CN104791388A - 一种车用转向中间轴连接机构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种车用转向中间轴连接机构，包括设在输入轴底部内壁的内花键，设在输出轴顶端外部的外花键，用于连接所述内花键与所述外花键的花键套，所述花键套由周向设置的多个空心圆柱体围成，且相邻两所述空心圆柱体之间具有预设间隔，所述空心圆柱体开有型C槽；所述内花键与外花键的齿形均为半圆形，所述空心圆柱体与内花键及外花键的半圆形齿形相配。本发明利用柔性与刚性设计相结合，有效的解决异响问题带来的刚度差的问题，提高了连接机构的刚度。
Description
技术领域
本发明属于车用电动转向轴领域，具体涉及一种车用转向中间轴连接机构。
背景技术
目前汽车用转向中间轴的上下两段是采用花键连接，花键材料为尼龙，具体加工方式为：上段是为空心套管，内壁加工花键，花键为梯形齿结构，下段是实心轴，端部装配花键套，花键套材料为尼龙，尼龙注塑成型，由内外花键组成，外花键与空心套管内花键配合连接，內花键与输出轴过盈配合，通常也是梯形齿结构，防止花键套在输出轴上打滑转动。在空心套管与输出轴连接处增加尼龙花键套是为了避免纯刚性的连接，因为纯钢性的花键尺寸配合对加工工艺是个难点，加工的尺寸公差很难控制，会带来装配困难的问题，成品率很低。虽尼龙花键套结构普遍采用，尼龙的材质本身可以通过塑性变形避免装配困难的问题，但尼龙材料加工的花键梯形齿结构长时间传递扭矩后容易永久性塑性变形而产生间隙，导致松旷异响噪音，制造更加安静的汽车转向中间轴是本发明专利要解决的问题。
目前转向中间轴套管与输出轴采用的尼龙的花键配合较为普遍，其中尼龙花键套有两种装配工艺，一种是涂覆在输出轴的花键梯形齿上，另一种是压铸在输出轴的花键梯形齿上，无论哪种工艺，本质上都是在输出轴花键梯形齿的外圈包了一层柔性的材料，避免与套管的纯刚性接触，工艺实现较容易。
如图1-3所示，现有技术在套管输出轴采用尼龙花键3a，花键3a是过盈配合，保证套管1a与输出轴2a装配后保持50-80N的滑移力，虽然套管1a与输出轴2a之间径向传递的力矩较小，但在长时间使用后，输入轴内花键11a及输出轴外花键挤压花键套3a，尼龙材料加工的花键套花键梯形齿结构容易永久性塑性变形而产生间隙，导致松旷异响噪音，长时间磨损，花键套的梯形齿会变形更加严重，导致套管与输出轴扭转刚度也会相应降低。本发明将解决变形而异响和提高刚度的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种车用转向中间轴连接机构，以期能够解决变形而异响和提高刚度的问题。
为了实现上述目的，本发明提供一种车用转向中间轴连接机构，包括设在输入轴底部内壁的内花键，设在输出轴顶端外部的外花键，用于连接所述内花键与所述外花键的花键套，所述花键套由周向设置的多个空心圆柱体围成，且相邻两所述空心圆柱体之间具有预设间隔；所述空心圆柱体开有C型槽；所述内花键11与外花键21的齿形均为半圆形，所述空心圆柱体与内花键及外花键的半圆形齿形相配。
优选地，所述花键套为尼龙花键套，所述花键套的长度小于所述输出轴外花键长度。
优选地，所述C型槽的开口设在与输入轴相配的所述空心圆柱体圆柱端。
优选地，所述C型槽内设有油脂。
优选地，还包括设有滚珠的空心圆柱体及设有滚针的空心圆柱体，其中，所述设有C型槽的空心圆柱体为3个、所述设有滚珠的空心圆柱体为3个、所述设有滚针的空心圆柱体3个，该设有所述C型槽的空心圆柱体、该设有所述滚珠的空心圆柱体及该设有所述滚针的空心圆柱体，在所述花键套的同一圆周上相间布置。
优选地，所述滚针两端为向外凸起的圆锥形机构。
优选地，所述空心圆柱体内壁间隔一定距离设有圆形槽，所述滚珠设在所述圆形槽内。
优选地，所述滚珠为钢珠，所述钢珠为6个。
