CN220465241U - 传动轴总成、传动系统及汽车 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种传动轴总成、传动系统及汽车，本实用新型的传动轴总成包括传动轴前段、传动轴后段、中间十字万向节和中间支撑结构，其中，传动轴前段通过中间十字万向节与传动轴后段传动连接，中间支撑结构设于传动轴前段的靠近中间十字万向节的部位，中间支撑结构内设有套设于传动轴前段上的轴承，传动轴前段通过轴承相对于中间支撑结构转动，传动轴前段和传动轴后段的直径不同，传动轴前段的直径与传动轴后段的直径之间的差值至少为10mm。本实用新型所述的传动轴总成，更改了其扭转刚度和惯量，相较于以往汽车前后段轴管直径一样的传统型结构，在保证自身结构强度和扭转刚度的同时，可有效降低传动系统的噪音，提高汽车的NVH性能。

Description

传动轴总成、传动系统及汽车

技术领域

本实用新型涉及车辆零部件技术领域，特别涉及一种传动轴总成。同时，本实用新型还涉及一种应用该传动轴总成的传动系统，以及一种设有该传动系统的汽车。

背景技术

汽车的传动系统一般由离合器、变速器、传动轴、主减速器、差速器和半轴等组成。传动系统是将动力机的动力和运动传递给执行系统的中间装置，是连接动力系统和执行系统的“桥梁”。它的基本功能是将发动机的动力传递给汽车的驱动轮产生驱动力，使汽车能够以一定的速度行驶。

在汽车行驶过程中，传动系统通过齿轮或者传动轴转动来传递动力，但是由于零件很多，通过螺栓或者齿轮相结合，中间总会有配合不当、间隙过大过小，或者模态放大等问题，导致汽车行驶过程中会出现一些超出标准的噪音。例如整车的“哗啦音”，它的激励源是发动机扭振，通过传动轴传到后桥齿轮引起的敲齿声，噪声源是后桥齿轮。

虽然知道了噪音的激励源在发动机，但是整个传动系统都有参与，受到成本的影响，发动机位置无法再做对策整改。所以，目前现有车型针对整车“哗啦音”问题基本上都是通过在传动轴与变速器之间增加吸振器来解决，虽然这种方式对噪音有一定的改善，但是改善效果有限，并且，因为吸振器是通过螺栓装配到传动系中，受公差、力矩以及人为等因素影响，个别车还是会出现让客户不能接受的噪音震动问题，甚至导致汽车零件需要更换维修，影响汽车的质量。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型旨在提出一种传动轴总成，以利于降低传动系统噪音。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种传动轴总成，包括传动轴前段、传动轴后段、中间十字万向节和中间支撑结构；其中：

所述传动轴前段通过所述中间十字万向节与所述传动轴后段传动连接；

所述中间支撑结构设于所述传动轴前段的靠近所述中间十字万向节的部位，所述中间支撑结构内设有套设于所述传动轴前段上的轴承，所述传动轴前段通过所述轴承相对于所述中间支撑结构转动；

所述传动轴前段和所述传动轴后段的直径不同，所述传动轴前段的直径与所述传动轴后段的直径之间的差值至少为10mm。

进一步的，所述传动轴前段的远离所述中间十字万向节的一端设有前端十字万向节，所述前端十字万向节用于连接分动器；所述传动轴后段的远离所述中间十字万向节的一端设有后端十字万向节，所述后端十字万向节用于连接后主减速器。

