CN105644268B - 一种驱动桥壳 - Google Patents

Abstract

一种驱动桥壳，包括中部的桥壳和主减速器壳（9）和两端的轴管部（10），所述轴管部（10）的内孔中能够对应安装半轴（4），所述轴管部（10）的内孔表面上设置设有螺旋结构（8），所述的螺旋结构（8）为单头或多头的螺旋形凸棱或螺旋形凹槽，且当所述轴管部（10）内孔中安装的半轴（4）因带动轮毂（7）及车辆前进而旋转时，所述螺旋结构（8）输送润滑油的方向指向主减速器（1）一侧。结构简单、设计新颖、制作简单方便，可保持各腔体油量稳定,保证各部件润滑充分，特别是对轮端机构（2）的排油气和降温效果好、有效延长了驱动桥系统的使用寿命，可适用于所有轮端机构采用油润滑的驱动桥。

Description

一种驱动桥壳

技术领域

本发明涉及一种驱动桥壳，特别涉及一种轮端机构采用油润滑的驱动桥壳。

背景技术

驱动桥处于动力传动系的末端，由发动机发出的扭矩经过驱动桥最后传给驱动车轮，从而实现车轮的旋转。对于单级驱动桥来说,油润滑主要用于轮端轴承,对于轮边减速驱动桥来说，轮毂轴承及轮边减速器均需考虑油润滑。

现有的驱动桥如东风商用车有限公司的轮边减速驱动桥，如图5，主要包括主减速器1、轮端机构2、驱动桥壳3、半轴4、从动锥齿轮5、轴管6和轮毂7，所述的主减速器1 包括主动锥齿轮和从动锥齿轮5，从动锥齿轮5 为螺旋锥齿轮，从动锥齿轮5 的下半部分基本都是浸泡在润滑油中的；所述的驱动桥壳3与轴管6通过4个定位销和过盈配合联结在一起，主减速器1 通过螺栓安装在驱动桥壳3 中心的安装孔内，所述的半轴4设置在驱动桥壳3和轴管6内，主减速器1通过半轴4与轮端机构2 相连接，轮端机构2安装在轮毂7上，轮端机构2和轮毂7安装在轴管6上。汽车运行时，主减速器1内的主动锥齿轮高速运转，从而带动从动锥齿轮5高速运转，从动锥齿轮5旋转就像一个“螺旋桨”，产生单向泵吸作用，推动主减速器1 处的齿轮润滑油沿着从动锥齿轮齿轮5进入驱动桥壳3 腔体并沿着驱动桥壳3 流入轮端机构2。

在我国及北半球大多数国家的道路均是左高右低，即在受道路纵坡影响及从动轮5的单向泵吸能力的共同作用，驱动桥中央主减速器1中的润滑油就会流向一侧多为右侧轮端机构2的腔体内，无法回流。由于轮端机构2没有通气塞机构，于是包括轮边减速器在内的轮端机构2内部变成一个封闭的腔体，在这个腔体内轮端轴承及齿轮等摩擦副不断地给腔体内的润滑油加热，同时会产生大量高温高压的油气，高压油气越聚越多，此时轮端机构2就像一个不断被加热的“高压锅”，在这个高压密闭的腔体内齿轮油越煮越沸，会导致车辆一侧轮端机构2腔体内的油温急剧上升，直至破坏润滑油黏度，导致润滑不良而引起轮端机构2内零件异常磨损，甚至产生齿轮胶合或轮毂油封失效漏油等故障。

中国专利公告号：CN 203082000 U，公告日：2013年07月24日，名称为：《商用汽车半轴》的实用新型公开了一种所述半轴为空心轴的汽车半轴，所述空心轴的中心孔表面设置有螺旋凹槽，该半轴的螺旋凹槽设置于中心孔的内壁上，减轻了半轴的自重，提高了半轴抵抗疲劳变形的能力。但该半轴的中心孔并未与桥端机构的轴承及齿轮等摩擦副部位连通，未能改变桥端机构的润滑状态，无法阻止桥壳内的润滑油向轮端机构内流动，也无法防止轮端机构内部润滑油温度的升高，更难以达到降低轮端机构的温度，延长其使用寿命的目的。

