CN109070741B - 用于车辆传动系的一体式小齿轮轴和等速接头组件 - Google Patents

用于车辆传动系的一体式小齿轮轴和等速接头组件 Download PDF

Info

Publication number
CN109070741B
CN109070741B CN201780023148.9A CN201780023148A CN109070741B CN 109070741 B CN109070741 B CN 109070741B CN 201780023148 A CN201780023148 A CN 201780023148A CN 109070741 B CN109070741 B CN 109070741B
Authority
CN
China
Prior art keywords
outer race
assembly
pinion
pinion shaft
race
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201780023148.9A
Other languages
English (en)
Other versions
CN109070741A (zh
Inventor
布雷德利·凯琴尔
韦德·史密斯
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Magna Powertrain of America Inc
Original Assignee
Magna Powertrain of America Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Magna Powertrain of America Inc filed Critical Magna Powertrain of America Inc
Publication of CN109070741A publication Critical patent/CN109070741A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN109070741B publication Critical patent/CN109070741B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D3/00—Yielding couplings, i.e. with means permitting movement between the connected parts during the drive
    • F16D3/16—Universal joints in which flexibility is produced by means of pivots or sliding or rolling connecting parts
    • F16D3/20—Universal joints in which flexibility is produced by means of pivots or sliding or rolling connecting parts one coupling part entering a sleeve of the other coupling part and connected thereto by sliding or rolling members
    • F16D3/22—Universal joints in which flexibility is produced by means of pivots or sliding or rolling connecting parts one coupling part entering a sleeve of the other coupling part and connected thereto by sliding or rolling members the rolling members being balls, rollers, or the like, guided in grooves or sockets in both coupling parts
    • F16D3/223—Universal joints in which flexibility is produced by means of pivots or sliding or rolling connecting parts one coupling part entering a sleeve of the other coupling part and connected thereto by sliding or rolling members the rolling members being balls, rollers, or the like, guided in grooves or sockets in both coupling parts the rolling members being guided in grooves in both coupling parts
    • F16D3/226—Universal joints in which flexibility is produced by means of pivots or sliding or rolling connecting parts one coupling part entering a sleeve of the other coupling part and connected thereto by sliding or rolling members the rolling members being balls, rollers, or the like, guided in grooves or sockets in both coupling parts the rolling members being guided in grooves in both coupling parts the groove centre-lines in each coupling part lying on a cylinder co-axial with the respective coupling part
    • F16D3/227—Universal joints in which flexibility is produced by means of pivots or sliding or rolling connecting parts one coupling part entering a sleeve of the other coupling part and connected thereto by sliding or rolling members the rolling members being balls, rollers, or the like, guided in grooves or sockets in both coupling parts the rolling members being guided in grooves in both coupling parts the groove centre-lines in each coupling part lying on a cylinder co-axial with the respective coupling part the joints being telescopic
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K17/00—Arrangement or mounting of transmissions in vehicles
    • B60K17/02—Arrangement or mounting of transmissions in vehicles characterised by arrangement, location, or kind of clutch
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K17/00—Arrangement or mounting of transmissions in vehicles
    • B60K17/04—Arrangement or mounting of transmissions in vehicles characterised by arrangement, location, or kind of gearing
    • B60K17/16—Arrangement or mounting of transmissions in vehicles characterised by arrangement, location, or kind of gearing of differential gearing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K17/00—Arrangement or mounting of transmissions in vehicles
    • B60K17/22—Arrangement or mounting of transmissions in vehicles characterised by arrangement, location, or type of main drive shafting, e.g. cardan shaft
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K17/00—Arrangement or mounting of transmissions in vehicles
    • B60K17/34—Arrangement or mounting of transmissions in vehicles for driving both front and rear wheels, e.g. four wheel drive vehicles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K17/00—Arrangement or mounting of transmissions in vehicles
    • B60K17/34—Arrangement or mounting of transmissions in vehicles for driving both front and rear wheels, e.g. four wheel drive vehicles
    • B60K17/344—Arrangement or mounting of transmissions in vehicles for driving both front and rear wheels, e.g. four wheel drive vehicles having a transfer gear
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K23/00—Arrangement or mounting of control devices for vehicle transmissions, or parts thereof, not otherwise provided for
    • B60K23/08—Arrangement or mounting of control devices for vehicle transmissions, or parts thereof, not otherwise provided for for changing number of driven wheels, for switching from driving one axle to driving two or more axles
    • B60K23/0808—Arrangement or mounting of control devices for vehicle transmissions, or parts thereof, not otherwise provided for for changing number of driven wheels, for switching from driving one axle to driving two or more axles for varying torque distribution between driven axles, e.g. by transfer clutch
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D3/00—Yielding couplings, i.e. with means permitting movement between the connected parts during the drive
    • F16D3/16—Universal joints in which flexibility is produced by means of pivots or sliding or rolling connecting parts
    • F16D3/20—Universal joints in which flexibility is produced by means of pivots or sliding or rolling connecting parts one coupling part entering a sleeve of the other coupling part and connected thereto by sliding or rolling members
    • F16D3/22—Universal joints in which flexibility is produced by means of pivots or sliding or rolling connecting parts one coupling part entering a sleeve of the other coupling part and connected thereto by sliding or rolling members the rolling members being balls, rollers, or the like, guided in grooves or sockets in both coupling parts
    • F16D3/223—Universal joints in which flexibility is produced by means of pivots or sliding or rolling connecting parts one coupling part entering a sleeve of the other coupling part and connected thereto by sliding or rolling members the rolling members being balls, rollers, or the like, guided in grooves or sockets in both coupling parts the rolling members being guided in grooves in both coupling parts
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H37/00—Combinations of mechanical gearings, not provided for in groups F16H1/00 - F16H35/00
    • F16H37/02—Combinations of mechanical gearings, not provided for in groups F16H1/00 - F16H35/00 comprising essentially only toothed or friction gearings
    • F16H37/06—Combinations of mechanical gearings, not provided for in groups F16H1/00 - F16H35/00 comprising essentially only toothed or friction gearings with a plurality of driving or driven shafts; with arrangements for dividing torque between two or more intermediate shafts
    • F16H37/08—Combinations of mechanical gearings, not provided for in groups F16H1/00 - F16H35/00 comprising essentially only toothed or friction gearings with a plurality of driving or driven shafts; with arrangements for dividing torque between two or more intermediate shafts with differential gearing
    • F16H37/0806—Combinations of mechanical gearings, not provided for in groups F16H1/00 - F16H35/00 comprising essentially only toothed or friction gearings with a plurality of driving or driven shafts; with arrangements for dividing torque between two or more intermediate shafts with differential gearing with a plurality of driving or driven shafts
    • F16H37/0813—Combinations of mechanical gearings, not provided for in groups F16H1/00 - F16H35/00 comprising essentially only toothed or friction gearings with a plurality of driving or driven shafts; with arrangements for dividing torque between two or more intermediate shafts with differential gearing with a plurality of driving or driven shafts with only one input shaft
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H48/00—Differential gearings
    • F16H48/06—Differential gearings with gears having orbital motion
    • F16H48/08—Differential gearings with gears having orbital motion comprising bevel gears
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K23/00—Arrangement or mounting of control devices for vehicle transmissions, or parts thereof, not otherwise provided for
    • B60K23/08—Arrangement or mounting of control devices for vehicle transmissions, or parts thereof, not otherwise provided for for changing number of driven wheels, for switching from driving one axle to driving two or more axles
    • B60K2023/085—Arrangement or mounting of control devices for vehicle transmissions, or parts thereof, not otherwise provided for for changing number of driven wheels, for switching from driving one axle to driving two or more axles automatically actuated
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K23/00—Arrangement or mounting of control devices for vehicle transmissions, or parts thereof, not otherwise provided for
    • B60K23/08—Arrangement or mounting of control devices for vehicle transmissions, or parts thereof, not otherwise provided for for changing number of driven wheels, for switching from driving one axle to driving two or more axles
    • B60K2023/0883—Arrangement or mounting of control devices for vehicle transmissions, or parts thereof, not otherwise provided for for changing number of driven wheels, for switching from driving one axle to driving two or more axles manually actuated
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60Y—INDEXING SCHEME RELATING TO ASPECTS CROSS-CUTTING VEHICLE TECHNOLOGY
    • B60Y2400/00—Special features of vehicle units
    • B60Y2400/80—Differentials
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60Y—INDEXING SCHEME RELATING TO ASPECTS CROSS-CUTTING VEHICLE TECHNOLOGY
    • B60Y2400/00—Special features of vehicle units
    • B60Y2400/82—Four wheel drive systems
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D3/00—Yielding couplings, i.e. with means permitting movement between the connected parts during the drive
    • F16D3/16—Universal joints in which flexibility is produced by means of pivots or sliding or rolling connecting parts
    • F16D3/20—Universal joints in which flexibility is produced by means of pivots or sliding or rolling connecting parts one coupling part entering a sleeve of the other coupling part and connected thereto by sliding or rolling members
    • F16D3/22—Universal joints in which flexibility is produced by means of pivots or sliding or rolling connecting parts one coupling part entering a sleeve of the other coupling part and connected thereto by sliding or rolling members the rolling members being balls, rollers, or the like, guided in grooves or sockets in both coupling parts
    • F16D3/223—Universal joints in which flexibility is produced by means of pivots or sliding or rolling connecting parts one coupling part entering a sleeve of the other coupling part and connected thereto by sliding or rolling members the rolling members being balls, rollers, or the like, guided in grooves or sockets in both coupling parts the rolling members being guided in grooves in both coupling parts
    • F16D2003/22326—Attachments to the outer joint member, i.e. attachments to the exterior of the outer joint member or to the shaft of the outer joint member
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H48/00—Differential gearings
    • F16H48/06—Differential gearings with gears having orbital motion
    • F16H48/08—Differential gearings with gears having orbital motion comprising bevel gears
    • F16H2048/087—Differential gearings with gears having orbital motion comprising bevel gears characterised by the pinion gears, e.g. their type or arrangement

