CN106068392B - 车辆接头 - Google Patents

Abstract

车辆接头具有驱动套筒、小齿轮轴以及驱动螺母。该套筒具有通气孔、第一组花键以及第一组通气沟槽。该小齿轮轴具有与第一组花键接合的第二组花键。在所接合花键的径向外侧的流体间隙沿所接合花键的长度延伸。第二组通气沟槽与第一组通气沟槽接合。小齿轮轴还具有第一组螺纹。该驱动螺母具有与第一组螺纹接合的第二组螺纹。该驱动螺母还具有延伸穿过该驱动螺母的径向孔口。第一通气孔通过上述的一些结构特征与该径向孔口流体连接。

Description

车辆接头

相关申请

本申请要求2013年11月25日提交的美国申请系列号61/908,225的权益，该申请以参见的方式纳入本文。

背景技术

等速接头(万向节)是机械联接件，其中不管该接头的操作角度如何，输出轴的转动速度总是等于输入轴的转动速度。等速接头通常用在车辆传动系统中，以转动地连接该传动系统的各个部件。

在一种情形中，接头能用于将两个轴连接在一起。这些轴可相对于彼此成不同的角度。该接头不仅适应角度差异，并且如上所述将一个轴的转动转移至另一轴。

等速接头是众所周知的，并且存在这些等速接头的许多变型。在一些实施例中，这些接头包括增加接头的重量、复杂性以及成本的部件。在一些情形中，这些接头需要特定的工具来组装或拆卸，这会使得维修这些接头更难并且昂贵。

会期望具有一种等速接头，该等速接头是轻型的、易于维修并且制造成本低廉。下文所述的接头满足这些需求。

发明内容

车辆接头包括驱动套筒、小齿轮轴以及驱动螺母。驱动套筒具有第一通气孔、第一组花键以及第一组通气沟槽。小齿轮轴具有第二组花键、流体间隙、第二组通气沟槽以及第一组螺纹。第二组花键与第一组花键接合。流体间隙径向地位于被接合花键的外侧并且延伸被接合花键的长度。第二组通气沟槽与第一组通气沟槽接合。驱动螺母具有第二组螺纹和径向孔口。第二组螺纹与第一组螺纹啮合并且径向孔口延伸穿过驱动螺母。第一通气孔通过流体间隙、第一组和第二组通气沟槽以及第一组和第二组螺纹与径向孔口流体连通。

附图说明

当根据附图考虑时，以上对本领域的技术人员来说从以下具体描述中变得显而易见，附图中：

图1是接头的一个实施例的剖切侧视图；以及

图2是接头的另一个实施例的剖切侧视图。

具体实施方式

应该理解，除了明确指定相反的地方外，本发明可假设各种可替代性方向及步骤顺序。还应该理解，附图中所示及以下说明书中所述的具体设备和过程是本文所限定的发明概念的简单示例性实施例。因此，除非另外明确指出，否则关于所公开的实施例的具体尺寸、方向或其它物理特征不理解应为限制性。

图1示出根据本发明一实施例的等速接头10。等速接头10包括外圈12、内圈14、保持架(注：亦称“球笼”)16、多个扭矩传递元件17、驱动套筒18、驱动螺母19以及靴组件20。插入式小齿轮轴22与驱动套筒18驱动地接合，且驱动套筒18与内圈14驱动地接合。该等速接头10是球笼式等速接头；然而，应理解的是，等速接头10也可以是任何其它类型的等速接头。

外圈12是由诸如钢之类的刚性材料形成的中空圆柱形本体。外圈12通常锻造而成并且然后在二级操作中机加工。然而，应理解的是，外圈12可使用其他工艺由任何刚性材料形成。附连端部24形成在外圈12中并且与轴驱动地接合(在图1中未示出，但其可从图2中了解)。替代地，应理解的是，附连端部24可联接于任何其他类型的部件。

多个外轨道26形成在外圈12的内表面28中。每个外轨道26均具有遵循如下弓形路径的弓形轮廓，该即，弓形路径所具有的中点不同于等速接头10的中点。外圈12包括形成在其中的六个外轨道26。然而，应理解的是，每个外轨道26均可具有非弓形的轮廓，并且任何数量的外轨道26可形成在外圈12中。多个外轨道26绕外圈12的轴线等距地隔开。