发明内容

本发明的目的是针对现有的轮端机构散热不畅、易产生高温油气，导致轮端机构故障较多，使用寿命短的问题，提供一种可有效降低轮端机构内部温度，延长轮端机构及其周围组件使用寿命的驱动桥壳，它结构简单，成本低廉，制作方便，对轮端机构降温效果显著。

为实现上述目的，本发明的技术解决方案是：一种驱动桥壳，包括中部的桥壳和主减速器壳和两端的轴管部，所述的轴管部内能够对应安装半轴，所述轴管部的内孔表面上设置有螺旋结构，所述的螺旋结构为单头或多头的螺旋形凸棱或螺旋形凹槽，且当所述轴管部内孔中安装的半轴因带动轮毂及车辆前进而旋转时，所述螺旋结构输送润滑油的方向指向主减速器一侧。

所述轴管部的内孔为变截面孔时，所述变截面孔表面上螺旋结构的最小内径所形成的内孔为直孔。

所述轴管部的内孔为等截面孔时，所述等截面孔表面上螺旋形凸棱的最大高度或螺旋形凹槽的最大深度为1~4毫米。

所述螺旋形凸棱的横断面形状是矩形、锥形、梯形、半圆形或圆形。

所述的螺旋形凸棱由固定于轴管部内孔表面上的金属丝或橡胶构成。

所述螺旋形凹槽的横断面形状是矩形槽、锥形槽、梯形槽或半圆形槽。

与现有技术相比较，本发明的有益效果是：

1.在驱动桥轴管部的内孔表面上设置有螺旋结构，在车辆前进的过程中，该螺旋结构在随半轴的转动过程中可将轮端机构一侧的部分润滑油推向主减速器一侧，一来可保持轮端机构油量稳定，在车辆行驶过程中主动排除轮端机构多余的油量,防止轮端气路堵塞和齿轮油单侧聚集。二来可以使轮端与主减的润滑油发生热量交换,辅助轮端机构散热。三来保证主减速器油量，使主减速器各部件润滑充分，同时减低主减速器的工作温度，提高其使用寿命。

2.通过观察和研究发明人发现：轮端机构内部产生高温油气的条件是：轮端机构的高速转动和润滑油的过量聚集而无法流动，堵塞轮端机构的排气通道,形成密闭空间,而半轴则是轮边机构运动的传动元件，两者间在转速上呈正相关的关系，驱动桥轴管部的内孔表面上螺旋结构的泵吸作用与半轴上的转速也呈正相关的关系，即如果轮边减速机构或轮端轴承机构的转速提高，必须源于半轴转速的提高，这时螺旋结构的泵吸能力也会因为半轴转速的提高而加大，也就是说，在载荷不变的情况下,当车速提高时,轮端机构的摩擦损耗将加大,轮端齿轮及轴承的发热量也会相应的增加,但同时半轴上螺旋结构对轮端的排气和散热作用也增强了。故对于高速转动的轮端机构而言，本发明螺旋结构利用半轴自身的旋转特性，排气和散热能力与轮端部件的发热能力同步提升，正好对应解决了轮端机构高速转动时，轮端机构内部润滑油量聚集造成排气不畅，轮端异常发热的问题。

3.本发明结构简单、设计新颖、成本低廉，制作简单方便，可适应于所有采用油润滑的驱动桥，对轮端机构的降温效果好、有效延长了轮端机构及其周围组件或的使用寿命。

附图说明

图1是安装有本发明的驱动桥结构示意图；

图2是本发明中半轴套管6的结构示意图；

图3是本发明驱动桥壳3的一种结构示意图；

图4是本发明驱动桥壳3的另一种结构示意图；

图5是现有驱动桥的结构示意图。

图中，主减速器1、轮端机构2、驱动桥壳3、半轴4、从动锥齿轮5、半轴套管6、轮毂7、螺旋结构8、主减速器壳9，轴管部10。

具体实施方式

以下结合附图说明和具体实施例对本发明作进一步的详细描述。

参见图1，图2，本发明的一种驱动桥壳，包括中部的桥壳和主减速器壳9和两端的轴管部10，所述轴管部10的内孔中能够对应安装半轴4，所述轴管部10的内孔表面上设置设有螺旋结构8，所述的螺旋结构8为单头或多头的螺旋形凸棱或螺旋形凹槽，且当所述轴管部10内孔中安装的半轴4因带动轮毂7及车辆前进而旋转时，所述螺旋结构8输送润滑油的方向指向主减速器1一侧。

