CN106949138A - 可伸缩传动轴 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种可伸缩传动轴，涉及机械传动技术领域，能够应用于传递扭矩过程中伸缩频率和伸缩量均较大的工况场合。本发明的主要技术方案为：一种可伸缩传动轴包括：轴体和套接于轴体的套件，轴体与套件通过键连接，以使轴体与套件能够一同转动且相对滑动；轴体内设置有腔室，腔室内用于存储润滑油，腔室的侧壁上设置有通孔，通孔连通于轴体与套件之间的键连接区域，轴体与套件之间位于键连接区域外的两侧位置相密封；轴体用于连接第一部件，套件用于连接第二部件，以使第一部件与第二部件之间通过轴体与套件的键连接传递动力。可伸缩传动轴主要用于传递扭矩且能够较高频率和伸缩量的伸缩。

Description

可伸缩传动轴
技术领域
本发明涉及机械传动技术领域，尤其涉及一种可伸缩传动轴。
背景技术
传动轴是能够传递动力的部件，例如在汽车传动系中，传动轴的作用是与变速箱、驱动桥一起将发动机的动力传递给车轮，使汽车产生驱动力。
目前，常见的传动轴包括矿车或汽车用万向传动轴以及轧钢用万向传动轴，其中，矿车或汽车用万向传动轴在使用过程中会随着车辆的振动微动伸缩，通过设置尼龙等摩擦系数较低的材料来减小传动轴微动伸缩过程中的摩擦力；轧钢用万向传动轴在使用过程中是不伸缩的。
发明人发现现有技术中至少存在如下问题：当传动轴应用于不但要传递扭矩，而且还要在工作中不停伸缩(伸缩量在30mm以上)的工况中时，传动轴无法正常工作，即使能够微动伸缩的传动轴很快就会因温度过高、润滑不畅而发生粘连，继而发生破坏。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提供一种可伸缩传动轴，能够应用于传递扭矩过程中伸缩频率和伸缩量均较大的工况场合。
为达到上述目的，本发明主要提供如下技术方案：
本发明实施例提供一种可伸缩传动轴，包括：
轴体和套接于所述轴体的套件，所述轴体与所述套件通过键连接，以使所述轴体与所述套件能够一同转动且相对滑动；
所述轴体内设置有腔室，所述腔室内用于存储润滑油，所述腔室的侧壁上设置有通孔，所述通孔连通于所述轴体与所述套件之间的键连接区域，所述轴体与所述套件之间位于键连接区域外的两侧位置相密封；
所述轴体用于连接第一部件，所述套件用于连接第二部件，以使所述第一部件与所述第二部件之间通过所述轴体与所述套件的键连接传递动力。
具体地，所述套件包括套管以及分别密封连接于所述套管两端的承托组件，所述套管与所述轴体通过键连接，所述承托组件密封套接于所述轴体；所述承托组件包括滑动导向轴承，所述滑动导向轴承包括围绕所述轴体设置且与所述轴体相接触的承托导向结构。
具体地，所述承托组件还包括端盖，所述滑动导向轴承通过所述端盖紧固于所述套管的端部，所述滑动导向轴承与所述套管之间密封，所述端盖与所述轴体之间密封。
具体地，所述滑动导向轴承包括固定套以及固定于所述固定套内壁上的第一套环，所述第一套环为所述承托导向结构，所述第一套环的内壁上设置有回油槽，所述回油槽围绕所述第一套环的内壁沿轴向方向螺旋设置。
具体地，所述滑动导向轴承包括固定套以及滑动连接于所述固定套内壁的第二套环，所述第二套环固定套接于所述轴体，所述第二套环为所述承托导向结构。
具体地，所述腔室的一端贯穿于所述轴体的一端面，所述腔室的另一端封堵于所述轴体内，所述腔室的一端通过活塞组件封堵，所述活塞组件包括两端连通的活塞套和密封于所述活塞套内的活塞芯，所述活塞套与所述腔室的一端密封连接。