内表面28是外圈12的球面，其所具有的中点与等速接头10的中点共用。内表面28的半径与保持架16的外表面30互补。例如本领域众所周知的那样，多个外轨道26和内表面28被精密地机加工以用作等速接头的表面。

内圈14是由诸如钢之类的刚性材料形成的中空部件。应理解的是，内圈14可使用任何传统的工艺由任何刚性材料形成。当驱动套筒18与内圈14驱动地接合时，内圈14通常花键接合地设置在驱动套管18的端部上。

内圈14包括内圈外表面31和内圈内表面32。内圈外表面31是内圈14的球面，其所具有的中点与等速接头10的中点共用。内圈内表面32限定穿过内圈14的圆柱形孔。多个花键34形成在内圈内表面32上，用以将内圈14与驱动套筒18驱动地接合。

多个内轨道36形成在内圈外表面30中。每个内轨道36均具有遵循如下弓形路径的弓形轮廓，即，该弓形路径所具有的中点不同于等速接头10的中点。每个内轨道36的弓形轮廓的直径与对应于该内轨道的每个外轨道26的弓形轮廓的直径互补。如图1所示，每个内轨道36的深度根据内轨道外表面31距内圈14的轴线的距离而改变。内圈14包括形成在其中的六个内轨道36。然而，应理解的是，每个内轨道36均可具有非弓形的轮廓，并且任何数量的内轨道36可形成在内圈14中。多个内轨道36绕内圈14的轴线等距地隔开。

内圈14使用卡环38固定于驱动套筒18，该卡环设置在形成于驱动套筒18的外表面中的沟槽40内。替代地，任何其他类型的紧固件也可用于将内圈14固定于驱动套筒18。

保持架16设置在外圈12和内圈14之间。该保持架16是由诸如钢之类的刚性材料加工而成的中空本体。然而，应理解的是，保持架16可使用其他工艺由任何刚性材料形成。保持架16包括球形外表面44和球形内表面46。多个穿孔48穿过保持架16形成。

球形外表面44具有与等速接头10的中点共用的中点。球形外表面44限定每个穿孔48的一部分。球形外表面44设置成抵靠于并滑动地接合外圈12的内表面28。球形外表面44的直径与外圈12的内表面28互补。例如本领域众所周知的那样，该球形外表面44和内表面28被精密地机加工以用作等速接头的匹配表面。

该球形内表面46具有与等速接头10的中点共用的中点。球形内表面46限定每个穿孔48的一部分。球形内表面46设置成抵靠于并且滑动地接合内圈外表面30。球形内表面46的半径与内圈外表面30的半径互补。例如本领域众所周知的那样，该球形内表面46和内圈外表面31被精密地机加工以用作等速接头的匹配表面。

多个扭矩传递元件17包括钢球，这些钢球设置在每个穿孔48、外轨道26以及内轨道36中。每个扭矩传递元件17均是本领域已知的滚珠轴承。然而，应理解的是，多个扭矩传递元件17也可以是任何其他形状并且由任何其他刚性材料形成。每个扭矩传递元件17的直径与外轨道26和内轨道36的每个的弓形轮廓的直径互补。例如本领域众所周知的那样，扭矩传递元件17、外轨道26和内轨道36被精密地机加工以用作等速接头的匹配表面。一个扭矩传递元件17设置成与每个外轨道26和每个内轨道36滑动接合。

驱动套管18是由诸如钢之类的刚性材料形成的环形部件。应理解的是，驱动套管18可使用任何传统的工艺由任何刚性材料形成。该驱动套管18设置成抵靠于内圈14并且与该内圈驱动地接合。该驱动套筒18包括第一端部50、中间部分52以及第二端部54。第一端部50与内圈14驱动地接合，中间部分52设置成抵靠于内圈14，以及第二端部54与插入式小齿轮轴22驱动地接合。

