CN218817995U - 一种fsae赛车轴传动装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种FSAE赛车轴传动装置，包括壳体，壳体一端固定连接有端盖，壳体周面上固定连接有盆形齿轮，壳体的另一端固定安装有第一球笼，端盖远离壳体的一端固定连接有第二球笼，盆形齿轮上啮合安装有传动轴，传动轴远离盆形齿轮的一端固定连接有三球销。通过轴传动来进行动力传递，解决了现有技术中存在的瞬时传动比不确定和油门响应迟滞，同时差速器的紧凑化设计，有效减少了差速器的体积及质量，改善了原链传动系统布置空间大的问题，同时使系统的质量在原基础上有明显的减轻，从车辆传动稳定性和车辆重量控制两个方面提高车辆的操控性。

Description

一种FSAE赛车轴传动装置

技术领域

本实用新型属于车辆工程装置技术领域，具体涉及一种FSAE赛车轴传动装置。

背景技术

赛车传动系统作为赛车重要的组成部分，是将发动机扭矩向赛车动力的“转换器”，用于保证赛车在各种条件下必须的牵引力、车速及各种协调变化。性能优异的传动系统可以使赛车同时具有良好的动力性和绝佳的燃油经济性。传动方式的选择是影响赛车动力性的重要因素之一。几乎所有FSAE赛车都采用中置后驱结构，并以链传动作为动力传输方式。

但是，现在普遍使用的但链传动存在瞬时转速与瞬时传动比不是常数，传动平稳性差，只适用于平行轴传动，运转时会产生附加动载荷、振动、冲击和噪声等缺点，这些不稳定因素会影响到整个传动系统的可靠性。针对这一问题，本实用新型专利提出一种改进方案，设计一种差速器壳体紧凑化的轴传动装置，其传动比更加准确、稳定，功率损失小，工作可靠性高，减小质量，减小转动惯量，有利于提升刹车性能，也更加适用于低速多弯环境的大学生方程式系列赛事。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种FSAE赛车轴传动装置，主要解决现有技术中存在的传动平稳性相对较差的问题。

本实用新型所采用的技术方案是，一种FSAE赛车轴传动装置，包括壳体，壳体一端固定连接有端盖，壳体周面上固定连接有盆形齿轮，壳体的另一端固定安装有第一球笼，端盖远离壳体的一端固定连接有第二球笼，盆形齿轮上啮合安装有传动轴，传动轴远离盆形齿轮的一端固定连接有三球销。

壳体靠近端盖的一端沿周向固定设置有一圈限位槽，壳体外表面沿周向开有一圈套齿，套齿包括若干个壳体内套齿和壳体外套齿，每个壳体内套齿上均沿与壳体内套齿垂直的方向开有卡簧槽，壳体外表面开有放油螺纹孔，放油螺纹孔内固定安装放油螺栓，壳体的另一端沿周向固定安装有壳体轴承限位板，壳体通过壳体轴承限位板卡接轴承，壳体卡接轴承的一端套有第一球笼，第一球笼通过球笼安装螺栓固定连接壳体。

端盖一端外表面一圈固定设置有法兰，限位槽通过紧固螺栓固定连接法兰，端盖安装有法兰的一端端头为限位凸台，壳体设置限位槽的一端套在限位凸台上，法兰形状与限位槽一致，法兰固定安装在端盖一端外表面与限位凸台相邻；

端盖的另一端外表周面固定安装有端盖轴承限位板，端盖通过端盖轴承限位板卡接轴承，端盖卡接轴承的一端套有第二球笼，第二球笼通过球笼安装螺栓固定连接端盖，限位凸台内固定安装有预紧弹簧安装面，端盖远离法兰的一端内部固定安装有油封配合面。

