CN105599540A - 一种车用半轴 - Google Patents
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Abstract
一种车用半轴,包括轴体(41)和位于轴体(41)两端的键连接部(42),所述轴体(41)的外表面下方设有轴内通道(12),所述轴体(41)的外表面上或轴内通道(12)中设置有螺旋结构,且当轴体(41)旋转带动轮毂(7)或车辆向前运行时,所述螺旋结构(8)输送润滑液体的方向指向主减速器(1)一侧;或者所述轴体(41)的外表面上和轴内通道(12)中均设置有螺旋结构(8),推进驱动桥内部的润滑液体循环流动。结构简单、设计新颖、制作简单方便,可保持各腔体油量稳定,保证各部件润滑充分,特别是对轮端机构(2)的排油气和降温效果好、有效延长了驱动桥系统的使用寿命,可适用于所有轮端机构采用油润滑的驱动桥。
Description
技术领域
本发明涉及一种车用半轴,特别涉及一种轮端机构采用油润滑的驱动桥用的车用半轴。
背景技术
驱动桥处于动力传动系的末端,由发动机发出的扭矩经过驱动桥最后传给驱动车轮,从而实现车轮的旋转。对于单级驱动桥来说,油润滑主要用于轮端轴承,对于轮边减速驱动桥来说,轮毂轴承及轮边减速器均需考虑油润滑。
现有的驱动桥如东风商用车有限公司所采用的轮边减速驱动桥,如图18,主要包括主减速器1、轮端机构2、驱动桥壳3、半轴4、从动锥齿轮5、轴管6和轮毂7,所述的主减速器1包括主动锥齿轮和从动锥齿轮5,从动锥齿轮5为螺旋锥齿轮,从动锥齿轮5的下半部分基本都是浸泡在润滑油中的;所述的驱动桥壳3与轴管6通过4个定位销和过盈配合联结在一起,主减速器1通过螺栓安装在驱动桥壳3中心的安装孔内,所述的半轴4设置在驱动桥壳3和轴管6内,主减速器1通过半轴4与轮端机构2相连接,轮端机构2安装在轮毂7上,轮端机构2和轮毂7安装在轴管6上。汽车运行时,主减速器1内的主动锥齿轮高速运转,从而带动从动锥齿轮5高速运转,从动锥齿轮5旋转就像一个“螺旋桨”,产生单向泵吸作用,推动主减速器1处的齿轮润滑油沿着从动锥齿轮齿轮5进入驱动桥壳3腔体并沿着驱动桥壳3流入轮端机构2。
在我国及北半球大多数国家的道路均是左高右低,即在受道路纵坡影响及从动轮5的单向泵吸能力的共同作用,驱动桥中央主减速器1中的润滑油就会流向一侧多为右侧轮端机构2的腔体内,无法回流。由于轮端机构2没有通气塞机构,于是包括轮边减速器在内的轮端机构2内部变成一个封闭的腔体,在这个腔体内轮端轴承及齿轮等摩擦副不断地给腔体内的润滑油加热,同时会产生大量高温高压的油气,高压油气越聚越多,此时轮端机构2就像一个不断被加热的“高压锅”,在这个高压密闭的腔体内齿轮油越煮越沸,会导致车辆一侧轮端机构2腔体内的油温急剧上升,直至破坏润滑油黏度,导致润滑不良而引起轮端机构2内零件异常磨损,甚至产生齿轮胶合或轮毂油封失效漏油等故障。
中国专利公告号:CN203082000U,公告日:2013年07月24日,名称为:《商用汽车半轴》的实用新型公开了一种所述半轴为空心轴的汽车半轴,所述空心轴的中心孔表面设置有螺旋凹槽,该半轴的螺旋凹槽设置于中心孔的内壁上,减轻了半轴的自重,提高了半轴抵抗疲劳变形的能力。但该半轴的中心孔并未与桥端机构的轴承及齿轮等摩擦副部位连通,未能改变桥端机构的润滑状态,无法阻止桥壳内的润滑油向轮端机构内流动,也无法防止轮端机构内部润滑油温度的升高,更难以达到降低轮端机构的温度,延长其使用寿命的目的。
发明内容
本发明的目的是针对现有驱动桥总成上的轮端机构散热不畅、易产生高温油气,导致轮端机构温升高,故障较多,使用寿命短的问题,提供一种可有效降低轮端机构内部温度,延长轮端机构及其周围组件使用寿命的车用半轴,它结构简单,成本低廉,制作方便,对轮端机构的散热降温效果显著。
为实现上述目的,本发明的技术解决方案是:一种车用半轴,包括轴体和位于轴体两端的键连接部,或者包括轴体、位于轴体一端的键连接部和轴体另一端的法兰,所述轴体的外表面下方设有轴内通道,所述轴体的外表面上或轴内通道中设置有螺旋结构,且当轴体旋转带动轮毂或车辆向前运行时,所述螺旋结构输送润滑液体的方向指向主减速器一侧;或者所述轴体的外表面上和轴内通道中均设置有螺旋结构,且当轴体旋转时,两组螺旋结构输送润滑液体的方向相反。
