CN116292785A - 双速轮边减速器总成及驱动桥总成 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种双速轮边减速器总成及驱动桥总成，双速轮边减速器总成包括壳体、驱动组件、传动组件、动力输出组件和换挡组件。驱动组件用于提供驱动力；传动组件包括第一传动件、第二传动件和安装件，第一传动件用于将驱动组件的驱动力传递至第二传动件，安装件与第一传动件同轴设置；动力输出组件用于输出第二传动件传递的动力；换挡组件套设于安装件。通过换挡组件使得安装件能够在第一状态和第二状态之间切换，安装件处于第一状态时，第一传动比为动力输出组件提供较高的减速速比，以适应低速高扭的满载工况；安装架处于第二状态时，第二传动比为动力输出组件提供较高的加速性能，以适应高速低扭的空载工况，满足不同工况的使用需求。

Description

双速轮边减速器总成及驱动桥总成

技术领域

本申请涉及工程机械技术领域，特别是涉及一种双速轮边减速器总成及驱动桥总成。

背景技术

随着时代发展，汽车作用日益明显，汽车已成为人们不可缺少的生活工具。汽车驱动桥在汽车的各种总成中是涵盖机械零件、部件、分总成品种最多的总成。驱动桥位于传动系末端，是能改变来自变速器的转速和转矩，并将它们传递给驱动轮的机构。驱动桥由主减速器、差速器、车轮传动装置和驱动桥壳等组成，通过主减速器齿轮的传动，降低转速增大扭矩；通过锥齿轮传动，改变转矩的传递方向；通过差速器使内外车轮以不同的转速转动，适应汽车的转向要求；通过桥壳和车轮，实现承载和传力作用。

相关技术中，驱动桥通常采用行星齿轮式轮边减速和普通圆柱齿轮式轮边减速，这两种形式的轮边减速器与单极主减速器相比使离地间隙增大，使轴承的轴向负荷减少，还可以使大型汽车在不设置副变速器的情况下，增加传动系的传动比，提高牵引性。

然而，上述轮边减速器只有一种减速比，其限制了汽车对不同路面状况的适应性，作业方式单一，不能满足不同工况的使用需求，不利于提高汽车的燃料经济性和动力性能。例如，对于载荷及道路状况等变化大、使用条件非常复杂的载货汽车及工程车来说，可以选择一种减速比来使汽车在满载或通过极坏路面时具有足够的动力性，然而在平直良好的路面上空载行驶时，要求达到较高的车速和满意的燃料经济性，是非常困难的。

发明内容

基于此，有必要针对只有一种减速比的减速器不能满足不同工况使用需求的问题，提供一种双速轮边减速器总成及驱动桥总成。

本申请的第一方面，提供一种双速轮边减速器总成，其包括壳体、驱动组件、传动组件、动力输出组件和换挡组件；驱动组件用于提供驱动力；传动组件包括第一传动件、第二传动件和安装件，第一传动件与壳体连接，第一传动件还连接于驱动组件与第二传动件之间，用于将驱动组件的驱动力传递至第二传动件，所述第一传动件套设于所述安装件，第二传动件借助安装件安装于第一传动件；动力输出组件与第二传动件连接，用于输出第二传动件传递的动力；换挡组件套设于安装件，换挡组件可沿安装件的轴向移动，安装件具有第一状态和第二状态，安装件处于第一状态时，换挡组件连接于第一传动件和安装件之间，使得安装件与第一传动件同轴转动；安装件处于第二状态时，换挡组件与壳体连接，使得安装件相对于第一传动件静止；其中，在第一状态下，第一传动件与动力输出组件具有第一传动比，在第二状态下，第一传动件与动力输出组件具有第二传动比，第二传动比与第一传动比不相同。

在其中一个实施例中，第二传动件包括多个行星轮和多个行星轮轴，行星轮与行星轮轴一一对应设置，全部行星轮沿动力输出组件的外周间隔设置，行星轮与第一传动件连接，行星轮轴连接于行星轮和安装件之间；在第一状态下，行星轮围绕动力输出组件转动，在第二状态下，行星轮围绕行星轮轴转动。