优选地，还包括设有滚珠的空心圆柱体。
本发明的效果在于：采用本发明所述的方案，通过采用半圆形花键与空心圆柱体配合的形式完成输入轴与输出轴的固定，避免了普通梯形齿变形产生的间隙，减小了异响的差生；通过采用C型槽结构的空心圆柱体，使得输入轴与输出轴配合时当C型槽受挤压，可以发生一定形变，花键套具有自动弹性补偿间隙功能，提高了花键套的扭转刚度，也就是提高了转向中间轴的扭转刚度。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为现有技术方案剖视图
图2为现有技术方案局部剖视图放大图
图3为现有技术方案套管与输出轴梯形齿花键套配合结构剖视图
图4为本发明技术方案剖视图
图5为本发明技术方案局部剖视放大图
图6为本发明技术方案输入轴与花键套总成装配图
图7为本发明技术方案输入轴的正视图
图8为本发明技术方案输出轴的正视图
图9为本发明技术方案花键套的正视图
图10为本发明技术方案花键套的侧视图
现有技术图中：1a-轴套2a-套管3a-花键套11a-输入轴内花键；
本实施例图中：1-输入轴2-输出轴3-花键套11-内花键21-外花键31-C型槽32-滚珠33钢制滚针。
具体实施方式
为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面将结合附图对本发明作进一步的详细介绍。
如图4至10为本发明提供的一种车用转向中间轴连接机构，包括设在输入轴1底部内壁的内花键11，设在输出轴顶端外部的外花键21，用于连接所述内花键11与所述外花键21的花键套3，所述花键套由周向设置的多个空心圆柱体围成，且相邻两所述空心圆柱体之间具有预设间隔，所述空心圆柱体开有C型槽31；所述内花键11与外花键21的齿形均为半圆形，所述空心圆柱体与内花键11及外花键21的半圆形齿形相配。通过采用半圆形配合结构，避免了普通梯形齿变形产生的间隙，减小了异响的差生；通过采用设有C型槽31结构的空心圆柱体，使得输入轴与输出轴配合时当C型槽受挤压，可以发生一定形变，花键套具有自动弹性补偿间隙功能，提高了花键套的扭转刚度，也就是提高了转向中间轴的扭转刚度。
本发明所述的车用转向中间轴连接机构包括，输入轴1及其内花键11、输出轴2及其外花键21、花键套3及其“C”型槽31、所述输入轴1和输出轴2材质为钢材。输入轴1的内花键11通常是滚轧成型，齿数为9齿，齿形为半圆形；输出轴2的外花键21通常是铸造而成，齿数为9齿，齿形为半圆形；所述花键套3材料为尼龙，长度短于输出轴外花键长度；花键套外圈均布9个空心圆柱，其中空心圆柱设置开槽，端面形似“C”状，所述C型槽的开口设在与输入轴相配的所述空心圆柱体的圆柱端，所述机构花键套3压装在输出轴2上，过盈设计，并对“C”状空心圆柱开槽内添加油脂对花键套进行润滑，然后输入轴1总成再与输出轴2压装过盈设计，完成转向中间轴输入轴与输出轴配合机构的装配。
进一步地，还包括设有滚珠32的空心圆柱体及设有滚针的空心圆柱体，其中，所述设有C型槽31的空心圆柱体为3个、所述设有滚珠32的空心圆柱体为3个、所述设有滚针的空心圆柱体3个，其中，该设有所述C型槽的空心圆柱体、该设有所述滚珠的空心圆柱体及该设有所述滚针的空心圆柱体，间隔的设在花键套的同一圆周上。优选的，滚针为钢制滚针33；通过采用滚珠、滚针、以及C型槽，同时设在花键套上，可进一步提高花键套强度，这样排列可以再圆周方向均匀的消除间隙度和提高扭转高，有效减少了异响产生。其中，花键套3压装在输出轴2上与输出轴过盈配合，并对“C”状空心圆柱开槽内添加油脂对花键套进行润滑，然后输入轴1总成再与输出轴2压装过盈配合，完成电动转向中间轴输入轴输出轴配合机构的装配。