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Arrangement And Driving Of Transmission Devices (AREA)
  • Retarders (AREA)

Abstract

一种用于在机动车辆传动系应用中使用的以在传动轴与齿圈之间传递转矩的一体式小齿轮轴和等速接头(PS/CVJ)组件。PS/CVJ组件包括小齿轮轴，该小齿轮轴具有与齿圈啮合的小齿轮部段以及中空小齿轮轴部段。PS/CVJ组件还包括等速接头，该等速接头具有联接至传动轴的内座圈和与小齿轮轴部段的端部部分成一体或固定至该端部部分的外座圈。

Description

用于车辆传动系的一体式小齿轮轴和等速接头组件
相关申请的交叉应用
本申请是于2016年4月11日提交的美国专利申请No.15/095,345的PCT国际申请。上述申请的全部公开内容通过参引并入本文中。
技术领域
本公开总体上涉及构造成对四轮驱动(4WD)的机动车辆和全轮驱动(AWD)的机动车辆的从动力系到前传动系和后传动系的驱动转矩的分配进行控制的动力传递系统。更具体地，本公开涉及在动力传递组件中使用类型的具有一体式小齿轮轴和等速接头组件的准双曲面齿轮组。
背景技术
该部分提供了与本公开有关的背景信息，其不一定是现有技术。
鉴于消费者对4WD机动车辆和AWD机动车辆的需求，目前在车辆应用中使用大量动力传递系统以选择性地和/或自动地将旋转动力(即驱动转矩)从动力系传送至全部四个车轮。在大多数动力传递系统中，动力传递组件被用来将驱动转矩从动力系传递至主传动系和副传动系中的一者或两者。动力传递组件通常配备有转矩传递离合器，该转矩传递离合器可以被选择性地致动以将动力传递系统的操作在两轮驱动模式与四轮驱动模式之间进行切换。在两轮驱动模式中，驱动转矩仅从动力系传送至主传动系。相比之下，当车辆在四轮驱动模式下操作时，由动力系产生的驱动转矩的一部分也可以通过转矩传递离合器传送至副传动系。
在大多数4WD车辆中，动力传递组件是布置成通常地将驱动转矩传送至后传动系并且选择性地/自动地将驱动转矩通过转矩传递离合器传递至前传动系的分动箱。相比之下，在大多数AWD车辆中，动力传递组件是布置成通常将驱动转矩传送至前传动系并且选择性地/自动地将驱动转矩通过转矩传递离合器传递至后传动系的动力输出单元(PTU)。
许多动力传递组件都配备有自适应控制的转矩传递离合器，以提供“按需”动力传递系统，该“按需”动力传递系统能够操作成用于：在主车轮处失去牵引力时，自动地在主传动系与副传动系之间偏移转矩分配比，而无需车辆操作者关于这一部分的任何输入或动作。在现代，这种转矩传递离合器构造成包括与具有控制器和多个车辆传感器的电子牵引力控制系统交互地相关联的多片式摩擦离合器和动力操作式离合器致动器。在正常操作期间，摩擦离合器可以保持在释放状态，以便仅将驱动转矩传送至主车轮并建立两轮驱动模式。然而，在检测到指示低牵引力状态的情况时，动力操作式离合器致动器被致动以接合摩擦离合器并将总驱动转矩的一部分传递至副车轮，从而建立四轮驱动模式。
在几乎所有上述类型的动力传递系统中，副传动系构造成包括传动轴、驱动轴组件、以及一个或更多个等速万向接头。传动轴的相反端部经由等速接头与动力传递组件的旋转输出部件和轴组件的旋转输入部件驱动地相互连接。通常，准双曲面齿轮组用于将驱动转矩从传动轴传送至与驱动轴组件相关联的差速齿轮机构。差速齿轮机构可以包括以可旋转的方式支承在轴壳体中的差速器承载件，该差速器承载件驱动至少一对小锥齿轮，小锥齿轮又通常与第一输出锥齿轮和第二输出锥齿轮啮合，其中，第一输出锥齿轮和第二输出锥齿轮连接至驱动副车轮的相应的第一半轴和第二半轴。准双曲面齿轮组通常包括与齿圈啮合的小齿轮。小齿轮通常与由轴壳体以可旋转的方式支承的实心小齿轮轴一体地形成或固定至该实心小齿轮轴。小齿轮轴通常经由等速接头中的一个等速接头连接至传动轴。齿圈通常固定成与差速器承载件一起旋转。由于通过准双曲面齿轮组传送的轴向推力载荷，通常利用至少两个横向间隔开的渐缩的轴承组件来支承小齿轮轴以用于使小齿轮轴在轴壳体内旋转。
许多等速接头(CVJ)被密封，以便在接头内保持润滑剂、比如油脂，同时将污染物和外来物质比如灰尘和水保持在接头外。为了实现这种保护，CVJ通常在外座圈的敞开端部处通过由弹性且挠性的材料、比如橡胶制成的密封罩封闭。外座圈的相反端部有时由封围的圆顶状件或油脂盖形成。这种密封是必要的，因为一旦CVJ的内室部分地填充有润滑剂，则CVJ通常被永久润滑。通常需要对CVJ进行通风，以使气压波动最小化，气压波动是由于操作期间接头内空气的膨胀和收缩以及高度变化引起的。
除了固定式等速接头之外，在4WD和AWD车辆中还使用插入式等速接头以提供允许相互连接的轴在操作期间改变长度的插入端运动特征。插入式等速接头通常用于将驱动轴组件中的准双曲面齿轮组的小齿轮轴与传动轴相互连接。一种类型的插入式等速接头包括保持在保持架中的多个球状件，这些球状件位于形成在内座圈和外座圈中的周向间隔开的直的或螺旋形的槽中。通常，CVJ的外座圈固定至传动轴短轴，传动轴短轴又固定至传动轴管部段。然后需要中间凸缘部件来将CVJ的差速端附接至传统的小齿轮轴。该标准设计趋向于增加传动系布置的整个系统长度并导致增加的重量。
尽管动力传递组件的传动轴与小齿轮轴之间的这种传统联接布置足以实现其预期目的，但仍需要推进这种产品的技术和结构以提供能够提供提高的效率、减少的重量和减少的包装要求的增强的构型。
发明内容
该部分提供了本公开的总体概述，并且不应被解释为是与本公开相关联的所有目的、方面、特征和优点的完整且全面的列举。
本公开的一方面提供了管状小齿轮轴的敞开端部与等速接头之间的联接件装置，以用于限定一体式小齿轮轴/等速接头(PS/CVJ)组件。
本公开的相关方面将PS/CVJ组件构造成使得等速接头结合到管状小齿轮轴的敞开端部中并设置在该敞开端部内。
本公开的另一方面将PS/CVJ组件布置成与构造为驱动轴组件或动力输出单元的动力传递组件中的准双曲面齿轮组一起使用。
根据本公开的这些和其他方面，用于将驱动转矩从动力系传送至传动系的动力输出单元包括：壳体；旋转构件，该旋转构件由壳体以可旋转的方式支承并由动力系驱动；准双曲面齿轮组，该准双曲面齿轮组具有适于由旋转构件驱动的齿圈和与齿圈啮合的小齿轮，小齿轮从由壳体以可旋转的方式支承的管状小齿轮轴的第一端部延伸；以及等速接头，该等速接头具有驱动地连接至管状小齿轮轴的第二端部的第一接头部件、联接至与传动系相关联的传动轴的第二接头部件、以及构造成将驱动转矩从第一接头部件传送至第二接头部件的转矩传送元件。
