CN111619288A - 一种基于半轴轴承新式安装系统的驱动桥 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于半轴轴承新式安装系统的驱动桥，后桥壳总成上套入制动器总成，半轴组合件安装在后桥壳总成上，其特征在于：半轴上套设半轴轴承，半轴轴承外侧压装轴承衬套，轴承衬套表面设有内油封，轴承衬套的外侧设有卡簧，卡簧固定在半轴上，半轴轴承的一侧设有油封衬套，油封衬套内径处压装外油封，外油封的一侧设有轴承挡板，轴承挡板通过制动器总成压紧固定半轴轴承；轴承挡板与半轴的内侧端面之间安装挡油盘，制动鼓通过半轴螺栓安装在半轴端部。该轻量化驱动桥满足整车需求的设计寿命和轴向承载能力同时，杜绝了驱动桥的圆锥滚子轴承因缺失润滑脂而失效的隐患，杜绝了极端情况下齿轮油泄露至制动器内引起制动系统失效的安全隐患。

Description

一种基于半轴轴承新式安装系统的驱动桥

技术领域

本发明涉及商用车驱动桥技术领域，尤其是一种基于半轴轴承新式安装系统的驱动桥。

背景技术

随着汽车市场竞争的日趋激烈，各整车厂已将整车降成本和轻量化工作作为一项长期任务。驱动桥作为整车传动系统的一大子零件，其成本约占整车成本的3%-4%、其重量约占整车重量的4%-6%，对驱动桥进行降成本和减重能给整车带来切实可观的效益。

众所周知，传统轻型客车及皮卡驱动桥的半轴轴承一般压装于轴承座的腔体内，如图1所示，传统的轻型客车及皮卡驱动桥包括1a制动鼓；2a半轴螺栓；3a半轴；4a制动器总成；5a防转螺栓；6a螺母；8a外油封，11a半轴轴承；12a轴承衬套；13a内油封；14a卡簧；15a后桥壳总成；19a轴承座。

使用的轴承座19a一般采用厚实的锻件经精加工而成，零件质量大且加工精度要求高。特别是对工况恶劣的皮卡驱动桥，因颠簸和转弯工况多、通常采用动载荷和抗轴向承载能力强的双列圆锥滚子轴承作为半轴轴承11a，这也使得驱动桥的成本和重量随着加增，因此设法通过取消轴承座和改用预装配的单列圆锥滚子轴承以实现驱动桥的降成本和减重目标。本发明旨在提供一种可满足整车各种使用需求的低轻型客车及皮卡驱动桥成本轻量化驱动桥。

现有技术中由本申请人申请的CN201320866633.1 《汽车后驱动桥轮边连接结构》，包括轮毂、轮毂轴承、外油封、内油封、ABS齿圈，轮毂的一端设有用于与制动盘连接的内圈法兰，两个轮毂轴承套装于轮毂的外部，轮毂轴承的两端分别设有外油封、内油封，轮毂轴承的内圈固定有ABS齿圈,轮毂轴承的外部为外圈法兰，内圈法兰通过轮胎螺栓与制动盘及轮胎轮辋连接，外圈法兰通过螺栓与驱动桥桥壳的凸缘头连接，ABS齿圈固定在轮毂轴承的内圈上，轴承内圈法兰通过内孔花键与后驱动桥半轴连接，所述轮毂、两个轮毂轴承、外油封、内油封、ABS齿圈集成在一起成为一个轮毂模块单元。 CN201721656242.1 《一种不带轮胎螺栓的紧凑型全浮式驱动桥》，它包括制动鼓，半轴，半轴螺栓，轮毂，轮毂轴承，轴承螺母，外油封，油封衬套，内油封，制动器，后桥壳总成，通过6个半轴螺栓将半轴紧固于轮毂上，制动鼓的鼓座设置在半轴止口上，制动鼓的法兰面均布6个半轴螺栓的螺栓头过让孔和6个轮胎螺栓过让孔，半轴法兰面上均布6个半轴螺栓过让孔和6个轮胎螺栓螺纹孔，其中，制动鼓的法兰面厚度大于半轴螺栓的螺栓头厚度。在制动鼓和半轴上设计出供轮胎螺栓装配的孔位，消除了半轴螺栓装配后轮胎螺栓无法布置或较难布置的问题；满足了整车紧凑性布置的需求，同时又不影响半轴、制动鼓、轮胎螺栓等结构件的强度。