壳体通过套齿卡接盆形齿轮，盆形齿轮包括盆形齿轮内套齿和盆形齿轮外套齿，盆形齿轮通过盆形齿轮内套齿和壳体内套齿啮合连接壳体。

传动轴一端为与盆形齿轮相啮合的齿轮状，传动轴另一端为传动轴花键，传动轴花键上套接有三球销。

卡簧槽内安装有卡簧。

本实用新型的有益效果是，本实用新型以提升传动系统稳定性，实现传动系统轻量化为主要目标，通过轴传动来进行动力传递，解决了现有技术中存在的瞬时传动比不确定和油门响应迟滞的问题，同时差速器的紧凑化设计，有效减少了差速器的体积及质量，改善了原链传动系统布置空间大的问题，同时使系统的质量在原基础上有明显的减轻，从车辆传动稳定性和车辆重量控制两个方面提高车辆的操控性。

本实用新型通过对传动系统的重新设计使得车辆传动比更加稳定，动力响应更加迅速。同时重新设计的差速器壳体使得传动系统更加紧凑，有效减小质量，做到传动系统轻量化。

附图说明

图1是本实用新型的整体结构爆炸图；

图2是本实用新型的整体结构示意图；

图3是本实用新型的壳体的整体结构示意图；

图4是本实用新型的壳体结构的主视图；

图5是本实用新型的壳体结构的主视剖面示意图；

图6是本实用新型的壳体结构的俯视图；

图7是本实用新型的端盖结构的俯视图；

图8是本实用新型的端盖结构的剖视图；

图9是本实用新型的盆形齿轮的结构示意图。

图中，1.壳体，2.端盖，3.盆形齿轮，4.第一球笼，5.第二球笼，6.传动轴，7.限位槽，8.壳体内套齿，9.壳体外套齿，10.卡簧槽，11.放油螺纹孔，12.放油螺栓，13.壳体轴承限位板，14.法兰，15.限位凸台，16.端盖轴承限位板，17.盆形齿轮内套齿，18.盆形齿轮外套齿，19.传动轴花键，20.三球销，21.预紧弹簧安装面，22.油封配合面。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。

如图1，图2所示，本实用新型所采用的技术方案，一种FSAE赛车轴传动装置，包括壳体1，壳体1一端固定连接有端盖2，壳体1周面上固定连接有盆形齿轮3，壳体1的另一端固定安装有第一球笼4，端盖2远离壳体1的一端固定连接有第二球笼5，盆形齿轮3上啮合安装有传动轴6，传动轴6远离盆形齿轮的一端固定连接有三球销20。

如图2-图6所示，壳体1靠近端盖2的一端沿周向固定设置有一圈限位槽7，壳体1外表面沿周向开有一圈套齿，套齿包括若干个壳体内套齿8和壳体外套齿9，每个壳体内套齿8上均沿与壳体内套齿8垂直的方向开有卡簧槽10，壳体1外表面开有放油螺纹孔11，放油螺纹孔11内固定安装放油螺栓12，壳体1的另一端沿周向固定安装有壳体轴承限位板13，壳体1通过壳体轴承限位板13卡接轴承，壳体1卡接轴承的一端套有第一球笼4，第一球笼4通过球笼安装螺栓固定连接壳体1。

如图2，图7，图8所示，端盖2一端外表面一圈固定设置有法兰14，限位槽7通过紧固螺栓固定连接法兰14，端盖2安装有法兰14的一端端头为限位凸台15，壳体1设置限位槽7的一端套在限位凸台15上，法兰14形状与限位槽7一致，法兰14固定安装在端盖2一端外表面与限位凸台15相邻；

端盖2的另一端外表周面固定安装有端盖轴承限位板16，端盖2通过端盖轴承限位板16卡接轴承，端盖2卡接轴承的一端套有第二球笼5，第二球笼5通过球笼安装螺栓固定连接端盖2，限位凸台15内固定安装有预紧弹簧安装面21，端盖2远离法兰14的一端内部固定安装有油封配合面22。

如图2，图9所示壳体1通过套齿卡接盆形齿轮3，盆形齿轮3包括盆形齿轮内套齿17和盆形齿轮外套齿18，盆形齿轮3通过盆形齿轮内套齿17和壳体内套齿8啮合连接壳体1。

