明的装置允许具有多个横拉杆端部的横拉杆组件穿过支撑安装件，用以附接到一个车辆毂的对应的转向臂。因此横拉杆端部可预组装，且横拉杆组件的长度可预设。其结果是车辆装配线上的附接和调整可简化且横拉杆组件可作为统一部件供应。

在一个实施例中，槽是直的，且可为“铸造的(as cast)”。槽优选为相对于小齿轮轴线倾斜，且在一个实施例中，大体倾斜地延伸远离差动齿轮和冠状轮的作业范围。轮轴优选为偏轴伞(齿轮)设计(hypoid bevel design)，其中小齿轮轴线和冠状轮轴线不一致，但其它类型的伞齿轮(bevel gear)也是可行的。

横拉杆组件的驱动器可为液压的或电动的，且通常包括柱形本体，活塞或类似构件在该柱形本体中往复运动以一致地移动两个横拉杆。

在一个实施例中，支撑外壳还包括附接安装件，该附接安装件从外壳延伸且与支撑安装件间隔开，其中，附接安装件具有通孔，通孔的直径小于横拉杆端部的径向长度，并且其中，支撑安装件的通孔与附接安装件的通孔对齐；这些通孔的直径基本上相同。

这样的装置提供了驱动器的固定安装，大体位于接近差速外壳的轮轴的中点。驱动器优选为仅附接在附接安装件。

根据本发明的第二方案提供了一种装配轮轴的方法，该方法包括以下步骤：

提供本发明的具有支撑安装件和附接安装件的支撑外壳；

提供具有多个横拉杆端部的横拉杆组件；

将横拉杆组件的一端轴向移动通过附接安装件；

将横拉杆组件定向为将一个横拉杆端部的锥形销与支撑安装件的槽对齐；

将横拉杆组件轴向移动通过支撑安装件的孔，使得锥形销穿过槽；以及

将所述横拉杆组件安装到所述附接安装件。

附图说明

本发明的多个其它特征从所附权利要求以及仅经由附图中的示例示出的优选实施例的以下描述中将变得显而易见，在附图中：

图1是已知的轮轴组件的示例性示意图；

图2是横拉杆组件的示例性示意图；

图3是已知的轮轴驱动头外壳的示例性示意图；

图4对应于图3且示出了根据本发明的轮轴驱动头外壳；

图5以不同的方向示出了图4的轮轴驱动头外壳；

图6示出了横拉杆组件部分地安装在其上的图4的轮轴驱动头外壳。

具体实施方式

参照附图，图1示出了非公路型建设车辆的驱动和转向轮轴10。该轮轴包括安装有轮轴驱动头外壳12的管形主壳体11，轮轴驱动头外壳12具有用于支撑驱动小齿轮(未示出)的鼻部13。壳体的端部支撑安装在多个基本上竖直的转向轴线15上的传统的多个轮毂转环14。(轮)毂转环14包括被横拉杆组件17连接的各自的转向臂16，并且如下文将描述的，动力驱动器18安装到驱动头外壳12。

壳体中是用于与驱动小齿轮啮合的传统的冠状轮、差动齿轮、以及用于驱动多个轮毂19的多个相对的侧轴。

如图2中所述，横拉杆组件17具有：安装在中心的柱形驱动器18，例如可为液压驱动器或电驱动器；以及相对的横拉杆21a、21b，在使用中向一侧或另一侧一致地往复运动。每个横拉杆一般而言包括阳螺纹的外端部，各个横拉杆端部22a、22b的阴螺纹接头(socket)附接到阳螺纹的外端部。多个横拉杆的各自的内端部包括球形接头23a、23b，其能够进行接合和相对的旋转，以允许组件17在整个长度上进行调整。

驱动器18的柱形本体被接纳在紧配合的环形支撑件和附接安装件24、25中(这将在下文进一步描述)，且借助合适的驱动器凸缘26和多个螺钉27在一侧被保持到附接安装件。

图3中更详细地示出了传统的轮轴驱动头外壳12，并且该轮轴驱动头外壳包括整体铸件(例如铸铁)，该整体铸件具有接收驱动小齿轮的管状鼻部13，驱动小齿轮被滚动元件轴承(滚动轴承)支撑在小齿轮轴线30上。形状大体相同的两个耳部31相对地延伸到鼻部13并借助一对圆形轴承壳体33限定大体正交的冠状轮轴线32。与轴线30正交的安装凸缘34具有排列在外周的一排孔，以接纳主轮轴壳体11的螺纹紧固件，使得耳部31在壳体中使用，而鼻部朝向驱动或推进器轴(未示出)向外突出。

