輕型車橋用主減速器殼體的製作方法
2023-07-09 23:15:21 2
專利名稱：輕型車橋用主減速器殼體的製作方法
技術領域：
本發明涉及汽車製造技術領域，具體說是一種輕型車橋用整體式主減速器鑄造殼體。
背景技術：
主減速器殼體是車橋總成中的核心零部件之一，其結構和強度直接影響到整個減速器的性能和使用壽命。如圖1所示，是現有減速器殼體在減速器總成中的位置，以及與減速器殼體連接的零部件序號1是減速器殼體，序號2是主動錐齒輪，序號3是被動錐齒輪，序號4、序號5是支撐主動錐齒輪的前軸承和後軸承，序號6是支撐主動錐齒輪的導向軸承，序號7是支撐主動錐齒輪前後軸承的軸承座，軸承座7通過螺栓9連接在減速器殼體1 上，序號8是差速器，主要支撐被動錐齒輪3 ；圖2是現有減速器的三維視圖，序號1是減速器殼體，序號7是支撐主動錐齒輪前後軸承的軸承座，序號8是差速器；圖3是現有減速器殼體的結構簡圖，序號1是減速器殼體，序號7是支撐主動錐齒輪前後軸承的軸承座。通常重型減速器主動錐齒輪2採用軸承座7安裝在減速器殼體1上，主動錐齒輪2由三個軸承成組支撐，分別是一對前軸承4和後軸承5及導向軸承6，該結構由於需要布置連接軸承座 7的螺栓和導向軸承6的安裝位置，對減速器的空間要求比較大，適合於重型車橋自身尺寸規格比較大的結構。而對於輕型車橋，整體尺寸規格偏小，在有限的空間內布置螺拴連接和導向軸承，空間侷促。
發明內容
為克服現有輕型車橋採用螺拴及導向軸承連接空間普遍偏大的不足，本發明的發明目的在於提供一種輕型車橋用主減速器殼體，採用減少軸承座及其與減殼的連接螺拴和導向軸承對主動錐齒輪的支撐，以滿足輕型車動力從發動機到地面傳遞扭矩的要求，提高殼體的整體支撐能力和齒輪安裝精度，增強對軸承的支撐強度和剛度，保證齒輪嚙合剛度的要求，為高動力密度設計提供更多的有效空間。為實現上述目的，本發明的的技術方案是在減速器殼體上直接鑄造安裝前軸承和後軸承的前臺階和後臺階，減速器殼體內帶有用於裝配前軸承和後軸承的前軸承孔和後軸承孔，前軸承和後軸承直接裝配在減速器殼體上，主動錐齒輪直接裝配在前軸承和後軸承的孔內；減速器殼體的安裝面為不需安裝導向軸承的通孔的平面；在裝配主動錐齒輪的前軸承和後軸承及差速器軸承一、差速器軸承二的相應支撐位置，設計有實現對前軸承和後軸承及差速器軸承一、差速器軸承二的支撐的加強筋一、加強筋二、加強筋三。本發明由於減少了軸承座與減速器殼體的連接，主動錐齒輪不需要導向軸承支撐，減速器殼體不鑄造支撐導向軸承的孔位，同時不再加工裝配導向軸承的孔，提高了主動錐齒輪的安裝精度，節省了螺栓連接的空間。本發明在裝配主動錐齒輪前、後軸承和差速器軸承一、差速器軸承二的相應位置， 增加了加強筋一、加強筋二、加強筋三，通過計算機仿真技術，模擬減速器殼體在減速器工作狀態下的受力情況，以殼體的強度和對齒輪的支撐剛度為判斷依據，設計合理的支撐筋布置位置，在達到保證殼體強度和齒輪支撐剛度的前提下，減速器殼體的基本壁厚控制在 4mm左右。有效實現了輕量化設計，降低了整車質量，油耗降低。本發明與現有技術相比，具有以下優點
1、由於採用主動錐齒輪的支撐軸承直接安裝在減速器殼體上，主動錐齒輪的安裝精度直接由減速器殼體的加工精度保證，不存在軸承座的安裝精度影響主動錐齒輪的安裝精度，從而為主動錐齒輪的嚙合精度提供了有效保證。2、由於不採用導向軸承支撐主動錐齒輪，節省了空間，為齒輪的寬齒面設計提供了空間基礎，最終實現減速器的高動力密度的設計理念。3、通過支撐筋的合理布置和優化計算，減速器殼體的基本壁厚最小能夠達到4mm， 同時不影響齒輪的壽命，實現了輕量化設計。4、經過臺架和道路實驗驗證，未出現軸承燒死和齒輪早期失效，滿足整車的匹配需要。
下面結合附圖對本發明作進一步說明。圖1為現有減速器殼體在減速器總成中的位置簡圖； 圖2為圖1的三維視圖3為圖1的減速器殼體的結構簡圖4為本發明減速器殼體在減速器總成中的位置簡圖5為圖4的三維視圖6為減速器殼體1的結構簡圖7為圖6的一個方向的三維視圖8為圖6的另一個方向的三維視圖。