第一端部50是驱动套筒18中的与内圈14进行花键接合的圆柱形部分。多个花键55形成在第一端部50的外表面中。替代地，应理解的是，驱动套筒18能以任何传统的方法与内圈14整体地形成或者联接于该内圈。沟槽40形成在驱动套筒18的第一端部50中。

中间部分52是驱动套筒18中的位于第一端部50和第二端部54之间的基本上盘形部分。该中间部分52所具有的外直径大于第一端部50的外直径。中间部分52限定驱动套筒18的套筒基座56。该套筒基座56在所示出的实施例中具有倾斜部分56A，该倾斜部分连接于垂直地延伸的径向部分56B。当第一端部50与内圈14驱动地接合时，套筒基座56设置成抵靠于内圈14中具有互补形状的一部分。

第二端部54是中空的并且其与第一端部相对地形成。第二端部54包括第一内直径部分62和第二内直径部分63。第一内直径部分62具有比第二内直径部分63小的直径。斜坡过渡部65连接两个直径部分62、63。

轴向地延伸的通气沟槽67位于第二内直径部分63上。第二端部54也在第一内直径部分62中包括多个内花键60，并且包括靴沟槽64、第一O型圈沟槽66以及第一卡环沟槽68。第一O型圈70位于第一O型圈沟槽66中，而第一卡环72位于第一卡环沟槽68中。沟槽66、68以及环70、72位于第二端部54的外表面78上。第二端部54与靴组件20的一部分密封地接合。

多个内花键60形成在第二端部54的第一直径部分62上，用以驱动地接合插入式小齿轮轴22。替代地，应理解的是，第二端部54能以允许滑动接合的任何方式联接于插入式小齿轮轴22。

卡环72接合位于驱动螺母19的第一内表面74上的卡环沟槽76。卡环72轴向地固定驱动螺母19和驱动套筒18。替代地，应理解的是，第二端部54可构造成以任何传统的方式与驱动螺母19接合。O型圈70紧密地密封驱动螺母19和驱动套筒18之间的界面。

靴沟槽64是由第二端部54的外表面78限定的环形凹槽。靴沟槽64介于沟槽66、68和中间部分52之间形成。靴沟槽64接纳靴组件20的一部分并且与之密封地接合。替代地，应理解的是，第二端部54可构造有接纳并且密封地接合靴组件20的另一特征。

驱动螺母19是由诸如钢之类的刚性材料形成的中空环形部件。应理解的是，驱动螺母19可使用任何传统的工艺由任何刚性材料形成。

驱动螺母19包括第一部分80和第二部分82。这些部分80、82整体地并且一体地形成。该第一部分80与驱动套筒第二端54的一部分径向地交迭。第一部分80具有卡环沟槽76。第一部分80具有比第二部分82的内直径部分81B大的内直径部分81A。

第一部分80在卡环沟槽76附近具有第一倒角表面88，以便于卡环72在组装过程中压缩。

第二部分82的内直径81B上具有多个螺纹86。驱动螺母的螺纹86与轴22上的互补的一组螺纹接合。内直径81B还限定第二卡环沟槽94。轴22具有互补的卡环沟槽96。卡环98位于沟槽94、96中以将螺母19和轴22轴向地固定在一起。轴22还具有O型圈沟槽100，O型圈102位于在该O型圈沟槽中。O型圈102密封位于轴26和螺母19之间的界面。

卡环沟槽94具有倒角边缘以便于移除螺母19，例如用于维修或更换。

靴组件20包括靴保持器102和靴部108。如图1所示，靴组件20设置在外圈12上并且与驱动套筒18密封地接合。靴部108由靴保持器106的压接部分联接于靴保持器106。靴部108使用夹持装置(未示出)与驱动套筒18密封地接合。该夹持装置是带式夹持件；然而，应理解的是，也可使用其他类型的夹持装置。

靴保持器106是由诸如金属或塑料之类的刚性材料形成的环形部件。该靴保持器106联接于外圈12并且与该外圈密封地接合。靴保持器106的第一端部110接合由该外圈12的外表面114所限定的肩部112；然而，应理解的是，该靴保持器106能以任何方式联接于外圈12。第二端部116具有基本上U形截面，该U形截面封围靴部108的一部分以将该靴部108联接于靴保持器106。替代地，该第二端部116可具有便于将靴部108联接于靴保持器106的其他形状。