所述轴管部10的内孔为变截面孔时，所述变截面孔表面上螺旋结构8的最小内径所形成的内孔为直孔。

所述轴管部10的内孔为等截面孔时，所述等截面孔表面上螺旋形凸棱的最大高度或螺旋形凹槽的最大深度为1~4毫米。

所述螺旋形凸棱的横断面形状是矩形、锥形、梯形、半圆形或圆形。

所述的螺旋形凸棱由固定于轴管部10内孔表面上的金属丝或橡胶构成。

所述螺旋形凹槽的横断面形状是矩形槽、锥形槽、梯形槽或半圆形槽。

实施例1

参见图1，本发明所述的驱动桥壳，包括中部的桥壳和主减速器壳9和两端的轴管部10，所述的轴管部10内能够对应安装半轴4，所述轴管部10的内孔表面上设置设有螺旋结构8，所述的螺旋结构8为单头的螺旋形凸棱，且当所述轴管部10内安装的半轴4因带动驱动桥及车辆前进而旋转时，所述螺旋结构8轴向输送润滑油的方向指向主减速器1一端。所述螺旋结构11的旋向可根据现有螺旋体物料输送方向的左、右手定则来判断，根据螺旋体送料方向的左、右手定则，左旋用右手，右旋用左手，拇指所指方向为物料输送的方向，四指所握的方向是轴旋转方向，所述螺旋结构8的旋向可由半轴4带动驱动桥及车辆前进时的旋转方向和所述螺旋结构8中流体的流动方向来确定，即所述螺旋结构8的旋向由其半轴4的旋转方向和螺旋结构8在旋转时所对应输送润滑油的方向来决定。具体确定时，由于规定了所述轴管部10内半轴4带动驱动桥及车辆前进而旋转时，螺旋结构8轴向输送润滑油的方向应是指向主减速器1一端，故可先确定半轴4在带动车轮转动并使车辆前进时的旋转方向对应四指弯曲方向，再以轮端指向主减速器1的方向作为所述螺旋结构8的输送方向即润滑油运动方向对应大拇指伸直方向，来确定左手或右手符合上述条件，即以四指弯曲方向为轴体1的旋转方向，大拇指伸直方向为螺旋输送方向即润滑油运动方向，用左、右两手分别进行比对，采用右手握持与该两方向相符合的，则所述半轴套管6上螺旋结构8的旋向应为左旋，采用左手握持与该两方向相符合的，则所述半轴套管6上螺旋结构8的旋向应为右旋。这是根据现有螺旋体输送物料方向的左、右手定则所得出确定半轴套管6上螺旋结构旋向的结论。即所述螺旋结构8的旋向是由半轴4的旋转方向和螺旋结构8输送物料的方向所决定的。

参见图1，图2，本发明所述的轴管部10包括驱动桥壳3的一部分和半轴套管6，半轴套管6从驱动桥壳3端部的孔中插向主减速器1一侧，这时所述的轴管部10则可以是半轴套管6，即所述轴管部10的内孔为等截面孔，半轴套管6的内孔中能够对应安装半轴4，这时可直接在所述半轴套管6的内孔表面上设置有螺旋结构8，且当所述轴管部10内安装的半轴4带动驱动桥及车辆前进而旋转时，所述螺旋结构8轴向输送润滑油的方向指向主减速器1一端。图1中所述的半轴4的是光轴，即为目前通用的半轴，其实所述半轴4的轴体上也可以设置螺旋结构如螺旋形凸棱等，但这时设置在半轴上螺旋结构的旋向应与半轴套管6的内孔表面上设置有螺旋结构8的旋向相同，而且半轴4上螺旋结构的设置不能影响半轴4与半轴套管6内孔中螺旋结构8之间的动配合关系。

