CN105003559B - 一种汽车转向下传动轴 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种汽车转向下传动轴，包括：第一万向节；第二万向节；花键套，所述花键套具有空心的花键瓣段，所述花键瓣段开有周向卡槽；花键轴，所述花键轴具有外花键段；轴套，所述轴套一端为夹紧端，另一端为锁紧端；可调式卡箍；锁紧套；所述花键套与所述第一万向节固定连接，所述花键轴与所述第二万向节固定连接，所述花键套与所述夹紧端螺纹配合，所述花键瓣段与所述外花键段配合，所述可调式卡箍卡在所述卡槽内并允许所述花键瓣段与所述外花键段轴向相对滑动，所述锁紧套与所述锁紧端螺纹配合从而将所述花键瓣段与所述外花键段限定在所述轴套内。本发明能够解决汽车转向下传动轴的减震及松旷问题。

Description

一种汽车转向下传动轴

技术领域

本发明涉及汽车转向系统领域，具体涉及一种汽车转向下传动轴。

背景技术

一般情况下，转向操纵系统包括方向盘、转向管柱、转向下传动轴(也被称为转向中间轴)、转向器等组成，驾驶人员转动方向盘，通过方向管柱、转向下传动轴、转向器等部件将驾驶员的转向意志传递给车轮，从而实现转向。随着消费者生活水平的不断提高，对驾驶的舒适性要求也越来越高，要求转向操纵系统具有一定的减震功能，从而减小车轮传递给方向盘的震动。目前，在转向操纵系统中，具有减震功能的部件包括：带有减震弹簧的转向管柱，具有可伸缩结构的转向连接轴等。根据转向布置的要求，转向下传动轴连接转向管柱与转向器，起到传递转向力的作用。对于可伸缩结构的转向下传动轴，目前主要的实现方式为轴套与轴通过花键配合连接，从而实现伸缩功能和减震功能，但是这种花键配合结构，在使用过程中容易磨损，从而导致在长时间使用后花键配合间隙增大，导致松旷和异响问题。

在授权公告号：CN 202641825 U、名称：“一种带尼龙衬套的汽车转向下传动轴”的中国实用新型专利中，通过在花键套内增加尼龙套管来减弱车身震动产生的异响，且满足传动轴与传动套的滑动阻力要求。但该技术方案的缺点就是在长时间使用过程中，尼龙衬套也会产生磨损，从而还是出现长时间使用后花键配合间隙增大，导致松旷和异响的问题。只有通过更换转向下传动轴的方式解决，增加用车成本。

在授权公告号：CN 201989841 U、名称“一种转向中间轴”的中国实用新型专利中，上节叉轴和下节叉轴的内端通过花键连接，上节叉轴和下节叉轴的外端分别固连有万向节，上节叉轴或下节叉轴上具有能在外力作用下使上节叉轴和下节叉轴的内端固连的夹紧结构，夹紧结构处设有当其处于闭合状态时能挤压夹紧结构的可调式卡箍。该转向中间轴具有夹紧结构，并采用可调式卡箍施加夹紧力，能够对上节叉轴和下节叉轴的连接端进行有效的夹紧，避免转向中间轴产生松旷和异响。该技术方案的缺点在于，在汽车装配过程中，将可调式卡箍夹紧结构松开，以容易装配转向下轴；而在汽车使用过程中，通过可调式卡箍夹紧结构将上节叉轴和下节叉轴固定连接，虽然能避免松旷和异响问题，但是由于上下节叉轴固定连接，导致转向轴不能减小车轮传递给方向盘的震动，不能起到减震功能。