根据本公开的这些和其他方面，用于将驱动转矩从动力系传送至一对车轮的驱动轴组件包括：轴壳体，该轴壳体限定差速器室和小齿轮室；差速器组件，该差速器组件具有差速器承载件和差速器齿轮组，差速器承载件以可旋转的方式支承在轴壳体的差速器室中，差速器齿轮组将差速器承载件驱动地连接至与所述一对车轮连接的一对半轴；准双曲面齿轮组，该准双曲面齿轮组包括固定成用于与差速器承载件一起旋转的齿圈和与齿圈啮合的小齿轮，小齿轮从以可旋转的方式支承在轴壳体的小齿轮室中的管状小齿轮轴的第一端部延伸；以及等速接头，该等速接头以可操作的方式联接至管状小齿轮轴的第二端部，该等速接头具有驱动地连接至小齿轮轴的第二端部的第一接头部件、联接至用于从动力系接收驱动转矩的传动轴的第二接头部件、以及构造成将驱动转矩从第二接头部件传送至第一接头部件的转矩传送元件。
根据本公开的这些和其他方面，用于在机动车辆传动系中的齿圈与传动轴之间使用的小齿轮轴和等速接头包括：小齿轮轴，该小齿轮轴具有与齿圈啮合的小齿轮部段以及长形的管状小齿轮轴部段；以及等速接头，该等速接头具有固定成用于与小齿轮轴的小齿轮轴部段一起旋转的外座圈、固定成用于与传动轴一起旋转的内座圈、设置在外座圈与内座圈之间的用以在外座圈与内座圈之间提供恒速转矩传递并允许内座圈相对于外座圈的角运动的接头组件。
本公开的小齿轮轴和等速接头构造成限定一体式小齿轮轴/等速接头(PS/CVJ)组件。根据PS/CVJ组件的一个实施方式，等速接头的外座圈形成在小齿轮轴的小齿轮轴部段的敞开的第二端部内。根据PS/CVJ组件的另一实施方式，等速接头的外座圈围绕小齿轮轴的小齿轮轴部段的敞开的第二端部。
其他适用领域将通过本文提供的详细描述而变得明显。本概述中阐述的具体实施方式和示例意在仅用于说明的目的并且并不意在限制本公开的范围。
附图说明
提供本文中描述的附图仅用于说明所选定的实施方式的目的，并不意在限制本公开的范围。根据以下内容：
图1是配备有实施本公开的教示的一个或更多个产品以及/或者组件的四轮驱动(4WD)的机动车辆的示意图；
图2是与图1中所示的4WD动力传递系统相关联的实施为分动箱的动力传递组件的概略图；
图3是配备有实施本公开的教示的一个或多个产品以及/或者组件的全轮驱动(AWD)的机动车辆的示意图；
图4是与图3中所示的AWD动力传递系统相关联的实施为动力输出单元的动力传递组件的概略图；
图5是与图1的4WD机动车辆和图3的AWD机动车辆相关联的驱动轴组件的示意图，其中，驱动轴组件包括构造并布置成实施本公开的教示的差速齿轮机构、准双曲面齿轮组和等速接头；
图6是根据本公开的第一非限制性实施方式构造的限定一体式小齿轮轴/等速接头(PS/CVJ)组件的小齿轮轴和等速接头装置的被部分截取的等距视图；
图7是图6中所示的一体式PS/CVJ组件安装在驱动轴组件中的截面图；
图8是根据本公开的第二非限制性实施方式构造的另一一体式PS/CVJ组件的被部分截取的等距视图；
图9是图8中所示的一体式PS/CVJ组件安装在驱动轴组件中的截面图；
图10是根据本公开的第三非限制性实施方式构造的又一一体式PS/CVJ组件的被部分截取的等距视图；
图11是图10中所示的一体式PS/CVJ组件安装在驱动轴组件中的截面图；
图12是图9中所示的一体式PS/CVJ组件驱动地连接至传动轴的截面图，并且图示了传动轴相对于等速接头和小齿轮轴处于正常操作位置；
图13是大致类似于图12的截面图，但是图示了传动轴相对于等速接头和小齿轮轴从传动轴的正常操作位置移动至轴向缩回位置，以提供碰撞减轻特征。
具体实施方式
现在将参照附图对示例实施方式进行更全面地描述。提供示例实施方式，使得本公开将是彻底的并且将充分地将范围传达给本领域技术人员。特别地，将描述非常适合使用实施本公开的教示的产品和/或组件的用于机动车辆的不同动力传递系统的各种示例。为此，公开了各种动力传递组件，包括但不限于配备有转矩传递联接件和/或差速器的分动箱、动力输出单元和驱动轴组件，这些动力传递组件可以配备有具有根据本公开的教示构造的一体式小齿轮轴和等速接头(PS/CVJ)组件的准双曲面齿轮组。如将详述的，本文公开的一体式PS/CVJ组件的每个实施方式通常包括管状小齿轮轴和与管状小齿轮轴相关联的固定类型的等速接头或插入类型的等速接头中的一者。然而，在描述这些实施方式中的每个实施方式时，阐述了许多具体细节，比如特定部件、装置和方法的示例，以用于提供对本公开的这些实施方式的透彻理解。对于本领域的技术人员将明显的是，不需要采用所有具体细节、可以以许多不同的形式来实施示例实施方式，并且不应被解释为限制本公开的范围。在一些示例实施方式中，对公知的方法、公知的装置结构和公知的技术不再进行详细描述。
本文中所使用的术语仅用于描述特定的示例实施方式并且并非意在为限制性的。如文中所使用的，单数形式“一”、“一种”以及“该”也可以意在包括复数形式，除非上下文另有明确说明。术语“包括”、“包括有”、“包含”以及“具有”是包括性的，并且因此说明所阐述的特征、整体、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但不排除一个或更多个其他特征、整体、步骤、操作、元件和/或部件的存在或附加，但不排除一个或更多个其他特征、整体、步骤、操作、元件、部件和/或其组合的存在或附加。本文中描述的方法步骤、过程及操作不应被解释为必须要求以所论述或说明的特定次序来执行，除非具体指明为执行的次序。还应当理解的是，可以采用附加的或替代的步骤。
当元件或层被称为“在另一元件或层上”、“接合至”、“连接至”或“联接至”另一元件或层时，其可以直接地在其他元件或层上、接合至、连接至或联接至其他元件或层，或者可以存在中间元件或层。相反，当元件被称为“直接在另一元件或层上”、“直接接合至”、“直接连接至”或“直接联接至”另一元件或层时，可以不存在中间元件或层。应当以相同的方式来理解用以描述元件之间关系的其他用语(例如，“在...之间”与“直接在...之间”、“邻近”与“直接邻近”等等)。如本文所使用的，术语“和/或”包括相关联的列举项目中的一个或更多个项目的任意和所有组合。
尽管可以在本文中使用第一、第二和第三等术语来描述各个元件、部件、区域、层和/或部段，但是这些元件、部件、区域、层和/或部段不应被这些术语所限制。这些术语可以仅用于区分一个元件、部件、区域、层或部段与另一区域、层或部段。除非上下文明确表明，否则比如“第一”、“第二”和其他数字术语的术语在本文中使用时并不意味着顺序或次序。因此，下面论述的第一元件、部件、区域、层或部段在不脱离示例实施方式的教示的情况下可以被称为第二元件、部件、区域、层或部段。
