CN105650247A - 一种传动轴及使用该传动轴的车辆传动系统、车辆 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及车辆传动设备领域，特别涉及一种传动轴及使用该传动轴的车辆传动系统、车辆，传动轴包括前轴管、与前轴管同轴心插接的后轴管，前、后轴管中一个设有公插接段，另一个设有母插接段，公插接段插设在母插接段内，所述公插接段的外周面上设有外齿，母插接段的内周面上设有与外齿相对应的内齿，对应的内、外齿相邻齿面之间设有用于在公、母插接段之间传递扭矩的弹性体，前、后轴管之间设有用于固定前、后轴管的轴向相对位置并限制弹性体前后滑动的防脱结构，解决了目前的扭转减振传动轴扭转减振可靠性低的问题。
Description
技术领域
本发明涉及车辆传动设备领域，特别涉及一种传动轴及使用该传动轴的车辆传动系统、车辆。
背景技术
传动轴作为客车传动系统中一个重要的传动部件，对整车传动系的振动噪声有着至关重要的影响。目前客车用传动轴连接动力总成与驱动桥，起到动力传递的作用，由于传动轴与动力总成及驱动桥之间均为刚性连接，这种刚性连接的抗扭性能差，而且动力总成的扭转振动将无衰减传递至驱动桥上，引起传动系的振动噪声。公告号为CN103244572A公告日为20130814的中国专利公开了一种扭转减振传动轴，包括轴管、连接盘和焊接叉，轴管内壁通过弹性物质与焊接叉连接在一起，实现轴管与焊接叉之间的弹性连接，可以有效降低传动轴动力传递过程中产生的振动，增强传动轴本身的抗扭、减振性能，但是这种布置方式仅靠弹性物质起到抗扭、减振的作用，弹性物质长期受拉应力和剪切应力，易疲劳，扭转减振可靠性低。
发明内容
本发明的目的是提供一种传动轴，以解决目前的扭转减振传动轴扭转减振可靠性低的问题；另外，本发明的目的还在于提供一种使用上述传动轴的车辆传动系统及使用上述车辆传动系统的车辆。
本发明的技术方案为：一种传动轴，包括前轴管、与前轴管同轴心插接的后轴管，前、后轴管中一个设有公插接段，另一个设有母插接段，公插接段插设在母插接段内，所述公插接段的外周面上设有外齿，母插接段的内周面上设有与外齿相对应的内齿，对应的内、外齿相邻齿面之间设有用于在公、母插接段之间传递扭矩的弹性体，前、后轴管之间设有用于固定前、后轴管的轴向相对位置并限制弹性体前后滑动的防脱结构。
所述的公插接段设置在后轴管上，母插接段设置在前轴管上，防脱结构包括设置在前轴管上母插接段后端的内凸环、设置在后轴管上公插接段前端的外凸环，外齿、内齿、弹性体均设置在内、外凸环之间用于当前、后轴管受轴向拉力时限制前、后轴管相对移动，后轴管上设有与内凸环挡止配合用于当前、后轴管受轴向压力时限制前、后轴管相对移动的内凸环挡件。
所述的外凸环为后轴管前端面折边，内凸环为前轴管后端面折边。
所述的后轴管包括与前轴管连接的前轴管连接管和与前轴管连接管可伸缩插接的动力输出轴管，所述的动力输出轴管与所述的前轴管连接管止转配合。
所述的前轴管连接管与动力输出轴管通过花键副连接，前轴管连接管与动力输出轴管的接口处设有防尘套筒及防尘垫。
一种车辆传动系统，包括传动轴，所述的传动轴包括前轴管、与前轴管同轴心插接的后轴管，前、后轴管中一个设有公插接段，另一个设有母插接段，公插接段插设在母插接段内，所述公插接段的外周面上设有外齿，母插接段的内周面上设有与外齿相对应的内齿，对应的内、外齿相邻齿面之间设有用于在公、母插接段之间传递扭矩的弹性体，前、后轴管之间设有用于固定前、后轴管的轴向相对位置并限制弹性体前后滑动的防脱结构。
所述的公插接段设置在后轴管上，母插接段设置在前轴管上，防脱结构包括设置在前轴管上母插接段后端的内凸环、设置在后轴管上公插接段前端的外凸环，外齿、内齿、弹性体均设置在内、外凸环之间用于当前、后轴管受轴向拉力时限制前、后轴管相对移动，后轴管上设有与内凸环挡止配合用于当前、后轴管受轴向压力时限制前、后轴管相对移动的内凸环挡件。
