花键轴和转向传动轴的制作方法
【专利摘要】本实用新型属于车辆转向系统，具体地，涉及一种花键轴和转向传动轴，花键轴的一端为滑动连接端，其外周部形成有沿轴向延伸且沿周向间隔布置的多个花键齿，花键齿表面形成有用于容纳润滑脂的润滑凹槽。在花键齿外周部上，可通过周向加工凹槽在花键齿的表面形成润滑凹槽。转向传动轴包括轴管和花键轴，轴管的内壁形成有花键槽，滑动连接端伸入轴管内，形成花键齿槽配合且花键齿能够在花键槽中轴向滑移。其中，由于在每个花键齿的表面均形成有润滑凹槽，能够容纳润滑脂，使得在转向传动轴的工作过程中，润滑凹槽中暂存的润滑脂能够不断释出，给滑动副提供油膜，降低甚至消除振动异响，提高车辆品质。
【专利说明】
花键轴和转向传动轴
技术领域
[0001]本实用新型属于车辆转向系统，具体地，涉及一种转向传动轴及其花键轴。
【背景技术】
[0002]在汽车转向系统中，转向传动轴的两端通过各自转向万向节分别与转向器和转向管柱相连。其中，转向传动轴一般包括芯轴和轴管，芯轴可在轴管内沿轴向伸缩滑动，以实现溃缩。目前应用在汽车转向系统中的转向传动轴，其芯轴和轴管之间的伸缩滑动主要有注塑滑动式和滚珠滑动式两种结构，应用都比较广泛。注塑滑动式结构指的是芯轴(即花键轴)与轴管之间形成轴向花键配合，但在花键的表层有注塑层，注塑层与轴管花键槽的金属层滑动摩擦，通常注塑的花键上涂有润滑脂，以使得滑动顺畅、磨损小。注塑滑动式结构的成本较低，在小型车和较低价格的车中应用较多。
[0003]现有的注塑滑动式转向传动轴的主要缺点为:
[0004]I)整车状态行驶一段时间后，转向传动轴往复滑动部位的润滑脂会被刮掉，使得滑动副表面失去油膜；
[0005]2)滑动副表面缺少油脂后，芯轴与轴管之间磨损大，容易产生异响，通常在车辆行驶过程中会产生stick slip的振动异响。
【实用新型内容】
[0006]针对现有技术中的上述不足或缺陷，本实用新型提供了一种花键轴和具有该花键轴的转向传动轴，能有效改善花键轴与轴管之间的润滑性能，使得二者的伸缩滑动更顺畅、持久，消除摩擦振动、异响。
[0007]为实现上述目的，本实用新型提供了一种花键轴，所述花键轴的一端为滑动连接端，所述滑动连接端的外周部形成有沿轴向延伸且沿周向间隔布置的多个花键齿，所述花键齿的表面形成有用于容纳润滑脂的润滑凹槽。
[0008]优选地，在所述滑动连接端的外周面上，多个所述润滑凹槽呈环形排布。
[0009]优选地，通过沿轴向依次间隔的多道周向加工凹槽在每个所述花键齿的表面形成轴向间隔的多个所述润滑凹槽。
[0010]优选地，任意相邻两道所述周向加工凹槽之间的轴向间隔为5mm?8mm。
[0011]优选地，所述滑动连接端的花键齿外周部上均布有多个所述润滑凹槽，任意相邻的两个所述花键齿上的所述润滑凹槽之间沿轴向彼此间隔错开。
[0012]优选地，所述滑动连接端的外周部上形成有沿轴向依次间隔的多个花键区，每个所述花键区设有沿轴向延伸且沿周向间隔布置的多个所述花键齿。
[0013]优选地，每个所述花键区的外周面上形成有全覆盖的注塑材料外层。
[0014]优选地，所述润滑凹槽为具有半圆形横截面的半圆槽。
[0015]此外，本实用新型还提供了一种转向传动轴，所述转向传动轴包括轴管和上述的花键轴，所述轴管的内壁形成有沿轴向延伸且沿周向间隔布置的花键槽，所述花键轴的所述滑动连接端伸入所述轴管内，所述花键齿与所述花键槽形成花键配合并能够在所述花键槽中轴向滑移。
[0016]优选地，所述转向传动轴还包括密封套，该密封套的一端套设在所述轴管的端部外周部上，另一端径向向内收缩以形成缩口，所述花键轴穿过所述密封套的缩口伸入所述轴管内，所述缩口的周缘抵接所述滑动连接端的外周面。
[0017]通过上述技术方案，在本实用新型的转向传动轴及其花键轴中，由于在每个花键齿的表面均形成有润滑凹槽，能够用于容纳润滑脂，使得在转向传动轴的工作过程中，润滑凹槽中暂存的润滑脂能够不断释出，给滑动副提供油膜，降低甚至消除振动异响，消除驾驶员的担忧，提尚车辆品质。
[0018]本实用新型的其它特征和优点将在随后的【具体实施方式】部分予以详细说明。
【附图说明】
[0019]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:
[0020]图1为根据本实用新型的优选实施方式的转向传动轴的主视图；
[0021]图2为图1的转向传动轴的轴截面剖视图；
[0022]图3为根据本实用新型的一种优选实施形式的花键轴的主视图；
[0023]图4为根据本实用新型的另一种优选实施形式的花键轴的主视图；