在本文中可以使用空间相对术语比如“内”、“外”、“下面”、“下方”、“之下”、“上方”、“上”等便于描述如图中所示的一个元件或特征与其他元件或特征的关系。空间相对术语可以意在包括装置在使用中或操作中的除了附图中所描绘的取向以外的不同取向。例如，如果附图中的装置被翻转，则被描述为在其他元件或特征“下方”或“下面”的元件将被定向在其他元件或特征的“上方”。因此，示例术语“下方”可以涵盖上方和下方两个取向。
首先参照图1，示出了用于机动车辆10的四轮驱动(4WD)动力传递系统的示例。机动车辆10包括动力系12，动力系12能够操作成用于产生旋转动力(即驱动转矩)并将旋转动力传送至第一或主传动系14以及第二或副传动系16。在该非限制性示例中，动力系12被示出为包括内燃发动机18和变速器20。在下文中标识为后传动系的主传动系14包括一对接地后轮22，所述一对接地后轮22经由一对后半轴24与作为后驱动轴组件28的一部分的后差速器组件26相互连接。在下文中标识为前传动系的副传动系16包括一对接地前轮30，所述一对接地前轮30经由一对前半轴32与限定前驱动轴组件36的前差速器组件34相互连接。
动力传递系统还包括分动箱38，分动箱38构造成从动力系12接收驱动转矩并且永久性地将驱动转矩传送至后传动系14以及选择性地/自动地将驱动转矩传送至前传动系16。分动箱38通常包括后输出轴40、转矩传递离合器42和前输出轴44。也与后传动系14相关联的后传动轴46的第一端部被示出为经由第一接头联接件48驱动地连接至后输出轴40。后传动轴46的第二端部被示出为经由第二接头联接件50驱动地联接至后轴组件28的输入部件52。如将详述的，输入部件52是具有小齿轮的小齿轮轴，其中，小齿轮与齿圈啮合并且一起限定后准双曲面齿轮组。后准双曲面齿轮组的齿圈驱动后差速器组件26。这样一来，后传动轴46构造成将驱动转矩从分动箱38的后输出轴40传送至后轴组件28。类似地，与前传动系16相关联的前传动轴56的第一端部被示出为经由第一接头联接件58驱动地连接至前输出轴44。前传动轴56的第二端部经由第二接头联接件60驱动地连接至前轴组件36的输入部件62。输入部件62也是具有小齿轮的小齿轮轴，其中，小齿轮与齿圈啮合并且一起限定前准双曲面齿轮组。前准双曲面齿轮组的齿圈驱动前差速器组件34。因此，前传动轴56构造成将驱动转矩从分动箱38的前输出轴44传送至前轴组件36。如下文将更具体地详述的，本公开内容实施用于将后小齿轮轴52和第一联接件接头50组合成一体式小齿轮轴/等速接头(PS/CVJ)组件的替代构型。用于PS/CVJ组件的替代构型也适用于与前传动系16相关联的前小齿轮轴62与第二接头联接件之间的相互连接。
继续参照附图中的图1，机动车辆10在该非限制性实施方式中还示出为包括电子控制式动力传递系统，该动力传递系统构造成允许车辆操作者在两轮驱动(2WD)模式、部分时间或“锁定”四轮驱动(锁定-4WD)模式、以及自适应或“按需”四轮驱动(自动-4WD)模式之间进行选择。就此而言，分动箱38配备有转矩传递离合器42，转矩传递离合器42可以被选择性地致动以用于将驱动转矩从动力系12传递至前输出轴44，从而建立锁定-4WD操作模式和自动-4WD操作模式。动力传递系统还包括：用于控制传递离合器42的致动的动力操作式离合器致动器66、用于控制断开离合器70的致动的动力操作式断开致动器68、用于检测机动车辆的某些动态操作特性的多个车辆传感器72、用于允许车辆操作者选择可用的驱动模式中的一者的模式选择器74、以及控制器单元76，控制器单元76用于响应于来自车辆传感器72的输入信号和模式选择器74的模式信号来控制致动器66、68的协调致动。前轴组件36是“可断开”类型的，并且示出为具有以可操作的方式设置在前半轴32中的一个前半轴的轴部段32A、32B之间的断开离合器70。
为了建立2WD模式，离合器致动器66被控制成将传递离合器42切换为“释放”模式，同时断开致动器68被控制成将断开离合器70切换为“断开”模式。在传递离合器42处于其释放模式的情况下，没有驱动转矩通过传递离合器42传送至前输出轴44，使得所有驱动转矩都从动力系12经由后传动系14递送至后轮22。在断开离合器70处于其断开模式的情况下，半轴部段32A、32B断开，使得前轮30的在车辆10的机动操作期间的旋转不会导致前传动轴56和前输出轴44被反向驱动。
为了建立锁定-4WD模式，断开致动器68被控制成将断开离合器70切换为“连接”模式，并且离合器致动器66被控制成将传递离合器42切换为“完全接合”模式。在传递离合器42在其完全接合模式下操作的情况下，后输出轴40实际上被驱动地联接至前输出轴44，使得驱动转矩均等地分布在后输出轴40与前输出轴44之间。在断开离合器70处于其连接模式的情况下，轴部段32A、32B驱动地连接，使得递送至前输出轴44的驱动转矩经由前传动系16传递至前轮30。
为了建立自动-4WD模式，断开离合器70被切换为或保持在其连接模式，并且离合器致动器66操作成通过改变传递离合器42在传递离合器42的释放模式与完全接合模式之间的操作来适应性地调节后输出轴40与前输出轴44之间的驱动转矩分配比。期望的分配比是基于与控制器单元72相关联的控制逻辑的并且由该控制逻辑来判定，其中，该控制逻辑配置成基于操作特性和/或由传感器72检测的道路状况自动判定要被传递至前输出轴44的总驱动转矩的期望量。
现在参照图2，将描述分动箱38的非限制性示例。在所示出的布置中，变速器输出轴80从变速器壳体82延伸到分动箱壳体84中，分动箱壳体84适于紧固至变速器壳体82并且限定内部室86。变速器轴80被联接成与后输出轴40共同旋转。分动箱38在图2中示出为还包括驱动地连接至后输出轴40的传递组件88。传递离合器42构造成包括多片式摩擦离合器组件90，多片式摩擦离合器组件90具有动力操作式离合器致动器66，动力操作式离合器致动器66构造成选择性地接合摩擦离合器组件90以用于将驱动转矩从后输出轴40通过传递组件88传送至前输出轴44。传递组件88可以构造为齿轮传动组件或链传动组件。在所公开的特定示例中，传递组件88是链条和链轮传动组件，该链条和链轮传动组件具有驱动地联接至后输出轴40的第一链轮94、以可旋转的方式支承在前输出轴44上的第二链轮96、以及环绕第一链轮94和第二链轮96并与第一链轮94和第二链轮96两者啮合的连续动力链98。示意性地示出了联接件接口100，以用于指示第一链轮94与后输出轴40的直接联接。
离合器组件90被示出为包括：第一离合器构件102，第一离合器构件102被联接成与第二链轮96一起旋转；第二离合器构件104，第二离合器构件104被联接成与前输出轴44一起旋转；以及多片式离合器组106，多片式离合器组106包括多个交错的内离合器片和外离合器片。动力操作式离合器致动器66包括能够对离合器组106施加压缩离合器接合力的能够轴向移动的施力装置108、以及能够操作成用于控制施力装置108相对于离合器组106的轴向位置的动力驱动器单元110。