在图1中，位于主减速器1右边的半轴套管6是驱动桥壳3右边的轴管部10，这时车辆的前进方向是指向上方的，一般情况下半轴4的转动方向与车轮向前转动的方向相同，即从图面上看，右半轴4纵断面的上半部朝向远离阅读者的方向转动，下半部朝向靠近阅读者的方向转动，螺旋结构8输送润滑油的方向是从轮端机构2指向主减速器1一侧，这时用右手的姆指顺着输送润滑油的方向，右手的四个手指正好从半轴的下半部朝向阅读者的方向，满足右手定则，则该螺旋结构8的旋向为左旋，即在右轴管部10上的螺旋结构8为左旋，反之在左轴管部10上的螺旋结构8的旋向为右旋。

就图2中驱动桥右边的半轴4和半轴套管6的配合关系而言，半轴套管6上所述螺旋结构8的设置形成了将轮端机构2一侧的液体输送至主减速器1方向的螺旋泵吸趋势，只要驱动桥上的轮毂7或车轮向前方转动，在半轴4与半轴套管6之间就会产生使流体沿所述螺旋结构8的旋转方向向主减速器1一端运动的势能，从而带动驱动桥壳3内部的部分润滑油向主减速器1一侧运动。驱动桥上左、右两根轴管部10的工作原理都是一样，只是两根轴管部10上螺旋结构8输送润滑油的方向相反，从而形成右轴管部10上螺旋结构8的旋向为左旋，左轴管部10上螺旋结构8的旋向为右旋。

参见图1，当车辆在国内等级公路上长时间高速运行时，驱动桥两侧形成右低左高的工作状态，即驱动桥的右侧低，左侧高，但由于油面是水平的，也就造成了右侧轮端的油量多于左端，同时主减速器1中的润滑油在从动锥齿轮5单向泵吸能力的作用下，驱动桥中央主减速器1中的润滑油就会流向一侧多为右侧轮端机构2的腔体内，无法回流。由于轮端机构2没有通气塞机构，于是包括轮边减速器在内的轮端机构2内部变成一个封闭的腔体，在这个腔体内，轮端轴承及齿轮等摩擦副不断地给腔体内的润滑油加热，同时会产生大量高温高压的油气，高压油气越聚越多，此时轮端机构2就像一个不断被加热的“高压锅”，在这个高压密闭的腔体内齿轮油越煮越沸，会导致车辆一侧轮端机构2腔体内的油温急剧上升，直至破坏润滑油黏度，导致润滑不良而引起轮端机构2内零件异常磨损，甚至产生齿轮胶合或轮毂油封失效漏油等故障。当采用本实施例的结构后，半轴4在带动轮毂7转动前进的过程中，由于在半轴套管6的内孔表面上设置有输送方向朝向主减速器一侧的螺旋结构8，故造成驱动桥壳3内部的部分润滑油会沿所述螺旋结构8的旋转方向流向主减速器1一侧，这种逆向的螺旋泵吸作用，一来可保持轮端机构2油量稳定，在车辆行驶过程中主动排除轮端机构2多余的油量,防止轮端气路堵塞和齿轮油单侧聚集。二来可以使轮端与主减的润滑油发生热量交换,辅助轮端机构2散热。三来保证主减速器1油量，使主减速器各部件润滑充分，同时减低主减速器1的工作温度，提高其使用寿命。所述的螺旋结构8为盘旋在半轴套管6的内孔表面上的单头螺旋形凸棱，该螺旋形凸棱设置于半轴套管6与半轴4配合的部位，所述的螺旋形凸棱的横截面形状是矩形，也可以是锥形、梯形、半圆形或圆形。所述的螺旋形凸棱是在半轴套管6内孔表面上硫化成形工艺制成的螺旋形橡胶套管，所制成螺旋形橡胶凸棱的高度即螺旋形凸棱的高度为1~4毫米左右，一般控制在4毫米以下，所述螺旋形凸棱的最小内径大于半轴4的最大外径，两者间的间隙为1~2毫米，以防止所述螺旋结构8与半轴4发生摩擦。所述螺旋结构8如螺旋形凸棱与半轴4的配合间隙越小，所述螺旋结构8的螺旋泵吸能力越大，间隙越大，所述螺旋结构8的螺旋泵吸能力相应减小，应依据具体需求设计泵吸能力、油液的吸取位置及范围。所述橡胶制成的螺旋形凸棱质量较轻，柔韧性较好，所制成的螺旋结构8与半轴4的间隙可以较小，即使橡胶套管与半轴4有小的摩擦，也不会影响到半轴4的转动，不会产生摩擦噪音。

