CN204110131U - 一种限定轴向力下可断开连接的扭矩传递装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种限定轴向力下可断开连接的扭矩传递装置，包括：主动轴和被动轴，主动轴固定连接主动斜片，主动斜片上固定连接主动平片，主动平片设有两根主动拨栓，两根主动拨栓穿过搭载在主动平片上的柔性连接件分别拨动拨叉片的两端，拨叉片和柔性连接件夹在主动平片和被动平片之间，被动平片上设置有两根穿过柔性连接件的被动拨叉。本实用新型通过设置在两段转向传动轴空间十字形交叉之间的柔性连接件，可以在柔性连接件变形时吸收少量轴向变形的情况下传递方向盘的扭矩，并吸收安装在车架上的方向机小幅振动。与方向机连接的一段轴可以与车身或车架一起压缩变形，而与方向盘连接的另一段轴则不会随车身压缩位移，避免使方向盘伤及乘员。

Description

一种限定轴向力下可断开连接的扭矩传递装置

技术领域

本实用新型涉及一种限定轴向力下可断开连接的扭矩传递装置，是一种机械传动装置，是一种用于汽车转向机构的传动装置。

背景技术

早期的汽车转向机的转向传动轴（方向机与方向盘的连接轴）是一根整体的轴，在汽车正面碰撞的情况下，处于汽车前部的转向机构部分随车辆前部结构的变形向车辆后侧移动，会将载荷沿转向传动轴传递至安装在车辆乘员舱内的方向盘上，将方向盘和座椅之间的乘员挤伤，对乘员的生命构成威胁。

现代汽车通过设置两段转向传动轴，，两段轴之间的相互滑动可以吸收处于车辆前部的方向机和安装在车辆乘员舱内的方向盘之间的相对位移变形。然而，这种传统的两段轴式的转向传动轴在位移变形较大时（汽车前部在猛烈碰撞过程中，严重变形压缩），由于空间的限制，两段转向传动轴之间的相互滑动不足以完全吸收二者之间的相对位移变形，还可能对乘员造成伤害。

发明内容

为了克服现有技术的问题，本实用新型提出了一种限定轴向力下可断开连接的扭矩传递装置。所述的装置在正常安装使用条件下能够传递扭矩并衰减两段轴之间轴向小幅振动的传递。当两端承受的轴向力大于设定轴向力的情况下，通过中间弹性构件的机械失效或与中间弹性构件的连接失效，实现断开，从而阻断两端结构之间轴向力的传递。

本实用新型的目的是这样实现的：一种限定轴向力下可断开连接的扭矩传递装置，包括：主动轴和被动轴，所述的主动轴固定连接主动斜片，所述的主动斜片上固定连接主动平片，所述的主动平片设有两根主动拨栓，所述的两根主动拨栓穿过搭载在主动平片上的柔性连接件，并分别拨动拨叉片的两端，所述的拨叉片和所述的柔性连接件夹在主动平片和被动平片之间，所述的被动平片上设置有两根穿过所述的柔性连接件的被动拨栓，所述的被动平片与被动斜片固定连接，所述的被动斜片与所述的被动轴固定连接。

进一步的，所述的主动斜片、被动斜片的中心轴线与主动轴和被动轴中心轴线之间的夹角40-90度。

进一步的，所述的柔性连接件的材质为橡胶或塑胶中的一种。

本实用新型产生的有益效果是：本实用新型通过设置在两段转向传动轴空间十字形交叉之间的柔性连接件，可以在柔性连接件变形时吸收少量轴向振动的情况下传递方向盘的扭矩，因而可以吸收自车架经安装在车架上的方向机、转向传动轴、再到方向盘的小幅振动，避免振动传递到方向盘上。当车辆头部出现压缩变形时，与方向机连接的一段轴可以与车身或车架一起压缩变形，而与方向盘连接的另一段轴则不会随车身压缩位移，避免使方向盘伤及乘员。与传统的两段式方向机转传动轴相比，本实用新型所述的装置结构简单，传动有效，在降低成本的同时也降低了故障率。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。

图1是本实用新型的实施例一所述装置的结构示意图；

图2是本实用新型的实施例一所述装置结构示意图，是图1中A-A向半剖视图（其剖面由“被动平面”切割）；

图3是本实用新型的实施例一所述装置结构示意图，是图1中B-B向半剖视图（其剖面由“主动平面”切割）。

具体实施方式

实施例一：

本实施例是一种限定轴向力下可断开连接的扭矩传递装置，如图1-3所示。本实施例包括：主动轴1和被动轴10，所述的主动轴固定连接主动斜片2，所述的主动斜片上固定连接主动平片8。所述的主动平片设有两根主动拨栓3，所述的两根主动拨栓穿过搭载在主动平片上的柔性连接件7，并分别拨动拨叉片4的两端，所述的拨叉片和所述的柔性连接件夹在主动平片和被动平片6之间，所述的被动平片上设置有两根穿过所述的柔性连接件的被动拨栓5，所述的被动平片与被动斜片9固定连接，所述的被动斜片与所述的被动轴固定连接。

为清楚的表达本实施例的空间关系，用图1说明各个要素之间的轴线和轴线所在平面之间的关系。在本实施例中，两根主动拨栓的轴线与主动轴的中心轴线101共面，本实施例称该平面为“主动平面13”（图1中用双点划线表示）。两根被动拨栓与被动轴的中心轴线1001共面，本实施例称该平面为“被动平面11” （图1中用双点划线表示）。主动斜片的中心轴线12与主动轴的中心轴线101相交，主动平片的中心轴线15与主动轴中心轴线相交，并与主动轴中心轴线、主动斜片的中心轴线、两个主动拨栓的轴线在同一平面中，即在“主动平面”内。被动平片的中心轴线15与被动轴的中心轴线1001垂直并与连接在被动轴上的被动斜片的中心轴线16、被动轴的中心轴线、被动拨栓在同一个平面内，即“被动平面”内。主动平面与被动平面相交并垂直，其交线17与主动轴和被动轴的中心轴线共轴。

主动轴和被动轴共轴只是理论上的说法，实际制造过程中很难达到，如果两者是刚性连接，可能产生超静定的问题。但由于主动轴和被动轴之间有柔性连接件，因此，即便有制造或安装的误差，使主动轴和被动轴不能共轴，也会由于柔性连接件的存在而消除干涉，当然，两者的同轴度误差越小越好。

本实施例所述的装置主要应用在方向盘和方向机之间的传动上，也可以应用在其他传动较小扭矩的情况下。如果应用在方向盘和方向机之间的传动，则所述主动轴与方向盘连接，而被动轴则与方向机连接。

本实施例的核心部分是主动轴和被动轴上分别安装一个类似“钩子”形状的连接片。“钩子”的一端固定在主动轴或被动轴上，固定的一端被称为“斜片”。而两个“钩子”的“钩”的部分（称为“平片”）在空间上平行并且形成空间上的十字交叉，两个“平片”之间设置柔性连接件，扭矩通过柔性连接件传递。从结构上说，“斜片”和“平片”是一体的，可以用一块钢板弯曲而成或用几块用焊接或螺栓连接而成，中间可以有一段连接段，形成一个完整的“钩子”。

两个平片之间可以通过与柔性连接件粘接的方式连接，但粘接通常情况下传递的扭矩不大，并且也连接得也不够持久。另一个问题是由于柔性连接件的变形往往较难控制，因此，简单的使用柔性连接件而不采取任何其他传递扭矩的方式，就可能使扭矩传递受阻，或者损坏柔性连接件。

为解决上述问题，本实施例采取了拨栓的结构。在两个平片上分别设置一对拨栓。让拨栓穿过柔性连接件，通过拨栓拨动柔性连接件而传递扭矩。同时在主动拨栓拨动的位置设置拨叉片，限制主动拨栓的拨动范围。这样实际传递扭矩的过程是：主动轴-主动斜片-主动平片-主动拨栓-拨叉片-被动拨栓-被动平片-被动斜片-被动轴。而柔性连接件只是起到复位的作用，整个扭矩传递坚实可靠，可以传递较大的扭矩。在此，拨叉片在传递扭矩中起到关键的作用。在实际制造过程中，可以将拨叉片与被动平片做成一体。

从理论上讲，还可以在主动平片上也设置拨叉片，只要正确的安装两个拨叉片的位置，使两个拨叉片在传递扭矩时同时受力，就可以传递更大的扭矩。在两边都有拨叉片的情况下，就没有主动轴和被动轴的区分了，可以随意选择任何一边是主动轴或被动轴。

所述的“斜片”的中心轴线与主动轴或被动轴的中心轴线之间的夹角可以根据需要改变。

所述的柔性连接件可以用各种具有一定弹性的材料构成，例如：橡胶、塑胶等材料。也可以使用带有扭簧的推力轴承，但这种刚性结构，对衰减震动没有裨益，只是断轴和传递动力而已。

实施例二：

本实施例是实施例一的改进，是实施例一关于斜片的细化。本实施例所述的主动斜片、被动斜片的中心轴线与主动轴和被动轴中心轴线之间的夹角40-90度。

本实施例所述的主动斜片或被动斜片与主动轴或被动轴之间的角度α（见图2、3所示）可以在40-90度选择。这个角度不能太小，如果太小会使整个断轴的结构过长，对汽车这种结构要求紧凑的机械设备是十分不利的。

当α角达到90度时，整个“钩子”变成了一个“门”字形，同样可以正确的传递扭矩。甚至在当α角达超过90度时，只要不产生干涉，同样可以实现传递扭矩。

实施例三：

本实施例是上述实施例的改进，是上述实施例关于柔性连接件的细化。本实施例所述的柔性连接件的材质为橡胶或塑胶中的一种。

最后应说明的是，以上仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳布置方案对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案（比如各个要素的形状、整个装置的连接方式、各个连接关系等）进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的精神和范围。

Claims (3)

1.一种限定轴向力下可断开连接的扭矩传递装置，包括：主动轴和被动轴，其特征在于，所述的主动轴固定连接主动斜片，所述的主动斜片上固定连接主动平片，所述的主动平片设有两根主动拨栓，所述的两根主动拨栓穿过搭载在主动平片上的柔性连接件，并分别拨动拨叉片的两端，所述的拨叉片和所述的柔性连接件夹在主动平片和被动平片之间，所述的被动平片上设置有两根穿过所述柔性连接件的被动拨栓，所述的被动平片与被动斜片固定连接，所述的被动斜片与所述的被动轴固定连接。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述的主动斜片、被动斜片的中心轴线与主动轴和被动轴中心轴线之间的夹角40-90度。

3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述的柔性连接件的材质为橡胶或塑胶中的一种。