众所周知，施加在离合器组106上的离合器接合力的大小与从后输出轴40通过传递组件88传送至前输出轴44的驱动转矩的量成比例。因此，当预定的最小离合器接合力被施加至离合器组106时，最小驱动转矩被传送至前传动系16。相反，当预定的最大离合器接合力被施加至离合器组106时，最大驱动转矩被传送至前传动系16。这样一来，通过主动控制分动箱38内的传递离合器42的操作，可以提供前/后驱动转矩分配比的自适应控制，以建立两轮驱动(2WD)模式和按需四轮驱动(4WD)模式。图2还图示了与图1的车辆控制器76相关联的分动箱控制器76A，分动箱控制器76A能够操作成用于控制动力驱动器单元110的致动，动力驱动器单元110又控制施力装置108相对于离合器组106的轴向位置。
现在参照图3，其示出了用于机动车辆10’的全轮驱动(AWD)动力传递系统的示例。机动车辆10’包括动力系12’，动力系12’包括发动机18’和变速器20’。在该非限制性示例中，主传动系是前传动系120。来自动力系12’的驱动转矩通过前差速器组件34’经由前半轴32传送至前轮30。在该实施方式中，副传动系是后传动系122。后传动系122包括后传动轴46’，后传动轴46’的一个端部经由接头联接件50驱动地联接至小齿轮轴52。后传动轴46’的相反端部被示出为经由另一接头联接件123驱动地联接至动力输出单元126的输出部件124。如将详述的，输出部件124是小齿轮轴，使得本公开的一体式小齿轮轴/等速接头组件适用于小齿轮轴124与接头联接件123之间的相互连接。
图4概略地图示了动力输出单元(PTU)126的非限制性示例。变速器20’的最终驱动齿轮组132包括对固定至前差速器组件34’的前差速器承载件138的齿圈136进行驱动的输出齿轮134。PTU 136包括输入轴140、准双曲面齿轮组142和位于输入轴140与准双曲面齿轮组142之间的转矩传递联接件42’，输入轴140由齿轮组132或差速器承载件138驱动。准双曲面齿轮组142包括齿圈144，齿圈144与小齿轮146啮合，小齿轮146又驱动地连接至用作输出部件124的小齿轮轴148。在该非限制性示例中，传递联接件42’包括多片式离合器组件90’和动力操作式离合器致动器66’。离合器组件90’包括联接至输入轴140的第一离合器构件150、联接至齿圈144的第二离合器构件152、以及多片式离合器组154。当最小离合器接合力被施加至离合器组154时，最小驱动转矩被经由准双曲面齿轮组142传送至后传动系122。相比之下，离合器组154的接合导致驱动转矩传递至后传动系122。这允许为车辆120建立上述2WD操作模式和4WD操作模式。
现在参照图5，驱动轴组件160概略地示出为通常包括轴壳体162、由轴壳体162支承的差速器组件164、一对半轴166、准双曲面齿轮组168以及等速接头170。差速器组件164包括差速器承载件172，差速器承载件172驱动差速器齿轮组174，差速器齿轮组174又驱动地连接至半轴166。差速器承载件172通过一对横向间隔开的轴承单元176以可旋转的方式支承在轴壳体162的差速部分中。差速器齿轮组174包括至少一对差速器小齿轮178，所述至少一对差速器小齿轮178以可旋转的方式安装在固定至差速器承载件172的销180上，并且与一对差速器输出齿轮182啮合。差速器输出齿轮182各自固定至半轴166中的一个半轴。准双曲面齿轮组168包括固定地紧固成与差速器承载件172一起旋转的环状或冠状齿轮182、以及由小齿轮轴188驱动的小齿轮186。小齿轮轴188经由筒式轴承单元190以可旋转的方式支承在轴壳体162的准双曲面部分中。如将详述的，小齿轮轴188是具有第一端部部段192和第二端部部段194的中空的管状钢制部件，在第一端部部段192上形成有小齿轮186，第二端部部段194与等速接头170以可操作的方式相关联。特别地，等速接头170可以是结合到中空的小齿轮轴188的第二端部部段194中或与中空的小齿轮轴188的第二端部部段194相关联的固定类型的(球笼式的或三脚式的等)或插入类型的(球笼式的、十字槽式的、三脚式的等)。以下对一体式小齿轮轴和等速接头(PS/CVJ)组件的各种实施方式的详细描述意于适用于与图1的后传动系14(50、52)和/或前传动系16(60、62)相关联的任意接头和轴的组合以及与图3的后传动系122(48、148和/或50、52)相关联的任意接头和轴的组合。
现在参照图6和图7，PS/CVJ组件200的第一非限制性实施方式被示出为将插入类型的球笼式等速接头170结合到小齿轮轴188的中空的端部部段194中。小齿轮轴188和小齿轮186一起限定小齿轮单元202，小齿轮单元202构造为具有管状轴部段204和管状小齿轮部段206的中空钢制部件(优选地是锻造的中空钢制部件)。尽管轴部段204和齿轮部段206被示出为一体地形成为同质的钢制部件，但是应当理解的是，齿轮部段206可以替代性地是可以由不同材料制成的单独部件，该单独部件刚性地紧固至轴部段204的第一端部192。轴承单元190被示出为设置在轴部段204的外筒形表面210与轴壳体162的小齿轮支承部段214的内筒形表面212之间。轴承单元190包括经由与轴承壳体220相关联的分隔件环轴向间隔开的第一轴承组件216和第二轴承组件218。轴承壳体220包括外螺纹222，外螺纹222构造成接合形成在轴壳体162的小齿轮支承部段214的端部部分中的内螺纹224。该螺纹接合允许轴承壳体220相对于轴壳体162的轴向调节，以用于设定小齿轮齿226与冠状齿轮齿228之间的齿隙。提供了密封布置以在轴壳体162的小齿轮支承部段214内将轴承单元190相对于小齿轮轴188密封。密封布置包括密封件环230和柔性的旋转密封件234，密封件环230固定至与第二轴承组件218相关联的内座圈272的轴向延伸部232，柔性的旋转密封件234设置在密封件环230与轴承壳体220之间。另外，延伸部232压配合到小齿轮轴部段204的第二端部部段194的外表面210上，以用于设定及保持轴承216和218的预加载荷。
图6和图7图示了等速接头170，等速接头170通常包括外座圈240、内座圈242、保持架244、多个转矩传递元件或球状件246、内座圈杯状塞248以及罩组件250。外座圈240与小齿轮轴188的轴部段204、特别地是与轴部段204的内筒形表面252一体地相关联，其中，内筒形表面252具有形成在内筒形表面252中的多个纵向延伸的外座圈槽254。与所示的在纵向上对准的构型相比，在下文中称为外导轨的槽254可以替代性地具有弧形轮廓。如形成在表面252中的外轨道254优选地被加工成从轴部段204的敞开端部194延伸至槽的端部表面195，从而界定由等速接头170提供的轴向插入的行程范围。