上汽通用五菱汽车股份有限公司申请的CN201810828792.X 《一种汽车驱动桥轮毂端结构》，包括半轴、半轴轴承、制动器总成、后桥壳体、碟形弹簧、紧固套，所述半轴与所述制动器总成、所述后桥壳体相连，所述半轴轴承和所述紧固套安装于所述半轴外表面，所述碟形弹簧设于所述半轴轴承与所述紧固套之间，所述碟形弹簧安装于所述半轴外表面，当所述紧固套与所述半轴轴承产生蠕动时压缩所述碟形弹簧，所述碟形弹簧压缩后始终存在的轴向弹性力，保证了所述紧固套对所述半轴轴承始终存在的轴向预紧力。

上述公开的专利技术中依然采用轴承座的结构，采用轴承座和双列圆锥滚子轴承，不利于降低产品成本和重量。现有技术中取消了轴承座和双列圆锥滚子轴承，如上汽通用五菱汽车股份有限公司申请的公布号为CN201710210524.7 的专利，一种微型汽车后驱动桥轮毂端结构，包括环焊缝、油封、半轴套管法兰、半轴轴承、半轴、防尘密封圈、轴承定位压盖、制动盘、制动卡钳、后桥上壳体、后桥下壳体等，半轴上设有半轴轴承，所述半轴轴承装配至半轴套管法兰，所述半轴套管法兰上设有制动卡钳安装支座，所述制动卡钳安装支座上设有制动卡钳安装孔，所述制动卡钳安装孔上设有螺栓，所述螺栓将所述制动卡钳、后桥壳紧固连接。有利于制动卡钳及制动管路附件装配安装。 但是它所使用的轴承定位压盖是采用锻造件、且需机加工保证零件精度和和刚度要求，在技术上存在一定的制约，使得其半轴轴承承载能力低下，因而仅仅适用于微型汽车等载荷低的驱动桥。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术存在的缺陷，提供一种基于半轴轴承新式安装系统的驱动桥。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种基于半轴轴承新式安装系统的驱动桥，后桥壳总成上套入制动器总成，半轴组合件安装在后桥壳总成上，半轴上套设半轴轴承，半轴轴承外侧压装轴承衬套，轴承衬套表面设有内油封，轴承衬套的外侧设有卡簧，卡簧固定在半轴上，半轴轴承的另一侧设有油封衬套，油封衬套内径处压装外油封，外油封的一侧设有轴承挡板，轴承挡板通过制动器总成压紧固定半轴轴承；

所述轴承挡板与半轴的内侧端面之间安装挡油盘，通过半轴螺栓压紧固定挡油盘，制动鼓通过半轴螺栓安装在半轴端部。

进一步，所述轴承挡板包括挡板本体以及设置在挡板本体外缘的卡接凸缘，挡板本体封盖在外油封的外侧，卡接凸缘卡合在后桥壳总成的端部。

进一步，所述半轴轴承为单列圆锥滚子轴承，半轴轴承包括轴承内圈、轴承滚子、轴承外圈、限位挡圈。

进一步，所述油封衬套与桥壳总成的结合面涂抹平面密封胶。

进一步，半轴和制动鼓上开设了用于排油的泄油孔，外油封失效时齿轮油顺着半轴轮廓和挡油盘内腔，经由半轴和制动鼓上的泄油孔排至后桥外表面。

进一步，后桥壳总成与半轴通过防转螺栓和螺母固定连接。

进一步，后桥壳总成远离半轴的一端安装主减速器总成，主减速器总成通过桥壳螺栓和弹簧垫圈与后桥壳总成连接。

进一步，所述轴承挡板采用了板厚4-6mm的B510L高强度钢板经二次冲压形成。

本发明的有益效果为：本发明驱动桥与传统驱动桥的主要结构区别在于：采用了轻质价低的轴承挡板结构替代了笨重的轴承座结构、采用了预装配的单列圆锥滚子轴承结构替代了传统的双列圆锥滚子轴承或承载能力低的球轴承结构、同时增加了预防润滑脂或齿轮油泄漏至制动器的排油结构。满足整车需求的设计寿命和轴向承载能力，又杜绝了驱动桥的圆锥滚子轴承因缺失润滑脂而失效以及极端情况下齿轮油泄露至制动器内引起制动系统失效的安全隐患，值得行业内推广应用。

