CN112747100A - 一种一字轴 - Google Patents

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孙会明
夏汉关
董义
王陶
岳耀东
封旗旗
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Jiangsu Pacific Precision Forging Co Ltd
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Nanjing University of Science and Technology
Jiangsu Pacific Precision Forging Co Ltd
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Abstract

本发明公开一种一字轴，包括一字轴1，销孔2，导油槽3和轴孔装配面4，所述导油槽3沿周向180°对称分布共4个，所述轴孔装配面4沿周向180°对称分布的4个装配面上沿轴向和周向均匀分布有多个椭球坑401。本发明的一字轴，能保证一字轴和行星齿轮配合工作时润滑良好，有效减缓一字轴磨损，从而延长差速器总成的使用寿命。

Description

一种一字轴
技术领域
本发明属于直齿锥齿轮差速器传动机构技术领域，具体涉及一种一字轴。
背景技术
汽车的差速器一般由行星齿轮、一字轴、半轴齿轮、差速器壳体、球形垫片、平垫片、弹性销等组成。差速器壳体与一字轴连成一体，构成行星架。当汽车在平直路面处于直线行驶状态时，行星齿轮与半轴齿轮之间无相对运动，保持相对静止；当汽车发生转向时，左右两轮出现转速差，此时行星齿轮除了绕半轴轴线公转外还绕自身轴线进行自转，行星齿轮和半轴齿轮之间产生啮合传动，啮合齿受力并由此传递扭矩。在啮合过程中由于行星齿轮沿周向受力不均衡的影响，行星齿轮在自转时受力的中心线与一字轴的中心线在多数情况下并不完全重合，这使得行星齿轮与一字轴之间的轴孔间隙不均匀，从而导致润滑油储存不均匀的情况发生。在发生突变载荷和恶劣行驶工况下，差速器的负载的增大会造成行星齿轮轴孔和一字轴之间的润滑不足，从而发生一字轴的刮伤或是胶合，最终导致一字轴的断裂，造成整个差速器总成的失效。
因此，现有技术存在的问题是：由于行星齿轮与一字轴配合工作时存在接触面间隙不均匀，使得润滑状况变差，极易加速一字轴磨损，最终缩短整个差速器总成寿命。
发明内容
本发明的目的在于提供一种一字轴，能保证一字轴配合工作时润滑良好，有效减缓一字轴磨损，延长差速器总成的使用寿命。
实现本发明目的的技术方案为：
一种一字轴，包括一字轴1，销孔2，导油槽3和轴孔装配面4，其特征在于：所述轴孔装配面4沿轴向和周向满布多个椭球坑401。
优选地，所述导油槽3的底面边界与圆心呈60°；
优选地，所述轴孔装配面4边界与圆心呈120°；
优选地，所述轴孔装配面长度满足下式，
L＝2r+(m-1)s+ma，
式中，L为轴孔装配面长度，r为椭球坑距离轴孔装配面两端的距离，m为椭球坑在轴孔装配面轴向个数，s为椭球坑之间的轴向间距，a为椭球坑长轴长度。
优选地，所述轴孔装配面4周向相邻两个椭球坑401之间角度间隔θ满足下式，
Figure BDA0002255960570000021
其中，
Figure BDA0002255960570000022
式中，n为椭球坑在轴孔装配面周向个数，D一字轴直径，b为椭球坑短轴长度。
与现有技术相比，本发明的显著优点为：
润滑良好，有效减缓一字轴磨损：本发明将表面微形貌和传统的差速器一字轴结合，得到一种具有微形貌的一字轴装配面，在行星齿轮转动时具有良好的润滑作用，减少一字轴发生刮伤和点蚀的情形；同时，微形貌一字轴装配面还可保证差速器在突变载荷下发生短时失油的工况下正常工作，从而避免一字轴被剪断的危险；一字轴表面微形貌的引入，使得轴孔的装配润滑得以改善，从而可以通过降低导油槽的深度来进一步提高一字轴的强度。
附图说明
