CN102734341A - 用于全轮驱动的整体式齿轮等速万向节 - Google Patents

用于全轮驱动的整体式齿轮等速万向节 Download PDF

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Abstract

本发明涉及用于全轮驱动的整体式齿轮等速万向节。传动装置将车辆传动/传递装置的主动齿轮连接到驱动一组车轮的传动轴，并且包括被动齿轮，该被动齿轮轴颈安装用于在外壳上转动并且具有与设在主动齿轮上的齿啮合的齿。该被动齿轮具有轴向延伸的圆柱形中心孔。附接到传动轴的轭具有延伸到该被动齿轮中心孔内的轴。环形内圈具有环绕该轭的中心孔、和外表面。设在内圈中心孔和轭上的配合花键联接内圈和轭用以转动。多个球位于内圈的外表面和被动齿轮的中心孔之间，每个球都坐落在设置在内圈外表面上的纵向延伸的第一凹槽内和设置在被动齿轮的中心孔上的纵向延伸的第二凹槽内。这些球在被动齿轮和内圈之间传递旋转扭矩并在第一和第二凹槽内轴向滚动以允许轭在被动齿轮和传动轴的高速转动期间在中心孔内的运动。

Description

用于全轮驱动的整体式齿轮等速万向节
本发明涉及一种机动车的全轮驱动系统，更具体地涉及一种整合到齿轮中的等速传动轴万向节。
背景技术
已知的是通过等速万向节连接旋转部件，等速万向节适应一个旋转部件相对于另一个的错位或运动。这种等速万向节通常包括附接于其中一个旋转件的内圈和附接于另一个旋转件的外圈。
希望提供一种在全轮驱动系统中的等速传动轴万向节，其将外圈整合到齿轮中从而获得制造的节省和改善性能。
发明内容
传动装置将车辆传动装置/传递装置的主动齿轮连接到驱动一组车轮的传动轴上，并且包括被动齿轮，该被动齿轮轴颈安装在外壳上以便旋转并且具有与设在主动齿轮上的齿相啮合的齿。被动齿轮具有轴向延伸的圆柱形中心孔。附接到传动轴上的轭具有伸入被动齿轮中心孔中的轴。环形内圈具有环绕轭的中心孔和外表面。设在内圈中心孔和轭上的配合花键联接内圈和轭用以转动。多个球位于内圈的外表面和被动齿轮的中心孔之间，每个球都坐落在设置于内圈外表面上的纵向延伸的第一凹槽内和设置于被动齿轮中心孔上的纵向延伸的第二凹槽内。这些球在被动齿轮和内圈之间传递旋转扭矩并在第一和第二凹槽内轴向滚动以允许轭在被动齿轮和传动轴的高速转动期间在中心孔内的运动。
本发明提供以下技术方案：
方案1. 一种传动装置，用于将车辆传动/传递装置的主动齿轮连接到驱动一组车轮的传动轴，该组合包括：
被动齿轮，轴颈地安装用于在外壳上转动并且具有与设在主动齿轮上的齿啮合的齿，所述被动齿轮具有轴向延伸的圆柱形中心孔；
轭，附接到传动轴并且具有延伸到该被动齿轮的中心孔中的轴；
环形内圈，具有环绕该轭的中心孔、和外表面；
配合的花键，设在该内圈和该轭上以将该内圈和该轭被联接用以转动；和
多个球，位于该内圈的外表面和该被动齿轮的中心孔之间，每个球都坐落在设在内圈外表面上的纵向延伸的第一凹槽和设在被动齿轮的中心孔上的纵向延伸的第二凹槽内，所述球在该被动齿轮和该内圈之间传递旋转扭矩以及所述球还在第一和第二凹槽内轴向地滚动以允许在被动齿轮和传动轴的高速转动期间该轭在中心孔内的运动。
方案2. 如方案1的传动装置，其特征在于，进一步包括所述花键安装内圈用于在该轭上的轴向滑动运动，以及挡圈在该轭和该内圈之间动作以便保持该内圈防止其在该轭上的轴向滑动。
方案3. 如方案1的传动装置，其特征在于设在内圈外表面上的所述第一凹槽是弯曲的。
方案4. 如方案1的传动装置，其特征在于设在被动齿轮的中心孔上的所述第二凹槽是直线的而没有弯曲。
方案5. 如方案1的传动装置，其特征在于该被动齿轮具有开口端和封闭该开口端的端盖。
