CN109572412B - 用于转向驱动桥总成的轮边结构和转向驱动桥总成 - Google Patents

用于转向驱动桥总成的轮边结构和转向驱动桥总成 Download PDF

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Abstract

本公开涉及一种用于转向驱动桥总成的轮边结构和转向驱动桥总成，所述轮边结构包括：转向节，限定主销轴线，所述转向节包括转向节本体，所述转向节本体设置有传动轴孔；轮毂单元，包括限定中心轴线的轮毂轴套，所述轮毂轴套通过轮毂轴承安装在所述传动轴孔中；以及，万向传动装置，包括第一万向节、通过所述第一万向节连接在一起的远端传动轴和用于输入扭矩的近端传动轴，所述远端传动轴穿过所述轮毂轴套并与所述轮毂轴套传动连接，其中，所述主销轴线和所述轮毂轴套的中心轴线之间的交点与所述第一万向节的中心点重合。本公开提供的用于转向驱动桥总成的轮边结构能够以简单且可靠的结构实现车轮的驱动和转向功能。

Description

用于转向驱动桥总成的轮边结构和转向驱动桥总成
技术领域
本公开涉及车辆的转向驱动技术领域，具体地，涉及一种用于转向驱动桥总成的轮边结构和转向驱动桥总成。
背景技术
传统车辆的转向桥多为前桥，驱动桥多为后桥。因此，前桥的轮边结构只能实现转向功能，后桥的轮边结构只能实现驱动功能。而在一些车辆中，前桥既是转向桥又是驱动桥，故称为转向驱动桥。这种转向驱动桥的轮边结构能够同时实现转向和驱动功能。
例如，中国专利申请NO.201620436236.4公开了一种轮边结构，轮边输入突缘与主动圆柱齿轮采用花键联接，并采用螺栓在壳体外部进行轴向锁紧定位，主动圆柱齿轮通过主动圆柱齿轮轴承安装在转向节中。主动圆柱齿轮与轮毂轴上的齿轮啮合，实现动力从轮边输入凸缘经齿轮传递给车轮，这与转向节结合能够同时实现转向和驱动功能。
然而，这种轮边结构中使用齿轮进行动力传动，不仅结构复杂、造价高、精度要求高，而且承载力小，可靠性不高。
发明内容
本公开的目的是提供一种用于转向驱动桥总成的轮边结构，以简单且可靠的结构实现车轮的驱动和转向功能。
为了实现上述目的，本公开提供一种用于转向驱动桥总成的轮边结构，所述轮边结构包括：转向节，限定主销轴线，所述转向节包括转向节本体，所述转向节本体设置有传动轴孔；轮毂单元，包括限定中心轴线的轮毂轴套，所述轮毂轴套通过轮毂轴承安装在所述传动轴孔中；以及，万向传动装置，包括第一万向节、通过所述第一万向节连接在一起的远端传动轴和用于输入扭矩的近端传动轴，所述远端传动轴穿过所述轮毂轴套并与所述轮毂轴套传动连接，其中，所述主销轴线和所述轮毂轴套的中心轴线之间的交点与所述第一万向节的中心点重合。
可选择地，所述轮边结构包括轮速传感装置，该轮速传感装置包括轮速传感器和感应齿圈，该感应齿圈套设在所述远端传动轴上，并且所述感应齿圈的内侧通过所述远端传动轴上的内台阶止挡，外侧抵靠所述轮毂轴承的内圈，该内圈的外侧通过所述轮毂轴套上的外台阶止挡，所述远端传动轴的远端可拆卸地连接有止挡件，该止挡件与所述内台阶、外台阶相互配合以将所述轮毂轴套、所述轮毂轴承和所述感应齿圈沿所述中心轴线压紧在一起。
可选择地，所述止挡件构造为锁紧螺母，所述远端传动轴的所述远端的外周面上设置有螺纹，以与所述锁紧螺母配合，所述远端还设置有用于防止所述锁紧螺母松动的开口销。
可选择地，所述轮速传感器安装在所述转向节本体上。
可选择地，所述轮毂轴套与所述传动轴之间通过花键结构连接。
可选择地，所述轮毂轴承为自润滑轴承。
可选择地，所述轮毂单元还包括轮毂法兰盘，所述轮毂轴套的外周设置有径向向外延伸的周向凸缘，所述轮边结构还包括盘式制动器，该盘式制动器包括制动盘，该制动盘设置有轮毂安装盘，第一连接件依次穿过所述轮毂法兰盘、所述轮毂安装盘和所述周向凸缘，以将所述制动盘和所述轮毂法兰盘安装到所述轮毂轴套上。
可选择地，所述盘式制动器还包括设置有摩擦衬片的制动钳和用于驱动所述摩擦衬片压紧所述制动盘的制动动力装置，该制动动力装置可拆卸地连接于所述制动钳，该制动钳通过第二连接件连接于所述转向节本体。
可选择地，所述制动动力装置为制动气室。
可选择地，所述转向节还包括设置在所述转向节本体上部的上耳和设置在所述转向节本体下部的下耳，所述上耳设置有上销轴座，所述下耳设置有下销轴座，所述上销轴座的轴孔和所述下销轴座的轴孔限定所述主销轴线。
可选择地，所述近端传动轴为可伸缩的传动轴，该传动轴包括通过滑动花键结构连接的第一轴段和第二轴段。
可选择地，所述万向传动装置还包括第二万向节，该第二万向节的一端与所述近端传动轴的近端连接，另一端用于与半轴连接。
可选择地，所述第一万向节和所述第二万向节均为球笼式等角速万向节。
在上述技术方案的基础上，本公开还提供一种转向驱动桥总成，包括差速器以及与所述差速器传动连接的半轴，其中，所述转向驱动桥总成设置有上述的用于转向驱动桥总成的轮边结构，所述半轴与所述轮边结构中的所述万向传动装置传动连接。
通过上述技术方案，在本公开提供的用于转向驱动桥总成的轮边结构中，动力从近端传动轴经第一万向节、远端传动轴传递给轮毂轴套，从而带动轮毂单元转动，实现驱动功能，同时，转向节绕主销轴线转动实现转向功能；由于主销轴线和所述轮毂轴套的中心轴线之间的交点与所述第一万向节的中心点重合在一起，因此，在驱动扭矩传递的同时，还能够传递转向扭矩，即同时实现转向和驱动功能。而传动轴与轮毂单元直接传动连接，避免通过其它额外的传动结构对驱动扭矩的消耗，不仅结构简单，而且承载力较高，具有较高的可靠性。本公开提供的转向驱动桥总成包括上述的轮边结构，因此同样具有上述优点，为了避免重复，在此不再重复。
本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：
图1是根据本公开的实施例提供的用于转向驱动桥总成的轮边结构的主视示意图；
图2是根据本公开的实施例提供的用于转向驱动桥总成的轮边结构的横向剖视图；
图3是根据本公开的实施例提供的用于转向驱动桥总成的轮边结构的侧视图；
图4是根据本公开的实施例提供的用于转向驱动桥总成的轮边结构中的万向传动装置的示意图。
附图标记说明
31-转向节，310-转向节本体，311-上耳，312-下耳，313-侧耳，32-轮毂轴套，321-外台阶，322-周向凸缘，33-轮毂轴承，341-第一万向节，342-近端传动轴，3421-第一轴段，3422-第二轴段，3423-滑动花键结构，3424-压住油杯，343-远端传动轴，3431-内台阶，3432-螺纹，3433-外花键，344-第二万向节，345-法兰盘，35-轮毂法兰盘，351-止挡件，352-开口销，361-轮速传感器，362-感应齿圈，371-制动盘，372-制动钳，373-制动气室，38-第一连接件，39-第二连接件，A-主销轴线，B-中心轴线。
具体实施方式
以下结合附图对本公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开，并不用于限制本公开。
在本公开中，在未作相反说明的情况下，定义车辆的X向为纵向，Y向为横向，Z向为垂向，使用的方位词如“前、后”对应X向，以驾驶员位置朝向的方位为前方，“左、右”对应Y向，通常指以驾驶员所在位置定义的左、右，“上、下”对应Z向，“远、近”以沿扭矩/力矩传递的方向进行定义，扭矩从近端传向远端。在此需要说明的是，本领域技术人员应当理解的是，上述方位词仅用于解释和说明本公开，并不用于限制。
根据本公开的第一方面，提供一种用于转向驱动桥总成的轮边结构。图1至图3示出了所述轮边结构的一种实施方式，图1是根据本公开的实施例提供的用于转向驱动桥总成的轮边结构的主视示意图，图2是根据本公开的实施例提供的用于转向驱动桥总成的轮边结构的横向剖视图，图3是根据本公开的实施例提供的用于转向驱动桥总成的轮边结构的侧视图。具体参考图2中所示，所述轮边结构包括：转向节31，限定主销轴线A，所述转向节31包括转向节本体310，所述转向节本体310设置有传动轴孔；轮毂单元，包括限定中心轴线B的轮毂轴套32，所述轮毂轴套32通过轮毂轴承33安装在所述传动轴孔中；以及，万向传动装置，包括第一万向节341、通过所述第一万向节341连接在一起的远端传动轴343和用于输入扭矩的近端传动轴342，所述远端传动轴343穿过所述轮毂轴套32并与所述轮毂轴套32传动连接，其中，所述主销轴线A和所述轮毂轴套32的中心轴线B之间的交点与所述第一万向节341的中心点重合。
通过上述技术方案，动力从近端传动轴342经第一万向节341、远端传动轴343传递给轮毂轴套32，从而带动轮毂单元转动，实现驱动功能，同时，转向节31绕主销轴线A转动实现转向功能；由于主销轴线A和所述轮毂轴套32的中心轴线B之间的交点与所述第一万向节341的中心点重合在一起(参考图中的C点)，因此，在驱动扭矩传递的同时，还能够传递转向扭矩，即同时实现转向和驱动功能。而传动轴与轮毂单元直接传动连接，避免通过其它额外的传动结构对驱动扭矩的消耗，不仅结构简单，而且承载力较高，具有较高的可靠性。
可选择地，为了实现对轮速的实时监控，以保证发动机或电机正常工作，所述轮边结构可以包括轮速传感装置，该轮速传感装置包括轮速传感器361和感应齿圈362，参考图2中所示，感应齿圈362套设在所述远端传动轴343上，并且所述感应齿圈362的内侧通过所述远端传动轴343上的内台阶3431止挡，外侧抵靠所述轮毂轴承33的内圈，该内圈的外侧通过所述轮毂轴套32上的外台阶321止挡，所述远端传动轴343的远端可拆卸地连接有止挡件351，该止挡件351与所述内台阶3431、外台阶321相互配合以将所述轮毂轴套32、所述轮毂轴承33和所述感应齿圈362沿所述中心轴线B压紧在一起，使得轮边结构更加紧凑。
其中，止挡件351可以以多种方式构造。可选择地，所述止挡件351构造为锁紧螺母，所述远端传动轴343的所述远端的外周面上设置有螺纹3432，参考图4中所示，以与所述锁紧螺母配合，所述远端还设置有用于防止所述锁紧螺母松动的开口销352，参考图2中所示。
另外，参考图1和图3中所示，所述轮速传感器361可以安装在所述转向节本体310上。轮速传感器361可以构造为ABS传感器，以应用在机动车的ABS(Anti-lock BrakingSystem防抱死刹车系统)中。
可选择地，在便于拆装的同时保证扭矩传递的可靠性，所述轮毂轴套32与所述传动轴之间通过花键结构连接，轮毂轴套32的内部上设置有内花键(未示出)，远端传动轴343上设置有外花键3433，参考图4中所示。
为了使得对轮边结构的维护简便，所述轮毂轴承33可以为自润滑轴承。
另外，在本公开提供的实施方式中，所述轮毂单元还包括轮毂法兰盘35，所述轮毂轴套32的外周设置有径向向外延伸的周向凸缘322，所述轮边结构还包括盘式制动器，该盘式制动器包括制动盘371，该制动盘371设置有轮毂安装盘，第一连接件38(例如螺栓)依次穿过所述轮毂法兰盘35、所述轮毂安装盘和所述周向凸缘322，以将所述制动盘371和所述轮毂法兰盘35安装到所述轮毂轴套32上。在这种情况下，对轮边结构的维护时，只需要为对磨损失效的制动盘371的更换，即只需要将第一连接件38拆卸下来，即可将制动盘371移出，然后更换新的制动盘371即可，方便快捷。
此外，在本公开提供的具体实施方式中，所述盘式制动器还包括设置有摩擦衬片的制动钳372和用于驱动所述摩擦衬片压紧所述制动盘371的制动动力装置，该制动动力装置可拆卸地连接于所述制动钳372，该制动钳372通过第二连接件39(例如螺栓)连接于所述转向节本体310。在这种情况下，当制动钳372和/或制动动力装置损坏需要更换时，只需要将第二连接件39拆卸下来，即可将制动钳372和/或制动动力装置移出，然后更换新的制动钳372和/或制动动力装置即可，方便快捷。
其中，在本公开提供的具体实施方式中，所述制动动力装置为制动气室373，在这种情况下，上述盘式制动器为盘式气刹制动器，具有体积小、质量小、制动可靠的优点。
此外，在本公开提供的具体实施方式中，为了实现所述转向功能，具体地，所述转向节31还包括设置在所述转向节本体310上部的上耳311和设置在所述转向节本体310下部的下耳312，所述上耳311设置有上销轴座，所述下耳312设置有下销轴座，所述上销轴座的轴孔和所述下销轴座的轴孔限定所述主销轴线A。由此可以看出，本公开提供的轮边结构适用于具有独立悬挂系统，使得使用上述轮边结构的车辆具有更好的乘坐舒适性及操纵安定性。
另外，在本公开提供的具体实施方式中，为了允许轮毂单元与半轴之间在Y向上有距离变化，所述近端传动轴342为可伸缩的传动轴，该传动轴包括通过滑动花键结构3423连接的第一轴段3421和第二轴段3422，参考图4中所示。滑动花键结构3423上设置有压注油杯3424，用于为滑动花键结构3423提供润滑油。
此外，在本公开提供的具体实施方式中，所述万向传动装置还包括第二万向节344，该第二万向节344的一端与所述近端传动轴342的近端连接，另一端用于与半轴的远端连接，参考图4中所示，第二万向节344的另一端形成有法兰盘345，通过螺栓与半轴的远端连接，以实现动力传动。
此外，在本公开提供的具体实施方式中，为了保证车轮在平衡位置、大幅度跳动和大角度转动的路况下正常等速行驶，所述第一万向节341和所述第二万向节344可以均为球笼式等角速万向节。当然，在本公开提供的其它实施方式中，所述第一万向节341和所述第二万向节344还可以为双联式万向节、三销轴式万向节等其它类型的万向节。对此，本公开不作具体限制，适用于实际需求即可。
在图1至图4所示的具体实施方式中示出的轮边结构还具有安装简便的优点，在安装时，首先将轮毂轴承35压装在转向节31的传动轴孔中，之后将转向节31固定在特定的安装台架上，接着将轮毂轴套32装入轮毂轴承35的内圈中，之后，将感应齿圈362套装在远端传动轴343上，再将远端传动轴装343入轮毂轴套32中，以与轮毂轴套32花键配合；之后，在远端传动轴343的末端拧上压紧螺母，装上开口销352；之后，将制动盘371、轮毂法兰盘35用第一连接件安装在轮毂轴套的周向凸缘322上，将制动气室373安装在制动钳372上，将制动钳372用第二连接件39安装在转向节31上；之后，将轮速传感器361安装在转向节31上。最后，将轮胎和轮辋(未示出)安装在轮毂法兰盘35上。
根据本公开的第二方面，提供一种转向驱动桥总成，包括差速器以及与所述差速器传动连接的半轴，其中，所述转向驱动桥总成设置有根据本公开第一方面提供的用于转向驱动桥总成的轮边结构，所述半轴与所述轮边结构中的所述万向传动装置传动连接。其中，半轴为左半轴时，上述轮边结构为左轮边结构；半轴为右半轴时，上述轮边结构为右轮边结构，左轮边结构与右轮边结构关于车辆的纵向中心轴线对称。
以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式，但是，本公开并不限于上述实施方式中的具体细节，在本公开的技术构思范围内，可以对本公开的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本公开的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本公开的思想，其同样应当视为本公开所公开的内容。

Claims (13)

1.一种用于转向驱动桥总成的轮边结构，其特征在于，所述轮边结构包括：
转向节(31)，限定主销轴线(A)，所述转向节(31)包括转向节本体(310)，所述转向节本体(310)设置有传动轴孔；
轮毂单元，包括限定中心轴线(B)的轮毂轴套(32)，所述轮毂轴套(32)通过轮毂轴承(33)安装在所述传动轴孔中；以及，
万向传动装置，包括第一万向节(341)和传动轴，所述传动轴具有通过所述第一万向节(341)连接在一起的远端传动轴(343)和用于输入扭矩的近端传动轴(342)，所述远端传动轴(343)穿过所述轮毂轴套(32)并与所述轮毂轴套(32)传动连接，
轮速传感装置，包括轮速传感器(361)和感应齿圈(362)，该感应齿圈(362)套设在所述远端传动轴(343)上，并且所述感应齿圈(362)的内侧通过所述远端传动轴(343)上的内台阶(3431)止挡，外侧抵靠所述轮毂轴承(33)的内圈，该内圈的外侧通过所述轮毂轴套(32)上的外台阶(321)止挡，所述远端传动轴(343)的远端可拆卸地连接有止挡件(351)，该止挡件(351)与所述内台阶(3431)、外台阶(321)相互配合以将所述轮毂轴套(32)、所述轮毂轴承(33)和所述感应齿圈(362)沿所述中心轴线(B)压紧在一起，
其中，所述主销轴线(A)和所述轮毂轴套(32)的中心轴线(B)之间的交点与所述第一万向节(341)的中心点重合。
2.根据权利要求1所述的轮边结构，其特征在于，所述止挡件(351)构造为锁紧螺母，所述远端传动轴(343)的所述远端的外周面上设置有螺纹(3432)，以与所述锁紧螺母配合，所述远端还设置有用于防止所述锁紧螺母松动的开口销(352)。
3.根据权利要求1所述的轮边结构，其特征在于，所述轮速传感器(361)安装在所述转向节本体(310)上。
4.根据权利要求1所述的轮边结构，其特征在于，所述轮毂轴套(32)与所述传动轴之间通过花键结构连接。
5.根据权利要求1所述的轮边结构，其特征在于，所述轮毂轴承(33)为自润滑轴承。
6.根据权利要求1所述的轮边结构，其特征在于，所述轮毂单元还包括轮毂法兰盘(35)，所述轮毂轴套(32)的外周设置有径向向外延伸的周向凸缘(322)，所述轮边结构还包括盘式制动器，该盘式制动器包括制动盘(371)，该制动盘(371)设置有轮毂安装盘，
第一连接件(38)依次穿过所述轮毂法兰盘(35)、所述轮毂安装盘和所述周向凸缘(322)，以将所述制动盘(371)和所述轮毂法兰盘(35)安装到所述轮毂轴套(32)上。
7.根据权利要求6所述的轮边结构，其特征在于，所述盘式制动器还包括设置有摩擦衬片的制动钳(372)和用于驱动所述摩擦衬片压紧所述制动盘(371)的制动动力装置，该制动动力装置可拆卸地连接于所述制动钳(372)，该制动钳(372)通过第二连接件(39)连接于所述转向节本体(310)。
8.根据权利要求7所述的轮边结构，其特征在于，所述制动动力装置为制动气室(373)。
9.根据权利要求1所述的轮边结构，其特征在于，所述转向节(31)还包括设置在所述转向节本体(310)上部的上耳(311)和设置在所述转向节本体(310)下部的下耳(312)，所述上耳(311)设置有上销轴座，所述下耳(312)设置有下销轴座，所述上销轴座的轴孔和所述下销轴座的轴孔限定所述主销轴线(A)。
10.根据权利要求1所述的轮边结构，其特征在于，所述近端传动轴(342)为可伸缩的传动轴，该传动轴包括通过滑动花键结构(3423)连接的第一轴段(3421)和第二轴段(3422)。
11.根据权利要求1所述的轮边结构，其特征在于，所述万向传动装置还包括第二万向节(344)，该第二万向节(344)的一端与所述近端传动轴(342)的近端连接，另一端用于与半轴连接。
12.根据权利要求11所述的轮边结构，其特征在于，所述第一万向节(341)和所述第二万向节(344)均为球笼式等角速万向节。
13.一种转向驱动桥总成，包括差速器以及与所述差速器传动连接的半轴，其特征在于，所述转向驱动桥总成设置有根据权利要求1-12中任意一项所述的用于转向驱动桥总成的轮边结构，所述半轴与所述轮边结构中的所述万向传动装置传动连接。
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