CN104632863A - 车用锥齿轮轴 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种车用锥齿轮轴，旨在提供一种可有效提高锥齿轮轴的承载能力及定心精度的车用锥齿轮轴。它包括轮轴及设置在轮轴一端的锥齿轮，且轮轴与锥齿轮为一体成型结构；所述轮轴上、远离锥齿轮的一端设有花键连接结构，该花键连接结构包括设置在轮轴外侧面上的外花键。

Description

车用锥齿轮轴

技术领域

本发明涉及一种齿轮，具体涉及一种车用锥齿轮轴。

背景技术

锥齿轮轴指支承转动零件并与之一起回转以传递运动、扭矩或弯矩的机械零件。锥齿轮轴通常由轮轴及设置在轮轴上的锥齿轮构成。目前锥齿轮轴的轮轴一般采用平键连接的方式来实现轮轴和轮轴上零件间的周向固定以传递运动和转矩。平键连接结构虽然结构简单、制作方便，但其承载能力及定心精度不高。

另一方面，锥齿轮轴的锥齿轮是通过相互啮合传动，但齿轮的转动离不开润滑，没有足够的润滑，会对锥齿轮造成很大的损伤，降低锥齿轮的使用寿命。目前，锥齿轮轴的锥齿轮的润滑方式多采用外部加油润滑的方式，将润滑油添加到锥齿轮表面来对锥齿轮进行润滑，例如：滴油润滑（将润滑油滴至运动副摩擦表面），飞溅润滑（将润滑剂飞溅到运动副摩擦表面），喷油润滑，浸油润滑等。目前这种采用外部加油润滑的齿轮润滑方式，一旦润滑系统故障或润滑系统油液不足或因其他原因，导致齿轮系中的锥齿轮没有得到足够润滑时，则会对锥齿轮造成很大的损伤，降低锥齿轮轴的使用寿命。

发明内容

本发明的第一目的是为了克服现有技术中锥齿轮轴采用的平键连接结构的承载能力及定心精度不高的问题，提供一种承载能力及定心精度高的车用锥齿轮轴。

本发明的另一目的是为了克服现有技术中不足，提供一种可有效改善因润滑系统故障或润滑系统油液不足等原因，导致锥齿轮润滑不良，降低锥齿轮轴使用寿命的问题的车用锥齿轮轴。

本发明的技术方案是：

一种车用锥齿轮轴，包括轮轴及设置在轮轴一端的锥齿轮，且轮轴与锥齿轮为一体成型结构；所述轮轴上、远离锥齿轮的一端设有花键连接结构，该花键连接结构包括设置在轮轴外侧面上的外花键。本方案锥齿轮轴通过花键连接结构来实现轮轴和轮轴上零件间的周向固定以传递运动和转矩，其利用花键连接承载能力及定心精度高的特点，从而有效提高锥齿轮轴的承载能力及定心精度。

作为优选，锥齿轮内设有自润滑装置，该自润滑装置包括设置在锥齿轮内的储油腔，设置在储油腔内的自适应伸缩装置及至少一条设置在锥齿轮内的润滑油道；各润滑油道上分别设有润滑油道自动启闭装置，所述润滑油道包括进油通道，出油通道及设置在锥齿轮的齿槽底面的安装孔；所述润滑油道自动启闭装置包括设置在安装孔内的阀套及可滑动设置在阀套内的活塞体；所述阀套的两端开口，阀套内设有栅格隔板，阀套内侧面上设有第一环形凸起及第二环形凸起，第一环形凸起、第二环形凸起及安装孔底面位于栅格隔板的同一侧，且第一环形凸起靠近安装孔底面，第二环形凸起远离安装孔底面；活塞体位于第一与第二环形凸起之间，阀套内、位于栅格隔板与活塞体之间设有可使活塞体抵靠在第一环形凸起上的第一压缩弹簧；所述活塞体与安装孔之间设有第二及第三密封圈，安装孔内侧面上、位于第二与第三密封圈之间设有环形凹槽，所述阀套内侧面上、位于第一与第二环形凸起之间设有贯通阀套外侧面的过油孔，过油孔位于第二与第三密封圈之间，且该过油孔与环形凹槽的开口正对设置；当活塞体抵靠在第一环形凸起上时，所述过油孔与第二环形凸起位于活塞体同一侧；当活塞体抵靠在第二环形凸起上时，所述过油孔与第一环形凸起位于活塞体同一侧；所述进油通道的一端与储油腔相通，另一端与安装孔的底面相通，所述出油通道的一端与环形凹槽相通，另一端与安装孔所在的齿槽底面相通；所述自适应伸缩装置包括设置在储油腔内的固定套筒及可滑动设置在固定套筒内的滑动套体，所述固定套筒固定在储油腔内壁上，固定套筒的一端封闭，另一端开口；所述固定套筒内侧面与滑动套体外侧面之间设有第一密封圈，滑动套体的一端封闭，另一端开口，且滑动套体的开口端朝向固定套筒的端封闭；所述固定套筒与滑动套体之间形成密闭的伸缩腔体，该伸缩腔体内填充气体；所述储油腔内填充润滑油。

