CN104742648A - 一种低地板门式驱动桥 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种轻量化的客车用低地板门式驱动桥，包括主减速器总成、轮边减速器总成、轮边制动器总成、C型梁和桥壳总成，所述主减速器总成设置于桥壳总成内，所述桥壳总成的两端分别连接有轮边减速器总成，所述轮边减速器总成上连接有轮边制动器总成和C型梁。本发明通过采用传动分析与有限元分析相结合的全新设计手段，从主减速器壳、桥壳、轮边减速箱体、轴头、轮毂等多个方面对驱动桥进行创新改进，有效降低了整桥的重心，满足了客车用轻量化、低地板门式驱动桥的使用需求，保证了乘客乘坐、上下车的方便性、舒适性和安全性，同时也保证了客车行车的稳定性，同时在提高驱动桥支撑刚性和强度时，实现了轻量化设计、使用寿命更长的目标。

Description

一种低地板门式驱动桥

技术领域

本发明涉及汽车车桥技术领域，具体涉及一种客车用低地板门式驱动桥。

背景技术

随着我国公路条件的改善和人们越来越多的选择公共交通工具，客车用驱动桥设计已不可逆转地向着小速比、低噪音、轻量化、高效率发展，舒适、安全、环保、高效和节能，逐渐成为客车发展的主流趋势。驱动桥总成位于汽车传动系的末端，其基本功能是降低从主传动轴传来的转速，增大由传动轴传递来的转矩，将转矩分配给左、右驱动车轮，并使其具有差速功能，同时还要承受作用于路面和车架的铅垂力、纵向力和横向力及力矩。由于客车尤其是城市公交车在运行中具有站点密集、乘客上下车频繁的特点，因此客车的车内地板高度直接关系到乘客乘坐、上下车的方便性、舒适性及安全性，尤其对于老年人、残疾人、带婴儿车的母亲、带行李乘客等特殊人群，要求客车的车内地板越低越好，而现有客车用驱动桥大部分没有落差，整桥的重心比较高，导致车内地板比较高，无法满足特殊人群对乘坐、上下车方便性、舒适性及安全性的要求，同时还影响了客车行车的平稳性，同时现有客车用驱动桥的主减速器壳、差壳、桥壳和轮毂等关键零部件设计笨重，结构过于复杂，也给布置增加难度并且成本提高。因此如何最大限制地降低客车用门式驱动桥的高度对于公共交通工具的发展具有重要的意义，而降低客车用门式驱动桥的高度则需要从其所包括的各个部件的结构和整个桥壳的结构改进上入手。

发明内容

为克服现有客车用驱动桥的不足，本发明创新的对驱动桥桥壳及其所包括各个部件结构、布置等进行了改进，提供了一种轻量化的客车用低地板门式驱动桥总成，通过采用传动分析与有限元分析相结合的全新设计手段，从主减速器壳、桥壳、轮边减速箱体、轴头、轮毂等多个方面进行创新改进，有效降低了整桥的重心，满足了客车用轻量化、低地板门式驱动桥的使用需求。

本发明解决上述技术问题所采取的技术方案如下：

一种低地板门式驱动桥，包括主减速器总成1、轮边减速器总成2、轮边制动器总成3、C型梁4和桥壳总成5，所述主减速器总成1设置于所述桥壳总成5内，所述桥壳总成5的两端分别连接有轮边减速器总成2，所述轮边减速器总成2上连接有轮边制动器总成3和C型梁4。

进一步的根据本发明所述的低地板门式驱动桥，其中所述桥壳总成5包括一体连接的桥管31、桥壳锥部32和推力杆支架33，所述桥管31与桥壳锥部32采用过渡大圆弧一体连接，所述推力杆支架33一体设置于桥管31的侧壁，所述桥壳锥部32作为所述主减速器总成1的安装壳体。

进一步的根据本发明所述的低地板门式驱动桥，其中在所述桥壳锥部32的外侧设置有若干加强筋30，所述推力杆支架33采用V型推力杆支架结构，并在其上设计有三角形减重槽，所述C型梁4的内部为中空结构29。