在其中一个实施例中，第一传动件包括涡轮，驱动组件的输出端配置有蜗杆，驱动组件借助蜗杆与涡轮连接。

在其中一个实施例中，涡轮的内圆周面配置有齿孔，涡轮借助齿孔与全部行星轮啮合。

在其中一个实施例中，动力输出组件包括太阳轮和半轴，太阳轮套设于半轴，太阳轮与全部行星轮啮合。

在其中一个实施例中，壳体与第一传动件之间设置有第一转动件，第一传动件借助第一转动件与壳体可转动的连接。

在其中一个实施例中，安装件与第一传动件之间设置有第二转动件，安装件借助第二转动件与第一传动件可转动的连接。

在其中一个实施例中，换挡组件包括换挡件，换挡件靠近第一传动件的端面设置有第一齿，第一传动件靠近换挡件的端面设置有第二齿；在第一状态下，第一齿能够与第二齿相配合，以将第一传动件的动力传递至安装件。

在其中一个实施例中，壳体靠近换挡组件的内壁配置有固定件，固定件靠近换挡组件的端面设置有第三齿，换挡组件靠近固定件的端面设置有第四齿；在第二状态下，第三齿能够与第四齿相配合，以固定安装件。

本申请的第二方面提供一种驱动桥总成，其包括双速轮边减速器总成。

上述双速轮边减速器总成中，通过换挡组件使得安装件能够在第一状态和第二状态之间切换，安装件处于第一状态时，安装件与第一传动件同轴转动，第二传动件与第一传动件处于相对静止的状态，此时第一传动件与动力输出组件具有第一传动比，该第一传动比为动力输出组件提供较高的减速速比，以适应低速高扭的满载工况；安装架处于第二状态时，安装件相对于第一传动件保持静止，第二传动件与第一传动件相对转动，第一传动件通过第二传动件将驱动力传递至动力输出组件，此时第一传动件与动力输出组件具有第二传动比，该第二传动比为动力输出组件提供较高的加速性能，以适应高速低扭的空载工况，有效地提升了汽车对于不同路面状况的适应性，满足不同工况的使用需求。

附图说明

图1为本申请一实施例中双速轮边减速器总成的剖面图。

图2为本申请一实施例中双速轮边减速器总成中涡轮的剖面图。

图3为本申请一实施例中双速轮边减速器总成中涡轮支架的剖面图。

图4为本申请一实施例中双速轮边减速器总成中蜗杆的结构示意图。

图5为本申请一实施例中双速轮边减速器总成中第一行星轮架的剖面图。

图6为本申请一实施例中双速轮边减速器总成中第二行星轮架的剖面图。

图7为本申请一实施例中双速轮边减速器总成中换挡件的剖面图。

图8为本申请一实施例中双速轮边减速器总成中固定件的剖面图。

图9为本申请一实施例中驱动桥总成的剖面图。

其中，双速轮边减速器总成1、壳体10、容纳腔11、驱动组件20、蜗杆21、蜗杆齿211、第一轴径212、第一花键轴213、传动组件30、第一传动件31、涡轮311、第一螺纹孔3111、涡轮齿3112、圆柱齿孔3113、第二轴径3114、第三通孔3115、第一端面3116、第二齿3117、涡轮支架312、第一通孔3121、第三轴径3122、第四通孔3123、第三端面3124、第二传动件32、行星轮321、行星轮轴322、滚针轴承323、行星轮垫片324、安装件33、第一行星轮架331、第二螺纹孔3311、第四轴径3112、第二端面3313、第五通孔3314、第二花键轴3315、第二行星轮架332、第二通孔3321、第五轴径3322、第四端面3323、第六通孔3324、第五端面3325、第一螺栓34、第一转动件35、第二螺栓36、第二转动件37、第三转动件38、动力输出组件40、太阳轮41、半轴42、太阳轮垫片43、换挡组件50、换挡件51、花键孔511、第一齿512、第四齿513、环槽514、固定件60、第七通孔601、第三齿602、第三螺栓61、拨动组件70、驱动桥总成2、桥壳201、轴头202、第四螺栓203、第五螺栓204。

具体实施方式

为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本申请的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请。但是本申请能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本申请内涵的情况下做类似改进，因此本申请不受下面公开的具体实施例的限制。

在本申请的描述中，需要理解的是，若有出现这些术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等，这些术语指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

此外，若有出现这些术语“第一”、“第二”，这些术语仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本申请的描述中，若有出现术语“多个”，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，若有出现术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等，这些术语应做广义理解。例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，若有出现第一特征在第二特征“上”或“下”等类似的描述，其含义可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

需要说明的是，若元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。若一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。如若存在，本申请所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

