CN103253082A - 一种驱动桥及工程机械 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种驱动桥，包括半轴套管、轮毂、半轴、轮边减速器，半轴安装于半轴套管内，轮毂安装于半轴套管上；轮边减速器包括太阳轮、行星轮、行星架、固定齿圈、啮合套、驱动装置，太阳轮活动地套装于半轴上，太阳轮与行星轮常啮合，行星轮同时与固定齿圈常啮合，固定齿圈固定在半轴套管上，行星架固定在轮毂上，行星轮的旋转轴与行星架连接，啮合套通过花键与半轴连接，当啮合套处于第一状态时，啮合套与太阳轮啮合；当啮合套处于第二状态时，啮合套与行星架啮合；驱动装置驱动啮合套在第一状态和第二状态进行切换。本发明还公开了一种包括上述驱动桥的工程机械，本发明解决了工程机械在不同路面的适应性，提高工程机械的燃料经济性问题。

Description

一种驱动桥及工程机械

技术领域

本发明涉及工程机械领域，特别涉及一种驱动桥及工程机械。

背景技术

目前，驱动桥一般都只有一种减速比的轮边减速器。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辆来说，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，而在平直而良好的路面上空载行驶时又具有较高的车速和满意的燃料经济性，是非常困难的。

目前，轮边减速器按齿轮及其布置型式主要有两种型式，其一是行星齿轮式轮边减速，其二是普通圆柱齿轮式轮边减速。这两种型式的轮边减速器都只有一种轮边减速比，虽然与单级主减速器相比使离地间隙增大，使轴承的轴向负荷减小，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，提高了牵引性。但是一种轮边减速比限制了汽车对不同路面的适应性，不利于提高汽车的燃料经济性和动力性能。

发明内容

有鉴于此，本发明提出一种驱动桥及工程机械，以解决工程机械在不同路面的适应性，提高工程机械的燃料经济性问题。

一方面，本发明提供了一种驱动桥，包括半轴套管、轮毂、半轴、轮边减速器，半轴安装于半轴套管内，轮毂安装于半轴套管上；边减速器包括太阳轮、行星轮、行星架、固定齿圈、啮合套、驱动装置，太阳轮活动地套装于半轴上，太阳轮与行星轮常啮合，行星轮同时与固定齿圈常啮合，固定齿圈固定在半轴套管上，行星架固定在轮毂上，行星轮的旋转轴与行星架连接，啮合套通过花键与半轴连接，啮合套包括第一状态和第二状态；当啮合套处于第一状态时，啮合套与太阳轮啮合；当啮合套处于第二状态时，啮合套与行星架啮合；驱动装置驱动啮合套在第一状态和第二状态进行切换。

进一步地，还包括端盖，驱动装置包括拨叉和拨叉轴，拨叉轴安装于端盖上，拨叉安装于啮合套上设置的拨叉槽内，推动啮合套沿半轴的轴向移动，拨叉上设置有传动内螺纹孔，拨叉轴设置有传动外螺纹，传动内螺纹孔和传动外螺纹构成螺旋传动副。

进一步地，还包括与行星架连接的端盖，驱动装置包括在端盖内设置的缸体，位于缸体内的活塞，活塞与啮合套连接。

进一步地，驱动装置还包括复位弹簧和挡环，挡环安装在端盖上，复位弹簧一端抵靠在活塞上，另一端抵靠在挡环上。

进一步地，驱动装置还包括第一配气环、第二配气环、气管，第一配气环安装于轮毂上，第二配气环安装于半轴套管上，第一配气环与第二配气环相互配合，且相互设置有相通的气孔；气管一端连接缸体，另一端连接第一配气环的气孔。

进一步地，第一配气环与第二配气环之间设置有O型密封圈。

进一步地，驱动装置包括第一配油环、第二配油环、油管，第一配油环安装于轮毂上，第二配油环安装于半轴套管上，第一配油环与第二配油环相互配合，且相互设置有相通的油孔；油管一端连接缸体，另一端连接第一配油环的油孔。

进一步地，第一配油环与第二配油环之间设置有O型密封圈。

进一步地，太阳轮与半轴滑动连接，轮毂与半轴套管之间通过滚动轴承连接。

另一方面还提供了一种工程机械，包括上述的驱动桥。

本发明提供的驱动桥及工程机械有益效果在于：解决传统轮边减速机构只有一种轮边减速比，不能根据路面情况和负载情况选择合适速比的问题。通过拨叉（或气缸）带动啮合套轴向移动，啮合套通过花键副与不同的零件相啮合，形成两种轮边减速比；两种减速比与变速器各档位相配合可以得到2倍于变速器的档位。另一方面，两种轮边减速比分别对应不同的路面及负载状况，提高了工程机械对各种使用条件的适应性，改善了工程机械的燃料经济性。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明第一实施例驱动桥的第一状态示意图；

