CN107433974B - 转向传动轴连接结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种转向传动轴连接结构，包括：自锁销，所述自锁销上周向的设有多个圆槽；上传动轴，所述上传动轴的端部具有连接套管；下传动轴，其插接在连接套管内；自锁销轴向滑动安装在下传动轴的端部；所述下传动轴的端部外壁上周向的设有多个定位孔；连接套管的内壁与所述定位孔对应的开设有多个锁紧槽；自锁弹簧，其轴向的设于自锁销与上传动轴间，用于驱动所述锁紧槽和所述定位孔轴向分离；自锁钢球，未锁紧时，自锁钢球位于所述圆槽和定位孔内；自锁时，锁紧槽轴向运动，自锁钢球竖向运动脱离所述圆槽并支撑于自锁销的外壁和所述锁紧槽间。本方案既能够可靠的传递转向扭矩，同时还能够消除由于汽车行驶过程中受各种作用力的影响。

Description

转向传动轴连接结构

技术领域

本发明涉及转向传动轴的连接领域，尤其涉及一种转向传动轴连接结构。

背景技术

转向轴是连接转向盘和转向器的传动件，是汽车转向系统中的重要组成部分。转向轴的设计，一方面必须保证其能够可靠的传递扭矩；另一方面，由于汽车行驶过程中受各种作用力的影响，转向轴会发生轴向振动、扭转振动和噪声，特别是在一直向前行驶和在转向运动开始时振动更为强烈，当其传递至方向盘时，将影响驾驶员的操作舒适性。

目前，汽车转向传动轴柔性联轴节结构复杂，成本较高，轻客产品为了控制成本，转向系统均为通过轴和万向节将转向盘与转向器连接到一起，使驾驶员的转向操纵力作用到转向器上，实现转向操作，转向传动轴的上、下两根传动轴采用刚性连接。

这种通过轴和万向节将转向盘与转向器连接到一起的转向系统，由于转向传动轴采用刚性连接，车辆行驶过程产生的振动和扭曲传递到转向操纵系统中，使转向轴发生轴向振动和扭转振动直接传递至方向盘，将影响驾驶员的操作舒适性。

发明内容

本发明为了解决现有的两传动轴采用刚性连接在一起，由于转向传动轴采用刚性连接，车辆行驶过程产生的振动和扭曲传递到转向操纵系统中，使转向轴的扭转振动直接传递至方向盘，将影响驾驶员的操作舒适性的问题。

为了实现上述目的本发明提供一种转向传动轴连接结构，包括：自锁销，所述自锁销上周向的设有多个圆槽；上传动轴，所述上传动轴的端部具有连接套管；下传动轴，其插接在连接套管内；所述自锁销轴向滑动安装在下传动轴的端部；所述下传动轴的端部外壁上周向的设有多个定位孔；所述连接套管的内壁与所述定位孔对应的开设有多个锁紧槽；自锁弹簧，其轴向的设于所述自锁销与上传动轴间，用于驱动所述锁紧槽和所述定位孔轴向分离；自锁钢球，未锁紧时，所述自锁钢球位于所述圆槽和定位孔内；自锁时，所述锁紧槽轴向运动，所述自锁钢球竖向运动脱离所述圆槽并支撑于所述自锁销的外壁和所述锁紧槽间。

优选地，下传动轴朝向所述上传动轴的一侧为开口变大的管状结构，包括由外向内依次设置的定位管和导向管，所述定位孔开设于所述定位管上；所述自锁销包括驱动段和导向段，所述导向段的轴径小于所述驱动段；所述导向段滑动安装于所述导向管内，所述圆槽开设在所述导向段上。

优选地，所述导向段和所述驱动段的连接处设有驱动斜面；所述定位孔的底端朝向所述驱动斜面的一侧设有限位斜面；自锁时，所述驱动斜面与所述限位斜面贴合。

优选地，所述锁紧槽为半圆槽，所述自锁钢球的直径小于所述半圆槽的直径。

优选地，在所述下传动轴的外壁和所述上传动轴的内壁上分别设有一条形槽；两所述条形槽间嵌装有弹性橡胶柱；所述弹性橡胶柱和所述自锁钢球轴向交错设置。

优选地，所述连接套管的端部向内切削形成限位圆台，所述上传动轴上套设有密封圈，所述密封圈与所述限位圆台贴合。

优选地，还包括取出机构，所述取出机构包括对置的开在所述自锁销上的拆卸槽；所述上传动轴上靠近所述自锁弹簧处对置的设有一组沿自锁销滑动方向开设的解锁孔，所述拆卸槽位于所述解锁孔内。