所示的轮轴用于偏轴伞齿轮装置(hypoid bevel gear arrangement)(小齿轮和冠状轮轴线不一致)，但螺旋伞齿轮装置(spiral bevel gear arrangement)也是可行的。

环形支撑和附接安装件24、25在外壳12的鼻部侧上突出，平行于冠状轮轴线32且在冠状轮轴线32下方，并且分别在小齿轮轴线30的任一侧。这些安装件限定驱动器18的装配轴线34，且包括直径基本上相同的、适合以紧滑动配合接纳柱形驱动器18的圆形孔35。在一个实施例中，孔35的直径为87mm和88mm；更大的直径确保了通过附接安装件25的自由通道。安装件通常为与外壳12的铸件一体的部分。

图1至图3中描述和示出的装置是传统的且不需要进一步描述。在装配轮轴时，驱动器18从右侧(如图中观察到的)进行安装并用多个螺钉27进行附接。驱动器的左端(如图中观察到的)紧滑动配合在安装件24中。横拉杆21a、21b可被预附接，因为它们可以穿过安装件24、25。然后，在锥形销28a、28b附接到各自的转向臂16之前，横拉杆端部22a、22b附接到横拉杆。通过在各自的横拉杆上或多或少地旋拧横拉杆端部来设定轮轴的束值(由横拉杆组件的长度确定)，并且这可以在销28a、28b与转向臂16的连接之前或之后进行。

横拉杆端部22a、22b不能被预装配，因为销28a、28b的径向范围足以阻止最左边(如图中观察到的)穿过两个环形安装件24。

图4至图6中示出了本发明，与图1至图3共有的部件使用相同的附图标记。

图4的驱动头外壳12与图3的相同，只是环形支撑安装件24包括槽41，该槽相对于鼻部13指向后方，并且位于耳部31的侧面。在该实施例中，如图所示，槽41还以10°-20°范围内的发散角向下倾斜地指向并且远离冠状轮轴线32的方向。

图6示出了使用中的本发明，其具有部分安装的横拉杆组件，该横拉杆组件包括多个预装配的横拉杆端部。特别是，横拉杆端部22a具有超过圆形孔35的直径的销高度。在环形安装件25的孔的情况下，通过接合驱动器18和对应的横拉杆21a，横拉杆端部22a被操纵为从环形安装件25中穿过。然而横拉杆端部22a不能操纵为通过环形支撑安装件24的孔，因为横拉杆和/或驱动器碰撞(fouling)附加安装件25而限制了移动。因此，槽41为锥形销28a提供了间隙，因此允许驱动器的安装和连接，以及多个横拉杆端部的联接。

本发明的装置使包括多个横拉杆端部的预装配的横拉杆组件能够被安装，而无需在轮轴或车辆装配线上对至少一个横拉杆端部进行分离的连接。因此减轻了拆卸的延迟和危险，而且整个横拉杆组件可远离装配线而被完成和检验。在全部完工的物品的情况下，在安装期间，完成的横拉杆组件的整体性不会受到影响。

通过在不用于附接驱动器的环形支撑安装件24中设置槽41，驱动器附接安装件25的强度基本上不受影响。使槽面向大体沿冠状轮轴线的方向确保环形安装件24的薄外周不会被削弱，这部分也不需要被扩大或增厚。环形安装件24的箍强度(hoop strength，环向强度)基本上也不受影响。使槽大体指向下方(如图中观察到的)，并因此远离小齿轮轴线，确保外壳的强度(特别是小齿轮轴线和冠状轮轴线的关系)也基本上不受影响。

应理解的是，槽41应大体紧配合(紧贴)到销28a，而其尺寸会取决于销的直径和长度。槽41侧面可以是直的，但不是必须如此。在一个实施例中，槽是“铸造的”，从而不需要对环形支撑安装件24进行额外的机加工。槽24的一个次要优点是减少外壳12的质量和其制造成本。轮轴驱动头外壳的一个显著的优点是与现有技术的部件基本上相同，因此可按相同方式制造和加工。如果需要，槽41的尺寸和形状可被调整以适合不同尺寸的横拉杆端部的不同尺寸，当然，如果需要的话，可以是机加工表面。