当所述轴体的外表面上和轴内通道中均设置有螺旋结构时,在两组螺旋结构中,若轴体旋转带动轮毂或车辆向前运行,则向主减速器方向输送润滑液体的那一组螺旋结构的流量大于另一组螺旋结构的流量。
所述的轴内通道是设置于轴体横截面内部的轴孔,或者是设置在轴体外表面下方的管道,所述轴孔或管道的一端通向主减速器一侧,另一端通向轮端机构一侧。
所述的管道由设置在轴体外表面上的纵向凹槽和固定在纵向凹槽中的管体构成,或者由固定在轴体上并能够沿轴体的纵向形成管道的套管构成。
所述的螺旋结构是设置在轴体外表面上的单头或多头的螺旋形凸棱或螺旋形凹槽或螺旋形管道;或者是设置在轴体横截面内部轴孔中的单头或多头的螺旋形凸棱或螺旋形凹槽,或者是设置在轴体外表面下方的单头或多头的轴内螺旋形管道,所述的轴内螺旋形管道由设置在轴体外表面上的螺旋形凹槽和固定在螺旋形凹槽中的管体构成,或者由设置在轴体外表面上的螺旋形凹槽与固定在轴体外表面上的套管构成。
所述的管体是金属管或有机软管,所述管体的最大径向高度等于或小于纵向凹槽或螺旋形凹槽的深度。
所述螺旋形凸棱的高度或螺旋形凹槽的深度均为1~4毫米,所述螺旋形管道的最大径向高度小于或等于4毫米。
所述螺旋形凸棱的横断面形状是矩形、锥形、梯形、半圆形或圆形,所述螺旋形凹槽的横断面形状是矩形槽、锥形槽、梯形槽或半圆形槽,所述螺旋形管道中内孔的横断面形状是圆形或四边形。
所述的螺旋形凸棱由固定于轴体外表面上的金属丝或橡胶构成,所述的螺旋形管道由固定于轴体外表面的金属管构成。
与现有技术相比较,本发明的有益效果是:
1.在半轴的外表面和/或轴内部上设置有螺旋结构,在车辆前进的过程中,所述螺旋结构在随半轴的转动过程中可将轮端机构一侧的部分润滑油推向主减速器一侧,一来可保持轮端机构油量稳定,在车辆行驶过程中主动排除轮端机构多余的油量,防止轮端气路堵塞和齿轮油单侧聚集。二来可以使轮端与主减的润滑油发生热量交换,辅助轮端机构散热。三来保证主减速器油量,使主减速器各部件润滑充分,同时减低主减速器的工作温度,提高其使用寿命。
2.通过观察和研究发明人发现:轮端机构内部产生高温油气的条件是:轮端机构的高速转动和润滑油的过量聚集而无法流动,堵塞轮端机构的排气通道,形成密闭空间,而半轴则是轮边机构运动的传动元件,两者间在转速上呈正相关的关系,半轴和/或轴管部上螺旋结构的泵吸作用与半轴上的转速也呈正相关的关系,即如果轮边减速机构或轮端轴承机构的转速提高,必须源于半轴转速的提高,这时螺旋结构的泵吸能力也会因为半轴转速的提高而加大,也就是说,在载荷不变的情况下,当车速提高时,轮端机构的摩擦损耗将加大,轮端齿轮及轴承的发热量也会相应的增加,但同时半轴上螺旋结构对轮端的排气和散热作用也增强了,故对于高速转动的轮端机构而言,本发明所述螺旋结构利用半轴自身的旋转特性,排气和散热能力与轮端部件的发热能力同步提升,正好对应解决了轮端机构高速转动时,轮端机构内部润滑油量聚集造成排气不畅,轮端异常发热的问题。
3.所述半轴的外表面设置了螺旋结构,在半轴与轴管部之间形成了润滑液体流动的轴外通道,同时又在半轴内部设置了连通轮端机构和主减速器的润滑液体流动的轴内通道,这两个通道增加了轮端机构与主减速器之间润滑液体相对流动和交换的渠道,使轮端机构内部高温油气排放更加方便和通畅,同时由于在一个通道设置了将润滑液体推向主减速器一侧的螺旋结构,或者在两个通道中分别设置了旋向相反的螺旋结构,这相当于在这两个通道中安装一个或两个循环泵,可推动驱动桥内部的润滑液体通过这两个通道在主减速器,驱动桥壳和轮端机构之间进行循环流动,既可避免和阻止轮端机构内部润滑液体的过量聚集,又可加速轮端机构内部的高温油气向主减速器一侧的流动,三可更好地调节和维持主减速器,轮端机构等运动部件的润滑油量,使主减速器等各部件润滑充分,四可通过驱动桥内润滑液体的循环流动,从整体上提高驱动桥的散热和降温效果,对轮端机构的降温效果特别显著,基本消除了轮端机构温升过高的现象。
4.本发明结构简单、设计新颖、成本低廉,制作简单方便,可适应于所有采用油润滑的驱动桥总成所用的半轴,对轮端机构的降温效果好、有效延长了轮端机构及其周围组件或的使用寿命。
附图说明
图1是本发明应用于驱动桥总成的第一种结构示意图;
图2是图1中半轴4的结构示意图;
图3是本发明第一种结构的纵向视图;
图4是本发明的第二种结构示意图;
图5是本发明的第三种结构示意图;
图6是本发明的第四种结构示意图;
图7是本发明的第五种结构示意图;
图8是图7中的A-A剖视图;
图9是本发明的第六种结构示意图;
图10是本发明的第七种结构示意图;
图11是本发明的第八种结构示意图;
图12本发明第一种结构与第一种轴管部10配合的结构示意图;
图13是本发明第二种结构与第一种轴管部10配合的结构示意图;
图14是本发明第一种结构与第二种轴管部10配合的结构示意图;
图15是本发明第二种结构与第二种轴管部10配合的结构示意图;
图16是本发明第七种结构与第一种轴管部10配合的结构示意图;
图17是本发明第八种结构与第一种轴管部10配合的结构示意图;
图18是现有驱动桥总成的结构示意图。
图中,主减速器1、轮端机构2、驱动桥壳3、半轴4、从动锥齿轮5、半轴套管6、轮毂7、螺旋结构8、主减速器壳9,轴管部10,轴外通道11,轴内通道12,轴孔13,套管14,管体15,管道16,轴内螺旋形管道17,轴体41,键连接部42,法兰43。
具体实施方式
以下结合附图说明和具体实施例对本发明作进一步的详细描述。
参见图1至图17,本发明的一种车用半轴,包括轴体41和位于轴体41两端的键连接部42,或者包括轴体41、位于轴体41一端的键连接部42和轴体41另一端的法兰43,所述轴体41的外表面下方设有轴内通道12,所述轴体41的外表面上或轴内通道中设置有螺旋结构8,且当轴体41旋转带动轮毂7或车辆向前运行时,所述螺旋结构8输送润滑液体的方向指向主减速器1一侧;或者所述轴体41的外表面上和轴内通道12中均设置有螺旋结构8,且当轴体41旋转时,两组螺旋结构8输送润滑液体的方向相反。
所述螺旋结构8的旋向可根据现有螺旋体物料输送方向的左、右手定则来判断,根据螺旋体送料方向的左、右手定则,左旋用右手,右旋用左手,拇指所指方向为物料输送的方向,四指所握的方向是轴旋转方向,则所述螺旋结构8的旋向可由半轴4带动驱动桥及车辆前进时的旋转方向和所述螺旋结构8中流体的流动方向来确定,即所述螺旋结构8的旋向由其半轴4的旋转方向和螺旋结构8在旋转时所对应输送润滑油的方向来决定。具体确定时,由于规定了所述轴管部10内半轴4带动驱动桥及车辆前进而旋转时,螺旋结构8轴向输送润滑油的方向是指向主减速器1一侧,故可先确定半轴4在带动车轮转动并使车辆前进时的旋转方向对应四指弯曲方向,再以轮端指向主减速器1的方向作为所述螺旋结构8的输送方向即润滑油运动方向对应大拇指伸直方向,来确定左手或右手符合上述条件,即以四指弯曲方向为轴体1的旋转方向,大拇指伸直方向为螺旋输送方向即润滑油运动方向,用左、右两手分别进行比对,采用右手握持与该两方向相符合的,则所述半轴4上螺旋结构8的旋向应为左旋,采用左手握持与该两方向相符合的,则所述半轴4上螺旋结构8的旋向应为右旋。这是根据现有螺旋体输送物料方向的左、右手定则所得出确定半轴4上螺旋结构旋向的结论。即所述螺旋结构8的旋向是由半轴4的旋转方向和螺旋结构8输送物料的方向所决定的。
参见图1至图18,本发明所述半轴4的横截面形状一般为圆形,故所述的外表面应是外圆表面,当所述半轴4的横截面形状为多角形如六角形或八角形时,所述的外表面则应是六棱柱或八棱柱等多棱柱体的外表面,以此类推,所述半轴4的外表面是指半轴横截面外周边所构成的整个柱体的表面。
在图1中,位于主减速器1左边的半轴套管6是驱动桥壳3右边的轴管部10,相当于观察者站在车辆的上方所看到的情景,即图1中的半轴4是右半轴,图1所显示的半轴套管6是右边的半轴套管6,这时车辆的前进方向是指向阅读者,一般情况下半轴4的转动方向与车轮向前转动的方向相同,即从图面上看,半轴4纵断面的上半部朝向远离阅读者的方向转动,下半部朝向靠近阅读者的方向转动,螺旋结构8输送润滑油的方向是从轮端机构2指向主减速器1一侧,这时用右手的姆指顺着输送润滑油的方向,右手的四个手指正好从半轴的下半部朝向阅读者的方向,满足右手定则,则该螺旋结构8的旋向为左旋,即在右半轴上的螺旋结构8为左旋,反之在左半轴上的螺旋结构8的旋向为右旋。
参见图1,图12至图17,本发明所述的轴管部10包括驱动桥壳3端部的一部分和半轴套管6,半轴套管6从驱动桥壳3端部的孔中插向主减速器1一侧,这时所述的轴管部10则可以是半轴套管6,半轴套管6的内孔中能够对应安装半轴4,如图1,图12,图13,图16,图17,半轴套管6可以采用现有的结构,即半轴套管6的结构不变,只对半轴套管6中的半轴4的结构作改变,也可同时对半轴套管6和半轴4的结构进行改变,如图15,图16中直接在所述半轴套管6上轴管部10的内孔表面上设置有螺旋结构8,半轴套管6内半轴4的轴体41上也设置有螺旋结构8,且当所述轴管部10内安装的半轴4带动驱动桥及车辆前进而旋转时,半轴套管6内部和轴体41上设置的这两组螺旋结构8轴向输送润滑油的方向均指向主减速器1一端。在半轴套管6内孔与半轴4外圆表面之间形成了一条供润滑液体流动的轴外通道11,轴外通道11的一端通向主减速器壳9内部,另一端通向轮端机构2内部。
参见图1,驱动桥右边的半轴4和半轴套管6相配合,在两者之间构成的轴外通道11中,半轴4的轴体41上所设置的螺旋结构8形成了将轮端机构2一侧的液体输送至主减速器1方向的螺旋泵吸趋势,只要驱动桥上的轮毂7或车轮向前方转动,在半轴4与半轴套管6之间就会产生使流体沿所述螺旋结构8的旋转方向向主减速器1一端运动的势能,从而带动驱动桥壳3内部的部分润滑液体向主减速器壳9内部运动。驱动桥上左、右两根轴管部10的工作原理都是一样,只是两根半轴4上的螺旋结构8输送润滑油的方向相反,从而形成右半轴4上螺旋结构8的旋向为左旋,左半轴4上螺旋结构8的旋向为右旋。
参见图1,图2,图3,本发明第一种结构的车用半轴,属于右半轴,包括轴体41和位于轴体41两端的键连接部42,所述轴体41的外圆表面上设置有螺旋结构8,螺旋结构8的旋向是左旋,所述的螺旋结构8是设置在轴体41外圆周表面上的单头或多头的螺旋形凸棱,所述螺旋形凸棱的横断面形状是矩形,所述轴体41的外圆周表面下方设有轴内通道12,所述的轴内通道12是设置于轴体41横截面内部轴心并贯通全轴的轴孔13,也就是说轴体41是一根空心轴。如轴体41按图1中所处位置旋转带动轮毂7或车辆向前运行时,根据现有螺旋体物料输送方向的左、右手定则可判定;位于轴体41外圆表面上旋向是左旋的螺旋结构8输送润滑液体的方向是指向主减速器1一侧。
参见图4,本发明第二种结构的车用半轴,属于右半轴,包括轴体41和位于轴体41两端的键连接部42,所述的轴体41的轴心设有轴内通道12,也就是说轴体41是一根空心轴,空心轴的内孔即是可连通主减速器1和轮端机构2的轴内通道12,所述轴体41的外圆表面上和轴内通道12中均设置有螺旋结构8,设置于轴体41外圆表面上螺旋结构8的旋向是左旋,设置于轴内通道12中的螺旋结构8旋向是右旋,两组螺旋结构8的旋向相反,且当轴体41旋转时,两组螺旋结构8输送润滑液体的方向相反。如轴体41按图1中所处位置旋转带动轮毂7或车辆向前运行时,根据现有螺旋体物料输送方向的左、右手定则可判定;位于轴体41外圆表面上旋向是左旋的螺旋结构8输送润滑液体的方向是指向主减速器1一侧,而位于轴内通道12中旋向是右旋的螺旋结构8输送润滑液体的方向是指向轮端机构2一侧。
参见图5,本发明第三种结构的车用半轴,属于右半轴,包括轴体41、位于轴体41一端的键连接部42和轴体41另一端的法兰43,轴体41上有法兰的一端为轮端,设有键连接部的一端为主减速器1端,所述的轴体41的轴心设有轴内通道12,所述的轴内通道12包括轴体41上作为盲孔的空心管孔段和从空心管孔内部通向轴体41外表面轮端机构润滑空间的径向直孔段,图5中,空心轴的盲孔一端设有通向轴体41外表面上轮端轴承滑润空间的径向直孔段,即该轴内通道12(空心管孔段)一端通向主减速器1,另一端通向轮端机构2。而且,在图5中,轴体41外表面上和轴内通道12中均设置有螺旋结构8,根据螺旋结构输送物料的左右手定则,轴体41外表面上的螺旋结构8的旋向为左旋,轴内通道12(空心管孔段)中的螺旋结构8旋向为右旋,才能保证当轴体41旋转时,两组螺旋结构8输送润滑液体的方向相反。
参见图6,本发明第四种结构的车用半轴,属于左半轴,包括轴体41和位于轴体41两端的键连接部42,所述的轴体41的轴心为空心轴构成轴内通道12,在空心轴的内孔中设有旋向为右旋的螺旋结构8,由图6可见,所述螺旋结构8的旋向为右旋,图7中的图形相当于观察者站在车辆的后方所看到的情景,图形左边的键连接部42对应连接轮端机构2,图形右边的键连接部42对应连接主减速器1,因此图6中半轴的转动方向与图1中相反,这时车辆的前进方向是远离阅读者,半轴4的转动方向与车轮向前转动的方向相同,即从图面上看,半轴4纵断面的上半部朝向远离阅读者的方向转动,下半部朝向靠近阅读者的方向转动,螺旋结构8输送润滑油的方向是从轮端机构2(位于图形的左边)指向主减速器1一侧(位于图形的右边),这时用左手的姆指顺着输送润滑油的方向即朝向主减速器1,左手的四个手指正好从半轴的上半部指向远离阅读者的方向,满足左手定则,即在左半轴上的螺旋结构8为右旋,反之该结构右半轴上螺旋结构8的旋向为左旋。
参见图7,图8,本发明第五种结构的车用半轴,属于右半轴,轴体41的外表面上设置有左旋的螺旋结构8,所述的轴体41的外表面下方设有轴内通道12,所述的轴内通道12是设置在轴体41外圆表面下方的管道16,所述的管道16为直管,管道16的一端通向主减速器1一侧,另一端通向轮端机构2一侧。所述的管道16由设置在轴体41外圆表面上的纵向凹槽和固定在纵向凹槽中的管体15构成,所述的管体15是金属管或有机软管,所述纵向凹槽的长度大于管体15的长度,所述管体15两端的管口设置在轴体41的外圆表面上的纵向凹槽中与纵向凹槽的端部留有一段距离,以便使管体15的管口能与轴体41的外圆表面相通,也与外表面上的左旋的螺旋结构8相通,以便于润滑液体从管口流入或流出。图8中,轴体41外圆表面上的纵向凹槽四等分对称分布在轴体41的外圆表面上,也可以像花键槽一样分布,并在各键槽内固定管体15,以构成管道16。所述管体15的最大径向高度等于或小于纵向凹槽或螺旋形凹槽的深度,以便于在轴体41的外圆表面上固定螺旋结构8。
参见图9,本发明第六种结构的车用半轴,属于右半轴,套管14的外表面上设置有左旋的螺旋结构8,所述的轴体41的外表面下方设有轴内通道12,所述的轴内通道12是设置在轴体41外圆表面下方的管道16,所述的管道16为直管,管道16的一端通向主减速器1一侧,另一端通向轮端机构2一侧。所述的管道16由固定在轴体41上并能够沿轴体41的纵向形成管道16的套管14构成。图9中,管道16的形成是先在轴体41外表面上设置纵向凹槽然后纵向凹槽外部过盈套上套管14而构成。其实也可以先在套管14的内壁加工出如花键套的内孔结构,然后再将内孔开有槽的套管14直接固定在纵向凹槽的外表面上以构成管道16,由于套管14固定在轴体41的外表面上,与轴体41形成一体,故图9中在套管14的外表面上设置螺旋结构8如图9中的螺旋形凸棱或螺旋形凹槽,也相当于在轴体41的外表面上设置有螺旋结构8。
参见图10,本发明第七种结构的车用半轴,与图9中本发明第六种结构的车用半轴结构基本相同,只是在所述轴体41的外圆周表面上和轴内通道12中均设置有螺旋结构8,所述轴内通道12中的螺旋结构8是设置在轴体41外圆表面下方的单头或多头的轴内螺旋形管道17,所述的轴内螺旋形管道17由设置在轴体41外圆周表面上的螺旋形凹槽与固定在轴体41外圆周表面上的套管14构成。这时,在两组螺旋结构8中,若轴体41旋转带动轮毂7或车辆向前运行时,则向主减速器1方向输送润滑液体的那一组螺旋结构8的流量大于另一组螺旋结构8的流量。具体到图9和图10中,轴体41左边的键连接部42连接主减速器1,右边的键连接部42连接轮端机构2,套管14的外表面上设置有左旋的螺旋结构8是将润滑液体推向主减速器1一侧,轴内通道12中右旋的螺旋结构8是将润滑液体推向轮端机构2一侧,这时在设计和制作上,只要轴体41带动轮毂7或车辆向前方运行,就要使套管14外表面上设置的左旋螺旋结构8的流量大于轴内通道12中右旋螺旋结构8的流量,使两组螺旋结构8在带动润滑液体在驱动桥内进行循环流动时,还形成将轮端机构2一侧的润滑液体较多地推向主减速器1一侧的趋势,以满足车辆在呈斜面道路上行驶时,驱动桥内的的润滑液体会较多流向一侧轮端机构2从而产生的要将过量润滑液体逆向推回主减速器1一侧的需求。
参见图11,本发明第八种结构的车用半轴,与图10中本发明第七种结构的车用半轴结构基本相同,只是取消了套管14,所述的轴内螺旋形管道17由设置在轴体41外圆表面上的螺旋形凹槽和固定在螺旋形凹槽中的管体15构成,而轴体41外圆表面上的螺旋结构8,则是设置在轴体41外圆周表面上的单头或多头的螺旋形凸棱构成,螺旋形凸棱的横断面形状是矩形、锥形、梯形、半圆形或圆形,所述的螺旋形凸棱可由固定于轴体41外圆周表面上的金属丝或橡胶构成,所述螺旋形凸棱的高度或螺旋形凹槽的深度均为1~4毫米。螺旋结构8也可由螺旋形管道构成,如采用空心的管作为螺旋形凸棱,即构成了螺旋形管道,所述的螺旋形管道的最大径向高度小于或等于4毫米。同样在这两组螺旋结构8中,若轴体41旋转带动轮毂7或车辆向前运行时,则向主减速器1方向输送润滑液体的那一组螺旋结构8的流量大于另一组螺旋结构8的流量。
参见图1至图11,本发明的车用半轴上所述的螺旋结构8是设置在轴体41外圆周表面上的单头或多头的螺旋形凸棱或螺旋形凹槽或螺旋形管道;或者是设置在轴体41横截面内部轴孔13中的单头或多头的螺旋形凸棱或螺旋形凹槽,或者是设置在轴体41外圆表面下方的单头或多头的轴内螺旋形管道17,所述的轴内螺旋形管道17由设置在轴体41外圆表面上的螺旋形凹槽和固定在螺旋形凹槽中的管体15构成,或者由设置在轴体41外圆周表面上的螺旋形凹槽与固定在轴体41外圆周表面上的套管14构成。其中,螺旋形凸棱的横断面形状是矩形、锥形、梯形、半圆形或圆形,所述螺旋形凹槽的横断面形状是矩形槽、锥形槽、梯形槽或半圆形槽,所述螺旋形管道中内孔的横断面形状是圆形或四边形。
所述的螺旋形凸棱由固定于轴体41外圆周表面上的金属丝或橡胶构成,所述的螺旋形管道由固定于轴体41外圆周表面的金属管构成,所述螺旋形管道的最大径向高度为小于或等于4毫米。
参见图18,现有的车辆在国内等级公路上长时间高速运行时,驱动桥两侧形成右低左高的工作状态,即驱动桥的右侧低,左侧高,但由于油面是水平的,也就造成了右侧轮端的油量高于左端,同时主减速器1中的润滑油在从动锥齿轮5单向泵吸能力的作用下,驱动桥中央主减速器1中的润滑油就会流向一侧多为右侧轮端机构2的腔体内,无法回流。由于轮端机构2没有通气塞机构,于是包括轮边减速器在内的轮端机构2内部变成一个封闭的腔体,在这个腔体内,轮端轴承及齿轮等摩擦副不断地给腔体内的润滑油加热,同时会产生大量高温高压的油气,高压油气越聚越多,此时轮端机构2就像一个不断被加热的“高压锅”,在这个高压密闭的腔体内齿轮油越煮越沸,会导致车辆一侧轮端机构2腔体内的油温急剧上升,直至破坏润滑油黏度,导致润滑不良而引起轮端机构2内零件异常磨损,甚至产生齿轮胶合或轮毂油封失效漏油等故障。
本实施例1
参见图1,图2,图3,图12,本发明第一种结构的半轴4与第一种轴管部10配合的结构,本发明的车用半轴采用图1所示半轴4以及图2,图3中所示轴体41,键连接部42的结构,轴体41的外表面上设置有螺旋结构8,轴体41的中心设有贯通全长的空心内孔即轴内通道12,轴体41上空心内孔的左端通向轮端机构2,右端通向主减速器1,空心内孔即轴内通道12的孔径和其中的螺旋结构8以通过该空心内孔润滑液体的流量略小于轴体41的外表面上螺旋结构8的流量为好,所述驱动桥的其他结构如轴管部10或半轴套管6均采用现有的结构,未作改变。
当采用本实施例的结构后,半轴4在带动轮毂7转动前进的过程中,由于在半轴4的外圆表面上设置有输送方向朝向主减速器一侧的螺旋结构8,故造成驱动桥壳3内部的部分润滑油会沿所述螺旋结构8的旋转方向流向主减速器1一侧,这种逆向的螺旋泵吸作用,一来可保持轮端机构2油量稳定,在车辆行驶过程中主动排除轮端机构2内多余的油量,防止轮端气路堵塞和齿轮油的单侧聚集。二来可以使轮端机构与主减速器1的润滑油发生热量交换,辅助轮端机构2散热。三来保证主减速器1的油量,使主减速器各部件润滑充分,同时降低主减速器1的工作温度,提高其使用寿命。又由于轴体41上设有贯通全轴的空心内孔即轴内通道12,流入主减速器1内的润滑油,可通过空心内孔即轴内通道12回流到轮端机构2内,再由轴体41的外表面上的螺旋结构8泵入主减速器1一侧,实现驱动桥内部的润滑油在主减速器1,驱动桥壳3和轮端机构2之间循环流动,进一步加速了轮端机构内部高温油气向主减速器一侧的流动,强化了驱动桥内部,特别是轮端机构内润滑油热量的散发和交换,提高了轮端机构的散热效率,还可更好地调节和维持主减速器,轮端机构等运动部件的润滑油量,使主减速器等各部件润滑充分,通过驱动桥内部润滑液体的循环流动,从整体上提高了驱动桥,特别是轮端机构等部位的散热和降温效果,消除了驱动桥上局部温升过高的现象。
所述的螺旋结构8为盘旋在半轴4及轴体41外圆表面上的单头螺旋形凸棱,该螺旋形凸棱设置于轴体41与半轴套管6配合的部位,所述的螺旋形凸棱的横截面形状是矩形,也可以是锥形、梯形、半圆形或圆形。所述的螺旋形凸棱是在轴体41外圆表面上硫化成形工艺制成的螺旋形橡胶凸棱套,所制成螺旋形橡胶凸棱的高度即螺旋形凸棱的高度为1~4毫米左右,一般控制在4毫米以下,所述螺旋形凸棱的最大外径小于半轴套管6的最小内径,两者间的间隙为1~2毫米,以防止所述螺旋结构8与半轴套管6发生摩擦。所述螺旋结构8如图1,图12中螺旋形凸棱与半轴套管6的配合间隙越小,所述螺旋结构8的螺旋泵吸能力越大,间隙越大,所述螺旋结构8的螺旋泵吸能力相应减小,应依据具体需求设计泵吸能力、油液的吸取位置及范围。所述橡胶制成的螺旋形凸棱质量较轻,柔韧性较好,所制成的螺旋结构8与半轴套管6的间隙可以较小,即使螺旋形橡胶凸棱与半轴套管6有小的摩擦,也不会影响到半轴4的转动,不会产生摩擦噪音。
实施例2
参见图13,结合图1,图4,是本发明第二种结构的半轴4与第一种轴管部10配合的结构;本实施例中半轴4的结构与实施例1中的不同之处在于;在半轴4的空心内孔即轴内通道12中设置有螺旋结构8,该螺旋结构8是是设置在轴体41及半轴4内部轴孔13中的单头或多头的螺旋形凸棱或螺旋形凹槽,造成半轴4上有了两组螺旋结构8,一组螺旋结构8设置在半轴4外圆表面上,另一组螺旋结构8设置在轴内通道12中,且当轴体41旋转时,两组螺旋结构8输送润滑液体的方向相反。
实施例3
参见图14,结合图1,本发明第一种结构的半轴4与第二种轴管部10配合的结构。本实施例中半轴4的结构与实施例1中完全相同,但半轴套管6与实施例1不同,本实施例中半轴套管6的内孔中也设置有一组螺旋结构8,这一组螺旋结构8的旋向与半轴4外表面上的螺旋结构8的旋向相同。本实施例中的其他结构与实施例1基本相同。
实施例4
参见图15,结合图1,本发明第二种结构的半轴与第二种轴管部10配合的结构示意图;本实施例中半轴4的结构与实施例2中完全相同,而半轴套管6的结构与实施例3中完全相同,本实施例中半轴套管6的内孔中也设置有一组螺旋结构8,这一组螺旋结构8的旋向与半轴4外表面上的螺旋结构8的旋向相同。本实施例中的其他结构与实施例1基本相同。
实施例5
参见图16,结合图1,图10,是本发明第七种结构的半轴4与第一种轴管部10相配合的驱动桥结构,所述的轴管部10采用现有的结构,所述轴体41的外圆周表面上和轴内通道12中均设置有螺旋结构8,所述轴内通道12中的螺旋结构8是设置在轴体41外圆表面下方的单头或多头的轴内螺旋形管道17,所述的轴内螺旋形管道17由设置在轴体41外圆周表面上的螺旋形凹槽与固定在轴体41外圆周表面上的套管14构成。所述轴体41的外圆周表面上的螺旋结构8是设置在套管14外表面上的螺旋形凸棱,且螺旋形凸棱的旋向与轴体41外圆周表面上的螺旋形凹槽的旋向相反,才能使润滑液体在由轴体41外表面与轴管部10构成的轴外通道和轴内通道之间循环流动。参见图10,套管14的外表面上设置有左旋的螺旋结构8是将润滑液体推向主减速器1一侧,轴内通道12中右旋的螺旋结构8是将润滑液体推向轮端机构2一侧,同时最好使套管14外表面上设置的左旋螺旋结构8的流量大于轴内通道12中右旋螺旋结构8的流量。
