驱动桥谐波轮边减速器的制作方法

1.本技术涉及车辆驱动桥技术领域，特别是涉及驱动桥谐波轮边减速器。


背景技术：

2.随着重型、大型车辆和越野车辆传动技术的发展，为了让车辆获得较大的主传动比和离地间隙，出现了轮边减速器技术，往往将双级主减速器中的第二级减速器齿轮机构制成同样的两套，分别装在两侧驱动轮的近旁。
3.相关技术中，轮边减速器采用行星轮系结构，包括太阳轮、行星轮、齿圈和行星轮架。
4.然而，采用行星轮系结构的轮边减速器的减速比较低，一般减速比范围为4～7，无法满足车辆在大坡度，重载荷工况对大减速比的需求。


技术实现要素：

5.基于此，有必要针对采用行星轮系结构的轮边减速器减速比较低的问题，提供一种驱动桥谐波轮边减速器。
6.一种驱动桥谐波轮边减速器，包括：
7.输入轴；
8.传动单元，传动单元包括与输入轴连接的波发生器、与波发生器连接的柔轮及设置在柔轮外周的刚轮，柔轮包括设置在外周面的第一啮合齿，刚轮包括设置在内周面的第二啮合齿，第二啮合齿被构造为能够与第一啮合齿相互啮合；及
9.输出单元，与所述柔轮连接；
10.其中，波发生器包括与输入轴连接的传动块、与传动块连接的滚轮轴及与所述滚轮轴转动连接的滚轮，所述柔轮套设在所述滚轮的外侧。
11.在其中一个实施例中，传动单元还包括抗弯环，抗弯环套设在滚轮的外周并与柔轮的内周面贴合。
12.在其中一个实施例中，抗弯环的材质为耐磨耐压材质。
13.在其中一个实施例中，输出单元与输入轴之间的传动比大于或等于预设值,预设值至少为25。
14.在其中一个实施例中，输出单元包括减速器壳，减速器壳包括第一安装部、第二安装部，及设在第一安装部和第二安装部之间的容纳部，传动单元设置于容纳部的内部空间中，第一安装部上开设有第一装配孔，柔轮设有与第一装配孔配合的第一安装孔。
15.在其中一个实施例中，输出单元还包括设置在减速器壳外的外壳，第二安装部上开设有第二装配孔，外壳设有中心孔和与第二装配孔对应的第三装配孔，减速器壳穿设于中心孔。
16.在其中一个实施例中，输出单元还包括设置在减速器壳内的轮毂总成，轮毂总成设有与第二装配孔和第三装配孔配合的第一连接件。
17.在其中一个实施例中，驱动桥谐波轮边减速器还设置有固定单元，固定单元包括齿圈支架、锁紧螺母及桥壳，桥壳固定套设于输入轴外周，齿圈支架和锁紧螺母与桥壳连接，锁紧螺母和与齿圈支架表面贴合，锁紧螺母用于对齿圈支架轴向限位。在其中一个实施例中，刚轮与齿圈支架固定连接。
18.在其中一个实施例中，固定单元还包括锁片与连接件，锁片与齿圈支架表面贴合，锁片与齿圈支架通过连接件连接，锁片包括凸齿，锁紧螺母具有凹槽，凸齿与凹槽配合连接。
19.上述驱动桥谐波轮边减速器的有益效果：
20.本发明提供的驱动桥谐波轮边减速器通过使用谐波减速器对输入轴传递的转速进行减速，可以将减速比大幅提升，满足车辆在大坡度、重载荷工况下对于大减速比的需求。
附图说明
21.图1为驱动桥谐波轮边减速器的剖视图。
22.图2为驱动桥谐波轮边减速器与驱动桥的分解视图。
23.图3为驱动桥谐波轮边减速器的柔轮示意图。
24.图4为驱动桥谐波轮边减速器的减速器壳的剖视图。
25.图5为驱动桥谐波轮边减速器的连接件、锁片、锁紧螺母和齿圈支架的结构示意图。
26.图6为驱动桥谐波轮边减速器的传动块安装在输入轴上的结构示意图。
27.附图标号说明：
28.1、输入轴1；11、第一齿槽；12、第二齿槽；13、垫片；14、第二轴承；15、顶销；
29.2、传动单元；21、波发生器；22、柔轮；23、刚轮；24、抗弯环；211、传动块；2111、第一圆孔；2112、第二圆孔；212滚轮轴；213、滚轮；221、第一啮合齿；222、第一安装孔；223、第二安装孔；231、第二啮合齿；25、第一轴承；26、固定件；
30.3、输出单元；31、减速器壳；32、外壳；311、第一安装部；312、第二安装部；313、容纳部；3111、第一装配孔；3112、凸止口；3121、第二装配孔；321、中心孔；322、第三装配孔；33、轮毂总成；331、第一连接件；
31.4、固定单元；41、桥壳；42、齿圈支架；43、锁紧螺母；44、锁片；45、第二连接件；
32.5、驱动桥。
具体实施方式