图1为本发明一字轴的结构正等轴测示意图。
图2为本发明一字轴正视图。
图3为图2的A-A剖视图。
图4为图2的B-B剖视图。
图5为图4的C-C剖视图。
图6为图5中一字轴装配面处椭球坑的局部放大图。
具体实施方式
如图1所示，一种一字轴，包括一字轴1，销孔2，导油槽3和轴孔装配面4，其特征在于：所述轴孔装配面4沿轴向和周向满布多个椭球坑401。
优选地，如图3所示，所述导油槽3的底面边界与圆心呈60°；
优选地，如图3所示，所述轴孔装配面4边界与圆心呈120°；
优选地，所述轴孔装配面长度满足下式，
L＝2r+(m-1)s+ma，
式中，L为轴孔装配面长度，r为椭球坑距离轴孔装配面两端的距离，m为椭球坑在轴孔装配面轴向个数，s为椭球坑之间的轴向间距，a为椭球坑长轴长度。
优选地，所述轴孔装配面4周向相邻两个椭球坑401之间角度间隔θ满足下式，
Figure BDA0002255960570000031
其中，
Figure BDA0002255960570000032
式中，n为椭球坑在轴孔装配面周向个数，D一字轴直径，b为椭球坑短轴长度。
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
实施例
如图1所示，一种一字轴，润滑良好，有效减缓一字轴磨损，其包含一字轴1，销孔2，导油槽3和轴孔装配面4，轴孔装配面4沿轴向和周向满布多个椭球坑401，轴孔装配面23.26mm，一字轴轴直径为19mm，椭球坑在内孔的轴向与周向平均分布，轴向为23个，周向为46个，椭球坑总个数为1058，椭球坑的加工方法采用激光冲击强化法；
如图2所示为本发明一字轴正视图；
如图3所示为图2的A-A剖视图，导油槽3的底面边界与圆心呈60°，所述轴孔装配面4边界与圆心呈120°；
如图4所示为图2的B-B剖视图；
如图5所示为图4的C-C剖视图；
如图6所示为图5中一字轴装配面处椭球坑的局部放大图，椭球坑的长轴长为0.50mm，短轴长为0.25mm，椭球坑之间的轴向间距为0.5mm，椭球坑距离轴孔两端的距离分别为r，r为不确定值，随轴孔装配面总长L、一字轴直径D的变化而变化，此处取r＝0.38mm；
如图3所示为图2的A-A剖视图，将椭球坑的周向角度间距为5°，周向的间距远大于椭球坑的短半轴长。
具有本实例的差速器一字轴外径和行星齿轮轴孔之间始终有润滑油膜的存在，提高接触的润滑性能，减缓一字轴外径和行星齿轮轴孔之间的磨损，从而延长整个差速器总成的使用寿命。
最后需要说明的是，以上实施例仅用于说明本发明的技术方案而非限制，本发明中的一字轴中所有单元件可以采用相同或不同的形状、尺寸、截面形状等，可使用相同或不同材料，并且可根据不同使用需求进行功能性参数设计。本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (5)

1.一种一字轴，包括一字轴(1)，销孔(2)，导油槽(3)和轴孔装配面(4)，其特征在于：所述轴孔装配面(4)沿轴向和周向满布多个椭球坑(401)。
2.根据权利要求1所述的一字轴，其特征在于：
所述导油槽(3)的底面边界与圆心呈60°。
3.根据权利要求1所述的一字轴，其特征在于：
所述轴孔装配面(4)边界与圆心呈120°。
4.根据权利要求1所述的一字轴，其特征在于：
所述轴孔装配面长度满足下式，
L＝2r+(m-1)s+ma，
式中，L为轴孔装配面长度，r为椭球坑距离轴孔装配面两端的距离，m为椭球坑在轴孔装配面轴向个数，s为椭球坑之间的轴向间距，a为椭球坑长轴长度。
5.根据权利要求1所述的一字轴，其特征在于：
所述轴孔装配面(4)周向相邻两个椭球坑(401)之间角度间隔θ满足下式，
Figure FDA0002255960560000011
其中，
Figure FDA0002255960560000012
式中，n为椭球坑在轴孔装配面周向个数，D一字轴直径，b为椭球坑短轴长度。
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