方案6. 如方案1的传动装置，其特征在于进一步包括在该轭和该被动齿轮之间起作用的密封件。
方案7. 如方案6的传动装置，其特征在于，该密封件是卷动隔膜密封件并且具有安装在该被动齿轮上的外部部分和安装在该轭上的内部部分。
方案8. 一种传动装置，用于将车辆传动/传递装置的主动齿轮连接到驱动一组车轮的传动轴，该组合包括：
被动齿轮，轴颈地安装用于在外壳上转动并且具有与设在主动齿轮上的齿啮合的齿，所述被动齿轮具有轴向延伸的圆柱形中心孔和多个轴向延伸的直线槽；
轭，附接到传动轴并且具有延伸到该被动齿轮的中心孔中的轴；
环形内圈，具有环绕该轭的中心孔、和外表面，所述外表面具有多个轴向延伸的弯曲槽；
配合的花键，设在该内圈和该轭上以将该内圈和该轭被联接用以转动，并且该内圈能在该轭上轴向滑动；
挡圈，在该轭和该内圈之间动作以保持该内圈防止其在该轭上的轴向滑动；和
多个球，位于该内圈的外表面和该被动齿轮的中心孔之间，每个球都坐落在该内圈的弯曲槽和该被动齿轮的直线槽内，使得多个球在该被动齿轮和该内圈之间传递旋转扭矩并且所述球还在第一和第二凹槽内轴向滚动以允许在被动齿轮和传动轴的高速转动期间该轭在中心孔内的运动。
方案9. 如方案8的传动装置，其特征在于该被动齿轮具有开口端和封闭该开口端的端盖。
方案10. 如方案8的传动装置，其特征在于进一步包括在该轭和该被动齿轮之间起作用的密封件。
方案11. 如方案10的传动装置，其特征在于，该密封件是卷动隔膜密封件并且具有安装在该被动齿轮上的外部部分和安装在该轭上的内部部分。
方案12. 一种传动装置，用于将车辆传动/传递装置的主动齿轮连接到驱动一组车轮的传动轴，该组合包括：
被动齿轮，轴颈地安装用于在外壳上转动并且具有与设在主动齿轮上的齿啮合的齿，所述被动齿轮具有轴向延伸的圆柱形中心孔和多个位于该中心孔内轴向延伸的直线槽；
轭，附接到传动轴并且具有延伸到该被动齿轮的中心孔中的轴；
环形内圈，具有环绕该轭的中心孔、和外表面，所述外表面具有多个轴向延伸的弯曲槽；
配合的花键，设在该内圈和该轭上以将该内圈和该轭被联接用以转动，并且该内圈能在该轭上轴向滑动；
挡圈，在该轭和该内圈之间动作以保持该内圈防止其在该轭上的轴向滑动；和
多个球，位于该内圈的外表面和该被动齿轮的中心孔之间，每个球都坐落在该内圈的弯曲槽和该被动齿轮的直线槽内，使得多个球在该被动齿轮和该内圈之间传递旋转扭矩并且所述球还在第一和第二凹槽内轴向滚动以允许在被动齿轮和传动轴的高速转动期间该轭在中心孔内的运动；
端盖，封闭该被动齿轮的中心孔的一端；和
密封中心孔的另一端的卷动隔膜密封件，所述密封件具有安装在该被动齿轮上的外部部分和安装在该轭上的内部部分。
根据接下来给出的详细说明，本发明应用的其他领域将变得显而易见。应当理解，虽然显示出本发明的示例性实施例，但详细说明和特定实施例仅仅用于说明的目的而未限制本发明的范围。
附图说明
根据详细说明和附图，将会更充分地理解本发明，其中：
图1是平面图，示出通过等速万向节连接到传动轴上的车辆传动/传递装置。
图2是图1中标记为2的区域的放大图。
图3是图1中沿箭头3-3方向截取的横截面视图。
具体实施方式
特定示例实施例的下述描述在本质上仅仅是示例性的而未打算限制本发明、其应用或用途。
参考图1，为机动车提供全轮驱动系统。总的用10标示的车辆传动/传递装置由未示出的车辆发动机驱动。驱动轴16从传动/传递装置10延伸到驱动后轮20和22的后差速器18。传动轴26延伸到驱动前轮30和32的前差速器28。