具体地，所述活塞芯通过弹性部件连接于所述活塞套内的中间位置，其中，所述弹性部件包括从所述活塞套内一端至所述活塞芯一端的第一部分，以及从所述活塞套内另一端至所述活塞芯另一端的第二部分；
所述活塞套密封连接于所述腔室一端的内部。
具体地，所述通孔包括位于所述键连接区域的两边侧的第一通孔，所述第一通孔位于所述轴体与所述套件相密封的位置与所述键连接区域之间；所述通孔还包括位于所述键连接区域内的第二通孔，所述第二通孔的孔径小于所述第一通孔的孔径。
具体地，所述第一通孔围绕所述轴体一周均匀设置多个；所述第二通孔的数量包括多个，多个所述第二通孔沿着所述轴体的轴向方向在所述键连接区域两边侧的第一通孔之间均匀排列。
具体地，所述轴体与所述套件通过花键连接；所述套件的一端连接有第一接头，其中，所述套件的一端与所述轴体的一端为同一方向，所述轴体的另一端连接有第二接头。
本发明实施例提供的一种可伸缩传动轴，其轴体与套件通过键连接，使轴体与套件在传递扭矩同时能够相对滑移，通过轴体的腔室内存入润滑油，润滑油通过通孔流至轴体与套件之间的键连接区域，充分润滑键连接区域，使得当轴体与套件之间相对滑移时，润滑油减少动摩擦力，降低摩擦产生的温度，从而使轴体与套件顺利相对滑移，即可伸缩传动轴顺利进行伸缩，避免了现有技术中传动轴因温度过高、润滑不畅而发生粘连、破坏的现象，本发明实施例中由于润滑油能够在轴体腔室与键连接区域之间自循环，因此有效保证了可伸缩传动轴能够进行较高频率和较大伸缩量的伸缩，适用于传递扭矩过程中伸缩频率和伸缩量均较大的工况场合。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种可伸缩传动轴的结构图；
图2为本发明实施例提供的一种滑动导向轴承的结构示意图；
图3为本发明实施例提供的另一种滑动导向轴承的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，本发明实施例提供一种可伸缩传动轴，包括：轴体1和套接于轴体1的套件2，轴体1与套件2通过键连接(图中未示出)，以使轴体与套件能够一同转动且相对滑动；轴体1内设置有腔室11，腔室11内用于存储润滑油，腔室11的侧壁上设置有通孔12，通孔12连通于轴体1与套件2之间的键连接区域3，轴体1与套件2之间位于键连接区域3外的两侧位置相密封；轴体1用于连接第一部件(图中未示出)，套件2用于连接第二部件(图中未示出)，以使第一部件与第二部件之间通过轴体1与套件2的键连接传递动力。
其中，轴体1与套件2键连接实现了轴体1与套件2之间的周向固定以传递运动和转矩，具体地，可在轴体1的外壁上固定设置键，在套件2的内壁上设置键槽；键连接包括松键连接、紧键连接和花键连接三大类，松键连接所用的键有普通平键、半圆键、导向平键及滑键等，靠键的侧面传递转矩；紧键连接主要指采用的是楔键，键的上、下表面都是工作面；花键齿侧面是工作面，靠键齿侧面的挤压来传递转矩。
轴体1的腔室11内存入润滑油后，润滑油通过通孔12流至键连接区域3，使轴体1与套件2之间的连接部分润滑，使得当轴体1相对于套件2滑移时，降低摩擦力，由于键连接区域3外的两侧位置处的轴体1与套件2之间密封连接，因此键连接区域3的润滑油不会流出至外部。
下面通过可伸缩传动轴的工作原理来说明本发明实施例，当第一部件连接轴体1，第二部件连接套件2时，第一部件与第二部件通过轴体1与套件2的键连接传递动力，第一部件与第二部件在传递扭矩过程中相互靠近或远离时，轴体1与套体2产生相对滑移，将轴体1的腔室11内存入润滑油，使润滑油通过通孔12流至键连接区域3，减少轴体1与套件2之间的摩擦力，降低轴体1与套件2相对滑动摩擦产生的热量，在轴体1与套件2相对滑移的过程中，润滑油在腔室11与键连接区域3之间自循环，使键连接区域3充分润滑，以使轴体1与套件2之间相对滑移顺畅，进而实现第一部件与第二部件通过可伸缩传动轴传递扭矩的过程中进行轴向方向的相对移动时，可伸缩传动轴能够顺利伸缩。
本发明实施例提供的可伸缩传动轴，其轴体与套件通过键连接，使轴体与套件在传递扭矩同时能够相对滑移，通过轴体的腔室内存入润滑油，润滑油通过通孔流至轴体与套件之间的键连接区域，充分润滑键连接区域，使得当轴体与套件之间相对滑移时，润滑油减少动摩擦力，降低摩擦产生的温度，从而使轴体与套件顺利相对滑移，即可伸缩传动轴顺利进行伸缩，避免了现有技术中传动轴因温度过高、润滑不畅而发生粘连、破坏的现象，本发明实施例中由于润滑油能够在轴体腔室与键连接区域之间自循环，因此有效保证了可伸缩传动轴能够进行较高频率和较大伸缩量的伸缩，适用于传递扭矩过程中伸缩频率和伸缩量均较大的工况场合。
具体地，套件2包括套管21以及分别密封连接于套管21两端的承托组件22，套管21与轴体1通过键连接，承托组件22密封套接于轴体1；承托组件22包括滑动导向轴承221，滑动导向轴承221包括围绕轴体1设置且与轴体1相接触的承托导向结构2211。其中，套管21和滑动导向轴承221套设在轴体1上，滑动导向轴承221至少包括两个，分别设置于套管21的两端，滑动导向轴承221的承托导向结构2211与轴体1接触，对轴体1起支撑和导向作用，当轴体1相对于套管21相对滑移时，承托导向结构2211有助于轴体1的顺利滑移，结合腔室11内的润滑油对轴体1与套件2之间的键连接区域3充分润滑，更有效地实现可伸缩传动轴在传递扭矩过程中进行更高频率和更大伸缩量的伸缩。
具体地，承托组件22密封套接于轴体1可通过滑动导向轴承221上的某结构实现，然而不利于滑动导向轴承221的设计与安装，因此为了更好的合理设计滑动导向轴承221以及保证承托组件22与轴体1之间的密封性，设计为：承托组件22还包括端盖222，滑动导向轴承221通过端盖222紧固于套管21的端部，滑动导向轴承221与套管21之间密封，端盖222与轴体1之间密封。端盖222分别设置于套管21两端的滑动导向轴承221的端部，通过端盖222将滑动导向轴承221紧固在套管21的两端，安装方便，对于滑动导向轴承221与轴体1之间只需考虑支撑、导向作用即可，端盖222与轴体1之间的密封较易设计，端盖222起固定滑动导向轴承221的作用以及防止传动轴内部润滑油流出和防止外部灰尘等进入传动轴内的作用。滑动导向轴承221与套管21之间可通过密封圈密封。
承托导向结构2211的具体实施方式可包括如下：
具体地，一种实施方式为：结合图1和图2，滑动导向轴承221包括固定套2212以及固定于固定套2212内壁上的第一套环，固定套固定连接于套管21的端部，第一套环为承托导向结构2211，第一套环的内壁上设置有回油槽2213，回油槽2213围绕第一套环的内壁沿轴向方向螺旋设置。其中，第一套环(即承托导向结构2211)的内壁可采用尼龙或铜合金等利于使轴体1顺利滑移的材料，或者也可设计有沿轴向方向滚动的滚轮结构，第一套环(即承托导向结构2211)内壁上的回油槽2213沿轴向方向螺旋设置，使得从腔室11内流至轴体1与套件2之间的润滑油流入回油槽2213内，润滑滑动导向轴承221与轴体1之间，利于轴体1相对于第一套环(即承托导向结构2211)顺利滑动。