如图1所示，传动轴6一端为与盆形齿轮相啮合的齿轮状，传动轴6另一端为传动轴花键19，传动轴花键19上套接有三球销20。

卡簧槽10内安装有卡簧。

本实用新型提供的一种FSAE赛车轴传动装置的工作原理是，本实用新型的传动原理是通过变速箱输出端将动力传递给传动轴6，传动轴6通过锥齿轮与盆形齿轮3相互啮合，通过齿轮传动以2.82的主减速比将动力传递给与盆形齿轮3通过盆形齿轮内套齿17和壳体内套齿8啮合连接的壳体1，再通过第一球笼4和第二球笼5等将动力传递给车辆后轮。

参见图1，本实用新型通过传动轴6将发动机输出动力传递到车辆后桥。传动轴6与盆形齿轮3相互啮合，通过齿轮传动以确定的主减速比进行动力传递。由于齿轮传动传动比更为稳定，车辆在大学生方程式系列赛事的低速多弯环境中需要频繁变速，稳定的传动比使得车辆动力响应更加迅速。同时轴传动系统没有链传动系统链条脱落甚至断裂的风险，能够更好地将动力传递给车辆后桥。本实用新型的壳体1相较于原差速器左端盖，截去了原本用于与大链轮通过花键相连的延伸部分，缩小了壳体1的体积，端盖2截去原端盖与左端盖对称的延伸部分，大大缩小差速器壳体体积，使得差速器整体结构更加紧凑，实现轻量化，减小转动惯量，进一步提升了车辆的操控性。传动轴6通过锥齿轮与盆形齿轮3相互啮合，通过传动轴花键19与三球销20进行连接，通过安装在前后卡簧槽内的Ф20卡簧对三球销20进行轴向限位。三球销20放置于变速箱端球笼内，通过三球销万向节实现变速箱输出端与传动轴6的不共轴传动，以满足变速箱输出端与车辆后桥存在高低落差的实际工况。传动轴6与盆形齿轮3相互啮合，通过齿轮传动以确定的主减速比进行动力传递。盆形齿轮3通过盆形齿轮内套齿17和壳体内套齿8相互啮合进行连接，将传动轴输入的动力传递给壳体1，即发动机输出动力被传递到了车辆后桥。第一球笼4和第二球笼5通过花键分别与差速器内左右太阳轮连接，可以与太阳轮同步转动，将动力传递给左右半轴。第一球笼4和第二球笼5内分别放置有与左右半轴相互连接的三球销20，通过三球销万向节满足车辆行驶过程中车轮颠簸而与差速器不同轴的实际工况。

本实用新型的传动系统，包括差速器壳体，盘盖，盆形齿轮，三球销，传动轴，差速器壳体紧固螺栓，放油螺栓，第一球笼，第二球笼，球笼安装螺栓，轴承。盆形齿轮通过中央阶梯型花键与差速器壳体相连接，阶梯型花键设有内齿和外齿，内齿相互啮合，外齿起限位作用。整体系统根据实际空间情况通过主减速器壳体固定于车架上，差速器壳体与主减速器壳体之间安装轴承以满足二者相对转动需求。

本实用新型一种FSAE赛车轴传动装置的工作流程为，参见图1和图2，壳体1与端盖2通过限位槽7与限位凸台15过渡配合，后采用法兰14和12个差速器壳体紧固螺栓固连，差速器油通过放油螺纹孔11灌入差速器内，并用差速器壳体放油螺栓12进行螺孔密封.两个轴承分别与壳体1及端盖2过盈装配，分别通过壳体轴承限位板13及端盖轴承限位板16对轴承进行限位。盆形齿轮3通过盆形齿轮内套齿17和壳体内套齿8相互啮合进行连接，在右侧通过盆形齿轮外套齿18和壳体外套齿9进行轴向限位，在左侧通过安装在卡簧槽10的Ф95卡簧进行轴向限位。第一球笼4和第二球笼5通过花键分别与差速器内左右太阳轮连接，并通过球笼安装螺栓进行固连。传动轴6通过锥齿轮与盆形齿轮3相互啮合，通过传动轴花键19与三球销20进行连接，通过安装在前后卡簧槽内的Ф20卡簧对三球销20进行轴向限位。

