CN103174761B - 一种汽车传动轴碰撞溃缩结构 - Google Patents

Abstract

一种汽车传动轴碰撞溃缩结构，用于避免或降低碰撞事故对乘员及车辆造成的伤害。它包括花键轴叉、花键套、卡簧、压缩弹簧和轴管，所述花键轴叉与花键套组成花键副，在花键轴叉和花键套之间安装卡簧，所述花键套嵌装在轴管内侧，所述轴管内置压缩弹簧。本发明结构简单，布置紧凑，不仅能充分吸收汽车的碰撞能量、保护乘员及车辆的安全，而且能够在设计强度范围内自动复原、循环利用，提升了车辆的安全性和经济性。

Description

一种汽车传动轴碰撞溃缩结构

技术领域

本发明涉及一种汽车传动轴，尤其是一种汽车传动轴的碰撞溃缩结构，属于汽车技术领域。

背景技术

在发动机前置、后轮驱动的汽车上，中间传动轴是动力传递的主要部件，它连接在变速器和驱动桥之间。为防止车辆发生碰撞时传动轴弯折，穿入车内或拖地对乘员及周边零部件造成伤害，在汽车的传动轴上都设有碰撞溃缩结构。

现有的汽车传动轴碰撞溃缩结构一般采用一次性吸收能量方式，例如申请号为CN2681938Y的中国专利公开了“一种汽车传动轴总成”,该汽车传动轴总成中的传动轴管焊接合件设有一溃缩花键安全装置。该溃缩花键安全装置包括花键轴叉、花键套、密封圈以及安全连接件,花键轴叉和花键套组成花键副。安全连接件可以是安全销,或非金属安全挡圈,或金属安全挡圈。通过安全连接件将花键轴叉和花键套连接成花键副整体。该汽车传动轴虽然在汽车受到正面碰撞产生超常的轴向冲击载荷时,安全销和非金属安全挡圈可以被切断,金属安全挡圈可以被压入相应的安全挡圈槽,使花键副产生溃缩,冲击能量被吸收,避免或减轻了乘员的伤亡，但其溃缩后无法复原，需要对损坏零部件进行更换或维修，增加了车辆的维修费用。

公开号为CN1748093A的中国专利公开了一种多件式传动轴，该多件式传动轴包括第一（前）段和第二（后）段。第一段包括呈滑动花键形式的第一碰撞结构。第二段包括呈可溃缩恒速接头形式的第二碰撞结构。该多件式传动轴能够在预定负载下按预定时间溃缩，以便在机动车发生碰撞事故时吸收碰撞能量，但其结构复杂，制造及装配工艺控制要求比较高，增加了车辆成本。

另外，现有的汽车传动轴碰撞溃缩结构中的轴管为通体圆柱套筒结构，紧固装配过程中难以加载扭转力矩，影响了整车生产的节拍。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术之弊端，提供一种结构简单、布置紧凑，既能充分吸收碰撞能量、保护乘员及车辆安全，又能自动复原、循环利用的汽车传动轴碰撞溃缩结构。

本发明所述问题是以下述技术方案实现的：

一种汽车传动轴碰撞溃缩结构，它包括花键轴叉、花键套、卡簧、压缩弹簧和轴管，所述花键轴叉与花键套组成花键副，在花键轴叉和花键套之间安装卡簧，所述花键套嵌装在轴管内侧，所述轴管内置压缩弹簧。

上述汽车传动轴碰撞溃缩结构，所述卡簧是由钢丝冷弯成型的开口环结构。

上述汽车传动轴碰撞溃缩结构，所述花键轴叉外壁设置外花键齿，在花键轴叉外壁两端还设有卡簧内侧凹槽，所述卡簧内侧凹槽宽度及深度均大于卡簧钢丝截面的直径。

上述汽车传动轴碰撞溃缩结构，所述花键轴叉的外花键齿沿轴向的锥度角20′＞α＞10′。

上述汽车传动轴碰撞溃缩结构，所述花键套内壁上设有内花键齿槽，在花键套内壁两端还设有卡簧外侧凹槽，其中左端卡簧外侧凹槽的右侧壁为倾斜面结构。

上述汽车传动轴碰撞溃缩结构，所述轴管中部为六棱柱套筒结构，在轴管内腔前部安装压缩弹簧，所述压缩弹簧一端与花键轴叉后端面连接，另一端卡装在六棱柱套筒前端阶梯面上。

本发明通过卡簧、花键副及压缩弹簧作为汽车传动轴碰撞溃缩的吸能结构，当汽车的轴向冲击载荷超出车体承受能力时，花键轴叉的外花键齿沿花键套的内花键齿槽滑动，设置在花键轴叉和花键套之间的卡簧被压入花键轴叉的卡簧内侧凹槽中，并吸收碰撞能量后产生弹性变形；由于外花键齿设有20′＞α＞10′的锥度角，在花键轴叉与花键套相对滑动过程中再一次吸收碰撞能量克服逐渐增大的摩擦力；与此同时位于花键轴叉端面与轴管六棱柱套筒前端阶梯面之间的压缩弹簧收缩变形进一步吸收碰撞能量，并缓冲传动轴溃缩冲击。车辆碰撞能量被完全释放后，在压缩弹簧弹力作用下，花键轴叉与花键套沿溃缩反方向相对滑动，当花键套内壁的卡簧外侧凹槽与花键轴叉外壁的卡簧内侧凹槽相对时，被压缩在花键轴叉的卡簧内侧凹槽中的卡簧弹开，并通过右端卡簧与花键套右端卡簧外侧凹槽左侧壁配合限定花键轴叉的移动距离。本发明结构中的轴管六棱柱套筒结构既为内置压缩弹簧提供了安装面，又为传动轴的装配提供了扭矩加载夹紧面。总之，本发明结构简单，布置紧凑，不仅能充分吸收碰撞能量、保护乘员及车辆的安全，而且能够在设计强度范围内自动复原、循环利用，提升了车辆的安全性和经济性。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步说明。

图1是本发明剖面结构图；

图2是图1中A-A剖面的剖视图；

图3是花键轴叉示意图；

图4是花键套剖面结构图；

图5是图4中I处结构放大图；

图6是卡槽与花键轴叉及花键套配合结构示意图；

图7是花键副径向配合结构示意图；

图8～图10是传动轴碰撞溃缩过程示意图。

图中各标号清单为：1、花键轴叉，1-1、外花键齿，1-2、卡簧内侧凹槽，2、花键套，2-1、内花键齿槽，2-2、卡簧外侧凹槽，2-3、左端卡簧外侧凹槽的右侧壁，3、轴管，3-1、六棱柱套筒，4、卡簧，4-1、左端卡簧，4-2、右端卡簧， 5、压缩弹簧。

具体实施方式

参看图 1，本发明包括花键轴叉1、花键套2、卡簧4、压缩弹簧5和轴管3，所述花键轴叉1与花键套2组成花键副，在花键轴叉1和花键套2之间安装卡簧4，所述花键套2嵌装在轴管3内侧，所述轴管3内置压缩弹簧5。

参看图3、图6、图7，本发明的花键轴叉1外壁设置外花键齿1-1，所述外花键齿（1-1）沿轴向的锥度角20′＞α＞10′，在花键轴叉1外壁两端还设有卡簧内侧凹槽1-2，所述卡簧内侧凹槽1-2的宽度及深度均大于卡簧钢丝截面的直径。

参看图4、图5，本发明的花键套2内壁上设有内花键齿槽2-1，在花键套2内壁两端还设有卡簧外侧凹槽2-2，其中左端卡簧外侧凹槽的右侧壁2-3为倾斜面结构。

参看图1、图2，本发明的轴管3中部为六棱柱套筒3-1结构，在轴管内腔前部设置压缩弹簧5，所述压缩弹簧5一端与花键轴叉后端面连接，另一端卡装在六棱柱套筒3-1前端阶梯面上。

参看图8、图9、图10，本发明的工作过程为：当汽车的轴向冲击载荷超出车体承受能力时，花键轴叉1和花键套2产生相对运动，花键套的左端卡簧外侧凹槽的右侧壁2-3斜面结构将设置在花键轴叉1和花键套2之间的卡簧4压入花键轴叉1的卡簧内侧凹槽1-2中，并吸收碰撞能量产生弹性变形；花键轴叉1的外花键齿1-1沿花键套2的内花键齿槽2-1滑动，由于外花键齿设有20′＞α＞10′的锥度角，在花键轴叉1与花键套2相对滑动过程中再一次吸收碰撞能量克服逐渐增大的摩擦力；与此同时位于花键轴叉1后端面与轴管六棱柱套筒3-1前端阶梯面之间的压缩弹簧5收缩变形进一步吸收碰撞能量，并缓冲传动轴的溃缩冲击。

本发明的复原能力表现在：车辆碰撞能量被完全释放后，在压缩弹簧5弹力作用下，花键轴叉1与花键套2沿溃缩反方向相对滑动，当花键套2内壁的卡簧外侧凹槽2-2与花键轴叉1外壁的卡簧内侧凹槽1-2相对时，被压缩在花键轴叉的卡簧内侧凹槽1-2中的卡簧4弹开，并通过右端卡簧与花键套右端卡簧外侧凹槽左侧壁配合限定花键轴叉1的移动距离。本发明结构中花键轴叉上外花键齿1-1及花键套的内环键齿槽2-1轴向长度必须大于内置弹簧5的有效压缩距离，避免右端卡簧弹入左端凹槽内进行限位而影响溃缩结构的复原。

Claims (2)

1.一种汽车传动轴碰撞溃缩结构，其特征是，它包括花键轴叉（1）、花键套（2）、卡簧（4）、压缩弹簧（5）和轴管（3），所述花键轴叉（1）与花键套（2）组成花键副，在花键轴叉（1）和花键套（2）之间安装卡簧（4），所述花键套（2）嵌装在轴管（3）内侧，所述轴管（3）内置压缩弹簧（5）；

所述卡簧（4）是由钢丝冷弯成型的开口环结构；

所述花键轴叉（1）外壁设置外花键齿（1-1），在花键轴叉（1）外壁两端还设有卡簧内侧凹槽（1-2），所述卡簧内侧凹槽（1-2）的宽度及深度均大于卡簧钢丝截面的直径；

所述花键轴叉（1）的外花键齿（1-1）沿轴向的锥度角20′＞α＞10′；

所述花键套（2）内壁上设有内花键齿槽（2-1），在花键套（2）内壁两端还设有卡簧外侧凹槽（2-2），其中左端卡簧外侧凹槽的右侧壁（2-3）为倾斜面结构。

2.根据权利要求1所述的一种汽车传动轴碰撞溃缩结构，其特征是，所述轴管（3）中部为六棱柱套筒（3-1）结构，在轴管内腔前部安装压缩弹簧（5），所述压缩弹簧（5）一端与花键轴叉后端面连接，另一端卡装在六棱柱套筒（3-1）前端阶梯面上。