旋轉(zhuǎn)軸聯(lián)軸器的制作方法

文檔序號：11888961閱讀：356來源：國知局

本發(fā)明涉及用于旋轉(zhuǎn)軸、特別是車輛的傳動軸的聯(lián)軸器。

背景技術：

典型的機動車輛比如汽車可以在距驅(qū)動橋一定距離處具有內(nèi)燃發(fā)動機。傳動軸通常經(jīng)由多級變速器將扭矩從發(fā)動機傳遞至驅(qū)動橋。在最常見的布置中，變速器與發(fā)動機成一體，但是變速器可以替代性地與驅(qū)動橋成一體。

傳動軸通常是1m至2.5m長并且可以包括朝向傳動軸的中心的一個或更多個支承軸承。當車輛具有若干個驅(qū)動橋時，可以針對所述若干個驅(qū)動橋中的每個驅(qū)動橋設置傳動軸。

傳動軸在旨在以一定速度轉(zhuǎn)動的情況下應當是旋轉(zhuǎn)地平衡的，與在車輛中的情況一樣。通常在車輛中，傳動軸必須設計成以發(fā)動機速度旋轉(zhuǎn)而不具有顯著的非平衡的力。不平衡對于車輛駕駛員和車輛乘員來說可能是明顯的，并且不平衡除了減少與車輛結(jié)構(gòu)和傳動系相關聯(lián)的軸承的壽命以外，還可以引起車輛結(jié)構(gòu)和傳動系中的噪音和振動。

盡管傳動軸可以具有令人滿意的旋轉(zhuǎn)平衡，但是還需要保證傳動軸的端部聯(lián)軸器允許與輸入驅(qū)動構(gòu)件和輸出驅(qū)動構(gòu)件進行同軸連接。由于非同軸連接而引起的跳動可以導致顯著的非平衡力的產(chǎn)生。

一種常規(guī)的連接提供了具有凸緣的傳動軸，該凸緣安裝成用于連接至輸入構(gòu)件(例如，變速器輸出軸)和/或輸出構(gòu)件(例如，驅(qū)動橋的輸入軸)的對應凸緣。簡單的凸緣連接提供了軸向地和徑向地固定，但是并未消除聯(lián)軸器處跳動的可能性，并且因此是不平衡的。

替代方案是使用外/內(nèi)花鍵連接來傳遞扭矩。這種布置通常具有較小的徑向尺寸，并且因此較不容易產(chǎn)生非平衡力；然而，需要抵抗相對軸向移動的固定方式。此外，需要小的徑向間隙以有利于花鍵連接的組裝，使得聯(lián)軸器處跳動的可能性沒有被完全消除。

在改進方案中，可以設置筒套式夾緊裝置來軸向地固定花鍵連接，同時使傳動軸與相鄰的驅(qū)動構(gòu)件/從動構(gòu)件集中。

所需要的是具有消除跳動的能力同時在聯(lián)軸器處確保容易地組裝和拆卸的形狀配合的固定的連接。

技術實現(xiàn)要素：

根據(jù)本發(fā)明的方面，提供了一種旋轉(zhuǎn)軸聯(lián)軸器，該旋轉(zhuǎn)軸聯(lián)軸器包括能夠在旋轉(zhuǎn)軸線上插入到陰部件中的陽部件，陽部件和陰部件具有對應的非圓形結(jié)構(gòu)部以適于在陽部件與陰部件之間傳遞扭矩，該陽部件具有在該陽部件上能夠繞所述軸線旋轉(zhuǎn)的夾緊螺母，該夾緊螺母位于所述陽部件的非圓形結(jié)構(gòu)部的遠端，具有用于與所述陰部件的外螺紋接合的內(nèi)螺紋并且通過所述聯(lián)軸器的徑向部件保持在所述陽部件上，其中，所述陽部件和所述陰部件包括適于在沒有徑向間隙的情況下接合的相應的圓形區(qū)域，所述陽部件的圓形區(qū)域鄰近所述陽部件的非圓形結(jié)構(gòu)部并且通過所述夾緊螺母的擰入而與陰部件的圓形區(qū)域接合。

