CN107763168B - 一种汽车半轴的轴向弹性限位结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种汽车半轴的轴向弹性限位结构，包括差速器壳体以及与差速器壳体配合连接的法兰半轴，差速器壳体上设置有环形安装槽，环形安装槽中设置有弹性挡圈，法兰半轴上设有与环形安装槽对应的环形限位槽，弹性挡圈的外径和内径的差值大于环形限位槽的深度，且弹性挡圈的外径和内径的差值小于环形安装槽的深度和环形限位槽的深度之和。本发明通过在差速器壳内孔边缘开环形安装槽，然后安装压扁结构的钢丝弹性挡圈进入环形安装槽当中，法兰半轴的前端制成特殊斜坡以便顺利撑开压扁的钢丝弹性挡圈，并在法兰半轴的环形限位槽设计特殊斜坡，以满足拔出半轴的力在1500Nm左右。

Description

一种汽车半轴的轴向弹性限位结构

技术领域

本发明涉及半轴轴向限位领域，具体涉及一种汽车半轴的轴向弹性限位结构。

背景技术

目前轿车上的半轴轴向限位方案是在差速器的半轴齿轮最里侧端面进行卡环限位，需要在差速器装配的时候就装配半轴和轴端卡环，且半轴是不能和法兰做成一体的，因为如果半轴和连接法兰做成一体，通常减速器壳体的轴承孔都小于法兰直径，所以无法装配，并且如果后续限位出问题，很难发现，拆卸麻烦，需要拆解减速器总成和差速器总成才能发现问题点。

发明内容

本发明的目的在于提供一种汽车半轴的轴向弹性限位结构，以解决现有技术的问题，本发明通过在差速器壳内孔边缘开环形安装槽，然后安装压扁结构的钢丝弹性挡圈进入环形安装槽当中，法兰半轴的前端制成特殊斜坡以便顺利撑开压扁的钢丝弹性挡圈，并在法兰半轴的环形限位槽设计特殊斜坡，以满足拔出半轴的力在1500Nm左右。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种汽车半轴的轴向弹性限位结构，包括差速器壳体以及与差速器壳体配合连接的法兰半轴，差速器壳体上设置有环形安装槽，环形安装槽中设置有弹性挡圈，法兰半轴上设有与环形安装槽对应的环形限位槽，弹性挡圈的外径和内径的差值大于环形限位槽的深度，且弹性挡圈的外径和内径的差值小于环形安装槽的深度和环形限位槽的深度之和。

进一步地，所述的弹性挡圈为开有缺口的圆形挡圈。

进一步地，所述的弹性挡圈的厚度为3.6mm，缺口宽度为17mm。

进一步地，环形安装槽的宽度比弹性挡圈厚度大1.5mm。

进一步地，差速器壳体的外端设置有用于将弹性挡圈压入环形安装槽的45度倒角。

进一步地，当弹性挡圈卡在环形限位槽中时，弹性挡圈的外径比环形安装槽的底径小2mm。

进一步地，所述的环形限位槽包括设置在前端的与水平面成25度的斜坡，以及设置在后端的长度为3.4mm的坡底。

进一步地，坡底的后侧为直径与差速器壳体内孔段轴径相等的轴肩。

进一步地，法兰半轴的前端设有与差速器半轴齿轮连接的外花键，外花键的小径端设有与水平面成45度的倒角，倒角的后侧设有与水平面成10.2度的斜坡，外花键的大径端与外花键衔接点之间设有过渡斜坡，过渡斜坡与水平面之间的夹角为5度。

与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：

本发明通过在差速器壳体内孔边缘开环形安装槽，将弹性挡圈安装到环形安装槽当中，然后将法兰半轴的从外侧缓慢压入，直至弹性挡圈卡到环形限位槽中即可，此时即可实现汽车半轴的轴向弹性限位。

进一步地，弹性挡圈为开有缺口的圆形挡圈，以便于装配。

进一步地，通过限定弹性挡圈和环形安装槽的尺寸，以及环形限位槽的尺寸，以满足拔出半轴的力在1500Nm左右。

进一步地，通过限定法兰半轴前端的尺寸，以便顺利撑开弹性挡圈，方便安装，且拔出时能够满足拔出力的要求。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