靴部108是由诸如弹性体之类的弹性材料形成的具有基本上U形截面的环形部件。靴部108有利于外圈12和驱动套筒18之间的运动，同时维持两者的密封接合。如上所述，靴部108的第一端部118联接于靴保持器106。如上所述，靴部108的第二端部120与驱动套筒18的靴沟槽64密封地接合并且联接。

插入式小齿轮轴22是这样的细长部件，该细长部件在组装等速接头10时与驱动套筒18驱动地接合。该插入式小齿轮轴22使用任何传统的工艺由诸如钢之类的刚性材料形成。该插入式小齿轮轴22包括第一端部122、中间部分124以及第二端部126。

该插入式小齿轮轴22的第一端部122是与第二端部126相对地形成的圆柱形部分。第一端部122包括多个外花键128，这些外花键与驱动套筒18的内花键60相对应。当组装等速接头10时，该插入式小齿轮轴22通过花键128、60与驱动套筒18驱动地接合，以使得两者一致地一起转动。多个外花键128形成在该插入式小齿轮轴22的外表面130上。替代地，应理解的是，该插入式小齿轮轴22能以允许滑动接合的任何方式与插入式小齿轮轴22驱动地接合。

中间部分124是该插入式小齿轮轴22的位于第一端部122和第二端部126之间的圆柱形部分。该中间部分124具有比第一端部122大的直径。两个部分122、124由倾斜过渡部分65隔开。卡环沟槽96和O型圈沟槽100位于中间部分124中。该中间部分124还包括一组螺纹134用以与螺母螺纹86啮合。这些螺纹86、134使轴22和螺母19固定而让两者一起转动。

第二端部126构造成与驱动部件(未示出)驱动地接合。该第二端部126可具有用于与驱动部件接合的斜小齿轮，然而应理解的是，该第二端部126也能以允许插入式小齿轮轴22和驱动部件之间驱动接合的任何方式构造。

至少一个通气孔136位于套筒18中。更具体的说，通气孔136沿着套筒18的纵向轴线138位于套筒18中。该通气孔136允许空气经由下文描述的路径从接头10流出。

该路径包括在套筒18和螺母19之间的花键连接中的至少一个径向间隙140。花键连接包括套筒18的花键60和轴22的花键128。至少一个径向间隙140相对于这些花键60、128径向向外定位。该至少一个径向间隙140可包括一个或多个花键60、128的径向延伸部，以使得当这些花键60、128彼此接合时，留下沿着这些花键60、128的轴向长度延伸的径向间隙以供空气通过。

该路径还包括通气沟槽142。这些通气沟槽142可起始于套筒18并且延伸穿过螺纹86、134。通气沟槽142可位于螺纹86、134内或者相对于这些螺纹径向向外。这些通气螺纹(译者注：应为沟槽)142穿过螺纹86、134延伸至螺母19中的至少一个径向孔口144。径向孔口144从驱动螺母19的第二内表面92延伸至驱动螺母19的外表面146。止回阀48可位于径向孔口144中。止回阀148允许空气从接头10逸出，但不会允许外部空气、水或污染物进入接头10。

现转向图2，示出接头10’的另一示例实施例。该接头10’如同上文说明和描述，除了图2具有替代的通气(排气)结构以外。更具体地说，图2的实施例并不具有套筒18’中的通气孔136、套筒18’和螺母19’之间在花键连接中的径向间隙140、通气沟槽142或者螺母19’中的径向孔口144。

而是，第一通气孔150设置在外圈12’中。更具体的说，第一通气孔150沿着外圈12’的纵向轴线138定位。该第一通气孔150定位在外圈12’的盘形部分152中，该盘形部分连接周向外轨道26和周向附连端部24’。