具体地，另一种实施方式为：结合图1和图3，滑动导向轴承221包括固定套2212以及滑动连接于固定套2212内壁的第二套环，固定套2212固定连接于套管21的端部，第二套环固定套接于轴体1，第二套环为承托导向结构2211。可设计固定套2212与第二套环(即承托导向结构2211)之间相对顺畅的滑移，轴体1固定连接第二套环(即承托导向结构2211)，从而使轴体1与第二套环(即承托导向结构2211)一起相对于固定套2212顺利滑移。
具体地，腔室11的一端贯穿于轴体1的一端面，腔室11的另一端封堵于轴体1内，腔室11的一端通过活塞组件4封堵，活塞组件4包括两端连通的活塞套41和密封于活塞套41内的活塞芯42，活塞套41与腔室11的一端密封连接。使用活塞组件4封堵腔室11的一端，其中，活塞套41固定密封连接于腔室11的一端，活塞芯42在活塞套41内将活塞套41的两端口之间的通路截断，当腔室11内的润滑油发生热胀冷缩现象时，活塞组件4的活塞芯42随着润滑油的膨胀或收缩相应的在活塞套41内沿轴向移动，起到泄压或补压作用，以保证腔室11内的润滑油正常自循环工作，同时避免轴体因润滑油膨胀损坏。
具体地，活塞芯42通过弹性部件43连接于活塞套41内的中间位置，其中，弹性部件43包括从活塞套41内一端至活塞芯42一端的第一部分，以及从活塞套41内另一端至活塞芯42另一端的第二部分。其中，弹性部件43可采用弹簧，当可伸缩传动轴产生振动时，弹簧可减少振动对活塞芯42在活塞套41内的位置影响。
活塞套41密封连接于腔室11一端的内部。活塞套41在与腔室11的一端密封连接时，使活塞套41伸入腔室11内进行连接，可避免当有其他部件套接于轴体1的一端时妨碍连接。
具体地，通孔12包括位于键连接区域3的两边侧的第一通孔121，第一通孔121位于轴体1与套件2相密封的位置与键连接区域3之间；通孔12还包括位于键连接区域3内的第二通孔122，第二通孔122的孔径小于第一通孔121的孔径。第一通孔121与键连接区域3相邻，第一通孔121设计为较大的孔，使得腔室11内的润滑油能够快速通孔第一通孔121流入轴体1与套件2之间，润滑油通过第一通孔121后流向键连接区域3，同时在键连接区域3内设置第二通孔122，第二通孔122设计为较小的孔，使得不影响键连接的前提下腔室内的润滑油能够通过第二通孔122流至键连接区域3，轴体1与套件2相对滑移过程中充分润滑。
具体地，第一通孔121围绕轴体1一周均匀设置多个；第二通孔122的数量包括多个，多个第二通孔122沿着轴体1的轴向方向在键连接区域3两边侧的第一通孔121之间均匀排列。围绕轴体1一周设置多个第一通孔121有助于提高轴体1与套件2之间润滑的充分性，多个第二通孔122有助于使润滑油快速润滑键连接区域3，更好地保证轴体1与套件2之间的相对滑移顺利。
具体地，轴体1与套件2通过花键连接。通常将轴体1设计为外花键，套件2设计为内花键，花键适合定心精度要求高、传递转矩大、经常滑移的联接，因此采用花键联接是较优选则。
套件2的一端连接有第一接头51，其中，套件2的一端与轴体1的一端为同一方向，轴体1的另一端连接有第二接头52。其中，第一接头51用于连接第二部件，第二接头52用于连接第一部件，以实现第一部件与第二部件之间通过键连接传递动力；当第一接头和第二接头分别连接万向节或者第一接头和第二接头分别为万向节时，作为可伸缩万向传动轴应用于伸缩频率和伸缩量均较大的工况场合。