[0024]图5为图3中的圆圈内部分的放大示意图；
[0025]图6为图4中的圆圈内部分的放大示意图；
[0026]图7为图1的转向传动轴中的轴管的立体图。
[0027]附图标记说明:
[0028]I花键轴2轴管
[0029]3密封套A、B、C 周向加工凹槽
[0030]11 滑动连接端12传动连接端
[0031]13花键齿14润滑凹槽
[0032]21花键槽
【具体实施方式】
[0033]以下结合附图对本实用新型的【具体实施方式】进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的【具体实施方式】仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限制本实用新型。
[0034]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。
[0035]下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。
[0036]如图1至图6所示，本实用新型提供了一种花键轴I，该花键轴I的一端为滑动连接端11，滑动连接端11的外周部形成有沿轴向延伸且沿周向间隔布置的多个花键齿13，每个花键齿13的表面均形成有用于容纳润滑脂的润滑凹槽14。
[0037]由于每个花键齿13均通过润滑凹槽14保留有固态润滑脂，这样在轴管2和花键轴I通过花键配合时，二者相互不可以转动但可以滑动，润滑脂可保证滑动过程中对滑动副持续提供油膜，可消除整车行驶一段时间后因滑动副间油膜消失导致的异响。可见，本实用新型的结构简单，加工实施方便，可降低甚至消除转向传动轴在整车状态下因干摩擦而导致的异响，从而提升转向系统性能，提高车辆品质。
[0038]这种润滑凹槽14可单独加工，但也可在滑动连接端11的花键齿外周部上，通过周向加工凹槽或其它方式在花键齿13的表面形成呈环形排布的一圈或多圈润滑凹槽14。如图5和图6所示，通过周向加工凹槽A、B和C，可加工出沿周向的三圈润滑凹槽14。
[0039]在加工如图3和图5所示的轴向间隔的多圈润滑凹槽14时，可直接通过车刀对旋转的成型花键轴I加工出所述多圈的润滑凹槽14。具体地，即通过沿轴向依次间隔的多道周向加工凹槽A、B、C在每个花键齿13的表面形成轴向间隔的多个润滑凹槽14。这样，每道周向加工凹槽在每个花键齿13上均形成一个润滑凹槽14，即每个花键齿13上形成多个润滑凹槽14，便于预存更多的润滑脂，增强油膜的持续供给能力。每个花键齿13上的润滑凹槽14的数目根据花键轴I的受力状态、材料刚度等具体设计，在本实施方式中，对于润滑凹槽14的轴向布置密度设定为:任意相邻两道周向加工凹槽之间的轴向间隔为5mm?8_。
[0040]另外，在本实施方式中，润滑凹槽14优选为具有半圆形横截面的半圆槽。半圆槽的半径依据花键轴I的半径确定，基本在0.5mm?0.8mm之间即可。当然润滑凹槽14的形状也不限于半圆形，也可以是矩形等，而且半圆槽的横截面也不限于是完整的半圆，可以是小于半圆。
[0041]在另一实施方式中，如图4和图6所示，滑动连接端11的花键齿外周部上均布有多个润滑凹槽14，任意相邻的两个花键齿13上的润滑凹槽14之间沿轴向彼此间隔错开。参见图6，此处的润滑凹槽14在花键齿外周面上均匀布置，且任意相邻的两个花键齿13上的润滑凹槽14沿轴向间隔开。通过对润滑凹槽14的这种布置方式，可对滑动副提供的油膜的分布均匀性更有保障。在图6中，润滑凹槽14同时也是成圈布置的，尽管在每一圈上，并不在每个花键齿13上均形成润滑凹槽14。此类布置的润滑凹槽14可通过数控机床等进行加工。
[0042]花键轴I的滑动连接端11也无需布满花键齿13，即花键齿13可分段设置。如图3和图4所示，滑动连接端11的外周部上形成有沿轴向依次间隔的多个花键区，每个花键区设有沿轴向延伸且沿周向间隔布置的多个花键齿13，相邻两个花键区之间为光轴段。这样，可减少键槽之间的滑动接触面积，便于装配且滑移更顺畅。而且，由于花键轴I和轴管2通常均为钢材，刚性接触滑动的磨损大，容易发出异响，因而每个花键区的外周面上均形成有全覆盖的注塑材料外层。这种注塑材料外层优选为耐用的聚甲醛树脂(POM)，但不限于此。花键齿13的注塑材料外层将金属与金属间的滑动转化为金属与树脂材料间的滑动摩擦，对改善NVH性能及摩擦机理都有帮助。
