CN105059056B - 二级减速后驱动桥总成 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种二级减速后驱动桥总成，包括水平设置的后桥壳总成、设置在后桥壳总成中部的主减速带差速器总成、设置在后桥壳总成两端的轮毂总成、两个盘式制动器总成和两根半轴，主减速带差速器总成处的后桥壳总成顶部和底部均呈水平状；主减速器壳的顶部和底部均呈水平状；轮毂总成包括转动设置在后桥壳总成两端的轮毂和轮边减速器，轮边减速器包括轮边减速器壳、齿圈、太阳轮、行星轮架、一个以上的行星轮和设置在轮毂总成端部的端盖，行星轮与太阳轮和齿圈同时啮合，轮毂与轮边减速器壳为一体式结构。本发明的有益效果是：结构紧凑、质量轻、主减速比涵盖范围宽，可有效的降低底盘高度。

Description

二级减速后驱动桥总成

技术领域

本发明公开了一种二级减速后驱动桥总成。

背景技术

随着国家城镇化建设的不断推进，大量人口聚集在城市周围，对城市的公共交通运输提出更高的要求，为缓解交通压力，各地均在大力发展公共交通，鼓励出行公交化；同时随着国家对环境保护政策的不断实施，为减少汽车尾气排放，国家大力鼓励新能源客车特别是纯电动客车的发展，把新能源客车的研发提高到了国家战略高度；各个整车制造公司和零部件制造公司对新能源车型的研发均投入很多的研发资源；客运市场对新能源客车特别是纯电动的需求会一直持续很长时间。

但现阶段新能源客车底盘用驱动桥总成均是沿用原有传统产品，因为传统驱动桥总成均采用一级减速结构，桥外廓尺寸大、重量大，占用底盘空间较多，直接影响整车配备的电池容量及车内地板的高度。

同时，由于新能源客车特别是纯电动客车的动力总成的功率比传统发动机的功率小，为满足整车的输出扭矩要求，要求驱动桥总成的减速比要大，但一级减速驱动桥总成的最大速比只能够做到7.5左右；为满足整车动力性要求，只有增大电动机的功率或额外再增加一个变速箱；如果增大电动机的功率，在同等电池容量的基础上会增加电能消耗使行驶里程缩短，同时电动机外廓尺寸加大进一步影响底盘的空间布置；如增加变速箱会使控制系统复杂同时也额外增加制造成本，也会牺牲一部分底盘空间。同时一级减速后桥的外廓尺寸都比较大，整车地板的高度都布置的比较高，对车内空间的利用率造成不利影响；后门基本上为二级踏步。对乘客的上、下车也造成诸多不便。

按新能源客车的实际需求，增加电池容量、减轻驱动桥重量、减小电动机的功率、降低车内地板高度是一个很好的优化方案，但要求驱动桥总成具有比较大的可选速比范围，同时重量轻、外廓尺寸小。

发明内容

本发明的目的是提供一种结构紧凑、质量轻、主减速比涵盖范围宽、可有效降低底盘高度的二级减速后驱动桥总成。

为解决上述问题，本发明所采取的技术方案是：

一种二级减速后驱动桥总成，包括水平设置的后桥壳总成、设置在后桥壳总成中部的主减速带差速器总成、设置在后桥壳总成两端的轮毂总成、两个盘式制动器总成和两根半轴，主减速带差速器总成处的后桥壳总成顶部和底部均呈水平状。

所述的主减速带差速器总成包括设置在后桥壳总成中部的主减速器壳、通过差速器轴承转动设置在主减速器壳内的差速器总成、通过主动齿轮轴承转动设置在主减速器壳内的主动齿轮、固定在差速器总成上的被动齿轮、通过十字轴设置在差速器总成内的行星齿轮，所述的半轴的一端伸入差速器总成内并且设置半轴齿轮；所述的主动齿轮与被动齿轮相啮合，所述的行星齿轮与两个半轴齿轮均相啮合。

所述的轮毂总成包括转动设置在后桥壳总成两端的轮毂和轮边减速器，所述的轮边减速器包括轮边减速器壳、设置在后桥壳总成两端的齿圈、设置在半轴另一端的太阳轮、固定在轮边减速器壳上的行星轮架、转动设置在行星轮架上一个以上的行星轮和设置在轮毂总成端部的端盖，所述的行星轮与太阳轮和齿圈同时啮合，所述的轮毂与轮边减速器壳为一体式结构。