可以提供一種旋轉(zhuǎn)軸聯(lián)軸器，該旋轉(zhuǎn)軸聯(lián)軸器包括能夠在旋轉(zhuǎn)軸線上插入到陰部件中的陽部件，陽部件和陰部件具有對應的非圓形結(jié)構(gòu)部以適于在陽部件與陰部件之間傳遞扭矩，該陽部件具有在該陽部件上能夠繞所述軸線旋轉(zhuǎn)的夾緊螺母，該夾緊螺母位于所述陽部件的非圓形結(jié)構(gòu)部的遠端，具有用于與所述陰部件的外螺紋接合的內(nèi)螺紋并且通過所述聯(lián)軸器的徑向部件保持在所述陽部件上，其中，所述陽部件和所述陰部件包括適于在沒有徑向間隙的情況下接合的相應的圓形區(qū)域。在實施方式中，所述陽部件的圓形區(qū)域可以鄰近所述陽部件的非圓形結(jié)構(gòu)部。在實施方式中，所述陽部件的圓形區(qū)域可以鄰近所述陽部件的非圓形結(jié)構(gòu)部并且能夠與所述陰部件的圓形區(qū)域接合。

內(nèi)圓形區(qū)域與外圓形區(qū)域可以滑動配合，但是其優(yōu)選的是過盈配合。

在該布置中，夾緊螺母的逐漸擰緊確保了圓形區(qū)域在足夠的軸向長度上的逐漸接合，其中，對于直徑在15至40mm范圍內(nèi)的陽部件來說，該軸向長度可以在3至8mm的范圍內(nèi)。

應該理解的是，陽部件和陰部件的直徑部可以通過機床進行機加工，并且因此可以保證相對于旋轉(zhuǎn)軸線的同心度。過盈配合確保消除聯(lián)軸器處的跳動，并且允許聯(lián)軸器的扭矩傳遞功能與保持同心度的功能分離。

因此，本發(fā)明的聯(lián)軸器減小了具有非平衡力的傾向，這產(chǎn)生了來自傳動系的減小噪音并延長了軸承壽命。當應用至車輛傳動系時，本發(fā)明的聯(lián)軸器不太可能具有對駕駛員和乘客明顯的影響。消除了凸緣聯(lián)軸器，并且因此消除了與凸緣聯(lián)軸器相關聯(lián)的任何跳動的風險。所述圓形區(qū)域的滑動配合或過盈配合確保不需要夾緊螺母來有助于保持同心度。

在一個實施方式中，該聯(lián)軸器的徑向部件是簧環(huán)，該簧環(huán)適于與陽部件和陰部件中的一者或夾緊螺母彈性地保持并且通過彈性變形與陽部件和陰部件中的另一者或夾緊螺母接合?？梢允褂萌魏芜m當類型的簧環(huán)，例如具有圓形截面、矩形截面或帶圓角的矩形截面的簧環(huán)。

通常，簧環(huán)保持在陽部件與夾緊螺母的對應凹部中，并且這些凹部可以包括圓形凹槽。夾緊螺母的口部和/或陽部件的稍部可以是倒角的或圓角的以促進簧環(huán)在相對插入運動時的彈性變形。

所述圓形區(qū)域可以設置在非圓形結(jié)構(gòu)部的一側(cè)或另一側(cè)上或者可以設置在非圓形結(jié)構(gòu)部的兩側(cè)上。在本發(fā)明的實施方式中，在陽部件的非圓形結(jié)構(gòu)部的遠端側(cè)設置有單個圓形區(qū)域。在一個實施方式中，非圓形結(jié)構(gòu)部是花鍵，并且這些花鍵在陽部件和陰部件上的軸向范圍是大致相同的。

在另一實施方式中，在陽部件的非圓形結(jié)構(gòu)部的兩側(cè)上設置有圓形區(qū)域，并且在陰部件中設置有對應的圓形區(qū)域。

本發(fā)明通常適于車輛的連接至驅(qū)動橋的傳動軸。

根據(jù)本發(fā)明的方面，提供了一種對上述旋轉(zhuǎn)軸聯(lián)軸器進行組裝的方法，該方法包括：將陽部件插入到陰部件中以使所述非圓形結(jié)構(gòu)部接合，使陽部件的圓形區(qū)域與陰部件的圓形區(qū)域接合，以及擰上所述夾緊螺母以使所述圓形區(qū)域處于完全周向接合中。

可以提供一種對上述旋轉(zhuǎn)軸聯(lián)軸器進行組裝的方法，該方法：包括將陽部件插入到陰部件中以使所述非圓形結(jié)構(gòu)部接合，使陽部件的圓形區(qū)域與陰部件的圓形區(qū)域接合，以及擰上所述夾緊螺母以使所述圓形區(qū)域進一步接合、過盈配合接合、滑動配合接合或軸向抵接接合中。

該方法可以包括使陽部件的圓形過盈區(qū)域抵接陰部件的圓形過盈區(qū)域，以及擰上夾緊螺母以使所述圓形過盈區(qū)域處于周向接合中。

該方法還可以包括通過下述步驟拆卸所述旋轉(zhuǎn)軸聯(lián)軸器：擰開所述夾緊螺母以使所述圓形區(qū)域脫離周向接合，并且從所述陰部件中退出所述陽部件。夾緊螺母可以被擰開以使相應的圓形過盈區(qū)域分離。

本發(fā)明的一些方面通過所附權(quán)利要求將變得明顯。

在本申請的范圍內(nèi)，顯然需要說明的是，在前述段落中、在權(quán)利要求中和/或在下列描述和附圖中陳述的各個方面、實施方式、示例以及替代物、特別是其各個特征可以被獨立地采用或以任意組合的方式采用。即，所有實施方式和/或任意實施方式的特征能夠被以任意方式和/或組合方式被組合，除非這些特征不相容。申請人保留改變?nèi)我庠继峤坏臋?quán)利要求或相應地提交任意新的權(quán)利要求的權(quán)利，這包括修改任意原始提交的權(quán)利要求以從屬于任何其他權(quán)利要求和/或包括任何其他權(quán)利要求的任何特征的權(quán)利，盡管其最初未以那種方式要求保護。

附圖說明

現(xiàn)在將參照附圖僅通過示例的方式來描述本發(fā)明的一個或更多個實施方式，在附圖中：

圖1是根據(jù)本發(fā)明的接頭組件的分解圖。

圖2示出了圖1的接頭處于組裝狀態(tài)下。

圖3是示出了本發(fā)明的替代性實施方式的一部分的局部放大截面。

具體實施方式

參照附圖，旋轉(zhuǎn)接頭組件10包括陰部件11和陽部件12并且具有旋轉(zhuǎn)軸線13。陰部件11包括內(nèi)花鍵14，該內(nèi)花鍵14用于與陽部件12的外花鍵15滑動接合，從而繞軸線13傳遞扭矩。

環(huán)形夾緊螺母16具有內(nèi)螺紋17，該內(nèi)螺紋17用于與陰部件11的外部上的鄰近花鍵14的口部的外螺紋18接合。在未組裝的狀態(tài)下，夾緊螺母16是松開的，如所示出的。

螺母16的貫穿通道是臺階狀的，以在內(nèi)螺紋17的基部處提供肩部19，并且小直徑部21定尺寸成以小間隙接納陽部件12。小直徑部21的口部具有倒角22，以便于在使用中插入陽部件12。

鄰近肩部19設置有用以容置將在下面描述的鎖定環(huán)或簧環(huán)的圓形凹部20。

陽部件12包括前部23，前部23包括小于外花鍵15的外徑的平坦直徑，陽部件12包括在花鍵15的內(nèi)(遠)端部處的第二平坦直徑24，第二平坦直徑24等于或大于花鍵15的外徑。在陰部件上，在內(nèi)花鍵14的軸向兩端處設置有對應的內(nèi)徑25、26。這些協(xié)同操作的部分23、25和24、26在使用中過盈配合，如將要說明的；在替代性實施方式中，這些協(xié)同操作的部分可以滑動配合。

在平坦直徑24的遠端，在陽部件12的外徑部上設置有兩個圓形凹槽。最接近外部花鍵15的第一凹槽27定尺寸及定形狀成接納已知類型的有點類似于活塞環(huán)的簧環(huán)28?；森h(huán)28卡扣配合在第一凹槽27中并且定尺寸成進入螺母16的圓形凹部20。第二凹槽29保持常規(guī)類型的彈性O形環(huán)30。

圖1中還示出了常規(guī)底切31、32、33和常規(guī)中心鉆孔34，其中，常規(guī)底切31、32、33用以避免相鄰徑向面處的帶圓角邊緣，常規(guī)中心鉆孔34在陽部件12的機加工期間使用。