图2为图1的驱动桥的第二状态示意图；

图3为本发明第二实施例驱动桥的第一状态示意图；

图4为图3的驱动桥的第二状态示意图；

图5为图1的太阳轮结构示意图；

图6为图1的啮合套结构示意图；

图7为图3的啮合套结构示意图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

如图1所示，一种驱动桥，包括半轴套管8、轮毂9、半轴4、轮边减速器，半轴4安装于半轴套管8内，轮毂9通过滚动轴承安装于半轴套管8上。轮边减速器包括太阳轮2、行星轮1、行星架7（轮边减速器壳体）、固定齿圈16、啮合套3A、驱动装置。太阳轮2与半轴4滑动连接，太阳轮2的轮齿20（图5所示）与行星轮1的轮齿常啮合，行星轮1的轮齿与固定齿圈16常啮合，固定齿圈16固定在半轴套管8上，行星架7与行星轮1的旋转轴和轮毂9连接。啮合套3A的第一内花键33（图6所示）与半轴4的外花键常啮合，在驱动装置的作用下，可沿半轴4的轴线移动。半轴4上设置有轴肩，用于太阳轮2的轴向定位。半轴4的轴向串动量由端盖上的止推顶调整。

驱动装置包括拨叉5和拨叉轴6，啮合套3A还设置有环形拨叉槽31（如图6所示），拨叉5可在环形拨叉槽31内滑动，也可推动啮合套3A实现轴向移动。拨叉5设置有传动内螺纹，拨叉轴6设置有外螺纹，拨叉5与拨叉轴6构成螺旋传动副。拨叉轴6一端设置有内六角，可用内六角扳手旋动；拨叉轴6安装于端盖12上，拨叉轴6上设置有卡簧槽，用于布置有弹性挡圈，实现拨叉轴6的轴向限位；即通过内六角旋动拨叉轴6时，拨叉轴6相对于端盖12在轴向不会移动；拨叉轴6上设置有O形圈、O形圈安装在端盖12的沟槽内实现轮边减速器的密封。通过旋转拨叉轴6，带动拨叉5轴向移动，从而驱动啮合套3A在第一状态和第二状态切换。

如图1所示，当啮合套3A处于第一状态时，太阳轮2的外花键21（如图5所示）与啮合套3A的第二内花键32（如图6所示）实现啮合。半轴4的动力通过外花键传递给啮合套3A，啮合套3A通过第二内花键32（如图6所示）传递给太阳轮2，太阳轮2的动力通过行星轮1传递给行星架7，行星架7的动力传递给轮毂9。当啮合套3A处于第一状态时，减速比=（固定齿圈16的齿数除以太阳轮2的齿数）+1。

如图2所示，当啮合套3A处于第二状态时，啮合套3A的外花键30（如图6所示）与行星架7的内花键实现啮合。啮合套3A的第一内花键33与半轴4的外花键啮合，半轴4的动力通过外花键传递到啮合套3A，啮合套3A通过外花键30（如图6所示）传递到行星架7，行星架7的动力传递给轮毂9。半轴4的转速与轮毂9的转速相同。减速比为1。

如图3和图4所示，本发明的第二实施例与图1和图2所述的第一实施例不同在于，驱动装置和啮合套的结构不同，驱动装置包括第一配气环（动环）13、第二配气环（定环）14、气管15、气缸。第一配气环13与轮毂9过盈连接或者固定连接，最好是可拆卸式连接，如螺栓或螺钉固定等方式，第一配气环13随轮毂9一起旋转，第二配气环14套装在半轴套管8上固定不动，气管15一端通过接头与气缸的缸体12连接，另一端通过接头与第一配气环13的气孔相连，第一配气环13的气孔和第二配气环14的气孔相通，第二配气环14的气孔与工程机械的气路相通。第一配气环13和第二配气环14之间的O型密封圈150实现配气机构的旋转密封。

气缸包括在端盖12内设置的缸体、位于缸体内的活塞35（如图7所示）、复位弹簧11、挡环10，端盖12与行星架7连接，挡环10安装在端盖12上，活塞35（如图7所示）与啮合套3B一体设置，也可以分体设置，即将啮合套3B的花键端与活塞端分开设计、再通过轴向挡圈组合实现两部分相对旋转。活塞35（如图7所示）位于缸体内，复位弹簧11一端抵靠在活塞35（如图7所示）上，另一端抵靠在挡环10上。如图3所示，压缩空气克服复位弹簧11的作用力，推动活塞35（如图7所示）右移，啮合套3B处于第一状态，太阳轮2的外花键21（如图5所示）与啮合套3B的第二内花键36（如图7所示）实现啮合。如图4所示，缸体12腔体内无气压的情况下，活塞在复位弹簧11的作用下左移，啮合套3B处于第二状态，此时，啮合套3B的外花键34（如图7所示）与行星架7的内花键实现啮合，需要说明的是，上述方案中气缸为单作用气缸（只从一个方向提供动力），是采用复位弹簧11实现啮合套3B的第二状态，如果采用双作用气缸（可以从两个方向提供动力），可以取消弹簧11和挡环10，只用气缸并能实现啮合套的轴向移动，即在第一状态和第二状态之间切换，此时将活塞35与啮合套3B采用分体设置，中间可以通过活塞杆连接，再通过轴向挡圈组合实现两部分相对旋转，保证活塞35与啮合套3B既可以相对转动，又可以传递轴向推力和拉力。