所述的盘式制动器总成固定在后桥壳总成上，盘式制动器总成的制动盘与轮毂固定连接。

本发明在驱动桥两侧轮边增加二级减速结构(轮边减速器)，缩小驱动桥总成的外廓尺寸特别是后桥壳总成的上下高度尺寸以有效降低客车底盘的高度，同时通过不同的主减速比和二级减速比的配合可以十分方便实现不同的总减速比以满足整车输出扭矩的匹配需要，因为采用二级减速方案设计布置，作为一级减速的主减速器带差速器总成可以把齿轮的尺寸设计的很小，所以主减速器带差速器总成外廓尺寸设计的很紧凑，二级减速机构靠近轮毂，作为轮边减速器；通过不同的减速器齿轮布置，可以方便的实现后驱动桥总成的不同速比匹配。二级减速机构设置在驱动桥总成两侧轮边处，采用行星齿轮减速机构设计方案：太阳轮为主动件，行星轮架为从动件，齿圈为固定件的传动方式。行星轮传动具有功率分流和共轴线的运动特性，而且各中心轮成共轴线的传动，且内啮合应用合理，因此，可使结构非常紧凑，由于在太阳轮周围均匀的分布着数个行星轮来共同分担载荷，故使得每个齿轮受到的载荷较小，所以设计时可以采用较小的模数，此外，在结构上充分利用内啮合承载能力大和内齿圈本身的可容体积，从而缩小其外廓尺寸，使其机构紧凑、重量轻、体积小，精度高、承载能力大。同时，由于行星齿轮传动的对称性，即它具有数个均匀分布的行星轮，使得作用力与反作用力平衡，进而有利于提高传动效率，其传动效率可以达到0.97-0.99；同时运行平稳，抵抗冲击和震动的能力强，工作可靠。本发明中主减速带差速器总成处的后桥壳总成顶部和底部均呈水平状，而现有的车桥顶部为向上凸出的圆弧状，底部为向下凸出的圆弧状，上部的圆弧状减小了车厢底板与车桥的距离，而下部的圆弧状缩使得底盘最底部在离地距离一定时，底盘整体上移，从而底盘整体的离地高度较大，本申请设置为水平状，在保证底盘最底部离地高度一定的前提下，整体上降低底盘的高度，从而降低了车厢与地面之间的距离。

轮边减速器壳传统的设计方案是轮边减速器壳与轮毂为两个独立的零部件，在安装时通过定位止口与0型密封圈用螺栓固定在一起；结构简单，但总成装配后的形位公差及尺寸公差难以控制且基本上偏大，使齿轮转动的实际工况与理论环境有较大偏差，直接影响轮边减速器的运转噪声和使用寿命，同时在两零部件安装的平面处十分容易发生渗、漏油现象，会造成质量故障并引起客户投诉。而一体化的设计方案则避免了上述问题的发生，因为是一体化设计在机械加工时可以保证一次装夹即可完成全部加工过程，形位公差与尺寸偏差均可以控制在设计范围内，使轮边减速齿轮的使用工况处于理论环境内，运转噪声低且使用寿命长；同时在与轮辋安装的结合面处设计有车轮螺栓安装孔和制动盘安装孔，最外侧设计有与端盖安装的螺纹孔以满足总成的安装要求。

作为本发明的进一步改进，所述的主减速器壳得纵截面为六边形。主减速器壳通过螺栓固定在后桥壳总成上，六边形的外形便于螺栓孔的定位，方便制造。

作为本发明的进一步改进，所述的主动齿轮轴承通过主动齿轮轴承座安装在主减速器壳内，所述的主动齿轮轴承座与主减速器壳为一体式设计结构。

传统设计方案是主动齿轮轴承座安装和主减速器壳分开成两个零部件，通过定位止口用螺栓、O形密封圈连接在一起，结构相对简单，但强度低、结合面处易漏油造成减速机构损坏，而本申请二级减速机构用的轮边减速器壳与轮毂设计成一体结构，增加零部件强度，降低零部件重量并提高可靠性，形位公差易于保证，与传统结构相比减少一个密封点降低漏油风险。