33.为使本技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本技术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技术。但是本技术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技术内涵的情况下做类似改进，因此本技术不受下面公开的具体实施例的限制。
34.在本技术的描述中，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技术和简化描述，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技术的限制。
35.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。在本技术的描述中，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。
36.在本技术中，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技术中的具体含义。
37.在本技术中，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。
38.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，本技术所使用的术语“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。
39.下面结合附图具体说明本技术实施例的驱动桥谐波减速器。
40.参考图1和图2，本技术一实施例提供的驱动桥谐波减速器，包括输入轴1、与输入轴1连接的传动单元2和与传动单元2连接的输出单元3。
41.其中，传动单元2包括与输入轴1连接的波发生器21、与波发生器21连接的柔轮22及设置在柔轮22外周的刚轮23，柔轮22包括设置在外周面的第一啮合齿221，刚轮包括设置在内周面的第二啮合齿231，第一啮合齿221与第二啮合齿231啮合。输出单元3与柔轮22连接。
42.波发生器21包括与输入轴1连接的传动块211、与传动块211连接的滚轮轴212及与滚轮轴212转动连接的滚轮213，所述柔轮22套设在滚轮213的外侧。更具体的，传动块211上开设有第一圆孔2111，滚轮轴212穿设于第一圆孔2111与传动块211固定连接，滚轮213套设在滚轮轴212而与滚轮轴212转动连接。
43.在波发生器21与柔轮22未装配前，柔轮22及其内孔呈圆形，当波发生器21装入柔轮22的内孔后，由于波发生器21的长度大于柔轮22的内孔直径，柔轮22发生弹性变形而呈椭圆形，在长轴方向上，柔轮22与固定的刚轮23接触，使得第一啮合齿221与第二啮合齿231啮合，在短轴方向，柔轮22与固定的刚轮23分离，使得第一啮合齿221与第二啮合齿231相互分离。在柔轮22转动的过程中，柔轮22的变形不断改变，使柔轮22与刚轮23的啮合状态也不
断改变，第一啮合齿221和第二啮合齿231周而复始的处在啮入、啮合、啮出、脱开、再啮入的循环当中，通过柔轮22不断进行弹性变形实现力矩和运动的传递。波发生器21转动使得柔轮22的每个第一啮合齿221依次与刚轮23的第二啮合齿231啮合，同一个第一啮合齿221从与刚轮23的第二啮合齿231啮合到再一次与刚轮23上的这个齿相啮合时，柔轮22恰好旋转一周，而此时波发生器21旋转了很多圈，波发生器21的旋转圈数与柔轮22旋转圈数之比，即为谐波齿轮减速器的减速比。如上文所述，由于柔轮22旋转一圈时波发生器21旋转了很多圈，故波发生器21的旋转圈数与柔轮22旋转圈数也即谐波减速器的减速比很大，单级谐波减速器传动比可在25～300之间。
44.本发明提供的驱动桥谐波轮边减速器通过使用谐波减速器对输入轴传递的转速进行减速，可以将减速比大幅提升，满足车辆在大坡度、重载荷工况下对于大减速比的需求。
45.在一实施例中，参考图2，传动单元2还包括抗弯环24，抗弯环24套设在滚轮213的外周并与柔轮22的内周面贴合。更具体的，该抗弯环24使用耐磨耐压的材料。在滚轮213和柔轮22之间设置使用耐磨耐压材料的抗弯环24，可以降低滚轮213摩擦对于柔轮22的影响，保护柔轮22，提升谐波减速器的使用寿命。