同理，还可以采用油压推动活塞实现换挡、以实现不同的轮边速比，同样的，在上述方案中，将气缸改为油缸，气管改为油管，气管接头改为油管接头。旋转配气机构改为旋转配油机构，第一配气环13和第二配气环14均改为第一配油环和第二配油环。

本发明轮边减速器不论第一实施例，还是第二实施例都能实现双速比可调，通过啮合套3A或者3B的轴向离合实现轮边减速器两种速比；啮合套3A或者3B与太阳轮2接合实现高减速比传动，啮合套3A或者3B与行星架7接合实现低减速比（速比为1）传动。本发明还提供了一种工程机械，工程机械包括上述的驱动桥，由于驱动桥具有两种减速比，提高了工程机械对各种使用条件的适应性，改善了工程机械的燃料经济性。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种驱动桥，包括半轴套管（8）、轮毂（9）、半轴（4）、轮边减速器，半轴（4）安装于半轴套管（8）内，轮毂（9）安装于半轴套管（8）上；其特征在于，轮边减速器包括太阳轮（2）、行星轮（1）、行星架（7）、固定齿圈（16）、啮合套（3A、3B）、驱动装置，太阳轮（2）活动地套装于半轴（4）上，太阳轮（2）与行星轮（1）常啮合，行星轮（1）同时与固定齿圈（16）常啮合，固定齿圈（16）固定在半轴套管（8）上，行星架（7）固定在轮毂（9）上，行星轮（1）的旋转轴与行星架（7）连接，啮合套（3A、3B）通过花键与半轴（4）连接，啮合套（3A、3B）包括第一状态和第二状态；当啮合套（3A、3B）处于第一状态时，啮合套（3A、3B）与太阳轮（2）啮合；当啮合套（3A、3B）处于第二状态时，啮合套（3A、3B）与行星架（7）啮合；驱动装置驱动啮合套（3A、3B）在第一状态和第二状态进行切换。

2.根据权利要求1所述的驱动桥，其特征在于，还包括端盖（12），驱动装置包括拨叉（5）和拨叉轴（6），拨叉轴（6）安装于端盖（12）上，拨叉（5）安装于啮合套（3A）上设置的拨叉槽内，推动啮合套（3A）沿半轴（4）的轴向移动，拨叉（5）上设置有传动内螺纹孔，拨叉轴（6）设置有传动外螺纹，传动内螺纹孔和传动外螺纹构成螺旋传动副。

3.根据权利要求1所述的驱动桥，其特征在于，还包括与行星架（7）连接的端盖（12），驱动装置包括在端盖（12）内设置的缸体，位于缸体内的活塞（35），活塞（35）与啮合套（3B）连接。

4.根据权利要求3所述的驱动桥，其特征在于，驱动装置还包括复位弹簧（11）和挡环（10），挡环（10）安装在端盖（12）上，复位弹簧（11）一端抵靠在活塞（35）上，另一端抵靠在挡环（10）上。

5.根据权利要求3或4所述的驱动桥，其特征在于，驱动装置还包括第一配气环（13）、第二配气环（14）、气管（15），第一配气环（13）安装于轮毂（9）上，第二配气环（14）安装于半轴套管（8）上，第一配气环（13）与第二配气环（14）相互配合，且相互设置有相通的气孔；气管（15）一端连接缸体，另一端连接第一配气环（13）的气孔。

6.根据权利要求5所述的驱动桥，其特征在于，第一配气环（13）与第二配气环（14）之间设置有O型密封圈（150）。

7.根据权利要求3或4所述的驱动桥，其特征在于，驱动装置包括第一配油环、第二配油环、油管，第一配油环安装于轮毂（9）上，第二配油环安装于半轴套管（8）上，第一配油环与第二配油环相互配合，且相互设置有相通的油孔；油管一端连接缸体，另一端连接第一配油环的油孔。

8.根据权利要求7所述的驱动桥，其特征在于，第一配油环与第二配油环之间设置有O型密封圈。

9.根据权利要求1至4任意一项所述的驱动桥，其特征在于，太阳轮（2）与半轴（4）滑动连接，轮毂（9）与半轴套管（8）之间通过滚动轴承连接。

10.一种工程机械，其特征在于，包括如权利要求1至9任意一项所述的驱动桥。

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