作为本发明的进一步改进，所述的半轴为全浮式半轴，所述的后桥壳总成为中空结构，所述的半轴穿过中空结构的后桥壳总成，两端分别设置半轴齿轮和太阳轮。

采用全浮式半轴，半轴与桥壳没有直接联系，地面作用于车轮的各种反力均不会直接作用到半轴上，因此半轴不仅不承受转矩，而且不承受各种反力机器形成的弯矩，并且半轴位于后桥总成的中空部位，对半轴起到保护的作用，不影响力的传动。

综上所述，本发明的有益效果是：结构紧凑、质量轻、主减速比涵盖范围宽，可有效的降低底盘高度。

附图说明

图1是本发明的主视图。

图2是本发明的俯视图。

图3是图2中A处的局部放大图。

图4是图2中B处的局部放大图。

其中：1、后桥壳总成；2、主减速带差速器总成；3、半轴；4、盘式制动器总成；5、制动盘；6、轮毂；7、轴承；8、齿圈支撑；9、齿圈；10、行星轮架；11、太阳轮；12、行星轮轴；13、行星轮；14、端盖；15、轮毂总成；16、主减速器壳；17、主动齿轮轴承；18、主动齿轮；19、被动齿轮；20、差速器总成；21、行星齿轮；22、半轴齿轮；23、轮边减速器壳；24、主动齿轮轴承座25、差速器轴承；26、十字轴。

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说明。

如图1至图4所示的二级减速后驱动桥总成，包括水平设置的后桥壳总成1、设置在后桥壳总成1中部的主减速带差速器总成2、设置在后桥壳总成1两端的轮毂总成15、两个盘式制动器总成4和两根连接主减速带差速器总成2与轮毂总成15的半轴3。

所述的主减速带差速器总成2包括设置在后桥壳总成1中部的主减速器壳16、通过两个差速器轴承25转动设置在主减速器壳16内的差速器总成20、通过主动齿轮轴承17转动设置在主减速器壳16内的主动齿轮18、固定在差速器总成20外围的被动齿轮19、通过十字轴26设置在差速器总成20内的行星齿轮21，所述的差速器总成20由两个内腔为半球壳状的壳体构成，两个壳体连接处设置四个与十字轴26相配合的通孔，四个行星齿轮21安装在十字轴26上，两个差速器轴承25的外圈固定在主减速器壳16内，差速器总成20的两端分别固定在差速器轴承25的内圈中，所述的半轴3的一端伸入差速器总成20内并且设置半轴齿轮22；所述的主动齿轮18与被动齿轮19相啮合，所述的行星齿轮21与两个半轴齿轮22均相啮合，安装时先将行星齿轮21安装在十字轴26上，两侧半轴齿轮22安装在行星齿轮21的两侧；，将构成差速器总成20的两个壳体对接，十字轴26卡在两个壳体上四个通孔中，使四个行星齿轮21均与两个半轴齿轮22相啮合，用螺栓固定构成差速器总成20的两个壳体。将两根半轴3一端分别伸入差速器总成20的两个壳体内，并分别与半轴齿轮22连接；本发明中半轴3的端部设有外花键，半轴齿轮22内设置内花键，内外花键配合，使得半轴3与半轴齿轮22之间没有相对转动，如图3所示。底盘动力总成(图中未示出)输出扭矩至主动齿轮18上，主动齿轮18通过与被动齿轮19的啮合把扭矩增大并转换方向，带动差速器总成20转动，直行的时候，差速器总成20和半轴3以相同的转速转动，此时行星齿轮21只绕着半轴的中心线做公转，而没有自转，两个半轴3转动将扭矩平均分配到驱动桥总成两侧的轮毂总成。当车辆转弯时，两个轮毂的距离不同，行星齿轮21除公转外，还绕着十字轴26自转，从而改变两个轮毂的转速。

所述的轮毂总成15包括通过轴承7转动设置在后桥壳总成1两端的轮毂6和轮边减速器，所述的轮边减速器包括轮边减速器壳23、通过齿圈支撑8设置在后桥壳总成1两端的齿圈9、设置在半轴3另一端的太阳轮11(半轴3上设置外花键，太阳轮11内设置內花键，內花键和外花键配合实现半轴3与太阳轮11之间无相对转动的固定)、固定在轮边减速器壳23上的行星轮架10，通过行星轮轴12转动设置在行星轮架10上一个以上的行星轮13(本实施例优选的行星轮13数量为五个，沿太阳轮11的圆周方向均匀分布)和设置在轮毂总成15端部的端盖14，所述的行星轮13与太阳轮11和齿圈9同时啮合，所述的轮毂6与轮边减速器壳23为一体式结构。半轴3转动，太阳轮11一同转动，因为行星轮13同时与太阳轮11和齿圈9相啮合，行星轮13有带动齿圈9公转的趋势；但齿圈9实际上固定在桥壳上，是不能够转动的；反作用力带动行星轮架转动，即行星轮13在自传的同时带动行星轮架10进行公转；而行星轮架10与轮毂6和轮边减速器壳23连接在一起，从而带动轮毂6转动实现驱动车轮前进或倒退。