本方案的自润滑装置利用气体的体积膨胀系数远大于润滑油的的体积膨胀系数；在锥齿轮在工作过程中，若出现润滑系统故障或润滑系统油液不足等原因，导致锥齿轮润滑不良，使锥轮齿温度快速升高（例如锥轮齿温度快速升高几十度）时；本方案伸缩腔体内的填充气体受热膨胀，使储油腔内的油压增大，从而将储油腔内的润滑油通过润滑油道压出到齿槽表面，并在锥齿轮转动及啮合过程中逐渐分布到齿面上，有效改善锥齿轮齿面的润滑效果；从而有效改善因润滑系统故障或润滑系统油液不足等原因，使锥齿轮润滑不良，降低齿轮使用寿命的问题。

另外，本方案结构的润滑油道自动启闭装置能够在不影响自润滑装置正常工作（即储油腔内的油压增大，润滑油通过润滑油道压出到齿槽表面）的前提下；有效避免齿轮在正常工作情况下，储油腔内的润滑油受重力或离心力影响而流出的问题。

作为优选，储油腔位于锥齿轮中部，所述锥齿轮的各齿槽与储油腔之间分别设有一条所述的润滑油道。

作为优选，阀套通过螺纹与安装孔相连接。

作为优选，储油腔为圆柱状腔体，且储油腔与轮轴同轴设置；储油腔的一端往远离轮轴方向延伸，并在锥齿轮端面上形成端口，且该端口内设有封遮端板，封遮端板上设有注油嘴。本方案结构的储油腔有利于实际加工之所。另外，本方案可以通过人工注油的方式，通过注油嘴往储油腔内添加润滑油。

作为优选，固定套筒的封闭端固定在储油腔内壁，且固定套筒及滑动套体与轮轴的轴线相平行，固定套筒的开口端与封遮端板之间的间距小于固定套筒的轴向长度；所述滑动套体的轴向长度大于固定套筒的轴向长度。

作为优选，滑动套体的封闭端的外端面上设有导气通孔，该导气通孔内设有螺纹连接的密封堵头。

本发明的有益效果是：

其一，可有效提高锥齿轮轴的承载能力及定心精度。

其二，可有效改善因润滑系统故障或润滑系统油液不足等原因，导致锥齿轮润滑不良，降低锥齿轮轴使用寿命的问题。

附图说明

图1是本发明的车用锥齿轮轴的一种结构示意图。

图2是图1中A-A处的剖面结构示意图。

图3是图1中B处的局部放大图。

图4是图3中C处的局部放大图。

图中：轮轴1，花键连接结构1a；锥齿轮2，齿槽2a；自润滑装置3，储油腔31，自适应伸缩装置32、固定套筒32a、滑动套体32b、密封堵头32c、伸缩腔体32d，润滑油道33、进油通道33a、出油通道33b、安装孔33c，自动启闭装置34，封遮端板35、注油嘴35a，阀套37，栅格隔板38，第一压缩弹簧39，第二密封圈310，第二环形凸起311，环形凹槽312，第三密封圈313，第一环形凸起314，活塞体315，过油孔316。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述：

