CN108327779A - 长度可调的转向传动轴组件 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种长度可调的转向传动轴组件，包括连接套、第一传动轴和第二传动轴，其中，连接套上沿轴向开设有贯穿孔；第一传动轴的一端插设于贯穿孔的一端；第二传动轴的一端插设于贯穿孔的另一端；第一传动轴和第二传动轴均可沿贯穿孔的轴向方向移动。当第一传动轴向右移动，同时第二传动轴向左移动时，整个转向传动轴组件缩短；相反地，当第一传动轴向左移动，同时第二传动轴向右移动时，整个转向传动轴组件伸长。本发明提供的长度可调的转向传动轴组件，整体无需采用螺栓螺母等紧固件进行连接，组装方便，缩小了转向传动轴组件的整体体积，降低了装配难度，同时也可以保证扭矩可靠传递。
Description
技术领域
本发明涉及汽车技术领域，尤其涉及一种用于汽车转向系统的长度可调的转向传动轴组件。
背景技术
转向传动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。转向传动轴的设计，必须保证其能够可靠的传递扭矩。
目前，一般都是通过刚性转向轴加滑动调节花键和万向节将转向盘与转向器连接到一起，以保证扭矩可靠传递，使驾驶员的转向操纵力作用到转向器上，实现转向操作。然而，由于采用刚性连接，车辆行驶过程产生的振动和扭曲传递到转向操纵系统中，使转向传动轴产生的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，另外滑动调节花键需要采用螺栓等紧固件来紧固，由于其所处位置较低，装配空间有限，装配比较困难。
发明内容
本发明的目的是提供一种长度可调的转向传动轴组件，以解决上述问题，确保扭矩可靠传递的前提下，提高驾驶员的操作舒适性，缩小转向传动轴的体积，尽可能小的占用装配空间，降低装配难度。
本发明提供的长度可调的转向传动轴组件，包括：
连接套，所述连接套上沿轴向开设有贯穿孔；
第一传动轴，所述第一传动轴的一端插设于所述贯穿孔的一端；
第二传动轴，所述第二传动轴的一端插设于所述贯穿孔的另一端；
所述第一传动轴和所述第二传动轴均可沿所述贯穿孔的轴向方向移动。
如上所述的长度可调的转向传动轴组件，其中，优选的是，所述第一传动轴和所述第二传动轴上沿径向均开设有第一通孔，所述第一通孔中设置有第一弹簧和两第一钢球；
两所述第一钢球位于所述第一通孔的两端，所述第一弹簧的两端分别抵压在两所述第一钢球上，所述第一钢球能沿所述贯穿孔的内壁滚动。
如上所述的长度可调的转向传动轴组件，其中，优选的是，所述贯穿孔的内壁上开设有第一弧形凹槽，所述第一弧形凹槽沿所述贯穿孔的轴向方向延伸；所述第一钢球沿所述第一弧形凹槽滚动。
如上所述的长度可调的转向传动轴组件，其中，优选的是，所述贯穿孔的截面圆的直径D1大于两所述第一钢球的中心距d。
如上所述的长度可调的转向传动轴组件，其中，优选的是，所述第一弹簧的压缩量L、所述贯穿孔的截面圆的直径D1、两所述第一弹簧的的中心距d以及所述第一钢球的半径R之间需满足以下关系：
L<R/2+D1-d。
如上所述的长度可调的转向传动轴组件，其中，优选的是，两所述第一弹簧的的中心距d小于所述第一传动轴的截面圆的直径D，所述第一传动轴的截面圆的直径D小于所述贯穿孔的截面圆的直径D1。
如上所述的长度可调的转向传动轴组件，其中，优选的是，所述第一传动轴和所述第二传动轴上沿径向均开设有第二通孔，所述第一通孔的贯穿方向与所述第二通孔的贯穿方向相互垂直；所述第二通孔中设置有第二弹簧和两第二钢球；
两所述第二钢球位于所述第二通孔的两端，所述第二弹簧的两端分别抵压在两所述第二钢球上，所述第二钢球能沿所述贯穿孔的内壁滚动。
