CN104494686A - 一种转向器总成以及汽车 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种转向器总成，包括齿轮轴和万向节，齿轮轴的端部设有外花键，且所述外花键包括沿齿轮轴的轴向分布的第一花键段和第二花键段；万向节设有与外花键配合连接的内花键孔、与齿轮轴紧固的螺纹孔，第一花键段和第二花键段之间设有安装避让部，齿轮轴自外花键的一端穿入内花键孔，且外花键的截止端面与内花键孔所在的端面抵靠，安装避让部位于螺纹连接件穿入螺纹孔的安装行程之外，螺纹连接件穿入螺纹孔将万向节的节叉间隙收紧闭合。采用此方案，通过外花键的截止端面与内花键孔所在的端面抵靠，定位了万向节与齿轮轴两者的连接位置，并通过设置安装避让部，提高了安装效率。本发明还公开了具有上述转向器总成的汽车。

Description

一种转向器总成以及汽车
技术领域
本发明涉及转向系统技术领域，具体涉及一种转向器总成。
背景技术
汽车的转向系统中，转向中间轴下方的万向节与转向器齿轮轴连接，两者的连接结构如图1-4所示，转向器齿轮轴1’设有外花键11’，万向节2’设有内花键孔，并且，外花键11’设置为分段式结构，其包括第一花键段111’和第二花键段112’，第一花键段111’和第二花键段112’之间开设了半圆形槽12’，半圆形槽12’沿转向器齿轮轴1’的周向连通。装配时，转向器齿轮轴1’的外花键11’与万向节2’的内花键孔配合连接，且当万向节2’的螺纹孔22’与半圆形槽12’同轴时，紧固螺栓穿入螺纹孔22’锁紧并将设于万向节2’的节叉间隙21’收紧闭合，使内、外花键刚性地连接在一起。
然而，由于两者之间无安装定位结构，并且配合的区域以及配合间隙相对较小，装配人员需不断的尝试，导致装配效率较低。
发明内容
本发明提供了一种转向器总成，可降低安装难度，提高安装效率。
为了实现上述目的，本发明采取了如下技术方案：
一种转向器总成，包括齿轮轴和万向节，齿轮轴的端部设有外花键，且所述外花键包括沿所述齿轮轴的轴向分布的第一花键段和第二花键段；所述万向节设有与所述外花键配合连接的内花键孔、与所述齿轮轴紧固的螺纹孔，所述第一花键段和所述第二花键段之间设有安装避让部，所述齿轮轴自所述外花键的一端穿入所述内花键孔，且所述外花键的截止端面与所述内花键孔所在的端面抵靠，所述安装避让部位于所述螺纹连接件穿入所述螺纹孔的安装行程之外，螺纹连接件穿入所述螺纹孔将所述万向节的节叉间隙收紧闭合。
优选地，所述安装避让部包括连接于所述第一花键段和所述第二花键段之间且与所述齿轮轴同轴的第一圆柱体，所述第一圆柱体的半径小于所述齿轮轴的轴心与所述螺纹孔内壁之间的最短距离。
优选地，所述安装避让部包括第一圆弧段、第二圆弧段和连接于所述第一圆弧段、所述第二圆弧段的中间连接段，所述第一圆弧段的一端连接于所述第一花键段靠近所述第二花键段的一端，并沿所述齿轮轴的轴线向靠近所述第二花键段的一侧延伸且直径逐渐减小；所述第二圆弧段的一端连接于所述第二花键段靠近所述第一花键段的一端，并沿所述齿轮轴的轴线向靠近所述第一花键段的一侧延伸且直径逐渐减小，所述中间连接段位于所述螺纹连接件穿入所述螺纹孔的安装行程之外。
优选地，所述中间连接段为第二圆柱体，所述第一圆弧段和所述第二圆弧段分别以所述齿轮轴的轴线对称，且所述第一圆弧段和所述第二圆弧段对称分布于所述第二圆柱体的两端。
优选地，所述外花键的花键齿和所述内花键孔的花键齿均设有金属致密层。
优选地，所述外花键的花键齿和所述内花键孔的花键齿均设有由固体润滑剂形成的自润滑层。
优选地，所述固体润滑剂为包含二硫化钼、石墨和聚四氟乙烯的混合物。
一种汽车，包括转向器总成，所述转向器总成为上述任一项所述的转向器总成。
本发明取得的有益效果在于：