[0043]如图1、图2和图7所示，本实用新型还提供了一种转向传动轴，该转向传动轴包括轴管2和上述的花键轴I，轴管2的内壁形成有沿轴向延伸且沿周向间隔布置的花键槽21，花键轴I的滑动连接端11伸入轴管2内，花键齿13与花键槽21形成花键配合并能够在花键槽21中轴向滑移。这样，花键轴I与轴管2可轴向滑移但不可转动，形成伸缩轴，在行车过程中可伸缩自如。花键轴I的另一端则为传动连接端12，可直接枢接于转向万向节，或者连接另一延长杆。
[0044]特别地，转向传动轴的轴管2与花键轴I之间还设有密封装置，以防止灰尘，水等进入滑动副中。参见图1和图2，该转向传动轴包括密封套3，该密封套3的一端套设在轴管2的端部外周部上，另一端径向向内收缩以形成缩口，花键轴I穿过密封套3的缩口伸入轴管2内，缩口的周缘抵接滑动连接端11的外周面。这种密封套3优选为弹性套，例如橡胶套，可防雨水且刮除花键轴I的外周面的异物，保护轴管2内的滑动副上的油膜。
[0045]转向传动轴在装配时，需要在花键轴I上均匀涂抹润滑脂，同时花键轴I和轴管2抽拉滑动若干次，保证润滑脂在滑动副的摩擦表面均布，即形成均布的油膜。在整车状态下，转向传动轴在一定范围内滑动，在高速及频繁的滑动过程中，滑动表面原有的油脂会挥发或刮掉，滑动表面会因干摩擦产生异响。当花键轴I表面开有半圆槽时，装配过程中半圆槽中会充满油脂，在整车状态下的轴管滑动过程中会不断的补充滑动表面的润滑脂，保证花键轴I和轴管2间始终存在油膜，从而消除因干摩擦引起的异响，改善转向性能，提升整车品质。
[0046]以上所述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，例如密封套3也不限于橡胶套，还可以是刚性套管，但在缩口的周缘加装弹性密封圈，诸如此类改动均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1.一种花键轴，其特征在于，所述花键轴(I)的一端为滑动连接端(11)，所述滑动连接端(11)的外周部形成有沿轴向延伸且沿周向间隔布置的多个花键齿(13)，所述花键齿(13)的表面形成有用于容纳润滑脂的润滑凹槽(14)。2.根据权利要求1所述的花键轴，其特征在于，在所述滑动连接端(11)的外周面上，多个所述润滑凹槽(14)呈环形排布。3.根据权利要求2所述的花键轴，其特征在于，通过沿轴向依次间隔的多道周向加工凹槽在每个所述花键齿(13)的表面形成轴向间隔的多个所述润滑凹槽(14)。4.根据权利要求3所述的花键轴，其特征在于，任意相邻两道所述周向加工凹槽之间的轴向间隔为5mm?8_。5.根据权利要求1或2所述的花键轴，其特征在于，所述滑动连接端(11)的花键齿外周部上均布有多个所述润滑凹槽(14)，任意相邻的两个所述花键齿(13)上的所述润滑凹槽(14)之间沿轴向彼此间隔错开。6.根据权利要求1所述的花键轴，其特征在于，所述滑动连接端(11)的外周部上形成有沿轴向依次间隔的多个花键区，每个所述花键区设有沿轴向延伸且沿周向间隔布置的多个所述花键齿(13)。7.根据权利要求6所述的花键轴，其特征在于，每个所述花键区的外周面上形成有全覆盖的注塑材料外层。8.根据权利要求1所述的花键轴，其特征在于，所述润滑凹槽(14)为具有半圆形横截面的半圆槽。9.一种转向传动轴，其特征在于，所述转向传动轴包括轴管(2)和根据权利要求1?8中任意一项所述的花键轴(I)，所述轴管(2)的内壁形成有沿轴向延伸且沿周向间隔布置的花键槽(21)，所述花键轴(I)的所述滑动连接端(11)伸入所述轴管(2)内，所述花键齿(13)与所述花键槽(21)形成花键配合并能够在所述花键槽(21)中轴向滑移。10.根据权利要求9所述的转向传动轴，其特征在于，所述转向传动轴还包括密封套(3)，该密封套(3)的一端套设在所述轴管(2)的端部外周部上，另一端径向向内收缩以形成缩口，所述花键轴(I)穿过所述密封套(3)的缩口伸入所述轴管(2)内，所述缩口的周缘抵接所述滑动连接端(11)的外周面。
【文档编号】B62D1/20GK205686462SQ201620656911
【公开日】2016年11月16日
【申请日】2016年6月28日 公开号201620656911.4, CN 201620656911, CN 205686462 U, CN 205686462U, CN-U-205686462, CN201620656911, CN201620656911.4, CN205686462 U, CN205686462U
【发明人】靳泽聪, 朱瑞廷, 陈伟伟, 盛利, 陈亮, 董笑语, 李康
【申请人】长城汽车股份有限公司