本发明与CN201710210524.7技术对比， CN201710210524.7所使用的轴承定位压盖与传统的轴承座一样，均采用锻造件、且需机加工保证零件精度和刚度要求，零件价格高；所使用的半轴轴承是传统的球轴承结构，额定动载荷低、抗轴向承载能力弱，因而仅适用于微型汽车等载荷低的驱动桥。

本发明采用高强度钢板冲压而成的轴承挡板，省去零件的锻造和机加工成本，挡板设计为凹状形状可便于将圆锥滚子轴承向轮胎侧布置、便于100%发挥圆锥滚子轴承的承载能力（通常轴承布置越靠近轮胎中心线、轴承寿命越高），挡板设计合适的板厚可满足整车极限侧倾时驱动桥的轴向承载需求；同时，本发明采用预装配且额定动载荷值高的圆锥滚子轴承，特别适用于高承载和侧向转弯工况多的轻型客车及皮卡驱动桥，相对采用球轴承的传统后桥承载能力高，相对采用双列圆锥滚子轴承的传统后桥重量和成本得到很大降低。

附图说明

图1是传统驱动桥的结构示意图；

图2是本发明低成本的轻量化驱动桥结构示意图；

图3为本发明的局部示意图；

图4是本发明中使用的预装配的圆锥滚子轴承结构示意图；

图5是本发明中使用的轴承挡板结构示意图；

图6是本发明中使用的油封衬套及外油封结构示意图；

图7是本发明驱动桥中预防润滑脂或齿轮油泄漏的排油结构示意图。

具体实施方式

如图2至图7所示，一种基于半轴轴承新式安装系统的驱动桥，安装在后桥壳总成15上的半轴3，半轴3上安装制动器总成4，套设在半轴3上的半轴轴承11，设置在半轴轴承11一侧的轴承衬套12，轴承衬套12的外侧设有内油封13，轴承衬套12的一侧设有卡簧14，卡簧14固定在半轴3上，半轴轴承11的另一侧设有油封衬套9，油封衬套9内部压装外油封8，油封衬套9的一侧设有轴承挡板10，轴承挡板10通过制动器总成4压紧固定半轴轴承11；

轴承挡板10与半轴3的内侧端面之间安装挡油盘7，半轴3的端部通过半轴螺栓2安装制动鼓1，挡油盘7的一端通过半轴螺栓2压紧固定。

进一步，轴承挡板10包括挡板本体101以及设置在挡板本体101外缘的卡接凸缘102，挡板本体101封盖在油封衬套9的外侧，卡接凸缘102卡合在后桥壳总成15的端部；防转螺栓5依次穿过轴承挡板10的让位孔103、制动器总成4的底板孔、后桥壳总成15，使用螺母6拧紧可将轴承挡板10、油封衬套9与半轴轴承11压紧在后桥壳总成15上。

进一步，半轴轴承11为单列圆锥滚子轴承，半轴轴承包括轴承内圈110、轴承滚子111、轴承外圈112、限位挡圈113。组装成规定游隙的圆锥滚子轴承后，采用强力胶水将限位挡圈113粘接于轴承外圈112上，使轴承外圈112在限位挡圈113的作用下阻止轴承滚子111及轴承内圈110与轴承外圈112相分离的情况发生。

进一步，半轴3和制动鼓1上均开设了2个用于排油的泄油孔100，以防备外油封失效时润滑脂或齿轮油可以顺着半轴轮廓与挡油盘7形成的空腔，经由半轴3和制动鼓1上的泄油孔100排至后桥外表面，防止润滑脂或齿轮油进入制动器引起安全隐患。

进一步，后桥壳总成15与半轴3通过防转螺栓5和螺母6固定连接。后桥壳总成15远离半轴3的一端安装主减速器总成18，主减速器总成18通过桥壳螺栓17和弹簧垫圈16与后桥壳总成15连接。

进一步，轴承挡板10采用了板厚4-6mm的B510L高强度钢板经二次冲压形成，在较大的轴向力下不存在变形从而影响半轴轴承11的运转精度。高强度的轴承挡板可承受较大的轴向力，满足整车极限侧倾工况下的使用需求。

进一步，油封衬套9采用壁厚4mm左右的无缝钢管精加工制成，外油封8采用过盈配合压入油封衬套9的内壁。轴承挡板10紧靠油封衬套9的端面处，通过防转螺栓5和螺母6将轴承挡板10、油封衬套9与半轴轴承11压紧在后桥壳总成15上；

该驱动桥组装时：将主减速器总成18吊装入后桥壳总成15，放置弹簧垫圈16、拧紧桥壳螺栓17。

将半轴螺栓2依次穿过挡油盘7并压入进半轴3，再依次放入轴承挡板10和已经预先压好的外油封8及油封衬套9组合件；将半轴轴承11套入半轴3并压紧，再套入轴承衬套12并压紧，再装好卡簧14；将制动器总成4及内油封13装配进后桥壳总成15对应位置，同时在后桥壳总成15最外侧两端面涂抹一圈平面密封胶；将半轴3套入后桥壳总成15，装配好防转螺栓5并拧紧螺母6；将制动鼓1穿过半轴螺栓2贴紧半轴3，完成驱动桥总成的装配；

本发明的驱动桥在转弯工况行驶时，整车轴向力（从桥壳指向制动鼓侧）通过半轴3、半轴轴承11作用于油封衬套9、轴承挡板10，再经由防转螺栓5、螺母6作用至后桥壳总成15上；因所采用预装配的单列圆锥滚子轴承额定动载荷高且内外圈不会分离，因此可用以替代传统驱动桥的双列圆锥滚子轴承，另外采用高强度钢板冲压而成的凹形轴承挡板10和由无缝钢管车制的油封衬套9替代传统驱动桥的轴承座；使得本发明的驱动桥在满足设计寿命和轴向承载能力的同时实现驱动桥重量和成本的下降。

本发明驱动桥的优势表现在：

1、采用预装配的单列圆锥滚子轴承替代传统驱动桥的双列圆锥滚子轴承，因单列圆锥滚子轴承具备较大的额定动载荷和一定的锥度，因此能满足驱动桥的设计寿命和轴向承载能力；同时可令驱动桥重量减少约1kg、成本降低约35元；

2、采用高强度钢板冲压而成的凹形轴承挡板10和由无缝钢管车制的油封衬套9替代传统驱动桥的轴承座，当整车极限侧倾时、圆锥滚子的轴向力经过油封衬套传递至轴承挡板，保证了驱动桥的正常运转；同时可使得驱动桥重量减少约2.5kg、成本降低约50元；

3、油封衬套9内部压装了外油封8、油封衬套9与桥壳端面涂抹平面密封胶，杜绝了驱动桥的圆锥滚子轴承因润滑脂泄漏而失效的隐患；；

4、半轴3与半轴螺栓2之间压装了挡油盘7、对应的半轴3和制动鼓1上也开设了用于排油的泄油孔100，保证在极端情况下内、外油封8均失效时齿轮油可顺着半轴轮廓与挡油盘7形成的内腔，经由半轴3和制动鼓1上的泄油孔100排至后桥外表面，杜绝了极端情况下润滑脂或齿轮油泄露至制动器内引起制动系统失效的安全隐患。

