CN108944433B - 一种用于8×8驱动车辆的分动器一体式中桥 - Google Patents

一种用于8×8驱动车辆的分动器一体式中桥 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种用于8×8驱动车辆的分动器一体式中桥，由两个圆柱齿轮行星机构和中桥主减速器组成，第一行星架固定在中桥输入轴上，第一太阳轮连接在至后桥轴上，主动圆柱齿轮与第一齿圈一体设置，第一差速锁连接在主动圆柱齿轮与至后桥轴之间，第二齿圈同轴连接在至前桥轴上，第二太阳轮与中桥主减速器的主动锥齿轮轴同轴连接，从动圆柱齿轮与第二行星架一体设置所述第二差速锁连接在从动圆柱齿轮与中桥主减速器的主动锥齿轮轴之间，从动圆柱齿轮与主动圆柱齿轮相啮合。本发明能合理的分配传输至一桥、二桥、中桥两侧轮边以及后桥的扭矩和转速，同时能解决传统分动器结构存在的不便于整车布置、影响整车重量和越野性能的问题。

Description

一种用于8×8驱动车辆的分动器一体式中桥
技术领域
本发明属于汽车传动技术领域，适用于8×8驱动车辆，具体涉及一种用于8×8驱动车辆的分动器一体式中桥。
背景技术
为了提高装载量和通过性，一些重型汽车及越野汽车都是采用多桥驱动，对于8×8驱动车辆，发动机的动力经过分动器向前、后传递，现有车辆都采用独立的分动器总成或分动器与变速箱一体式结构。其中，独立式分动器总成由于增加了相应壳体及安装连接部件，使得整车重量增加，结构笨重；而与变速箱一体式分动器结构虽然重量略有下降，却增加了变速器的空间尺寸和整车布置的复杂性。以上两种结构应用均具有一定的局限性，尤其对于越野性能、整车重量性能要求较高的越野车辆，很难实现其整车方案布置(传动轴的长度及角度)并满足其他功能需求。
发明内容
针对上述现有技术中存在的问题，本发明提供了一种用于8×8驱动车辆的分动器一体式中桥，所述分动器一体式中桥具有向前(一桥、二桥)、中、后桥的输出接口，能合理的分配传输至一桥、二桥、中桥两侧轮边以及后桥的扭矩和转速，同时能解决传统分动器结构存在的不便于整车布置、影响整车重量和越野性能的问题。结合说明书附图，本发明的技术方案如下：
一种用于8×8驱动车辆的分动器一体式中桥，所述分动器一体式中桥由中桥输入轴14、第一圆柱齿轮行星机构A、第一差速锁4、至后桥轴12、第二圆柱齿轮行星机构B、第二差速锁11、至前桥轴13、中桥主减速器8、左半轴15和右半轴16组成；所述第一圆柱齿轮行星机构A中：第一行星架1同轴固定在中桥输入轴14上，第一太阳轮5同轴连接在与中桥输入轴14同轴设置的至后桥轴12上，主动圆柱齿轮3与第一齿圈2一体设置；所述第一差速锁4的固定齿套与主动圆柱齿轮3同轴固定连接，第一差速锁4的滑动齿套与至后桥轴12沿轴向滑动连接；所述第二圆柱齿轮行星机构B中：第二齿圈7同轴连接在至前桥轴13上，所述第二太阳轮10与中桥主减速器8的主动锥齿轮轴同轴连接，从动圆柱齿轮6与第二行星架9一体设置；所述第二差速锁11的固定齿套与从动圆柱齿轮6同轴固定连接，第二差速锁11的滑动齿套与中桥主减速器8的主动锥齿轮轴沿轴向滑动连接；所述从动圆柱齿轮6与主动圆柱齿轮3相啮合。