本发明实施例提供的可伸缩传动轴，其轴体与套件通过键连接，使轴体与套件在传递扭矩同时能够相对滑移，通过轴体的腔室内存入润滑油，润滑油通过通孔流至轴体与套件之间的键连接区域，充分润滑键连接区域，使得当轴体与套件之间相对滑移时，润滑油减少动摩擦力，降低摩擦产生的温度，从而使轴体与套件顺利相对滑移，即可伸缩传动轴顺利进行伸缩，避免了现有技术中传动轴因温度过高、润滑不畅而发生粘连、破坏的现象，本发明实施例中由于润滑油能够在轴体腔室与键连接区域之间自循环，因此有效保证了可伸缩传动轴能够进行较高频率和较大伸缩量的伸缩，适用于传递扭矩过程中伸缩频率和伸缩量均较大的工况场合。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种可伸缩传动轴，其特征在于，包括：
轴体和套接于所述轴体的套件，所述轴体与所述套件通过键连接，以使所述轴体与所述套件能够一同转动且相对滑动；
所述轴体内设置有腔室，所述腔室内用于存储润滑油，所述腔室的侧壁上设置有通孔，所述通孔连通于所述轴体与所述套件之间的键连接区域，所述轴体与所述套件之间位于键连接区域外的两侧位置相密封；
所述轴体用于连接第一部件，所述套件用于连接第二部件，以使所述第一部件与所述第二部件之间通过所述轴体与所述套件的键连接传递动力。
2.根据权利要求1所述的可伸缩传动轴，其特征在于，
所述套件包括套管以及分别密封连接于所述套管两端的承托组件，所述套管与所述轴体通过键连接，所述承托组件密封套接于所述轴体；
所述承托组件包括滑动导向轴承，所述滑动导向轴承包括围绕所述轴体设置且与所述轴体相接触的承托导向结构。
3.根据权利要求2所述的可伸缩传动轴，其特征在于，
所述承托组件还包括端盖，所述滑动导向轴承通过所述端盖紧固于所述套管的端部，所述滑动导向轴承与所述套管之间密封，所述端盖与所述轴体之间密封。
4.根据权利要求3所述的可伸缩传动轴，其特征在于，
所述滑动导向轴承包括固定套以及固定于所述固定套内壁上的第一套环，所述固定套固定连接于所述套管的端部，所述第一套环为所述承托导向结构，所述第一套环的内壁上设置有回油槽，所述回油槽围绕所述第一套环的内壁沿轴向方向螺旋设置。
5.根据权利要求3所述的可伸缩传动轴，其特征在于，
所述滑动导向轴承包括固定套以及滑动连接于所述固定套内壁的第二套环，所述固定套固定连接于所述套管的端部，所述第二套环固定套接于所述轴体，所述第二套环为所述承托导向结构。
6.根据权利要求1所述的可伸缩传动轴，其特征在于，
所述腔室的一端贯穿于所述轴体的一端面，所述腔室的另一端封堵于所述轴体内，所述腔室的一端通过活塞组件封堵，所述活塞组件包括两端连通的活塞套和密封于所述活塞套内的活塞芯，所述活塞套与所述腔室的一端密封连接。
7.根据权利要求5所述的可伸缩传动轴，其特征在于，
所述活塞芯通过弹性部件连接于所述活塞套内的中间位置，其中，所述弹性部件包括从所述活塞套内一端至所述活塞芯一端的第一部分，以及从所述活塞套内另一端至所述活塞芯另一端的第二部分；
所述活塞套密封连接于所述腔室一端的内部。
8.根据权利要求1所述的可伸缩传动轴，其特征在于，
所述通孔包括位于所述键连接区域的两边侧的第一通孔，所述第一通孔位于所述轴体与所述套件相密封的位置与所述键连接区域之间；
所述通孔还包括位于所述键连接区域内的第二通孔，所述第二通孔的孔径小于所述第一通孔的孔径。
9.根据权利要求8所述的可伸缩传动轴，其特征在于，
所述第一通孔围绕所述轴体一周均匀设置多个；
所述第二通孔的数量包括多个，多个所述第二通孔沿着所述轴体的轴向方向在所述键连接区域两边侧的第一通孔之间均匀排列。
10.根据权利要求1至9中任意一项所述的可伸缩传动轴，其特征在于，
所述轴体与所述套件通过花键连接；
所述套件的一端连接有第一接头，其中，所述套件的一端与所述轴体的一端为同一方向，所述轴体的另一端连接有第二接头。
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