本发明提供了一种转向器总成，包括齿轮轴和万向节，所述齿轮轴的端部设有外花键，且所述外花键包括沿所述齿轮轴的轴向分布的第一花键段和第二花键段；所述万向节设有与所述外花键配合连接的内花键孔、与所述齿轮轴紧固的螺纹孔，所述第一花键段和所述第二花键段之间设有安装避让部，所述齿轮轴自所述外花键的一端穿入所述内花键孔，且所述外花键的截止端面与所述内花键孔所在的端面抵靠，所述安装避让部位于所述螺纹连接件穿入所述螺纹孔的安装行程之外，螺纹连接件穿入所述螺纹孔将所述万向节的节叉间隙收紧闭合。采用此技术方案，通过外花键的截止端面与所述内花键孔所在的端面抵靠，可轻易定位万向节与齿轮轴两者的连接位置，并通过设置安装避让部，将螺纹连接件顺利穿入螺纹孔，降低了安装难度，提高了安装效率。
本发明提供的汽车包括转向器总成，由于该转向器总成具有上述的技术效果，包含该转向器总成的汽车也应具有相同的技术效果。
附图说明
图1为现有技术的转向器齿轮轴的主视图；
图2为现有技术的万向节的主视图；
图3为现有技术的万向节的左视图；
图4为现有技术的转向器齿轮轴与万向节的连接示意图；
图5为本发明的齿轮轴的一个实施例的主视图；
图6为图5中A部位的放大视图；
图7为本发明的齿轮轴的一个实施例与万向节的连接示意图。
附图标记说明：
1’-转向器齿轮轴；2’-万向节；11’-外花键；111’-第一花键段；112’-第二花键段；12’-半圆形槽；21’-节叉间隙；22’-螺纹孔；10-齿轮轴；11-外花键；111-第一花键段；112-第二花键段；113-截止端面；115-第一圆弧段；116-第二圆弧段；117-中间连接段；20-万向节；21-螺纹孔；22-端面。
具体实施方式
为了使本领域的技术人员更好的理解本发明的技术方案，下面将结合附图对本发明作详细介绍。
结合图5-7所示，本发明提供了一种转向器总成，包括齿轮轴10和万向节20，齿轮轴10的端部设有外花键11，且外花键11包括沿齿轮轴10的轴向分布的第一花键段111和第二花键段112；万向节20设有与外花键配合连接的内花键孔、与齿轮轴10紧固的螺纹孔21，第一花键段111和第二花键段112之间设有安装避让部，齿轮轴10自外花键11的一端穿入内花键孔，且外花键11的截止端面113与内花键孔所在的端面22抵靠，安装避让部位于螺纹连接件穿入螺纹孔21的安装行程之外，螺纹连接件穿入螺纹孔21将万向节的节叉间隙收紧闭合。采用此技术方案，通过外花键11的截止端面113与端面22抵靠，可轻易定位万向节20与齿轮轴10两者的连接位置，并通过设置安装避让部，避开螺纹连接件的安装行程，将螺纹连接件顺利穿入螺纹孔21，降低了安装难度，提高了安装效率。
安装避让部的实施例有多种，如实施例一：安装避让部包括连接于第一花键段111和第二花键段112之间且与齿轮轴10同轴的第一圆柱体，第一圆柱体的半径小于齿轮轴10的轴心与螺纹孔21内壁之间的最短距离。此方案通过减小齿轮轴10的第一花键段111与第二花键段112之间的直径，增大了螺纹联接件的安装间隙，从而降低了安装难度，然而，考虑此方案中，当齿轮轴10与万向节20传递扭矩时，第一圆柱体与第一花键段111、第二花键段112的连接处存在较大的应力集中，容易造成齿轮轴10的折断。因此，在本实施例中，为了避免上述缺陷，优选如下实施例二：安装避让部包括第一圆弧段115、第二圆弧段116，和连接于第一圆弧段115、第二圆弧段116的中间连接段117，第一圆弧段115的一端连接于第一花键段111靠近第二花键段112的一端，并沿齿轮轴10的轴线向靠近第二花键段112的一侧延伸且直径逐渐减小；第二圆弧段116的一端连接于第二花键段112靠近第一花键段111的一端，并沿齿轮轴10的轴线向靠近第一花键段111的一侧延伸且直径逐渐减小，中间连接段117位于螺纹连接件穿入螺纹孔21的安装行程之外。此方案通过在第一圆弧段115和第二圆弧段116之间设置中间连接段117，增加了第一花键段111和第二花键段112之间的距离，从而增大了在螺纹孔21处齿轮轴10与万向节20的配合长度，因而降低了安装难度，同时，通过第一圆弧段115与第一花键段111、第二圆弧段116和第二花键段112的过渡连接，减小了安装避让部与齿轮轴10的连接处的应力集中现象，提高了连接强度。