进一步地，所述第一圆柱齿轮行星机构A由第一行星架1、第一齿圈2、主动圆柱齿轮3和第一太阳轮5组成；第一行星架1同轴固定在中桥输入轴14后端，第一太阳轮5通过花键同轴连接在至后桥轴12上，中桥输入轴14与至后桥轴12同轴设置，第一齿圈2外圆周通过花键与主动圆柱齿轮3配合连接，第一行星架1的端部安装第一行星轮，第一行星轮分别与圆周内侧的第一太阳轮5和圆周外侧的第一齿圈2相啮合。
进一步地，所述第二圆柱齿轮行星机构B由从动圆柱齿轮6、第二齿圈7、第二行星架9和第二太阳轮10组成；第二齿圈7通过花键同轴连接在至前桥轴13上，第二太阳轮10通过花键与中桥主减速器8的主动锥齿轮轴配合连接，第二行星架9的外圆周通过花键与从动圆柱齿轮6配合连接，从动圆柱齿轮6与主动圆柱齿轮3相啮合，第二行星架9的端部安装第二行星轮，第二行星齿轮分别与圆周内侧的第二太阳轮10和圆周外侧的第二齿圈7相啮合。
进一步地，所述中桥主减速器8由一对锥齿轮对和一组对称式圆锥行星齿轮差速器组成，其中，从动锥齿轮与主动锥齿轮垂直啮合，差速器壳体垂直固定在从动锥齿轮的端面上，十字轴固定连接在差速器壳体内侧，减速器行星齿轮套装在十字轴的轴端，减速器行星齿轮分别与中桥左半轴齿轮和中桥右半轴齿轮相啮合，中桥左半轴齿轮通过花键与中桥左半轴相连，中桥右半轴齿轮通过花键与中桥右半轴相连，在中桥左半轴一侧还安装有轮间差速锁，轮间差速锁采的滑动齿套与中桥左半轴通过花键沿轴向滑动连接，轮间差速锁的固定齿套与差速器壳体固定连接。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
本发明将分动器与中桥主减速器均设计集成在中桥上，形成一体式中桥结构，其中，所述分动器采用两套圆柱齿轮行星排式差速分动机构，可实现8×8驱动系统的全时全驱，一桥、二桥、中桥及后桥的分扭比接近1：1：1：1，使车辆的动力分配更加合理，此外，两套圆柱齿轮行星排式差速分动机构分别配合一个具有强制锁止功能的差速锁，大大提高了车辆的越野和通过性能。本发明的结构紧凑、工艺简单、重量轻，可以有效降低整车成本，提高整车燃油经济性，同时一体化的结构设计，简化了车辆底传动系统的结构，提高了车辆的纵向通过半径和越野性能。
附图说明
图1为本发明所述用于8×8驱动车辆的分动器一体式中桥的结构示意图。
图中：
1-第一行星架， 2-第一齿圈， 3-主动圆柱齿轮， 4-第一差速锁，
5-第一太阳轮， 6-从动圆柱齿轮， 7-第二齿圈， 8-中桥主减速器，
9-第二行星架， 10-第二太阳轮， 11-第二差速锁， 12-至后桥轴，
13-至前桥轴， 14-中桥输入轴， 15-中桥左半轴， 16-中桥右半轴；
A-第一圆柱齿轮行星机构， B-第二圆柱齿轮行星机构。
具体实施方式
为了进一步阐述本发明的技术方案，结合说明书附图，本发明的具体实施方式如下：
本发明提供了一种用于8×8驱动车辆的分动器一体式中桥，该中桥上集成了分动器及主减速器，即将分动器与原有中桥(又称：贯通桥)结构设计成为一体结构，以实现全时全驱。
如图1所示，在本发明所述分动器一体式中桥上，在中桥前端沿纵向平行设有中桥输入轴14和至前桥轴13，在中桥横向两侧分别设有中桥左半轴15和中桥右半轴16，在中桥后端沿中桥输入轴14的轴向设有至后桥轴12。其中，所述中桥输入轴14与车辆的变速箱相连，将变速器输出的动力传递至中桥；所述至前桥轴13与前桥(即一桥和二桥)对应的输入轴相连，将经中桥分动器分配的动力传递至前桥；所述中桥左半轴15作为中桥左侧输出与中桥左轮相连，中桥右半轴16作为中桥右侧输出与中桥右轮相连，中桥左半轴15与中桥右半轴16将经中桥分动器分配的动力分别传递至车辆的左轮边和右轮边；所述至后桥轴12与后桥对应的输入轴相连，将经中桥分动器分配的动力传递至后桥。所述分动器一体式中桥合理地将动力分配至一桥、二桥、中桥左右轮侧以及后桥。