本发明的关键件半轴轴承11（预装配的圆锥滚子轴承）的优势在于：在选配好规定游隙的圆锥滚子轴承后，采用强力胶水将限位挡圈113粘接于轴承外圈112、此时限位挡圈113内侧与轴承滚子111大端面相预留极小的轴向间隙；后桥运行特别是转弯工况下，车轮处产生的轴向力有带动半轴3及圆锥滚子轴承的内圈、滚子向车辆外侧脱离的趋势，在消除预设的轴向间隙后，轴承滚子111大端面与限位挡圈113接触，在油封衬套9、轴承挡板10、防转螺栓5的压紧锁付作用下，保证圆锥滚子轴承11可以完全承受车轮处产生的轴向力。因而此预装配的圆锥滚子轴承11在受轴向力时不存在分离甚至失效的隐患。

以上所述仅为本发明实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效形状或结构变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (8)

1.一种基于半轴轴承新式安装系统的驱动桥，包括安装在后桥壳总成（15）上的半轴（3），半轴（3）上安装制动器总成（4），套设在半轴（3）上的半轴轴承（11），设置在半轴轴承（11）一侧的轴承衬套（12），其特征在于，轴承衬套（12）的外侧设有内油封（13），轴承衬套（12）的一侧设有卡簧（14），卡簧（14）固定在半轴（3）上，半轴轴承（11）的另一侧设有油封衬套（9），油封衬套（9）内部压装外油封（8），外油封（8）的一侧设有轴承挡板（10），轴承挡板（10）通过制动器总成（4）压紧固定半轴轴承（11）；

轴承挡板（10）与半轴（3）的内侧端面之间安装挡油盘（7），半轴（3）的端部通过半轴螺栓（2）安装制动鼓（1），挡油盘（7）的一端通过半轴螺栓（2）压紧固定；

所述半轴轴承（11）为单列圆锥滚子轴承，半轴轴承包括轴承内圈（110）、轴承滚子（111）、轴承外圈（112）、限位挡圈（113）。

2.根据权利要求1所述的一种基于半轴轴承新式安装系统的驱动桥，其特征在于，轴承挡板（10）包括挡板本体（101）以及设置在挡板本体（101）外缘的卡接凸缘（102），挡板本体（101）封盖在外油封（8）的外侧，卡接凸缘（102）卡合在后桥壳总成（15）的端部。

3.根据权利要求1所述的一种基于半轴轴承新式安装系统的驱动桥，其特征在于，所述油封衬套（9）与后桥壳总成（15）的结合面涂抹平面密封胶。

4.根据权利要求1所述的一种基于半轴轴承新式安装系统的驱动桥，其特征在于，半轴（3）和制动鼓（1）上均开设了两个用于排油的泄油孔，外油封（8）失效时润滑脂或齿轮油顺着半轴轮廓与挡油盘（7）形成的空腔，经由半轴（3）和制动鼓（1）上的泄油孔排至后桥外表面。

5.根据权利要求3所述的一种基于半轴轴承新式安装系统的驱动桥，其特征在于，后桥壳总成（15）与半轴（3）通过防转螺栓（5）和螺母（6）固定连接。

6.根据权利要求1或2所述的一种基于半轴轴承新式安装系统的驱动桥，其特征在于，后桥壳总成（15）远离半轴（3）的一端安装主减速器总成（18），主减速器总成（18）通过桥壳螺栓（17）和弹簧垫圈（16）与后桥壳总成（15）连接。

7.根据权利要求2所述的一种基于半轴轴承新式安装系统的驱动桥，其特征在于，所述轴承挡板（10）采用板厚4-6mm的B510L高强度钢板经二次冲压形成。

8.根据权利要求5所述的一种基于半轴轴承新式安装系统的驱动桥，其特征在于，在选配好规定游隙的圆锥滚子轴承后，采用强力胶水将限位挡圈（113）粘接于轴承外圈（112）、此时限位挡圈（113）内侧与轴承滚子（111）大端面相预留极小的轴向间隙；后桥运行转弯工况下，车轮处产生的轴向力有带动半轴（3）及圆锥滚子轴承的轴承内圈（110）、轴承滚子（111）向车辆外侧脱离的趋势，在消除预设的轴向间隙后，轴承滚子（111）大端面与限位挡圈（113）接触，在油封衬套（9）、轴承挡板（10）、防转螺栓（5）的压紧锁付作用下，保证半轴轴承（11）完全承受车轮处产生的轴向力。

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