进一步地，中间连接段117优选为第二圆柱体，且第一圆弧段115和第二圆弧段116各自以齿轮轴10的轴线对称，且第一圆弧段115和第二圆弧段116对称分布于第二圆柱体的两端。此方案保证了齿轮轴10和万向节20在扭矩传递过程中的对中性，避免了运动时发生偏心。
为了增加内、外花键的键齿的硬度，外花键11的花键齿和内花键孔的花键齿均设有金属致密层，该方案可通过渗碳加淬火的方式获得，以保证其表面具有足够的硬度，而心部具有足够的韧性。
更进一步地，外花键11的花键齿和内花键孔的花键齿均设有由固体润滑剂形成的自润滑层，此方案可方便两者的装配，并降低接触时的磨损。且优选地，固体润滑剂为包含二硫化钼、石墨和聚四氟乙烯的混合物，该工艺可通过喷丸等方式获得，工艺简单，实现方便。
本发明提供的汽车包括转向器总成，该转向器总成为上述任一方案所述的转向器总成，由于该转向器总成具有上述的技术效果，包含该转向器总成的汽车也应具有相同的技术效果。
虽然本发明是结合以上实施例进行描述的，但本发明并不限定于以上实施例，而只是受权利要求的限定，本领域普遍技术人员能够容易地对其进行修改和变化，但并不离开本发明的实质构思和范围。

Claims (8)

1.一种转向器总成，包括齿轮轴和万向节，齿轮轴的端部设有外花键，且所述外花键包括沿所述齿轮轴的轴向分布的第一花键段和第二花键段；所述万向节设有与所述外花键配合连接的内花键孔、与所述齿轮轴紧固的螺纹孔，其特征在于，所述第一花键段和所述第二花键段之间设有安装避让部，所述齿轮轴自所述外花键的一端穿入所述内花键孔，且所述外花键的截止端面与所述内花键孔所在的端面抵靠，所述安装避让部位于所述螺纹连接件穿入所述螺纹孔的安装行程之外，螺纹连接件穿入所述螺纹孔将所述万向节的节叉间隙收紧闭合。
2.根据权利要求1所述的转向器总成，其特征在于，所述安装避让部包括连接于所述第一花键段和所述第二花键段之间且与所述齿轮轴同轴的第一圆柱体，所述第一圆柱体的半径小于所述齿轮轴的轴心与所述螺纹孔内壁之间的最短距离。
3.根据权利要求1所述的转向器总成，其特征在于，所述安装避让部包括第一圆弧段、第二圆弧段和连接于所述第一圆弧段、所述第二圆弧段的中间连接段，所述第一圆弧段的一端连接于所述第一花键段靠近所述第二花键段的一端，并沿所述齿轮轴的轴线向靠近所述第二花键段的一侧延伸且直径逐渐减小；所述第二圆弧段的一端连接于所述第二花键段靠近所述第一花键段的一端，并沿所述齿轮轴的轴线向靠近所述第一花键段的一侧延伸且直径逐渐减小，所述中间连接段位于所述螺纹连接件穿入所述螺纹孔的安装行程之外。
4.根据权利要求3所述的转向器总成，其特征在于，所述中间连接段为第二圆柱体，所述第一圆弧段和所述第二圆弧段分别以所述齿轮轴的轴线对称，且所述第一圆弧段和所述第二圆弧段对称分布于所述第二圆柱体的两端。
5.根据权利要求1-4任一项所述的转向器总成，其特征在于，所述外花键的花键齿和所述内花键孔的花键齿均设有金属致密层。
6.根据权利要求1-4任一项所述的转向器总成，其特征在于，所述外花键的花键齿和所述内花键孔的花键齿均设有由固体润滑剂形成的自润滑层。
7.根据权利要求6所述的转向器总成，其特征在于，所述固体润滑剂为包含二硫化钼、石墨和聚四氟乙烯的混合物。
8.一种汽车，包括转向器总成，其特征在于，所述转向器总成为权利要求1-7任一项所述的转向器总成。
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