CN106042913A - 用于车辆传动轴的中间支撑装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于车辆传动轴的中间支撑装置，其可以包括：内轴承装置，其构造为可轴向移动地支撑轴头，所述轴头在所述传动轴的前轴与后轴之间连接；外轴承装置，其安装于所述内轴承装置的外部以可轴向旋转地支撑所述轴头；以及隔振件，其以弹性地能够变形的方式安装在所述外轴承装置的外部与固定至车身的支架之间。

Description

用于车辆传动轴的中间支撑装置

技术领域

本发明涉及一种用于车辆传动轴的中间支撑装置。具体地，本发明涉及这样一种用于车辆传动轴的中间支撑装置，其可移动地支撑轴头并且将轴头固定至车身，该轴头将传动轴的前轴与传动轴的后轴连接。

背景技术

传动轴在变速器(或者分动箱)与四轮驱动或者后轮驱动车辆的后差速器之间传递驱动力。传动轴因为持续接收扭矩并同时高速旋转，当其长度增加时由于振动的产生而会易于受到损坏，因此，传动轴使用分开的结构。通常，传动轴构造为使用三个接头和两个管件。

图1为显示了常规的传动轴的立体图，而图2为显示了安装到常规的传动轴的中间轴承和支架组件的截面图。

常规的传动轴位于变速器(或者分动箱)与后差速器之间。如图1中所示，常规的传动轴构造为使用三个接头和两个管件的结构，其能够吸收在车辆行驶过程中由于变速器和后差速器的移动而导致的移动位移(传动轴的长度上的振动以及在产生弯曲角度时的振动)。接头分别位于联接到变速器的输入部件1、联接到后差速器的输出部件2以及使得两个管件4和5彼此连接的中间部件3。

输入部件1、输出部件2以及中间部件3中的每一个具有花键接合结构。中间部件3经由中间轴承和支架组件6而固定到车身，并支撑通过传动轴10的旋转来传递驱动力的传动轴10。

如图2中所示，中间轴承和支架组件6可旋转地支撑轴头A(所述轴头A将常规的传动轴10的前轴4和后轴5彼此连接)并将轴头A固定到车身，该中间轴承和支架组件6通常包括轴承7、隔振件8以及支架9。轴承7的内环压住并支撑旋转的传动轴10。隔振件8位于轴承7的外环和支架9之间并用于支撑传动轴10以控制传动轴10的位移情况，并隔离(减小)从各个部件传递至车身的振动(例如，驱动系统的振动)。支架9借助例如螺栓或螺母而固定到车身。

同时，变速器和后差速器的移动(变速器的摇晃以及后差速器的倾斜)会在车辆加速/减速以及制动的时候发生，这是因为变速器和后差速器包括有弹性材料(例如橡胶)，并柔性地安装到车身框架以及副车架。当该移动传递到传动轴，这会导致传动轴的较大位移。

此外，传动轴的移动(例如，向前/向后、向左/向右，以及向上/向下的移动)会根据例如行驶条件、负载变化以及路面条件而发生。

因此，传动轴需要能够吸收根据行驶条件而导致的不同类型的移动的结构。

在中间轴承和支架组件可旋转地支撑传动轴的中间部件并将中间部件固定到车身的情况下，当传动轴处于以上所述的移动状态时，隔振件与传动轴的移动程度成比例的变形，这是因为中间轴承与传动轴一起移动，而支架固定到车身，并且隔振件将中间轴承与支架彼此连接。此外，隔振件可根据初始构造状态(变速器和后差速器的安装角度和安装位置)而被装配为永久变形的状态而不用考虑传动轴的移动。

亦即，隔振件的功能不仅是隔离通过传动轴而从变速器传递到车身的振动或者隔离在传动轴中产生的振动(由于旋转体的不平衡或者接头特性而产生的振动)，而且还吸收由变速器和差速器的移动导致的较大位移(传动轴长度上的振动以及在产生弯曲角度时的振动)。

尽管隔振件在中间轴承与支架之间的刚度可以设置为较低(软)以使得最大程度隔离振动，但这会导致隔振件甚至在低负载的情况下轻易地变形，由此使得耐久性变差。相反地，当隔振件的刚度设置为较高(硬)时，这在位移控制或耐久性方面可能是有优势的，但会使隔振性能变差，由此容易地造成噪声、振动和平稳性(NVH)问题。此外，振动隔振件作为阻尼件而应对传动轴的在长度上的振动和在产生弯曲角度时(其在变速器和后差速器的移动过程中发生)的振动，因此会造成其他方面的影响。

公开于本发明的背景部分的信息仅仅旨在加深对本发明的一般背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本发明的各个方面致力于提供一种用于车辆传动轴的中间支撑装置，其能够利用双轴承结构而同时在大位移和小位移的情况下，实现高振动隔离和耐久性能。

根据本发明的各个发明，一种用于车辆传动轴的中间支撑装置可包括内轴承装置，其构造为可轴向移动地支撑轴头，所述轴头在所述传动轴的前轴与后轴之间连接；外轴承装置，其安装于所述内轴承装置的外部以可轴向旋转地支撑所述轴头；以及隔振件，其以弹性地能够变形的方式安装在所述外轴承装置外部与固定至车身的支架之间。

所述内轴承装置可包括：内管，所述内管围绕所述轴头的外圆周表面；以及多个内滚珠，其可旋转地支撑在所述轴头与所述内管之间。

内滚珠保持架可布置在所述内管的内侧，用以保持内滚珠的固定的间隔距离和排列，并可轴向移动地支撑所述内滚珠。

所述轴头的外圆周表面和所述内管的内圆周表面都可设置有滚珠凹槽，所述滚珠凹槽沿轴向方向形成并在圆周方向上互相间隔开用于将内滚珠稳定地座接。

所述外轴承装置可包括：内环，其围绕所述内轴承装置的外圆周表面；外环，其围绕所述隔振件的内圆周表面；以及多个外滚珠，其沿圆周方向布置并可旋转地支撑在所述内环与所述外环之间。

所述外环可具有围绕所述内轴承装置的球形内圆周表面，所述内环可具有在其外圆周表面上形成的滚珠凹槽用于将外滚珠座接，所述外滚珠在所述球形内圆周表面与所述滚珠凹槽之间可沿着所述外环的球形内圆周表面移动。

滚珠止挡件可设置在所述外环与所述内轴承装置之间以限制所述外滚珠沿着所述外环的球形内圆周表面的移动。

所述滚珠止挡件的第一侧端可以紧密接触的方式固定至所述内轴承装置的外圆周表面，所述滚珠止挡件的第二侧端可设置有与所述外环的内圆周表面弹性地紧密接触的密封部。

挡圈可安装在所述轴头的一侧以阻止所述内轴承装置的轴向分离。

应当理解，此处所使用的术语“车辆”或“车辆的”或其它类似术语一般包括机动车辆，例如包括运动型多功能车(SUV)、大型客车、大货车、各种商用车辆的乘用汽车，包括各种舟艇、船舶的船只，航空器等等，并且包括混合动力车辆、电动车辆、插电式混合动力电动车辆、氢动力车辆以及其它替代性燃料车辆(例如衍生于非石油能源的燃料)。如本文中所述，混合动力车为具有两种或多种动力源，例如，同时具有汽油动力和电动力两种的车辆。

在纳入本文的附图以及随后与附图一起用于说明本发明某些原理的具体实施方式中，本发明的方法和装置所具有的其它特征和优点将变得清楚或得以更为具体地阐明。

附图说明

图1为显示了根据相关技术的常规的传动轴的立体图，其中输出部件2位于后差速器侧，而输入部件1位于变速器侧。

图2为显示了安装到常规的传动轴的中间轴承和支架组件的截面图。

图3A和图3B为显示了根据本发明示例性的用于车辆传动轴的中间支撑装置的外部构造的局部切割的立体图。

图4为显示了根据本发明示例性的用于车辆传动轴的中间支撑装置的截面图。

图5为沿着图4中的线A-A'所呈现的截面图。

图6为显示了根据本发明示例性的用于车辆传动轴的中间支撑装置的一些部件的示意图。

图7为显示了根据本发明示例性的用于车辆传动轴的中间支撑装置的外环的示意图。

图8、图9、图10和图11为显示了用于解释根据本发明示例性的用于车辆传动轴的中间支撑装置的功能的示意图，其中图8显示所述中间支撑装置吸收长度振动，图9显示了对旋转轴的支撑，图10显示了产生弯曲角度时的吸收，而图11显示了振动隔离以及小位移的吸收。

应理解的是，附图呈现了描述本发明基本原理的各个特征的一定程度的简化表示，从而不一定是按比例绘制的。本文所公开的本发明的特定设计特征，包括例如特定尺寸、定向、位置以及形状，将部分地由具体意图的应用以及使用环境所确定。

具体实施方式

现在将具体参考本发明的各个实施例，这些实施例的实例被显示在附图中并描述如下。尽管本发明与示例性实施例相结合进行描述，但是应当理解，本说明书并非旨在将本发明限制为那些示例性实施例。而是相反，本发明旨在不但覆盖这些示例性实施例，而且覆盖可以被包括在由所附权利要求所限定的本发明精神和范围之内的各种选择形式、修改形式、等同形式及其它实施方案中。