其中，1、法兰半轴；2、差速器壳体；3、弹性挡圈，X表示法兰半轴的窜动量；e表示法兰半轴安装弹性挡圈部位直径(d3)与紧邻的前段轴径的高度差；

图2是弹性挡圈示意图；

其中，T1表示弹性挡圈的缺口宽度，T1＝17mm；d0表示弹性挡圈的外径，d0＝61mm；

图3是弹性挡圈与半轴的安装配合示意图；

其中：d1表示弹性挡圈的绕制直径，d1＝56mm；d2表示法兰半轴前端直径，d2＝46mm，d3表示环形限位槽的底径，d3＝51.5mm，Φ表示压制弹性挡圈的钢丝直径，Φ＝5mm；L1表示花键最前端倒角边长度，L1＝1.5mm；L2表示花键前段临近L1的倒角边长度，L2＝10mm；B1表示弹性挡圈的厚度，B1＝3.6mm；B2表示环形限位槽坡底的长度，B2＝3.4mm；a1表示外花键小径端倒角后侧的斜坡与水平面之间的夹角，a1＝10.2°；a2外花键小径端倒角的大小，a2＝45°；a3表示过渡斜坡与水平面之间的夹角，a3＝5°；a4表示环形限位槽的斜坡与水平面的夹角，a4＝25°。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细描述：

参见图1至图3，一种汽车半轴的轴向弹性限位结构，包括差速器壳体2以及与差速器壳体2配合连接的法兰半轴1，差速器壳体2的内孔边缘设置有环形安装槽，环形安装槽中设置有弹性挡圈3，法兰半轴1上设有与环形安装槽对应的环形限位槽，弹性挡圈3的外径和内径的差值大于环形限位槽的深度，且弹性挡圈3的外径和内径的差值小于环形安装槽的深度和环形限位槽的深度之和。

弹性挡圈3为开有缺口的圆形挡圈，且弹性挡圈3的厚度为B1(B1＝3.6mm)，缺口宽度为T1(T1＝17mm)，环形安装槽的宽度为B1+1.5mm。

差速器壳体2的外端设置有用于将弹性挡圈3压入环形安装槽的45度倒角，当弹性挡圈3安装到法兰半轴1的环形限位槽中时，弹性挡圈3的外径比环形安装槽的底径小2mm。

法兰半轴1上安装弹性挡圈3的位置被称为环形限位槽，其有如下特征：环形限位槽径d3＝d0-Φ+0.5，此段长度B2；前端与和水平面成a4(a4＝25°)的斜坡衔接，后端为直角轴肩。

法兰半轴1的前端设有与差速器半轴齿轮连接的外花键，外花键的小径端设有与水平面成a2(a2＝45°)的倒角，a2(a2＝45°)倒角的右侧设有与水平面成a1(a1＝10.2°)的斜坡，外花键的大径最右端与法兰半轴最大轴径之间设有过渡斜坡，过渡斜坡与水平面之间的夹角为a3(a3＝5°)。

下面对本发明的操作过程做详细描述：

本发明是依据宇通10～12米纯电动公路车要求开发的电机后驱中央减速传动产品，其中输出是两个带法兰的半轴，要求半轴能轴向弹性限位，安装拆卸方便，且拔出半轴的力要控制在1000N～2000N之间。目前轿车上的半轴轴向限位方案是在差速器的半轴齿轮里进行卡环限位，安装不便，检查困难。本发明的半轴轴向限位原理如下：通过在差速器壳体2内孔边缘开环形安装槽，然后安装压扁结构的钢丝弹性挡圈进入环形安装槽当中，法兰半轴1的前端制成特殊斜坡以便顺利撑开压扁的钢丝弹性挡圈，并在法兰半轴轴的最终限位位置——环形限位槽中设计特殊斜坡，以满足拔出半轴的力在1500Nm左右。

