CN209385481U - 一种铝合金传动轴总成 - Google Patents

Abstract

一种铝合金传动轴总成，包括铝合金轴管及其端部摩擦焊接的万向节叉，铝合金轴管的外壁上设置有动平衡片，动平衡片上开设有连接孔，铝合金轴管的外壁上位于连接孔内的部位设置有堆焊层，堆焊层与连接孔的内壁相连接，动平衡片由钢、不锈钢或合金及其复合材料冲压而成，堆焊层采用铝焊丝或者铝合金焊丝堆焊形成；制造时，先预制多块动平衡片并加工连接孔，再根据动平衡测试的结果和铝合金轴管的外径选取动平衡片，然后采用熔化极气体保护焊穿过动平衡片的连接孔在铝合金轴管的外壁上进行堆焊，堆焊材料填满连接孔形成呈蘑菇头铆钉形状的堆焊层。本设计不仅连接可靠性高、传动稳定性好，而且连接强度高、配重效果好、焊接质量好。

Description

一种铝合金传动轴总成

技术领域

本实用新型涉及汽车传动轴系统，尤其涉及一种铝合金传动轴总成，主要适用于提高动平衡片与铝合金传动轴连接的可靠性能。

背景技术

汽车传动轴是汽车传动系统中传递动力的重要部件，由轴管、伸缩套和万向节组成，伸缩套可自动调节变速器与驱动桥之间距离的变化，万向节是保证变速器输出轴与驱动桥输入轴两轴线夹角的变化，并实现两轴的等角速传动。汽车传动轴是一个高转速、少支承的旋转体，其制造公差和管状零件壁厚的不均匀和一些圆度上的偏差，导致传动轴动态不平衡，使汽车在行驶中产生异响和振动，严重时会导致相关部件的损坏，导致重大事故。因此，传动轴的动平衡至关重要，一般传动轴在出厂前都要进行动平衡试验，并在平衡机上在钢传动轴的一端或多端处焊接小型钢板进行动平衡调整，减小传动轴的不平衡量。

随着汽车轻量化工作的不断推进，越来越多的铝合金传动轴及部件在汽车上得以应用，但是，铝传动轴无法像钢传动轴那样很容易实现动平衡片的可靠连接。首先，由于铝合金电导率高，高温强度低，预制凸点极易压溃，铝合金传动轴与动平衡片的电阻凸焊的可靠连接无法实现；其次，由于铝合金密度较小，若要将又大又厚的铝合金动平衡片焊接到薄壁传动轴管，需要较大的焊接热输入，而热输入大时又会导致传动轴管本体损伤、形状和尺寸改变，造成传动轴性能恶化；再次，目前钢、不锈钢或其它密度较大的金属、合金及其复合材料与铝异种材料的焊接仍存在大批量生产可靠性问题，动平衡片与铝合金传动轴异种材料焊接时还不具备批量生产应用条件。

发明内容

本实用新型的目的是克服现有技术中存在的连接可靠性低的缺陷与问题，提供一种连接可靠性高的铝合金传动轴总成。

为实现以上目的，本实用新型的技术解决方案是：一种铝合金传动轴总成，包括铝合金轴管、一号铝合金万向节叉、二号铝合金万向节叉，所述铝合金轴管的一端与一号铝合金万向节叉摩擦焊接，铝合金轴管的另一端与二号铝合金万向节叉摩擦焊接，所述铝合金轴管的外壁上设置有动平衡片，动平衡片上开设有连接孔，所述铝合金轴管的外壁上位于连接孔内的部位设置有堆焊层，堆焊层与连接孔的内壁相连接。

所述堆焊层呈蘑菇头铆钉形状，堆焊层包括头部与杆部，杆部的外壁与连接孔的内壁相连接，杆部的一端与铝合金轴管的外壁相连接，杆部的另一端延伸至连接孔外与头部的端面相连接，头部的端面与动平衡片的外侧壁相连接。