进一步的根据本发明所述的低地板门式驱动桥，其中所述主减速器总成1包括凸缘总成13、主动锥齿轮7、被动锥齿轮14和差速器总成8，所述主动锥齿轮7通过圆锥滚子轴承直接支撑于所述桥壳锥部32内，所述桥壳锥部32的顶部同时作为所述圆锥滚子轴承的轴承座，所述凸缘总成13连接于主动锥齿轮7的顶部，所述主动锥齿轮7与被动锥齿轮14相互啮合，所述被动锥齿轮14固定连接于所述差速器总成8。

进一步的根据本发明所述的低地板门式驱动桥，其中所述差速器总成8包括左差速器壳15、右差速器壳9、行星齿轮12、半轴齿轮10及十字轴11，所述被动锥齿轮14通过螺栓固定连接于所述右差速器壳9，所述左差速器壳15与右差速器壳9结合形成所述行星齿轮12、半轴齿轮10和十字轴11的安装腔体。

进一步的根据本发明所述的低地板门式驱动桥，其中所述右差速器壳9的壁面上开设有四个完整的位于同一平面的十字轴孔，所述十字轴11的每个轴端穿过一个所述行星齿轮12后伸入对应的十字轴孔内，所述半轴齿轮10数量为两个并分别在所述十字轴11的两侧外与所述行星齿轮12相啮合。

进一步的根据本发明所述的低地板门式驱动桥，其中所述十字轴11采用分体式结构，由一根长轴和两根共线的、且与长轴垂直连接、位于长轴两侧的短轴组成。

进一步的根据本发明所述的低地板门式驱动桥，其中所述凸缘总成13通过凸缘锁紧螺母6紧固于主动锥齿轮7的顶部，所述凸缘锁紧螺母6采用施必牢锁紧螺母。

进一步的根据本发明所述的低地板门式驱动桥，其中所述轮边减速器总成2包括输入半轴25、减速箱体、输入圆柱齿轮26、惰轮23和输出圆柱齿轮24，所述减速箱体通过螺栓连接于所述桥壳锥部32，所述输入半轴25、输入圆柱齿轮26、惰轮23和输出圆柱齿轮24设置于所述减速箱体内，所述输入半轴25连接于主减速器总成的输出轴，所述输入圆柱齿轮26固定连接于所述输入半轴25，所述输出圆柱齿轮24啮合于所述输入圆柱齿轮26上。

进一步的根据本发明所述的低地板门式驱动桥，其中所述轮边制动器总成3包括输出半轴16、轴头19、制动盘20、制动钳21、轮毂18、制动气室22和单元轴承17，所述输出半轴16固定连接于所述输出圆柱齿轮24，所述轴头19包括一体连接的承载部34和制动底板35，所述承载部34套设于输出半轴16的外周，所述制动底板35连接于所述制动盘20和制动钳21，所述制动气室22连接于所述制动钳21，所述制动钳21装配到所述制动底板35上，所述制动盘20连接于所述轮毂18，所述单元轴承17设置于所述承载部34和轮毂18之间。

通过本发明的技术方案至少能够达到以下技术效果：

1）、本发明提供了一种客车用低地板门式驱动桥，降低了客车内地板高度，保证了乘客乘坐、上下车的方便性、舒适性和安全性，同时也保证了客车行车的稳定性。

2、本发明通过主、被动锥齿轮实现一级减速，并通过轮边减速箱总成中输入圆柱齿轮、输出圆柱齿轮实现二级减速，从而获得了较大的传动速比，并获得较大的输出扭矩，从而可使该客车用低地板门式驱动桥能够匹配更大马力的发动机。