参阅图1所示，本申请一实施例提供的一种双速轮边减速器总成1，其包括壳体10、驱动组件20、传动组件30、动力输出组件40以及换挡组件50。壳体10内部设置有容纳腔11，传动组件30、动力输出组件40以及换挡组件50均安装在壳体10内部，壳体10用于防护其内部的组件；驱动组件20设置于壳体10的外部，用于提供驱动力；传动组件30连接于驱动组件20与动力输出组件40之间，用于将驱动组件20的驱动力传递至动力输出组件40，从而输出动力以驱动外部的动力执行设备；动力输出组件40与传动组件30连接，用于输出传动组件30传递的动力；换挡组件50与传动组件30连接，用于切换传动组件30内部的运行状态，使得动力输出组件40能够输出不同速度的动力，能够同时满足高速低扭和低速高扭反复交替的工况需求。

传动组件30包括第一传动件31、第二传动件32和安装件33。第一传动件31与壳体10连接，壳体10用于为第一传动件31提供支撑力，第一传动件31还连接于驱动组件20与第二传动件32之间，用于将驱动组件20的驱动力传递至第二传动件32。第一传动件31套设于安装件33，第二传动件32借助安装件33安装于第一传动件31，第二传动件32与动力输出组件40连接，用于将动力传递至动力输出组件40。安装件33与换挡组件50可移动的连接，安装件33具有第一状态和第二状态，安装件33通过换挡组件50能够在第一状态和第二状态之间切换，用于提供不同的速比，以满足不同工况的使用需求。

结合图1-图4所示，第一传动件31包括涡轮311和涡轮支架312。本申请揭示的实施例中，涡轮311设置于涡轮支架312的右侧。涡轮311设置有第一螺纹孔3111，涡轮支架312设置有与第一螺纹孔3111对应的第一通孔3121，第一螺纹孔3111与第一通孔3121之间通过第一螺栓34连接，实现涡轮311与涡轮支架312的连接。涡轮311通过蜗杆21与驱动组件20连接，涡轮311的涡轮齿3112与蜗杆21的蜗杆齿211啮合，蜗杆21的第一轴径212通过轴承与壳体10连接。驱动组件20包括电机，电机的花键孔与蜗杆21的第一花键轴231连接，电机的驱动力通过蜗杆21传递至涡轮311。

涡轮311的内圆周面配置有圆柱齿孔3113。涡轮311内圆周面的圆柱齿孔3113形成齿圈，涡轮311借助圆柱齿孔3113与第二传动件32连接。

第一传动件31和壳体10之间设置有第一转动件35。具体地，涡轮311的第二轴径3114与第一转动件35的圆孔连接，第一转动件35的轴径与壳体10的圆孔连接；涡轮支架312的第三轴径3122与另一个第一转动件35的圆孔连接，另一个第一转动件35的轴径与壳体10的圆孔连接，通过第一转动件35实现涡轮311、涡轮支架312与壳体10的可转动连接。具体地，第一转动件35可以为圆锥滚子轴承。

在其他实施例中，涡轮311可以不设置涡轮支架312，涡轮311两侧均通过第一转动件35与壳体10可转动的连接。

第二传动件32包括行多个行星轮321和多个行星轮轴322。全部行星轮321与涡轮311的圆柱齿孔3113啮合，全部行星轮321沿动力输出组件40的外周间隔设置，通过涡轮齿3112、圆柱齿孔3113、行星轮321将驱动组件20的驱动力传递至动力输出组件40以输出动力。

结合图1、图5-图6所示，安装件33包括第一行星轮架331和第二行星轮架332。本申请揭示的实施例中，第一行星轮架331安装于行星轮321的右侧，第二行星轮架332安装于行星轮321的左侧。第一行星轮架331设置有第二螺纹孔3311，第二行星轮架332设置有与第二螺纹孔3311对应的第二通孔3321，第二螺纹孔3311和第二通孔3321之间通过第二螺栓36连接，实现第一行星轮架331与第二行星轮架332的连接。

第一行星轮架331与涡轮311之间、第二行星轮架332与涡轮支架312之间设置有第二转动件37。具体地，第一行星轮架331的第四轴径3112与第二转动件37的圆孔连接，第二转动件37的轴径与涡轮311的第三通孔3115连接。第二行星轮架332的第五轴径3322与另一个第二转动件37的圆孔连接，另一个第二转动件37的轴径与涡轮支架312的第四通孔3123连接，通过第二转动件37实现安装件33与涡轮311的可转动连接。具体地，第二转动件37可以为滚针轴承。

第一行星轮架331与涡轮311之间、第二行星轮架与涡轮支架312之间还设置有第三转动件38。第一行星轮架331的轴径与第三转动件38的圆孔连接，第三转动件38的轴径与涡轮311的圆孔连接，第三转动件38的一侧端面与涡轮311的第一端面3116贴合，另一侧端面与第一行星轮架331的第二端面3313贴合；第二行星轮架332的轴径与另一个第三转动件38的圆孔连接，另一个第三转动件38的轴径与涡轮311之间的圆孔连接，另一个第三转动件38的一侧端面与涡轮支架312的第三端面3124贴合，另一侧端面的与第二行星轮架332的第四端面3323贴合。具体地，第三转动件38可以为滚针轴承。

行星轮轴322的两端轴径分别与第一行星轮架331的第五通孔3314、第二行星轮架332的第六通孔3324连接。行星轮轴322连接于行星轮321和安装件33之间，行星轮轴322的轴径与行星轮321的圆孔之间采用滚针轴承323连接。行星轮321的两端设置有行星轮垫片324，行星轮321与动力输出组件40连接，以输出动力。

动力输出组件40包括太阳轮41和半轴42。太阳轮41的一端设置有太阳轮垫片43，太阳轮垫片43与第二行星轮架332的第五端面3325配合。太阳轮41套设于半轴42，太阳轮41的花键孔与半轴42的花键轴连接。太阳轮41的圆柱齿与全部行星轮321的圆柱齿啮合，通过行星轮321将驱动组件20的动力传递至太阳轮41，半轴42连接汽车轮毂和车轮，驱动力输出至车轮从而驱动轮毂转动。

结合图1、图7所示，换挡组件50包括换挡件51。换挡件51套设于第一行星轮架331，第一行星轮架331的第二花键轴3315与换挡件51的花键孔511连接，使得换挡件51能够沿第一行星轮架331的轴向移动。安装件33具有第一状态和第二状态，安装件33处于第一状态时，换挡件51连接于第一传动件31和安装件33之间，使得安装件33与第一传动件31同轴转动；安装件33处于第二状态时，换挡件51与固定件60连接，使得安装件33相对于第一传动件31静止。

换挡件51靠近第一传动件31的端面设置有第一齿512，涡轮311靠近换挡件51的端面设置有第二齿3117；在第一状态下，第一齿512能够与第二齿3117相配合，以将第一传动件31的动力传递至安装件33，使得安装件33能够与第一传动件31同轴转动。移动换挡件51使得第一齿512与第二齿3117啮合，安装件33处于第一状态，安装件33跟随第一转动件35转动，同时全部行星轮321整体围绕太阳轮41转动(行星轮公转)，此时第一传动件31与动力输出组件40具有第一传动比，该第一传动比为动力输出组件40提供较高的减速速比，以适应低速高扭的满载工况。

结合图1、图8所示，固定件60设置有第七通孔601，通过第七通孔601和第三螺栓61将固定件60安装于壳体10上。固定件60靠近换挡件51的端面设置有第三齿602，换挡件51靠近固定件60的端面设置有第四齿513；在第二状态下，第三齿602能够与第四齿513相配合，以固定安装件33，使安装件33相对于第一传动件31静止。移动换挡件51使得第四齿513与第三齿602啮合，安装件33处于第二状态，安装件33相对于第一传动件31保持静止，同时全部行星轮321在第一传动件31的动力传动下围绕行星轮轴322转动(行星轮自转)，此时第一传动件31与动力输出组件40具有不同于第一传动比的第二传动比，该第二传动比为动力输出组件40提供较高的加速性能，以适应高速低扭的空载工况。

在一些实施例中，该双速轮边减速器还包括拨动组件70，拨动组件70与换挡件51的环槽514连接，用于驱动换挡组件50沿安装件33的轴向、在第一传动件31和固定件60之间移动。具体地，拨动组件70可以为拨叉。

参考图9所示，本申请一实施例提供的一种驱动桥总成2，包括双速轮边减速器总成1，其中，壳体10的一侧通过第四螺栓203与桥壳201连接，壳体10的另一侧通过第五螺栓204与轴头202连接。

本申请的双速轮边减速器总成1，将涡轮311与圆柱齿孔3113形成的齿圈集成为一体，驱动组件20通过蜗杆21驱动涡轮311的同时，圆柱齿孔3113驱动行星轮321，实现涡轮311内圆周面和外圆周面的动力传递；涡轮311与齿圈集成为一体能够降低重量和成本，有效地减少了布置空间和零件数量。涡轮支架312与涡轮311采用分布的第一螺栓34连接，两端分别采用圆锥滚子轴承与减速器壳体10相配合，结构分布紧凑。第一行星轮架331和第二行星轮架332之间采用分布的第二螺栓36连接，两端分别采用两组滚针轴承与涡轮311、涡轮支架312配合，来承受轴向力和径向力，有效地减少了轴向和径向的安装尺寸。采用换挡件51使减速器输出不同速比的动力，换挡件51与涡轮311连接时，涡轮311蜗杆21为单级减速，用于满载工况；换挡件51与固定件60连接时，涡轮311蜗杆21减速结合行星轮系加速，用于空载工况，满足不同工况的使用需求。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种双速轮边减速器总成，其特征在于，包括：

壳体；

驱动组件，用于提供驱动力；

传动组件，包括第一传动件、第二传动件和安装件，所述第一传动件与所述壳体连接，所述第一传动件还连接于所述驱动组件与所述第二传动件之间，用于将所述驱动组件的驱动力传递至所述第二传动件，所述第一传动件套设于所述安装件，所述第二传动件借助所述安装件安装于所述第一传动件；

动力输出组件，与所述第二传动件连接，用于输出所述第二传动件传递的动力；及

换挡组件，套设于所述安装件，所述换挡组件可沿所述安装件的轴向移动，所述安装件具有第一状态和第二状态，所述安装件处于所述第一状态时，所述换挡组件连接于所述第一传动件和所述安装件之间，使得所述安装件与所述第一传动件同轴转动；所述安装件处于所述第二状态时，所述换挡组件与所述壳体连接，使得所述安装件相对于所述第一传动件静止；

其中，在所述第一状态下，所述第一传动件与所述动力输出组件具有第一传动比；在所述第二状态下，所述第一传动件与所述动力输出组件具有第二传动比；所述第二传动比与所述第一传动比不相同。

2.根据权利要求1所述的双速轮边减速器总成，其特征在于，所述第二传动件包括多个行星轮和多个行星轮轴，所述行星轮与所述行星轮轴一一对应设置，全部所述行星轮沿所述动力输出组件的外周间隔设置，所述行星轮与所述第一传动件连接，所述行星轮轴连接于所述行星轮和所述安装件之间；

在所述第一状态下，所述行星轮围绕所述动力输出组件转动；在所述第二状态下，所述行星轮围绕所述行星轮轴转动。

3.根据权利要求2所述的双速轮边减速器总成，其特征在于，所述第一传动件包括涡轮，所述驱动组件的输出端配置有蜗杆，所述驱动组件借助所述蜗杆与所述涡轮连接。

4.根据权利要求3所述的双速轮边减速器总成，其特征在于，所述涡轮的内圆周面配置有齿孔，所述涡轮借助所述齿孔与全部所述行星轮啮合。

5.根据权利要求2所述的双速轮边减速器总成，其特征在于，所述动力输出组件包括太阳轮和半轴，所述太阳轮套设于所述半轴，所述太阳轮与全部所述行星轮啮合。

6.根据权利要求1所述的双速轮边减速器总成，其特征在于，所述壳体与所述第一传动件之间设置有第一转动件，所述第一传动件借助所述第一转动件与所述壳体可转动的连接。

7.根据权利要求1所述的双速轮边减速器总成，其特征在于，所述安装件与所述第一传动件之间设置有第二转动件，所述安装件借助所述第二转动件与所述第一传动件可转动的连接。

8.根据权利要求1所述的双速轮边减速器总成，其特征在于，所述换挡组件包括换挡件，所述换挡件靠近所述第一传动件的端面设置有第一齿，所述第一传动件靠近所述换挡件的端面设置有第二齿；

在所述第一状态下，所述第一齿能够与所述第二齿相配合，以将所述第一传动件的动力传递至所述安装件。

9.根据权利要求1所述的双速轮边减速器总成，其特征在于，所述壳体靠近所述换挡组件的内壁配置有固定件，所述固定件靠近所述换挡组件的端面设置有第三齿，所述换挡组件靠近所述固定件的端面设置有第四齿；

在所述第二状态下，所述第三齿能够与所述第四齿相配合，以固定所述安装件。

10.一种驱动桥总成，其特征在于，所述驱动桥总成包括如权利要求1-9任一所述的双速轮边减速器总成。

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