如上所述的长度可调的转向传动轴组件，其中，优选的是，所述贯穿孔的内壁上开设有第二弧形凹槽，所述第二弧形凹槽沿所述贯穿孔的轴向方向延伸；所述第二钢球沿所述第二弧形凹槽滚动。
如上所述的长度可调的转向传动轴组件，其中，优选的是，还包括第一密封圈，所述第一密封圈的一端固定于所述连接套上，另一端与所述第一传动轴间隙配合。
如上所述的长度可调的转向传动轴组件，其中，优选的是，还包括第二密封圈，所述第二密封圈的一端固定于所述连接套上，另一端与所述第二传动轴间隙配合。
本发明提供的长度可调的转向传动轴组件，包括连接套、第一传动轴和第二传动轴，其中，所述连接套上沿轴向开设有贯穿孔；所述第一传动轴的一端插设于所述贯穿孔的一端；所述第二传动轴的一端插设于所述贯穿孔的另一端；所述第一传动轴和所述第二传动轴均可沿所述贯穿孔的轴向方向移动。当第一传动轴向右移动，同时第二传动轴向左移动时，整个转向传动轴组件缩短；相反地，当第一传动轴向左移动，同时第二传动轴向右移动时，整个转向传动轴组件伸长。本发明提供的长度可调的转向传动轴组件，整体无需采用螺栓螺母等紧固件进行连接，组装方便，缩小了转向传动轴组件的整体体积，降低了装配难度，同时也可以保证扭矩可靠传递。
附图说明
图1为本发明实施例提供的长度可调的转向传动轴组件的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的长度可调的转向传动轴组件的轴向剖视图；
图3为本发明实施例提供的长度可调的转向传动轴组件的径向剖视图；
图4为本发明实施例提供的长度可调的转向传动轴组件的连接套的结构示意图。
附图标记说明：
10-连接套 11-贯穿孔 12-第一弧形凹槽
121-限位壁 13-第二弧形凹槽 20-第一传动轴
30-第二传动轴 40-第一弹簧 50-第一钢球
60-第二弹簧 70-第二钢球 80-第一密封圈
90-第二密封圈
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。
如图1至图4所示，本发明实施例提供的长度可调的转向传动轴组件，包括连接套10、第一传动轴20和第二传动轴30。其中，图1为局部剖开图，可以看见内部结构。
其中，连接套10上沿轴向开设有贯穿孔11；第一传动轴20的一端插设于贯穿孔11的一端；第二传动轴30的一端插设于贯穿孔11的另一端；第一传动轴20和第二传动轴30均可沿贯穿孔11的轴向方向移动。
装配时，第一传动轴20的另外一端通过一个万向节连接到转向器上，第二传动轴30的另外一端通过一个万向节以及一个刚性轴杆连接在转向盘上。
整体组装时，先将第一传动轴20、连接套10和第二传动轴30组装完成，第一传动轴20的另外一端通过一个万向节连接到转向器上，第二传动轴30的另外一端通过一个万向节以及一个刚性轴杆连接在转向盘上。
本发明实施例提供的长度可调的转向传动轴组件，第一传动轴20和第二传动轴30均套接在连接套10的贯穿孔11的内，且第一传动轴20和第二传动轴30均可以在贯穿孔11内沿轴向移动，从而改变整个转向传动轴组件的长度。具体地，当请以图2中的方向为参考，当第一传动轴20向右移动，同时第二传动轴30向左移动时，整个转向传动轴组件缩短；相反地，当第一传动轴20向左移动，同时第二传动轴30向右移动时，整个转向传动轴组件伸长。
本发明实施例提供的长度可调的转向传动轴组件，整体无需采用螺栓螺母等紧固件进行连接，组装方便，缩小了转向传动轴组件的整体体积，降低了装配难度，同时也可以保证扭矩可靠传递。