3、本发明主减速器总成中的凸缘总成中凸缘锁紧螺母采用了施必牢锁紧螺母，从而代替了以往机械破坏锁止，便于拆卸。

4、本发明通过采用传动分析与有限元分析相结合的全新设计手段，对桥壳、差速器壳进行了优化设计，有利于低重心布置，同时加强了锥齿轮的支撑刚性，实现了轻量化设计。

5、本发明通过采用有限元分析手段，对轮边减速箱体、轮毂、C型梁、轴头进行了轻量化设计，实现了重量更轻，使用寿命更长的目标。

附图说明

附图1为本发明所述低地板门式驱动桥的整体结构示意图。

附图2为本发明所述驱动桥中主减速器总成的局部结构剖视示意图。

附图3为本发明所述驱动桥中轮边减速器总成和轮边制动器总成的结构剖视示意图。

附图4为本发明所述驱动桥中桥壳总成的结构示意图。

附图5为本发明所述驱动桥中轮边制动器总成所包括的轴头结构示意图。

附图6为本发明所述驱动桥中C型梁的结构示意图。

图中各附图标记的含义如下：

1、主减速器总成；2、轮边减速器总成；3、轮边制动器总成；4、C型梁；5、桥壳总成；6、凸缘锁紧螺母；7、主动锥齿轮；8、差速器总成；9、右差速器壳；10、半轴齿轮；11、十字轴；12、行星齿轮；13、凸缘总成；14、被动锥齿轮；15、左差速器壳；16、输出半轴；17、单元轴承；18、轮毂；19、轴头；20、制动盘；21、制动钳；22、制动气室；23、惰轮；24、输出圆柱齿轮；25、输入半轴；26、输入圆柱齿轮；27、左减速箱体；28、右减速箱体；29、中空结构；30、加强筋；31、桥管；32、桥壳锥部；33、推力杆支架；34、承载部；35、制动底板。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的技术方案进行详细的描述，以使本领域技术人员能够更加清楚的理解本发明，但并不因此限制本发明的保护范围。

如图1所示，本发明所述客车用低地板门式驱动桥整体包括主减速器总成1、轮边减速器总成2、轮边制动器总成3、C型梁4和桥壳总成5；所述主减速器总成1设置于桥壳总成5内，桥壳总成5的两端分别连接有轮边减速器总成2，所述轮边减速器总成2上连接有轮边制动器总成3和C型梁4。

本发明通过优化各部分的结构以提供一种低地板门式驱动桥。首先对桥壳总成的结构进行了优化设计，如附图4所示，桥壳总成5包括桥管31、桥壳锥部32和推力杆支架33，所述桥管31、推力杆支架33和桥壳锥部32为一体结构，所述桥管31的作用类似于现有驱动桥桥壳，所述桥管31与桥壳锥部32采用过渡大圆弧一体连接，加大了折弯圆角尺寸，优化分配了桥壳垂向、水平抗弯截面系数，桥壳的抗扭性能和承载能力得到提升，进一步的在所述桥壳锥部的外侧设置有若干加强筋30，保证桥壳在减重的同时具有高的刚性和强度，所述推力杆支架33一体设置于桥管31的侧壁，优选采用V型推力杆支架结构，并采用轻量化设计，在V型的推力杆支架33上设计三角形结构的减重槽，从而最大限度的降低桥壳重量。所述桥壳锥部32创新的作为主减速器总成1的安装壳体，并同时作为主减速器的壳体和主动锥齿轮的安装轴承座，如附图2所示，主减速器总成1直接安装于桥壳总成中的桥壳锥部32内，具体的主减速器总成1包括凸缘总成13、主动锥齿轮7、被动锥齿轮14和差速器总成8，所述差速器总成8又包括左差速器壳15、右差速器壳9、行星齿轮12、半轴齿轮10及十字轴11；主动锥齿轮7通过一对圆锥滚子轴承直接支撑在桥壳总成的桥壳锥部32内，桥壳锥部32的顶部同时作为了圆锥滚子轴承的轴承座，这种创新设计较传统的驱动桥省去了轴承座和主减速器壳的设置，从而将传统驱动桥中轴承座、主减速器壳、桥壳、推力杆支架四大部分融合为一体结构，便于整体铸造，从而增加了的布置空间，更有利于降低驱动桥的高度。主动锥齿轮7的顶部安装有凸缘总成13，所述凸缘总成13通过凸缘锁紧螺母6紧固于主动锥齿轮7的顶部，创新的所述凸缘锁紧螺母6采用施必牢锁紧螺母，提高了固定强度；主动锥齿轮7与被动锥齿轮14相互啮合在一起，被动锥齿轮14与差速器总成8中的右差速器壳9通过螺栓连接固定；所述左差速器壳15结合于右差速器壳9的开口部，所述行星齿轮12、半轴齿轮10及十字轴11安装于左差速器壳15和右差速器壳9结合形成的腔体内，所述右差速器壳9的壁面上开设有四个完整的位于同一平面的十字轴孔，所述十字轴11的每个轴端穿过一个行星齿轮12后伸入对应的十字轴孔内，所述的十字轴11采用分体式结构，优选由一根长轴和两根共线的且与长轴垂直连接、位于长轴两侧的短轴组成，从而本发明所述差速器总成包括四个分别穿过十字轴四个轴段的行星齿轮12和位于十字轴两侧且与行星齿轮12啮合的两个半轴齿轮10。进一步的所述主动锥齿轮轴线与客车前进方向有一定的夹角。

所述轮边减速器总成2连接于桥壳总成5和主减速器总成1，具体的如附图3所示，所述轮边减速器总成2包括输入半轴25、左减速箱体27、右减速箱体28、输入圆柱齿轮26、惰轮23和输出圆柱齿轮24，所述右减速箱体28通过螺栓连接于桥壳总成1的桥壳锥部32，所述输入半轴25、输入圆柱齿轮26、惰轮23和输出圆柱齿轮24设置于左减速箱体27和右减速箱体28组成的减速箱体内，所述输入半轴25连接于主减速器总成2中的输出轴，所述输入圆柱齿轮26固定连接于输入半轴25，所述输出圆柱齿轮24啮合于所述输入圆柱齿轮26上。

所述轮边制动器总成3连接于所述轮边减速器总成2上，具体的如附图3所示，所述轮边制动器总成3包括输出半轴16、轴头19、制动盘20、制动钳21、轮毂18、制动气室22和单元轴承17，所述输出半轴16固定连接于轮边减速器总成2中的输出圆柱齿轮24，所述轴头19设置于输出半轴16外周，本发明创新的对轴头的结构进行了改进，所述轴头19如附图5所示，包括一体连接的承载部34和制动底板35，以保证轮边装配的精确性，所述承载部34套设于输出半轴16外周，与普通轴头一样起到承载输出半轴16运转的作用，所述制动底板35连接于制动盘20和制动钳21，所述制动气室22连接于制动钳21，所述制动钳21装配到制动底板35上，所述制动盘20连接于轮毂18，所述单元轴承17设置于轴头19承载部和轮毂18之间。

所述C型梁4连接于轮边减速器总成2上，具体的C型梁4通过螺栓固定连接于轮边减速器总成2中的减速箱体侧部，本发明为进一步减轻驱动桥的重量，在所述C型梁4上设置如附图6所示的中空结构29。

本发明所述的客车用低地板门式驱动桥总成，通过对主减速器总成、桥壳总成、轮边减速器总成、轮边制动器总成和C型梁各部分进行了创新改进，尤其是所述桥壳总成将传统驱动桥中轴承座、主减速器壳、桥壳和推力杆支架四大部分融合为一体结构，便于实现驱动桥的低重心设计，同时在桥壳锥部外侧布置加强筋以保证其强度和刚性；所述差速器总成为轻量化结构，十字轴孔全部分布于右差速器壳上，十字轴采用分体式结构；所述轴头将传统轴头与制动底板融合为一体进行整体锻造；所述C型梁采用轻量化结构，等等这些创新改进有利于轻量化低地板客车用门式驱动桥的实现。通过本发明所述驱动桥连接的轮距为1800～1860mm间。

以上仅是对本发明的优选实施方式进行了描述，并不将本发明的技术方案限制于此，本领域技术人员在本发明的主要技术构思的基础上所作的任何公知变形都属于本发明所要保护的技术范畴，本发明具体的保护范围以权利要求书的记载为准。

Claims (10)

1.一种低地板门式驱动桥，其特征在于，包括主减速器总成（1）、轮边减速器总成（2）、轮边制动器总成（3）、C型梁（4）和桥壳总成（5），所述主减速器总成（1）设置于所述桥壳总成（5）内，所述桥壳总成（5）的两端分别连接有轮边减速器总成（2），所述轮边减速器总成（2）上连接有轮边制动器总成（3）和C型梁（4）。