已经描述了涉及轮轴驱动头外壳的本发明，但将认识到，其能够应用于轮轴组件的差速器箱的任何可分离部分，或直接用于差速器箱或主轮轴壳体。还将理解，如果驱动器向外朝向安装凸缘形成台阶，附接安装件25的孔可略大于支撑安装件24的孔。

Claims (19)

1.一种驱动和转向轮轴的差动齿轮的支撑外壳，该支撑外壳包括：限定小齿轮轴线的鼻部和限定冠状轮轴线的支撑臂，所述支撑外壳还包括支撑安装件，所述支撑安装件从所述支撑外壳的根部到尖端，沿所述鼻部的延伸方向向外延伸，所述支撑安装件设置为支撑所述轮轴的横拉杆组件，其中，所述支撑安装件包括设置为接收柱形驱动器的通孔，所述通孔的直径小于所述横拉杆组件的横拉杆端部的径向范围，且所述支撑安装件具有槽，所述槽向所述通孔外延伸，且设置为能够允许所述横拉杆端部的锥形销通过，其中，所述槽朝向所述根部延伸。

2.根据权利要求1所述的支撑外壳，其中，所述槽基本上是直的。

3.根据权利要求2所述的支撑外壳，其中，所述槽的方向与所述小齿轮轴线不平行。

4.根据权利要求2所述的支撑外壳，其中，所述槽的方向相对于所述小齿轮轴线倾斜。

5.根据权利要求4所述的支撑外壳，其中，所述槽具有闭合端和开放端，所述开放端比所述闭合端更接近所述小齿轮轴线。

6.根据权利要求1所述的支撑外壳，其中，所述支撑安装件基本上是平的且沿所述小齿轮轴线的方向延伸。

7.根据权利要求6所述的支撑外壳，其中，所述小齿轮轴线限定一平面，所述平面平行于所述冠状轮轴线，且所述支撑安装件基本上正交于所述平面。

8.根据权利要求1-7中任一项所述的支撑外壳，还包括附接安装件，所述附接安装件从所述支撑外壳延伸且与所述支撑安装件间隔开，其中，所述附接安装件具有通孔，所述附接安装件的通孔的直径小于所述横拉杆组件的横拉杆端部的径向范围，并且其中，所述支撑安装件的通孔与所述附接安装件的通孔对齐。

9.根据权利要求8所述的支撑外壳，其中，所述附接安装件基本上是平的。

10.根据权利要求8所述的支撑外壳，其中，所述支撑安装件的通孔与所述附接安装件的通孔的直径基本上相同。

11.根据权利要求8所述的支撑外壳，其中，所述支撑安装件的通孔与所述附接安装件的通孔用于与柱形驱动器的柱形本体紧滑动配合。

12.根据权利要求8所述的支撑外壳，其中，所述附接安装件适于附接到柱形驱动器的凸缘。

13.根据权利要求12所述的支撑外壳，其中，所述凸缘的附接侧与所述支撑安装件相对。

14.根据权利要求8所述的支撑外壳，其中，所述支撑安装件的通孔与所述附接安装件的通孔限定平行于所述冠状轮轴线的驱动器轴线。

15.根据权利要求14所述的支撑外壳，其中，所述支撑安装件和所述附接安装件处于所述小齿轮轴线两侧的平行的平面中。

16.根据权利要求1-7中任一项所述的支撑外壳，还包括在所述小齿轮轴线上的小齿轮以及在所述冠状轮轴线上的冠状轮。

17.一种轮轴，包括根据前述任一权利要求所述的支撑外壳，所述轮轴还包括横拉杆组件，所述横拉杆组件包括柱形液压驱动器、多个相对的横拉杆以及多个相应的预附接的横拉杆端部，每个所述横拉杆端部具有锥形销，所述锥形销从所述横拉杆端部，沿从相应的横拉杆的轴线基本上径向的方向延伸，其中，借助穿过所述槽的锥形销使一个横拉杆端部穿过所述支撑安装件而进行装配。

18.一种非公路车辆，包括根据权利要求17所述的轮轴。

19.一种装配轮轴的方法，包括以下步骤：

提供根据权利要求8所述的支撑外壳；

提供具有多个预附接的横拉杆端部的横拉杆组件；

将所述横拉杆组件的一端轴向移动通过所述附接安装件；

将所述横拉杆组件定向为将一个横拉杆端部的锥形销与所述槽对齐；

将所述横拉杆组件轴向移动通过所述支撑安装件的孔，使得所述锥形销穿过所述槽；以及

将所述横拉杆组件安装到所述附接安装件。