CN211501543U - 一种差速器半轴齿轮的轴孔密封结构 - Google Patents

Abstract

一种差速器半轴齿轮的轴孔密封结构，以提高端部封闭的半轴齿轮的加工精度和加工效率。差速器半轴齿轮的轴孔密封结构包括齿轮本体和齿轮本体一端均匀分布的若干个轮齿，沿所述齿轮本体轴心设置有轴孔；所述的轴孔贯通齿轮本体，在所述轴孔位于轮齿一端设有同轴的压装内孔，压装内孔孔径大于轴孔孔径，所述压装内孔内装有油封盖，两者构成紧配合，所述油封盖外边缘与压装内孔孔壁构成激光焊接连接。本实用新型的用齿轮+油封盖组件进行压装，并在组件表面进行焊接的密封工艺，齿轮压装前的所有机加工按照常规工艺即可完成，大大提高生产效率，降低加工难度和生产成本。

Description

一种差速器半轴齿轮的轴孔密封结构

技术领域

本实用新型涉及一种差速器用半轴齿轮的轴孔或称轴孔的密封结构。

背景技术

随着汽车制造业的进步与发展，自动变速器要求越来越高，结构也越来越复杂，内部零件也在更新换代。近几年自密封结构差速器逐渐兴起和广泛应用。自密封结构差速器要求其内部差速器半轴齿轮的轮齿端轴心的轴孔端面密封，以此保证差速器壳体内无杂质，差速器壳体内润滑油可重复循环使用，且润滑效果良好。

要加工或得轮齿端端面密封的差速器半轴齿轮，现有技术中通常采用橡胶堵头的密封方式，但橡胶堵头在高冲击下存在脱落风险，且在高温环境下，容易变形，存在漏油风险。还有一种为盲孔式结构和工艺，制造工艺为：机加工时，不将半轴齿轮端面内轴孔车穿，采用盲孔挤压花键的方式，保证齿轮密封性。但该工艺加工难度极大，成本极高，产量很低，不能满足汽车行业日益增长的需求。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种新的差速器半轴齿轮的轴孔密封结构，以提高端部封闭的半轴齿轮的加工精度和加工效率。

本实用新型采用的技术方案是：一种差速器半轴齿轮的轴孔密封结构，包括齿轮本体和齿轮本体一端均匀分布的若干个轮齿，沿所述齿轮本体轴心设置有轴孔；所述的轴孔贯通齿轮本体，在所述轴孔位于轮齿一端设有同轴的压装内孔，压装内孔孔径大于轴孔孔径，所述压装内孔内装有油封盖，两者构成紧配合，所述油封盖外边缘与压装内孔孔壁构成激光焊接连接。

优选的，所述的轴孔内由压装内孔向内依次具有大管径部、花键齿、阶梯孔部，所述阶梯孔部的孔径向远离压装内孔方向依次增大；所述花键齿处和阶梯孔部最靠端部位置分别设置环形槽。

优选的，所述的轮齿根部与压装内孔孔壁距离为5-8mm。

优选的，所述的相邻轮齿根部之间的齿槽为两端高、中间低的船形槽。

优选的，所述的油封盖下端面边缘、压装内孔上端边缘具有倒圆或倒角。

本实用新型的有益效果为：本工艺采用齿轮+油封盖组件进行压装，并在组件表面进行焊接的密封工艺，齿轮压装前的所有机加工按照常规工艺即可完成，大大提高生产效率，降低加工难度和生产成本。该工艺的有效焊接深度可达1.2～1.5mm，能使齿轮组件承受10Bar以上气压不漏气松脱，在90±3KPa压力下保压超过25s，泄露量低于22.4Pa，保证其在变速箱内密封效果。

附图说明

图1是本实用新型的轴孔密封结构示意图；

图2是本实用新型的油封盖结构示意图。

图3是本实用新型的压装装置示意图。

图4是本实用新型激光焊接装置的结构示意图。

具体实施方式

下面通过实例，结合附图对本专利技术方案做进一步说明。以使本领域技术人员更加清楚本实用新型的技术方案和构思。

如图1-2所示，本实用新型加工所获得的一种差速器半轴齿轮的轴孔密封结构，包括齿轮本体1，齿轮本体1包括齿轮端和齿轮轴端，齿轮端均匀分布的若干个轮齿2，所述的齿轮本体1沿轴心设置有轴孔3，轴孔3内设有花键槽或者花键齿用于连接转轴。所述的轴孔3贯通齿轮本体1，在所述轴孔3位于轮齿2一端设有同轴的压装内孔4。进一步来说，所述的轴孔3由轮齿2一端向另一端依次设置有:压装内孔4、大管径部6、花键齿7、阶梯孔部，所述阶梯孔部的孔径向远离压装内孔4方向依次增大。所述花键齿7靠压装内孔4处和阶梯孔部最靠端部位置分别设置环形槽8。阶梯孔部具体孔直径和各部分长度、形状根据内部连接的转轴而定。