图2示出与纵向轴线138对准的单个第一通气孔150，然而，该盘形部分152中的附加通气孔也是允许的。

外圈12’的附连端部24’与轴154驱动地接合。接合通常经由焊接来实现，但也可使用其他附连方法。

轴154具有中空内部156，该中空内部由该轴154的基本上恒定的内直径158所限定。插塞160可位于中空内部156中，该插塞160持续地横贯内直径158延伸。该插塞160是实心的且不具有任何间隙或裂口，并且其以气密的方式密封抵靠于内直径158。

轴154、插塞160以及外圈12’产生内部空隙区域162。该内部空隙区域162与第二通气孔164流体连通。

第二通气孔164设置在外圈12’的附连端部24’中。虽然在图2中示出一个第二通气孔164，但也可使用附加的通气孔。这些附加的通气孔可绕附连端部24’周向地隔开，或者可在这些通气孔之间设置任何间隔。第二通气孔164允许空气离开接头10’的内部166。因此，空气从接头10’的内部166、通过第一通气孔150、通过内部空隙部分156并且通过第二通气孔164流通，在该第二通气孔处这些空气可排放至大气。

第二通气孔164可装配有止回阀或其他覆盖件(在附图中均未示出)，以防止灰尘、碎片或湿气进入接头10’和/或堵塞通气孔164、150。

根据专利法的规定，已在认为是代表其较佳实施例的实施例中描述了本发明。然而，应该注意，本发明可除如具体所示和所述外实践而不偏离其精神或范围。

Claims (11)

1.一种车辆接头，包括：

驱动套筒，所述驱动套筒包括：

第一通气孔；

第一组花键；以及

第一组通气沟槽；

小齿轮轴，所述小齿轮轴包括：

第二组花键，所述第二组花键与所述第一组花键接合，其中，在所述接合的花键的径向外侧的径向间隙沿着所述接合的花键的长度延伸；

第二组通气沟槽，所述第二组通气沟槽与所述第一组通气沟槽接合；以及

第一组螺纹；

驱动螺母，所述驱动螺母包括：

第二组螺纹，所述第二组螺纹与所述第一组螺纹啮合；以及

流体孔口，所述流体孔口延伸穿过所述驱动螺母；

其中，所述第一通气孔通过所述径向间隙、所述第一组和第二组通气沟槽以及所述第一组和第二组螺纹与所述流体孔口流体连通；

其中，所述第一通气孔位于所述驱动套筒的中间部分中，且所述第一通气孔定向为沿着所述驱动套筒的纵向轴线。

2.如权利要求1所述的车辆接头，其特征在于：所述驱动套筒的第一组花键位于所述驱动套筒的第一内直径部分中。

3.如权利要求2所述的车辆接头，其特征在于：所述驱动套筒的第一组通气沟槽位于所述驱动套筒的第二内直径部分中，其中，所述第二内直径部分大于所述第一内直径部分。

4.如权利要求1所述的车辆接头，其特征在于：所述小齿轮轴的第二组花键位于所述小齿轮轴的具有第一直径的第一端部的外表面上。

5.如权利要求4所述的车辆接头，其特征在于：所述小齿轮轴的第二组通气沟槽位于所述小齿轮轴的第二端部的外表面上。

6.如权利要求1所述的车辆接头，其特征在于：所述径向间隙位于所述驱动套筒中。

7.如权利要求1所述的车辆接头，其特征在于：所述驱动螺母的第二组螺纹位于所述驱动螺母的内直径上。

8.如权利要求1所述的车辆接头，其特征在于：所述驱动螺母具有按序与所述驱动套筒和所述小齿轮轴径向交迭的第一部分，所述驱动螺母利用所述第一部分中的卡环连接于所述驱动套筒，且所述驱动螺母具有与所述小齿轮轴径向交迭的第二部分并且利用卡环连接于所述小齿轮轴。

9.如权利要求1所述的车辆接头，其特征在于，还包括：外圈、内圈、保持架以及所述保持架内的多个滚珠，其中，所述内圈被接合而随着所述驱动套筒转动。

10.如权利要求9所述的车辆接头，其特征在于：与所述第一通气孔连通的第二通气孔位于所述外圈中。

11.如权利要求1所述的车辆接头，其特征在于：包括位于所述流体孔口中的止回阀。