CN100383415C - 动力传动装置 - Google Patents

Abstract

一种包括减震机构的动力传动装置。所述减震机构具有主动轴、从动轴、管式中间轴、第一接头以及第二接头。所述主动轴通过所述第一接头而与所述管式中间轴的第一端部相连，所述从动轴通过所述第二接头而与所述管式中间轴的第二端部相连。减震机构通过允许所述主动轴和从动轴的至少一个穿过所述每个接头滑入所述管式中间轴内而吸收轴向载荷。

Description

动力传动装置

技术领域

本发明涉及一种用于机动车的动力传动装置或者传动轴，尤其涉及一种减震机构，用于吸收轴向作用在所述传动轴上的输入载荷。

背景技术

一种典型的动力传动装置在日本专利JP-A-10-338046中被披露。

该动力传动装置应用于机动车的传动轴上，其中传动轴包括位于变速器侧的主动轴以及位于终端驱动侧的从动轴。所述主动轴和从动轴的每一个均包括一个与可滑动等速接头相连的端部。一个窄的小直径连接轴被设置在所述接头之间。所述主动轴的转矩通过所述接头和连接轴而传输至所述从动轴上。

每个接头包括一个减震机构，在所述主动轴和/或从动轴相对于所述连接轴发生相对轴向运动时，所述减震机构用于吸收力或者震动。

沿轴向作用在所述传动轴上的输入载荷通过所述轴的相对轴向运动以及所述减震机构的作用而被吸收。

相对于所述连接轴发生相对运动。因此，所述连接轴的长度需要足够的长。

在旋转过程中所述传动轴具有一个固有频率，该固有频率通常是低的。因为连接轴是长的，所以在正常转速与高转速之间所述传动轴会发生振动。传动轴的振动产生噪音，这是不希望的。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种用于机动车的动力传动装置。所述动力传动装置包括：主动轴；从动轴；管式中间轴；第一和第二接头。所述主动轴通过所述第一接头与所述管式中间轴的第一端部相连。所述从动轴通过所述第二接头与所述管式中间轴的第二端部相连。设置一个减震机构，它通过允许所述主动轴和所述从动轴的至少一个通过每个接头滑进所述管式中间轴内而吸收轴向载荷。

根据本发明的另一方面，提供了一种动力传动装置，它用于机动车的动力输出万向传动轴，包括：主动轴；从动轴；管式中间轴；第一接头；第二接头。所述主动轴通过第一接头而与所述管式中间轴的第一端部相连；所述从动轴通过所述第二接头而与所述管式中间轴的第二端部相连。并且所述管式中间轴的内径比所述主动轴和从动轴的直径要大。

附图说明

图1示出了根据本发明一个实施例的传动轴的纵向剖面；

图2示出了在汽车发生碰撞时所述传动轴的纵向剖面；

图3示出了在汽车发生比图2更大的碰撞时所述传动轴的纵向剖面；

图4示出了在汽车发生比图3更大的碰撞时所述传动轴的纵向剖面；

图5示出了在汽车发生比图4更大的碰撞时所述传动轴的纵向剖面；

图6示出了在汽车发生比图5更大的碰撞时所述传动轴的纵向剖面；

图7示出了在汽车发生碰撞并存在挠曲力时所述传动轴的纵向剖面；

图8示出了本发明的第二实施例。

具体实施方式

下面参考附图，对一个体现本发明的用于机动车的动力传动装置的减震机构进行描述。在所示实施例中，动力传动装置包括一个传动轴。

如图1所示，传动轴1包括：主动轴2、从动轴6、管式中间轴4、第一接头3和第二接头5。所述主动轴2通过所述第一接头3而与所述管式中间轴的第一端部4a相连。所述从动轴6通过所述第二接头5而与所述管式中间轴的第二端部4b相连。

所述主动轴2包括一个轴部7，所述轴部7的直径以大致阶梯状的方式变化。所述主动轴2还具有一个位于所述主动轴的第一端部2a上的法兰部8，用于与变速器相连，并具有位于主动轴的第二端部2b上的短轴9，用于与第一接头3相连。与所述中间轴4相比，所述主动轴2的长度相对较短。

所述轴部7具有位于第二端部2b与法兰部8之间的不同直径部。主动轴的第一端部2a的直径比主动轴的第二端部2b的直径更大。主动轴2在不同直径部之间具有一个锥形部7b。

所述从动轴6包括一个轴部10，所述轴部10的直径以大致阶梯状的方式变化。所述从动轴也具有一个位于所述从动轴的第一端部6a上的法兰部11，用于与变速器相连，以及具有位于从动轴的第二端部6b上的短轴12，用于与第二接头5相连。与所述中间轴4相比，所述从动轴6的长度相对较短。

所述轴部10具有位于第二端部6b与法兰部11之间的不同直径部。所述从动轴的第一端部6a的直径比所述从动轴的第二端部6b的直径要大。从动轴6在所述不同直径部之间具有锥形部10b。

所述管式中间轴4包括一个在汽车的前侧与后侧之间延伸的管13以及分别位于各端上的连件器14、15。每个连接器14、15通过焊接而与管13的相应部相连。

所述管13由金属制造并且与所述主动轴和从动轴相比具有较大的长度。所述管13的内径D比每个接头3、5的外径要小。

每个连接器14、15具有大致相同的结构。每个连接器14、15包括：阶梯内径部；基部14a、15a；管部14b、15b。所述管部14b、15b与所述基部14a、15a的端部制成一体，所述管部14b、15b的直径比所述基部14a、15a的直径要大。

所述基部14a、15a分别被装配在所述管13的各端上，使得所述基部的内表面14c、15c具有不同内径部，管式中间部一侧的内径比外滚道一侧的内径要小。

所述管部14b、15b的厚度比所述基部14a、15a的厚度要大。所述每个连接器14、15的内表面具有一个曲面形接纳部，用于在所述主动轴2和所述从动轴6的至少一个滑入所述管13内时接纳转矩传输球20、21，所述每个连接器14、15还具有形成于外表面上的凸缘14d、15d。凸缘14d、15d沿着圆周具有几个螺纹孔。

所述第一接头3和第二接头5具有大致相同的结构。每个接头均是等速接头，例如所谓的十字槽接头。如图1所示，这种等速接头包括：环形外滚道18、19、外部球面的环形保持架22、23、以及内滚道24、25。所述外滚道18、19通过螺栓16、17被沿轴向安装在连接器14、15的管部14b、15b的凸缘上。所述保持架22、23被设置在外滚道18、19的内部，用于保持所述球20、21。球20、21位于同一平面内并间隔开。所述平面位于内滚道24、25与外滚道18、19的一半弯曲角度上。所述内滚道24、25被支撑以便球20、21可转动地被保持在内滚道24、25上。

所述外滚道18、19具有多个槽18a、19a用于保持球20、21。一个金属润滑油盖27、28被连接在所述外滚道18、19的端部上用于约束外滚道18、19内部的润滑油。所述槽18a、19a相对于纵轴线具有一个倾斜角。另外，在外滚道18、19的预定圆周部分上具有用于安装螺栓16、17的孔。所述孔被设成沿着轴向穿过所述外滚道18、19。

所述润滑油盖27、28具有一个朝着管式中间轴4的球面环状中央部以及一个与外滚道18、19的内表面的端部相配合的环状外部。

每个内滚道24、25具有位于中央的相应的内花键孔24a、25a，用于与短轴9、12的一端相连接，并具有多个用于保持球20、21的槽。所述槽被形成于内滚道24、25的球面环状外表面上。所述外滚道18、19的内表面具有槽，所述的槽具有倾斜角以便使设在外滚道18、19的内表面的槽18a，19a交叉。球20、21被设置在内滚道24、25和外滚道18、19的槽中，用于在所述滚道之间传输转矩。另外，每个内滚道24、25被设计得可以通过卡环31、32而从短轴9、12上拆卸，所述卡环31、32被安装在短轴9、12的端部上。

所述第一接头3和第二接头5保持所述球20、21，用于在所述槽的交叉点之间传输转矩。通常，外滚道18、19与内滚道24、25之间的轴向相对移动量由保持架22、23和内滚道24、25调节。

密封罩29、30被设置在外滚道18、19与主动轴2及从动轴6之间。所述密封罩29、30与润滑油盖27、28被使用以便防止灰尘和水进入外滚道18、19中。

每个密封罩29、30具有相同的构造。每个密封罩29、30包括：具有小直径部的橡胶罩部29a和30a、具有第一端部和第二端部的金属止动部29b和30b、弯折部29c和30c。所述小直径部通过弯折部29c、30c而安装在短轴9、12的外圆周上。止动部的第一端部被安装在橡胶罩部29a、30a的外圆周上。止动部的第二端部通过螺栓16、17而安装在外滚道的主动轴侧和从动轴侧上。

在该实施例中，如图1所示，沿着图1的一个方向，碰撞载荷从变速器侧被输入到主动轴2上。如图2所示，所述主动轴2和从动轴6滑入管式中间轴4内，用于吸收轴向载荷。

内滚道24、25随同端轴9、12滑入管式中间轴4内。在内滚道滑动时，当内滚道的外圆周与保持架22、23的内圆周接触时，所述保持架断裂成两部分或三部分。

如图3所示，在保持架断裂后，主动轴2和从动轴6滑动以使内滚道24、25接近。内滚道24、25以及主动轴2和从动轴6的端部接触润滑油盖27、28的中央的内侧，所述润滑油盖27、28的中央断裂。

在这种情况下，当保持架22、23断裂时，球20、21从保持架中脱离。然后，球20、21与外滚道18、19的内侧以及断裂的润滑油盖27、28的内侧发生干涉。

而且，如图4所示，在由连接器的内锥形部14c、15c所引导时，短轴9、12与内滚道24、25连续地滑入管式中间轴4内，用于吸收轴向载荷。

在润滑油盖26、27断裂后，主动轴2和从动轴6没有任何障碍或阻力地轴向地滑动。因此，即使总力是低的，主动轴2和从动轴6也能滑动一个大的距离。

为了通过罩带29c、30c而安装在短轴9、12上，密封罩29、30的小直径部与所述短轴9、12一起移动，并且所述橡胶罩部29a、30a从止动部29b、30b的一个固定位置被拉入所述管式中间轴4中。

如图5所示，当主动轴2和从动轴6进一步滑动时，所述橡胶罩部29a断裂。

这时，当轴部7、10滑动通过第一接头3和第二接头5时，轴部7、10不与球20、21以及断裂的保持架22、23相干涉。该作用可以没有干涉地吸收轴向位移。

如图6所示，另外，所述主动轴2和从动轴6滑入所述管式中间轴4中，从而主动轴2和从动轴6的进一步滑动被调节。因为主动轴2和从动轴6的法兰部8、11的内端碰到止动部29b、30b的突出端，所以通过该动作而阻止主动轴2和从动轴6的轴向滑动。

如图7所示，主动轴2和从动轴6会受到进一步附加的力，例如，从动轴6接收一个挠曲力。然后内滚道25沿着围绕着第二接头5的中心的挠曲力的方向被止动部30b移动离开中心轴线，并吸收所述力，直到与管式中间轴4的内表面相接触。这时，任何轴向载荷被进一步吸收。因此，所述管式中间轴4不会发生扭曲。

也就是说，当管式中间轴4扭曲时，它在扭曲位置与周围的部件相干涉。

在该实施例中，通过从动轴6的长度滑出最大的行程，从动轴6与内滚道25被止动部30b移动偏离中心轴线，从而止动部吸收挠曲力。以这种方式，所述管式中间轴4不会扭曲并且能够吸收轴向载荷。

所述主动轴2与所述从动轴具有相同的作用。当两个轴同时移动偏离中心轴线时，这种运动比仅仅通过一个轴而吸收轴向载荷能够完成得更好。尤其是，当吸收轴向载荷时所述管式中间轴4不会扭曲。显然，这是高效率的。

以这种方式，在该实施例中，所述减震机构是使主动轴2及从动轴6滑入管式中间轴的第一和第二端部4a、4b，而不是应用一个窄的小直径连接轴进行滑动。因此，主动轴2和从动轴6的长度与连接轴相比可以较小，并且借助不同直径部7a、10a，主动轴和从动轴的轴部7、10的直径可以很大。

因此，在旋转期间所述传动轴的固有频率是高的。从而可以防止在正常转速与高转速之间的传动轴的振动和噪音。

另外，在该实施例中，当主动轴2和从动轴6轴向地滑动时，通过锥形部7b、锥形部10b以及基部的内表面14c、15c可防止障碍和阻力。因此，滑动力被控制得较低。

因此，所述减震机构能够获得吸收具有大滑动量和低滑动力的轴向位移的足够的吸收效率。

参考图8，它示出了本发明的第二实施例，其中连接器14、15具有沿着管式中间轴4的内表面4a延伸的保护器33、34。所述保护器33、34与连接器14、15的基部的端部制成一体。

所述保护器33、34大致形成为圆筒形，它具有沿着内表面4a的轴向长度方向。当主动轴2和从动轴6滑动一个最大量而进入管式中间轴4内时，所述轴向长度比内滚道24、25所处的区域更长。所述保护器33、34的外径比管式中间轴4的内径要小。在保护器33、34的外表面与管式中间轴4的内表面之间形成一个圆筒形间隙S。

在该实施例中，当主动轴2和从动轴6滑动一个最大的量并进一步离开中心轴线时，内滚道24、25的外表面与保护器33、34的内表面33a、34a提供干涉以吸收振动。

因此，能够防止管式中间轴4的扭曲，并且防止内滚道24、25与管式中间轴4的内表面直接接触。

特别地，通过间隙S能够有效地吸收内滚道24、25作用在保护器33、34上的振动。因此，可以防止保护器33、34的扭曲。并且避免对管式中间轴4的振动作用。

另外，所述主动轴2和从动轴6具有不同直径部，第一端部2a、6a的直径比第二端部2b、6b的直径要大。

所述轴部7、10形成有一个分段直径部，而不仅仅是一个小直径部。因此，轴的刚性增加。

所以，传动轴的固有频率更高，并且由轴的运动所引起的传动振动和噪音减小。所述传动轴的振动产生于正常转速和高转速之间。

更特别地，管式中间轴4的长度可以适用于多种汽车的尺寸。

而且，主动轴2和从动轴6的直径能够被构造在比管式中间轴的内径小很多的一个范围内。在这种情况下，传动轴的固有频率能够提高。

于2004年3月4日递交的日本专利申请P2004-59974的全部内容被结合在此以作为参考。

Claims (20)

1.一种动力传动装置，包括：

主动轴；

从动轴；

管式中间轴；

第一接头；

第二接头；

所述主动轴通过所述第一接头而与所述管式中间轴的第一端部相连；

所述从动轴通过所述第二接头而与所述管式中间轴的第二端部相连；

所述主动轴和所述从动轴中至少一个具有：

法兰部，

轴部，该轴部具有朝向所述法兰部以阶梯状的方式扩大的直径，从而具有锥形部，

一个减震机构，该减震机构通过允许所述主动轴和从动轴的至少一个通过相应的接头而滑入所述管式中间轴内而吸收轴向载荷。

2.一种动力传动装置，包括：

主动轴，所述主动轴具有第一端部和第二端部；

从动轴，所述从动轴具有第一端部和第二端部；

所述主动轴和所述从动轴中至少一个具有：

法兰部，

轴部，该轴部具有朝向所述法兰部以阶梯状的方式扩大的直径，从而具有锥形部，

管式中间轴，所述管式中间轴被设置在所述主动轴的第二端部与所述从动轴的第二端部之间；

第一接头；

第二接头；

所述第一接头具有一个限定第一外滚道的部件、一个位于所述第一外滚道内部的第一内滚道、以及一个与所述第一外滚道及第一内滚道相连以便传输第一外滚道与第一内滚道之间的转矩的第一球；

所述第二接头具有一个限定第二外滚道的部件、一个位于所述第二外滚道内部的第二内滚道、以及一个与所述第二外滚道及第二内滚道相连以便传输第二外滚道与第二内滚道之间的转矩的第二球；

一个减震机构，用于在产生轴向载荷时，通过允许所述主动轴和从动轴滑入所述管式中间轴内而吸收轴向载荷；其中：

所述锥形部用于在相应的主动轴或从动轴滑入所述管式中间轴内时防止阻碍，

所述第一外滚道与所述管式中间轴的第一端部相连，所述第二外滚道与所述管式中间轴的第二端部相连；

所述管式中间轴的第一端部和第二端部的至少一个具有阶梯状内直径部，该阶梯状内直径部的内直径朝向连接在其上的外滚道而锥状地扩大，

所述第一内滚道与所述主动轴的第二端部相连；

所述第二内滚道与所述从动轴的第二端部相连。

所述阶梯状内直径部用于在相应的主动轴或从动轴滑入所述管式中间轴内时引导相应的主动轴或从动轴。

3.如权利要求2所述的动力传动装置，其特征在于：所述主动轴的第一端部的直径比所述主动轴的第二端部的直径要大。

4.如权利要求2所述的动力传动装置，其特征在于：所述从动轴的第一端部的直径比所述从动轴的第二端部的直径要大。

5.如权利要求3所述的动力传动装置，其特征在于：所述主动轴具有位于所述直径部之间的一个锥形部。

6.如权利要求4所述的动力传动装置，其特征在于：所述从动轴具有位于所述直径部之间的一个锥形部。

7.如权利要求2所述的动力传动装置，其特征在于：所述主动轴和从动轴具有不同直径部，每个轴的第一端部的直径比每个轴的第二端部的直径要大。

8.如权利要求7所述的动力传动装置，其特征在于：所述主动轴和从动轴的每一个具有位于所述直径部之间的一个锥形部。

9.如权利要求2所述的动力传动装置，其特征在于：进一步包括一个连接器；所述第一和第二外滚道通过所述连接器与所述管式中间轴相连。

10.如权利要求9所述的动力传动装置，其特征在于：所述连接器限定一个圆柱部，所述圆柱部具有不同内径部，所述管式中间部侧的内径比所述外滚道侧的内径要小。

11.如权利要求10所述的动力传动装置，其特征在于：所述连接器具有位于所述不同直径部之间的一个锥形部。

12.如权利要求9所述的动力传动装置，其特征在于：所述连接器具有一个沿着所述管式中间轴延伸的保护器。

13.如权利要求12所述的动力传动装置，其特征在于：所述保护器与所述连接器制成一体。

14.如权利要求8所述的动力传动装置，其特征在于：进一步包括一个连接器，所述第一和第二外滚道通过所述连接器与所述管式中间轴相连。

15.如权利要求14所述的动力传动装置，其特征在于：所述连接器具有一个沿着所述管式中间轴延伸的保护器。

16.如权利要求15所述的动力传动装置，其特征在于：所述保护器与所述连接器制成一体。

17.如权利要求14所述的动力传动装置，其特征在于：所述连接器限定一个圆筒部，所述圆筒部具有不同内径部，所述管式中间部侧的内径比所述外滚道侧的内径要小。

18.如权利要求17所述的动力传动装置，其特征在于：所述连接器具有位于所述不同直径部之间的一个锥形部。

19.一种用于汽车的动力输出万向传动轴的动力传动装置，该动力传动装置包括：

主动轴；

从动轴；

管式中间轴；

第一接头；

第二接头；

所述主动轴通过所述第一接头而与所述管式中间轴的第一端部相连；

所述从动轴通过所述第二接头而与所述管式中间轴的第二端部相连；

所述主动轴和所述从动轴中至少一个具有：

法兰部，

轴部，该轴部具有朝向所述法兰部以阶梯状的方式扩大的直径，从而具有锥形部，

其中所述管式中间轴的内径比所述主动轴和所述从动轴的至少一个的直径要大，并且在受到碰撞轴向载荷时，所述主动轴和所述从动轴的至少一个适于通过相应的接头滑入所述管式中间轴内，

所述锥形部用于在相应的主动轴或从动轴滑入所述管式中间轴内时防止阻碍。

20.如权利要求1所述的动力传动装置，其特征在于：所述动力传动装置还具有，

形成为圆筒形的保护器，该保护器具有比管式中间轴的内径小的外径，该保护器沿着管式中间轴的内表面延伸，从而在保护器的外表面与管式中间轴的内表面之间形成间隙。

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