优选地，所述自锁销朝向所述上传动轴的一侧设有安装槽；所述上传动轴与所述安装槽相对的一侧设有用于导向自锁销运动的导向槽；所述自锁弹簧安装于所述安装槽和所述导向槽间，所述解锁孔开设在所述导向槽的侧壁上。

本发明的效果在于：本方案既能够可靠的传递转向扭矩，同时还能够消除由于汽车行驶过程中受各种作用力的影响，降低转向盘上振动和驾驶室内的噪声，能很好的满足轻客等产品的转向传动系统的减震、降噪需求，提高产品的操作舒适性。同时采用自锁式结构，无需用螺栓、螺母等紧固件进行连接，组装方便、可靠、省时，工作效率较高，降低产品的制造和使用成本。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例中转向传动轴连接结构的主视图。

图2为图1中A-A面的剖视图。

图3为图1中B-B面的剖视图。

图4为图1中C-C面的剖视图。

本实施例图中：1-下传动轴2-密封圈3-弹性橡胶柱4-自锁钢球5-自锁销6-自锁弹簧7-上传动轴01-圆槽02-拆卸槽03-解锁孔04-定位孔05-锁紧槽

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面将结合附图对本发明作进一步的详细介绍。

参见图1到图4所示，为本发明实施例提供的一种转向传动轴连接结构，其目的将上、下两根传动轴柔性连接。其中，下传动轴1通过万向节连接到转向器，上传动轴7通过万向节连接到方向盘。

具体地包括：自锁销5，自锁销5上周向的设有多个圆槽01，圆槽01用于容纳自锁钢球4。

上传动轴7，上传动轴7的端部具有连接套管，连接套管用于与下传动轴1插接配合。

下传动轴1，其插接在连接套管内；自锁销5轴向滑动安装在下传动轴1的端部；下传动轴1端部的外壁上周向的设有多个定位孔，定位孔用于定位自锁钢球4；连接套管的内壁与定位孔对应的开设有多个锁紧槽05；锁紧槽05、定位孔04、圆槽01配合定位自锁钢球4。自锁钢球4上下移动封堵或打开锁紧槽05实现上传动轴7和下传动轴1的配合或分离。

以及自锁弹簧6，其作为自锁钢球4运动的驱动部，本方案中，自锁弹簧6轴向的设于自锁销5与上传动轴7间，用于驱动锁紧槽05和定位孔04轴向分离，以使得自锁钢球4上下运动。

自锁钢球4未锁紧时，自锁钢球4位于圆槽01和定位孔04内；自锁时，锁紧槽05轴向运动，自锁钢球4竖向运动脱离圆槽01并支撑于自锁销5的外壁和锁紧槽05间，上传动轴7和下传动轴1通过自锁钢球4实现连接。如图1所示，通过自锁钢球4的方式实现二者的连接，自锁钢球4为可旋转方式柔性的实现两传动轴的连接，有效的消除了汽车行驶过程中各种作用力的影响，转向轴上所产生的轴向振动、扭转振动和噪声。由于结构简单，制造成本较低，能以较低的成本解决轻客产品通过刚性转向轴和万向节将转向盘与转向器连接到一起的转向系统，

本方案中，结合图1和图2所示，在下传动轴1的外壁和上传动轴7的内壁上分别设有一条形槽；两条形槽间嵌装有弹性橡胶柱3；弹性橡胶柱3和自锁钢球4交错布置，有效的控连接部分的长度，它们的数量可以根据需要确定，其中嵌入上传动轴7内侧面和下传动轴1侧面上的弹性橡胶柱3只能在外力的作用下发生轴向、周向和径向变形，外力消失后将自动回到原位，使上传动轴7和下传动轴1间相对位置保持不变，下传动轴1内的自锁销5在自锁弹簧6弹簧力的作用下移动，将自锁钢球4顶起，直至与锁紧槽05接触实现锁紧，限制了嵌入下传动轴1端部外侧面上的圆孔内的自锁钢球4上下移动，只能绕自锁钢球4中心转动，不能在孔内上下移动及作轴向和周向移动，该自锁钢球4在上传动轴7端部内表面的圆槽内只能绕自锁钢球4中心转动。

上述方案进一步地，结合图1和图3所示，锁紧槽05的结构同样为半圆槽，自锁钢球4的直径小于半圆槽的直径，此设计使得，上、下传动轴轴向和左右周向可进行小距离e组合移动，不能做径向移动，实现下刚性转向传动轴1与上刚性转向传动轴7间的柔性自锁连接。

结合图1到图3所示，车辆行驶过程产生的振动和扭曲传递到下传动轴1中，当下传动轴1发生轴向振动时，将通过下传动轴1端部的条形槽带动弹性橡胶柱3沿轴向发生弹性变形，消除轴向振动。当下刚性转向传动轴1发生轻微扭转振动时，将使弹性橡胶柱3产生周向扭转，消除扭转振动，由于嵌入下传动轴1端部定位孔内的自锁钢球4可以相对于上传动轴7作上下轴向和左右周向小距离e组合移动，使下传动轴1和上传动轴7间可以相对转动，避免扭转振动传递到和上传动轴7连接的方向盘上。当需要转向时，驾驶员转动方向盘，带动上传动轴7转动，上传动轴7带动弹性橡胶柱3扭转变形，上传动轴7和下传动轴1相对转动，使嵌入在下传动轴1端部外侧面上的圆槽01内的自锁钢球4与上传动轴7端部内表面的半圆槽的周向间隙e消失，由于自锁钢球无法作径向移动，上传动轴7和下传动轴1通过自锁钢球4在转动方向上柔性连接，上传动轴7带动下传动轴1转动，将驾驶员转动方向盘产生的转向力矩可靠的传递给转向器，实现转向操作，当转向盘回正后，在弹性橡胶柱3的扭转弹性力作用下，嵌入在下传动轴1端部外侧面上的圆槽01内的自锁钢球4与上传动轴7端部内表面锁紧槽05的周向间隙e恢复，这样该柔性联轴节既能够可靠的传递转向扭矩，同时还能够消除由于汽车行驶过程中受各种作用力的影响，在转向轴上所产生的轴向振动、扭转振动和噪声。由于结构简单，制造成本较低，同时采用自锁式结构，无需用螺栓、螺母等紧固件进行连接，组装方便、可靠、省时，工作效率较高，能很好的满足轻客等产品的转向传动系统的减震需求，提高产品的操作舒适性。

其中，本实施例中，下传动轴1和自锁销5相对的一侧为相对设置的阶梯轴，以限制自锁销的运动距离。具体来说，下传动轴1朝向上传动轴7的一侧为开口变大的管状结构，包括由外向内依次设置的定位管和导向管，定位孔04开设于定位管上；自锁销5包括驱动段和导向段，导向段的轴径小于驱动段；导向段滑动安装于导向管内，圆槽01开设在导向段上。自锁时，驱动段的端面与导向管的端面卡合。

上述方案进一步改进地，导向段和所述驱动段的连接处设有驱动斜面；定位孔的底端朝向所述第一斜面的一侧设有限位斜面；自锁时，驱动斜面与限位斜面贴合，驱动斜面与自锁钢球底端接触，将自锁销的水平运动转化为自锁钢球沿定位孔的竖向运动。

另外，在上传动轴7与下传动轴1的连接处还设有密封结构，以避免灰尘进入自锁钢球配合部分，影响其使用，其具体为，在连接套管的端部向内切削形成限位圆台，下传动轴上套设有密封圈2，密封圈2与限位圆台贴合。

进一步，为了方便拆卸，还包括取出机构，如图4所示，取出机构包括对置的开在所述自锁销5上的拆卸槽02；上传动轴7上靠近自锁弹簧6处对置的设有一组沿自锁销5滑动方向开设的解锁孔03，拆卸槽02位于解锁孔03内。在一优选地实施例中，自锁销5朝向上传动轴7的一侧设有安装槽；上传动轴7与安装槽相对的一侧设有用于导向自锁销运动的导向槽；自锁弹簧6安装于安装槽和导向槽间，解锁孔开设在所述导向槽的侧壁上。