本发明为解决纯电动公路车后驱中央减速机上半轴的弹性限位问题，通过以下方案实现：如图1所示为半轴弹性限位的结构方案图，并且有图1所示的尺寸关系存在，弹性挡圈3将法兰半轴1轴向限位在差速器壳体2中。法兰半轴1向左窜动X后由于弹性挡圈3前端被差速器壳体2上的环形安装槽端面限位，后端被法兰半轴上的轴肩限位，因此不能发生位移，除非破坏弹性挡圈，法兰半轴1向右需要克服钢丝弹性挡圈的弹力和摩擦力，才能从环形限位槽的斜坡底爬到顶部，轴向移动距离为(e-2)*ctg25，最大力值产生在斜坡坡顶与最大轴径过渡圆角处，且经过试验验证此力约为1500Nm，具体各零件的结构特征如下：

1)弹性挡圈3为Φ(Φ＝5mm)的钢丝压扁到尺寸B1(B1＝3.6mm)后绕制而成，并开有宽T1(T1＝17mm)缺口以便装配。

2)差速器壳2上开有安装弹性挡圈的环形安装槽，环形安装槽底径比弹性挡圈2套在法兰半轴上时的最大撑开量大2mm，即有图1所示在尺寸代号关系，环形安装槽宽度比弹性挡圈2压扁后的厚度大1.5mm。差速器壳体2外端制成比钢丝弹性挡圈2外径稍大的45度倒角。

3)法兰半轴1为带连接法兰的整体锻造半轴，其前端制有外花键与差速器半轴齿轮联结，且自前端面向后有如下结构特征：自花键小径倒角L1×a2(L1＝1.5mm，a2＝45°)，然后制有L2×a1°(L2＝10mm，a1＝10.2°)的斜坡，在花键大径与轴径最大处用a3(a3＝5°)的过渡斜坡进行过渡过渡，到弹性挡圈最终安装位置——环形限位槽时，制成角度a4(a4＝25°)的斜坡，坡底轴径比弹性挡圈内径大0.5mm，长度为B2，坡底后侧制成与差速器壳体内孔段轴径相等的轴肩。

使用时，先将弹性挡圈3从差速器壳体2外端45度倒角处装入差速器壳体2的环形安装槽里，然后将法兰半轴1从外侧缓慢压入直至弹性挡圈卡到环形限位槽中即可。

Claims (6)

1.一种汽车半轴的轴向弹性限位结构，其特征在于，包括差速器壳体（2）以及与差速器壳体（2）配合连接的法兰半轴（1），差速器壳体（2）的内孔边缘设置有环形安装槽，环形安装槽中设置有弹性挡圈（3），法兰半轴（1）上设有与环形安装槽对应的环形限位槽，弹性挡圈（3）的外径和内径的差值大于环形限位槽的深度，且弹性挡圈（3）的外径和内径的差值小于环形安装槽的深度和环形限位槽的深度之和；

所述的环形限位槽包括设置在前端的与水平面成25度的斜坡，以及设置在后端的长度为3.4mm的坡底，坡底的后侧为直径与差速器壳体（2）内孔段轴径相等的轴肩；

法兰半轴（1）的前端设有与差速器半轴齿轮连接的外花键，外花键的小径端设有与水平面成45度的倒角，倒角的后侧设有与水平面成10.2度的斜坡，外花键的大径端与外花键衔接点之间设有过渡斜坡，过渡斜坡与水平面之间的夹角为5度。

2.根据权利要求1所述的一种汽车半轴的轴向弹性限位结构，其特征在于，所述的弹性挡圈（3）为开有缺口的圆形挡圈。

3.根据权利要求2所述的一种汽车半轴的轴向弹性限位结构，其特征在于，所述的弹性挡圈（3）的厚度为3.6mm，缺口宽度为17mm。

4.根据权利要求3所述的一种汽车半轴的轴向弹性限位结构，其特征在于，环形安装槽的宽度比弹性挡圈（3）厚度大1.5mm。

5.根据权利要求1所述的一种汽车半轴的轴向弹性限位结构，其特征在于，差速器壳体（2）的外端设置有用于将弹性挡圈（3）压入环形安装槽的45度倒角。

6.根据权利要求1所述的一种汽车半轴的轴向弹性限位结构，其特征在于，当弹性挡圈（3）卡在环形限位槽中时，弹性挡圈（3）的外径比环形安装槽的底径小2mm。