所述的后轴管包括与前轴管连接的前轴管连接管和与前轴管连接管可伸缩插接的动力输出轴管，所述的动力输出轴管与所述的前轴管连接管止转配合。
所述的前轴管连接管与动力输出轴管通过花键副连接，前轴管连接管与动力输出轴管的接口处设有防尘套筒及防尘垫。
一种车辆，包括车辆传动系统，车辆传动系统包括传动轴，其特征在于：所述的传动轴包括前轴管、与前轴管同轴心插接的后轴管，前、后轴管中一个设有公插接段，另一个设有母插接段，公插接段插设在母插接段内，所述公插接段的外周面上设有外齿，母插接段的内周面上设有与外齿相对应的内齿，对应的内、外齿相邻齿面之间设有用于在公、母插接段之间传递扭矩的弹性体，前、后轴管之间设有用于固定前、后轴管的轴向相对位置并限制弹性体前后滑动的防脱结构。
本发明的有益效果为：由于本发明的轴管分为前轴管和后轴管，前、后轴管中一个设有外周面上带有外齿的公插接段，另一个设有内周面带内齿的母插接段，外齿与内齿之间设有弹性体，车辆运行时，动力扭矩输入到前轴管上，之后通过外齿与内齿之间的弹性体传递到后轴管上，弹性体的非线性弹力对动力扭矩波动幅值进行衰减，并将衰减后的动力扭矩传递到后轴管上，由于弹性体设置在对应的外齿、内齿之间，弹性体在工作时始终处于受压状态，保证了本发明所述的传动轴具有良好减振性能的同时具有极高的可靠性，保证了整车的安全，同时，可以通过设置弹性体的数量及刚度调整传动轴的减振效果。
更进一步的，所述的内、外凸环分别为前轴管后端面、后轴管前端面的折边，结构简单，制造加工简单方便，成本低。
更进一步的，所述的后轴管包括与前轴管连接的前轴管连接管和与前轴管连接管可伸缩插接的动力输出轴管，伸缩结构保证了整车悬架跳动过程中传动轴的正常运转。
附图说明
图1为本发明的一种传动轴的具体实施例1的装配图；
图2为图1中沿A-A的剖视图；
图3为本发明的一种传动轴的具体实施例1的前轴管与前轴管连接管装配的半剖视图；
图4为本发明的一种传动轴的具体实施例1的前轴管连接管结构示意图；
图5为图4的左视图；
图6为本发明的一种传动轴的具体实施例1的动力输出轴管结构示意图；
图7为本发明的一种传动轴的具体实施例2的前轴管与前轴管连接管装配的半剖视图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施方式作进一步说明。
本发明的一种传动轴的具体实施例1，如图1至图6所示，传动轴包括前轴节叉1、前轴管2、弹性体4、与前轴管2同轴插接的后轴管6、后轴节叉11。弹性体4采用金属橡胶材料。前轴管2与前轴节叉1焊接固定，前轴节叉1通过十字轴万向节与动力总成连接，后轴管6与后轴节叉11焊接固定，后轴节叉11通过十字轴万向节与驱动桥连接。前轴管2与后轴管6同轴心止转插接，后轴管6的一端插接在前轴管2内。前轴管2上与后轴管6插接的一端设有母插接段，母插接段的内周面设有与前轴管轴心线平行且沿前轴管径向设置的六个内齿13，六个内齿均匀分布在前轴管2的圆周内壁上。后轴管6上与前轴管2插接的一端设有公插接段，公插接段的外周面上设有与后轴管轴心线平行且沿后轴管6径向设置与内齿13相对应的六个外齿14，六个外齿均匀分布在后轴管6的圆周外壁上，内齿13、外齿14均为板状结构，外齿14与内齿13在圆周方向上间隔设置且相邻公、内齿的齿面之间设有弹性体4，外齿14与内齿13沿圆周方向的投影有重叠，传动轴扭转时弹性体4始终处于受压状态。前轴管2的后端面上设有向内弯折的前轴管后端面折边5用于限制外齿14和弹性体4向后滑动，后轴管的前端面设有向外弯折的后轴管前端面折边3用于限制内齿13和弹性体4向前滑动，后轴管上外齿14的后侧设有用于限制前轴管后端面折边5向后滑动的限位挡圈12，限位挡圈12固定在后轴管6上的限位挡槽17内，后轴管6通过限位档槽17及限位挡圈12将其与前轴管2的轴向相对位置固定，在本发明的其他实施例中，上述前轴管后端面折边、后轴管前端面折边还可以是外设的内、外凸环，外齿、内齿、弹性体均设置在内、外凸环之间用于当前、后轴管受轴向拉力时限制前、后轴管相对移动，此时限位挡圈12还可以为板簧、限位挡块等其他与内凸环挡止配合用于当前、后轴管受轴向压力时限制前、后轴管相对移动的内凸环挡件。