内座圈242具有球形端部部段258，在球形端部部段258内形成有多个纵向延伸的也称为内导轨的内座圈槽260。短轴部段262从内座圈242的球形端部部段258轴向延伸，并且具有形成有内花键齿264的内表面，内花键齿264构造成与驱动部件(即传动轴)的轴部段(未示出)配合。在该非限制性布置中，短轴部段262和球形端部部段258被示出为形成为整体的内座圈部件。杯状塞248安装在短轴部段262的非花键端部部分内，以从轴部段262的内部来密封小齿轮轴188的内部。保持架244被示出为设置在内座圈242与外座圈240之间。保持架244形成为包括多个保持架开孔266。球状件246延伸穿过保持架开孔266，并且球状件246各自设置在对准的一对外轨道254和内轨道260内。罩组件250包括弹性罩267，弹性罩267在内座圈242的轴部段262与位于第二轴承组件218上的内座圈延伸部232的邻近于小齿轮轴188的第二端部部段194的末端表面的端部部分之间延伸。罩267经由第一保持件环269紧固至短轴262并经由第二保持件环271紧固至内座圈延伸部232。
插入式的球笼式等速接头170传送传动系转矩，并且同时提供在内座圈242与外座圈240之间建立的所有操作角度处的恒定的旋转速度，并且插入式的球笼式等速接头170非常适合于将内座圈242连接至传动系传动轴的一个端部以允许传动轴与中空小齿轮轴188之间的轴向移动，并且同时提供与其他常规布置相比具有减小的轴向包装要求以及减少的成本和重量的紧凑的PS/CVJ组件200。尽管等速接头170被示出为构造为插入类型的，但是本领域技术人员将认识到的是，固定类型的球笼式形式可以被替代性地结合到小齿轮轴188的中空轴部段204中。无论何种类型，等速接头与中空小齿轮轴的端部部段的直接结合还通过允许传动轴相对于轴壳体滑动到小齿轮轴中来允许在冲击情形期间在很小的轴向阻力的情况下进行压缩而提供碰撞优化特征。此外，这种直接结合允许轴承预加载的设定和保持。
现在参照图8和图9，PS/CVJ组件200A的第二非限制性实施方式被示出为将固定类型的球笼式等速接头170A结合到第二轴承组件218的内轴承座圈272的延伸部232A中。因此，PS/CVJ组件200A构造成将等速接头170A定位成与小齿轮轴188A的轴部段204A的第二端部部段194A驱动连接，而不是如PS/CVJ组件200所构造的那样将等速接头结合在第二端部部段的内部。特别地，此时等速接头170A的外座圈240A以与和轴承组件218A相关联的内轴承座圈272的扩大的环形部分270相关联的方式形成。内轴承座圈272A的延伸部段232A固定至轴部段204A的外表面210A。座圈延伸部232A提供用于设定及保持轴承预加载荷的布置。在内轴承座圈272A的扩大的环形部分270中形成有外轨道254A。罩组件250A包括弹性罩280，弹性罩280经由外套环282固定至环形部分270并且经由内套环284固定至内座圈242的轴部段262。在小齿轮轴188的第二端部部段194内安装有通风杯状件285。明显的，可以替代性地通过延长环形部分270的长度并用长形的纵向延伸的外轨道(类似于轨道254)代替外轨道254A来提供插入类型形式的等速接头170A。PS/CVJ组件200A提供了关于PS/CVJ组件200所提及的相同的重量和成本减少的优点以及碰撞优化特征。外座圈240A结合在等速接头170A和轴承单元218的轴承座圈272上提供了优于常规布置的优点。
图10和图11公开了PS/CVJ组件200B的第三非限制性实施方式，其在结构和功能上与图8和图9的PS/CVJ组件200A大致相似，除了外座圈240B是未结合到第二轴承组件218的延伸部232A中的单独部件之外。特别地，等速接头170B的外座圈240B包括环形部段270和轴向管状延伸部290，轴向管状延伸部290固定地紧固至小齿轮轴188B的第二端部194B上的外表面210B。在外座圈240B中形成有外轨道254B。因此，等速接头170B在结构和功能上实际与图8和图9的等速接头170A相同。等速接头170B的外座圈240B的管状延伸部290同样构造成允许轴承218B和216的预加载荷的设定和保持。
现在参照图12和图13，PS/CVJ组件200A(图8和图9)此时被示出为与驱动轴组件160和传动轴290连接。具体地，传动轴290的端部部段292具有与形成在内座圈242的短轴部段262中的内花键264啮合的外花键294。保持件夹具296定位在对准的槽298和300中，槽298和300分别形成在短轴部段262和传动轴端部部段292中。这样一来，传动轴290被组装并相对于PS/CVJ组件200A保持在传动轴290的正常操作位置，如图12所示。然而，在发生沿箭头310的方向施加预定大小的轴向指向的力(F)的碰撞或撞击事件的情况下，保持件夹具296将从槽298、300释放并允许传动轴290相对于PS/CVJ组件200A朝向图13所示的缩回位置轴向移动。传动轴290的这种轴向运动通过传动轴290的肩部部分312与内座圈短轴部段262的末端部分314之间的接合而在箭头310的方向上被限制。从图13中可以看出，传动轴290的这种轴向移位导致杯状塞248从内座圈242释放。明显的，这种布置能够用于本文论述并详述的PS/CVJ组件中的任意PS/CVJ组件。
尽管每个替代性实施方式均公开了球笼式等速接头，但是本公开的范围意在涵盖其他适合类型的固定构型和插入构型，比方说例如布置成直接结合到中空小齿轮轴中或者与中空小齿轮轴结合成共线组件的十字槽式等速接头和三脚式的等速接头。
一体式PS/CVJ组件中的每个一体式PS/CVJ组件均优选地与轴承单元190组合而被预组装，以提供小齿轮-轴承-联接件(PBC)组件，其中，“小齿轮”指小齿轮单元202，“轴承”指双轴承单元190，并且“联接件”指等速接头170。轴承单元190可以构造为布置在轴壳体162的小齿轮支承部分214内的筒状件。
已经出于说明和描述的目的提供了对各实施方式的前述描述。该描述并非意在是详尽的或者限制本公开。特定实施方式的各个元件或特征通常并不限于该特定实施方式，而是，即使没有具体示出或描述，特定实施方式的各个元件或特征在适用的情况下是可互换的，并且可以被用于选定实施方式中。特定实施方式的各个元件或特征也可以以许多不同的方式变化。这些变型并不被认为偏离本公开，并且所有这些改型均意在包括在本公开的范围内。