等速万向节机构设置用来将传动轴26连接到传动/传递装置10。如图1所见，传动/传递装置10具有通过滚柱轴承组件36和38轴颈安装用以转动的主动齿轮34。被动齿轮44通过滚柱轴承组件48和50轴颈安装用于在外壳46内转动。主动齿轮34具有与被动齿轮44的齿56啮合的齿54，如图1和3所见。因此，主动齿轮34的转动将带动被动齿轮44转动。
正如图1中最佳可见，被动齿轮44包括带有齿56的中心部分58、通过滚柱轴承组件48安装在外壳46上的前轮毂部分62、和通过滚柱轴承组件50安装在外壳46上的后轮毂部分64。被动齿轮44具有中心孔68，该中心孔68轴向地延伸通过被动齿轮44的中心，包括其中心部分58、前轮毂部分62和后轮毂部分64。中心孔68在被动齿轮的转动中心处具有轴线70。
轭72附接到传动轴26上并在被动齿轮44的中心孔68内部延伸。尤其是，如图1所见，轭72具有轮毂端部74，该轮毂端部延伸到传动轴26的端部内并在焊点75处焊接至传动轴26。与轮毂端部74相对的，轭具有轴端76，轴端76带有形成在其上的花键78。环形的内圈80环绕轭72的轴端76并且具有与轭72的花键78啮合的花键82。这样，花键78和82的啮合使内圈80在轭72上滑动。最佳可见于图2中的开口式挡圈84坐落在分别设在轭72和内圈80上的凹部85和86内以将内圈80保持在轴72上的某一位置处，同时花键78和82将内圈80锁定到轭72上以便与其一起转动。
如图1和3所见，多个球88位于内圈80和被动齿轮44之间。尤其是，最佳如图3所见，内圈80具有在其外表面94上轴向延伸的弯曲槽92以使每一个球88就座并保持住每一个球88。此外，被动齿轮44的中心孔68具有纵向延伸槽98，该槽在被动齿轮44内部轴向延伸以使相应的球88就座并保持住相应的球88。被动齿轮44的这些槽98是直线型的，也就是说，槽98沿着槽98的长度都距中心孔68的轴线同样的距离。另外，球88通过环形形状的保持架102保持住并相对于彼此精确间隔开，该保持架在其中具有用于容纳球88的开口104。
在万向节装配期间，使内圈80通过挡圈84保持在其上并且使球88通过保持架102固定就位的轭72将被滑入被动齿轮44的中心孔68内。然后，冲压金属结构的端盖108被压到适当位置以密封中心孔68的端部。卷动隔膜密封件110设在轭72和被动齿轮44的前轮毂62之间。密封件110具有通过挡盖114附接到前轮毂62上的内部部分112和通过夹具116附接到轭72上的外部部分115。
在工作中，因为齿54和56相互啮合，主动齿轮44由传动/传递装置驱动的转动将转动被动齿轮44。因为球88被保持在被动齿轮44的槽98内，被动齿轮44的转动将转动球88。因为球被保持在内圈80的弯曲槽92内，球88的转动将转动内圈80。因为花键78和82将内圈80锁定到轭72上，内圈80的转动将转动轭72并向前差速器28提供动力。
传动/传递装置10通过柔顺的橡胶软垫安装到车身上并在车辆运行期间稍微相对于车身摇摆和振动，特别是在发动机和传动/传递装置承受扭矩时。虽然前差速器固定地安装在车身上，但是由于路况车身本身也经受少许挠曲。因此，将使轭72稍微如图1所示地左右颠簸。轭72的这种颠簸将通过球88在槽98内沿被动齿轮44的轴向地滑动而被允许。另外，这种动作和挠曲可引起轭72在被动齿轮44内的少许旋转运动或扭曲。可通过球88在槽98中移动的能力以及如下事实适应轭72的这种旋转运动或扭曲，该事实为弯曲槽92的弯曲形状会在球88上保持恒力使得不会在球88、被动齿轮44和内圈80之间出现松弛。
由此可见，本发明提供一种新的、改进的等速万向节，用于将车辆传动/传递装置连接到传动轴，将动力传递到前差速器。可以理解的是，上述附图和说明书的上述内容是本发明的示例，可以进行变化。例如，虽然在附图中图示了8个球，也可采用任何数目的球。

Claims (10)

1.一种传动装置，用于将车辆传动/传递装置的主动齿轮连接到驱动一组车轮的传动轴，该组合包括：
被动齿轮，轴颈地安装用于在外壳上转动并且具有与设在主动齿轮上的齿啮合的齿，所述被动齿轮具有轴向延伸的圆柱形中心孔；
轭，附接到传动轴并且具有延伸到该被动齿轮的中心孔中的轴；
环形内圈，具有环绕该轭的中心孔、和外表面；
配合的花键，设在该内圈和该轭上以将该内圈和该轭被联接用以转动；和
多个球，位于该内圈的外表面和该被动齿轮的中心孔之间，每个球都坐落在设在内圈外表面上的纵向延伸的第一凹槽和设在被动齿轮的中心孔上的纵向延伸的第二凹槽内，所述球在该被动齿轮和该内圈之间传递旋转扭矩以及所述球还在第一和第二凹槽内轴向地滚动以允许在被动齿轮和传动轴的高速转动期间该轭在中心孔内的运动。
2.如权利要求1的传动装置，其特征在于，进一步包括所述花键安装内圈用于在该轭上的轴向滑动运动，以及挡圈在该轭和该内圈之间动作以便保持该内圈防止其在该轭上的轴向滑动。
3.如权利要求1的传动装置，其特征在于设在内圈外表面上的所述第一凹槽是弯曲的。
4.如权利要求1的传动装置，其特征在于设在被动齿轮的中心孔上的所述第二凹槽是直线的而没有弯曲。
5.如权利要求1的传动装置，其特征在于该被动齿轮具有开口端和封闭该开口端的端盖。
6.如权利要求1的传动装置，其特征在于进一步包括在该轭和该被动齿轮之间起作用的密封件。
7.如权利要求6的传动装置，其特征在于，该密封件是卷动隔膜密封件并且具有安装在该被动齿轮上的外部部分和安装在该轭上的内部部分。
8.一种传动装置，用于将车辆传动/传递装置的主动齿轮连接到驱动一组车轮的传动轴，该组合包括：
被动齿轮，轴颈地安装用于在外壳上转动并且具有与设在主动齿轮上的齿啮合的齿，所述被动齿轮具有轴向延伸的圆柱形中心孔和多个轴向延伸的直线槽；
轭，附接到传动轴并且具有延伸到该被动齿轮的中心孔中的轴；
环形内圈，具有环绕该轭的中心孔、和外表面，所述外表面具有多个轴向延伸的弯曲槽；
配合的花键，设在该内圈和该轭上以将该内圈和该轭被联接用以转动，并且该内圈能在该轭上轴向滑动；
挡圈，在该轭和该内圈之间动作以保持该内圈防止其在该轭上的轴向滑动；和
多个球，位于该内圈的外表面和该被动齿轮的中心孔之间，每个球都坐落在该内圈的弯曲槽和该被动齿轮的直线槽内，使得多个球在该被动齿轮和该内圈之间传递旋转扭矩并且所述球还在第一和第二凹槽内轴向滚动以允许在被动齿轮和传动轴的高速转动期间该轭在中心孔内的运动。
9.如权利要求8的传动装置，其特征在于该被动齿轮具有开口端和封闭该开口端的端盖。
10.一种传动装置，用于将车辆传动/传递装置的主动齿轮连接到驱动一组车轮的传动轴，该组合包括：
被动齿轮，轴颈地安装用于在外壳上转动并且具有与设在主动齿轮上的齿啮合的齿，所述被动齿轮具有轴向延伸的圆柱形中心孔和多个位于该中心孔内轴向延伸的直线槽；
轭，附接到传动轴并且具有延伸到该被动齿轮的中心孔中的轴；
环形内圈，具有环绕该轭的中心孔、和外表面，所述外表面具有多个轴向延伸的弯曲槽；
配合的花键，设在该内圈和该轭上以将该内圈和该轭被联接用以转动，并且该内圈能在该轭上轴向滑动；
挡圈，在该轭和该内圈之间动作以保持该内圈防止其在该轭上的轴向滑动；和
多个球，位于该内圈的外表面和该被动齿轮的中心孔之间，每个球都坐落在该内圈的弯曲槽和该被动齿轮的直线槽内，使得多个球在该被动齿轮和该内圈之间传递旋转扭矩并且所述球还在第一和第二凹槽内轴向滚动以允许在被动齿轮和传动轴的高速转动期间该轭在中心孔内的运动；
端盖，封闭该被动齿轮的中心孔的一端；和
密封中心孔的另一端的卷动隔膜密封件，所述密封件具有安装在该被动齿轮上的外部部分和安装在该轭上的内部部分。
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