由于半轴4是轮端机构2运动的传动元件，半轴4与轮端机构2在转速上呈正相关的关系，而所述螺旋结构8的泵吸能力与半轴4的转速也呈正相关的关系，即在载荷不变的情况下,当车速提高时,轮端机构2的功率将提高,轮端齿轮及轴承的发热量也会相应的增加,同时半轴4上螺旋线的对轮端的排气和散热作用也增强了。故对于高速转动的轮端机构2而言，本结构利用半轴4自身的旋转特性，排气和散热能力与轮端机构2的发热能力同步提升，有效地解决了轮端机构2内部润滑油量聚集造成排气不畅，轮端异常发热的问题。

实施例2

参见图4，结合图1，图2，所述的驱动桥壳3采用扩张成形式桥壳，驱动桥壳3的中部经过扩孔，两端是经过滚压变细的钢管，这时所述的轴管部10是滚压变细的钢管，即所述轴管部10的内孔为变截面孔，在钢管的内孔表面上设置有螺旋结构8，所述的螺旋结构8为盘旋在轴管部即钢管内孔表面上的单头螺旋形凸棱，在驱动桥壳3两端的轴管部10上，螺旋结构的旋向是相反的，即图4中所示驱动桥3前进的方向是远离阅读者的方向，图4所显示的驱动桥壳右边轴管部10上螺旋结构8的旋向为左旋，图4中未画出的左边轴管部10上螺旋结构8的旋向为右旋。

所述螺旋结构8的一端靠近钢管的外端部，所述螺旋结构8的长度等于或大于钢管上滚压变细段的长度，且不论钢管的内孔在滚压变细时的横截面如何变化，所述轴管部10的内孔为变截面孔时，应让所述螺旋结构8的最小内径所形成的内孔为直孔，所述螺旋形凹槽的最小内径大于半轴4的最大外径。所述的螺旋结构8与所述的半轴4相配合。所述螺旋形凸棱的横截面形状是圆形，也可以是锥形、梯形、矩形或半圆形。所述的螺旋形凸棱由固定于轴管部10内孔表面上的金属丝构成，所述的金属丝为铜丝，铜丝的直径为2毫米，螺旋形凸棱与半轴4之间的最小径向间隙为3毫米，这时，由于螺旋形凸棱是由导热性能良好的铜金属材料制成，故设置于半轴套管6内孔中横截面形状是圆形的所述螺旋结构8既是润滑油流动散热的动力源，又是将润滑油热量传递给驱动桥壳的散热翅片。本实施例的其他结构与实施例1基本相同。