在一个优选实施例中，第一传动轴20和第二传动轴30上沿径向均开设有第一通孔，第一通孔中设置有第一弹簧40和两第一钢球50；两第一钢球50位于第一通孔的两端，第一弹簧40的两端分别抵压在两第一钢球50上，第一钢球50能沿贯穿孔11的内壁滚动。
第一钢球50在贯穿孔11的内壁滚动，可以实现装配时两个万向节的之间距离顺利调节，同时可以消除和隔离转向时产生的轴向振动。
当第一传动轴20发生扭转振动时，第一传动轴20、第二传动轴30和连接套10之间产生的周向扭转力迫使第一钢球50压缩中间的第一弹簧40向第一通孔内移动，使得第一传动轴20和第二传动轴30之间产生小量的相对转动，当扭转振动消失后，第一弹簧40回弹，将第一钢球50顶出第一通孔，使得第一传动轴20和第二传动轴30之间恢复原状，实现了第一传动轴20和第二传动轴30之间的柔性连接，隔离和消除了第一传动轴20和第二传动轴30之间的扭转振动，避免将第一传动轴20产生的扭转振动通过第二传动轴30传递至方向盘上，从而影响驾驶员的驾驶舒适性。
当需要转向时，驾驶员操作转向盘，对刚性轴杆向第二传动轴30施加转向扭矩，此时，第一传动轴20、第二传动轴30和连接套10件产生的径向扭转力迫使两第一钢球50压缩中间的第一弹簧40，第一钢球50向第一通孔内缩回，当第一传动轴20、连接套10和第二传动轴30之间发生小量的相对转动时，第一钢球50将第一弹簧40压死，无法继续向第一通孔内缩回，使得第一传动轴20、连接套10和第二传动轴30之间形成刚性连接，从而将转向扭矩顺利传递至第一传动轴20，第一传动轴20再将转向扭矩传递至转向器，最终实现转向操作，同时驾驶室员的操作舒适度也大为提高。
本领域技术人员可以理解的是，为使得第一钢球50能够顺利滚动，贯穿孔11的截面圆的直径D1应当大于两第一钢球50的中心距d。
进一步地，第一弹簧40的压缩量L、贯穿孔11的截面圆的直径D1、两第一弹簧40的的中心距d以及第一钢球50的半径R之间需满足以下关系：L<R/2+D1-d。且两第一弹簧40的的中心距d小于第一传动轴20的截面圆的直径D，第一传动轴20的截面圆的直径D小于贯穿孔11的截面圆的直径D1。上述尺寸设置，可以保证转向扭矩的有效传递，并且转向盘的自由转角不会太大，达到设计要求。
请参考图4，优选地，贯穿孔11的内壁上开设有第一弧形凹槽12，第一弧形凹槽12沿贯穿孔11的轴向方向延伸；第一钢球50沿第一弧形凹槽12滚动。设置第一弧形凹槽12可以提高第一钢球50滚动的顺畅性，以及对第一钢球50进行限位，增加转向扭矩传递的精度。
为了使第一传动轴20和第二传动轴30受力更均匀，同时提高隔离和消除扭转振动的效果，第一传动轴20和第二传动轴30上沿径向均开设有第二通孔，第一通孔的贯穿方向与第二通孔的贯穿方向相互垂直；第二通孔中设置有第二弹簧60和两第二钢球70；两第二钢球70位于第二通孔的两端，第二弹簧60的两端分别抵压在两第二钢球70上，第二钢球70能沿贯穿孔11的内壁滚动。
进一步地，贯穿孔11的内壁上开设有第二弧形凹槽13，第二弧形凹槽13沿贯穿孔11的轴向方向延伸；第二钢球70沿第二弧形凹槽13滚动。
第二钢球70和第二弹簧60之间的配合关系和作用原理，与第一钢球50和第一弹簧40之间的配合关系和作用原理相同，在此不再赘述。
进一步地，第一弧形凹槽12和第二弧形凹槽13的两端均设置有限位壁121，滚珠的移动行程被限制在两限位壁121之间，从而避免第一传动轴20和第二传动轴30脱出连接套10。
优选地，还包括第一密封圈80，第一密封圈80的一端固定于连接套10上，另一端与第一传动轴20间隙配合。还包括第二密封圈90，第二密封圈90的一端固定于连接套10上，另一端与第二传动轴30间隙配合。第一密封圈80和第二密封圈90将连接套10的两端分别进行密封，阻挡灰尘等异物进入连接套10内部。具体地，第一密封圈80固定套设在第一传动轴20上，第二密封圈90固定套设在第二传动轴30上。
