CN204200884U - 传动轴过载保护装置及相应的车辆传动轴 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种传动轴过载保护装置及相应的车辆传动轴。其中的传动轴过载保护装置包括依次同轴设置的第一至第三构件，第一构件与传动轴的法兰盘固定联接，带有与传动轴同轴设置并向远离传动轴方向延伸的安装柄，第二构件、第三构件均套装于安装柄上，第二构件的轴向两侧分别经第一构件、第三构件所施加的轴向压紧力而与第一构件、第三构件间周向摩擦转动配合，安装柄上设有第三构件的轴向压紧限位件。本实用新型的过载保护装置以构件间的摩擦来实现传动轴扭矩的传递，并通过摩擦打滑的方式对传动轴提供过载保护功能，用于连接于传动轴的法兰盘上，对传动轴起过载保护作用，进一步地应用于各种汽车上。

Description

传动轴过载保护装置及相应的车辆传动轴

技术领域

本实用新型涉及机械传动技术领域，特别涉及一种传动轴过载保护装置及相应的车辆传动轴。

背景技术

车辆的传动轴用于将变速器的运动传递至主减速器。在车辆使用过程中，由于轮胎卡滞、驾驶员的误操作等因素，过大的扭矩经常会造成传动轴过载下的断裂和变形，不仅导致车辆维修成本的增加，而且存在极大的安全隐患。

目前为实现对车辆传动轴进行过载保护的目的，广泛采用的手段就是通过汽车电脑控制单元来限制发动机的动力输出，而这种方式不仅降低车辆本身的动力性，而且控制单元容易失效，因此无法确保100%有效，可靠性差。

另外，现有的传动轴的过载保护装置多为车床传动轴设计，而车辆传动轴与车床传动轴的工作状态有较大差别，这类过载保护装置并不适合车辆传动轴使用。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型旨在提出一种传动轴过载保护装置，以构件间的摩擦力来实现传动轴扭矩的传递，并通过过载时构件间摩擦打滑的方式对传动轴提供过载保护功能。为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种传动轴过载保护装置，与传动轴的法兰盘相联接，包括依次同轴设置的第一构件、第二构件、用于与车辆变速器或主减速器相固定联接的第三构件；所述第一构件与所述传动轴的法兰盘固定联接，带有与所述传动轴同轴设置并向远离传动轴方向延伸的安装柄，所述第二构件、第三构件均套装于所述安装柄上并分别由所述安装柄径向限位，所述第二构件的轴向两侧分别经所述第一构件、第三构件所施加的第一轴向压紧力、第二轴向压紧力而与所述第一构件、第三构件间周向摩擦转动配合；所述安装柄上设有第三构件的轴向压紧限位件。

进一步的，所述第一构件为转接盘，所述第二构件为压片弹簧总成，所述第三构件为压紧法兰盘；所述压片弹簧总成包括两只与所述传动轴的法兰盘同轴设置的盘形压片，以及位于两只所述盘形压片间的盘形压缩弹簧，所述压缩弹簧的轴向两端分别与所述盘形压片相固定联接。

进一步的，所述轴向压紧限位件为锁止螺母，所述锁止螺母设于所述压紧法兰盘带有凸台的一端，并与所述安装柄外周面上所设有的外螺纹相配合；所述压紧法兰盘对所述压片弹簧总成所施加的所述第二轴向压紧力的大小，经所述锁止螺母于所述安装柄上的轴向位置调节。

进一步的，所述转接盘对所述压片弹簧总成所施加的所述第一轴向压紧力的大小，经第一轴向压紧力调节装置可调。

进一步的，所述第一轴向压紧力调节装置套装于所述安装柄上并位于转接盘与压片弹簧总成之间，所述第一轴向压紧力调节装置由所述安装柄轴向、径向限位。

进一步的，所述第一轴向压紧力调节装置包括压盘、钢球、钢球限位盘；所述压盘、钢球限位盘分别套装于所述安装柄上并由所述安装柄轴向、径向限位；所述压盘与所述转接盘固定联接；所述钢球限位盘位于所述压盘与所述转接盘之间，所述压盘与所述钢球限位盘上的相应位置处分别设有轴向相应的钢球限位孔、钢球限位槽；所述钢球限位槽设有相隔的至少三处，具有轴向槽深，为以所在径向平面与所述安装柄的相交点为圆心的弧形槽，槽的截面为与所述钢球相适配的弧形；所述钢球限位孔为圆孔，孔径小于所述钢球的球径；所述钢球的数量、所述钢球限位孔的数量，均与所述钢球限位槽的数量相同，所述钢球一一对应地于轴向双向限位于所述钢球限位槽与所述钢球限位孔间，并与相应的钢球限位孔间过渡配合。

进一步的，所述安装柄上还套装有与所述安装柄间隙配合的调整垫片，所述调整垫片位于所述压盘与所述转接盘之间。

进一步的，所述调整垫片与所述转接盘之间还设有套装于所述安装柄上的止推轴承。

进一步的，所述传动轴过载保护装置还包括套装于所述安装柄上并与所述安装柄间滑动配合的滑套，所述滑套为沿轴向延伸的圆筒结构，一端与所述钢球限位盘的外端固定联接，另一端沿轴向延伸至所述锁止螺母的外端，所述锁止螺母、所述压紧法兰盘、所述压片弹簧总成及所述压盘均套装于所述滑套上，且所述外螺纹由设于所述轴向圆筒部分外周的螺纹替代。

进一步的，所述安装柄自近所述传动轴的一端向所述锁止螺母所在一端分为直径渐小的三段结构，分别用于所述止推轴承的轴向限位、所述止推轴承的径向限位、外套滑套。

进一步的，所述安装柄为中空结构。

相对于现有技术，本实用新型所述的传动轴过载保护装置具有以下优势：

（1）本实用新型所述的第二构件，与第一构件、第三构件间均为摩擦转动配合，由于它们之间有极大摩擦力限制，当传动轴扭矩过大时，相应配件间将呈打滑状态，实现保护传动轴的目的； 

（2）本实用新型所述的第二构件，与第一构件、第三构件间的摩擦力的大小可调（比如通过调整调整垫片的厚度、钢球的大小等手段实现），可以调节传动轴所能传递的极限扭矩值；

（3）本实用新型所述的止推轴承的设置，可使紧挨止推轴承的左方的构件（钢球限位盘）在转接盘上灵活转动，能减小转动时的阻力（摩擦力）；

（4）本实用新型所述的安装柄为中空结构，可减轻产品的重量，降低制作成本。

本实用新型的另一目的，在于提出一种带有过载保护装置的车辆传动轴，以实现对车辆传动轴的过载保护，避免因传动载荷过大导致传动轴断裂、变形而失效。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种带有过载保护装置的车辆传动轴，其输入端带有法兰盘，所述法兰盘上固定联接有上述结构的传动轴过载保护装置。

本实用新型还可以有一个目的，旨在提出一种车辆传动系统，包括变速器、主减速器，及连接于变速器与主减速器间的传动轴，所述传动轴为前述结构的带有过载保护装置的车辆传动轴。

相对于现有技术，本实用新型所述的带有过载保护装置的车辆传动轴、车辆传动系统，与前述传动轴的过载保护装置相对于现有技术所具有的优势相同，在此不再赘述。

本实用新型的过载保护装置用于连接于传动轴的法兰盘上，对传动轴起过载保护作用；进一步地应用于各种汽车上。

附图说明

构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型实施例1所述的传动轴过载保护装置与传动轴1的位置关系联接关系分解图；

图2为本实用新型实施例1所述的传动轴过载保护装置中转接盘4的结构示意图；

图3为图2所示的转接盘4的主视图；

图4为图2所示的转接盘4的侧视结构剖视图；

图5为本实用新型实施例1所述的传动轴过载保护装置中止推轴承10的结构示意图；

图6为图5所示的止推轴承10的主视图；

图7为图5所示的止推轴承10的侧视结构剖视图；

图8为本实用新型实施例1所述的传动轴过载保护装置中调整垫片9的整体结构示意图；

图9为本实用新型实施例1所述的传动轴过载保护装置中钢球限位盘83的整体结构示意图；

图10为图9所示钢球限位盘83的主视图；

图11为图9所示钢球限位盘83的俯视结构剖视图；

图12、图13分别为本实用新型实施例1所述的传动轴过载保护装置中压盘81的不同角度的立体结构示意图；

图14为图12、图13中所示压盘81的主视图；

图15为图14的A-A视图；

图16为本实用新型实施例1所述的压片弹簧总成5的立体结构示意图；

图17为图16中所示的压片弹簧总成5的主视图；

图18为图16的B-B视图；

图19为本实用新型实施例1所述的压紧法兰盘6的立体结构示意图；

图20为图19中所示的压紧法兰盘6的主视图；

图21为图20的C-C视图。

附图标记说明：

1-传动轴，2-法兰盘，3-安装柄，4-转接盘，5-压片弹簧总成，51、52-盘形压片，53-压缩弹簧，6-压紧法兰盘，7-锁止螺母，8-第一轴向压紧力调节装置，81-压盘，811-钢球限位孔，82-钢球，83-钢球限位盘，831-钢球限位槽，9-调整垫片，10止推轴承，11-滑套。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

另外，在本实用新型的实施例中所提到的内，指径向接近安装柄的方向，或轴向自传动轴方向靠近锁止螺母的方向；对应地，所提到的外，指径向远离安装柄的方向，或轴向自锁止螺母指向传动轴的方向。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

实施例1    一种传动轴过载保护装置

参考图1，本实施例用于与传动轴1的法兰盘2相联接。

如图1中的示，本实施例的传动轴过载保护装置包括转接盘4、止推轴承10、调整垫片9、第一轴向压紧力调节装置8、压片弹簧总成5、压紧法兰盘6及锁止螺母7，它们自接近传动轴1处向远离传动轴1的方向依次设置。其中，第一轴向压紧力调节装置8如图1所示，自左至右依次包括压盘81、钢球82及钢球限位盘83。

（1）转接盘4

如图2—图4所示，转接盘4的主体为盘式结构。

转接盘4上带有三个均布的轴向通孔，用于将三颗大螺栓于穿过该三通孔与传动轴1的法兰盘2固定联接，实现与传动轴1的联动。

转接盘4上还均布有三个螺纹孔，用于与压盘81联接。

参考图2与图4，转接盘4的左端面上一体设有安装柄3，安装柄3与传动轴1同轴设置，也就是说安装柄3位于传动轴1的延长线上。

如图4中所示，安装柄3为中空结构，其外周上带有两个台阶，该两台阶将安装柄3为自右至左直径渐小的三段。最粗处用于对止推轴承10起轴向限位作用，中间小段部分用于对止推轴承10起径向限位作用，最细也是最长的一段，用于连接滑套11，使滑套11外套于其上并且二者间滑动配合。

（2）止推轴承10

止推轴承10的结构参考图5—图7。

止推轴承10采用标准止推轴承，可以减小摩擦阻力，使钢球限位盘83在转接盘4上灵活转动。 

止推轴承10的内圈套装于安装柄3的中粗部分，并通过转接盘4与安装柄3的大台阶（图5所示的最左端部分）进行轴向限位。

（3）调整垫片9

调整垫片9如图8所示，为环形片状，中间有圆形通孔。

调整垫片9外套在于安装柄3的最细部分，图1所示的右侧面抵住止推轴承10的左侧面。

通过改变调整垫片9的厚度来调节第一轴向压紧力调整装置对压片弹簧总成5的轴向压力。

（4）第一轴向压紧力调节装置8

如图1所示， 第一轴向压紧力调节装置8包括自左至右依次设置的压盘81、钢球82及钢球限位盘83。其中：

①钢球限位盘83的主体为盘式结构，套装于安装柄3上并由安装柄3进行右端、径向限位，右盘面抵在调整垫片9的左盘面上。

参考图9—图11，钢球限位盘83的左端中心部位一体联接有滑套11，左盘面上设有钢球限位槽831。

钢球限位槽831具有轴向槽深，为以钢球限位盘83所在径向平面与安装柄3的相交点为圆心的弧形槽，设有以该圆形环形陈列六条。如图11所示钢球限位槽831的截面为与钢球82相适配的弧形。

滑套11为圆筒状结构，套装于安装柄3上。以图1中所示的方位为参考，滑套11自钢球限位盘83的左端面向左延伸到与安装柄3的左端位置相当，其左端外周面带有螺纹。

②压盘81套装于安装柄3上并由安装柄3轴向、径向限位。压盘81的结构如图12—图15所示，外周有三个均匀分布的朝向转接盘4的空心圆柱凸台，凸台用于通过螺栓将压盘81固定联接于转接盘4上。压盘81的中心孔处可于安装柄3的中段与最细段间的台阶处实现轴向限位。

压盘81上与六条钢球限位槽831轴向相应的部位，以中心孔为中心环形阵列分布有六个圆柱通孔即钢球限位孔811，钢球限位孔811的孔径小于钢球82的直径。

 ③钢球82有六颗，于轴向双向一一对应地限位于钢球限位槽831与钢球限位孔811间，并且第一颗钢球82均与相应的钢球限位孔811间过渡配合。

可以通过调整钢球82的大小来调整压盘81与压片弹簧总成5之间的压紧力大小。

（5）压片弹簧总成5

压片弹簧总成5如图15—图17所示，包括两只与法兰盘2同轴设置的盘形压片51、52，以及位于两只盘形压片51、52间的盘形压缩弹簧53。

压缩弹簧53的轴向两端分别与盘形压片51、52铆接固定。

压片弹簧总成5的一端面与压盘81相抵触，另一端面与压紧法兰盘6相抵触。

转接盘4对压片弹簧总成5所施加的第一轴向压紧力的大小，经第一轴向压紧力调节装置8可调。

（6）压紧法兰盘6

压紧法兰盘6用于与变速器或主减速器相联接。如图19—图21所示, 压紧法兰盘6的盘面上均布六个圆柱通孔，外端的中心处带有凸台。压紧法兰盘6的无凸台的一面用于压紧压片弹簧总成5。

（7）锁紧螺母7

锁止螺母7为六角形，中心为螺纹孔的结构，用于与安装柄上的螺纹相配合，用于于压紧法兰盘6的带有凸台的一端压紧固定压紧法兰盘6。

本实施例实现过载保护的原理为：来自传动轴1的扭矩力通过压盘81和压片弹簧总成5之间的摩擦力进行传递。摩擦力的大小主要受压盘81所受压力的影响，压盘81所受压力靠钢球82的直径和调整垫片9的厚度来进行调整。钢球82的直径和调整垫片9的厚度确定后，压盘81所能随的轴向压力的极限值也就确定，压盘81和压片弹簧总成5之间的最大摩擦力也就确定，当传动轴1传递的力大于压盘81和压片弹簧总成之间的最大摩擦力时，压盘81和压片弹簧总成5之间就会打滑，不再传递扭矩，从而实现对传动轴1的保护。

实施例2    一种带有过载保护装置的车辆传动轴

本实施例所提供的带有过载保护装置的车辆传动轴，其输入端带有法兰盘，法兰盘上固定联接实施例1所提供的传动轴过载保护装置。

本实施例其它部分的结构，与现有技术相同。

实施例3   一种车辆传动系统

一种车辆传动系统，包括变速器、主减速器，及连接于变速器与主减速器间的传动轴，所述传动轴为实施例2所提供的带有过载保护装置的车辆传动轴。

本实施例其它部分的结构，与现有技术相同。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种传动轴过载保护装置，与传动轴（1）的法兰盘（2）相联接，其特征在于，所述传动轴过载保护装置包括依次同轴设置的第一构件、第二构件、用于与车辆变速器或主减速器相固定联接的第三构件；所述第一构件与所述法兰盘（2）固定联接，带有与所述传动轴（1）同轴设置并向远离传动轴（1）方向延伸的安装柄（3），所述第二构件、第三构件均套装于所述安装柄（3）上并分别由所述安装柄（3）径向限位，所述第二构件的轴向两侧分别经所述第一构件、第三构件所施加的第一轴向压紧力、第二轴向压紧力而与所述第一构件、第三构件间周向摩擦转动配合；所述安装柄（3）上设有第三构件的轴向压紧限位件。

2.根据权利要求1所述的传动轴过载保护装置，其特征在于，所述第一构件为转接盘（4），所述第二构件为压片弹簧总成（5），所述第三构件为压紧法兰盘（6）； 

所述压片弹簧总成（5）包括两只与所述法兰盘（2）同轴设置的盘形压片（51、52），以及位于两只所述盘形压片(51、52)间的盘形压缩弹簧（53），所述压缩弹簧（53）的轴向两端分别与所述盘形压片(51、52)相固定联接。

3.根据权利要求2所述的传动轴过载保护装置，其特征在于，所述轴向压紧限位件为锁止螺母(7)，所述锁止螺母(7)设于所述压紧法兰盘(6)带有凸台的一端，并与所述安装柄(3)外周面上所设有的外螺纹相配合；所述压紧法兰盘(6)对所述压片弹簧总成(5)所施加的所述第二轴向压紧力的大小，经所述锁止螺母 (7)于所述安装柄(3)上的轴向位置调节。

4.根据权利要求3所述的传动轴过载保护装置，其特征在于，所述转接盘(4)对所述压片弹簧总成(5)所施加的所述第一轴向压紧力的大小，经第一轴向压紧力调节装置(8)可调。

5.根据权利要求4所述的传动轴过载保护装置，其特征在于，所述第一轴向压紧力调节装置(8)套装于所述安装柄(3)上并位于所述转接盘(4)与所述压片弹簧总成(5)之间，所述第一轴向压紧力调节装置(8)由所述安装柄(3)轴向、径向限位。

6.根据权利要求5所述的传动轴过载保护装置，其特征在于，所述第一轴向压紧力调节装置(8)包括压盘(81)、钢球(82)、钢球限位盘(83)；所述压盘(81)、所述钢球限位盘(83)分别套装于所述安装柄(3)上并由所述安装柄(3)轴向、径向限位；所述压盘(81)与所述转接盘(4)固定联接；所述钢球限位盘(83)位于所述压盘(81)与所述转接盘(4)之间，所述压盘(81)与所述钢球限位盘(83)上的相应位置处分别设有轴向相应的钢球限位孔(811)、钢球限位槽(831)；所述钢球限位槽(831)设有相隔的至少三处，具有轴向槽深，为以所在径向平面与所述安装柄(3)的相交点为圆心的弧形槽，槽的截面为与所述钢球(82)相适配的弧形；所述钢球限位孔(811)为圆孔，孔径小于所述钢球(82)的球径；所述钢球(82)的数量、所述钢球限位孔(811)的数量，均与所述钢球限位槽(831)的数量相同，所述钢球(82)于轴向双向一一对应地限位于所述钢球限位槽(831)与所述钢球限位孔(811)间，并与相应的钢球限位孔(811)间过渡配合。

7.根据权利要求6所述的传动轴过载保护装置，其特征在于，所述安装柄(3)上还套装有与所述安装柄(3)间隙配合的调整垫片(9)，所述调整垫片(9)位于所述压盘(81)与所述转接盘(4)之间。

8.根据权利要求7所述的传动轴过载保护装置，其特征在于，所述调整垫片(9)与所述转接盘(4)之间还设有套装于所述安装柄 (3)上的止推轴承(10)。

9.根据权利要求8所述的传动轴过载保护装置，其特征在于，所述传动轴过载保护装置还包括套装于所述安装柄(3)上并与所述安装柄(3)间滑动配合的滑套(11)，所述滑套(11)为沿轴向延伸的圆筒结构，一端与所述钢球限位盘(83)的外端固定联接，另一端沿轴向延伸至所述锁止螺母(7)的外端，所述锁止螺母(7)、所述压紧法兰盘(6)、所述压片弹簧总成(5)及所述压盘(81)均套装于所述滑套（11）上，且所述外螺纹由设于所述轴向圆筒部分外周的螺纹替代。

10.一种带有过载保护装置的车辆传动轴，一端带有用于与变速器或主减速器相联接的法兰盘(2)，所述法兰盘(2)上固定联接有权利要求1—9中任一项所述的传动轴过载保护装置。