CN112762169A - 一种传动结构及其双向缓冲机构 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种传动结构及其双向缓冲机构，双向缓冲结构包括第一转动轴、第二转动轴、传动套和缓冲弹簧；第一转动轴端部设有连接套，连接套和第一转动轴固定连接，第二转动轴通过若干周向设置的滚珠转动连接在连接套内；传动套和缓冲弹簧均套设在第二转动轴外，传动套沿轴向滑动连接在第二转动轴上并随第二转动轴转动；连接套朝向传动套的端部设有若干传动凸起，传动凸起环绕第一转动轴轴线设置，传动套上设有若干与传动凸起配合的传动凹槽，缓冲弹簧一端与传动套接触，另一端相对于第二转动轴轴向固定。传动结构还包括换挡机构。本发明解决了现有技术中存在的车辆驾驶工况改变时，对传动系统造成交变冲击的问题。

Description

一种传动结构及其双向缓冲机构

技术领域

本发明涉及机械传动技术领域，尤其涉及一种传动结构及其缓冲机构。

背景技术

轴传动装置中，其动力输入轴与动力输出轴常是通过万向节直接装配，这种直接装配结构在动力传递过程中属于硬传动，由于传动速度的改变，特别是加速的瞬间，对于轴传动装置动力源的冲击颇大。汽车发动机大多采用传动轴通过与万向节和后桥减速器之间刚性连接的结构，这种刚性连接会随着车辆驾驶工况的改变，如提速、换挡或者随路面不平导致的颠簸，均会产生一种交变冲击载荷，这种冲击载荷形成的反冲力会传递到轴传动装置的动力输入轴，在传递给与之直接装配的发动机输出轴，从而对离合器、变速箱、万向节和发动机造成冲击；产生较大的噪音，缩短了各传动结构的寿命；有时还会出现熄火现象，给驾乘人员带来不舒适感，严重时还会引发安全事故。

为了解决这一问题，专利号为200510057112.1的发明专利公开了一种轴传动缓冲机构，通过对弹簧的压缩来吸收冲击能量，进而达到降低噪声、降低冲击的效果。但是，交变冲击可能是从输入轴传递到输出轴，也可能是从输出轴传递至输入轴；而交变冲击的方向既可能是沿顺时针方向，也可能是沿逆时针方向，上述专利中的结构仅能就其中一个方向进行缓冲，无法充分满足各个方向的缓冲需求。

发明内容

针对现有技术中所存在的不足，本发明提供了一种双向缓冲机构，其解决了现有技术中存在的车辆驾驶工况改变时，对传动系统造成交变冲击，导致传动系统或动力系统造成损伤、噪声大的问题。

根据本发明的实施例，一种双向缓冲机构，其包括第一转动轴、第二转动轴、传动套和缓冲弹簧；所述第一转动轴端部设有连接套，所述连接套和第一转动轴固定连接，所述第二转动轴通过若干周向设置的滚珠转动连接在所述连接套内；所述传动套和缓冲弹簧均套设在所述第二转动轴外，传动套所述传动套沿轴向滑动连接在第二转动轴上并随第二转动轴转动；所述连接套朝向所述传动套的端部设有若干传动凸起，所述传动凸起环绕所述第一转动轴轴线设置，所述传动套上设有若干与所述传动凸起配合的传动凹槽，所述传动凸起在第一转动轴周向的两侧沿所述连接套轴向逐渐相互收拢；所述缓冲弹簧一端与所述传动套接触，另一端相对于所述第二转动轴轴向固定。

还提出了一种包括上述缓冲机构的传动结构，其还包括换挡机构，所述换挡机构包括三个锥齿轮、拨叉环和拨叉块；

其中两个锥齿轮相对设置且和第一转动轴同轴，所述拨叉环设置在两个锥齿轮之间；所述拨叉环的两端外部设有花键，所述拨叉环上设有花键孔，所述第一转动轴和拨叉环花键配合；两个锥齿轮上也设有同轴的花键孔，所述拨叉块拨动所述拨叉环沿第一转动轴轴向活动并分别和两个锥齿轮的花键孔配合；

第三个锥齿轮同时与两个锥齿轮啮合。

本发明的技术原理为：正常传动时，发动机通过换挡机构将动力传递给第一转动轴；第一转动轴通过连接套上的传动凸起和传动凹槽的配合将动力传至第二转动轴。通过滚珠转动连接使得第二转动轴在连接套内转动时还具有一定的灵活性。当发生交变冲击时，第一转动轴相对于第二转动轴转动，传动套在传动凸起和传动凹槽的配合的侧面配合下被轴向力驱动向压缩缓冲弹簧的方向移动；缓冲弹簧被压缩时吸收了冲击带来的能量进而降低可对传动系统的其他部件的冲击；待冲击结束后，缓冲弹簧再恢复。需要换挡时，拨叉块带动拨叉环沿第一转动轴轴向移动，移动路径的两端分别与两个锥齿轮配合，而两锥齿轮和中间的连接动力的锥齿轮啮合方向相反，旋向相反，可通过切换啮合完成正、反换挡。同时，传动凸起的自身结构以及传动凸起和传动凹槽之间的配合，无论是顺时针方向的冲击，还是逆时针方向的冲击，传动凸起的两侧均驱动传动套朝向缓冲弹簧做轴向运动，使得第一转轴相对与第二转动正向或者反向转动时均能够驱动缓冲弹簧实现缓冲作用。

相比于现有技术，本发明具有如下有益效果：在换挡、颠簸时，利用第一转动轴和第二转动轴的临时速度差，通过传动凸起和传动凹槽的配合，将冲击传递至缓冲弹簧进行吸收，进而达到减震、减小冲击的效果，从而降低了传动噪声，保护了车辆的传动和动力系统。而传动凸起和传动凸起的自身结构，使得受各个方向冲击时，传动套均可以轴向压缩缓冲弹簧使整体得到缓冲，充分满足了实际传动时的缓冲需求。

附图说明

图1为本发明实施例中传动结构的整体结构示意图。

图2为本发明传动结构的简易视图。

图3为图2的B-B剖面视图。

图4为第一转动轴和第二转动轴以及各轴上部件的位置关系对应图。

图5为传动套其中一个视角的三维视图。

图6为传动套侧面视图。

图7为第一转动轴其中一个视角的三维视图。

图8为连接套端面视图。

图9为第二转动轴侧视图。

上述附图中：1、第一转动轴；2、第二转动轴；3、连接套；4、传动套；5、缓冲弹簧；6、弹簧座；7、拨叉环；8、锥齿轮；9、滚珠；10、拨叉块；21、第二环形槽；31、传动凸起；32、第一环形槽；41、凹槽段；42、花键段；43、托环；44、传动凹槽。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明中的技术方案进一步说明。

如图2-4所示，本发明实施例提出了一种双向缓冲机构，包括第一转动轴1、第二转动轴2、传动套4和缓冲弹簧5；所述第一转动轴1端部设有连接套3，所述连接套3和第一转动轴1固定连接，所述第二转动轴2通过若干周向设置的滚珠9转动连接在所述连接套3内；所述传动套4和缓冲弹簧5均套设在所述第二转动轴2外，所述传动套4沿轴向滑动连接在第二转动轴2上并随第二转动轴2转动；所述连接套3朝向所述传动套4的端部设有若干传动凸起31，所述传动凸起31环绕所述第一转动轴1轴线设置，所述传动套4上设有若干与所述传动凸起31配合的传动凹槽44，所述传动凸起31在第一转动轴1周向的两侧沿所述连接套3轴向逐渐相互收拢；所述缓冲弹簧5一端与所述传动套4接触，另一端相对于所述第二转动轴2轴向固定。传动套4和第二转动轴2之间可采用直花键连接或者条孔和销、键的配合实现轴向的滑动连接。

上述方案中，第一转动轴1和第二转动轴2均通过转动起到传动或者驱动作用，连接套3和第一转动轴1之间可以是一体成型的，第一转动轴1和第二转动轴2通过滚珠9转动连接，限制的同时，给予第一转动轴1和第二转动轴2微小的摆动空间，以应对颠簸冲击并且将冲击传递给缓冲弹簧5；传动凸起31侧面的相互收拢的设置方式，使得第一转动轴1相对于第二转动轴2在顺时针或者逆时针转动时均能驱动传动套4轴向移动压缩缓冲弹簧5，起到减少冲击的作用。

进一步的，如图7-9所示，所述连接套3内壁设有第一环形槽32，所述第二转动轴2端部设有第二环形槽21，所述滚珠9位于所述第一环形槽32和所述第二环形槽21之间。两个环形槽将滚珠9“夹持”在二者之间，与轴承连接不同的是，并不对第一转动轴1和第二转动轴2的径向造成绝对的限制；限制二者的轴向移动的同时，又给予了一定的转动和微小的摆动空间，便于冲击的转移。

进一步的，所述连接套3上设有与所述第一环形槽32连通的安装孔。由于第一环形槽32和第二环形槽21的位置在连接套3内较深，不像轴承一样可以从侧面装入钢珠；因此在连接套3的径向上设置安装孔，方便放入滚珠9，滚珠9装入完毕后，通过插销将其封堵，避免滚珠9从安装孔脱出。

进一步的，如图2-6所示，所述第二转动轴2上还设有弹簧座6，所述弹簧座6相对于第二转动轴2轴向固定，所述缓冲弹簧5位于所述弹簧座6和所述传动套4之间。弹簧座6给予了缓冲弹簧5安装空间，同时从加工和装配上来说相较于设置轴肩也更为方便、经济。

进一步的，所述传动套4朝向连接套3的一端设有托环43，所述缓冲弹簧5一端位于所述托环43的端面上，所述传动套4另一端与弹簧座6之间的距离小于所述传动凸起31的轴向长度。当缓冲弹簧5被压缩到一定程度后，传动套4和弹簧座6接触限制对其的进一步压缩，保护了缓冲弹簧5；更重要的是，传动套4和弹簧座6之间的距离小于传动凸起31的轴向长度，可以避免传动套4和第一转动轴1之间的完全脱离，提升整体传动的可靠性。

进一步的，所述传动套4包括花键段42和凹槽段41，与第二转动轴2配合的花键孔位于花键段42，所述传动凹槽44位于凹槽段41且凹槽段41的底部位于花键段42端面。花键段42的直径小于凹槽段41的直径，分段设置有利于减小传动套4的重量的同时保证强度。

进一步的，所述传动凸起31在所述第一转动轴1的周向的两个侧面呈螺旋状。螺旋形式类似于斜齿轮的斜齿的侧面形状；螺旋参数根据具体的啮合尺寸和角度进行选择。侧面螺旋设计，可以使得传动凸起31和传动凹槽44之间的互动更加稳定、顺畅，保证正反两个方向相对转动时传动套4内传动凹槽44的侧面均能够顺利在传动凸起31的侧面稳定滑动，进而驱动传动套4轴向移动。传动凸起31具有一定的厚度且端部具有一定的宽度，缓冲弹簧5被压缩之后仍能具有一定的传动强度。

进一步的，所述传动凸起31在所述连接套3的端面均匀分布。一般情况下，传动凹槽44和传动凸起31对应即可，为了保证传动凹槽44侧壁和传动凸起31之间的强度均衡，将传动凹槽44侧壁和传动凸起31对应的厚度、长度和高度相同；但是传动凸起31的个数不宜设置过多，保证每个传动凸起31具有足够的强度。也可以考虑将传动凸起31对应角度稍微调整得大一点，因为传动凹槽44侧壁与传动套4内壁一体设置，其背面受到传动套4内壁给予的一定的强度支撑。

如图1所示，本发明还提出了一种包括上述双向缓冲机构的传动结构，还包括换挡机构，所述换挡机构包括三个锥齿轮8、拨叉环7和拨叉块10；

其中两个锥齿轮8相对设置且和第一转动轴1同轴，所述拨叉环7设置在两个锥齿轮8之间；所述拨叉环7的两端外部设有花键，所述拨叉环7内部设有花键孔，所述第一转动轴1和拨叉环7花键配合；两个锥齿轮8上也设有同轴的花键孔，所述拨叉块10拨动所述拨叉环7沿第一转动轴1轴向活动并分别和两个锥齿轮8的花键孔配合；拨叉块10带动拨叉环7移动的结构可以参照常用的换挡结构设计，在此不做具体限制。

第三个锥齿轮8同时与两个锥齿轮8啮合。

动力从第三个锥齿轮8输入，拨叉块10拨动拔插环移动实现不同啮合完成换挡。具体设置时，所述第一转动轴1为输入轴，第二转动轴2为输出轴。动力经由拨叉环7传递至第一转动轴1后，再经由双向缓冲机构传出。从换挡机构开始，对在前的传动结构进行保护。

如上述方案所述，本发明在受到交变冲击时，利用第一转动轴1和第二转动轴2瞬时的速度差，配合传动凸起31和传动凹槽44；驱动传动套4压缩缓冲弹簧5吸收能量来降低冲击。大大降低了冲击强度，进而降低了传动结构的噪声，保护了传动结构。同时本发明可以在两个方向减缓交变冲击，充分满足了传动时的减震需求。换挡机构和双向缓冲机构之间的传动配合方式，使得整体实现换挡、减震的结构紧凑、占用空间小。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，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者等同替换，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 (10)

1.一种双向缓冲机构，其特征在于：包括第一转动轴、第二转动轴、传动套和缓冲弹簧；所述第一转动轴端部设有连接套，所述连接套和第一转动轴固定连接，所述第二转动轴通过若干周向设置的滚珠转动连接在所述连接套内；所述传动套和缓冲弹簧均套设在所述第二转动轴外，传动套所述传动套沿轴向滑动连接在第二转动轴上并随第二转动轴转动；所述连接套朝向所述传动套的端部设有若干传动凸起，所述传动凸起环绕所述第一转动轴轴线设置，所述传动套上设有若干与所述传动凸起配合的传动凹槽，所述传动凸起在第一转动轴的周向的两侧沿所述连接套轴向逐渐相互收拢；所述缓冲弹簧一端与所述传动套接触，另一端相对于所述第二转动轴轴向固定。

2.如权利要求1所述的一种双向缓冲机构，其特征在于，所述连接套内壁设有第一环形槽，所述第二转动轴端部设有第二环形槽，所述滚珠位于所述第一环形槽和所述第二环形槽之间。

3.如权利要求2所述的一种双向缓冲机构，其特征在于，所述连接套上设有与所述第一环形槽连通的安装孔。

4.如权利要求1所述的一种双向缓冲机构，其特征在于：所述第二转动轴上还设有弹簧座，所述弹簧座相对于第二转动轴轴向固定，所述缓冲弹簧位于所述弹簧座和所述传动套之间。

5.如权利要求4所述的一种双向缓冲机构，其特征在于，所述传动套朝向连接套的一端设有托环，所述缓冲弹簧一端位于所述托环的端面上，所述传动套另一端与弹簧座之间的距离小于所述传动凸起的轴向长度。

6.如权利要求5所述的一种双向缓冲机构，其特征在于，所述传动套包括花键段和凹槽段，与第二转动轴配合的花键孔位于花键段，所述传动凹槽位于凹槽段且凹槽段的底部位于花键段端面。

7.如权利要求1-6任一项所述的一种双向缓冲机构，其特征在于，所述传动凸起在所述第一转动轴周向的两个侧面呈螺旋状。

8.如权利要求7所述的一种双向缓冲机构，其特征在于，所述传动凸起在所述连接套的端面周向均匀分布。

9.一种传动结构，其特征在于，包括如权利要求1-5任一项所述的双向缓冲机构，还包括换挡机构，所述换挡机构包括三个锥齿轮、拨叉环和拨叉块；

其中两个锥齿轮相对设置且和第一转动轴同轴，所述拨叉环设置在两个锥齿轮之间；所述拨叉环的两端外部设有花键，所述拨叉环内部设有花键孔，所述第一转动轴和拨叉环花键配合；两个锥齿轮上也设有同轴的花键孔，所述拨叉块拨动所述拨叉环沿第一转动轴轴向活动并分别和两个锥齿轮的花键孔配合；

第三个锥齿轮同时与两个锥齿轮啮合。

10.如权利要求9所述的一种传动结构，其特征在于，所述第一转动轴为输入轴，第二转动轴为输出轴。

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