该柔性自锁式联轴节装配顺序是：首先将密封圈2套入下传动轴1的环形槽内，自锁销5和自锁弹簧6插入下传动轴1的上部内孔中，将自锁销5上的自锁钢球4装配到圆槽01对齐到下传动轴1上的定位孔04，将自锁钢球4放入到下传动轴1上的定位孔04中，套入上传动轴7，再将弹性橡胶柱3嵌入到下传动轴1上的条形槽内，将上传动轴7继续向前推，使其三个开口的条形槽对准弹性橡胶柱3套人，由于自锁钢球4对自锁销5的限制，逐步压缩自锁弹簧6，随着上传动轴7继续套人，直至套到密封圈2上，当自锁钢球对齐到上传动轴7上对应的锁紧槽时，自锁钢球4在自锁弹簧6的弹力推动的作用下，向上运动，并脱离自锁销5的圆槽01并与锁紧槽05配合，完成装配，实现自锁。

当需要拆解该柔性自锁式联轴节时，可用螺丝刀等工具从上传动轴7上的解锁空插入到自锁销5上的拆卸槽02中向右侧推动自锁销5，直到自锁钢球4落入自锁销5上的自锁钢球4装配辅助圆槽01中，解除自锁即可拔出上刚性转向传动轴7，完成拆解。

以上只通过说明的方式描述了本发明的某些示范性实施例，毋庸置疑，对于本领域的普通技术人员，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，上述附图和描述在本质上是说明性的，不应理解为对本发明权利要求保护范围的限制。

Claims (8)

1.一种转向传动轴连接结构，其特征在于，包括：

自锁销，所述自锁销上周向的设有多个圆槽；

上传动轴，所述上传动轴的端部具有连接套管；

下传动轴，其插接在连接套管内；所述自锁销轴向滑动安装在下传动轴的端部；所述下传动轴的端部外壁上周向的设有多个定位孔；所述连接套管的内壁与所述定位孔对应的开设有多个锁紧槽；

自锁弹簧，其轴向的设于所述自锁销与上传动轴间，用于驱动所述锁紧槽和所述定位孔轴向分离；

自锁钢球，未锁紧时，所述自锁钢球位于所述圆槽和定位孔内；自锁时，所述锁紧槽轴向运动，所述自锁钢球竖向运动脱离所述圆槽并支撑于所述自锁销的外壁和所述锁紧槽间。

2.如权利要求1所述的转向传动轴连接结构，其特征在于，所述下传动轴朝向所述上传动轴的一侧为开口变大的管状结构，包括由外向内依次设置的定位管和导向管，所述定位孔开设于所述定位管上；所述自锁销包括驱动段和导向段，所述导向段的轴径小于所述驱动段；所述导向段滑动安装于所述导向管内，所述圆槽开设在所述导向段上。

3.如权利要求2所述的转向传动轴连接结构，其特征在于，所述导向段和所述驱动段的连接处设有驱动斜面；所述定位孔的底端朝向所述驱动斜面的一侧设有限位斜面；自锁时，所述驱动斜面与所述限位斜面贴合。

4.如权利要求1所述的转向传动轴连接结构，其特征在于，所述锁紧槽为半圆槽，所述自锁钢球的直径小于所述半圆槽的直径。

5.如权利要求4所述的转向传动轴连接结构，其特征在于，在所述下传动轴的外壁和所述上传动轴的内壁上分别设有一条形槽；两所述条形槽间嵌装有弹性橡胶柱；所述弹性橡胶柱和所述自锁钢球轴向交错设置。

6.如权利要求1所述的转向传动轴连接结构，其特征在于，所述连接套管的端部向内切削形成限位圆台，所述上传动轴上套设有密封圈，所述密封圈与所述限位圆台贴合。

7.如权利要求6所述的转向传动轴连接结构，其特征在于，还包括取出机构，所述取出机构包括对置的开在所述自锁销上的拆卸槽；所述上传动轴上靠近所述自锁弹簧处对置的设有一组沿自锁销滑动方向开设的解锁孔，所述拆卸槽位于所述解锁孔内。

8.如权利要求6或7所述的转向传动轴连接结构，其特征在于，所述自锁销朝向所述上传动轴的一侧设有安装槽；所述上传动轴与所述安装槽相对的一侧设有用于导向自锁销运动的导向槽；所述自锁弹簧安装于所述安装槽和所述导向槽间，所述解锁孔开设在所述导向槽的侧壁上。