汽车总成装配时，靠近压装内孔4处的环形槽8内安装卡簧，作用是固定花键轴的轴向移动，花键轴插进去卡簧将花键固定住，无法再前进，且需用大力才能抜脱。靠近阶梯孔端部、也就是图1下端的环形槽8内用于装密封圈，保证转轴与齿轮内部润滑效果，降低花键轴的磨损。该部分的润滑油来自于齿轮本体1的轴孔3壁上的通孔或者转轴沿轴心和周径向的孔，具体根据差速器整体结构设计。大管径部6可以用于缓存部分润滑油；也作为独立的密封腔室对油封盖5的密封起到缓冲，使油封盖5密封更可靠。

所述压装内孔4孔径大于轴孔3孔径，所述压装内孔4内装有油封盖5，两者构成紧配合，所谓紧配合就是过渡配合或者微小的间隙配合，也就是在没有外力作用下，仅靠油封盖5自重不会掉落出来。所述油封盖5外边缘与压装内孔4孔壁构成激光焊接连接。本实用新型结构中有效焊接深度可达1.2～1.5mm，能使齿轮组件承受10Bar以上气压不漏气松脱，在90±3KPa压力下保压超过25s，泄露量低于22.4Pa，保证其在变速箱内密封效果。

更好的，所述的油封盖5下端面边缘、压装内孔4上端边缘具有倒圆或倒角。这样方便油封盖5安装和定位，也避免尖端部件存在，避免局部应力集中，提高产品的使用寿命。所述的轮齿2根部与压装内孔4孔壁距离L如图1所示为5-8mm。避免焊接热量等因素影响轮齿2结构和性能，也让设置轮齿2的半轴齿轮基体更厚实，避免轮齿根部应力集中。所述的相邻轮齿2根部之间的齿槽6为两端高、中间低的船形槽。船形槽可以让轮齿2两端的根部基地更深厚，且船形或者叫弧形的轮齿2根底轮廓本身也避免两个面直线相交的应力集中。

以加工直径

深度4.2±0.1的压装内孔4的半轴齿轮为例。加工时，选同种材料机加工半轴齿轮和油封盖，包括加工半轴齿轮上贯通的孔作为轴孔3。然后用如图3所示的装置压装油封盖5。

如图3所示：用内六角螺栓25和螺母26、垫片24将第二压头22固定在原厂的压头23上，将垫块20放置到油压机工作平台上，对中并用压板固定，将定位器21放入垫块20的中心凹槽内，将半轴齿轮内孔沿定位器21的定位轴27放入固定。所述定位器21呈倒T形，定位器21包括底部和固定在底部中央的定位轴27，轴孔3的轮齿端朝上；压装内孔4也位于轴孔3上端。所述的轴孔3内的花键齿7小径与定位轴27间隙配合，定位轴27能刚好通过花键齿7小径，将齿轮本体1固定住。

油封盖5有倒角的一面朝下，水平放置在半轴齿轮的压装内孔4的孔入口。工作时，第二压头22向下滑动，第二压头22端面接触油封盖5，将油封盖5压入半轴齿轮内。定位器21的定位轴27端面刚好与半轴齿轮的压装内孔4底部持平，以此保证压装过程中，所有油封盖5在工件内部位置的一致性。垫块20和第二压头22的设置可以降低原厂压头23和工作平台的变形、磨损，方便设备长期使用。

本实用新型的两个环形槽8在压装中可以选择安装两个橡胶圈15，橡胶圈15在压装时可以起到对定位轴27的定位和固定，这样定位轴27既能做的直径更小，避免和花键干涉，即使压装不合格也不会导致花键变形损坏；同时也能稳固地与半轴齿轮连接，起到更好定位效果。压装完毕后，使用钢尺靠端面，观测压装端面油封盖5倾斜度，明显倾斜的工件，需要将油封盖拔脱，重新压装。并使用气密检测设备，检测压装后的工件是否漏气，漏气则将油封盖5抜脱，重新压装。

然后用如图4所示的激光焊接装置焊接，激光焊接装置包括专用夹具30和激光头61。所述专用夹具30包括支撑底板31，L型连接板35与气嘴固定板36连接，气嘴固定板36与气嘴环37连接，气嘴环37四周固定有气管374且气管374连接有喷气嘴373对着工件的焊缝70，气管374连接气源。通过喷气嘴373向工件吹氩气或类似惰性气体防止工件焊接过程中氧化。固定底座39孔内安装有接近开关38，该接近开关38与固定底座39由安装板381固定连接，用于检测夹具体40内是否有工件。在固定底座39和移动底座41上分别固定一块夹具体40，夹具体40由铜或类似不伤工件的材料制成，两夹具体40对合后构成与工件外表吻合的夹持状态。固定底座39固定于支撑底板31上，移动底座41后部固接连接板，连接板连接第二气缸43的推杆，第二气缸43是薄型气缸，且第二气缸43有支撑底板31边缘上固定的气缸固定板42进行固定，这样第二气缸43可通过推杆的伸缩带动移动底座41朝固定底座39移动，实现夹具体40的开合动作。

所述激光头61竖直朝下并配设有沿设定轨迹水平移动激光头61的行走机构。激光头61呈笔尖状，沿轴心设置有激光束通路，激光头61上部通过镜片支架65设置有聚焦镜片62，聚焦镜片62正上方设置激光入口63，在聚焦镜片62下侧的激光头61侧壁上设置有进气孔64，进气孔64外端通过软管连接惰性气体。这样激光焊机主机来的激光经聚焦镜片62汇聚成激光束产生焊接所需的高温，同时惰性气体经进气孔64进入后向激光头61下端开口于沿激光照射方向喷出。既能带走激光的产生热量保持聚焦镜片62清洁低温。同时也随时向焊缝70吹惰性气体起到保护高温焊缝70不被氧化的作用。

本实用新型激光焊接时，沿激光束输出的同时伴随有惰性气体喷向焊缝70；并环绕焊缝70设置环形惰性气体喷射区域覆盖焊缝70。本实用新型在激光头61有惰性气体的情况还要设置气嘴环37增加惰性气体是因为喷气嘴373有多个，且喷出的惰性气体覆盖范围更大，可以避免激光头61喷惰性气体的时候气流产生的负压又吸入空气，导致实际喷到焊缝70上的成了空气与惰性气体的混合气，焊缝70仍然会被氧化。并且激光头61走过的地方仍然温度很高，也需要气嘴环37和喷气嘴373继续用惰性气体保护。

焊接装置使用时，当差速器用半轴齿轮工件放入固定底座39和移动底座41之间的两夹具体40之间后，由接近开关38感应到工件到位并向系统反馈信号，系统发出信号由位移机构作用将气嘴环37横移至工件正上方。位移机构上的到位感应器感接收信号并向系统反馈工件到位信号，系统向第二气缸43发出信号，第二气缸43工作通过推杆推动动移动底座41移动进而夹紧工件。工件夹紧后第二气缸43推杆伸出感应器，当感应到推杆推动夹具体40夹紧到位，即系统反馈信号系统开始焊接工作，同时连接气嘴环37上的气管374开始吹惰性气体，保护焊缝70。

工件焊接完成后系统发送信号给第二气缸43开始工作，通过第二气缸43的推杆拉动移动底座41移动松开工件。工件松开后由第二气缸43到位感应器感应工件松开到位并向系统反馈松开到位信号。系统接收信号后向位移机构发送工作信号，位移机构开始工作，带动L型连接板35移动，将气嘴环37横移至初始位置，不在遮挡工件，即可取下工件，焊接完成。

Claims (5)

1.一种差速器半轴齿轮的轴孔密封结构，包括齿轮本体(1)和齿轮本体(1)一端均匀分布的若干个轮齿(2)，沿所述齿轮本体(1)轴心设置有轴孔(3)；其特征在于：所述的轴孔(3)贯通齿轮本体(1)，在所述轴孔(3)位于轮齿(2)一端设有同轴的压装内孔(4)，压装内孔(4)孔径大于轴孔(3)孔径，所述压装内孔(4)内装有油封盖(5)，两者构成紧配合，所述油封盖(5)外边缘与压装内孔(4)孔壁构成激光焊接连接。

2.根据权利要求1所述的一种差速器半轴齿轮的轴孔密封结构，其特征在于：所述的轴孔(3)内由压装内孔(4)向内依次具有大管径部(6)、花键齿(7)、阶梯孔部，所述阶梯孔部的孔径向远离压装内孔(4)方向依次增大；所述花键齿(7)处和阶梯孔部最靠端部位置分别设置环形槽(8)。

3.根据权利要求1所述的一种差速器半轴齿轮的轴孔密封结构，其特征在于：所述的轮齿(2)根部与压装内孔(4)孔壁距离为5-8mm。

4.根据权利要求1所述的一种差速器半轴齿轮的轴孔密封结构，其特征在于：所述的相邻轮齿(2)根部之间的齿槽(9)为两端高、中间低的船形槽。

5.根据权利要求1-4中任意一项所述的一种差速器半轴齿轮的轴孔密封结构，其特征在于：所述的油封盖(5)下端面边缘、压装内孔(4)上端边缘具有倒圆或倒角。

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