进一步的，所述传动轴前段包括前段轴管，依次连接于所述前段轴管前端的第一缩径段和第一等径段，连接于所述前段轴管后端的第二缩径段和第二等径段，以及连接轴；

所述第一等径段和前端十字万向节焊接相连；

所述连接轴的一端与所述第二等径段焊接相连，另一端和所述中间十字万向节焊接相连，所述轴承套设于所述连接轴上。

进一步的，所述传动轴后段包括后段轴管，依次连接于所述后段轴管前端的第一扩径段和第三等径段，以及连接于所述后段轴管后端的第二扩径段和第四等径段；

所述第三等径段通过花键伸缩轴与所述中间十字万向节传动连接；

所述第四等径段和后端十字万向节焊接相连。

进一步的，所述前段轴管的直径大于所述后段轴管的直径。

进一步的，所述前段轴管的直径比所述后段轴管的直径大19mm。

进一步的，所述前段轴管的直径为86mm-92mm；

所述后段轴管的直径为67mm-73mm。

进一步的，所述中间支撑结构包括安装座、驱动单元和运动单元；

所述安装座用于安装至外部载体上；

所述驱动单元设于所述安装座上；

所述运动单元与所述驱动单元的动力输出端传动连接，所述运动单元上设有安装所述轴承的轴承安装座；

承接于所述驱动单元的驱使，所述运动单元能够相对于所述安装座运动。相对于现有技术，本实用新型具有以下优势：

本实用新型所述的传动轴总成，通过使传动轴前段和传动轴后段的直径不同，更改了其扭转刚度和惯量，并且设置的中间支撑结构，利于传动轴总成平稳顺利的转动，两者配合，相较于以往汽车前后段轴管直径一样的传统型结构，该传动轴总成在保证自身结构强度和扭转刚度的同时，可有效降低传动系统的噪音，提高汽车的NVH性能。

此外，使传动轴前段包括前段轴管、第一缩径段、第一等径段、第二缩径段、第二等径段以及连接轴，方便与现有的前端十字万向节和中间十字万向节连接，设置的连接轴，使得连接方便，并利于保证传动轴前段的扭转刚度要求。

另外，传动轴后段包括后段轴管、第一扩径段、第三等径段、第二扩径段和第四等径段，方便与现有的后端十字万向节和中间十字万向节连接，设置的花键伸缩轴，允许轴的两端伸缩，且可较好的传递扭矩。

而限定前段轴管的直径与后段轴管的直径两者之间的差值，以及限定前段轴管的直径和后段轴管的直径，均利于较好的降低传动系统的噪音，从而进一步提高汽车的NVH性能。

本实用新型的另一目的在于提出一种传动系统，所述传动系统包括分动器/变速器和后主减速器；所述分动器/变速器和所述后主减速器之间连接有如上所述的传动轴总成。

同时，本实用新型的又一目的在于提出一种汽车，所述汽车上设有如上所述的传动系统。

本实用新型所述的传动系统及汽车，通过应用前述的传动轴总成，可在保证自身结构强度和扭转刚度的同时，有效降低传动系统的噪音，从而提高汽车的NVH性能。

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所述的传动轴总成的结构示意图；

图2为图1的A部放大图；

图3为图1的B部放大图；

图4为图1的C部放大图；

图5为本实用新型实施例所述的传动轴总成进行振动加速度试验的试验结果图；

图6为本实用新型实施例所述的安装座和驱动单元的装配图；

图7为本实用新型实施例所述的轴承安装座和运动单元的装配图。

附图标记说明：

1、传动轴前段；2、传动轴后段；3、中间十字万向节；4、中间支撑结构；5、前端十字万向节；6、后端十字万向节；7、防护套；

101、前段轴管；102、第一缩径段；103、第一等径段；104、第二缩径段；105、第二等径段；106、连接轴；

201、后段轴管；202、第一扩径段；203、第三等径段；204、第二扩径段；205、第四等径段；206、花键伸缩轴；

401、安装座；402、驱动单元；403、运动单元；

4011、安装孔；

4021、驱动部；4022、固定部；4023、运动部；

4031、承托件；4032、轴承安装座。

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。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“背”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

另外，在本实用新型的描述中，除非另有明确的限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“连接件”应做广义理解。例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以结合具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

本实施例涉及一种传动轴总成，以利于减小传动系统振动噪音，提升客户的满意度。

基于以上设计思想，本实施例的传动轴总成的一种示例性结构如图1至图4所示，其主要包括传动轴前段1、传动轴后段2、中间十字万向节3和中间支撑结构4。其中，中间十字万向节3位于中间，传动轴前段1和传动轴后段2分别连接于中间十字万向节3的两端，而中间支撑结构4用于支撑传动轴前段1。

为了较好的理解本实施例的传动轴总成，在此首先需要说明的是，于图1所示的状态，其在汽车上应用时，左侧朝向汽车前部，右侧朝向汽车后部，因此，在下文的描述中，前是指朝向车头的一端，后是指朝向车尾的一端。

具体结构上，参照图1至图3所示的，传动轴前段1的后端通过中间十字万向节3与传动轴后段2的前端传动连接，中间支撑结构4设于传动轴前段1的靠近中间十字万向节3的部位，中间支撑结构4内设有套设于传动轴前段1上的轴承，传动轴前段1通过轴承相对于中间支撑结构4转动。

作为一种优选的实施方式，传动轴前段1包括前段轴管101、第一缩径段102、第一等径段103、第二缩径段104、第二等径段105，以及连接轴106。其中，前段轴管101为内部空心的结构，第一缩径段102和第一等径段103依次连接于前段轴管101的前端，第二缩径段104和第二等径段105连接于前段轴管101的后端。