实施例6
参见图17,结合图1,图11,是是本发明第八种结构的半轴4与第一种轴管部10相配合的驱动桥结构,本实施例与实施例5在结构上的区别是:取消了套管14,增加了管体15,所述的轴内螺旋形管道17由设置在轴体41外圆周表面上的螺旋形凹槽和固定在螺旋形凹槽中的管体15构成,而轴体41外圆表面上的螺旋结构8,则是由设置在轴体41外圆周表面和管体15上方的单头或多头螺旋形凸棱构成。若将轴体41外圆表面上的螺旋结构8改成螺旋形管道,则所述的螺旋形管道由固定于半轴4外圆周表面的金属管构成,或由固定于半轴4外圆周表面螺旋形凹槽中的金属管或有机软管构成。本实施例的其他结构与实施例5的结构基本相同。
Claims (9)
1.一种车用半轴,包括轴体(41)和位于轴体(41)两端的键连接部(42),或者包括轴体(41)、位于轴体(41)一端的键连接部(42)和轴体(41)另一端的法兰(43),其特征在于:所述轴体(41)的外表面下方设有轴内通道(12),所述轴体(41)的外表面上或轴内通道(12)中设置有螺旋结构,且当轴体(41)旋转带动轮毂(7)或车辆向前运行时,所述螺旋结构(8)输送润滑液体的方向指向主减速器(1)一侧;或者所述轴体(41)的外表面上和轴内通道(12)中均设置有螺旋结构(8),且当轴体(41)旋转时,两组螺旋结构(8)输送润滑液体的方向相反。
2.根据权利要求1所述的一种车用半轴,其特征在于:当所述轴体(41)的外表面上和轴内通道(12)中均设置有螺旋结构(8)时,在两组螺旋结构(8)中,若轴体(41)旋转带动轮毂(7)或车辆向前运行,则向主减速器(1)方向输送润滑液体的那一组螺旋结构(8)的流量大于另一组螺旋结构(8)的流量。
3.根据权利要求1所述的一种车用半轴,其特征在于:所述的轴内通道(12)是设置于轴体(41)横截面内部的轴孔(13),或者是设置在轴体(41)外表面下方的管道(16),所述轴孔(13)或管道(16)的一端通向主减速器(1)一侧,另一端通向轮端机构(2)一侧。
4.根据权利要求3所述的一种车用半轴,其特征在于:所述的管道(16)由设置在轴体(41)外表面上的纵向凹槽和固定在纵向凹槽中的管体(15)构成,或者由固定在轴体(41)上并能够沿轴体(41)的纵向形成管道(16)的套管(14)构成。
5.根据权利要求1所述的一种车用半轴,其特征在于:所述的螺旋结构(8)是设置在轴体(41)外表面上的单头或多头的螺旋形凸棱或螺旋形凹槽或螺旋形管道;或者是设置在轴体(41)横截面内部轴孔(13)中的单头或多头的螺旋形凸棱或螺旋形凹槽,或者是设置在轴体(41)外表面下方的单头或多头的轴内螺旋形管道(17),所述的轴内螺旋形管道(17)由设置在轴体(41)外表面上的螺旋形凹槽和固定在螺旋形凹槽中的管体(15)构成,或者由设置在轴体(41)外表面上的螺旋形凹槽与固定在轴体(41)外表面上的套管(14)构成。
6.根据权利要求4或5所述的一种车用半轴,其特征在于:所述的管体(15)是金属管或有机软管,所述管体(15)的最大径向高度等于或小于纵向凹槽或螺旋形凹槽的深度。
7.根据权利要求5所述的一种车用半轴,其特征在于:所述螺旋形凸棱的高度或螺旋形凹槽的深度均为1~4毫米,所述螺旋形管道的最大径向高度小于或等于4毫米。
8.根据权利要求5所述的一种车用半轴,其特征在于:所述螺旋形凸棱的横断面形状是矩形、锥形、梯形、半圆形或圆形,所述螺旋形凹槽的横断面形状是矩形槽、锥形槽、梯形槽或半圆形槽,所述螺旋形管道中内孔的横断面形状是圆形或四边形。
9.根据权利要求5或7或8所述的一种车用半轴,其特征在于:所述的螺旋形凸棱由固定于轴体(41)外表面上的金属丝或橡胶构成,所述的螺旋形管道由固定于轴体(41)外表面的金属管构成。
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