2.根据权利要求1所述的低地板门式驱动桥，其特征在于，其中所述桥壳总成（5）包括一体连接的桥管（31）、桥壳锥部（32）和推力杆支架（33），所述桥管（31）与桥壳锥部（32）采用过渡大圆弧一体连接，所述推力杆支架（33）一体设置于桥管（31）的侧壁，所述桥壳锥部（32）作为所述主减速器总成（1）的安装壳体。

3.根据权利要求2所述的低地板门式驱动桥，其特征在于，其中在所述桥壳锥部（32）的外侧设置有若干加强筋（30），所述推力杆支架（33）采用V型推力杆支架结构，并在其上设计有三角形减重槽，所述C型梁（4）的内部为中空结构（29）。

4.根据权利要求2所述的低地板门式驱动桥，其特征在于，所述主减速器总成（1）包括凸缘总成（13）、主动锥齿轮（7）、被动锥齿轮（14）和差速器总成（8），所述主动锥齿轮（7）通过圆锥滚子轴承直接支撑于所述桥壳锥部（32）内，所述桥壳锥部（32）的顶部同时作为所述圆锥滚子轴承的轴承座，所述凸缘总成（13）连接于主动锥齿轮（7）的顶部，所述主动锥齿轮（7）与被动锥齿轮（14）相互啮合，所述被动锥齿轮（14）固定连接于所述差速器总成（8）。

5.根据权利要求4所述的低地板门式驱动桥，其特征在于，所述差速器总成（8）包括左差速器壳（15）、右差速器壳（9）、行星齿轮（12）、半轴齿轮（10）及十字轴（11），所述被动锥齿轮（14）通过螺栓固定连接于所述右差速器壳（9），所述左差速器壳（15）与右差速器壳（9）结合形成所述行星齿轮（12）、半轴齿轮（10）和十字轴（11）的安装腔体。

6.根据权利要求5所述的低地板门式驱动桥，其特征在于，所述右差速器壳（9）的壁面上开设有四个完整的位于同一平面的十字轴孔，所述十字轴（11）的每个轴端穿过一个所述行星齿轮（12）后伸入对应的十字轴孔内，所述半轴齿轮（10）数量为两个并分别在所述十字轴（11）的两侧外与所述行星齿轮（12）相啮合。

7.根据权利要求6所述的低地板门式驱动桥，其特征在于，所述十字轴（11）采用分体式结构，由一根长轴和两根共线的且与长轴垂直连接、位于长轴两侧的短轴组成。

8.根据权利要求4所述的低地板门式驱动桥，其特征在于，所述凸缘总成（13）通过凸缘锁紧螺母（6）紧固于主动锥齿轮（7）的顶部，所述凸缘锁紧螺母（6）采用施必牢锁紧螺母。

9.根据权利要求2所述的低地板门式驱动桥，其特征在于，所述轮边减速器总成（2）包括输入半轴（25）、减速箱体、输入圆柱齿轮（26）、惰轮（23）和输出圆柱齿轮（24），所述减速箱体通过螺栓连接于所述桥壳锥部（32），所述输入半轴（25）、输入圆柱齿轮（26）、惰轮（23）和输出圆柱齿轮（24）设置于所述减速箱体内，所述输入半轴（25）连接于主减速器总成的输出轴，所述输入圆柱齿轮（26）固定连接于所述输入半轴（25），所述输出圆柱齿轮（24）啮合于所述输入圆柱齿轮（26）上。

10.根据权利要求9所述的低地板门式驱动桥，其特征在于，所述轮边制动器总成（3）包括输出半轴（16）、轴头（19）、制动盘（20）、制动钳（21）、轮毂（18）、制动气室（22）和单元轴承（17），所述输出半轴（16）固定连接于所述输出圆柱齿轮（24），所述轴头（19）包括一体连接的承载部（34）和制动底板（35），所述承载部（34）套设于输出半轴（16）的外周，所述制动底板（35）连接于所述制动盘（20）和制动钳（21），所述制动气室（22）连接于所述制动钳（21），所述制动钳（21）装配到所述制动底板（35）上，所述制动盘（20）连接于所述轮毂（18），所述单元轴承（17）设置于所述承载部（34）和所述轮毂（18）之间。