CN108571580A - 一种钢铝复合材料驱动桥主减速器壳体及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种钢铝复合材料驱动桥主减速器壳体及其制造方法，其包括有贯通式驱动桥主减速器壳体及非贯通式驱动桥主减速器壳体，所述壳体还包括有铝合金基体、钢制骨架、主锥轴承孔钢套、差速器轴承孔钢套、输入轴轴承钢套及螺栓孔钢制镶件；所述主锥轴承孔钢套、差速器轴承孔钢套、输入轴轴承钢套及螺栓孔钢制镶件分别设置于铝合金基体上。本发明所述壳体通过应用钢铝复合材料，结合仿真分析进行结构设计，具有重量轻、支撑刚性好、强度高、装配可靠性高、工艺应用范围广、设计理念先进等优点，同时增加了轴承防耍圈设计、高强度结合面设计。

Description

一种钢铝复合材料驱动桥主减速器壳体及其制造方法
技术领域
本发明涉及一种主减速器壳体，尤其是一种钢铝复合材料驱动桥主减速器壳体及其制造方法。
背景技术
汽车驱动桥的主减速器的作用是降低从主传动轴传来的转矩，从而增大扭矩改变动力传递方向，传动部分是由一对相互啮合的锥齿轮组成，动力通过主动锥齿轮传递给被动锥齿轮，同时达到了传输动力、改变动力方向及减速的目的，其壳体的强度和刚度决定了整桥的使用寿命，而其重量又影响整车的油耗等经济性。在满足减壳强度、刚度及锥齿轮的支撑刚性前提下，重量越轻产品就越有竞争力。而目前市场上的主减速器总成中壳体等零部件多采用铸铁合金材料，如球墨铸铁QT450、QT500等材料，成型方法主要为铸造，生产过程中经济性差，加工成本高；在使用过程中，由于重量重、耗能高，对整车的经济性不利，也不利于节能减排。
为了不断满足整车轻量化的要求，通过应用新材料代替铸铁等材料已经成为汽车驱动桥发展的重要方向，目前铝合金材料由于其自身密度小、工艺成熟，从而成为汽车轻量化首选材料。由于铝合金密度和弹性模量只有钢铁三分之一，采用单一铝合金材料时，需增加体积来满足主减速器壳体强度、刚度和锥齿轮副的支撑刚性的要求，减重空间有限，且铝合金材料具有热膨胀系数大、屈服强度低、热衰退显著等缺点，所以采用单一铝合金材料不能可靠地满足使用要求。
发明内容
为解决上述背景技术中的技术问题，本发明提供了一种钢铝复合材料驱动桥主减速器壳体及其制造方法，本轻量化钢铝复合材料主减速器壳体通过应用钢铝复合材料，结合仿真分析进行结构设计，具有重量轻(减重比例达40％)、支撑刚性好、强度高、装配可靠性高、工艺应用范围广、设计理念先进等优点，同时增加了轴承防耍圈设计、高强度结合面设计。
具体地说，本发明所述的钢铝复合材料驱动桥主减速器壳体包括有贯通式驱动桥主减速器壳体，所述壳体还包括有铝合金基体、钢制骨架、主锥轴承孔钢套、差速器轴承孔钢套、输入轴轴承钢套及螺栓孔钢制镶件；所述主锥轴承孔钢套、差速器轴承孔钢套、输入轴轴承钢套及螺栓孔钢制镶件分别设置于铝合金基体上。还包括有非贯通式驱动桥主减速器壳体，所述壳体还包括有铝合金基体、钢制骨架、主锥轴承孔钢套、差速器轴承孔钢套及螺栓孔钢制镶件；所述钢制骨架、主锥轴承孔钢套、差速器轴承孔钢套及螺栓孔钢制镶件分别设置于铝合金基体上。
于一实施例中，还包括有主锥轴承外圈、输入轴轴承外圈；所述主锥轴承外圈、输入轴轴承外圈分别过盈配合压入主锥轴承孔钢套及输入轴轴承钢套上，从而与铝合金基体连接固定。
于一实施例中，还包括有差速器轴承外圈；所述差速器轴承外圈装配于差速器轴承孔钢套上，从而与铝合金基体连接固定。
于一实施例中，还包括主减速器壳体螺栓孔；所述主减速器壳体螺栓孔周围设有螺栓孔钢制镶件，且螺栓孔钢制镶件端面裸露在铝合金基体上，直接与螺栓或其他紧固件连接。
于一实施例中，主锥轴承孔钢套、差速器轴承孔钢套、输入轴轴承钢套均采用与所述主锥轴承外圈、差速器轴承外圈、输入轴轴承外圈相同线性膨胀系数材料制成。
于一实施例中，钢制骨架、主锥轴承孔钢套、差速器轴承孔钢套、输入轴轴承钢套与铝合金基体结合面为网格状或阶梯状等结构。
本发明所述的钢铝复合材料驱动桥主减速器壳体制造方法包括以下步骤：1)制备钢套，并对表面做活性处理；2)通过螺栓紧固或其他连接方式装配壳体内部钢制镶件；3)熔炼铝合金；4)将铝合金液注入安装好预热过的钢套和镶件模具中；5)整体成型；6)T6热处理。
附图说明
图1为贯通式驱动桥主减速器壳体主视结构示意图；
图2为贯通式驱动桥主减速器壳体左视结构示意图；
图3为非贯通式驱动桥主减速器壳体主视结构示意图；
图4为非贯通式驱动桥主减速器壳体左视结构示意图。
主要元件符号说明：
1 铝合金基体
2 钢制镶件
3 贯通式驱动桥主减速器壳体
4 非贯通式驱动桥主减速器壳体
5 钢制骨架
6 主锥轴承孔钢套
7 主锥轴承外圈
8 差速器轴承孔钢套
9 差速器轴承外圈
10 输入轴轴承钢套
11 输入轴轴承外圈
12 螺栓孔钢制镶件
13 螺栓孔钢制镶件端面；
具体实施方式
以下结合实施例及相应附图对本发明的技术方案进行详细描述，以使本领域技术人员能够更加清楚的理解本发明的方案，但并不因此限制本发明的保护范围。
本发明提供了一种钢铝复合材料驱动桥主减速器壳体及其制造方法，本轻量化钢铝复合材料主减速器壳体通过应用钢铝复合材料，结合仿真分析进行结构设计，具有重量轻(减重比例达40％)、支撑刚性好、强度高、装配可靠性高、工艺应用范围广、设计理念先进等优点，同时增加了轴承防耍圈设计、高强度结合面设计。
具体地说，本发明所述的钢铝复合材料驱动桥主减速器壳体包括有贯通式驱动桥主减速器壳体3及非贯通式驱动桥主减速器壳体4，所述壳体还包括有铝合金基体1、钢制骨架5、主锥轴承孔钢套6、差速器轴承孔钢套8、输入轴轴承钢套10及螺栓孔钢制镶件12；所述主锥轴承孔钢套6、差速器轴承孔钢套8、输入轴轴承钢套10及螺栓孔钢制镶件2分别设置于铝合金基体1上。
于一实施例中，还包括有主锥轴承外圈7、输入轴轴承外圈11；所述主锥轴承外圈7、输入轴轴承外圈11分别过盈配合压入主锥轴承孔钢套6及输入轴轴承钢套10上，从而与铝合金基体1连接固定。
于一实施例中，还包括有差速器轴承外圈9；所述差速器轴承外圈9装配于差速器轴承孔钢套8上，从而与铝合金基体1连接固定。
于一实施例中，还包括主减速器壳体螺栓孔；所述主减速器壳体螺栓孔周围设有螺栓孔钢制镶件12，且螺栓孔钢制镶件端面13裸露在铝合金基体1上，直接与螺栓或其他紧固件连接。
于一实施例中，主锥轴承孔钢套6、差速器轴承孔钢套8、输入轴轴承钢套10均采用与所述主锥轴承外圈7、差速器轴承外圈9、输入轴轴承外圈11相同线性膨胀系数材料制成。
于一实施例中，钢制骨架5、主锥轴承孔钢套6、差速器轴承孔钢套8、输入轴轴承钢套10与铝合金基体1结合面为网格状或阶梯状等结构。
本发明所述的钢铝复合材料驱动桥主减速器壳体制造方法包括以下步骤：1)制备钢套，并对表面做活性处理；2)通过螺栓紧固或其他连接方式装配壳体内部钢制镶件2；3)熔炼铝合金；4)将铝合金液注入安装好预热过的钢套和镶件模具中；5)整体成型；6)T6热处理。
本发明采用人体仿生学的设计方法，采用高强度、高硬度和高刚度的材料制成不同形状骨架后，进行拼接，最终复合在铝合金本体上。相对于现有技术，本发明所述的钢铝复合材料驱动桥主减速器壳体采用铝合金本体及结构优化，可以有效减轻主减速器壳体重量，减重比例可达40％。同时通过合理布置钢制镶件2，提高了锥齿轮副支撑刚性。且内部采用钢铝复合结构，相对于铝合金材料，局部屈服强度由206MPa提高到355MPa以上。通过有限元分析，考虑最大输入工况，通过合理布置钢制镶件2可有效降低局部最大应力，使其低于材料屈服强度，从而保证了轻量化钢铝复合材料主减速器壳体的安全性。另外，由于铝合金材料和轴承外圈材料的热膨胀系数不同，导致铝合金基体1轴承处接触压力减小，经过有限元非线性接触分析，通过增加轴承钢套的设计方法，保证轴承外圈与钢套之间的接触面积，从而减小了轴承耍圈的可能性，同时也保证了现有配合公差与原始壳体的一致性。主减速器壳体螺栓孔周围设有螺栓孔钢制镶件12，且螺栓孔钢制镶件端面13裸露在铝合金本体上，直接与螺栓或其他紧固件接触，保证了主减速器总成装配的可靠性。钢制镶件2和铝合金基体1结合面采用网格状或阶梯状等结构，增大钢制镶件2与铝合金基体1接触面积，提高连接强度。此外，本发明所述壳体应用人体仿生学的设计方法，采用高强度、高硬度和高刚度的材料制成不同形状骨架后，进行拼接，最终复合在铝合金本体上，从而解决了整体铝合金材料强度不足、刚度偏弱、装配不可靠等难题。
以上仅是对本发明的优选实施方式进行了描述，并不将本发明的技术方案限制于此，本领域技术人员在本发明的主要技术构思的基础上所作的任何公知变形都属于本发明所要保护的技术范畴，本发明具体的保护范围以权利要求书的记载为准。

Claims (9)

1.一种钢铝复合材料驱动桥主减速器壳体，由铝合金基体和钢制镶件复合而成，其特征在于，包括有贯通式驱动桥主减速器壳体，所述壳体还包括有铝合金基体、钢制骨架、主锥轴承孔钢套、差速器轴承孔钢套、输入轴轴承钢套及螺栓孔钢制镶件；
所述主锥轴承孔钢套、差速器轴承孔钢套、输入轴轴承钢套及螺栓孔钢制镶件分别设置于铝合金基体上。
2.一种钢铝复合材料驱动桥主减速器壳体，由铝合金基体和钢制镶件复合而成，其特征在于，包括有非贯通式驱动桥主减速器壳体，所述壳体还包括有铝合金基体、钢制骨架、主锥轴承孔钢套、差速器轴承孔钢套及螺栓孔钢制镶件；
所述钢制骨架、主锥轴承孔钢套、差速器轴承孔钢套及螺栓孔钢制镶件分别设置于铝合金基体上。
3.如权利要求1或2中任一项所述的钢铝复合材料驱动桥主减速器壳体，其特征在于，还包括有主锥轴承外圈、输入轴轴承外圈；所述主锥轴承外圈、输入轴轴承外圈分别过盈配合压入主锥轴承孔钢套及输入轴轴承钢套上，从而与铝合金基体连接固定。
4.如权利要求1或2中任一项所述的钢铝复合材料驱动桥主减速器壳体，其特征在于，还包括有差速器轴承外圈；所述差速器轴承外圈装配于差速器轴承孔钢套上，从而与铝合金基体连接固定。
5.如权利要求1或2中任一项所述的钢铝复合材料驱动桥主减速器壳体，其特征在于，还包括主减速器壳体螺栓孔；所述主减速器壳体螺栓孔周围设有螺栓孔钢制镶件，且螺栓孔钢制镶件端面裸露在铝合金基体上，直接与螺栓或其他紧固件连接。
6.如权利要求1或2中任一项所述的钢铝复合材料驱动桥主减速器壳体，其特征在于，主锥轴承孔钢套、差速器轴承孔钢套、输入轴轴承钢套均采用与所述主锥轴承外圈、差速器轴承外圈、输入轴轴承外圈相同线性膨胀系数材料制成。
7.如权利要求1所述的钢铝复合材料驱动桥主减速器壳体，其特征在于，钢制骨架、主锥轴承孔钢套、差速器轴承孔钢套、输入轴轴承钢套与铝合金基体结合面为网格状或阶梯状等结构。
8.如权利要求2所述的钢铝复合材料驱动桥主减速器壳体，其特征在于，钢制骨架、主锥轴承孔钢套、差速器轴承孔钢套与铝合金基体结合面为网格状或阶梯状等结构。
9.一种钢铝复合材料驱动桥主减速壳体的浇铸成型工艺，其特征在于：
1)制备钢套，并对表面做活性处理；
2)通过螺栓紧固或其他连接方式装配壳体内部钢制镶件；
3)熔炼铝合金；
4)将铝合金液注入安装好预热过的钢套和镶件模具中；
5)整体成型；
6)T6热处理。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112668097A (zh) * 2020-12-25 2021-04-16 中国第一汽车股份有限公司 一种乘用车驱动桥轴齿性能仿真建模方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6189413B1 (en) * 1999-07-12 2001-02-20 American Axle & Manufacturing, Inc. Captive molding with dissimilar material insert
CN201457053U (zh) * 2009-09-23 2010-05-12 重庆隆旺机电有限责任公司 一种可安装在桥壳式后桥上的主减速器
CN201494315U (zh) * 2009-09-22 2010-06-02 东风汽车公司 一种断开式贯通桥主减速器
CN104999858A (zh) * 2015-07-21 2015-10-28 *** 钢铝复合材料轻量化轮毂
CN205971494U (zh) * 2016-08-29 2017-02-22 安徽万安汽车零部件有限公司 一种钢铝混合副车架

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6189413B1 (en) * 1999-07-12 2001-02-20 American Axle & Manufacturing, Inc. Captive molding with dissimilar material insert
CN201494315U (zh) * 2009-09-22 2010-06-02 东风汽车公司 一种断开式贯通桥主减速器
CN201457053U (zh) * 2009-09-23 2010-05-12 重庆隆旺机电有限责任公司 一种可安装在桥壳式后桥上的主减速器
CN104999858A (zh) * 2015-07-21 2015-10-28 *** 钢铝复合材料轻量化轮毂
CN205971494U (zh) * 2016-08-29 2017-02-22 安徽万安汽车零部件有限公司 一种钢铝混合副车架

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112668097A (zh) * 2020-12-25 2021-04-16 中国第一汽车股份有限公司 一种乘用车驱动桥轴齿性能仿真建模方法

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