如图1所示，本发明所述分动器一体式中桥由中桥输入轴14、第一圆柱齿轮行星机构A、第一差速锁4、至后桥轴12、第二圆柱齿轮行星机构B、第二差速锁11、至前桥轴13、中桥主减速器8、左半轴15和右半轴16组成。其中，所述第一圆柱齿轮行星机构A由第一行星架1、第一齿圈2、主动圆柱齿轮3和第一太阳轮5组成；所述第二圆柱齿轮行星机构B由从动圆柱齿轮6、第二齿圈7、第二行星架9和第二太阳轮10组成。
在第一圆柱齿轮行星机构A中，所述第一行星架1同轴固定在中桥输入轴14后端，所述第一太阳轮5通过花键同轴连接在至后桥轴12上，所述中桥输入轴14与至后桥轴12同轴设置，所述第一齿圈2外圆周通过花键与主动圆柱齿轮3配合连接，所述第一行星架1的端部安装第一行星轮，第一行星轮分别与圆周内侧的第一太阳轮5和圆周外侧的第一齿圈2相啮合；所述第一差速锁4的固定齿套与主动圆柱齿轮3同轴固定连接，第一差速锁4的滑动齿套通过花键与至后桥轴12沿轴向滑动连接。
在第二圆柱齿轮行星机构B中，所述第二齿圈7通过花键同轴连接在至前桥轴13上，所述第二太阳轮10通过花键与中桥主减速器8的主动锥齿轮轴配合连接，所述第二行星架9的外圆周通过花键与从动圆柱齿轮6配合连接，所述从动圆柱齿轮6与主动圆柱齿轮3相啮合，所述第二行星架9的端部安装第二行星轮，第二行星齿轮分别与圆周内侧的第二太阳轮10和圆周外侧的第二齿圈7相啮合；所述第二差速锁11的固定齿套与从动圆柱齿轮6同轴固定连接，第二差速锁11的滑动齿套通过花键与中桥主减速器8的主动锥齿轮轴沿轴向滑动连接。
所述中桥主减速器8为传统主减速器结构，采用普通锥齿轮对和对称式圆锥行星齿轮差速器，具体结构简述如下：从动锥齿轮与主动锥齿轮垂直啮合，差速器壳体垂直固定在从动锥齿轮的左端面上，十字轴固定连接在差速器壳体内侧，减速器行星齿轮套装在十字轴的轴端，且减速器行星齿轮可沿着十字轴的轴端沿轴向自由旋转，减速器行星齿轮分别与中桥左半轴齿轮和中桥右半轴齿轮相啮合，中桥左半轴齿轮通过花键与中桥左半轴相连，中桥右半轴齿轮通过花键与中桥右半轴相连，在中桥左半轴一侧还安装有轮间差速锁，轮间差速锁采的滑动齿套与中桥左半轴通过花键沿轴向滑动连接，轮间差速锁的固定齿套与差速器壳体固定连接。
本发明所述分动器一体式中桥的工作过程如下:
动力经中桥输入轴14进入第一圆柱齿轮行星机构A，经第一行星架1输入，并经第一齿圈2和第一太阳轮5输出，其中，经第一太阳轮5传递的动力通过至后桥轴12输送给后桥，经第一齿圈2传递的动力通过主动圆柱齿轮3和从动圆柱齿轮6传递至第二圆柱齿轮行星机构B，经第二行星架9输入，并经第二齿圈7和第二太阳轮10输出，其中，经第二齿圈7传递的动力通过至前桥轴13输出至一桥和二桥，经第二太阳轮10传递的动力输出至中桥主减速器8，进而将动力分配至中桥的左右轮边，最终实现一桥、二桥、中桥及后桥这四个驱动桥的分扭比接近1：1：1：1。上述第一圆柱齿轮行星机构A和第二圆柱行星齿轮机构B不仅具有分配扭矩的功能还具有差速的功能，第一差速锁4和第二差速锁11具有强制锁止的功能。