如图1所示，一种车用锥齿轮轴包括轮轴1及设置在轮轴一端的锥齿轮2，且轮轴与锥齿轮为一体成型结构。轮轴上、远离锥齿轮的一端设有花键连接结构1a。该花键连接结构包括设置在轮轴外侧面上的外花键。外花键的各键槽往远离锥齿轮方向延伸，并贯穿轮轴端面。

锥齿轮内设有自润滑装置3。该自润滑装置包括设置在锥齿轮内的储油腔31，设置在储油腔内的自适应伸缩装置32及若干条设置在锥齿轮内的润滑油道33。储油腔位于锥齿轮中部。储油腔为圆柱状腔体，且储油腔与轮轴同轴设置。储油腔的一端往远离轮轴方向延伸，并在锥齿轮端面上形成端口，且该端口内设有封遮端板35。封遮端板上设有注油嘴35a。

自适应伸缩装置包括设置在储油腔内的固定套筒32a及可滑动设置在固定套筒内的滑动套体32b。固定套筒及滑动套体呈圆筒状。固定套筒及滑动套体由导热性能好的金属材料制成，例如由铜或铜合金或铝或铝合金材料制成。固定套筒的一端封闭，另一端开口。固定套筒的封闭端固定在储油腔内壁上，具体说是，固定套筒的封闭端固定在与封遮端板相对的储油腔内端面上。固定套筒及滑动套体与轮轴的轴线相平行。固定套筒的开口端与封遮端板之间的间距小于固定套筒的轴向长度。滑动套体的轴向长度大于固定套筒的轴向长度。固定套筒内侧面与滑动套体外侧面之间设有第一密封圈。滑动套体的一端封闭，另一端开口，且滑动套体的开口端朝向固定套筒的端封闭。滑动套体的封闭端的外端面上设有导气通孔。该导气通孔内设有螺纹连接的密封堵头32c。固定套筒与滑动套体之间形成密闭的伸缩腔体32d。该伸缩腔体内填充气体；该填充气体为空气或氮气或惰性气体。储油腔内填充润滑油。

锥齿轮的各齿槽2a与储油腔之间分别设有一条所述的润滑油道。各润滑油道上分别设有润滑油道自动启闭装置34。润滑油道包括进油通道33a，出油通道33b及设置在锥齿轮的齿槽底面的安装孔33c。

润滑油道自动启闭装置包括设置在安装孔内的阀套37及可滑动设置在阀套内的活塞体315。安装孔为圆孔。阀套呈圆筒状。安装孔与阀套同轴。阀套通过螺纹与安装孔相连接。阀套的两端开口。阀套内设有栅格隔板38。阀套内侧面上设有第一环形凸起314及第二环形凸起311。第一环形凸起、第二环形凸起及安装孔底面位于栅格隔板的同一侧，且第一环形凸起靠近安装孔底面，第二环形凸起远离安装孔底面。活塞体位于第一与第二环形凸起之间。阀套内、位于栅格隔板与活塞体之间设有可使活塞体抵靠在第一环形凸起上的第一压缩弹簧39。活塞体与安装孔之间设有第二及第三密封圈310、313。安装孔内侧面上、位于第二与第三密封圈之间设有环形凹槽312。阀套内侧面上、位于第一与第二环形凸起之间设有贯通阀套外侧面的过油孔316。过油孔位于第二与第三密封圈之间，且该过油孔与环形凹槽的开口正对设置。当活塞体抵靠在第一环形凸起上时，所述过油孔与第二环形凸起位于活塞体同一侧。当活塞体抵靠在第二环形凸起上时，所述过油孔与第一环形凸起位于活塞体同一侧。

进油通道的一端与储油腔相通，另一端与安装孔的底面相通。出油通道的一端与环形凹槽相通，另一端与安装孔所在的齿槽底面相通。

在锥齿轮轴在工作过程中，若出现润滑系统故障或润滑系统油液不足等原因，导致锥齿轮润滑不良，使锥轮齿温度快速升高时；伸缩腔体内的填充气体受热膨胀，使储油腔内的油压增大，从而将储油腔内的润滑油通过润滑油道压出到齿槽表面，并在锥齿轮转动及啮合过程中逐渐分布到齿面上，有效改善锥齿轮齿面的润滑效果。当锥齿轮润滑效果改善，锥齿轮温度降低后，伸缩腔体内的填充气体收缩，降低储油腔内的油压，减少或停止出油。

Claims (7)

1.一种车用锥齿轮轴，其特征是，包括轮轴及设置在轮轴一端的锥齿轮，且轮轴与锥齿轮为一体成型结构；所述轮轴上、远离锥齿轮的一端设有花键连接结构，该花键连接结构包括设置在轮轴外侧面上的外花键。

2.根据权利要求1所述的车用锥齿轮轴，其特征是，所述锥齿轮内设有自润滑装置，该自润滑装置包括设置在锥齿轮内的储油腔，设置在储油腔内的自适应伸缩装置及至少一条设置在锥齿轮内的润滑油道；各润滑油道上分别设有润滑油道自动启闭装置，所述润滑油道包括进油通道，出油通道及设置在锥齿轮的齿槽底面的安装孔；所述润滑油道自动启闭装置包括设置在安装孔内的阀套及可滑动设置在阀套内的活塞体；所述阀套的两端开口，阀套内设有栅格隔板，阀套内侧面上设有第一环形凸起及第二环形凸起，第一环形凸起、第二环形凸起及安装孔底面位于栅格隔板的同一侧，且第一环形凸起靠近安装孔底面，第二环形凸起远离安装孔底面；活塞体位于第一与第二环形凸起之间，阀套内、位于栅格隔板与活塞体之间设有可使活塞体抵靠在第一环形凸起上的第一压缩弹簧；所述活塞体与安装孔之间设有第二及第三密封圈，安装孔内侧面上、位于第二与第三密封圈之间设有环形凹槽，所述阀套内侧面上、位于第一与第二环形凸起之间设有贯通阀套外侧面的过油孔，过油孔位于第二与第三密封圈之间，且该过油孔与环形凹槽的开口正对设置；当活塞体抵靠在第一环形凸起上时，所述过油孔与第二环形凸起位于活塞体同一侧；当活塞体抵靠在第二环形凸起上时，所述过油孔与第一环形凸起位于活塞体同一侧；所述进油通道的一端与储油腔相通，另一端与安装孔的底面相通，所述出油通道的一端与环形凹槽相通，另一端与安装孔所在的齿槽底面相通；

所述自适应伸缩装置包括设置在储油腔内的固定套筒及可滑动设置在固定套筒内的滑动套体，所述固定套筒固定在储油腔内壁上，固定套筒的一端封闭，另一端开口；所述固定套筒内侧面与滑动套体外侧面之间设有第一密封圈，滑动套体的一端封闭，另一端开口，且滑动套体的开口端朝向固定套筒的端封闭；所述固定套筒与滑动套体之间形成密闭的伸缩腔体，该伸缩腔体内填充气体；所述储油腔内填充润滑油。

3.根据权利要求2所述的车用锥齿轮轴，其特征是，所述储油腔位于锥齿轮中部，所述锥齿轮的各齿槽与储油腔之间分别设有一条所述的润滑油道。

4.根据权利要求2或3所述的车用锥齿轮轴，其特征是，所述阀套通过螺纹与安装孔相连接。

5.根据权利要求2或3所述的车用锥齿轮轴，其特征是，所述储油腔为圆柱状腔体，且储油腔与轮轴同轴设置；储油腔的一端往远离轮轴方向延伸，并在锥齿轮端面上形成端口，且该端口内设有封遮端板，封遮端板上设有注油嘴。

6.根据权利要求5所述的车用锥齿轮轴，其特征是，所述固定套筒的封闭端固定在储油腔内壁，且固定套筒及滑动套体与轮轴的轴线相平行，固定套筒的开口端与封遮端板之间的间距小于固定套筒的轴向长度；所述滑动套体的轴向长度大于固定套筒的轴向长度。

7.根据权利要求2或3所述的车用锥齿轮轴，其特征是，所述滑动套体的封闭端的外端面上设有导气通孔，该导气通孔内设有螺纹连接的密封堵头。