实施例3

参见图3，结合图1，图2，所述的驱动桥壳是冲压焊接式桥壳，该桥壳由桥壳主件、钢板弹簧座、半轴套简、后盖等组成，这时所述的轴管部10可以包括半轴套简和桥壳主件中的一部分外伸段，也可以是直接将半轴套简作为轴管部10，即所述轴管部10的内孔为等截面孔，在半轴套简的内孔表面上设置有螺旋结构8，所述的螺旋结构8为盘旋在轴管部10即半轴套简内孔表面上的单头螺旋形凹槽，在驱动桥壳3两端的轴管部10上，螺旋结构的旋向是相反的，即图3中所示驱动桥3前进的方向是远离阅读者的方向，图3所显示的驱动桥壳右边轴管部10上螺旋结构8的旋向为左旋，图3中未画出的左边轴管部10上螺旋结构8的旋向为右旋。所述螺旋结构8的一端靠近钢管的外端部，所述螺旋结构8的长度等于半轴套简的长度，且不论半轴套简长度方向上的横截面如何变化，应让所述螺旋结构8的最小内径所形成的内孔为直孔，所述的螺旋结构8与所述的半轴4相配合，其配合间隙为0.5毫米。所述螺旋形凹槽的横截面形状为半圆形槽，也可以是矩形槽、锥形槽或梯形槽。所述螺旋形凹槽的深度为1毫米左右，一般控制在4毫米以下，应保证所述螺旋形凹槽的最小内径大于半轴4的最大外径，这时，由于螺旋形凹槽是由导热性能良好的金属材料制成，故设置于半轴套管6内孔中横截面形状为半圆形槽的所述螺旋结构8既是润滑油流动散热的动力源，又是将润滑油热量传递给驱动桥壳的散热翅片。本实施例的其他结构与实施例1基本相同。

实施例4

结合图1，图2，图3，所述的驱动桥壳3是组合式桥壳，该桥壳由主减速器壳、无缝钢管组成。这时所述的轴管部10是无缝钢管，在主减速器壳两端的无缝钢管内孔表面上设置有螺旋结构8，即所述轴管部10的内孔为等截面孔，所述的螺旋结构8为盘旋在轴管部10即无缝钢管内孔表面上的双头螺旋形凹槽，在驱动桥壳3两端的轴管部10上，螺旋结构的旋向是相反的，即图3中所示的驱动桥壳右边轴管部10上螺旋结构8的旋向为左旋，图3中未画出的左边轴管部10上螺旋结构8的旋向为右旋。所述螺旋结构8的一端靠近无缝钢管的外端部，所述螺旋结构8的长度等于无缝钢管的长度，且不论无缝钢管长度方向上的横截面如何变化，应让所述螺旋结构8的最小内径所形成的内孔为直孔或轮端一侧内径小，主减速器一侧内径大的锥形孔，且所述的螺旋结构8与所述的半轴4相配合，其最小配合间隙为1毫米。所述螺旋形凹槽的横截面形状为矩形槽，也可以是矩形槽、锥形槽，半圆形槽或梯形槽。所述螺旋形凹槽的深度为4毫米，一般控制在4毫米以下，应保证所述螺旋形凹槽的最小内径大于半轴4的最大外径。本实施例的其他结构与实施例1基本相同。

Claims (6)

1.一种驱动桥壳，包括中部的桥壳和主减速器壳（9）和两端的轴管部（10），所述轴管部（10）的内孔中能够对应安装半轴（4），其特征在于：所述轴管部（10）的内孔表面上设置有螺旋结构（8），所述的螺旋结构（8）为单头或多头的螺旋形凸棱或螺旋形凹槽，且当所述轴管部（10）内孔中安装的半轴（4）因带动轮毂（7）及车辆前进而旋转时，所述螺旋结构（8）输送润滑油的方向指向主减速器（1）一侧。

2.根据权利要求1所述的一种驱动桥壳，其特征在于：所述轴管部（10）的内孔为变截面孔时，所述变截面孔表面上螺旋结构（8）的最小内径所形成的内孔为直孔。

3.根据权利要求1所述的一种驱动桥壳，其特征在于：所述轴管部（10）的内孔为等截面孔时，所述等截面孔表面上螺旋形凸棱的最大高度或螺旋形凹槽的最大深度为1~4毫米。

4.根据权利要求1或3所述的一种驱动桥壳，其特征在于：所述螺旋形凸棱的横断面形状是矩形、锥形、梯形、半圆形或圆形。

5.根据权利要求1或3所述的一种驱动桥壳，其特征在于：所述的螺旋形凸棱由固定于轴管部（10）内孔表面上的金属丝或橡胶构成。

6.根据权利要求1或3所述的一种驱动桥壳，其特征在于：所述螺旋形凹槽的横断面形状是矩形槽、锥形槽、梯形槽或半圆形槽。