具有可伸缩中间轴的等速传动轴制造技术

本发明专利技术涉及汽车或者其他机械传动设备的前后轮传动轴，特别涉及一种汽车用前轮驱动轴的中间轴结构。目的在于提供一种具备良好润滑条件、中间轴滑移性能优良的具有可伸缩中间轴的等速传动轴。一种具有可伸缩中间轴的等速传动轴，具有驱动轮端中心固定型等速万向节、变速箱端中心固定型等速万向节和中间轴，上述中间轴包括中间轴套、中间轴芯、保持架和滚动件，中间轴套与中间轴芯套接，且中间轴套的内表面周向和中间轴芯的外表面周向平均分布互相配合的沟道，上述滚动件位于中间轴套与中间轴芯之间的沟道内，且由保持架固定滚动件之间的相互位置。本发明专利技术中间轴由中间轴套、中间轴芯、保持架和滚动件组成，具有优越的传动性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及汽车或者其他机械传动设备的前后轮传动轴，特别涉及一种汽车用前 轮驱动轴的中间轴结构。
技术介绍
汽车传动轴的设计经过很长时间的摸索改进，并且各种传动结构类型程度不同的 存在现实车辆设计生产中。如图1所示，大量汽车驱动轮的等速传动轴一般由驱动轮端的中心固定型等速万 向节10、变速箱端的中心移动型等速万向节20’和中间轴30’组成。中心固定型等速万向 节10有两种结构，分别是BJ型和UJ型。如图2、图2-1所示，BJ型的中心固定型等速万 向节具有钟形外套11、钢球12、星形套13和保持架14，且其具有圆环形的沟道15，UJ型的 中心固定型等速万向节的沟道是由两段组成，一段为圆环形沟道15，另一段为圆柱形沟道 16，而且之间是相切连接的。BJ型和UJ型外套连接端连接方式多样，有外花键式、内花键 式、法兰式或者铁饼式。目前大多数生产厂家采用BJ型结构，因为BJ型结构比UJ型结构 加工方便，但UJ型的摆动角度比BJ型大5度，可以达到51度左右。目前没有特殊要求摆 动角度的汽车多采用BJ型结构。如图3、图3-1和图3-2所示，中心移动型万向节的结构有 许多种，其中TJ型(如图3所示)具有滑套21’和三叉轴承25’，VJ型(如图3-1所示) 具有滑套21’、钢球22’、保持架23’和星形套24’，D0J型(如图3_2所示)具有滑套21’、 钢球22’、保持架23’和星形套24’。TJ型和D0J型的滑套连接端连接方式都有外花键式、 法兰式或者内花键式，VJ型有外花键式或者铁饼式。图1的中间轴30’有空心轴杆和实心 轴杆两种，空心轴杆比实心轴杆具有更好的抗振性。上述图1所示结构存在如下问题1)等速传动轴输入角偏小等速传动轴的变速箱端采用的万向节是中心移动型等速万向节，中心移动型万向 节的偏摆角度小，造成整个传动轴输入角偏小。如图4所示等速传动轴为BJ型+D0J型，该 种型号的传动轴偏摆角度已经是采用中心移动型等速万向节的传动轴中最大的，但由于结 构所限，摆角不能超过25度，而其他采用TJ型或者VJ型中心移动型等速万向节的传动轴 最大偏摆角仅为23度和15度。如图5所示，变速箱100和两侧轮胎200之间由传动轴300连接驱动，传动轴的输 入角为传动轴与水平线之间夹角，传动轴变速箱端万向节动力输出受力中心到变速箱距离 d，变速箱离地高度h。可以推知，当两侧轮胎间距固定时，传动轴输入角a越大，变速箱离 地高度h的值可以越大，意味着车辆可以有较高的地盘，具有更优良的越野性能，目前许多 SUV汽车，特别是许多运动型车辆(如ATV、UTV)都有此需求。2)周向传动间隙大周向间隙主要是由中心移动型等速万向节上造成的，由于中心移动型万向节它既 要满足偏摆，又要满足移动，它就造成制造的难度加大，外套的型腔都由冷挤压成型，不再进行机加工；由于直径大，壁薄，厚度不均勻，在热处理过程中产生变形，造成与内部零件的 配合间隙大，目前一般间隙都在0. 1 0. 2mm左右。间隙小了，就容易卡死，移动不灵活；移 动灵活了，间隙又大了。这就造成汽车起步时传动轴有空行程，明显感觉到轮胎滞后于变速 箱的传动，而且能听到因间隙造成撞击声。3)抗震性差、变速箱端受弯矩力作用大由于中心移动型等速万向节的间隙大，传动轴的使用过程中，中间轴杆靠移动端 那头，容易产生抖动或震动；而且传动轴在传递扭矩时，对移动端外壳虽然一周受力均勻， 但受力面不垂直于变速箱输出轴心线，受力的每一点到变速箱端距离不一样，对变速箱端 产生弯矩也不一样，各受力点会对变速箱端产生一个弯矩差，随着受力中心向外移动，弯矩 差越来越大，最终影响变速箱寿命。