具有雙液面葉輪的驅動軸總成的製作方法
2023-05-27 04:28:51 3
專利名稱：具有雙液面葉輪的驅動軸總成的製作方法
技術領域：
本發明整體而言涉及一種包含抽吸機構的驅動軸總成，該抽吸機構用來保持驅動軸總成內的雙液面。更具體地說，該發明利用抽吸機構來保持在軸箱裡的第一液面和在齒輪箱裡的第二更高液面。
背景技術：
許多軸總成都利用輪端處的齒輪組來提高輸出扭矩。齒輪組由主軸驅動，而主軸從一中央差動齒輪傳動總成獲得輸入扭矩。主軸和中央差動齒輪傳動總成都封裝在軸箱裡，而輪端齒輪組封裝在安裝至軸箱對置端的齒輪箱裡。
為了使中央差動齒輪總成和輪端齒輪組運行平穩、高效，就必須保持合適的潤滑。傳統方法是向軸總成裡注入潤滑液，直到軸箱和齒輪箱都有足夠高的潤滑液面。這需要很多的潤滑液。進一步地，為了使齒輪箱內具有所需液面，軸箱會被注入過多潤滑液。這樣就會降低驅動軸總成的總體工作效率。
這就需要一種能在軸箱和輪端齒輪箱裡分別保持不同液面水平的驅動軸總成，以減少潤滑液的需用量，另外克服先有技術中的其它所述缺陷。
發明內容
驅動軸總成包括一由軸驅動的輪端齒輪組。主軸被大體封閉在一軸箱裡，而輪端齒輪機構被大體封閉在一齒輪箱裡。保持在軸箱裡的液面是第一液面，其不同於保持在齒輪箱裡的第二液面。抽吸機構由主軸驅動是用來從第一個液面泵吸潤滑液到第二液面。
在展示的具體實施例中，第二液面豎直地高於第一液面，抽吸機構是從較的軸箱液面抽取潤滑液至高的齒輪箱液面。優選地，抽吸機構是一個安裝用於隨主軸一起旋轉的葉輪。葉輪箱位於軸箱和齒輪箱之間並形成一個流體腔。葉輪安裝在該流體腔內。葉輪把軸箱中央部分的流體轉送到流體腔並產生一個流體壩。隨著葉輪不斷轉送潤滑液，流體腔裡的液面上升，一直上升達到一個與齒輪箱連通的流體口。優選地，該流體口位於第二液面處。
在所披露的具體實施例中，葉輪由中央管狀部分和碟形部分組成。碟形部分為用焊接或者其他類似的方法固定在中央管狀部分上地螺旋狀構件。管狀部分優選壓配合至主軸上。螺旋狀構件包括具有至少第一和第二徑向延伸邊緣的圓盤。第一和第二邊緣沿管狀部分外表面橫向間隔開，以確定一個流體通道。隨著主軸轉動葉輪，潤滑液就從軸箱的中央部分通過葉輪上的流體通道而被抽吸至葉輪箱的流體腔內。
本發明提供一種在驅動軸總成裡保持雙液面的簡化的方法和設備，其減少了保證充分潤滑需用的潤滑液量。通過下面的詳細說明和插圖，我們能更好的理解該發明的上述和其他一些特性，以下為所述附圖的簡要描述。
圖1是整合了本發明的驅動軸總成的示意圖。
圖2是整合了本發明的驅動軸和輪端總成的局部剖視立體圖。
圖3是圖2所示總成的正視圖。
圖4A是圖2所示抽吸元件的立體圖。
圖4B是圖4A所示抽吸元件的側視圖。
具體實施例方式
整合了該發明的驅動軸總成大致示於圖1的10位置。驅動軸總成10包括輸入12，輸入12通過驅動軸機構16可運轉地連接到動力源14。動力源可以是發動機、電機或者本領域中的其他動力源。輸入12驅動差動總成18，差動總成18又驅動一對主軸20。主軸20驅動大致示於圖中22位置處的輪端總成。差動總成18是一個齒輪組，當車輛轉彎運行時，該齒輪組允許主軸20的兩軸旋轉速度不同。差動總成18的作用是眾所周知的，無需作進一步地詳細說明。
每一個輪端總成22都包括一個由主軸20之一驅動的齒輪組24，齒輪組24再驅動車輪26。齒輪組24可以是行星齒輪、斜齒輪或其它本領域中的已知輪端齒輪。在重載車中，齒輪組24用於提高車輪26的輸出扭矩。
軸箱28大體地環繞與封裝主軸20和差動總成18。每一個齒輪組24都包括一個將其大體封閉住的齒輪箱30。齒輪箱30設於軸箱28的對置兩端。