46.在一实施例中，参考图2和图3，谐波齿轮传动的柔轮22和刚轮23的齿距相同，但齿数不等，柔轮22的第一啮合齿221的齿数小于刚轮23的第二啮合齿231的齿数。根据实际工作情况，可以通过改变第一啮合齿221和第二啮合齿231的齿数来改变谐波减速器的减速比，从而起到根据不同工况改变减速器减速比的效果。本技术提供的驱动桥谐波轮边减速器输出单元与输入轴之间的传动比大于或等于预设值。具体的，该预设值至少为25。本实施例中，柔轮22的第一啮合齿221的齿数为54，刚轮23的第二啮合齿231的齿数为56，减速比为54/(56-54)＝27，相较于传统的采用行星轮系的轮边减速器可以大幅提升减速比。刚轮23第二啮合齿231与柔轮22第一啮合齿221的齿数差称为波数，代表在传动过程中波发生器21转一周柔轮22上某点变形的循环次数。在本实施例中，波数为56-54＝2，为双波传动，双波传动的柔轮22应力较小，结构比较简单，易于获得大的传动比。
47.在其他实施方式中，在双波传动的前提下，可以设置第一啮合齿221的齿数为50，第二啮合齿231的齿数为52，减速比为50/(52-50)＝25。同理，也可以设置第一啮合齿221的齿数为120，第二啮合齿231的齿数为122，此时减速比为120/(122-120)＝60。
48.在一实施例中，参考图2和图4，驱动桥谐波减速器的输出单元3包括减速器壳31，减速器壳31上设有第一安装部311、第二安装部312与处在第一安装部311、第二安装部312之间的容纳部313，第一安装部311与柔轮22连接，传动单元2设置于容纳部313的内部空间中。具体的，第一安装部311上开设有第一装配孔3111，柔轮22设有与第一装配孔3111配合的第一安装孔222，第一装配孔3111与第一安装孔222配合而将减速器壳31和柔轮22连接在一起。更具体的，第一装配孔3111设置有若干个，且沿周向间隔设置在第一安装部311上，第一安装部311通过设置的环形排列的分布圆孔(即第一装配孔3111)和柔轮22上设置的与第一装配孔3111对应的分布圆孔(即第一安装孔222)配合连接。
49.更进一步的，第一安装部311上还设有凸止口3112，与柔轮22的第二安装孔222配合。
50.本实施例中提到的连接方式为螺栓连接，即采用螺栓与第一装配孔3111和第一安
装孔222配合，将减速器壳31和柔轮22连接到一起。
51.传动单元2安装于减速器壳容纳部313的内部空间中，以避免外部环境对传动单元2工作造成影响。
52.在一实施例中，参考图2和图4，驱动桥谐波减速器的输出单元3还包括设置在减速器壳31外的外壳32，第二安装部312与外壳32连接。具体的，第二安装部312上开设有第二装配孔3121，外壳32设有中心孔321和与第二装配孔3121对应的第三装配孔322，减速器壳31穿设于中心孔321，第二装配孔3121与第三装配孔322配合而将减速器壳31和外壳32连接在一起。更具体的，第二安装部312和外壳32上都设有环形排列的分布圆孔，第二安装部312通过设置的环形排列的分布圆孔(即第二装配孔3121)和外壳32上设置的与第二装配孔3121对应的分布圆孔(即第三装配孔322)配合连接。
53.本实施例中提到的连接方式为螺栓连接，即采用螺栓与第二装配孔3121和第三装配孔配合，将减速器壳31和外壳32连接到一起。
54.在一实施例中，参考图2和图4，驱动桥谐波减速器的输出单元3还包括设置在所述减速器壳31内的轮毂总成33，所述轮毂总成33设有与所述第二装配孔3121和所述第三装配孔322配合的第一连接件331，所述第二装配孔3121和所述第三装配孔322与所述第一连接件331配合，而将所述减速器壳31和所述外壳32与所述轮毂总成33连接在一起。通过设置第一连接件331，可以通过一个连接装置，将减速器壳31、轮毂总成33和外壳32连接到一起，结构简单，安装方便。
55.柔轮22、减速器壳31、外壳32和轮毂总成33固定连接，输入轴1带动传动块21同步转动，传动块21带动柔轮22同步转动，使得柔轮22转动能够带动减速器壳31、外壳32和轮毂总成33同步转动，从而将输入轴1传递的转速和扭矩经过谐波减速器降速增扭后，经过轮毂总成33传递给车轮。
56.本发明中的第一连接件331可以是螺栓、螺钉、铆钉、销等常用的连接件，本发明揭示的实施例中，第一连接件331为螺栓，即采用螺栓与第二装配孔3121和第三装配孔配合，将减速器壳31、外壳32和轮毂总成33连接到一起。
57.在一实施例中，参考图2和图5，驱动桥谐波轮边减速器还设置有固定单元4、固定单元4包括齿圈支架42、锁紧螺母43及桥壳41，桥壳41固定套设于输入轴1外周，齿圈支架42和锁紧螺母43与桥壳41连接，，锁紧螺母43与齿圈支架42表面贴合，锁紧螺母43用于对齿圈支架42轴向限位。
58.桥壳41的两个轴径与轮毂总成33的两个轴承圆孔连接。桥壳41固定套设在输入轴1外周，用于支撑保护输入轴1并辅助输入轴1转动，当输入轴1转动时，桥壳41固定不转动。齿圈支架42和锁紧螺母43穿设于桥壳41，并与桥壳41连接。更具体的，齿圈支架42设置的花键孔与桥壳41设置的花键轴连接，锁紧螺母43设置的螺纹孔与桥壳41设置的螺纹径连接。
59.通过将锁紧螺母43插入桥壳41端部的环槽，可以实现对齿圈支架42的轴向固定和限位，同时节省减速器壳31内的轴向空间。
60.在一实施例中，固定单元4还包括锁片44和第二连接件45，锁片44与齿圈支架42通过第二连接件45连接，锁片44与齿圈支架42表面贴合，锁片44包括凸齿，锁紧螺母43具有凹槽，凸齿与凹槽配合连接。锁紧螺母43和锁片44与齿圈支架42表面贴合，锁片44的凸齿与锁紧螺母43的分布凹槽配合，用于对锁紧螺母43周向限位。
61.本发明中的第二连接件45可以是螺栓、螺钉、铆钉、销等常用的连接件，本发明揭示的实施例中，第二连接件45为螺栓。
62.在一实施例中，参考图5，锁片44上设有安装孔，第二连接件45穿设于安装孔将锁片44与齿圈支架42连接到一起。
63.在一实施例中，参考图1和图2，刚轮23与齿圈支架42固定连接。本发明揭示的实施例中，刚轮23与齿圈支架42使用环形焊缝连接。当输入轴1转动时，刚轮23与齿圈支架42均不转动。
64.在一实施例中，参考图1、图2和图6，滚轮213内还设有第一轴承25，滚轮轴212穿设于第一轴承25与滚轮213连接。通过在滚轮213内设置第一轴承25，可以支撑滚轮轴212，降低摩擦磨损，延长使用寿命。本发明揭示的实施例中，第一轴承25为滚针轴承。
65.在一实施例中，参考图1和图2，传动单元2还包括固定件26，固定件26用于连接滚轮轴212和传动块211。具体的，传动块211上设有第二圆孔2112，固定件26穿设于第二圆孔2112与滚轮轴212连接。本发明中的固定件26可以是螺栓、螺钉、铆钉、销等常用的连接件，本发明揭示的实施例中，固定件26为圆柱销。
66.在一实施例中，参考图1和图2，垫片13套设于输入轴1外周，垫片13与传动块21的端面贴合，垫片13用于对输入轴1进行轴向限位。
67.在一实施例中，参考图1和图2，第二轴承14设置于输入轴1的轴径上，与垫片13的端面贴合，第二轴承14用于支撑输入轴1。本发明揭示的实施例中，第二轴承14为滚针轴承。
68.在一实施例中，参考图2和图6，输入轴1间隔设置有第一齿槽11和第二齿槽12，与差速器的不同输出端传动连接，用于接收差速器传递的动力。本发明揭示的实施例中，第一齿槽11与差速器的滑动齿套配合，第二齿槽12与差速器的半轴齿轮连接。
69.在一实施例中，参考图2，顶销15与输入轴1连接，顶销15用于对输入轴1进行轴向限位。
70.此外，以上所述实施例中提到的连接方式可以是螺栓连接、螺钉连接、铆钉连接、销连接等常用的连接方式。
71.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。
72.以上所述实施例仅表达了本技术的几种实施方式，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，在不脱离本技术构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本技术的保护范围。因此，本技术专利的保护范围应以所附权利要求为准。