后轴管6包括用于与前轴管2连接的前轴管连接管61及与前轴管连接管可伸缩连接的动力输出轴管62，前轴管连接管61中后端开有内花键15，动力输出轴管62与前轴管连接管61止转配合并通过花键副连接，花键副的伸缩结构保证了整车悬架跳动过程中传动轴的正常运转。前轴管后端面折边5、外齿14、限位挡槽17及限位挡圈12均设置在前轴管连接管61上。前轴管连接管61通过限位档槽17和限位挡圈12将其与前轴管2的轴向位置固定。前轴管2与前轴管连接管61安装完后，前轴管2与前轴节叉1焊接固定，前轴节叉1通过十字轴万向节与动力输入端连接。前轴管连接管61中后端开有内花键15，其与动力输出轴管62上面的外花键16形成花键副8连接并传递扭矩，动力输出轴管62上设有防尘套筒9及防尘垫7，其能有效防止尘土等污物进入到花键副中，影响传动。动力输出轴管62与后轴节叉11焊接固定，后轴节叉11与驱动桥连接并输出动力扭矩。
整车运行时，发动机波动的动力扭矩通过前轴节叉1传递至前轴管2末端的内齿13上，由于前轴管后端面折边5和后轴管前端面折边3的存在限制了弹性体4的轴向位移，动力扭矩使内齿13压缩弹性体4并将动力传递至外齿14上，进而传递到前轴管连接管61上，随后经过花键副8传递至动力输出轴管62及后轴节叉11上，从而输出到驱动桥，在此过程中，发动机波动的动力扭矩幅值在通过内齿13挤压弹性体4传递至外齿14时，经过了弹性体刚度特性和阻尼特性的非线性衰减，并传递到驱动桥，有效提高了传动系的扭转减振性能，提升了整车的振动噪声水平。同时，弹性体4的刚度设置及圆周均布的个数设置均为传动系最优减振性能的设计提供空间。前轴管后端面折边5、后轴管前端面折边3及内、外齿的限位作用保证了弹性体始终处于受压状态，避免剪切、受拉等恶劣受力情况，提高了弹性体的使用周期，具备非常高的可靠性，保证了行车安全，同时采用金属橡胶的弹性体与普通橡胶不同，不存在老化现象。
本发明的一种传动轴的具体实施例2，如图7所示，本实施例与上述实施例的区别仅在于：上述前轴管后端面折边和后轴管前端面折边均不设，由设置在前轴管上的限位挡圈51和限位挡圈52固定前、后轴管轴向位置并限制弹性体前后滑动，其中限位挡圈51与前轴管2焊接固定，齿挡圈52与前轴管2为一体式结构，其他部分实施方式与上述实施例相同，不再赘述。
本发明的一种车辆传动系统的实施例，车辆传动系统包括传动轴，所述的传动轴与上述一种传动轴的具体实施例中所述的结构相同，不再赘述。
本发明的一种车辆的实施例，该车辆包括车辆传动系统，车辆传动系统包括传动轴，所述的传动轴与上述一种传动轴的具体实施例中所述的结构相同，不再赘述。
在本发明的一种传动轴、车辆传动系统及车辆的其他实施例中，上述的前轴管后端面折边和后轴管前端面折边还可以是分别与前、后轴管螺纹配合的内、外齿挡圈，挡圈的高度与内、外齿的高度相当，前轴管后端面折边还可以不设，而在后轴管的外齿的后侧设置与后轴管螺纹连接的外齿挡圈，上述情况均不再需要设置上述限位挡圈，同理，后轴管前端面折边也可以不设；前轴管后端面折边、后轴管前端面折边还可以分别与前轴管、后轴管可拆固连，可以螺钉连接等；前轴管后端面折边、后轴管前端面折边还可以都不设，而在前轴管上内齿的前侧设置用于对外齿、内齿、弹性体均轴向限位的第一限位环，而在后轴管上外齿的后侧设置用于对外齿、内齿、弹性体均轴向限位的第二限位环，在后轴管上外齿的前侧和/或在前轴管上前后管轴向板的后侧设置固定前、后轴管轴向位置的限位环挡圈，当然，挡圈只是用来与第一、二限位环配合限制前后轴管相对移动，挡圈还可以是均匀分布在前轴管或后轴管上的若干挡块；上述母插接段还可以设置在后轴管上，对应的，公插接段设置在前轴管上；上述后轴管还可以是一个整体，前轴管与前轴管节叉通过花键副连接，或者在动力总成与传动轴连接的位置增设伸缩结构；上述内齿、外齿的数量可以根据需要进行调整以得到最优减振性能；上述弹性体还可以是普通橡胶等其他弹性材料；上述前轴管连接管还可以与动力输出轴管通过设置在前轴管连接管上的轴向导向槽和设置在动力输出轴管上与轴向管导向槽滑动配合的轴向导轨连接。
Claims (10)
1.一种传动轴，其特征在于：包括前轴管、与前轴管同轴心插接的后轴管，前、后轴管中一个设有公插接段，另一个设有母插接段，公插接段插设在母插接段内，所述公插接段的外周面上设有外齿，母插接段的内周面上设有与外齿相对应的内齿，对应的内、外齿相邻齿面之间设有用于在公、母插接段之间传递扭矩的弹性体，前、后轴管之间设有用于固定前、后轴管的轴向相对位置并限制弹性体前后滑动的防脱结构。
2.根据权利要求1所述的传动轴，其特征在于：所述的公插接段设置在后轴管上，母插接段设置在前轴管上，防脱结构包括设置在前轴管上母插接段后端的内凸环、设置在后轴管上公插接段前端的外凸环，外齿、内齿、弹性体均设置在内、外凸环之间用于当前、后轴管受轴向拉力时限制前、后轴管相对移动，后轴管上设有与内凸环挡止配合用于当前、后轴管受轴向压力时限制前、后轴管相对移动的内凸环挡件。
3.根据权利要求2所述的传动轴，其特征在于：所述的外凸环为后轴管前端面折边，内凸环为前轴管后端面折边。
4.根据权利要求1-3任一项所述的传动轴，其特征在于：所述的后轴管包括与前轴管连接的前轴管连接管和与前轴管连接管可伸缩插接的动力输出轴管，所述的动力输出轴管与所述的前轴管连接管止转配合。
5.根据权利要求4所述的传动轴，其特征在于：所述的前轴管连接管与动力输出轴管通过花键副连接，前轴管连接管与动力输出轴管的接口处设有防尘套筒及防尘垫。
6.一种车辆传动系统，包括传动轴，其特征在于：所述的传动轴包括前轴管、与前轴管同轴心插接的后轴管，前、后轴管中一个设有公插接段，另一个设有母插接段，公插接段插设在母插接段内，所述公插接段的外周面上设有外齿，母插接段的内周面上设有与外齿相对应的内齿，对应的内、外齿相邻齿面之间设有用于在公、母插接段之间传递扭矩的弹性体，前、后轴管之间设有用于固定前、后轴管的轴向相对位置并限制弹性体前后滑动的防脱结构。
7.根据权利要求6所述的车辆传动系统，其特征在于：所述的公插接段设置在后轴管上，母插接段设置在前轴管上，防脱结构包括设置在前轴管上母插接段后端的内凸环、设置在后轴管上公插接段前端的外凸环，外齿、内齿、弹性体均设置在内、外凸环之间用于当前、后轴管受轴向拉力时限制前、后轴管相对移动，后轴管上设有与内凸环挡止配合用于当前、后轴管受轴向压力时限制前、后轴管相对移动的内凸环挡件。
8.根据权利要求6或7所述的车辆传动系统，其特征在于：所述的后轴管包括与前轴管连接的前轴管连接管和与前轴管连接管可伸缩插接的动力输出轴管，所述的动力输出轴管与所述的前轴管连接管止转配合。
9.根据权利要求8所述的车辆传动系统，其特征在于：所述的前轴管连接管与动力输出轴管通过花键副连接，前轴管连接管与动力输出轴管的接口处设有防尘套筒及防尘垫。
10.一种车辆，包括车辆传动系统，车辆传动系统包括传动轴，其特征在于：所述的传动轴包括前轴管、与前轴管同轴心插接的后轴管，前、后轴管中一个设有公插接段，另一个设有母插接段，公插接段插设在母插接段内，所述公插接段的外周面上设有外齿，母插接段的内周面上设有与外齿相对应的内齿，对应的内、外齿相邻齿面之间设有用于在公、母插接段之间传递扭矩的弹性体，前、后轴管之间设有用于固定前、后轴管的轴向相对位置并限制弹性体前后滑动的防脱结构。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20160608 |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |