CN109869417B - 具有等速万向节的铝制传动轴 - Google Patents

Abstract

一种用于机动车辆的传动轴组件，包括具有第一端和第二端的主体，第一端联接到第一凸缘和等速(CV)万向节组件，等速万向节组件包括第一构件和第二构件，第二构件联接到第二凸缘。第一凸缘和主体由铝制成，第二构件和第二凸缘由钢制成，第一凸缘和第二凸缘通过多个机械紧固件联接在一起。

Description

具有等速万向节的铝制传动轴

技术领域

本发明总体上涉及车辆领域，更具体地，涉及与等速万向节联接的铝制传动轴。

背景技术

大多数车辆包括动力系组件，其具有发动机、变速器、传动系组件和从动轮。典型的传动系组件在车辆变速器的输出轴和驱动轴组件之间提供动力传递路径。从发动机系统向机动车车轮传递动力的推进器轴、驱动轴或传动轴通常由一个或多个与万向节连接的金属管构成。然而，连接不同的金属，例如铝和钢，并不容易，并且通常需要介入构件来连接不同的金属部件。

发明内容

根据本发明的实施例提供了许多优点。例如，根据本发明的实施例使得轻质铝制传动轴管能够与等速（CV）万向节连接，以减少或消除二阶能量噪声和振动。另外，铝制传动轴与等速万向节的直接联接减少了介入部件（例如短轴）的附加数量，同时还降低了制造复杂性。根据本发明的实施例优化了大直径、轻质部件的使用，以将等速万向节连接到传动轴的主体。

一方面，机动车辆包括变速器、差速器以及连接变速器和差速器的传动轴组件，传动轴组件包括主体和等速（CV）万向节组件，主体具有第一端和与第一端相对的第二端，第一端和第二端均连接到第一凸缘，等速万向节组件包括第一构件和第二构件。在某些方面，第一构件和第二构件配置成一起旋转，第二构件连接到第二凸缘。在某些方面，第一凸缘经由多个机械紧固件连接到第二凸缘，以将等速万向节组件与传动轴组件的主体互连。

在某些方面，主体是中空铝管。

在某些方面，第一凸缘是铝凸缘，其具有限定径向对准区域的对准边缘。

在某些方面，第一凸缘和主体通过焊接联接在一起。

在某些方面，第二凸缘包括对准构件，该对准构件在径向对准区域内抵靠对准边缘，以将等速万向节组件与传动轴组件的主体对准。

在某些方面，机械紧固件是平衡校正构件，其配置成平衡传动轴组件。

在某些方面，第二凸缘与第二构件一体形成。

另一方面，一种用于机动车辆的传动轴组件包括具有第一端和第二端的主体，第一端联接到第一凸缘和等速（CV）万向节组件，等速万向节组件具有第一构件和第二构件。在某些方面，第二构件联接到第二凸缘。在某些方面，第一凸缘和主体由铝制成，第二构件和第二凸缘由钢制成，并且第一凸缘和第二凸缘通过多个机械紧固件联接在一起。

在某些方面，第一凸缘包括限定径向对准区域的对准边缘。

在某些方面，第二凸缘包括对准构件，该对准构件在径向对准区域内抵靠对准边缘，以将等速万向节组件与传动轴组件的主体对准。

在某些方面，多个机械紧固件是平衡校正构件，其配置成平衡传动轴组件。

在某些方面，第二凸缘与第二构件一体形成。

附图说明

将结合以下附图来描述本发明，其中相同的数字表示相同的元件。

图1是根据一个实施例的具有传动轴组件的车辆的示意图。

图2是根据一个实施例的传动轴组件的示意性透视图。

图3是根据一个实施例的图2的传动轴组件的局部横截面示意图。

从以下结合附图的描述和所附权利要求中，本发明的前述和其他特征将变得更加明显。应理解，这些附图仅描绘了根据本发明的若干实施例，不应被视为对其范围的限制，将通过使用附图以额外的特征和细节来描述本发明。在附图或本文其他地方公开的任何尺寸仅用于说明。

具体实施方式

在此描述了本发明的实施例。然而，应当理解的是，所公开的实施例仅仅是示例，并且其它实施例可以采取各种和可替换的形式。附图不一定成比例；一些特征可以被放大或最小化以显示特殊部件的细节。因此，本文公开的特定的结构和功能细节不应被解释为限制性的，而仅作为用于教导本领域技术人员以各种方式采用本发明的代表性基础。如本领域普通技术人员将理解的，参考任何一个附图示出和描述的各种特征可以与一个或多个其他附图中示出的特征组合以产生未明确示出或描述的实施例。所示特征的组合提供了典型应用的代表性实施例。然而，对于特定应用或实现，可能需要与本发明的教导一致的特征的各种组合和修改。

某些术语可以在以下描述中使用，仅用于参考目的，因此不旨在限制本发明。例如，诸如“上方”和“下方”的术语指的是参考的附图中的方向。诸如“前”，“后”，“左”，“右”，“后”和“侧”之类的术语描述了在一致但任意的参照系内的部件或元件的部分的取向和/或位置。通过参考描述所讨论组件或元件的文本和相关附图来清楚说明。此外，诸如“第一”、“第二”、“第三”等术语可用于描述单独的部件。这样的术语可以包括上面具体提到的词语、其衍生词和类似含义的词语。

图1示意性地示出了根据本发明的机动车辆10。车辆10通常包括主体11和车轮15。主体11包围车辆10的其他部件。车轮15在主体11的相应角附近各自可旋转地被联接到主体11。在所示实施例中，车辆10被描绘为乘用车，但是应当理解，也可以使用任何其他车辆，包括摩托车、卡车、运动型多功能车（SUV）或休闲车（RV）等。

车辆10包括推进系统13，推进系统13在各种实施例中可包括内燃发动机，例如牵引电动机之类的电机，和/或燃料电池推进系统。车辆10还包括变速器14，变速器14配置成根据可选择的速比将动力从推进系统13传递到多个车轮15。根据各种实施例，变速器14可包括步进比自动变速器、无级变速器或其他适当的变速器。推进器轴或传动轴组件18包括传动轴或传动轴，其通过差速器16将动力从变速器14传递到车轮15。车辆10另外包括车轮制动器（未示出），该车轮制动器配置成向车轮15提供制动扭矩。在各种实施例中，车轮制动器可包括摩擦制动器，例如电机之类的再生制动系统，和/或其他适当的制动系统。

图2和图3示出了根据一个实施例的传动轴组件18。传动轴组件18是车辆传动系的一部分，其通过差速器16将变速器14与多个车轮15连接。传动轴组件18包括主体20和等速（CV）万向节组件23。在一些实施例中，主体20是中空铝管。主体20具有第一端19和与第一端相对的第二端21。

如本领域技术人员所知，等速万向节具有各种设计配置，包括内侧和外侧万向节、固定和插入万向节、或球型和三脚架万向节。本文讨论的实施例可以与任何等速万向节配置一起使用。

主体20的第一端和第二端19、21均连接到径向延伸的引导凸缘22。在一些实施例中，凸缘22包括对准边缘32。对准边缘32限定了径向对准区域，该径向对准区域用于将等速万向节与引导凸缘22对准。在一些实施例中，引导凸缘22是铝制凸缘，并且主体20使用任何铝-铝连接方法（例如铝焊接）连接到引导凸缘22。

等速万向节组件23允许传动轴组件18通过可变角度传递来自传动系的动力，并且如果等速万向节是插入设计，则以恒定的旋转速度改变距离，而没有明显增加摩擦。等速万向节组件23包括第一构件24和第二构件26。在一些实施例中，第一构件24是具有内花键轭25的环形内圈。内花键轭25配置成与车辆传动系的其他部件驱动地接合，以将动力从推进系统13传递到多个车轮15。在一些实施例中，如果配合部件设计有内花键，则花键轭25也可以配置为外花键。

在一些实施例中，第二构件26是环形外座圈，其配置成与一个或多个轴承构件27接合。在一些实施例中，轴承构件27通常是滚珠轴承。第一构件24的至少一部分装配在第二构件26内，使得当第一构件24和第二构件26一起旋转时，第一构件24的外表面与一个或多个轴承构件27接合。在一些实施例中，第二构件26由钢制成。在一些实施例中，第一构件和第二构件24、26都由钢制成。

在一些实施例中，第二构件26还包括径向延伸的凸缘30。在一些实施例中，凸缘30由钢制成。凸缘30通过任何联接方式联接到等速万向节组件23的第二构件26，在包括所示实施例在内的一些实施例中，包括摩擦焊接。在一些实施例中，凸缘30也可以作为单个部件（即，没有焊接）形成为第二构件26的整体特征。

凸缘30适于与引导凸缘22互连。凸缘30包括对准构件31。对准构件31是轴向延伸的引导构件，其用于使凸缘30与凸缘22对准。在一些实施例中，如图3所示，对准构件31抵靠凸缘22的对准边缘32，以在制造和组装期间使等速万向节与传动轴对准。在一些实施例中，引导特征的作用是相反的（即，对准构件31可以是内部引导器）。

凸缘22和30通过多个机械紧固件28联接在一起。在一些实施例中，机械紧固件28是铆钉；然而，本领域技术人员已知的任何机械紧固件，例如螺纹紧固件，都可用于将凸缘22和30联接在一起。在一些实施例中，多个机械紧固件28的尺寸、形状和重量是可选择的，以在制造期间精确地向传动轴组件18添加平衡校正。使用可拆卸和可更换的机械紧固件作为平衡校正构件改善了传动轴组件18相对于焊接平衡校正构件到铝主体20壁的疲劳强度和耐久寿命。

在传动轴组件18的轻质铝结构中使用等速万向节减少或消除了来自传动系的二阶能量噪声和振动。另外，本文讨论的实施例不使用附加部件，例如短轴，来将等速万向节与传动轴互连，从而降低材料成本和重量。短轴的使用具有显著降低最大车速能力的附加缺点，特别是在长传动轴上，因为短轴减小的直径减小了传动轴的第一弯曲共振。本文讨论的实施例优化了将等速万向节连接到传动轴主体的大直径轻质部件的使用。

另外，本文讨论的实施例展示了由于部件的圆形形状和使用紧配合引导器来连接部件以改善互连部件的对中而改进了的一阶动态平衡噪声、振动和粗糙度（NVH）性能。

图2和3示出了与传动轴组件18的主体20联接的一个等速万向节组件23。然而，在其他实施例中，等速万向节组件23联接到传动轴组件18的主体20的每个端。

应该强调的是，可以对本文描述的实施例进行许多改变和修改，其中的元素应被理解为在其他可接受的示例中。所有这些修改和变化旨在包括在本发明的范围内并且由所附权利要求保护。此外，本文描述的任何步骤可以同时或以与本文步骤不同的顺序进行。此外，应该显而易见的是，本文公开的特定实施例的特征和属性可以以不同方式组合以形成另外的实施例，所有这些都在本发明的范围内。

在此使用的条件语言，例如“可以”、“可”、“可能”、“能够”，“例如”等，除非另有说明，或者在所使用的上下文中以其他方式理解，否则通常旨在表达某些实施例包括，而其他实施例不包括某些特征、元件和/或状态。因此，这种条件语言通常不旨在暗示一个或多个实施例以任何方式需要特征、元素和/或状态，或者一个或多个实施例必须包括用于决定的逻辑（无论是否有作者输入或提示），即决定是否这些特征、元素和/或状态包括在任何特定实施例中或将在任何特定实施例中执行。

此外，本文可能使用以下术语。除非上下文另有明确规定，否则单数形式“一”，“一个”和“该”包括复数指示物。因此，例如，对项目的引用包括对一个或多个项目的引用。术语“一些”是指一个、两个或更多个，并且通常适用于选择一些或全部数量。术语“多个”是指两个或更多个项目。术语“约”或“近似”意味着数量、尺寸、尺码、配方、参数、形状和其他特征不需要精确，但可以根据需要近似和/或更大或更小，反映可接受的公差、转换因子、四舍五入、测量误差等以及本领域技术人员已知的其他因素。术语“基本上”意味着所述特征、参数或值不需要精确地实现，而是可以出现偏差或变化，包括例如公差、测量误差、测量精度限制和本领域技术人员已知的其他因素。可以在不妨碍该特征旨在提供的效果的量中出现。

为方便起见，可以在公共列表中呈现多个项目。但是，这些列表应该被配置为好像列表中的每个成员都被单独标识为一个独立且独特的成员。因此，此类列表中的任何个别成员不应仅仅根据其在一个共同组中的描述而被解释为同一名单中任何其他成员的事实上的等同物而没有相反的指示。此外，当术语“和”和“或”与项目列表结合使用时，它们应被广义地解释，因为所列项目中的任何一个或多个可以单独使用或与其他列出的项目组合使用。。术语“可选地”是指选择两个或更多个替代方案中的一个，并且不旨在将选择仅限于那些列出的替代方案或者仅限于所列出的替代方案中的一个，除非上下文另有明确说明。

虽然以上描述了示例性实施例，但并不意味着这些实施例描述了权利要求所包含的所有可能形式。说明书中使用的词语是描述性词语而不是限制性词语，并且应当理解，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以进行各种改变。如先前所述，可组合各种实施例的特征以形成本发明的可能未明确描述或示出的其它示例性方面。虽然关于一个或多个期望的特性，已将各种实施例描述为提供优点或优于其它实施例或现有技术实施方案，但是本领域的普通技术人员认识到，一个或多个特征或特性可能会被折中以实现期望的整体系统属性，这取决于特定的应用和实施方式。这些属性可以包括但不限于成本、强度、耐用性、生命周期成本、市场性、外观、包装、尺寸、适用性、重量、可制造性、组装容易性等。因此，相对于一个或多个特性而言，被描述为不如其他实施例或现有技术实现所期望的实施例不在本发明的范围之外，并且对于特定应用而言可能是期望的。

Claims (5)

1.一种机动车辆，包括：

变速器；

差速器；以及

连接所述变速器和所述差速器的传动轴组件，所述传动轴组件包括主体和等速(CV)万向节组件，所述主体具有第一端和与所述第一端相对的第二端，所述第一端和第二端均联接到第一凸缘，所述等速万向节组件包括第一构件和第二构件，所述第一构件和第二构件配置成一起旋转，所述第二构件联接到第二凸缘；

其中所述第一凸缘是铝凸缘，其具有限定径向对准区域的对准边缘，所述第二凸缘包括对准构件，所述对准构件在所述径向对准区域内抵靠所述对准边缘，以及所述第一凸缘经由多个机械紧固件联接到所述第二凸缘，以将所述等速万向节组件与所述传动轴组件的主体互连和对准。

2.根据权利要求1所述的机动车辆，其中所述主体是中空铝管。

3.根据权利要求1所述的机动车辆，其中所述第一凸缘和所述主体联接在一起。

4.根据权利要求1所述的机动车辆，其中所述机械紧固件是平衡校正构件，其配置成平衡所述传动轴组件。

5.根据权利要求1所述的机动车辆，其中，所述第二凸缘与所述第二构件一体形成。

Images