CN220924265U - 一种高扭矩轻量化短中间轴 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种高扭矩轻量化短中间轴，涉及汽车转向中间轴技术领域，包括中间轴体和第一对接节叉，所述中间轴体的一端设置有第一轴节叉，且第一轴节叉远离中间轴体一端的中央设置有第一连轴件，所述第一对接节叉连接于第一连轴件远离第一轴节叉的一侧，且第一连轴件和第一轴节叉、第一对接节叉之间均设置安装有第一活动轴。该高扭矩轻量化短中间轴，通过空心结构的中间轴体配合左右两侧一体结构的第一轴节叉与第二轴节叉，在对整体结构实现轻量化的同时还提高了整体的传递扭矩，通过将节叉主体与花键轴设置为一体式结构，使得整个中间轴在与动力机组相连接时，具有更好的结构稳定性。
Description
技术领域
本实用新型涉及汽车转向中间轴技术领域，具体为一种高扭矩轻量化短中间轴。
背景技术
转向中间轴结构设置在转向器和转向管柱之间，主要用于传递方向盘通过转向管柱对转向器的操作。
在客户CEPS转向系统中，硬点布置中间轴长度（B-C）距离短，整车系统配置要求轻量化，系统齿条力和线角传动较大时EPS援助载荷大要求中间轴承受高扭矩，但是传统的中间轴设计很难同时满足以上所以的要求；
传统的轻量化中间轴设计一般使用的直径不大齿数不多的花键连接。这种中间轴只能在转向系统扭矩不高的情况下使用；另外，传统的中间轴节叉与轴的连接采用的是焊接。焊接温度高会引起花键的变形，同时存在潜在的焊接不良质量风险。
于是，有鉴于此，针对现有的结构及缺失予以研究改良，提出一种高扭矩轻量化短中间轴。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种高扭矩轻量化短中间轴，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种高扭矩轻量化短中间轴，包括中间轴体和第一对接节叉，所述中间轴体的一端设置有第一轴节叉，且第一轴节叉远离中间轴体一端的中央设置有第一连轴件，所述第一对接节叉连接于第一连轴件远离第一轴节叉的一侧，且第一连轴件和第一轴节叉、第一对接节叉之间均设置安装有第一活动轴，所述第一对接节叉包括节叉主体、花键轴和公差槽，所述节叉主体的内部中央设置有花键轴，且节叉主体的一侧开设有公差槽。
进一步的，所述中间轴体远离第一轴节叉的一端设置有第二轴节叉，且第二轴节叉远离中间轴体的一端内部设置有第二连轴件，而且第二连轴件远离第二轴节叉的一侧连接有第二对接节叉，并且第二连轴件与第二对接节叉、第二轴节叉之间均安装有第二活动轴。
进一步的，所述第一轴节叉和第二轴节叉分别在水平轴向方向上相互垂直设置于中间轴体的左右两侧，且第一轴节叉和第二轴节叉之间结构相同，而且第一轴节叉的内部为空心结构设置。
进一步的，所述第一连轴件通过第一活动轴与第一轴节叉相互固定连接，且第一活动轴以第一连轴件垂直中轴线为对称轴左右对称设置安装。
进一步的，所述第一连轴件整体为十字型结构设置，且第一连轴件以第一连轴件的水平中轴线为对称轴上下对称设置安装。
进一步的，所述第一对接节叉通过第一活动轴与第一连轴件之间相互固定连接，且第一活动轴的内部采用圆柱滚子轴承结构设置。
进一步的，所述节叉主体与花键轴之间为一体式结构设置，所述第一轴节叉、第一连轴件、第一对接节叉和第一活动轴之间结构呈十字轴向万向联轴器结构相连接。
进一步的，所述第一轴节叉、第一连轴件、第一对接节叉和第一活动轴分别与第二轴节叉、第二连轴件、第二对接节叉和第二活动轴的结构相同，且中间轴体与左右两端的第一轴节叉和第二轴节叉之间为一体式结构。
本实用新型提供了一种高扭矩轻量化短中间轴，具备以下有益效果：
1、本实用新型，常规的中间轴体一般是采用实心材料进行锻造生产，因此使得整体结构十分厚重，导致结构衔接处的负荷较大，同时中间轴体以左右两侧的第一轴节叉和第二轴节叉采用焊接结构，使得整体结构强度在一定程度上受到限制，同时焊接温度高会引起中间的花键发生受热变形，同时也存在潜在的焊接不良质量风险，而且传统的轻量化中间轴设计一般使用的直径不大齿数不多的花键连接，这种中间轴只能在转向系统扭矩不高的情况下使用，因此将常规的中间轴体设置为中空结构，同时双段对接结构之间的连接花键设置为齿的结构，使得双段中空结构的中间轴体在动力传递的过程中可以承受更高以及传递更高的扭矩，强化了整体结构的负荷强度以及实用性，另外通过将中间轴体与左右两端的第一轴节叉以及第二轴节叉设计为一体性结构，使得整个结构的稳定性得到有效的改善，也最大程度的减少因结构间焊接时，高温对双段中间轴体中央嵌套连接的花键造成结构影响，使得其发生受热形变的问题出现，从而导致动力传递的过程中因大扭矩发生花键打滑的问题出现，另外通过在中间轴体内部连接的花键结构的整体增长，并添加塑料结构将衔接处进行相互隔离，能有效的减震和消除间隙，提高整个中间轴体中段的花键咬合度，提高动力传动的稳定性。
2、本实用新型，通过将第一活动轴内部的球形滚子改为圆柱滚子轴承结构，极大提高了整个第一活动轴与第二活动轴在使用中承受荷载的能力，由于第一轴节叉、第一连轴件、第一对接节叉、第一活动轴相互之间形成呈十字轴向万向联轴器结构，以此使用圆柱滚子轴承结构的第一活动轴与第二活动轴可以很好的承受径向和轴向的组合载荷，这种结构设置也是为了提高第一活动轴与第二活动轴的整体使用寿命，另外由于整个装置利用第一对接节叉和第二对接节叉与外部结构相连接，因此通过将节叉主体与花键轴之间设置为一体结构，使得整个第一对接节叉和第二对接节叉在结构强度上有所提高，另外通过在节叉主体侧边所开设的公差槽结构，使得整个第一对接节叉和第二对接节叉在于外部结构相连接时，具有一定程度的容错率，以确保结构件可以紧密咬合的同时，具有一定的可调节性，从而提高整个装置的结构灵活性与稳定性。
附图说明
图1为本实用新型一种高扭矩轻量化短中间轴的本体侧视立体结构示意图；
图2为本实用新型一种高扭矩轻量化短中间轴的第一对接节叉立体结构示意图；
图3为本实用新型一种高扭矩轻量化短中间轴的第一连轴件立体结构示意图；
图4为本实用新型一种渐开线内花键找正工装的第一活动轴立体结构示意图；
图5为本实用新型一种渐开线内花键找正工装的第一连轴件和第一活动轴的连接结构示意图。
图中：1、中间轴体；2、第一轴节叉；3、第一连轴件；4、第一对接节叉；401、节叉主体；402、花键轴；403、公差槽；5、第一活动轴；6、第二轴节叉；7、第二连轴件；8、第二对接节叉；9、第二活动轴。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型的实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不能用来限制本实用新型的范围。
如图1至图5所示，一种高扭矩轻量化短中间轴，包括中间轴体1和第一对接节叉4，中间轴体1的一端设置有第一轴节叉2，且第一轴节叉2远离中间轴体1一端的中央设置有第一连轴件3，第一对接节叉4连接于第一连轴件3远离第一轴节叉2的一侧，且第一连轴件3和第一轴节叉2、第一对接节叉4之间均设置安装有第一活动轴5，中间轴体1远离第一轴节叉2的一端设置有第二轴节叉6，且第二轴节叉6远离中间轴体1的一端内部设置有第二连轴件7，而且第二连轴件7远离第二轴节叉6的一侧连接有第二对接节叉8，并且第二连轴件7与第二对接节叉8、第二轴节叉6之间均安装有第二活动轴9，第一轴节叉2和第二轴节叉6分别在水平轴向方向上相互垂直设置于中间轴体1的左右两侧，且第一轴节叉2和第二轴节叉6之间结构相同，而且第一轴节叉2的内部为空心结构设置，第一连轴件3通过第一活动轴5与第一轴节叉2相互固定连接，且第一活动轴5以第一连轴件3垂直中轴线为对称轴左右对称设置安装，第一连轴件3整体为十字型结构设置，且第一连轴件3以第一连轴件3的水平中轴线为对称轴上下对称设置安装，通过将常规的中间轴体1设置为中空结构，同时双段对接结构之间的连接花键设置为48齿的结构，使得双段中空结构的中间轴体1在动力传递的过程中可以承受更高以及传递更高的扭矩，强化了整体结构的负荷强度以及实用性，另外通过将中间轴体1与左右两端的第一轴节叉2以及第二轴节叉6设计为一体性结构，使得整个结构的稳定性得到有效的改善，也最大程度的减少因结构间焊接时，高温对双段中间轴体1中央嵌套连接的花键造成结构影响，使得其发生受热形变的问题出现，从而导致动力传递的过程中因大扭矩发生花键打滑的问题出现，另外通过在中间轴体1内部连接的花键结构的整体增长，并添加塑料结构将衔接处进行相互隔离，能有效的减震和消除间隙，提高整个中间轴体1中段的花键咬合度，提高动力传动的稳定性。
第一对接节叉4包括节叉主体401、花键轴402和公差槽403，节叉主体401的内部中央设置有花键轴402，且节叉主体401的一侧开设有公差槽403，第一对接节叉4通过第一活动轴5与第一连轴件3之间相互固定连接，且第一活动轴5的内部采用圆柱滚子轴承结构设置，节叉主体401与花键轴402之间为一体式结构设置，第一轴节叉2、第一连轴件3、第一对接节叉4和第一活动轴5之间结构呈十字轴向万向联轴器结构相连接，第一轴节叉2、第一连轴件3、第一对接节叉4和第一活动轴5分别与第二轴节叉6、第二连轴件7、第二对接节叉8和第二活动轴9的结构相同，且中间轴体1与左右两端的第一轴节叉2和第二轴节叉6之间为一体式结构，通过将第一活动轴5内部的球形滚子改为圆柱滚子轴承结构，极大提高了整个第一活动轴5与第二活动轴9在使用中承受荷载的能力，由于第一轴节叉2、第一连轴件3、第一对接节叉4、第一活动轴5相互之间形成呈十字轴向万向联轴器结构，以此使用圆柱滚子轴承结构的第一活动轴5与第二活动轴9可以很好的承受径向和轴向的组合载荷，另外由于整个装置利用第一对接节叉4和第二对接节叉8与外部结构相连接，因此通过将节叉主体401与花键轴402之间设置为一体结构，使得整个第一对接节叉4和第二对接节叉8在结构强度上有所提高，另外通过在节叉主体401侧边所开设的公差槽403结构，使得整个第一对接节叉4和第二对接节叉8在于外部结构相连接时，具有一定程度的容错率，以确保结构件可以紧密咬合的同时，具有一定的可调节性。
综上，如图1至图5所示，该高扭矩轻量化短中间轴，使用时，首先通过使用两个第一活动轴5将十字结构的第一连轴件3的左右两侧与第一轴节叉2相互固定连接，随后再利用另外两个第一活动轴5将十字结构的第一连轴件3的上下两侧与整个第一对接节叉4进行相互固定连接，从而形成一个十字轴向万向联轴器结构，利用第一活动轴5的结构特性，使得第一轴节叉2、第一连轴件3与第一对接节叉4相互之间具有结构连接的稳定性的同时具有足够的灵活性；
之后依照上述方式将中间轴体1的另一端的第二轴节叉6、第二连轴件7、第二对接节叉8和第二活动轴9，以同样的放置结构进行组合，从而形成一个完整的中间轴结构；
之后通过一体式结构的节叉主体401、花键轴402，将外部联动结构或是传动结构相连接，在公差槽403的结构设置下，使得整个第一对接节叉4和第二对接节叉8在于外部结构相连接时，有着一定程度的容错率，以确保结构件可以紧密咬合的同时，具有一定的可调节性；
而中空结构的中间轴体1，使得整个装置结构实现有效的结构轻量化，同时配合双段对接结构之间的连接花键为48齿的加长结构连接，使得双段中空结构的中间轴体1在动力传递的过程中可以承受更高以及传递更高的扭矩，强化了整体结构的负荷强度以及实用性，另外配合第一活动轴5与第二活动轴9内部的圆柱滚子轴承结构，进一步的提高了整个第一活动轴5与第二活动轴9在使用中承受荷载的能力，从而能够更好的传递高扭矩的动力。
本实用新型的实施例是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本实用新型限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显而易见的。选择和描述实施例是为了更好说明本实用新型的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本实用新型从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。
Claims (8)
1.一种高扭矩轻量化短中间轴，包括中间轴体（1）和第一对接节叉（4），其特征在于：所述中间轴体（1）的一端设置有第一轴节叉（2），且第一轴节叉（2）远离中间轴体（1）一端的中央设置有第一连轴件（3），所述第一对接节叉（4）连接于第一连轴件（3）远离第一轴节叉（2）的一侧，且第一连轴件（3）和第一轴节叉（2）、第一对接节叉（4）之间均设置安装有第一活动轴（5），所述第一对接节叉（4）包括节叉主体（401）、花键轴（402）和公差槽（403），所述节叉主体（401）的内部中央设置有花键轴（402），且节叉主体（401）的一侧开设有公差槽（403）。
2.根据权利要求1所述的一种高扭矩轻量化短中间轴，其特征在于，所述中间轴体（1）远离第一轴节叉（2）的一端设置有第二轴节叉（6），且第二轴节叉（6）远离中间轴体（1）的一端内部设置有第二连轴件（7），而且第二连轴件（7）远离第二轴节叉（6）的一侧连接有第二对接节叉（8），并且第二连轴件（7）与第二对接节叉（8）、第二轴节叉（6）之间均安装有第二活动轴（9）。
3.根据权利要求2所述的一种高扭矩轻量化短中间轴，其特征在于，所述第一轴节叉（2）和第二轴节叉（6）分别在水平轴向方向上相互垂直设置于中间轴体（1）的左右两侧，且第一轴节叉（2）和第二轴节叉（6）之间结构相同，而且第一轴节叉（2）的内部为空心结构设置。
4.根据权利要求1所述的一种高扭矩轻量化短中间轴，其特征在于，所述第一连轴件（3）通过第一活动轴（5）与第一轴节叉（2）相互固定连接，且第一活动轴（5）以第一连轴件（3）垂直中轴线为对称轴左右对称设置安装。
5.根据权利要求1所述的一种高扭矩轻量化短中间轴，其特征在于，所述第一连轴件（3）整体为十字型结构设置，且第一连轴件（3）以第一连轴件（3）的水平中轴线为对称轴上下对称设置安装。
6.根据权利要求1所述的一种高扭矩轻量化短中间轴，其特征在于，所述第一对接节叉（4）通过第一活动轴（5）与第一连轴件（3）之间相互固定连接，且第一活动轴（5）的内部采用圆柱滚子轴承结构设置。
7.根据权利要求1所述的一种高扭矩轻量化短中间轴，其特征在于，所述节叉主体（401）与花键轴（402）之间为一体式结构设置，所述第一轴节叉（2）、第一连轴件（3）、第一对接节叉（4）和第一活动轴（5）之间结构呈十字轴向万向联轴器结构相连接。
8.根据权利要求2所述的一种高扭矩轻量化短中间轴，其特征在于，所述第一轴节叉（2）、第一连轴件（3）、第一对接节叉（4）和第一活动轴（5）分别与第二轴节叉（6）、第二连轴件（7）、第二对接节叉（8）和第二活动轴（9）的结构相同，且中间轴体（1）与左右两端的第一轴节叉（2）和第二轴节叉（6）之间为一体式结构。
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