目前已经出现了用中心固定型等速万向节替代中心移动型等速万向节的传动轴， 把原来中心移动型等速万向节完成的轴向移动功能设计到中间轴上实现，但是由于对中间 轴的设计考虑不周，中间轴滑移效果较差，导致了实际上传动轴企业仍然大量采用中心移 动型等速万向节的现象。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种具备良好润滑条件、中间轴滑移性能优良的具有可伸 缩中间轴的等速传动轴。本专利技术技术方案如下本专利技术是把中心移动型等速万向节设计成中心固定型等速万向节，把伸缩部分设 计到中间轴内部。中间轴由中间轴套、中间轴芯、保持架和滚动件组成，通过滚动件在轴套 和轴芯的沟道内滚动，来实现传动轴的伸缩，具有优越的传动性能。一种具有可伸缩中间轴的等速传动轴，具有驱动轮端中心固定型等速万向节、变 速箱端中心固定型等速万向节和中间轴，上述中间轴包括中间轴套、中间轴芯、保持架和滚 动件，中间轴套与中间轴芯套接，且中间轴套的内表面周向和中间轴芯的外表面周向平均 分布互相配合的沟道，上述滚动件位于中间轴套与中间轴芯之间的沟道内，且由保持架固 定滚动件之间的相互位置。上述驱动轮端和变速箱端的中心固定型等速万向节与中间轴连接部都设有防尘 套，且中间轴的中间轴套开口端位于防尘套内。上述中间轴套内腔与中间轴芯截面呈圆周形，且滚动件为钢球。上述中间轴套外径D1、中间轴芯外径D、中间轴套、轴芯圆周方向沟道数M、圆周方 向钢球球心所在位置中心圆直径DO、钢球直径d、轴向钢球之间球心距L和一个沟道内的钢 球数N相互之间存在如下关系d =1/7 1/6D1L =1. 3 1. 6dM =6 10DO ==4 --5dD =0. 6 0. 7D1N =5 8上述沟道的横截面采用双圆弧或者单圆弧。上述中间轴套内腔与中间轴芯截面为正多边形，滚动件为滚针。本专利技术具有如下优点输入角度大由于两端都采用中心固定型等速万向节，所以两端都具有大摆角的性能，本专利技术 的传动轴输入角度理论上可以达到46°，实际考虑到转向原因，最大输入角度能达到37° 左右，完全适合目前所有车辆所需的输入角度。伸缩量大本专利技术中间轴杆轴向空间大，伸缩量比原来的传动轴大大增加；而且本专利技术的传 动轴变速箱端的等速万向节中心不变，移动量不会对外壳产生干涉，中间轴的伸缩量不会 影响轴杆和外壳之间的关系，伸缩量只要轴杆长度的允许，可以做的很大足够适合各种车 辆的使用要求。c)振动小由于本专利技术两端都采用配合间隙非常小的中心固定型等速万向节，中间轴套，中 间轴芯和滚动件又采用小过盈配合，使传动轴使用过程中传动平稳，无抖动。d)伸缩力小本专利技术采用直线滚动导轨原理，在油脂润滑条件下，伸缩过程中，滚动件做滚动运 动而无相对滑动，因此阻力非常小。附图说明图1为采用中心移动型等速万向节的传动轴剖面示意图。 图2为UJ型中心固定型等速万向节的剖面示意图。 图2-1为BJ型中心固定型等速万向节的剖面示意图。 图3为TJ型中心移动型等速万向节的剖面示意图。 图3-1为VJ型中心移动型等速万向节的剖面示意图。 图3-2为D0J型中心移动型等速万向节的剖面示意图。 图4为图1所示传动轴输入最大角示意图。 图5为汽车轮胎和变速箱位置示意图。 图6为本专利技术传动轴剖面示意图。 图6-1为图6中B处放大示意图。 图6-2为图6中A-A向中间轴部分剖视图。 图7为图6所示传动轴输入最大角示意图。 图8为采用法兰连接方式的本专利技术传动轴剖面示意图。 图8-1为采用铁饼连接方式的本专利技术传动轴剖面示意图。 图8-2为采用内花键连接方式的本专利技术传动轴剖面示意图。 图9为本专利技术另一实施例本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有可伸缩中间轴的等速传动轴，具有驱动轮端中心固定型等速万向节（１０）、变速箱端中心固定型等速万向节（２０）和中间轴（３０），其特征在于：上述中间轴（３０）包括中间轴套（３１）、中间轴芯（３３）、保持架（３４）和滚动件（３２），中间轴套（３１）与中间轴芯（３３）套接，且中间轴套的内表面周向和中间轴芯的外表面周向平均分布互相配合的沟道，上述滚动件（３２）位于中间轴套与中间轴芯之间的沟道内，且由保持架（３４）固定滚动件之间的相互位置。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王玉南，
申请(专利权)人：常州超宇机械制造有限公司，
类型：发明
国别省市：32[中国|江苏]