CN1514142A - 被支承在花键轴上的凸缘叉和配对凸缘 - Google Patents

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Abstract

凸缘叉被精确定位在配对凸缘上，所述配对凸缘被支承在具有同轴突出的导向器的凸花键轴上。配对凸缘包括与凸花键轴相互配合的阴花键套筒部分以及其上具有多个通孔的法兰部分。凸缘叉包括其上具有多个通孔的法兰部分和叉部分，所述多个通孔在尺寸和位置上与形成在配对凸缘的法兰部分上的多个通孔对应。当凸缘叉的法兰部分被设置的邻近配对凸缘的法兰部分时，形成在配对凸缘的法兰部分上的通孔与形成在凸缘叉的法兰部分上的通孔轴向对齐。凸缘叉具有导向器接收器，其接收从凸花键轴突出的导向器。从而，不管在制造每个元件时的尺寸波动情况，凸缘叉相对于花键轴的转动轴线被准确地定位。

Description

被支承在花键轴上的凸缘叉和配对凸缘
技术领域
本发明涉及一种将发动机/变速箱总成的转动功率传送到车辆传动系统中的车轴组件(axle assembly)上的传动系统。具体地说，本发明涉及一种用于准确地将凸缘叉定位在配对凸缘(companionflange)上的改进结构，反过来，其又被支承在该传动系统内的花键轴上。
背景技术
传动系统广泛用于从动力源(source)产生能量并将所述能量从动力源传送到驱动机构上。通常，所述动力源产生转动功率，这种转动功率从动力源被传送到转动驱动机构。例如在目前所使用的大多数陆地车辆中，发动机/变速箱总成产生转动功率，这种转动功率从发动机/变速箱总成的输出轴通过传动轴部件被传送到车轴组件上的输入轴，从而转动驱动车轮。为了实现这个目的，一种典型的传动轴组件包括具有一对终端部件的中空圆柱形传动轴管，诸如一对管轴叉(tubeyoke)被固定在其前和后端。所述前终端部件形成前万向节的一部分，该前万向节将发动机/变速箱总成的输出轴与传动轴管的前端相连。同样，所述后终端部件形成后万向节的一部分，该后万向节将传动轴管的后端与车轴组件上的输入轴相连。前和后万向节提供从发动机/变速箱总成的输出轴通过传动轴管至车轴组件上的输入轴的转动驱动连接，同时容许这三个转动轴之间存在有限数量的角度不对正。
发动机/变速箱总成的输出轴通常采用凸花键元件，其通常是圆柱形且具有多个形成在其外表面上的向外延伸的花键。为了使发动机/变速箱总成的输出轴与前万向节连接，经常提供配对凸缘和凸缘叉组件。配对凸缘和凸缘叉组件包括两个物理分离的元件，换句话说，一配对凸缘和一凸缘叉，它们被连接在一起用于同时转动。配对凸缘通常包括中空圆柱套筒部分和盘形法兰部分。配对凸缘的套筒部分具有多个形成在其内表面上向内延伸的花键，所述花键与上述凸花键元件的向外延伸花键配合，从而使套筒部分与发动机/变速箱总成的输出轴相连，用于转动。配对凸缘的法兰部分与套筒部分整体制成，并具有多个形成在其上的通孔。凸缘叉通常包括一盘形法兰部分和一叉部分。凸缘叉的盘形法兰部分上具有多个形成在其上的通孔，不同的螺纹紧固件穿过所述通孔将凸缘叉固定在配对凸缘上。凸缘叉的叉部分与盘形法兰部分一体制成，并具有形成在其上的一对分开的叉臂，其与一十字架以及传动轴组件的前终端部件配合形成所述前万向节。
对于所有物理彼此结合的机械结构，发动机/变速箱总成的输出轴、配对凸缘和凸缘叉彼此之间的准确定位受这些元件中每个元件在制造时尺寸波动的影响。当发动机/变速箱总成的凸花键输出轴和配对凸缘的阴花键被组装在一起时，这种尺寸波动的第一预定公差存在于两者之间。此外，这种尺寸波动的第二预定公差存在于被紧固在一起的配对凸缘和凸缘叉之间。在某些情况下已经发现，在装配(aggregate)时，这些第一和第二预定公差可以导致发动机/变速箱总成的输出轴、配对凸缘和凸缘叉彼此之间定位出现不希望数量的偏差。在使用期间，当传动轴组件转动时，这种不准确的定位导致不希望的不平衡。从而，希望提供一种用于使发动机/变速箱总成的输出轴、配对凸缘和凸缘叉彼此之间准确定位的改进结构，从而减少这种不平衡。
发明内容
本发明涉及一种用于使凸缘叉准确地定位在配对凸缘上的改进结构，其又被支承在车辆传动系统上的花键轴上。所述花键轴可以是车辆传动系统上的发动机驱动变速箱的输出轴，是一种凸花键元件，其通常是圆柱形且具有多个形成在其外表面上的向外延伸的花键。从花键轴突起的导向器(pilot)最好相对于转动轴线准确地同轴延伸。配对凸缘包括中空圆柱形套筒部分和盘形法兰部分。配对凸缘的套筒部分具有多个形成在其内表面上且向内延伸的花键，所述花键与上述花键轴上向外延伸的花键啮合，从而连接所述套筒部分，使其一起转动。配对凸缘的法兰部分上具有多个通孔。凸缘叉通常包括一盘形法兰部分和一叉部分。凸缘叉的法兰部分上具有多个形成在其上的通孔，所述多个通孔的尺寸和位置与多个形成在配对凸缘的法兰部分上的通孔的尺寸和位置相对应。从而当凸缘叉的法兰部分被设置的邻近配对凸缘的法兰部分时，形成在配对凸缘的法兰部分上的通孔与形成在凸缘叉的法兰部分上的通孔轴向对齐。凸缘叉具有被形成或提供在其内的导向器接收部分，用于接收从花键轴上突起的导向器。因而，无论在制造每个不同元件时所出现的任何尺寸波动，凸缘叉相对于花键轴的转动轴线被准确定位。
通过结合附图阅读下文对本发明优选实施例所进行的说明，对于本领域普通技术人员来说，本发明的不同目的和优点将变得更加清楚。
附图说明
图1是一个符合本发明实施例的车辆传动系统的侧视图，所述车辆传动系统包括变速箱的输出轴、配对凸缘和凸缘叉；
图2是一个放大透视图，显示了图1所示的变速箱的输出轴、配对凸缘和凸缘叉；
图3是一个放大的断面图，显示了装配后的图2所示变速箱的输出轴、配对凸缘和凸缘叉。
具体实施方式
参考图1，车辆传动系统10用于将转动功率从转动动力源(未示)传送到多个被驱动轮(未示)。所示传动系统10中的大多数元件与现有技术中的相同，传动系统10仅用于说明可以使用本发明的一个实施例。本发明的范围并不局限于图1所示车辆传动系统10的具体结构或普通的车辆传动系统。相反在下文将变得清楚，为了下文所述目的，本发明可以被应用在所希望的环境中。
所示车辆传动系统10包括具有输出轴11a(参考图2和3)的变速箱11，通过传动轴组件13，所述输出轴11a与车轴组件(axleassembly)12的输入轴(未示)相连。变速箱11被采用通用方式产生转动功率的发动机(未示)驱动。传动轴组件13包括具有中心部分和一对相对端的圆柱形传动轴管14。变速箱11的输出轴11a和车轴组件12的输入轴通常没有同轴对齐。为了适应这种情况，设置一对万向节15和16，分别将传动轴管14的端部与变速箱11的输出轴11a相连，以及将传动轴管14的端部与车轴组件12的输入轴相连。第一万向节15包括利用诸如焊接的常规方式被紧固在传动轴管14前端的管轴叉(tube yoke)15a。第一万向节15还包括采用通用方式与管轴叉15a相连的十字架15b(cross)。最后第一万向节15包括配对凸缘和凸缘叉组件20，配对凸缘和凸缘叉组件20与变速箱11的输出轴11a连接并与十字架15b相连。下文将详细介绍配对凸缘和凸缘叉组件20的结构。相似地，第二万向节16包括利用诸如焊接的任何常规方式被紧固在传动轴管14后端的管轴叉16a。第二万向节16还包括采用常规方式与管轴叉16a相连的十字架16b。最后第二万向节16包括一端叉16c，其与十字架16b相连并与车轴组件12的输入轴相连。第一万向节15和第二万向节16提供从变速箱11的输出轴11a通过传动轴管14至车轴组件12的输入轴的转动传动连接，同时容许这三个轴的转动轴线之间的有限量角度不对齐。
图2和3详细显示了变速箱11的输出轴11a的结构。如图所示，变速箱11的输出轴11a是一种凸花键元件，其大致是圆柱形状并具有多个形成在其外表面上且向外延伸的花键。如果希望的话，为了下文所述目的，在输出轴11a的端部可以形成螺纹端部分11b。导向器11c从输出轴11a的螺纹端部分11b突出。在所示实施例中，导向器(pilot)11c与输出轴11a为一体的，虽然并不要求如此。导向器11c最好相对于输出轴11a的轴线准确同轴地延伸。在所示实施例中，导向器11c的外表面被形成的具有外表面，导向器11c的外表面具有大致圆柱形状，虽然并不要求如此。最好至少导向器11c的外表面的一部分被形成得相对于输出轴11a的转动轴线具有精确距离或位置。导向器11c和其外表面相对于输出轴11a的转动轴线的精确定位的目的将在下文介绍。
图2和3也显示了配对凸缘和凸缘叉组件20的结构。如图所示，配对凸缘和凸缘叉组件20包括适于被支承在变速箱输出轴11a上用于同时转动的配对凸缘21。配对凸缘21包括中空圆柱形套筒部分22和盘形法兰部分23。配对凸缘21的套筒部分22具有多个形成在其内表面上向内延伸的花键22a，所述花键22a与变速箱11的输出轴11a的向外延伸花键配合，从而使套筒部分22与输出轴11a相连，用于转动。配对凸缘21的法兰部分23最好与套筒部分22整体制成，虽然并不要求如此。配对凸缘21的法兰部分23具有多个形成在其上的通孔23a。下文将介绍通孔23a的目的。
配对凸缘和凸缘叉组件20还包括凸缘叉24，其适于被支承在配对凸缘21上并与其一起转动。凸缘叉24具有盘形法兰部分25和叉部分26。凸缘叉24的法兰部分25上具有多个形成在其上的通孔25a，所述多个通孔25a的尺寸和位置与多个形成在配对凸缘21的法兰部分23上的通孔23a的尺寸和位置相对应。从而当凸缘叉24的法兰部分25被设置得邻近配对凸缘21的法兰部分23时，如图3所示，形成在配对凸缘21的法兰部分23上的通孔23a与贯通地形成在凸缘叉24的法兰部分25上的孔25a轴向对齐。螺纹紧固件27(参考图3)可以穿过各对轴向对齐的通孔23a和25a，以将凸缘叉24固定在配对凸缘21上。凸缘叉24的叉部分26最好与法兰部分25整体形成，虽然并不要求如此。叉部分26具有形成在其上的一对分开的叉臂28。每个叉臂28上具有贯通地形成在其上的开口28a，这些开口28a彼此轴向对齐。采用本领域公知方式，所述开口28a适于接收相应的轴承杯，所述轴承杯被能转动地安装在上述前万向节十字架15b的第一对相对的耳轴(trunnion)(未示)上。在前万向节十字架15b的第二对相对的耳轴上具有相应的轴承杯(未示)，这些轴承杯被容置在形成在传动轴组件13的管轴叉15a上的相对应的开口内，以形成上述的前万向节。
凸缘叉24具有被形成或提供在其内的导向器接收部分29，在所示实施例中，导向器接收部分29是一个被完全贯通地形成在凸缘叉24的中心部分上的孔，虽然并不要求如此。导向器接收部分29最好相对于凸缘叉24的转动轴线精确同轴地延伸。在所示实施例中，导向器接收部分29最好被形成得具有大致是圆柱形的内表面，虽然并不要求如此。导向器接收部分29的内表面的至少一部分最好被形成在相对于凸缘叉24的转动轴线准确的距离或部位上。导向器接收部分29的目的和其内表面精确定位的目的将在下文介绍。
为了组装配对凸缘和凸缘叉组件20，配对凸缘21初始被安装在变速箱11的输出轴11a上。为了实现这个目的，配对凸缘21的中空圆柱形套筒部分22与输出轴11a轴向对齐，然后同轴运动。从而多个形成在配对凸缘21的套筒部分22的内表面上向内延伸的花键22a与变速箱11的输出轴11a的向外延伸花键配合，从而连接套筒部分22，用于与输出轴11a一起转动。如果希望的话，普通螺母30或其它保持机构可以被拧入形成在输出轴11a端部上的螺纹端11b上，从而将配对凸缘21主动地保持在输出轴11a上。然后凸缘叉24被安装在配对凸缘21上，为了实现这个目的，如图3所示，凸缘叉24的法兰部分25被设置成邻近配对凸缘21的法兰部分23。同时，从输出轴11a的螺纹端11b突出的导向器11c被容置在形成在凸缘叉24上的导向器接收部分29内。
如上所述，导向器11c的外表面的至少一部分最好被形成在相对于输出轴11a的转动轴线准确的距离或位置处，导向器接收部分29的内表面的至少一部分最好被形成在相对于凸缘叉24的转动轴线准确的距离或位置。从而，当导向器11c被容置在导向器接收部分29内时，无论在制造变速箱输出轴11a、配对凸缘21和凸缘叉24中每个不同元件时所出现的任何尺寸波动，凸缘叉24相对于输出轴11a的转动轴线被准确地定位。此后，螺纹紧固件27可以被插通过每一对轴向对齐的孔23a和25a，以将凸缘叉24固定在配对凸缘21上，在传动轴组件13转动期间维持精确定位。
虽然本发明已经介绍了凸花键轴11a和配对凸缘21的凹花键套筒部分22，但是阴花键轴11a和配对凸缘21的凸花键套筒部分22是可以想向到的。可以使用花键之外的任何机械结构或构件，将轴11a和配对凸缘21的套筒部分22连接在一起。此外，虽然本发明已经介绍了从输出轴11a突出的导向器11c伸进设置在凸缘叉24上的导向器接收部分29内与其配合，也可以使导向器11c从凸缘叉24伸进设置在输出轴11a上的导向器接收部分29内。
以上已对本发明作了十分详细的描述，所以阅读和理解了本说明书后，对本领域技术人员来说，本发明的各种改变和修改将变得明显。所以一切如此改动和修正也包括在此发明中，因此它们在权利要求书的保护范围内。

Claims (10)

1.一种组件包括：
一轴；
一与所述轴相连并与其一起转动的配对凸缘；
一与所述配对凸缘相连与其并一起转动的凸缘叉，所述轴的部分与所述凸缘叉彼此结合，以相对于所述轴对凸缘叉进行定位。
2.如权利要求1所述组件，其特征在于：所述轴具有形成在其上的第一多个花键，所述配对凸缘具有形成在其上的第二多个花键，所述第一和第二多个花键彼此配合，以将所述配对凸缘连接到所述轴上，从而与其一起转动。
3.如权利要求1所述组件，其特征在于：所述配对凸缘包括一与所述轴相连以与其一起转动的中空圆柱形套筒部分以及一与所述凸缘叉相连以与其一起转动的盘形法兰部分。
4.如权利要求3所述组件，其特征在于：所述轴具有形成在其上的第一多个花键，所述配对凸缘的中空圆柱形套筒部分具有形成在其上的第二多个花键，所述第一和第二多个花键彼此配合，以将所述配对凸缘连接到所述轴上，从而与其一起转动。
5.如权利要求3所述组件，其特征在于：所述凸缘叉具有一与所述配对凸缘的盘形法兰部分相连以与其一起转动的盘形法兰部分。
6.如权利要求5所述组件，其特征在于：所述配对凸缘的盘形法兰部分和所述凸缘叉的盘形法兰部分中每个都有贯通地形成在其上的多个孔，多个紧固件穿过所述轴向对齐的多个通孔，以将凸缘叉连接在配对凸缘上以便与其一起转动。
7.如权利要求1所述组件，其特征在于：一导向器被形成在所述轴和所述凸缘叉中的一第一个上，一导向器接收部分被形成在所述轴和所述凸缘叉中的一第二个上，所述导向器和导向器接收部分彼此合作，以将所述凸缘叉相对于所述轴定位。
8.如权利要求7所述组件，其特征在于：导向器被形成在所述轴上，导向器接收部分被形成在所述凸缘叉上。
9.如权利要求8所述组件，其特征在于：所述导向器接收部分是形成在所述凸缘叉上的一个孔，所述导向器从所述轴延伸进入所述孔。
10.如权利要求9所述组件，其特征在于：所述导向器接收部分是中空的并是圆柱形，所述导向器是圆柱形的。
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