在之前描述的常规的用于传动轴的中间轴承和支架组件中，隔振件功能不仅隔离传动轴的振动，并且还吸收在不同行驶条件下由变速器和后差速器的移动导致的传动轴的较大位移(长度上的振动以及在产生弯曲角度时的振动)。因此，隔振件需要设计成复杂的结构用以同时满足噪声、振动和平稳性(NVH)的性能以及耐久性的要求，并且即使隔振件设计为上述结构，但隔振件也会由于性能分散而频繁地经受耐久性缺陷以及产生NVH问题。

因此，本发明提出将被包括在常规的中间轴承和支架组件中的隔振件的振动隔离功能与大位移吸收功能彼此独立地分开，从而显著地提高NVH性能以及耐久性，并且减小性能分散以实现刚度增加。

根据本发明的各个实施方案的用于传动轴的中间支撑装置由附图标记100表示，其安装在传动轴的轴头与车身之间，用于吸收传动轴的振动和位移。如图3A到图5所示，中间支撑装置100通常包括内轴承装置110、外轴承装置120以及隔振件130。

内轴承装置110用于可轴向移动地支撑轴头230，所述轴头230在传动轴200的前轴210与后轴220之间连接。内轴承装置110包括内管112、多个内滚珠114以及内滚珠保持架116。

如图6中所示，内管112具有围绕轴头230的外圆周的圆柱形式。多个滚珠凹槽113沿轴向方向形成在内管112的内圆周表面处，并在圆周方向上相互隔开。

内滚珠114设置在轴向方向上和圆周方向上，并且可旋转地支撑于轴头230与内管112之间。圆柱状内滚珠保持架116具有多个孔，该圆柱状内滚珠保持架116用于保持内滚珠114的固定间隔距离及布置，并可轴向移动地支撑内滚珠114。

内滚珠保持架116具有围绕内管112的内圆周和轴头230的外圆周的圆柱形式。内滚珠保持架116的孔沿轴向方向和圆周方向布置用于使内滚珠114插入。

轴头230在其一侧通过焊接而结合到前轴210的端部，并且轴头230的另一侧以花键联接的形式插入中间接头240中。滚珠凹槽232形成在轴头230的外圆周表面侧区域，并且在圆周方向相互隔开，使得内滚珠114稳定地座接于滚珠凹槽232内。滚珠凹槽232轴向形成为与内管112的滚珠凹槽113相同。

内轴承装置110在轴头230的轴向移动过程中通过内滚珠114来支撑轴头230，由此吸收传动轴200在轴向长度上由于大位移导致的振动(如图8所示)。此时，内滚珠114在稳定地在轴头230的滚珠凹槽232和内管112的滚珠凹槽113中旋转的同时支撑轴头230的轴向移动。

此外，挡圈234以压入配合的方式装配到到轴头230的一侧上以阻止内轴承装置110的轴向分离。

此外，如在图3A到图5中所示，外轴承装置120组装到内轴承装置110的外侧，其用于可轴向旋转地支撑轴头230并吸收由于大位移产生的传动轴200在产生弯曲角度时的振动。外轴承装置120包括内环122、外环124以及多个外滚珠126。

内环122组装到内轴承装置110的外圆周表面，形成与内管112的外圆周表面邻接。内环122具有球形的外圆周表面(其以圆形形状凸起)，并具有形成在其外圆周表面上的两个圆周滚珠凹槽123。

外滚珠126座接在各自的滚珠凹槽123上从而沿圆周方向分布。外滚珠保持架128位于座接在各自滚珠凹槽123上的外滚珠126之间。

外环124安装至隔振件130的内圆周表面，并以固定距离与内环122向外隔开。如图7所示，外环124具有球形内圆周表面(其形成为以圆形形状内凹)从而与内环122的外圆周表面形状对应。

外滚珠126沿圆周方向布置在内环122与外环124之间，并且可旋转地支撑在内环122的滚珠凹槽123与外环124的球形内圆周表面之间。

如图10所示，当轴头230和内轴承装置110向一侧倾斜时，外滚珠126在球形内圆周表面与滚珠凹槽123之间沿外环124的球形内圆周表面移动，由此支撑轴头230并吸收由于大位移而导致的在传动轴200产生弯曲角度时的振动。

此时，为限制外滚珠126沿外环124的球形内圆周表面的移动运动，滚珠止挡件118安装在外环124的内圆周表面与内管112的外圆周表面之间。

当传动轴200倾斜时，滚珠止挡件118的一侧端(设置有密封部119)移动并同时以如下状态与外环124的球形内圆周表面紧密接触，在该状态下滚珠止挡件118的另一侧端以紧密接触地方式固定至内管112的外圆周表面。因此，密封部119设置在滚珠止挡件118的一侧端处，从而与外环124的内圆周表面弹性地紧密接触。

当内轴承装置110和轴头230向一侧倾斜时，密封部119与外环124的球形内圆周表面保持紧密接触，由此阻止填充在由外环124、内环122和滚珠止挡件118所围绕的空间中的油泄漏。

