CN109109568B - 超长驱动轴 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种超长驱动轴及其制备方法，所属驱动轴技术领域，包括底盘架，底盘架底端设有超长驱动轴组件，超长驱动轴组件侧边设有若干与超长驱动轴组件相活动式触接的驱动桥，超长驱动轴组件包括驱动轴，驱动轴上与底盘架之间设有若干与驱动轴相套接的支撑架，驱动轴中部和端部分别设有与驱动轴相套接锥齿轮Ⅰ，锥齿轮Ⅰ与驱动桥相啮合，缓冲减震件上端设有与底盘架相固定的固定板，缓冲减震件下端设有与驱动轴相活动式套接的轴承座。该超长驱动轴，其结构简单、力矩大、驱动省力和使用周期长的特点，提高车辆运行过程中的稳定性和操控性，其制备方法解决了扰度变形、轴的跳动、剪切应力过载、使用周期短的问题，降低了加工成本。

Description

超长驱动轴
技术领域
本发明涉及驱动轴技术领域，具体涉及一种超长驱动轴及其制备方法。
背景技术
当我们发动卡车以后，发动机会产生动力，并将动力传给变速箱，动力经过变速箱里的齿轮将高转速小力矩动力转化为低转速大力矩动力，再通过传动轴传到驱动后桥，驱动后桥带动驱动后轮转动，于是一辆车就运动起来了。小型卡车一般采用发动机前置前驱，大型卡车采用前置后驱，当载重多的时候车辆消耗的功率过多，而且驾驶稳定性差。
前轮驱动的缺点是：由于前轮既负责驱动车辆又负责车辆转向，前轴负荷过重，这使得前轮驱动的车辆在过弯时前部重心会因惯性而前移，容易突破前轮的地面附着力，而后轮又没有动力，则会发生转向不足，即我们俗称的推头。
后轮驱动的缺点是：制造成本较高、空间利用不便，同时在转弯的时候，如果后轮转速高于前轮，便会出现转向过度的情况，即我们所说的甩尾。
当卡车空载和满载时，如何更好的实现车辆驱动性能，增强车辆转弯稳定性，消除卡车行驶的安全隐患，提高经济效益。
发明内容
本发明主要解决现有技术中存在驱动力消耗大、动能转化率低、扰度变形量大和轴向跳动不稳定的不足，提供了超长驱动轴及其制备方法，该超长驱动轴，其结构简单、力矩大、驱动省力和使用周期长的特点，提高车辆运行过程中的稳定性和操控性，其制备方法解决了扰度变形、轴的跳动、剪切应力过载、使用周期短的问题，降低了加工成本。
本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：
一种超长驱动轴，包括底盘架，所述的底盘架底端设有超长驱动轴组件，所述的超长驱动轴组件侧边设有若干与超长驱动轴组件相活动式触接的驱动桥，所述的超长驱动轴组件包括驱动轴，所述的驱动轴上与底盘架之间设有若干与驱动轴相套接的支撑架，所述的驱动轴中部和端部分别设有与驱动轴相套接锥齿轮Ⅰ，所述的锥齿轮Ⅰ与驱动桥相啮合；
所述的支撑架包括缓冲减震件，所述的缓冲减震件上端设有与底盘架相固定的固定板，所述的缓冲减震件下端设有与驱动轴相活动式套接的轴承座，所述的轴承座与驱动轴之间设有滚动轴承。
支撑架采用滚动轴承的套接方式将驱动轴固定于底盘架下端，支撑架对驱动轴起到支撑和缓冲作用，驱动轴旋转通过锥齿轮Ⅰ活动式带动驱动桥进行动力传递。缓冲减震件实现支撑架在载重和路面颠簸时的缓冲效果，提高驱动轴的扰度强度和旋转同轴度，减少了轴向跳动和剪切应力的疲劳累积，使驱动轴力矩传递上消耗量减少，延长了驱动轴使用寿命。
作为优选，所述的驱动桥包括锥齿轮Ⅱ，所述的锥齿轮Ⅱ与锥齿轮Ⅰ相位移触接，所述的锥齿轮Ⅱ背部设有环形活塞油缸，所述的环形活塞油缸端面上设有与环形活塞油缸相同轴心套接的传动轴。
根据路面情况和载重量，通过环形活塞油缸驱动锥齿轮Ⅱ与锥齿轮Ⅰ相啮合和分离，减少车辆空载时的动能消耗；并确保颠簸路面和重载时，增强车辆转弯稳定性，消除卡车行驶的安全隐患。
作为优选，所述的锥齿轮Ⅰ和锥齿轮Ⅱ的齿面锥度为45度。
锥齿轮Ⅰ和锥齿轮Ⅱ呈45度锥度啮合，实现驱动力的垂直角传动，保证锥齿轮Ⅰ和锥齿轮Ⅱ配合的有效性。
作为优选，所述的缓冲减震件包括若干缓冲块，所述的缓冲块端面与固定板底部相固定，所述的缓冲块外壁设有与缓冲块相密封式嵌接的缓冲缸体，所述的缓冲缸体上端设有与缓冲块相套接的缓冲弹簧，所述的缓冲缸体内腔底部设有压力检测器。
缓冲块采用在缓冲缸体内填充水与缓冲块密封嵌接，通过缓冲块承受的压力传递到压缩水进行柔性缓冲。缓冲缸体内的水受压后才生的压力数值由底部的压力检测器收集并发送至车载***，根据压力情况实现锥齿轮Ⅰ和锥齿轮Ⅱ的啮合及分离的组合形式。当压力过大，增加缓冲弹簧辅助缓冲块实现缓冲减震，最终缓冲缸体中部的环形凸缘对缓冲块进行限位，防止水压突增影响缓冲减震件的使用寿命。驱动轴带动驱动桥同步旋转时产生的热量，通过水能起到散热的效果，缓解发热对传动件的损害，延长使用周期。
作为优选，所述的超长驱动轴的制备方法如下步骤进行：
步骤一：驱动轴的加工成型：采用车铣工艺将长度10m～15m的驱动轴毛坯件进行粗加工，粗加工完成的驱动轴进行调质处理后再车加工外壁去预留余量达到所需尺寸，根据安装需求铣好齿轮键槽，并车加工齿轮卡簧环形槽和轴承卡簧环形槽。
步骤二：支撑架的加工成型：轴承座通过开模进行锻造，轴承座上依次等间距安装缓冲减震件，所述的缓冲减震件上端固定连接有与轴承座长宽一致的固定板，将滚动轴承嵌接到轴承座内。
步骤三：驱动桥的装配成型：锥齿轮Ⅱ与环形活塞油缸的活塞端面连接呈一体化，传动轴与环形活塞油缸尾端进行固定连接，传动轴的一端与车轮上的万向节外球笼相花键式套接。
步骤四：底盘架的焊接成型：用槽钢和矩形钢进行焊接成15m～20m长的底盘架，槽钢和矩形钢之间的焊接坡口为45度，槽钢内等间距增加筋板。
步骤五：整体装配：将若干支撑架装配与底盘架底部，驱动轴依次与若干支撑架、若干锥齿轮Ⅰ和若干驱动桥相套接，再通过卡簧卡与驱动轴上的卡簧槽内对若干支撑架和若干锥齿轮Ⅰ进行限位固定。
作为优选，缓冲缸体内腔镗孔且设有凸环限位缓冲块，缓冲块与缓冲缸体接触的外壁设有密封件进行密封，缓冲弹簧装配时高度低于缓冲块上端面，缓冲块在缓冲缸体内的有效行程为35mm～50mm。
缓冲弹簧起到减缓缓冲块受压下降的速度，缓冲缸体内凸环对缓冲块限位，防止受压过大直接压迫到缓冲缸体底部。密封件进行密封缓冲块与缓冲缸体接触面，保证缓冲缸体内水不渗出影响缓冲效果。
本发明能够达到如下效果：
当车辆空载时，缓冲减震件内压力数值小，驱动轴不旋转，锥齿轮Ⅰ与锥齿轮Ⅱ全部呈分离状态，车辆只需依靠前轮驱动满足运行；当车辆半载或爬坡时，缓冲减震件内压力数值变大且数值在之间范围，驱动轴中部的锥齿轮Ⅰ与锥齿轮Ⅱ啮合，尾部的锥齿轮Ⅰ与锥齿轮Ⅱ呈分离状态，驱动轴旋转带动中部的车轮增加车辆动力；当车辆满载时，缓冲减震件内压力数值接近顶峰值，驱动轴中部和尾部的锥齿轮Ⅰ与锥齿轮Ⅱ都啮合，驱动轴旋转带动全部后轮对车辆进行动力驱动。根据车辆载重和路面情况，有效调节车辆动力驱动，减少不必要的能源消耗，提高车辆运行过程中的稳定性和操控性。
本发明提供了超长驱动轴及其制备方法，与现有技术相比较，具有结构简单、力矩大、驱动省力和使用周期长的优点，提高了车辆运行过程中的稳定性和操控性，通过超长驱动轴的制备方法，实现了超长驱动轴运用车辆驱动的制备方法。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图2是本发明的正视局部示意图。
图3是本发明中的驱动轴与驱动桥的连接示意图。
图4是本发明中的支撑架的示意图。
图5是本发明中的缓冲减震件的剖视图。
图中：底盘架1，超长驱动轴组件2，驱动桥3，支撑架4，驱动轴5，锥齿轮Ⅰ6，传动轴7，环形活塞油缸8，锥齿轮Ⅱ9，固定板10, 缓冲减震件11，轴承座12，滚动轴承13，缓冲块14，缓冲弹簧15，缓冲缸体16，压力检测器17。
具体实施方式
下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。
实施例：如图所示，一种超长驱动轴，包括底盘架1，其特征在于：底盘架1底端设有超长驱动轴组件2，超长驱动轴组件2包括驱动轴5，驱动轴5中部和端部分别设有与驱动轴5相套接锥齿轮Ⅰ6，锥齿轮Ⅰ6与驱动桥3相啮合，驱动轴5上与底盘架1之间设有4套与驱动轴5相套接的支撑架4，支撑架4包括缓冲减震件11，缓冲减震件11包括一对相对称分布的缓冲块14，缓冲块14端面与固定板10底部相固定，缓冲块14外壁设有与缓冲块14相密封式嵌接的缓冲缸体16，缓冲缸体16上端设有与缓冲块14相套接的缓冲弹簧15，缓冲缸体16内腔底部设有压力检测器17，缓冲减震件11上端设有与底盘架1相固定的固定板10，缓冲减震件11下端设有与驱动轴5相活动式套接的轴承座12，轴承座12与驱动轴5之间设有滚动轴承13；超长驱动轴组件侧边设有两组与超长驱动轴组件2相活动式触接的驱动桥3，驱动桥3包括锥齿轮Ⅱ9，所述的锥齿轮Ⅱ9与锥齿轮Ⅰ6相位移触接，锥齿轮Ⅰ6和锥齿轮Ⅱ9的齿面锥度为45度，所述的锥齿轮Ⅱ9背部设有环形活塞油缸8，环形活塞油缸8端面上设有与环形活塞油缸8相同轴心套接的传动轴7。
超长驱动轴的制备方法如下步骤进行：
步骤一：驱动轴5的加工成型：采用车铣工艺将长度12m的驱动轴5毛坯件进行粗加工，粗加工完成的驱动轴5进行调质处理后再车加工外壁去预留余量达到所需尺寸，根据安装需求铣好齿轮键槽，并车加工齿轮卡簧环形槽和轴承卡簧环形槽。
步骤二：支撑架4的加工成型：轴承座12通过开模进行锻造，轴承座12上依次等间距安装缓冲减震件11，缓冲减震件11上端固定连接有与轴承座12长宽一致的固定板10，将滚动轴承13嵌接到轴承座12内；缓冲缸体16内腔镗孔且设有凸环限位缓冲块14，缓冲块14与缓冲缸体16接触的外壁设有密封件进行密封，缓冲弹簧15装配时高度低于缓冲块14上端面，缓冲块14在缓冲缸体16内的有效行程为45mm。
步骤三：驱动桥3的装配成型：锥齿轮Ⅱ9与环形活塞油缸8的活塞端面连接呈一体化，传动轴7与环形活塞油缸8尾端进行固定连接，传动轴7的一端与车轮上的万向节外球笼相花键式套接。
步骤四：底盘架1的焊接成型：用槽钢和矩形钢进行焊接成16m长的底盘架1，槽钢和矩形钢之间的焊接坡口为45度，槽钢内等间距增加筋板。
步骤五：整体装配：将若干支撑架4装配与底盘架1底部，驱动轴5依次与四套支撑架4、一对锥齿轮Ⅰ6和两组驱动桥3相套接，再通过卡簧卡与驱动轴5上的卡簧槽内对四套支撑架4和一对锥齿轮Ⅰ6进行限位固定。
综上所述，该超长驱动轴其结构简单、力矩大、驱动省力和使用周期长的特点，提高车辆运行过程中的稳定性和操控性；该超长驱动轴的制备方法，解决了扰度变形、轴的跳动、剪切应力过载、使用周期短的问题，降低了加工成本。
以上所述仅为本发明的具体实施例，但本发明的结构特征并不局限于此，任何本领域的技术人员在本发明的领域内，所作的变化或修饰皆涵盖在本发明的专利范围之中。

Claims (1)

1.一种超长驱动轴，包括底盘架（1），其特征在于：所述的底盘架（1）底端设有超长驱动轴组件（2），所述的超长驱动轴组件（2）侧边设有若干与超长驱动轴组件（2）相活动式触接的驱动桥（3），所述的超长驱动轴组件（2）包括驱动轴（5），所述的驱动轴（5）上与底盘架（1）之间设有若干与驱动轴（5）相套接的支撑架（4），所述的驱动轴（5）中部和端部分别设有与驱动轴（5）相套接锥齿轮Ⅰ（6），所述的锥齿轮Ⅰ（6）与驱动桥（3）相啮合；
所述的驱动桥（3）包括锥齿轮Ⅱ（9），所述的锥齿轮Ⅱ（9）与锥齿轮Ⅰ（6）相位移触接，所述的锥齿轮Ⅱ（9）背部设有环形活塞油缸（8），所述的环形活塞油缸（8）端面上设有与环形活塞油缸（8）相同轴心套接的传动轴（7）；所述的锥齿轮Ⅰ（6）和锥齿轮Ⅱ（9）的齿面锥度为45度；
所述的支撑架（4）包括缓冲减震件（11），所述的缓冲减震件（11）上端设有与底盘架（1）相固定的固定板（10），所述的缓冲减震件（11）下端设有与驱动轴（5）相活动式套接的轴承座（12），所述的轴承座（12）与驱动轴（5）之间设有滚动轴承（13）；
所述的缓冲减震件（11）包括若干缓冲块（14），所述的缓冲块（14）端面与固定板（10）底部相固定，所述的缓冲块（14）外壁设有与缓冲块（14）相密封式嵌接的缓冲缸体（16），所述的缓冲缸体（16）上端设有与缓冲块（14）相套接的缓冲弹簧（15），所述的缓冲缸体（16）内腔底部设有压力检测器（17）；
所述的超长驱动轴的制备方法如下步骤进行：
步骤一：驱动轴（5）的加工成型：采用车铣工艺将长度10m～15m的驱动轴（5）毛坯件进行粗加工，粗加工完成的驱动轴（5）进行调质处理后再车加工外壁去预留余量达到所需尺寸，根据安装需求铣好齿轮键槽，并车加工齿轮卡簧环形槽和轴承卡簧环形槽；
步骤二：支撑架（4）的加工成型：轴承座（12）通过开模进行锻造，轴承座（12）上依次等间距安装缓冲减震件（11），所述的缓冲减震件（11）上端固定连接有与轴承座（12）长宽一致的固定板（10），将滚动轴承（13）嵌接到轴承座（12）内；
所述的缓冲减震件（11）包括缓冲块（14），所述的缓冲块（14）外壁设有与缓冲块（14）相密封式嵌接的缓冲缸体（16），所述的缓冲缸体（16）上端设有与缓冲块（14）相套接的缓冲弹簧（15），所述的缓冲缸体（16）内腔底部设有压力检测器（17）；缓冲缸体（16）内腔镗孔且设有凸环限位缓冲块（14），缓冲块（14）与缓冲缸体（16）接触的外壁设有密封件进行密封，缓冲弹簧（15）装配时高度低于缓冲块（14）上端面，缓冲块（14）在缓冲缸体（16）内的有效行程为35mm～50mm；
步骤三：驱动桥（3）的装配成型：锥齿轮Ⅱ（9）与环形活塞油缸（8）的活塞端面连接呈一体化，传动轴（7）与环形活塞油缸（8）尾端进行固定连接，传动轴（7）的一端与车轮上的万向节外球笼相花键式套接；
步骤四：底盘架（1）的焊接成型：用槽钢和矩形钢进行焊接成15m～20m长的底盘架（1），槽钢和矩形钢之间的焊接坡口为45度，槽钢内等间距增加筋板；
步骤五：整体装配：将若干支撑架（4）装配于底盘架（1）底部，驱动轴（5）依次与若干支撑架（4）、若干锥齿轮Ⅰ（6）和若干驱动桥（3）相套接，再通过卡簧卡于驱动轴（5）上的卡簧槽内对若干支撑架（4）和若干锥齿轮Ⅰ（6）进行限位固定；
当车辆空载时，缓冲减震件内压力数值小，驱动轴不旋转，锥齿轮Ⅰ与锥齿轮Ⅱ全部呈分离状态，车辆只需依靠前轮驱动满足运行；当车辆半载或爬坡时，缓冲减震件内压力数值变大，驱动轴中部的锥齿轮Ⅰ与锥齿轮Ⅱ啮合，尾部的锥齿轮Ⅰ与锥齿轮Ⅱ呈分离状态，驱动轴旋转带动中部的车轮增加车辆动力；当车辆满载时，缓冲减震件内压力数值接近顶峰值，驱动轴中部和尾部的锥齿轮Ⅰ与锥齿轮Ⅱ都啮合，驱动轴旋转带动全部后轮对车辆进行动力驱动。
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