上述实施例中，所述的汽车转向中间轴的配合机构包括，输入轴1及其内花键11、输出轴2及其外花键21、花键套3及其“C”型槽31、钢珠32、钢制滚针33。所述输入轴1和输出轴2材质为钢材。输入轴1的内花键11通常是滚轧成型，齿数为9齿，齿形为半圆形，输出轴2的外花键21通常是铸造而成，齿数为9齿，齿形为半圆形；所述花键套3材料为尼龙，长度短于输出轴花键长度；花键套外圈均布9个空心圆柱，其中3个空心圆柱设置开槽，端面形似“C”状，“C”状空心圆柱间隔排列；还有3个空间圆柱轴向均布钢珠32，其中，空心圆柱体内壁间隔一定距离设有圆形槽，所述滚珠设在所述圆形槽内，数量为5-6个，优选地为6个钢珠；其余3个空心圆柱轴向设置钢制滚针33，为了钢制滚针的安装方便，所述刚制滚针两端为向外凸起的圆锥形结构。钢珠32和滚针33在花键套注塑时一起成型，以上所述的3个“C”状空心圆柱和3个带有滚珠的空心圆柱及3个带有滚针的空心圆柱在在所述花键套的同一圆周上相间布置。作用为在圆周方向均为的消除间隙和提高扭转高度，所述机构花键套3压装在输出轴2上，过盈设计，并对“C”状空心圆柱开槽内添加油脂对花键套进行润滑，然后输入轴1总成再与输出轴2压装过盈设计，完成转向中间轴输入轴与输出轴配合机构的装配。
本实施例还可采用设有滚珠的空心圆柱体与设有C型槽空心圆柱体的花键套。其中，该设有滚珠的空心圆柱体及设有C型槽的空心圆柱体间隔的设在花键套的同一圆周上。采用滚珠方式可有效提高花键套的刚度，同时，滚珠还可起到一定的润滑作用。
综上所述：实施例提供的设置有C槽的花键套，通过“C”状的开口变形，使花键套具有自动弹性补偿间隙功能，提高了花键套的扭转刚度。同时输入轴输出轴花键套设置的花键齿均为半圆形状，避免了普通尼龙梯形齿变形产生的间隙，本发明利用柔性与刚性设计相结合，有效的解决异响问题带来的刚度差的问题。
以上只通过说明的方式描述了本发明的某些示范性实施例，毋庸置疑，对于本领域的普通技术人员，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，上述附图和描述在本质上是说明性的，不应理解为对本发明权利要求保护范围的限制。
Claims (9)
1.一种车用转向中间轴连接机构，包括设在输入轴底部内壁的内花键，设在输出轴顶端外部的外花键，用于连接所述内花键与所述外花键的花键套，其特征在于：所述花键套由周向设置的多个空心圆柱体围成，且相邻两所述空心圆柱体之间具有预设间隔；所述空心圆柱体开有C型槽；所述内花键与外花键的齿形均为半圆形，所述空心圆柱体与内花键及外花键的半圆形齿形相配。
2.如权利要求1所述的一种车用转向中间轴连接机构，其特征在于：所述花键套为尼龙花键套，所述花键套的长度小于所述输出轴外花键的长度。
3.如权利要求2所述的一种车用转向中间轴连接机构，其特征在于：所述C型槽的开口设在与所述输入轴相配的所述空心圆柱体圆柱端。
4.如权利要求3所述的一种车用转向中间轴连接机构，其特征在于：所述C型槽内设有油脂。
5.如权利要求1所述的车用转向中间轴连接机构，其特征在于：还包括设有滚珠的空心圆柱体及设有滚针的空心圆柱体，其中，所述设有C型槽的空心圆柱体为3个、所述设有滚珠的空心圆柱体为3个、所述设有滚针的空心圆柱体3个，该设有所述C型槽的空心圆柱体、该设有所述滚珠的空心圆柱体及该设有所述滚针的空心圆柱体，在所述花键套的同一圆周上相间布置。
6.如权利要求5所述的车用转中间向轴连接机构，其特征在于：所述滚针两端为向外凸起的圆锥形结构。
7.如权利要求5所述的车用转向中间轴连接机构，其特征在于：所述空心圆柱体内壁间隔一定距离设有圆形槽，所述滚珠设在所述圆形槽内。
8.如权利要求5所述的车用转向中间轴连接机构，其特征在于：所述滚珠为钢珠，所述钢珠为6个。
9.如权利要求1-4任一项所述的车用转向中间轴连接机构，其特征在于：还包括设有滚珠的空心圆柱体。
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