軸箱28和齒輪箱30均部分地充注潤滑液，以確保齒輪組24、差動總成18以及相關聯軸承得到保護，不至溫度過高和磨損。驅動軸總成10用來保持軸箱28和齒輪箱30裡的雙液面，也就是軸箱28內第一預定液面32和齒輪箱30內的第二預定液面34。主軸20驅動抽吸機構36從軸箱28的中央部分輸送潤滑液到齒輪箱30。這種潤滑流動是優選的。
抽吸機構36在圖2和圖3中更詳細地示出。抽吸機構36優選包含一個葉輪38，該葉輪38安裝用於隨著對應的主軸20旋轉。葉輪38設置為靠近軸箱28的末端40並靠近齒輪箱30。優選地，在軸箱28和齒輪箱30之間設置一葉輪箱42，並形成一流體腔44。
流體口46形成於葉輪箱42的壁48中。壁48可以整體成形於葉輪箱42內，也可以是葉輪箱42的一獨立遮蓋板。流體口46提供從流體腔44到由齒輪箱30所形成齒輪腔50的流體連通。輪端齒輪組24包括多個位於齒輪箱50中的軸承54和齒輪52。
主軸20驅動葉輪38，葉輪38從軸箱28的中央部分抽取潤滑液至流體腔44，並產生一個流體壩。隨著潤滑液從較低的軸箱28中央部分進入流體腔44，流體腔44內的液面就不斷升高，直到潤滑液流過流體口46。優選地，流體口46位於齒輪箱30內所需第二預定液面34處。在葉輪箱42或齒輪箱30中豎直地高於流體口46的位置設有一個溢流或回流口56。如果齒輪箱30內的潤滑液液面高於第二預定液面34時，潤滑液將流出溢流口56並回流到軸箱28。
所需的流量可以通過改變葉輪38和葉輪箱42的壁48之間的壁間隙來調整。換句話說，流量可以通過改變葉輪38沿主軸20相對於壁48的橫向位置來改變。流量也可以通過增大或減小流體口46和/或回流到軸箱28的溢流或回流口56的尺寸來調整。
葉輪38在圖4A和圖4B中更詳細地示出。葉輪38優選地包括中央管狀部分60和碟形部分62。優選地，管狀部分60是一個機加工元件，而碟形部分62是鍛造元件。中央管狀部分60包括一形成一內孔表面66的中心孔64，還包括一外周表面68。主軸20容置在中心孔64中，使得主軸20和管狀部分60一起旋轉。管狀部分60優選地壓配合至主軸20上，這樣使內孔表面66和主軸20直接接合。當然，本領域的其它安裝辦法也可採用。
碟形部分62優選地是一螺旋狀構件。該螺旋狀構件優選地包括圓盤70，圓盤70具有連接在管狀部分60外圓表面68的內周72。優選地，圓盤70焊接在管狀部分60上，當然，其它類似的安裝方法也可以採用。如上討論，圓盤70優選地由厚度很薄的鍛造碟狀部件製成。因為橫截面很薄，那麼因攪拌而產生的能量損失小，並不產生噪音。
圓盤70有第一徑向延伸邊緣72和第二徑向延伸邊緣74。兩延伸邊緣72、74沿管狀部分60的外周表面68橫向間隔開，形成流體通道或缺口76。這種構造是通過把圓盤70從內周72到外周78沿徑向切開得到的。圓盤70在橫向上、平行於主軸20的方向上拉伸，使得第一徑向延伸邊緣72和第二徑向延伸邊緣74相互間隔開。然後將圓盤70焊接到管狀部分60上。流體通過流體缺口76從軸箱28流入葉輪箱42內的流體腔44。
本文中的明提供一種具有成本效率的方法和設備，用以保持包含有輪端齒輪組24的驅動軸總成10內的雙液面系統。通過利用雙液面系統，可以使用較少的潤滑液，從而減少系統成本和維護費用。儘管這裡展示了本發明的一個優選具體實施例，但該領域的普通技術人員都會認識到可在本發明的範圍內進行一定程度的改變。正因如此，必須研究權利要求以確定本發明的真正範圍和內容。
權利要求
1.一種用於車輛的驅動軸總成，其包括一可運轉地連接到一動力源的輸入；至少一個由所述輸入驅動的主軸；一將所述主軸大體封閉住的軸箱；至少一個帶有由所述主軸驅動的齒輪組的輪端，其中所述齒輪組在一齒輪箱中大體封閉住；以及一由所述主軸驅動的抽吸機構，其中所述抽吸機構從所述軸箱中的第一預定液面泵吸潤滑液到所述齒輪箱中的第二預定液面，第二預定液面在豎直方向高於第一預定液面。
2.如權利要求1所述的驅動軸總成，其中，所述抽吸機構包括一安裝為隨所述主軸旋轉的葉輪。
3.如權利要求2所述的驅動軸總成，其中，所述葉輪包括一個管狀部分和一個固定於所述管狀部分的碟狀部分。
4.如權利要求3所述的驅動軸總成，其中，所述碟狀部分螺旋構形。
5.如權利要求3所述的驅動軸總成，其中，所述碟狀部分焊接至所述管狀部分的外周表面。
6.如權利要求3所述的驅動軸總成，其中，所述管狀部分壓配合至所述主軸上。
7.如權利要求3所述的驅動軸總成，其中，所述碟狀部分包括一帶有用於容置所述管狀部分的中心孔的圓盤，該圓盤具有一位於所述管狀部分上第一位置處的第一徑向延伸邊緣以及一位於所述管狀部分上第二位置處的第二徑向延伸邊緣，所述第二位置和所述第一位置橫向地間隔開以形成一流體流動路徑。
8.如權利要求7所述的驅動軸總成，其包括一橫向上位於所述軸箱和所述齒輪箱之間的葉輪箱部分，所述葉輪箱部分形成一容置所述葉輪的圓柱形的空腔。
9.如權利要求8所述的驅動軸總成，其包括一個端片，該端片橫向上位於所述葉輪箱部分和所述齒輪箱之間，所述端片包括一與所述齒輪箱內形成的齒輪腔流體連通的流體口。
10.如權利要求9所述的驅動軸總成，其中，所述流體口大致位於所述第二預定液面處。
11.如權利要求9所述的驅動軸總成，其中，所述葉輪通過所述流體流動路徑從所述軸箱泵吸潤滑液到所述圓柱形腔，以形成一流體壩。
12.如權利要求9所述的驅動軸總成，其中，所述端片包括一溢出口，該溢出口在所述端片上豎直地高於所述流體口。
13.一種在驅動軸總成中維持雙液面的方法，其包括以下步驟(a)以動力源驅動主軸；(b)將主軸在一個軸箱中大體封閉住；(c)以主軸驅動輪端齒輪組；(d)將輪端齒輪組在齒輪箱中大體封閉住；以及(e)從軸箱中的第一液面泵吸潤滑液到齒輪箱中的第二液面，第二液面與第一液面高度不同。
14.如權利要求13所述的方法，其中，步驟(e)還包括安裝一葉輪至主軸以從軸箱泵吸潤滑液到齒輪箱。
15.如權利要求14所述的方法，其包括把葉輪箱在橫向上設置於軸箱和齒輪箱之間的步驟，以及把葉輪安裝為可在葉輪箱內旋轉的步驟。
16.如權利要求15所述的方法，其包括通過改變葉輪在葉輪箱中的橫向位置來改變從軸箱到齒輪箱的流體流量的步驟。
17.如權利要求15所述的方法，其包括以下步驟形成螺旋狀的葉輪；經過螺旋從軸箱泵吸流體到葉輪箱；壩攔葉輪箱內的流體以使液面提升達到第二液面；以及在流體達到第二液面時，使潤滑液通過葉輪箱壁中的流體入口從葉輪箱進入齒輪箱。
18.如權利要求13所述的方法，其包括將第二液面設置為豎直地高於第一液面的步驟。
全文摘要
一種驅動軸總成，其包括一可運轉地連接到一動力源的輸入。該輸入驅動第一和第二主軸；第一和第二主軸又驅動橫向間隔開的輪端。各輪端包括一個由主軸之一驅動的齒輪組。所述主軸封裝在一中央軸箱內，而所述齒輪組封裝在齒輪箱中。所述主軸包括一抽吸機構，該抽吸機構維持所述中央軸箱和所述齒輪箱中的預定油麵，所述中央軸箱內的油麵低於所述齒輪箱中的油麵。所述抽吸機構包括安裝為隨主軸旋轉的葉輪。所述葉輪將油從中央軸箱抽吸至一腔中，該腔將油傳送到齒輪箱。
文檔編號F16N13/20GK1636799SQ20051000035
公開日2005年7月13日 申請日期2005年1月10日 優先權日2004年1月8日
發明者羅伯特·詹姆士·馬丁三世 申請人:阿文美馳技術有限責任公司