在此需要说明的是，传动轴前段1优选为一体成型的结构，第一缩径段102、第一等径段103、第二缩径段104、第二等径段105为前段轴管101通过缩径技术形成。

作为一种优选的实施方式，传动轴前段1的前端设有前端十字万向节5，该前端十字万向节5的其一轴叉用于连接分动器或变速器，该前端十字万向节5的另一轴叉和第一等径段103焊接相连。

在此需要说明的是，由于车辆分两驱车和四驱车，根据车型不同，与前端十字万向节5的其一轴叉连接的构件也不相同，具体可参照现有的结构，比如，对于两驱车，可使前端十字万向节5的其一轴叉与变速器连接，而对于四驱车，可使前端十字万向节5的其一轴叉与分动器连接。

而前述的连接轴106具体为实心构件，其一端与第二等径段105焊接相连，另一端和中间十字万向节3的其一轴叉焊接相连。在此，设置的连接轴106，使得与中间十字万向节3连接方便，并利于保证传动轴前段1的扭转刚度要求。

详细来说，该连接轴106包括连接在一起的大径段和小径段，大径段的直径大于小径段的直径，大径段具体与第二等径段105焊接相连，而小径段具体和中间十字万向节3的其一轴叉焊接相连，前述的轴承中间支撑结构4为现有结构，其内部的轴承套设于连接轴106的小径段上。在此需要说明的是，连接轴106优选为一体成型的结构。

作为一种优选的实施方式，如图1、图3和图4所示的，传动轴后段2主要包括后段轴管201、第一扩径段202、第三等径段203、第二扩径段204和第四等径段205。具体来讲，后段轴管201为内部空心的结构，第一扩径段202和第三等径段203依次连接于后段轴管201的前端，第二扩径段204和第四等径段205连接于后段轴管201的后端。

在此需要说明的是，传动轴后段2优选为一体成型的结构，第一扩径段202、第三等径段203、第二扩径段204和第四等径段205为后段轴管201通过扩径技术形成。

优选的实施方式中，第三等径段203通过花键伸缩轴206与中间十字万向节3传动连接，其中，花键伸缩轴206为现有结构，并在花键伸缩轴206上套设有防护套7，以起到较好的防尘效果。在此设置的花键伸缩轴206，允许轴的两端伸缩，且可较好的传递扭矩。

优选的实施方式中，传动轴后段2的后端设有后端十字万向节6，后端十字万向节6的其一轴叉用于连接后主减速器，后端十字万向节6的另一轴叉与第四等径段205焊接相连。

作为一种优选的实施方式，仍参照图1所示的，传动轴前段1和传动轴后段2的直径不同，传动轴前段1的直径与传动轴后段2的直径之间的差值至少为10mm。在此需要说明的是，由于前段轴管101为传动轴前段1的主体结构，而后段轴管201为传动轴后段2的主体结构，因此，本实施例中的传动轴前段1的直径具体为前段轴管101的直径，传动轴后段2的直径具体为后段轴管201的直径。

优选的实施方式中，前段轴管101的直径大于后段轴管201的直径，并且前段轴管101的直径比后段轴管201的直径大至少10mm，以起到较好的降低传动系统噪音的效果。

优选的实施方式中，前段轴管101的直径为86mm-92mm，其例如可为86mm、88mm、90mm、92mm，优选的，前段轴管101的直径为89mm，第一等径段103的直径优选为76mm，以通过摩擦焊与前端十字节焊接在一起，第二等径段105的直径优选为76mm，以通过摩擦焊与连接轴106焊接在一起。

如图2和图3中，第一缩径段102和第二缩径段104的外壁与轴向中心线之间的夹角优选小于30°，以利于较好的降低噪音，该角度一般在10°-20°之间，除此之外，该角度当然还可设置为其他数值。第一等径段103和第二等径段105的长度均优选为20mm-30mm，其例如可为20mm、22mm、24mm、26mm、28mm、30mm。

后段轴管201的直径为67mm-73mm，其例如可为67mm、69mm、71mm、73mm，优选的，后段轴管201的直径为70mm，第三等径段203的直径优选为76mm，以通过摩擦焊与花键伸缩轴206焊接在一起，第四等径段205的直径优选为76mm，以通过摩擦焊与后端十字万向节6焊接在一起。

于图3和图4的状态，第一扩径段202和第二扩径段204的外壁与轴向中心线之间的夹角，优选参照第一缩径段102和第二缩径段104的外壁与轴向中心线之间的夹角。

优选的，前段轴管101的直径比后段轴管201的直径大19mm，以进一步降低传动系统的噪音。在此需要说明的是，除了可使前段轴管101的直径大于后段轴管201的直径，当然还可使前段轴管101的直径小于后段轴管201的直径，只是需要进行模型测试和实车测试，一般需要测试NVH(Noise、Vibration、Harshness，噪声、振动与声振粗糙度)、强度和扭转刚度，看具体的降低噪音和震动的情况而定。但注意轴管直径不能太粗或太细，因为太粗可能会影响整车布置，太细会影响强度，还要考虑到临界转速和成本重量因素。发明人对原车型、方案1、方案2和方案3的传动轴总成进行实验，结果可参照图5所示的，横坐标代表频率，纵坐标代表振动加速度。具体方案如下：

原车型，对应曲线YFA。

方案1，对应曲线FA1，传动轴前端增加惯量盘。

方案2，对应曲线FA2，前段轴管101直径由76mm增加到89mm，后段轴管201直径76mm不变。

方案3，对应曲线FA3，前段轴管101直径由76mm增加到89mm，后段轴管201直径由76mm降低到70mm。

由图5可以看出，方案3的传动轴总成为本实施例的优选方案，其振动加速度最小，性能更为优异。单独的增加惯量盘或者只改前段轴管101直径，虽然对于传动系统的噪音震动有所改善，但没有前段轴管101和后段轴管201都变更改善的强烈。

作为一种优选的实施方式，如图5和图6所示的，中间支撑结构4主要包括安装座401、驱动单元402和运动单元403。其中，安装座401用于安装至外部载体上，驱动单元402设于安装座401上，运动单元403与驱动单元402的动力输出端传动连接，且运动单元403上设有安装前述的轴承的轴承安装座4032，承接于驱动单元402的驱使，运动单元403能够相对于安装座401运动。

本实施例的中间支撑结构4，通过运动单元403相对于安装座401运动，能够很好的调节传动轴前段1的倾角，而利于减小传动过程中产生的噪音。

具体结构上，前述的外部载体例如可为车辆的底盘，外部载体除了可为底盘，还可为其他便于安装安装座401的零部件。如图6所示的，安装座401优选为板状结构，在安装座401上设有四个安装孔4011，安装座401可通过穿设于各安装孔4011中的安装于底盘上，可以理解的是，安装座401通过铆接、焊接的方式固定于外部载体上也是可以的。而安装座401的形状也可为其他形状。

驱动单元402设于安装座401上，驱动单元402用于驱动运动单元403运动，以带动传动轴前段1靠近或远离底盘。可以理解的是，运动单元403的运动方向可以垂直于安装座401，以带动传动轴靠近或远离底盘，运动单元403的运动方向也可以相对安装座401倾斜，并使得运动单元403的运动方向具有一一个垂直安装座401的分运动，此时运动单元403运动也能够带动传动轴前段1靠近或远离底盘。

驱动单元402可以包括气缸、液压缸或其他可伸缩器件以驱动运动单元403,例如图6中所示的，驱动单元402为两个，两个驱动单元402间距布置，以利于和下述的承托件4031配合形成供传动轴前段1穿过的空间。

详细来说，各驱动单元402均包括驱动部4021、固定部4022和运动部4023。驱动部4021例如可为能输出驱动力的构件，固定部4022可固定安装于安装座401上，而运动部4023与驱动部4021可通过动力传动构件传动连接，动力传动构件例如可以包括丝杆螺母、齿轮齿条等结构，以配合驱动部4021而驱动运动部4023运动。

驱动部4021可以受车辆的电子控制器单元(Electronic Control Unit,ECU)控制，并通过ECU内预设的控制程序控制驱动部4021的工作状态；驱动部4021也可以受单独设置的控制单元控制、通过驾驶者手动控制或受其他方式控制。

运动单元403可以为一个完整的构件并设于传动轴前段1的下方，运动单元403也可以包括两个或多个间隔设置的托板，以自多个方向承托传动轴前段1。

如本实施例中，运动单元403主要包括承托件4031和轴承安装座4032。其中，承托件4031包括呈半圆形的承托件主体，以及设于承托件主体两端并向外延伸的延伸部。承托件4031通过两个延伸部与两个运动部4023分别连接。轴承安装座403固定安装于承托件主体上，其结构可为图7所示的圆环形构件，也可参照现有技术中的结构，该轴承安装座403主要作用是安装套设于所述传动轴前段1上的轴承。本实施例的传动轴总成，仍可沿用现有的中间十字万向节3、前端十字万向节5、后端十字万向节6、花键伸缩轴206和连接轴106，通过使传动轴前段1和传动轴后段2的直径不同，更改了其扭转刚度和惯量。

并且，设置的中间支撑结构4，利于传动轴总成平稳顺利的转动，与不同直径的传动轴前段1和传动轴后段2结构配合，相较于以往汽车前后段轴管201直径一样的传统型结构，该传动轴总成在保证自身结构强度和扭转刚度的同时，可有效降低传动系统的噪音，提高汽车的NVH性能。

实施例二

本实施例涉及一种传动系统，所述传动系统包括分动器/变速器和后主减速器，分动器/变速器和后主减速器之间连接有如实施例一的传动轴总成。在此需要说明的是，根据车型不同，比如两驱车，在变速器和后主减速器之间连接有如实施例一的传动轴总成，而比如四驱车，在分动器和后主减速器之间连接有如实施例一的传动轴总成。

同时，本实施例还涉及一种汽车，该汽车上设有如上的传动系统。

本实施例的汽车与传动系统，通过应用实施例一的传动轴总成，其与实施例一的传动轴总成相对于现有技术具有的有益效果相同，在此不再赘述。

以上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)

1.一种传动轴总成，其特征在于：

包括传动轴前段(1)、传动轴后段(2)、中间十字万向节(3)和中间支撑结构(4)；

所述传动轴前段(1)通过所述中间十字万向节(3)与所述传动轴后段(2)传动连接；

所述中间支撑结构(4)设于所述传动轴前段(1)的靠近所述中间十字万向节(3)的部位，所述中间支撑结构(4)内设有套设于所述传动轴前段(1)上的轴承，所述传动轴前段(1)通过所述轴承相对于所述中间支撑结构(4)转动；

所述传动轴前段(1)和所述传动轴后段(2)的直径不同，所述传动轴前段(1)的直径与所述传动轴后段(2)的直径之间的差值至少为10mm。

2.根据权利要求1所述的传动轴总成，其特征在于：

所述传动轴前段(1)的远离所述中间十字万向节(3)的一端设有前端十字万向节(5)，所述前端十字万向节(5)用于连接分动器或变速器；

所述传动轴后段(2)的远离所述中间十字万向节(3)的一端设有后端十字万向节(6)，所述后端十字万向节(6)用于连接后主减速器。

3.根据权利要求2所述的传动轴总成，其特征在于：

所述传动轴前段(1)包括前段轴管(101)，依次连接于所述前段轴管(101)前端的第一缩径段(102)和第一等径段(103)，连接于所述前段轴管(101)后端的第二缩径段(104)和第二等径段(105)，以及连接轴(106)；

所述第一等径段(103)和所述前端十字万向节(5)焊接相连；

所述连接轴(106)的一端与所述第二等径段(105)焊接相连，另一端和所述中间十字万向节(3)焊接相连，所述轴承套设于所述连接轴(106)上。

4.根据权利要求3所述的传动轴总成，其特征在于：

所述传动轴后段(2)包括后段轴管(201)，依次连接于所述后段轴管(201)前端的第一扩径段(202)和第三等径段(203)，以及连接于所述后段轴管(201)后端的第二扩径段(204)和第四等径段(205)；

所述第三等径段(203)通过花键伸缩轴(206)与所述中间十字万向节(3)传动连接；

所述第四等径段(205)和所述后端十字万向节(6)焊接相连。

5.根据权利要求4所述的传动轴总成，其特征在于：

所述前段轴管(101)的直径大于所述后段轴管(201)的直径。

6.根据权利要求4所述的传动轴总成，其特征在于：

所述前段轴管(101)的直径比所述后段轴管(201)的直径大19mm。

7.根据权利要求4所述的传动轴总成，其特征在于：

所述前段轴管(101)的直径为86mm-92mm；

所述后段轴管(201)的直径为67mm-73mm。

8.根据权利要求1-7中任一项所述的传动轴总成，其特征在于：

所述中间支撑结构(4)包括安装座(401)、驱动单元(402)和运动单元(403)；

所述安装座(401)用于安装至外部载体上；

所述驱动单元(402)设于所述安装座(401)上；

所述运动单元(403)与所述驱动单元(402)的动力输出端传动连接，所述运动单元(403)上设有安装所述轴承的轴承安装座(4032)；

承接于所述驱动单元(402)的驱使，所述运动单元(403)能够相对于所述安装座(401)运动。

9.一种传动系统，其特征在于：

所述传动系统包括分动器/变速器和后主减速器；

所述分动器/变速器和所述后主减速器之间连接有权利要求1-8中任一项所述的传动轴总成。

10.一种汽车，其特征在于：

所述汽车上设有权利要求9所述的传动系统。