如图9和图10所示，外轴承装置120具有如上所述的构造，用于可轴向旋转地支撑轴头230并吸收由于大位移导致的在传动轴200产生弯曲角度时的振动。

隔振件130安装在外轴承装置120的外圆周表面与固定地联接到车身的支架140之间。如图11所示，隔振件130用于隔离在传动轴200中产生的振动并吸收由于振动导致的小位移的功能。隔振件130由可弹性变形的橡胶材料形成，并能够隔离振动以及吸收小位移。

同时，盖子102组装到外环124，其具有用于使轴头230穿过的开口103。所述开口103的直径比轴头230的直径更大以阻止与包括有轴头230的传动轴200干涉。

从以上描述可以明显得到，在根据本发明的用于车辆的传动轴的中间支撑装置中，隔振件具有隔离振动并且吸收由于振动导致的小位移的功能，其能够使中间支撑装置的设计实现最大的NVH性能。此外，包括外滚珠和内滚珠的双轴承结构可以吸收由于变速器和后差速器的移动导致的大位移(传动轴在弯曲角度时及长度上的振动)，这可以在产生大位移时仅使得隔振件产生非常小的变形，并因此提高耐久性。此外，双轴承结构可以同时满足由于常规隔振件的功能分散而造成在大位移和小位移情况下的振动隔离要求和耐久性要求，由此实现较高刚度而并不会使得NVH性能和耐久性变差。

此外，通过以上所述的功能分离，本发明与常规结构相比可有利地提供简单的隔振件结构，并实现改善的刚度调节自由度以及减少研发时间。

为了方便解释和精确限定所附权利要求，术语“上”或“下”、“内”或“外”等等被用于结合示出在附图中的部件位置而描述具体实施例中的这些部件。

前面对本发明具体示例性实施方案所呈现的描述是出于说明和描述的目的。前面的描述并非意欲穷尽，或者将本发明严格限制为所公开的具体形式，显然，根据上述教导可能进行很多改变和变化。选择示例性实施方案并进行描述是为了解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的其它技术人员能够实现并利用本发明的各种示例性实施方案及其不同选择形式和修改形式。本发明的范围意在由所附权利要求书及其等同形式所限定。

Claims (9)

1.一种用于车辆传动轴的中间支撑装置，其包括：

内轴承装置，其构造为能够轴向移动地支撑轴头，所述轴头在所述传动轴的前轴与后轴之间连接；

外轴承装置，其安装于所述内轴承装置的外部以能够轴向旋转地支撑所述轴头；以及

隔振件，其以弹性地能够变形的方式安装在所述外轴承装置的外部与固定至车身的支架之间。

2.根据权利要求1所述的用于车辆传动轴的中间支撑装置，其中所述内轴承装置包括：

内管，其围绕所述轴头的外圆周表面；以及

多个内滚珠，其能够旋转地支撑在所述轴头与所述内管之间。

3.根据权利要求2所述的用于车辆传动轴的中间支撑装置，其中内滚珠保持架设置在所述内管的内侧，用以保持内滚珠的固定的间隔距离和排列并能够轴向移动地支撑所述内滚珠。

4.根据权利要求2所述的用于车辆传动轴的中间支撑装置，其中，所述轴头的外圆周表面和所述内管的内圆周表面都设置有滚珠凹槽，所述滚珠凹槽沿轴向方向形成并在圆周方向上互相间隔开用于将所述内滚珠稳定地座接。

5.根据权利要求1所述的用于车辆传动轴的中间支撑装置，其中，所述外轴承装置包括：

内环，其围绕所述内轴承装置的外圆周表面；

外环，其围绕所述隔振件的内圆周表面；以及

多个外滚珠，其沿圆周方向布置并能够旋转地支撑在所述内环与所述外环之间。

6.根据权利要求5所述的用于车辆传动轴的中间支撑装置，其中，所述外环具有围绕所述内轴承装置的球形内圆周表面，所述内环具有在其外圆周表面上形成的滚珠凹槽用于将外滚珠座接，所述外滚珠在所述球形内圆周表面与所述滚珠凹槽之间沿着所述外环的球形内圆周表面能够移动。

7.根据权利要求5所述的用于车辆传动轴的中间支撑装置，其中，滚珠止挡件设置在所述外环与所述内轴承装置之间以限制所述外滚珠沿着所述外环的球形内圆周表面的移动。

8.根据权利要求7所述的用于车辆传动轴的中间支撑装置，其中，所述滚珠止挡件的第一侧端以紧密接触的方式固定至所述内轴承装置的外圆周表面，所述滚珠止挡件的第二侧端设置有密封部，该密封部与所述外环的内圆周表面弹性地紧密接触。

9.根据权利要求1所述的用于车辆传动轴的中间支撑装置，其中，挡圈安装在所述轴头的一侧以阻止所述内轴承装置的轴向分离。