本实用新型设计了一种FSAE赛车使用的传动轴动力传递系统，舍弃掉大链轮，改用盆形齿轮3通过盆形齿轮内套齿17与壳体1的壳体内套齿8相互啮合连接。舍弃掉链条，改用传动轴6通过锥齿轮与盆形齿轮3相互啮合进行动力传递。传动轴6通过传动轴花键19与三球销20相连，实现变速箱输出端与传动轴6的不共轴传动，以满足变速箱输出端与车辆后桥存在高低落差的实际工况。齿轮传动稳定的传动比使得车辆在变速过程中有更为良好的动力响应，解决了现有技术中存在的瞬时传动比不确定和油门响应迟滞的问题。同时通过刚性的传动轴6进行传动不会出现链传动系统链条脱落或断裂的意外，更加稳定可靠。缩短的壳体1与端盖2实现了传动系统的紧凑化设计，使得整体重量更轻，减小转动惯量。本实用新型一种赛车轴传动系统从车辆传动稳定性和车辆重量控制两个方面提高了车辆的操控性。

Claims (5)

1.一种FSAE赛车轴传动装置，其特征在于，包括壳体(1)，所述壳体(1)一端固定连接有端盖(2)，所述壳体(1)的另一端固定安装有第一球笼(4)，所述壳体(1)外表面上固定连接有盆形齿轮(3)，所述端盖(2)远离所述壳体(1)的一端固定连接有第二球笼(5)，所述盆形齿轮(3)上啮合安装有传动轴(6)，所述传动轴(6)远离所述盆形齿轮的一端固定连接有三球销(20)。

2.根据权利要求1所述的一种FSAE赛车轴传动装置，其特征在于，所述壳体(1)靠近所述端盖(2)的一端沿周向固定设置有一圈限位槽(7)，所述壳体(1)外表面沿周向开有一圈套齿，所述套齿包括若干个壳体内套齿(8)和壳体外套齿(9)，每个所述壳体内套齿(8)上均沿与所述壳体内套齿(8)垂直的方向开有卡簧槽(10)，所述壳体(1)外表面开有放油螺纹孔(11)，所述放油螺纹孔(11)内固定安装放油螺栓(12)，所述壳体(1)的另一端沿周向固定安装有壳体轴承限位板(13)，所述壳体(1)通过所述壳体轴承限位板(13)卡接轴承，所述壳体(1)卡接轴承的一端套有第一球笼(4)，所述第一球笼(4)通过球笼安装螺栓固定连接所述壳体(1)；

所述卡簧槽(10)内安装有卡簧。

3.根据权利要求2所述的一种FSAE赛车轴传动装置，其特征在于，所述端盖(2)一端外表面一圈固定设置有法兰(14)，所述限位槽(7)通过紧固螺栓固定连接法兰(14)，所述端盖(2)安装有所述法兰(14)的一端端头为限位凸台(15)，所述壳体(1)设置限位槽(7)的一端套在所述限位凸台(15)上，所述法兰(14)形状与所述限位槽(7)一致，所述法兰(14)固定安装在端盖(2)一端外表面与所述限位凸台(15)相邻；

所述端盖(2)的另一端外表周面固定安装有端盖轴承限位板(16)，所述端盖(2)通过所述端盖轴承限位板(16)卡接轴承，所述端盖(2)卡接轴承的一端套有第二球笼(5)，所述第二球笼(5)通过球笼安装螺栓固定连接所述端盖(2)；

所述限位凸台(15)内固定安装有预紧弹簧安装面(21)，所述端盖(2)远离法兰(14)的一端内部固定安装有油封配合面(22)。

4.根据权利要求2所述的一种FSAE赛车轴传动装置，其特征在于，所述壳体(1)通过所述套齿卡接所述盆形齿轮(3)，所述盆形齿轮(3)包括盆形齿轮内套齿(17)和盆形齿轮外套齿(18)，所述盆形齿轮(3)通过盆形齿轮内套齿(17)和壳体内套齿(8)啮合连接所述壳体(1)。

5.根据权利要求1所述的一种FSAE赛车轴传动装置，其特征在于，所述传动轴(6)一端为与所述盆形齿轮相啮合的齿轮状，所述传动轴(6)另一端为传动轴花键(19)，所述传动轴花键(19)上套接有三球销(20)。

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