接頭組件10的一種連接方法是首先將夾緊螺母16擰到陰部件11上僅一圈或兩圈。接著將陽部件12穿過螺母16推入到陰部件11中以使花鍵14、15接合。

倒角22接合簧環(huán)28并且減小了簧環(huán)28的直徑，以允許簧環(huán)28在陽部件12進一步進入到陰部件中時到達凹部20。當簧環(huán)28到達凹部20時，簧環(huán)28膨脹，使得螺母保持在陽部件12上。O形環(huán)30進入夾緊螺母16的對應孔，以提供抵抗水分和其他污染物侵入的密封，并且保持聯(lián)軸器內(nèi)的潤滑劑。

陽部件12繼續(xù)插入，直到部分23與25以及24與26大致抵接但不軸向接合為止。在這個階段，夾緊螺母16的肩部19應該處于距陰部件11的口部的距離比平坦部分23、24的軸向長度略微更大處。

接下來，夾緊螺母16被完全擰到陰部件11上，并且在這樣做時，平坦直徑部23、24與對應的內(nèi)徑25、26進入過盈配合。這種狀態(tài)在圖2中示出，其中，肩部19接合陰部件11的口部。借助于23與25以及24與26處的過盈配合，陽部件12關于準確的中心線13組裝而沒有徑向游隙的可能性。扭矩能夠經(jīng)由花鍵14、15從陽部件傳遞至陰部件或者從陰部件傳遞至陽部件。

應該理解的是，根據(jù)適于生產(chǎn)花鍵14的制造方法，內(nèi)徑25、26可以是連續(xù)的或不連續(xù)的；如果是不連續(xù)的，則內(nèi)徑25、26的接合長度選定成確保適當?shù)倪^盈配合。還應該指出的是，簧環(huán)28可以布置成在軸向載荷作用下抵靠陰部件的口部，以避免在擰緊螺母16之后相對軸向運動的可能性。

圖1和圖2中示出的實施方式適于在車輛的傳動軸的驅(qū)動聯(lián)軸器中使用，特別適用于傳動軸與驅(qū)動橋之間的連接。盡管陽部件和陰部件可以反過來布置，但示出的布置包括附接至陰部件11或形成陰部件11的一部分的傳動軸41以及具有包括陽部件12的短軸42的最終傳動小齒輪。圖1和圖2還示出了小齒輪螺母43，該小齒輪螺母43圍繞短軸42并且螺紋連接至短軸42；該螺母在使用中接合橋殼并且用于以已知的方式對短軸軸承進行預加載。小齒輪螺母43本身不構(gòu)成本發(fā)明的一部分，只是它可以用在以下的拆卸技術中。

如上面所指出的，陽部件12和陰部件11通過擰上螺母16而以過盈配合的方式相互接合；組裝狀態(tài)在圖2中示出，并且小齒輪螺母43被示出為處于擰緊位置，在該擰緊位置中，向右側(cè)施加預載荷，如所觀察到的。在該組裝狀態(tài)下，短軸42與小齒輪螺母43的相對軸向位置是固定的。

如果現(xiàn)在將夾緊螺母16旋松(如圖2中所觀察到的向右)，則夾緊螺母16將從陰部件11退出，直到與小齒輪螺母43抵接為止。進一步旋松將導致陰部件11被向左推壓，如所觀察到的，這是因為夾緊螺母16的相對向右移動被阻礙。通過這種方式，陰部件11可以從陽部件12順利地退出，直到部分23與25以及24與26之間的過盈配合被釋放為止，從而允許傳動軸從驅(qū)動橋釋放。小齒輪螺母43構(gòu)成陽部件12的徑向延伸的肩部。

為了重新組裝，陰部件11和陽部件12接合，同時擰上夾緊螺母16，并且獲得過盈配合，如先前所描述的。

螺母16、43的類型不重要，但是可以具有外部六邊形形狀或其他常規(guī)形狀。替代性地，螺母可以適于銷子或C扳手。

在上述實施方式中，圓形凹部20是敞開的。在替代方案中，可以在夾緊螺母16a中設置簧環(huán)凹槽44(圖3)，以用于與簧環(huán)28a卡扣配合地接合；在本實施方式中，夾緊螺母保持在陽部件12上并且可以用于相對于陰部件11沿兩個軸向方向進行相對運動。夾緊螺母16的擰入如先前所述，但是夾緊螺母16的擰出不需要與小齒輪螺母43抵接(或者其他固定的抵接)；擰出簡單地借助于凹槽44將陽部件和陰部件分離?；森h(huán)還可以保持在夾緊螺母16a中并且在簧環(huán)與陽部件12的凹槽軸向接合時卡扣配合到陽部件12的凹槽中。

外/內(nèi)花鍵的連接便于傳遞扭矩，但是也可以是其他布置，包括例如平行鍵或半圓鍵。

陽部件和陰部件通過在中心之間進行機加工而生產(chǎn)，使得能夠保證圓形部分23、25、24、26的同心度。

當陽部件12和陰部件11如上述實施方式中所示接合時，提供過盈配合的圓形部分位于花鍵14、15的近端部23、25和遠端部24、26處。在兩個軸向分離的位置處提供過盈配合使陽部件相對于陰部件有效地居中并且將陽部件相對于陰部件緊固，從而顯著地減小了跳動。盡管可以形成具有僅一個過盈配合區(qū)域的類似有效的連接，但是使陽部件相對于陰部件充分地居中并且將陽部件相對于陰部件緊固所需的過盈配合的總長度通過提供兩個軸向分離的區(qū)域而減小，這將導致組裝及拆卸聯(lián)軸器所需的力的相應增大。因此，可以在兩個軸向分離位置處提供的配合的緊密性可以大于對于單個相對較長的過盈區(qū)域而言實際上獲得的配合的緊密性。因此，提供兩個軸向分離的過盈配合區(qū)域改善了組裝的容易度，減小了聯(lián)軸器所需的包裝空間，并且還減小了跳動。

在所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)設想了本發(fā)明的改型和替代方案。

本發(fā)明的方面通過以下帶編號的條款將變得明顯。

1.一種旋轉(zhuǎn)軸聯(lián)軸器，包括能夠在旋轉(zhuǎn)軸線上插入到陰部件中的陽部件，所述陽部件和所述陰部件具有對應的非圓形結(jié)構(gòu)部，以適于在所述陽部件與所述陰部件之間傳遞扭矩，所述陽部件具有在所述陽部件上能夠繞所述軸線旋轉(zhuǎn)的夾緊螺母，所述夾緊螺母位于所述陽部件的非圓形結(jié)構(gòu)部的遠端，具有用于與所述陰部件的外螺紋接合的內(nèi)螺紋，并且通過所述聯(lián)軸器的徑向部件被保持在所述陽部件上，

其中，所述陽部件和所述陰部件包括適于在沒有徑向間隙的情況下接合的相應的圓形區(qū)域，所述陽部件的圓形區(qū)域鄰近所述陽部件的非圓形結(jié)構(gòu)部并且能夠通過所述夾緊螺母的擰入而與所述陰部件的圓形區(qū)域接合。

2.根據(jù)方面1所述的聯(lián)軸器，其中，所述徑向部件包括簧環(huán)，并且所述夾緊螺母和所述陽部件具有用于與所述簧環(huán)接合的相應的凹部。

3.根據(jù)方面2所述的聯(lián)軸器，其中，所述陽部件的所述凹部是凹槽。

4.根據(jù)方面2所述的聯(lián)軸器，其中，所述夾緊螺母的所述凹部是凹槽。

5.根據(jù)方面2所述的聯(lián)軸器，其中，所述簧環(huán)能夠徑向地膨脹而高于所述陽部件的所述非圓形結(jié)構(gòu)部。

6.根據(jù)方面2所述的聯(lián)軸器，其中，所述簧環(huán)能夠被徑向地壓縮到所述夾緊螺母的所述凹部中。

7.根據(jù)方面1所述的聯(lián)軸器，其中，所述非圓形結(jié)構(gòu)部包括花鍵。

8.根據(jù)方面1所述的聯(lián)軸器，其中，所述圓形區(qū)域是過盈配合。

9.根據(jù)方面8所述的聯(lián)軸器，所述聯(lián)軸器在所述陽部件的非圓形結(jié)構(gòu)部的每個端部處具有圓形區(qū)域。

10.根據(jù)方面9所述的聯(lián)軸器，所述聯(lián)軸器在所述陰部件的非圓形結(jié)構(gòu)部的每個端部處具有圓形的過盈區(qū)域。

11.根據(jù)方面8所述的聯(lián)軸器，其中，所述陽部件在所述陽部件的非圓形結(jié)構(gòu)部的遠端具有圓形的過盈區(qū)域。

12.根據(jù)方面8所述的聯(lián)軸器，其中，所述陽部件在所述花鍵的近端處具有所述圓形過盈區(qū)域，所述區(qū)域大致為所述花鍵的齒根直徑部。