Claims (18)

1.一种用于在机动车辆中将驱动转矩从动力系传送至一对车轮的动力传递组件，所述动力传递组件包括：
旋转输入件，所述旋转输入件由所述动力系驱动；
旋转输出件，所述旋转输出件驱动地连接至所述一对车轮；以及
准双曲面齿轮组，所述准双曲面齿轮组能够操作成将驱动转矩从所述旋转输入件传递至所述旋转输出件，所述准双曲面齿轮组包括驱动地连接至所述旋转输出件的齿圈和驱动地连接至所述旋转输入件的一体式小齿轮-轴承-联接件(PBC)组件，其中，所述小齿轮-轴承-联接件组件包括小齿轮单元、轴承单元和联接件单元，所述小齿轮单元构造成包括中空小齿轮轴部段和与所述齿圈啮合的小齿轮部段，所述轴承单元构造成将所述中空小齿轮轴以可旋转的方式支承以在壳体内旋转，所述联接件单元构造为等速接头，所述等速接头具有形成在所述中空小齿轮轴部段内的外座圈、驱动地连接至所述旋转输入件的内座圈、以及设置在所述内座圈与所述外座圈之间的转矩传送元件。
2.根据权利要求1所述的动力传递组件，其中，所述旋转输入件是从所述动力系接收驱动转矩的传动轴，其中，所述旋转输出件是驱动地连接至所述一对车轮的差速器组件，并且其中，所述齿圈被固定成用于与所述差速器组件的差速器承载件一起旋转。
3.根据权利要求2所述的动力传递组件，其中，所述等速接头是球笼式单元，所述球笼式单元具有形成在所述中空小齿轮轴部段的内径表面中的用以限定所述外座圈的多个外轨道、形成在所述内座圈中的多个内轨道、构造成包括多个保持架开孔的保持架、以及用作所述转矩传送元件的多个球状件，并且其中，所述球状件中的每个球状件均延伸穿过所述保持架开孔中的一个保持架开孔并保持在对准的一对所述内轨道和所述外轨道内。
4.根据权利要求3所述的动力传递组件，其中，所述内座圈包括中空的联接器轴部段，所述联接器轴部段构造成在其中接纳所述传动轴的端部部段。
5.根据权利要求4所述的动力传递组件，其中，所述多个外轨道是长形的，以允许所述联接器轴部段相对于所述中空小齿轮轴部段轴向平移，从而提供插入类型的所述球笼式单元。
6.根据权利要求3所述的动力传递组件，其中，所述小齿轮单元的所述小齿轮轴部段和所述小齿轮部段构造为同质的钢制部件。
7.根据权利要求2所述的动力传递组件，其中，所述差速器承载件通过一对横向间隔开的差速器轴承以可旋转的方式支承在轴壳体中，其中，所述差速器组件包括差速器齿轮组，所述差速器齿轮组构造成将驱动转矩从所述差速器承载件传递至与所述一对车轮相互连接的一对半轴，其中，所述轴承单元包括设置在所述小齿轮轴部段的外表面与所述轴壳体的小齿轮支承部段上的内表面之间的一对小齿轮轴承，并且其中，所述等速接头的所述内座圈设置在所述小齿轮轴部段的敞开端部内。
8.一种用于在机动车辆中将驱动转矩从动力系传送至一对车轮的驱动轴组件，所述驱动轴组件包括：
轴壳体，所述轴壳体限定差速器室和小齿轮室；
差速器组件，所述差速器组件具有差速器承载件和差速器齿轮组，所述差速器承载件以可旋转的方式支承在所述轴壳体的所述差速器室中，所述差速器齿轮组将所述差速器承载件驱动地连接至与所述一对车轮连接的一对半轴；
准双曲面齿轮组，所述准双曲面齿轮组包括固定成用于与所述差速器承载件一起旋转的齿圈和与所述齿圈啮合的小齿轮，所述小齿轮从以可旋转的方式支承在所述轴壳体的所述小齿轮室中的中空小齿轮轴的第一端部延伸；以及
等速接头，所述等速接头以可操作的方式联接至所述中空小齿轮轴的第二端部，所述等速接头具有驱动地连接至所述小齿轮轴的所述第二端部的第一接头部件、从所述动力系接收驱动转矩的第二接头部件、以及构造成将驱动转矩从所述第二接头部件传送至所述第一接头部件的转矩传送元件，
其中，所述等速接头是球笼式装置，所述球笼式装置具有用作所述第一接头部件的外座圈、用作所述第二接头部件的内座圈、设置在所述内座圈与所述外座圈之间的并具有保持架开孔的保持架、以及用作所述转矩传送元件的球状件，其中，所述球状件中的每个球状件均延伸穿过所述保持架开孔中的一个保持架开孔并且布置成接合对准的一对形成在所述外座圈中的外导轨和形成在所述内座圈中的内导轨，
并且其中，所述外座圈中的所述外导轨是长形的，以允许所述内座圈相对于所述外座圈的轴向插入运动。
9.根据权利要求8所述的驱动轴组件，其中，长形的所述外导轨形成在所述小齿轮轴的所述第二端部的内表面中，使得所述内座圈、所述保持架和所述球状件设置在所述中空小齿轮轴内。
10.根据权利要求8所述的驱动轴组件，其中，所述外导轨形成在所述小齿轮轴的内表面中，使得所述等速接头以可操作的方式设置在所述小齿轮轴内。
11.根据权利要求8所述的驱动轴组件，其中，所述外座圈包括第一部段和第二部段，所述第一部段固定地紧固至所述小齿轮轴的所述第二端部的外表面，所述外导轨形成在所述第二部段内。
12.根据权利要求11所述的驱动轴组件，其中，所述内座圈包括短轴部段，所述短轴部段构造成接纳并驱动地连接至由所述动力系驱动的传动轴的端部部分。
13.根据权利要求12所述的驱动轴组件，其中，所述内座圈的所述短轴部段构造成允许所述传动轴的所述端部部分进入到所述小齿轮轴的所述第二端部中的轴向插入运动。
14.根据权利要求11所述的驱动轴组件，其中，所述外座圈的所述第一部段形成为与小齿轮轴承相关联的内轴承座圈的延伸部，所述小齿轮轴承布置成将所述小齿轮轴以可旋转的方式支承在所述轴壳体的所述小齿轮支承部分内。
15.根据权利要求8所述的驱动轴组件，其中，所述球笼式装置的所述保持架与所述小齿轮轴的所述第二端部上的端部表面共线地对准。
16.一种用于与机动车辆传动系中的齿圈和传动轴一起使用的小齿轮轴和等速接头(PS/CVJ)组件，所述小齿轮轴和等速接头组件包括：
小齿轮轴，所述小齿轮轴具有与所述齿圈啮合的小齿轮部段以及长形的管状小齿轮轴部段；以及
等速接头，所述等速接头具有由所述小齿轮轴的所述小齿轮轴部段驱动的外座圈、由所述传动轴驱动的内座圈、设置在所述外座圈与所述内座圈之间的用以在所述外座圈与所述内座圈之间提供恒速转矩传递并允许所述内座圈相对于所述外座圈的角运动的接头组件、以及位于所述传动轴与所述内座圈之间的构造成允许所述传动轴在发生撞击的情况下相对于所述等速接头轴向运动的联接件装置。
17.根据权利要求16所述的小齿轮轴和等速接头组件，其中，所述外座圈与所述小齿轮轴部段成一体，并且其中，所述内座圈和所述接头组件设置在所述小齿轮轴部段内。
18.根据权利要求16所述的小齿轮轴和等速接头组件，其中，所述外座圈固定地紧固至所述小齿轮轴的所述小齿轮轴部段上的外表面，其中，所述内座圈包括管状短轴部段，所述管状短轴部段构造成接纳并驱动地联接至所述传动轴的端部部段，并且其中，所述接头组件包括位于所述外座圈与所述内座圈之间的保持架以及由所述保持架保持的球状件，所述球状件中的每个球状件均接合形成在所述内座圈和所述外座圈中的一对对准的导轨。
CN201780023148.9A 2016-04-11 2017-04-06 用于车辆传动系的一体式小齿轮轴和等速接头组件 Active CN109070741B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US15/095,345 2016-04-11
US15/095,345 US10047801B2 (en) 2016-04-11 2016-04-11 Integrated pinion shaft and CV joint assembly for vehicular drivelines
PCT/US2017/026288 WO2017180421A1 (en) 2016-04-11 2017-04-06 Integrated pinion shaft and cv joint assembly for vehicular drivelines