Claims (4)

1.一种用于8×8驱动车辆的分动器一体式中桥，其特征在于：
所述分动器一体式中桥由中桥输入轴(14)、第一圆柱齿轮行星机构(A)、第一差速锁(4)、至后桥轴(12)、第二圆柱齿轮行星机构(B)、第二差速锁(11)、至前桥轴(13)、中桥主减速器(8)、左半轴(15)和右半轴(16)组成；
所述第一圆柱齿轮行星机构(A)中：第一行星架(1)同轴固定在中桥输入轴(14)上，第一太阳轮(5)同轴连接在与中桥输入轴(14)同轴设置的至后桥轴(12)上，主动圆柱齿轮(3)与第一齿圈(2)一体设置；
所述第一差速锁(4)的固定齿套与主动圆柱齿轮(3)同轴固定连接，第一差速锁(4)的滑动齿套与至后桥轴(12)沿轴向滑动连接；
所述第二圆柱齿轮行星机构(B)中：第二齿圈(7)同轴连接在至前桥轴(13)上，所述第二太阳轮(10)与中桥主减速器(8)的主动锥齿轮轴同轴连接，从动圆柱齿轮(6)与第二行星架(9)一体设置；
所述第二差速锁(11)的固定齿套与从动圆柱齿轮(6)同轴固定连接，第二差速锁(11)的滑动齿套与中桥主减速器(8)的主动锥齿轮轴沿轴向滑动连接；
所述从动圆柱齿轮(6)与主动圆柱齿轮(3)相啮合。
2.如权利要求1所述一种用于8×8驱动车辆的分动器一体式中桥，其特征在于：
所述第一圆柱齿轮行星机构(A)由第一行星架(1)、第一齿圈(2)、主动圆柱齿轮(3)和第一太阳轮(5)组成；
第一行星架(1)同轴固定在中桥输入轴(14)后端，第一太阳轮(5)通过花键同轴连接在至后桥轴(12)上，中桥输入轴(14)与至后桥轴(12)同轴设置，第一齿圈(2)外圆周通过花键与主动圆柱齿轮(3)配合连接，第一行星架(1)的端部安装第一行星轮，第一行星轮分别与圆周内侧的第一太阳轮(5)和圆周外侧的第一齿圈(2)相啮合。
3.如权利要求1所述一种用于8×8驱动车辆的分动器一体式中桥，其特征在于：
所述第二圆柱齿轮行星机构(B)由从动圆柱齿轮(6)、第二齿圈(7)、第二行星架(9)和第二太阳轮(10)组成；
第二齿圈(7)通过花键同轴连接在至前桥轴(13)上，第二太阳轮(10)通过花键与中桥主减速器(8)的主动锥齿轮轴配合连接，第二行星架(9)的外圆周通过花键与从动圆柱齿轮(6)配合连接，从动圆柱齿轮(6)与主动圆柱齿轮(3)相啮合，第二行星架(9)的端部安装第二行星轮，第二行星齿轮分别与圆周内侧的第二太阳轮(10)和圆周外侧的第二齿圈(7)相啮合。
4.如权利要求1所述一种用于8×8驱动车辆的分动器一体式中桥，其特征在于：
所述中桥主减速器(8)由一对锥齿轮对和一组对称式圆锥行星齿轮差速器组成，其中，从动锥齿轮与主动锥齿轮垂直啮合，差速器壳体垂直固定在从动锥齿轮的端面上，十字轴固定连接在差速器壳体内侧，减速器行星齿轮套装在十字轴的轴端，减速器行星齿轮分别与中桥左半轴齿轮和中桥右半轴齿轮相啮合，中桥左半轴齿轮通过花键与中桥左半轴相连，中桥右半轴齿轮通过花键与中桥右半轴相连，在中桥左半轴一侧还安装有轮间差速锁，轮间差速锁采的滑动齿套与中桥左半轴通过花键沿轴向滑动连接，轮间差速锁的固定齿套与差速器壳体固定连接。
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