本发明实施例提供的长度可调的转向传动轴组件，既能够进行长度调节满足装配需求，还能可靠的传递转向扭矩；同时将柔性连接与长度调节功能集成为一体，取消了传统的紧固连接结构，用较低的成本解决了传统的刚性连接的转向系统导致轴向振动和扭转振动直接传递至方向盘，从而影响驾驶员驾驶舒适性的问题；并且不需要使用传统的紧固件进行连接，组装方便、可靠省时，提高了工作效率。
以上依据图式所示的实施例详细说明了本发明的构造、特征及作用效果，以上仅为本发明的较佳实施例，但本发明不以图面所示限定实施范围，凡是依照本发明的构想所作的改变，或修改为等同变化的等效实施例，仍未超出说明书与图示所涵盖的精神时，均应在本发明的保护范围内。
Claims (10)
1.一种长度可调的转向传动轴组件，其特征在于，包括：
连接套，所述连接套上沿轴向开设有贯穿孔；
第一传动轴，所述第一传动轴的一端插设于所述贯穿孔的一端；
第二传动轴，所述第二传动轴的一端插设于所述贯穿孔的另一端；
所述第一传动轴和所述第二传动轴均可沿所述贯穿孔的轴向方向移动。
2.根据权利要求1所述的长度可调的转向传动轴组件，其特征在于，所述第一传动轴和所述第二传动轴上沿径向均开设有第一通孔，所述第一通孔中设置有第一弹簧和两第一钢球；
两所述第一钢球位于所述第一通孔的两端，所述第一弹簧的两端分别抵压在两所述第一钢球上，所述第一钢球能沿所述贯穿孔的内壁滚动。
3.根据权利要求2所述的长度可调的转向传动轴组件，其特征在于，所述贯穿孔的内壁上开设有第一弧形凹槽，所述第一弧形凹槽沿所述贯穿孔的轴向方向延伸；所述第一钢球沿所述第一弧形凹槽滚动。
4.根据权利要求2所述的长度可调的转向传动轴组件，其特征在于，所述贯穿孔的截面圆的直径D1大于两所述第一钢球的中心距d。
5.根据权利要求4所述的长度可调的转向传动轴组件，其特征在于，所述第一弹簧的压缩量L、所述贯穿孔的截面圆的直径D1、两所述第一弹簧的的中心距d以及所述第一钢球的半径R之间需满足以下关系：
L<R/2+D1-d。
6.根据权利要求5所述的长度可调的转向传动轴组件，其特征在于，两所述第一弹簧的的中心距d小于所述第一传动轴的截面圆的直径D，所述第一传动轴的截面圆的直径D小于所述贯穿孔的截面圆的直径D1。
7.根据权利要求2所述的长度可调的转向传动轴组件，其特征在于，所述第一传动轴和所述第二传动轴上沿径向均开设有第二通孔，所述第一通孔的贯穿方向与所述第二通孔的贯穿方向相互垂直；所述第二通孔中设置有第二弹簧和两第二钢球；
两所述第二钢球位于所述第二通孔的两端，所述第二弹簧的两端分别抵压在两所述第二钢球上，所述第二钢球能沿所述贯穿孔的内壁滚动。
8.根据权利要求7所述的长度可调的转向传动轴组件，其特征在于，所述贯穿孔的内壁上开设有第二弧形凹槽，所述第二弧形凹槽沿所述贯穿孔的轴向方向延伸；所述第二钢球沿所述第二弧形凹槽滚动。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的长度可调的转向传动轴组件，其特征在于，还包括第一密封圈，所述第一密封圈的一端固定于所述连接套上，另一端与所述第一传动轴间隙配合。
10.根据权利要求1至8中任一项所述的长度可调的转向传动轴组件，其特征在于，还包括第二密封圈，所述第二密封圈的一端固定于所述连接套上，另一端与所述第二传动轴间隙配合。
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