所述连接孔的最小尺寸是动平衡片厚度的2倍～6倍。

所述动平衡片为圆弧形，动平衡片的内侧壁与铝合金轴管的外壁相贴合。

所述动平衡片的制造材料为钢、不锈钢或合金及其复合材料；所述动平衡片的制造工艺为冲压成型。

所述堆焊层采用铝焊丝或者铝合金焊丝堆焊形成。

一种铝合金传动轴总成，包括铝合金轴管、钢万向节叉、铝合金万向节叉，所述铝合金轴管的一端摩擦焊接有铝合金花键轴套，铝合金花键轴套上套装有钢制护套，钢制护套与钢万向节叉摩擦焊接，所述铝合金轴管的另一端与铝合金万向节叉摩擦焊接，所述钢制护套的外壁上靠近钢万向节叉的部位凸焊或者点焊或者塞焊有一号动平衡片，所述铝合金轴管的外壁上靠近铝合金万向节叉的部位设置有二号动平衡片，二号动平衡片上开设有连接孔，所述铝合金轴管的外壁上位于连接孔内的部位设置有堆焊层，堆焊层呈蘑菇头铆钉形状，堆焊层包括头部与杆部，杆部的外壁与连接孔的内壁相连接，杆部的一端与铝合金轴管的外壁相连接，杆部的另一端延伸至连接孔外与头部的端面相连接，头部的端面与二号动平衡片的外侧壁相连接，堆焊层采用铝焊丝或者铝合金焊丝堆焊形成，所述连接孔的最小尺寸是二号动平衡片厚度的2倍～6倍，所述一号动平衡片、二号动平衡片的制造材料为钢、不锈钢或合金及其复合材料。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：

1、本实用新型一种铝合金传动轴总成中铝合金轴管的外壁上设置有动平衡片，增设动平衡片，以提高铝合金传动轴总成的传动稳定性能；动平衡片上开设有连接孔，铝合金轴管的外壁上位于连接孔内的部位设置有堆焊层，堆焊层与连接孔的内壁相连接，上述连接结构实现了动平衡片与铝合金轴管的可靠连接。因此，本实用新型连接可靠性高、传动稳定性好。

2、本实用新型一种铝合金传动轴总成中堆焊层呈蘑菇头铆钉形状，堆焊层包括头部与杆部，杆部的外壁与连接孔的内壁相连接，杆部的一端与铝合金轴管的外壁相连接，杆部的另一端延伸至连接孔外与头部的端面相连接，头部的端面与动平衡片的外侧壁相连接，上述结构的堆焊层，提高了连接强度和可靠性能；连接孔的最小尺寸是动平衡片厚度的2倍～6倍，在保证连接可靠性的基础上，降低了自重；动平衡片为圆弧形，动平衡片的内侧壁与铝合金轴管的外壁相贴合，保证动平衡片与铝合金轴管贴合良好。因此，本实用新型连接强度高、连接可靠性高、重量轻、适配性好。

3、本实用新型一种铝合金传动轴总成中动平衡片的制造材料为钢、不锈钢或合金及其复合材料；动平衡片的制造工艺为冲压成型，上述动平衡片不仅制造简单，而且在铝合金轴管上的焊接区小，配重效果好；堆焊层采用铝焊丝或者铝合金焊丝堆焊形成，使得连接可靠。因此，本实用新型制造简单、配重效果好、连接可靠性高。

4、本实用新型一种铝合金传动轴总成中先将铝合金万向节叉与铝合金轴管进行摩擦焊接及预制多块不同尺寸和形状的动平衡片，并在动平衡片上加工连接孔，再将焊接好的铝合金传动轴总成进行动平衡测试，之后根据动平衡测试的结果和铝合金轴管的外径选取适当尺寸、形状、数量的动平衡片，然后穿过动平衡片的连接孔在铝合金轴管的外壁上进行堆焊，堆焊材料填满连接孔形成呈蘑菇头铆钉形状的堆焊层，以使动平衡片与铝合金轴管的外壁相连接，上述设计不仅实现了动平衡片与铝合金轴管的可靠连接，而且连接过程中，并不会对动平衡片和铝合金轴管造成损伤；采用熔化极气体保护焊将动平衡片焊接在铝合金轴管上，提高了铝合金传动轴传动的稳定性能。因此，本实用新型连接可靠性高、焊接质量好、传动稳定性好。

附图说明

图1是本实用新型的实施例1中的一种铝合金传动轴总成的结构示意图。

图2是本实用新型的实施例2中的一种铝合金传动轴总成的结构示意图。

图3是本实用新型中铝合金轴管与动平衡片（二号动平衡片）的连接结构示意图。

图中：铝合金轴管1、一号铝合金万向节叉2、二号铝合金万向节叉3、动平衡片4、堆焊层5、头部51、杆部52、钢万向节叉6、铝合金万向节叉7、铝合金花键轴套8、钢制护套9、一号动平衡片10、二号动平衡片11。

具体实施方式

以下结合附图说明和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

参见图1至图3，一种铝合金传动轴总成，包括铝合金轴管1、一号铝合金万向节叉2、二号铝合金万向节叉3，所述铝合金轴管1的一端与一号铝合金万向节叉2摩擦焊接，铝合金轴管1的另一端与二号铝合金万向节叉3摩擦焊接，所述铝合金轴管1的外壁上设置有动平衡片4，动平衡片4上开设有连接孔，所述铝合金轴管1的外壁上位于连接孔内的部位设置有堆焊层5，堆焊层5与连接孔的内壁相连接。

所述堆焊层5呈蘑菇头铆钉形状，堆焊层5包括头部51与杆部52，杆部52的外壁与连接孔的内壁相连接，杆部52的一端与铝合金轴管1的外壁相连接，杆部52的另一端延伸至连接孔外与头部51的端面相连接，头部51的端面与动平衡片4的外侧壁相连接。

所述连接孔的最小尺寸是动平衡片4厚度的2倍～6倍。

所述动平衡片4为圆弧形，动平衡片4的内侧壁与铝合金轴管1的外壁相贴合。

所述动平衡片4的制造材料为钢、不锈钢或合金及其复合材料；所述动平衡片4的制造工艺为冲压成型。

所述堆焊层5采用铝焊丝或者铝合金焊丝堆焊形成。

一种铝合金传动轴总成，包括铝合金轴管1、钢万向节叉6、铝合金万向节叉7，所述铝合金轴管1的一端摩擦焊接有铝合金花键轴套8，铝合金花键轴套8上套装有钢制护套9，钢制护套9与钢万向节叉6摩擦焊接，所述铝合金轴管1的另一端与铝合金万向节叉7摩擦焊接，所述钢制护套9的外壁上靠近钢万向节叉6的部位凸焊或者点焊或者塞焊有一号动平衡片10，所述铝合金轴管1的外壁上靠近铝合金万向节叉7的部位设置有二号动平衡片11，二号动平衡片11上开设有连接孔，所述铝合金轴管1的外壁上位于连接孔内的部位设置有堆焊层5，堆焊层5呈蘑菇头铆钉形状，堆焊层5包括头部51与杆部52，杆部52的外壁与连接孔的内壁相连接，杆部52的一端与铝合金轴管1的外壁相连接，杆部52的另一端延伸至连接孔外与头部51的端面相连接，头部51的端面与二号动平衡片11的外侧壁相连接，堆焊层5采用铝焊丝或者铝合金焊丝堆焊形成，所述连接孔的最小尺寸是二号动平衡片11厚度的2倍～6倍，所述一号动平衡片10、二号动平衡片11的制造材料为钢、不锈钢或合金及其复合材料。

一种铝合金传动轴总成的制造方法，所述制造方法包括以下步骤：

A、将一号铝合金万向节叉（2）、二号铝合金万向节叉（3）分别与铝合金轴管（1）进行摩擦焊接；预制多块不同尺寸和形状的动平衡片（4），并在动平衡片（4）上加工连接孔；

B、将步骤A中焊接好的铝合金传动轴总成进行动平衡测试，然后根据动平衡测试的结果和铝合金轴管（1）的外径选取适当尺寸、形状、数量的动平衡片（4）；

C、穿过动平衡片4的连接孔在铝合金轴管1的外壁上进行堆焊，堆焊材料填满连接孔形成呈蘑菇头铆钉形状的堆焊层5，以使动平衡片4与铝合金轴管1的外壁相连接；

D、再次对铝合金传动轴总成进行动平衡测试，若动平衡测试的结果符合要求，则进行下一步工作，否则依次重复步骤B、C、D；

E、铝合金传动轴总成质量检验及标识。

步骤B中，所述动平衡片4由钢、不锈钢或合金及其复合材料冲压而成；

步骤C中，所述堆焊方法为熔化极气体保护焊，所述堆焊材料为铝焊丝或者铝合金焊丝。

步骤B中，所述连接孔的最小尺寸是动平衡片4厚度的2倍～6倍。

本实用新型的原理说明如下：

现有铝合金传动轴由于其制造公差以及轴管零件的壁厚不均匀和圆度偏差，很容易导致传动轴的动态不平衡，在传动轴高速旋转过程中易造成过载，造成事故，所以必须在传动轴上添加动平衡片，使传动轴达到动态平衡。

本设计提供一种可靠性高的铝合金传动轴动平衡片的连接方法，所述动平衡片连接方法是在动平衡片上预制数量和大小适宜的连接孔，采用熔化极气体保护焊（氩弧焊）穿过动平衡片上的预制连接孔在传动轴管上堆焊填满连接孔形成带蘑菇头的铆钉，从而实现动平衡片与铝合金传动轴轴管异种材料的可靠连接，其中动平衡片由钢、不锈钢或其它密度较大的金属、合金及其复合材料冲压而成，并弯曲成圆弧，动平衡片内侧的弯曲圆弧与传动轴轴管的外径相同，保证两者贴合良好，焊接填充材料为铝或铝合金焊丝。根据动平衡片的尺寸和大小，在动平衡片上预制数量和大小适宜的连接孔。

焊接过程中铝合金传动轴轴管熔化与填充材料冶金结合并堆焊形成铆钉，部分材料（如镀锌钢板）的动平衡片与所堆焊成的铆钉还能形成熔-钎焊接头，提高连接强度和可靠性。

本设计的优点在于：1、通过采用熔化极气体保护焊工艺将钢、不锈钢或其它密度较大的金属、合金及其复合材料动平衡片连接在铝合金传动轴轴管上，实现传动轴的动平衡；2、与铝合金动平衡片相比，相同重量的钢、不锈钢或其它密度较大的金属、合金及其复合材料动平衡片的尺寸更小，在传动轴上的焊接区域更小，配重效果更明显；3、采用熔化极气体保护焊穿过动平衡片上的预制连接孔在传动轴管上堆焊填满连接孔形成带蘑菇头的铆钉，从而实现动平衡片与铝合金传动轴轴管异种材料的可靠连接；4、连接过程中动平衡片不会熔化，避免了异种材料焊接过程中产生冶金质量问题；较小焊接热输入即可实现动平衡片的可靠连接，降低了因热输入较高引起的传动轴管本体损伤、形状和尺寸改变所造成传动轴性能恶化的风险；5、动平衡片采用不锈钢、涂层或其它复合钢板，可有效解决因铝和钢之间电位不同造成的原电池腐蚀问题。

图2为可滑动传动轴，与图1不同之处在于：1、本传动轴具有铝合金花键轴套和钢制万向节叉和钢制护套；2、具有不同的动平衡片焊接方式，钢制护套与动平衡片焊接使用凸焊或点焊或塞焊，动平衡片与铝合金轴管焊接为堆焊。

堆焊铆钉（焊接填充材料）与铝合金轴管的熔合线与铆钉的中心线重合，熔合线与铝合金轴管横截面的中心线相交于横截面的圆心。

实施例1：

参见图1、图3，一种铝合金传动轴总成，包括铝合金轴管1、一号铝合金万向节叉2、二号铝合金万向节叉3，所述铝合金轴管1的一端与一号铝合金万向节叉2摩擦焊接，铝合金轴管1的另一端与二号铝合金万向节叉3摩擦焊接，所述铝合金轴管1的外壁上设置有动平衡片4，动平衡片4上开设有连接孔，所述铝合金轴管1的外壁上位于连接孔内的部位设置有堆焊层5，堆焊层5与连接孔的内壁相连接；所述堆焊层5呈蘑菇头铆钉形状，堆焊层5包括头部51与杆部52，杆部52的外壁与连接孔的内壁相连接，杆部52的一端与铝合金轴管1的外壁相连接，杆部52的另一端延伸至连接孔外与头部51的端面相连接，头部51的端面与动平衡片4的外侧壁相连接；所述动平衡片4为圆弧形，动平衡片4的内侧壁与铝合金轴管1的外壁相贴合。

按上述方案，一种铝合金传动轴总成的制造方法，所述制造方法包括以下步骤：

A、将一号铝合金万向节叉（2）、二号铝合金万向节叉（3）分别与铝合金轴管（1）进行摩擦焊接；预制多块不同尺寸和形状的动平衡片（4），并在动平衡片（4）上加工连接孔；

B、将步骤A中焊接好的铝合金传动轴总成进行动平衡测试，然后根据动平衡测试的结果和铝合金轴管（1）的外径选取适当尺寸、形状、数量的动平衡片（4）；所述连接孔的最小尺寸是动平衡片4厚度的2倍～6倍；所述动平衡片4由钢、不锈钢或合金及其复合材料冲压而成；

C、穿过动平衡片4的连接孔在铝合金轴管1的外壁上进行堆焊，堆焊材料填满连接孔形成呈蘑菇头铆钉形状的堆焊层5，以使动平衡片4与铝合金轴管1的外壁相连接；所述堆焊方法为熔化极气体保护焊，所述堆焊材料为铝焊丝或者铝合金焊丝；

D、再次对铝合金传动轴总成进行动平衡测试，若动平衡测试的结果符合要求，则进行下一步工作，否则依次重复步骤B、C、D；

E、铝合金传动轴总成质量检验及标识。

实施例2：

参见图2、图3，一种铝合金传动轴总成，包括铝合金轴管1、钢万向节叉6、铝合金万向节叉7，所述铝合金轴管1的一端摩擦焊接有铝合金花键轴套8，铝合金花键轴套8上套装有钢制护套9，钢制护套9与钢万向节叉6摩擦焊接，所述铝合金轴管1的另一端与铝合金万向节叉7摩擦焊接，所述钢制护套9的外壁上靠近钢万向节叉6的部位凸焊或者点焊或者塞焊有一号动平衡片10，所述铝合金轴管1的外壁上靠近铝合金万向节叉7的部位设置有二号动平衡片11，二号动平衡片11上开设有连接孔，所述铝合金轴管1的外壁上位于连接孔内的部位设置有堆焊层5，堆焊层5呈蘑菇头铆钉形状，堆焊层5包括头部51与杆部52，杆部52的外壁与连接孔的内壁相连接，杆部52的一端与铝合金轴管1的外壁相连接，杆部52的另一端延伸至连接孔外与头部51的端面相连接，头部51的端面与二号动平衡片11的外侧壁相连接，堆焊层5采用铝焊丝或者铝合金焊丝堆焊形成，所述连接孔的最小尺寸是二号动平衡片11厚度的2倍～6倍，所述一号动平衡片10、二号动平衡片11的制造材料为钢、不锈钢或合金及其复合材料。

Claims (7)

1.一种铝合金传动轴总成，包括铝合金轴管（1）、一号铝合金万向节叉（2）、二号铝合金万向节叉（3），所述铝合金轴管（1）的一端与一号铝合金万向节叉（2）摩擦焊接，铝合金轴管（1）的另一端与二号铝合金万向节叉（3）摩擦焊接，其特征在于：所述铝合金轴管（1）的外壁上设置有动平衡片（4），动平衡片（4）上开设有连接孔，所述铝合金轴管（1）的外壁上位于连接孔内的部位设置有堆焊层（5），堆焊层（5）与连接孔的内壁相连接。

2.根据权利要求1所述的一种铝合金传动轴总成，其特征在于：所述堆焊层（5）呈蘑菇头铆钉形状，堆焊层（5）包括头部（51）与杆部（52），杆部（52）的外壁与连接孔的内壁相连接，杆部（52）的一端与铝合金轴管（1）的外壁相连接，杆部（52）的另一端延伸至连接孔外与头部（51）的端面相连接，头部（51）的端面与动平衡片（4）的外侧壁相连接。

3.根据权利要求1所述的一种铝合金传动轴总成，其特征在于：所述连接孔的最小尺寸是动平衡片（4）厚度的2倍～6倍。

4.根据权利要求1所述的一种铝合金传动轴总成，其特征在于：所述动平衡片（4）为圆弧形，动平衡片（4）的内侧壁与铝合金轴管（1）的外壁相贴合。

5.根据权利要求1所述的一种铝合金传动轴总成，其特征在于：所述动平衡片（4）的制造材料为钢、不锈钢；所述动平衡片（4）的制造工艺为冲压成型。

6.根据权利要求5所述的一种铝合金传动轴总成，其特征在于：所述堆焊层（5）采用铝焊丝或者铝合金焊丝堆焊形成。

7.一种铝合金传动轴总成，包括铝合金轴管（1）、钢万向节叉（6）、铝合金万向节叉（7），所述铝合金轴管（1）的一端摩擦焊接有铝合金花键轴套（8），铝合金花键轴套（8）上套装有钢制护套（9），钢制护套（9）与钢万向节叉（6）摩擦焊接，所述铝合金轴管（1）的另一端与铝合金万向节叉（7）摩擦焊接，其特征在于：所述钢制护套（9）的外壁上靠近钢万向节叉（6）的部位凸焊或者点焊或者塞焊有一号动平衡片（10），所述铝合金轴管（1）的外壁上靠近铝合金万向节叉（7）的部位设置有二号动平衡片（11），二号动平衡片（11）上开设有连接孔，所述铝合金轴管（1）的外壁上位于连接孔内的部位设置有堆焊层（5），堆焊层（5）呈蘑菇头铆钉形状，堆焊层（5）包括头部（51）与杆部（52），杆部（52）的外壁与连接孔的内壁相连接，杆部（52）的一端与铝合金轴管（1）的外壁相连接，杆部（52）的另一端延伸至连接孔外与头部（51）的端面相连接，头部（51）的端面与二号动平衡片（11）的外侧壁相连接，堆焊层（5）采用铝焊丝或者铝合金焊丝堆焊形成，所述连接孔的最小尺寸是二号动平衡片（11）厚度的2倍～6倍，所述一号动平衡片（10）、二号动平衡片（11）的制造材料为钢、不锈钢。