在授权公告号：CN 201306558Y、名称“一种蜗杆式卡箍”的中国实用新型专利中，公开了一种松紧可调的可调式卡箍。

发明内容

本发明的目的是提供一种具有减震功能且花键间隙可调的汽车转向下传动轴。

为实现上述目的，本发明的实施例提供了如下技术方案：

一种汽车转向下传动轴，包括：第一万向节；第二万向节；花键套，所述花键套具有第一圆柱段和空心的花键瓣段，所述花键瓣段的外径小于所述第一圆柱段的外径，所述花键瓣段开有周向卡槽；花键轴，所述花键轴具有第二圆柱段和外花键段，所述外花键段的外径大于所述第二圆柱段的外径；轴套，所述轴套一端为夹紧端，另一端为锁紧端；可调式卡箍；锁紧套，所述锁紧套为具有底壁的筒形，所述底壁上开有允许所述第二圆柱段穿过但不允许所述外花键段穿过的通孔；所述花键套的第一圆柱段与所述第一万向节固定连接，所述花键轴的第二圆柱段穿过所述锁紧套的所述通孔后与所述第二万向节固定连接，所述花键套穿过所述轴套后所述第一圆柱段与所述夹紧端螺纹配合，所述花键瓣段与所述外花键段配合，所述可调式卡箍卡在所述卡槽内并允许所述花键瓣段与所述外花键段轴向相对滑动，所述锁紧套与所述锁紧端螺纹配合从而将所述花键瓣段与所述外花键段限定在所述轴套内，所述可调式卡箍、所述花键瓣段和所述外花键段与所述轴套间隙配合。

优选地，所述卡槽为多个且轴向相互间隔。

优选地，所述第一圆柱段与所述花键瓣段之间存在锥形过渡段。

优选地，所述可调式卡箍为蜗杆式卡箍。

优选地，所述第一万向节包括两个U形节叉和一个十字轴，所述U形节叉具有一个底壁和两个侧壁，所述侧壁上开孔，一个U形节叉的孔与所述十字轴的一对自由端转动配合，另一个节叉的孔与所述十字轴的另一对自由端转动配合。

优选地，所述第二万向节包括两个U形节叉和一个十字轴，所述U形节叉具有一个底壁和两个侧壁，所述侧壁上开孔，一个U形节叉的孔与所述十字轴的一对自由端转动配合，另一个节叉的孔与所述十字轴的另一对自由端转动配合。

优选地，上述汽车转向下传动轴还包括花键轴套，所述花键轴套为两个，分别安装在所述第一万向节、所述第二万向节上。

优选地，所述轴套的夹紧端具有平切的夹紧面。

本发明的实施例中，采用花键瓣段与外花键段之间的滑动配合来减震，而在长时间使用因磨损而产生松旷异响后，将锁紧套与轴套的螺纹连接松开、将轴套与第一圆柱段的螺纹连接松开后，将花键轴从花键套中拔出，将轴套拆下，暴露出卡槽及可调式卡箍，将可调式卡箍调紧，使花键瓣更紧密地贴合外花键，就能够补偿磨损，而不必更换配件，调节方便。并且，轴套与花键瓣段、可调式卡箍、外花键段之间的间隙还能够存储润滑脂，减缓磨损。

进一步地，采用多个相互间隔的卡槽，不仅有利于针对在轴向方向上不同位置的不同磨损情况进行分别调节，而且多个卡槽之间也有利于润滑脂的存储。

进一步地，本发明的万向节具有结构简单的优点。

进一步地，夹紧端的夹紧面便于与第一圆柱段、锁紧套拧紧时夹持。

附图说明

图1是本发明的实施例的汽车转向下传动轴的主视图；

图2是本发明的实施例的汽车转向下传动轴的爆炸图；

图3是本发明的实施例的轴套的立体图；

图4是本发明的实施例的锁紧套的立体图；

图5是本发明的实施例的花键套的主视图；

图6是本发明的实施例的花键套的立体图；

图7是本发明的实施例的花键轴的立体图；

图8是本发明的实施例中将轴套与锁紧套省略后的汽车转向下传动轴的立体图；

图9是图8中的花键套与花键轴配合位置的局部放大图。

图中标记说明：1、第一万向节，11、第一节叉，12、第二节叉，121、底壁，122、第一侧壁，123、第二侧壁，124、孔，13、十字轴，131、第一自由端，132、第二自由端，2、轴套，21、夹紧端，22、锁紧端，23、夹紧面，3、锁紧套，31、底壁，32、通孔，4、花键轴，41、第二圆柱段，42、外花键段，5、第二万向节，6、花键轴套，7、花键套，71、第一圆柱段，72、过渡段，73、花键瓣段，74、花键瓣，75、卡槽，8、可调式卡箍。

具体实施方式

参考图1，该图表明的是组装完成后的汽车转向下传动轴的外部结构。图中可见第一万向节1、轴套2、锁紧套3、花键轴4的一部分，第二万向节5和花键轴套6。其中，花键轴套6为两个，其中一个安装在第一万向节1上，用于与转向管柱连接，另一个安装在第二万向节5上，用于与转向器连接。

参考图2，该图同时示出了汽车下转向轴的内部零部件，包括花键套7、花键轴4、可调式卡箍8。其中可调式卡箍8既能够采用背景技术中介绍的蜗杆式卡箍，也能够采用现有技术中其它形式的松紧度可调的卡箍，本文不再详细描述。从图2还可见，第一万向节1包括两个U形的第一节叉11和第二节叉12，和一个十字轴13。第一节叉11与第二节叉12的结构相同，仅以第二节叉12为例进行说明，第二节叉12具有一个底壁121和两个相对的第一侧壁122、第二侧壁123，第一侧壁122和第二侧壁123上开孔124。第二节叉12的孔124与十字轴13的一对第一自由端131转动配合，第一节叉11的孔与十字轴13的一对第二自由端132转动配合。第一万向节1的这种结构简单，第二万向节5能够采用与第一万向节1相同的结构，或者第一万向节1、第二万向节5采用现有技术中的其它万向节结构，例如球窝式结构。

参考图3，轴套2为管状件，一端为夹紧端21，另一端为锁紧端22。夹紧端21加工有内螺纹，锁紧端22加工有外螺纹。作为优选方案，夹紧端21具有平切的夹紧面23。

参考图4，锁紧套3为具有底壁31的筒形，底壁31上开有通孔32。锁紧套3上也能够加工出类似于轴套2上的夹紧面。

参考图5、图6，花键套7具有实心的第一圆柱段71和空心的花键瓣段73，花键瓣段73的外径d2小于第一圆柱段71的外径d1，第一圆柱段71与花键瓣段73之间存在锥形过渡段72。第一圆柱段71上加工有外螺纹。花键瓣段73由多个周向相互间隔的花键瓣74构成，并且花键瓣段73上开有周向卡槽75，作为优选方案，卡槽75为多个，图示中为三个，且这些卡槽75在轴向方向上相互间隔。实际上卡槽75也能够仅为一个，采用多个卡槽75更具优势，这将在下文中详细描述。

参考图7，花键轴4具有第二圆柱段41和外花键段42，外花键段42的外径大于第二圆柱段41的外径。

参考图1、图2、图8和图9，组装时，花键套7的第一圆柱段71与第一万向节1通过螺纹连接、焊接等方式固定连接，花键轴4的第二圆柱段41穿过锁紧套3的通孔32后与第二万向节5通过螺纹连接、焊接等方式固定连接。通孔32的尺寸被设计为允许第二圆柱段41穿过但不允许外花键段42穿过，这样花键轴4与第二万向节5固定连接后锁紧套3不会从花键轴4上脱落。然后，将可调式卡箍8卡在卡槽75内，将花键轴4插入到花键套7内，使花键瓣段73上的花键瓣74与外花键段42配合，根据所需滑动力调节可调式卡箍8的松紧度从而允许花键瓣段74与外花键段42轴向相对滑动。调整好后，将花键轴4拔出，花键套7穿过轴套2后，以工具夹紧轴套2上的夹紧面23并旋转，使第一圆柱段71与夹紧端21螺纹配合，然后再插入花键轴4，将锁紧套3与锁紧端22螺纹配合从而将花键瓣段73与外花键段42限定在轴套2内，从外部看为图1所示结构。由于花键瓣段73的外径d2小于第一圆柱段71的外径d1，因此组装完成后，可调式卡箍8、花键瓣段73和外花键段42与轴套2间隙配合，避免干涉，而且轴套2、锁紧套3能够防止花键瓣段73与外花键段42相对滑动过程中轴向脱落或者受到外力作用下径向偏移过多。依靠花键瓣段73与外花键段42的滑动配合，能够实现减震功能，而由于长时间摩擦产生松旷磨损时，拧开锁紧套3和轴套2，将可调式卡箍8的松紧度调紧，则花键瓣74之间的间隙变小，补偿磨损，然后再重新组装，则松旷异响问题得到解决，不用更换配件。轴套2与花键瓣段73、可调式卡箍8、外花键段42之间的间隙还能够存储润滑脂，减缓磨损。

由图9可见，花键瓣段73采用多个轴向方向上相互间隔的卡槽75，因而采用多个可调式卡箍8，这样做的优势在于，由于沿轴向方向上相对滑动过程中，花键轴4相对花键套7在径向方向上施加的力并不均匀，因此沿着轴向方向，不同位置的磨损程度也不均匀，采用多个可调式卡箍8有利于针对在轴向方向上不同位置的不同磨损情况进行分别调节，而且多个卡槽75中的可调式卡箍8之间形成了分段式的存储空间，有利于润滑脂的存储。

虽然本发明是根据上述实施例进行详细描述的，但本发明的保护范围并不被限定于上述实施例，而只受权利要求的限定，本领域普通技术人员能够很容易地对上述实施例进行等效修改或等同替换，但并不离开本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种汽车转向下传动轴，其特征在于，包括：

第一万向节；

第二万向节；

花键套，所述花键套具有第一圆柱段和空心的花键瓣段，所述花键瓣段的外径小于所述第一圆柱段的外径，所述花键瓣段开有周向卡槽；

花键轴，所述花键轴具有第二圆柱段和外花键段，所述外花键段的外径大于所述第二圆柱段的外径；

轴套，所述轴套一端为夹紧端，另一端为锁紧端；

可调式卡箍；

锁紧套，所述锁紧套为具有底壁的筒形，所述底壁上开有允许所述第二圆柱段穿过但不允许所述外花键段穿过的通孔；

所述花键套的第一圆柱段与所述第一万向节固定连接，所述花键轴的第二圆柱段穿过所述锁紧套的所述通孔后与所述第二万向节固定连接，所述花键套穿过所述轴套后所述第一圆柱段与所述夹紧端螺纹配合，所述花键瓣段与所述外花键段配合，所述可调式卡箍卡在所述卡槽内并允许所述花键瓣段与所述外花键段轴向相对滑动，所述锁紧套与所述锁紧端螺纹配合从而将所述花键瓣段与所述外花键段限定在所述轴套内，所述可调式卡箍、所述花键瓣段和所述外花键段与所述轴套间隙配合；

所述第一万向节包括两个U形节叉和一个十字轴，所述U形节叉具有一个底壁和两个侧壁，所述侧壁上开孔，一个U形节叉的孔与所述十字轴的一对自由端转动配合，另一个节叉的孔与所述十字轴的另一对自由端转动配合；所述第二万向节的结构与所述第一万向节的结构相同。

2.根据权利要求1所述的汽车转向下传动轴，其特征在于，所述卡槽为多个且轴向相互间隔。

3.根据权利要求1所述的汽车转向下传动轴，其特征在于，所述第一圆柱段与所述花键瓣段之间存在锥形过渡段。

4.根据权利要求1所述的汽车转向下传动轴，其特征在于，所述可调式卡箍为蜗杆式卡箍。

5.根据权利要求1所述的汽车转向下传动轴，其特征在于，还包括花键轴套，所述花键轴套为两个，分别安装在所述第一万向节、所述第二万向节上。

6.根据权利要求1所述的汽车转向下传动轴，其特征在于，所述轴套的夹紧端具有平切的夹紧面。