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN109070741A CN109070741A (zh) 2018-12-21
CN109070741B true CN109070741B (zh) 2022-03-01

Family

ID=58549318

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201780023148.9A Active CN109070741B (zh) 2016-04-11 2017-04-06 用于车辆传动系的一体式小齿轮轴和等速接头组件

Country Status (4)

Country Link
US (1) US10047801B2 (zh)
CN (1) CN109070741B (zh)
DE (1) DE112017001967T5 (zh)
WO (1) WO2017180421A1 (zh)

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105793590B (zh) * 2013-10-11 2019-11-22 Gkn 动力传动系统北美有限公司 具有可变角万向节的车辆分动箱
DE112016000913B4 (de) * 2015-02-25 2022-11-10 Magna Powertrain Of America, Inc. Pumpenloses Verteilergetriebe für Trennachsen
US20180065465A1 (en) 2015-08-23 2018-03-08 Arctic Cat Inc. Off-Road Recreational Vehicle
US20170136874A1 (en) 2015-08-23 2017-05-18 Brian Harris Off road vehicle
US10759274B2 (en) * 2016-02-10 2020-09-01 Magna Powertrain Of America, Inc. Power transfer assembly with hypoid gearset having integrated pinion and CV joint coupling unit
BR112018016220A2 (pt) 2016-02-10 2018-12-18 Dana Automotive Systems Group conjunto de junta
RU2018143365A (ru) 2016-05-10 2020-06-10 Дана Отомоутив Системз Груп, Ллк Узел пыльника для шарнира равных угловых скоростей
WO2018009440A1 (en) 2016-07-06 2018-01-11 Dana Automotive Systems Group, Llc Axle and propeller shaft quick-connect joint attachment assembly
JP6394713B2 (ja) * 2017-02-01 2018-09-26 マツダ株式会社 トランスファ装置
KR20190136045A (ko) 2017-03-31 2019-12-09 데이나 오토모티브 시스템즈 그룹 엘엘씨 등속 조인트 조립체
US11028883B2 (en) * 2017-11-13 2021-06-08 Arctic Cat Inc. Off-road recreational vehicle
US10054213B1 (en) * 2018-04-09 2018-08-21 Borgwarner Inc. Vehicle drivetrain component having an internal vent relocation tube for venting a housing of the vehicle drivetrain component
US11712925B2 (en) 2019-07-01 2023-08-01 Textron Inc. Axial plunging half-shaft assembly
US11848546B2 (en) * 2021-02-01 2023-12-19 Magna Powertrain Of America, Inc. High voltage wire protection system for electric vehicles

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN86102357A (zh) * 1985-04-09 1986-10-15 日产自动车株式会社 四轮驱动系统
CN2426809Y (zh) * 2000-06-14 2001-04-18 成都四兴电子机械有限公司 轻型汽车后驱动桥总成
EP1503916A1 (en) * 2002-05-10 2005-02-09 Ford Global Technologies, LLC A vehicle final drive assembly
JP2010058684A (ja) * 2008-09-04 2010-03-18 Univance Corp 四輪駆動車用駆動力伝達装置
CN102734341A (zh) * 2011-04-05 2012-10-17 通用汽车环球科技运作有限责任公司 用于全轮驱动的整体式齿轮等速万向节
CN202646439U (zh) * 2012-06-20 2013-01-02 浙江欧迪恩传动科技股份有限公司 一种高速等速万向节
WO2015120909A1 (en) * 2014-02-14 2015-08-20 Gkn Driveline International Gmbh Coupling assembly and driveline assembly with such a coupling assembly

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3367139A (en) * 1966-06-29 1968-02-06 Gen Motors Corp Universal joint
AT309161B (de) 1969-12-11 1973-08-10 Gkn Transmissions Ltd Universalgelenk
US4635744A (en) 1984-03-16 1987-01-13 Nissan Motor Company, Limited Four-wheel drive automotive vehicle
US5916055A (en) 1998-05-28 1999-06-29 Gkn Automotive Inc Driveline and differential gear assembly
DE10315884B4 (de) 2003-04-08 2014-03-20 Daimler Ag Längs eingebauter Allrad-Antriebsstrang
JP4731490B2 (ja) 2003-11-18 2011-07-27 ジーケーエヌ・ドライブライン・ノースアメリカ・インコーポレーテッド 等速ジョイント出力を有するトルク伝達装置
GB0603452D0 (en) 2006-02-22 2006-04-05 Ford Global Tech Llc Hybrid motor vehicle driveline
US20090227382A1 (en) * 2008-03-06 2009-09-10 Blecke Matthew P Pinion shaft formed with an integral inner race of a constant velocity joint
US9248738B2 (en) 2009-06-10 2016-02-02 Magna Powertrain Of America, Inc. Power transfer unit for AWD vehicles having integrated joint assembly
US8690690B2 (en) 2010-06-30 2014-04-08 American Axle & Manufacturing, Inc. Constant velocity joint with quick connector and method
US8734045B1 (en) * 2012-11-16 2014-05-27 Dana Automotive Systems Group, Llc Inner race and boot sleeve
US9284990B2 (en) 2013-05-23 2016-03-15 Dana Automotive Systems Group, Llc Direct pinion mount Rzeppa joint

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN86102357A (zh) * 1985-04-09 1986-10-15 日产自动车株式会社 四轮驱动系统
CN2426809Y (zh) * 2000-06-14 2001-04-18 成都四兴电子机械有限公司 轻型汽车后驱动桥总成
EP1503916A1 (en) * 2002-05-10 2005-02-09 Ford Global Technologies, LLC A vehicle final drive assembly
JP2010058684A (ja) * 2008-09-04 2010-03-18 Univance Corp 四輪駆動車用駆動力伝達装置
CN102734341A (zh) * 2011-04-05 2012-10-17 通用汽车环球科技运作有限责任公司 用于全轮驱动的整体式齿轮等速万向节
CN202646439U (zh) * 2012-06-20 2013-01-02 浙江欧迪恩传动科技股份有限公司 一种高速等速万向节
WO2015120909A1 (en) * 2014-02-14 2015-08-20 Gkn Driveline International Gmbh Coupling assembly and driveline assembly with such a coupling assembly

Also Published As

Publication number Publication date
DE112017001967T5 (de) 2019-01-03
US20170292570A1 (en) 2017-10-12
WO2017180421A1 (en) 2017-10-19
US10047801B2 (en) 2018-08-14
CN109070741A (zh) 2018-12-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109070741B (zh) 用于车辆传动系的一体式小齿轮轴和等速接头组件
US6513615B2 (en) Full-time all-wheel drive power take-off unit for motor vehicle
US7390278B2 (en) Torque-coupling device for front-wheel-drive transaxle unit
US10479198B2 (en) Transfer case with active clutch on front output and pass-thru rear output
CN106042911B (zh) 用于机动车辆传动系的动力传递组件
US10066723B2 (en) Driveline disconnect with modular rear driveline module (RDM) with integrated coupling and differential control
US10759274B2 (en) Power transfer assembly with hypoid gearset having integrated pinion and CV joint coupling unit
WO2019135931A1 (en) Direct pinion mount joint assembly
US11156252B2 (en) Boot assembly for a constant velocity joint
US9248738B2 (en) Power transfer unit for AWD vehicles having integrated joint assembly
WO2016018203A1 (en) Vehicle final drive unit
US20170203652A1 (en) Transfer case with active clutch and chain drive having integrated clutch drum/chain sprocket
US10851886B2 (en) Power transfer assembly with planetary gearset having carrier with crack arresting features
US10274069B2 (en) Slip in axle assembly for a tandem axle assembly
US5542515A (en) Device for controlling a part-time drive axle for a motor vehicle
US20090205921A1 (en) Torque Limiting Shaft Flange Assembly
CN109844340B (zh) 具有碰撞塌缩组件的传动轴滑动构件
US20200088240A1 (en) A joint assembly with an installation aid
US11428273B2 (en) Constant velocity joint with crash collapse feature
JP5118149B2 (ja) 直接トルクフロー等速ジョイント雄スプライン連結部
CN114321329A (zh) 用于车辆动力传输单元的换挡机构

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant