CN113280077A - 一种装有弹性减震器的驱动桥总成 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种装有弹性减震器的驱动桥总成，包括主减速器带差速器总成、桥壳、轮毂制动盘总成、半轴、制动器及制动气室；主减速器带差速器总成中设有凸缘总成，凸缘总成用于连接主减速器带差速器总成、弹性减震器及传动轴；弹性减震器采用过渡配合安装在凸缘总成上，减震器安装螺栓穿过弹性减震器的通孔，且采用第一锁紧螺母拧紧固定；传动轴通过穿过弹性减震器的通孔的传动轴安装螺栓和第二锁紧螺母与弹性减震器固定在一起；减震器安装螺栓与传动轴安装螺栓依次间隔设置。本申请通过在传动轴、驱动桥输入端之间加装弹性减震器，可有效避免齿轮的早期磨损及噪声超标问题的发生。
Description
技术领域
本发明涉及汽车驱动系统技术领域，具体涉及一种装有弹性减震器的驱动桥总成。
背景技术
随着国内纯电动商用车车型的扩展，其市场范围逐步扩大，基于成本及使用可靠性的考虑，现有中、大型商用车底盘驱动系统的布置方案中，采用驱动电机、转动轴、驱动桥刚性连接的型式仍占据主流技术路线；采用现有布置方案，因驱动电机在整车前进时的扭矩输出梯度陡峭(输出扭矩从零到最大额定值的时间很短)且在整车制动时具有能量回收功能，驱动桥的驱动电机对主被动齿轮副形成反复的冲击载荷，很容易造成驱动后桥主被动齿轮副在运行时噪声超标及早期磨损损坏；为了降低故障率，现有技术一般采用加大驱动桥中的主被动齿轮副的强度设计冗余，这造成车底盘簧下质量大，影响整车行驶的平顺性能，并且提高了制造成本，同时也增加了整车能耗。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供一种装有弹性减震器的驱动桥总成，它可以有效降低驱动电机对驱动后桥的冲击载荷的影响，进而降低主被动齿轮副的强度设计冗余量，从而降低驱动桥的制造成本。
本发明采用的技术方案是：
一种装有弹性减震器的驱动桥总成，包括主减速器带差速器总成、桥壳、轮毂制动盘总成、半轴、制动器及制动气室；主减速器带差速器总成通过螺栓安装在桥壳上，轮毂制动盘总成通过内部的轴承套装在桥壳上，半轴的一端通过杆部花键安装在主减速器带差速器总成，半轴的另一端通过螺栓固定在轮毂制动盘总成上；制动器通过螺栓固定在桥壳上；制动气通过螺栓安装在制动器上；主减速器带差速器总成中设有凸缘总成，凸缘总成用于连接主减速器带差速器总成、弹性减震器及传动轴；凸缘总成包括凸缘、减震器安装螺栓、衬套及防尘罩；凸缘设有圆柱状中心部及法兰状外缘部，圆柱状中心部的前后两端分别突出法兰状外缘部的前后两端面，形成防尘罩安装部和减震器安装部，法兰状外缘部的前端面为减震器连接面；圆柱状中心部设有阶梯通孔，法兰状外缘部设有法兰安装孔；减震器安装螺栓间隔穿过法兰安装孔预装在凸缘上，衬套通过过盈配合压装在凸缘的阶梯通孔的大孔内，防尘罩通过过盈配合压装在凸缘的防尘罩安装部上；凸缘的阶梯通孔的小孔内设置内花键，凸缘通过内花键与主减速器带差速器总成中主动齿轮外花键连接，并采用主齿锁紧螺母固定；弹性减震器采用过渡配合安装在凸缘的减震器安装部上且其后端面抵靠减震器连接面，减震器安装螺栓穿过弹性减震器的通孔，且采用第一锁紧螺母拧紧固定；传动轴通过穿过弹性减震器的通孔的传动轴安装螺栓和第二锁紧螺母与弹性减震器固定在一起；减震器安装螺栓与传动轴安装螺栓依次间隔设置。
进一步地，弹性减震器包括一个中心部设有通孔的整体呈扁圆柱状橡胶本体，橡胶本体内设有支撑体，支撑体包括均匀分布在同一个圆周上的偶数个若干套管，分别套装在套管上部和下部的两个结构相同的线槽A和线槽B，缠绕在相邻两个线槽A内的第一线束，缠绕在相邻两个线槽B内的第二线束，以及缠绕在相邻两个套管上且位于线槽A和线槽B之间的第三线束；橡胶本体通过硫化与支撑体合为一体，套管的两端露出橡胶本体的上下两端面，线槽A、线槽B、第一线束、第二线束及第三线束均包裹在橡胶本体内。
进一步地，第一线束和第二线束缠绕在同一组套管的线槽上，第三线束与第一线束和第二线束交错设置。
进一步地，线槽A和线槽B均为环形沉槽。
进一步地，第一线束满布在线槽A的环形沉槽内，第二线束满布在线槽B的环形沉槽内，第三线束满布在由线槽A底面、线槽B顶面与套管侧面围成的空间内。
进一步地，第一线束、第二线束及第三线束均由单根高强度合成纤维线缠绕形成，缠绕后的横断面呈矩形。
进一步地，套管由碳钢材料制成，套管的中心部设有通孔。
进一步地，凸缘的法兰状外缘部设置周向均匀分布的圆弧缺口，所述圆弧缺口用于避让传动轴安装螺栓。
进一步地，传动轴的轴端设有减震器安装面，减震器安装面的中心部轴向向外突出形成圆环状止口，圆环状止口的外径与凸缘总成中的衬套的内径间隙配合，弹性减震器位于传动轴安装面与凸缘连接面之间。
进一步地，衬套由钢背自润滑双金属材料制成。
本发明的有益效果：
1、在传动轴、驱动桥输入端之间加装本发明的弹性减震器，则在整车静止起步时，传动轴会先带动弹性减震器发生扭转变形至整车发生位移，弹性减震器会消耗掉一部分驱动电机的输出扭矩，使主动齿轮传递给被动齿轮的扭矩是渐进式增加的，从而降低主动齿轮对被动齿轮的冲击载荷，进而保护主被动齿轮副，避免其出现齿轮早期磨损及噪声超标情况。同理，在整车制动时，在制动瞬间，被动齿轮与主动齿轮啮合后，先带动弹性减震器发生扭转变形后再带动传动轴转动电机进行发电储能，减缓冲击载荷，避免齿轮早期磨损及噪声超标问题发生。
2、在传动轴、驱动桥输入端之间加装本发明的弹性减震器，可以有效降低驱动电机对驱动后桥的冲击载荷的影响，进而降低主被动齿轮副的强度设计冗余量。
3、本申请的弹性减震器采用橡胶本体通过硫化与支撑体合为一体的结构设计，当弹性减震器在套管位置因受到外力作用而发生相对位移时，由于线束的牵制仍可以正常传递扭矩，当外力消失时，在线束的回弹作用下，套管仍可以通过弹性变形退回原设计位置，避免了弹性减震器在外力作用下沿径向及轴向发生无规律的扭动变形。因弹性减震器为柔性弹性元件，如果弹性减震器在传递扭矩没有约束的前提下，弹性减震器在外力作用下会发生沿径向及轴向发生无规律的扭动变形。
附图说明
图1是本发明的驱动桥总成的结构示意图。
图2是本发明的驱动桥总成与传动轴的连接结构示意图。
图3是本发明的凸缘总成的结构示意图。
图4是本发明的凸缘的结构示意图。
图5是本发明的弹性减震器的结构示意图。
图6是图5沿A-A方向的剖面图。
图7是本发明的支撑体的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及一种优选的实施方式对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。
参阅图1～图7，本实施例公开一种装有弹性减震器的驱动桥总成，该驱动桥总成包括主减速器带差速器总成1、桥壳2、轮毂制动盘总成3、半轴4、制动器5、制动气室6、凸缘总成7及弹性减震器8。