所述的盘式制动器总成固定在后桥壳总成1上，盘式制动器总成的制动盘5与轮毂6固定连接。

所述的主动齿轮轴承17通过主动齿轮轴承座24安装在主减速器壳16内，所述的主动齿轮轴承座24与主减速器壳16为一体式结构。

本发明优选的半轴3为全浮式半轴，所述的后桥壳总成1为中空结构，所述的半轴3的两端通过轴承转动设置在后桥壳总成1内。

工作原理：底盘动力总成输出扭矩至主减速器带差速器总成中主动齿轮18上，主动齿轮18通过与被动齿轮19的啮合把扭矩增大并转换方向，通过全浮式半轴3转动把扭矩平均分配到两侧，全浮式半轴3与太阳轮11安装在一起，太阳轮11转动带动行星轮13转动，因为行星轮13同时与齿圈9啮合，行星轮13有带动齿圈9公转的趋势；但齿圈9实际上固定在后桥壳总成1上是不能够转动的；反作用力带动行星轮架10转动，即行星轮13在自转的同时带动行星轮架10进行公转；而行星轮架10与轮毂6和轮边减速器壳23连接在一起，从而带动轮毂6转动实现驱动车轮前进或倒退。

本发明说明书中为作特别说明的均为现有技术或者通过现有的技术能够实现，应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (3)

1.一种二级减速后驱动桥总成，其特征在于：包括水平设置的后桥壳总成(1)、设置在后桥壳总成(1)中部的主减速带差速器总成(2)、设置在后桥壳总成(1)两端的轮毂(6)总成、两个盘式制动器总成(4)和两根半轴(3)，主减速带差速器总成(2)处的后桥壳总成(1)顶部和底部均呈水平状；

所述的主减速带差速器总成(2)包括设置在后桥壳总成(1)中部并且纵截面为六边形的主减速器壳(16)、通过差速器轴承(25)转动设置在主减速器壳(16)内的差速器总成(20)、通过主动齿轮轴承(17)转动设置在主减速器壳(16)内的主动齿轮(18)、固定在差速器总成(20)上的被动齿轮(19)、通过十字轴(26)设置在差速器总成(20)内的行星齿轮(21)，所述的半轴(3)的一端伸入差速器总成(20)内并且设置半轴齿轮(22)；所述的主动齿轮(18)与被动齿轮(19)相啮合，所述的行星齿轮(21)与两个半轴齿轮(22)均相啮合；

所述的轮毂(6)总成包括转动设置在后桥壳总成(1)两端的轮毂(6)和轮边减速器，所述的轮边减速器包括轮边减速器壳(23)、设置在后桥壳总成(1)两端的齿圈(9)、设置在半轴(3)另一端的太阳轮(11)、固定在轮边减速器壳(23)上的行星轮架(10)、转动设置在行星轮架(10)上一个以上的行星轮(13)和设置在轮毂(6)总成端部的端盖(14)，所述的行星轮(13)与太阳轮(11)和齿圈(9)同时啮合，所述的轮毂(6)与轮边减速器壳(23)为一体式结构；

所述的盘式制动器总成(4)固定在后桥壳总成(1)上，盘式制动器总成(4)的制动盘(5)与轮毂(6)固定连接。

2.根据权利要求1所述的二级减速后驱动桥总成，其特征在于：所述的主动齿轮轴承(17)通过主动齿轮轴承座安装在主减速器壳(16)内，所述的主动齿轮轴承座与主减速器壳(16)为一体式结构。

3.根据权利要求1所述的二级减速后驱动桥总成，其特征在于：所述的半轴(3)为全浮式半轴，所述的后桥壳总成(1)为中空结构，所述的半轴(3)穿过中空结构的后桥壳总成(1)，两端分别设置半轴齿轮(22)和太阳轮(11)。