具體實施例方式如圖4、圖5、圖6、圖7、圖8所示，本發明在減速器殼體1上，按照齒輪嚙合要求以及軸承安裝精度的要求，直接鑄造用於分別安裝前軸承4和後軸承5的前臺階11和後臺階 10，並直接鑄造出用於裝配前軸承4和後軸承5的前軸承孔12和後軸承孔9，前軸承4和後軸承5直接裝配在減速器殼體1上，主動錐齒輪2直接裝配在前軸承4和後軸承5的孔內； 減速器殼體1的安裝面為不需安裝導向軸承的通孔的平面16，通過該面與橋殼上的螺紋固定；在裝配主動錐齒輪2的前軸承4和後軸承5及差速器軸承一 17、差速器軸承二 18的相應位置，帶有加強筋一 13、加強筋二 14、加強筋三15。本發明減速器殼體1的主動錐齒輪2不採用軸承座結構和導向支撐結構。該發明通過PRO/i建立減速器殼體的拓撲優化3D實體模型，經過HYPERW0RKS有限元軟體進行拓撲優化計算，再根據計算結果，採用PRO/i 二次建立詳細的3D模型，二次通過PATRAN、 NASTRAN進行仿真計算，基於齒輪疲勞臺架試驗受力狀態下計算減速器殼體1的應力和變形，通過與材料的許用應力和標杆產品的變形對比，反覆優化3D模型，最終採用一體化支撐。該減速器殼體1的結構既滿足輕型橋動力傳遞的需要，同時可減少軸承座螺拴連接和
4導向軸承，對應提高相應軸承位置的結構強度和剛度，提高殼體的整體支撐能力和齒輪的安裝精度。 本發明摒棄重型減速器殼體常用的主動錐齒輪由軸承座支撐的結構，取消軸承座，採用主動錐齒輪2的軸承直接安裝在減速器殼體1上；錐齒輪的軸承支撐採用一對主動錐齒輪2和被動錐齒輪3支撐，不採用錐齒輪加導向軸承的結構，對應提高減速器殼體1對主錐軸承的支撐剛度，以及殼體本身在軸承支撐位置的強度；設計過程引入拓撲計算和仿真計算，驗證減速器殼體1在實驗工況下的受力情況，通過不斷優化加強筋一 13、加強筋二 14、加強筋三15的尺寸和形狀，形成對軸承和齒輪的支撐，不斷優化減速器殼體1的厚度， 基本壁厚最小做到4mm，仍能保證殼體的強度和剛度，不會影響齒輪壽命，做到輕量化設計。
權利要求
1. 一種輕型車橋用主減速器殼體，其特徵在於在減速器殼體(1)上直接鑄造安裝前軸承(4)和後軸承(5)的前臺階(11)和後臺階(10)，減速器殼體(1)內帶有用於裝配前軸承(5 )和後軸承(4 )的前軸承孔(12 )和後軸承孔(9 )，前軸承(4 )和後軸承(5 )直接裝配在減速器殼體(1)上，主動錐齒輪(2)直接裝配在前軸承(4)和後軸承(5)的孔內；減速器殼體(1)的安裝面為不需安裝導向軸承的通孔的平面(16)；在裝配主動錐齒輪的前軸承(4) 和後軸承(5)及差速器軸承一(17)、差速器軸承二(18)的相應支撐位置，設計有實現對前軸承(4)和後軸承(5)及差速器軸承一(17)、差速器軸承二(18)的支撐的加強筋一(13)、 加強筋二(14)、加強筋三(15)。
全文摘要
一種輕型車橋用主減速器殼體，在減速器殼體上直接鑄造用於安裝軸承的臺階，軸承直接裝配在減速器殼體上，主動錐齒輪直接裝配在軸承孔內，減速器殼體的安裝面帶有通孔直接與橋殼連接，在裝配主動錐齒輪的前軸承和後軸承及差速器軸承的相應位置帶有加強筋。本發明可有效提高主動錐齒輪的嚙合精度；不採用導向軸承支撐主動錐齒輪，節省了空間，為齒輪的寬齒面設計提供了空間基礎，最終實現減速器的高動力密度的設計理念；通過支撐筋的合理布置和優化計算，減速器殼體的基本壁厚最小能夠達到4mm，同時不影響齒輪的壽命，實現了輕量化設計；經過臺架和道路實驗驗證，未出現軸承燒死和齒輪早期失效，滿足整車的匹配需要。
文檔編號F16H57/038GK102518785SQ20111045482
公開日2012年6月27日 申請日期2011年12月30日 優先權日2011年12月30日
發明者馮喜成, 劉志英, 唐建穎, 曹定礎, 朱銳, 謝鴻, 陳衛星, 陳永華, 陳輝 申請人:東風德納車橋有限公司