主减速器带差速器总成1通过螺栓安装在桥壳2上，轮毂制动盘总成3通过内部的轴承套装在桥壳2上，半轴4的一端通过杆部花键安装在主减速器带差速器总成1中，半轴4的另一端通过螺栓固定在轮毂制动盘总成3上；制动器5通过螺栓固定在桥壳2上；制动气室6通过螺栓安装在制动器5上；以上安装方式为现有驱动桥总成的常规设置型式，其具体结构此处不详细叙述。
凸缘总成7是连接主减速器带差速器总成1、弹性减震器8及传动轴11的部件，凸缘总成7包括凸缘72、减震器安装螺栓73、衬套74及防尘罩75；凸缘72设有圆柱状中心部及法兰状外缘部，圆柱状中心部的前后两端分别突出法兰状外缘部的前后两端面，形成防尘罩安装部和减震器安装部，法兰状外缘部的前端面为减震器连接面；圆柱状中心部设有阶梯通孔，法兰状外缘部设有法兰安装孔721。为避免装配干涉，优选凸缘72的法兰状外缘部设置周向均匀分布的圆弧缺口，所述圆弧缺口用于避让传动轴安装螺栓，两缺口之间形成如花瓣形的螺栓孔部，螺栓孔部开设法兰安装孔721。这样可使法兰安装孔721与弹性减震器8的套管821间隔对应，便于弹性减震器8与传动轴11的连接。
减震器安装螺栓73穿过法兰安装孔721预装在凸缘72上，衬套74通过过盈配合压装在凸缘72的阶梯通孔的大孔722内，防尘罩75通过过盈配合压装在凸缘72的防尘罩安装部上；凸缘72的阶梯通孔的小孔723内设置内花键，凸缘72通过内花键与主减速器带差速器总成1中主动齿轮外花键连接，并采用主齿锁紧螺母10固定；弹性减震器8采用过渡配合安装在凸缘72的减震器安装部上且其后端面抵靠减震器连接面，减震器安装螺栓73穿过弹性减震器8的套管821中心部的通孔8211，且采用第一锁紧螺母9拧紧固定。
弹性减震器8包括一个中心部设有通孔的整体呈扁圆柱状橡胶本体810，橡胶本体810内设有支撑体820，支撑体820包括均匀分布在同一个圆周上的偶数个若干套管821，分别套装在套管上部和下部的两个结构相同的线槽A822和线槽B823，缠绕在相邻两个线槽A822内的第一线束831，缠绕在相邻两个线槽B823内的第二线束832，以及缠绕在相邻两个套管821上且位于线槽A822和线槽B823之间的第三线束833；所述橡胶本体810通过硫化与支撑体820合为一体，套管821的两端露出橡胶本体810的上下两端面，线槽A822、线槽B823、第一线束831、第二线束832及第三线束833均包裹在橡胶本体810内。
套管821由碳钢材料制成，套管的中心部设有通孔8211。套管821的数量为多个且为偶数，布置在弹性减震器的同心圆周上。钢制套管作为弹性减震器的主要受力部件，用于连接传动轴与驱动桥。偶数个套管可在转动过程中控制动不平衡量，且也可使橡胶本体的外部形状容易设计。
线槽A822和线槽B823均为环形沉槽，对称套装在套管821的两端。环形沉槽的主要作用是约束线束形成预先设置的形状和尺寸；通过调整沉槽的深度及宽度可以制造满足不同强度要求的弹性减震器。
第一线束831、第二线束832及第三线束833均为高强度合成纤维线，缠绕后断面呈矩形。优选第一线束831满布在线槽A822的环形沉槽内，第二线束832满布在线槽B823的环形沉槽内，第三线束满布在由线槽A822底面、线槽B823顶面与套管821侧面围成的空间内。缠绕形式为：第一线束831和第二线束832缠绕在同一组套管的线槽上，第三线束833与第一线束831和第二线束832交错设置。即，相邻两个套管821及套装在其上下两端的线槽A822和线槽B823组成一组，第三线束833依次缠绕在相邻两组套管821上。
本发明的装有弹性减震器的驱动桥总成安装使用时：
弹性减震器8预装在驱动桥上，传动轴11通过传动轴安装螺栓12和第二锁紧螺母13与弹性减震器8固定在一起；这样弹性减震器8处于驱动桥主减速器带差速器总成1中的凸缘总成7连接面和传动轴11安装面中间；同理，传动轴11与弹性减震器8的安装孔位为间隔安装，即隔一个安装一个。为了避免装配干涉，优选传动轴11的安装面为与凸缘72法兰状外缘部形状相似的异形结构，如花瓣形，同时，为满足传动轴11的安装中心与凸缘总成7的安装中心同轴度的要求，优选在传动轴11的安装端面上设置有突出传动轴安装面的圆环状止口，圆环止口的外径与凸缘总成7中的衬套74的内径采用间隙配合。
因弹性减震器8为柔性弹性元件，如果弹性减震器8在传递扭矩没有约束的前提下，弹性减震器8在外力作用下会发生沿径向及轴向发生无规律的扭动变形。本申请的弹性减震器8采用橡胶本体810通过硫化与支撑体820合为一体的结构设计，当弹性减震器8在套管821位置因受到外力作用而发生相对位移时，由于线束的牵制仍可以正常传递扭矩，当外力消失时，在线束的回弹作用下，套管821仍可以通过弹性变形退回原设计位置，避免了弹性减震器8在外力作用下沿径向及轴向发生无规律的扭动变形。
并且，本申请通过采用弹性减震器8过渡配合安装在凸缘72的减震器安装部上，进一步限制了弹性减震器8在使用过程发生径向变形；另外，凸缘72和传动轴11的结构设计，使得在弹性减震器8通过减震器安装螺栓73和第一锁紧螺母9固定安装后，相当于把弹性减震器8限制在两个平面中间，进一步限制了弹性减震器8在使用过程发生轴向变形。
进一步的，传动轴11安装端面上设置有圆环状止口，圆环外径与凸缘总成7中的衬套74的内径采用小间隙配合，这种设置在保证传动轴11与凸缘总成7的同轴度的同时，进一步限制了弹性减震器8在使用过程发生径向及轴向变形。
通过以上设置，弹性减震器8在使用过程中只能发生径向蠕动且范围限制在凸缘72与传动轴11两个安装面之间。也就是传动轴11与凸缘总成7之间的连接为非刚性连接。
本申请使用时，传动轴11与凸缘总成7之间会发生相对移动，移动量为弹性减震器8沿径向发生的蠕动量，使用过程中在传动轴11上的圆环状止口和凸缘总成7中的衬套74之间的配合面会发生磨损，当磨损量超过一定值时会降低对弹性减震器8的径向约束，进而可能会产生异响等质量问题，为此优选衬套74为自润滑钢背双金属复合结构，增加润滑、减缓磨损，且在磨损至极限时可以更换。
将本发明的弹性减震器8安装在传动轴11与驱动桥输入端的连接面中间，传动轴安装螺栓12与减震器安装螺栓73依次间隔地穿过套筒821的通孔8211，分别采用第一锁紧螺母9和第二锁紧螺母13固定。在整车静止起步时，驱动电机的扭矩通过传动轴传递至主动齿轮时，在主动齿轮与被动齿轮啮合后，因被动齿轮与驱动桥位置相对固定，此时传动轴会先带动弹性减震器发生扭转变形至整车发生位移，也就是说弹性减震器会消耗掉一部分驱动电机的输出扭矩，使主动齿轮传递给被动齿轮的扭矩是渐进式增加的，降低主动齿轮对被动齿轮的冲击载荷；进而保护主被动齿轮副，避免出现齿轮早期磨损及噪声超标情况。同理在整车制动时，驱动桥中被动齿轮带动主动齿轮旋转；驱动电机转变为发动机进行能量回收，即整车运动势能转变为电能储存；在制动瞬间，被动齿轮与主动齿轮啮合后，后带动弹性减震器发生扭转变形后再带动传动轴转动电机进行发电储能，减缓冲击载荷，避免齿轮早期磨损及噪声超标问题发生。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也在本发明的保护范围内。
Claims (10)
1.一种装有弹性减震器的驱动桥总成，包括主减速器带差速器总成、桥壳、轮毂制动盘总成、半轴、制动器及制动气室；主减速器带差速器总成通过螺栓安装在桥壳上，轮毂制动盘总成通过内部的轴承套装在桥壳上，半轴的一端通过杆部花键安装在主减速器带差速器总成，半轴的另一端通过螺栓固定在轮毂制动盘总成上；制动器通过螺栓固定在桥壳上；制动气通过螺栓安装在制动器上；其特征在于：
主减速器带差速器总成中设有凸缘总成，凸缘总成用于连接主减速器带差速器总成、弹性减震器及传动轴；凸缘总成包括凸缘、减震器安装螺栓、衬套及防尘罩；凸缘设有圆柱状中心部及法兰状外缘部，圆柱状中心部的前后两端分别突出法兰状外缘部的前后两端面，形成防尘罩安装部和减震器安装部，法兰状外缘部的前端面为减震器连接面；圆柱状中心部设有阶梯通孔，法兰状外缘部设有法兰安装孔；减震器安装螺栓间隔穿过法兰安装孔预装在凸缘上，衬套通过过盈配合压装在凸缘的阶梯通孔的大孔内，防尘罩通过过盈配合压装在凸缘的防尘罩安装部上；凸缘的阶梯通孔的小孔内设置内花键，凸缘通过内花键与主减速器带差速器总成中主动齿轮外花键连接，并采用主齿锁紧螺母固定；弹性减震器采用过渡配合安装在凸缘的减震器安装部上且其后端面抵靠减震器连接面，减震器安装螺栓穿过弹性减震器的通孔，且采用第一锁紧螺母拧紧固定；传动轴通过穿过弹性减震器的通孔的传动轴安装螺栓和第二锁紧螺母与弹性减震器固定在一起；减震器安装螺栓与传动轴安装螺栓依次间隔设置。
2.根据权利要求1所述的一种装有弹性减震器的驱动桥总成，其特征在于，弹性减震器包括一个中心部设有通孔的整体呈扁圆柱状橡胶本体，橡胶本体内设有支撑体，支撑体包括均匀分布在同一个圆周上的偶数个若干套管，分别套装在套管上部和下部的两个结构相同的线槽A和线槽B，缠绕在相邻两个线槽A内的第一线束，缠绕在相邻两个线槽B内的第二线束，以及缠绕在相邻两个套管上且位于线槽A和线槽B之间的第三线束；橡胶本体通过硫化与支撑体合为一体，套管的两端露出橡胶本体的上下两端面，线槽A、线槽B、第一线束、第二线束及第三线束均包裹在橡胶本体内。
3.根据权利要求2所述的一种装有弹性减震器的驱动桥总成，其特征在于，第一线束和第二线束缠绕在同一组套管的线槽上，第三线束与第一线束和第二线束交错设置。
4.根据权利要求2所述的一种装有弹性减震器的驱动桥总成，其特征在于，线槽A和线槽B均为环形沉槽。
5.根据权利要求4所述的一种装有弹性减震器的驱动桥总成，其特征在于，第一线束满布在线槽A的环形沉槽内，第二线束满布在线槽B的环形沉槽内，第三线束满布在由线槽A底面、线槽B顶面与套管侧面围成的空间内。
6.根据权利要求2所述的一种装有弹性减震器的驱动桥总成，其特征在于，第一线束、第二线束及第三线束均由单根高强度合成纤维线缠绕形成，缠绕后的横断面呈矩形。
7.根据权利要求2所述的一种装有弹性减震器的驱动桥总成，其特征在于，套管由碳钢材料制成，套管的中心部设有通孔。
8.根据权利要求1所述的一种装有弹性减震器的驱动桥总成，其特征在于，凸缘的法兰状外缘部设置周向均匀分布的圆弧缺口，所述圆弧缺口用于避让传动轴安装螺栓。
9.根据权利要求1所述的一种装有弹性减震器的驱动桥总成，其特征在于，传动轴的轴端设有减震器安装面，减震器安装面的中心部轴向向外突出形成圆环状止口，圆环状止口的外径与凸缘总成中的衬套的内径间隙配合，弹性减震器位于传动轴安装面与凸缘连接面之间。
10.根据权利要求1所述的一种装有弹性减震器的驱动桥总成，其特征在于，衬套由钢背自润滑双金属材料制成。
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