一种能自动补偿花键磨损间隙的伸缩式转向下传动轴组合的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种能自动补偿花键磨损间隙的伸缩式转向下传动轴组合，其特征在于，所述传动轴组合包括下万向节叉、万向节十字轴、万向节十字轴、套用万向节叉、轴用万向节叉、上万向节叉，所述下万向节叉通过万向节十字轴与套用万向节叉连接，所述轴用万向节叉通过万向节十字轴与上万向节叉连接，所述传动轴组合还包括伸缩式传动装置，所述伸缩式传动装置设置在套用万向节叉和轴用万向节叉之间。该装置使汽车在行驶过程中由于钝角V形弹簧片的弹力作用和转向轴旋转离心力的作用使钢球始终与花键套内直角V形面和钝角V形弹簧片处于紧密啮合状态，从而起到自动补偿花键磨损间隙的作用，防止产生异响，增加了汽车行驶的安全性能。
【专利说明】
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种调整装置，具体地说是一种能自动补偿花键磨损间隙的伸缩式转 向下传动轴组合，属于汽车转向传动装置【技术领域】。 一种能自动补偿花键磨损间隙的伸缩式转向下传动轴组合
【背景技术】
[0002] 目前汽车转向传动装置主要由方向盘、转向轴组合、转向管柱组合、转向下传动轴 组合、方向机等组成。转向下传动轴组合是汽车转向传动装置的重要组成部分，它上连转向 轴，下连方向机，其功能主要是传递转向交变扭矩。伸缩式转向下传动轴组合两端采用花键 形式的万向节叉，上端万向节叉通过内花键与转向轴下端外花键连接，下端万向节叉通过 内花键与方向机齿轮轴外花键连接，上万向节叉通过万向节十字轴与花键轴组合连接，下 万向节叉通过万向节十字轴与花键套组合连接，花键轴在花键套内可以自由伸缩。汽车在 行驶过程中，经常需要调整和改变行驶方向，当驾驶员操纵方向盘，通过转向轴将交变扭矩 传递给下传动轴，再经方向机将力传输给转向桥两侧的转向节，使转向轮偏转角按一定关 系变化，实现车轮转向。
[0003] 现有伸缩式转向下传动轴组合主要有三种结构形式，一种是花键套端部均布设置 四条开口槽，采用钢带卡箍将其抱紧，花键轴在花键套内可以自由伸缩；另一种是在花键轴 外表面或在花键套内表面涂敷一层尼龙层，保证滑动花键有合理的配合间隙；还有一种是 采用钢球滚球式结构，装配时通过调整钢球直径，达到满足花键配合间隙的目的。上述三种 结构在出厂初期阶段，花键轴在花键套内伸缩自如，有一定的滑动阻力，性能安全可靠。但 是，当汽车行驶超过一定的里程，特别在颠簸路面行驶时，容易造成剧烈的震动，在交变载 荷的作用下，加快相关零部件的磨损，尤其是滑动花键的磨损，问题是：现有结构都无法弥 补因磨损造成的滑动花键逐渐增大的配合间隙，从而导致产生异响，传到驾驶室内，直接影 响驾驶性能，给汽车行驶安全带来重大的事故隐患。因此，迫切需要一种新的技术方案解决 上述技术问题。
【发明内容】
[0004] 本发明正是针对现有技术中存在的技术问题，提供一种能自动补偿花键磨损间隙 的伸缩式转向下传动轴组合，该装置整体结构涉及巧妙，操作方便，该装置使汽车在行驶过 程中由于钝角V形弹簧片的弹力作用，使钢球始终与花键套内直角V形面和钝角V形弹簧 片处于紧密啮合状态，从而起到自动补偿花键磨损间隙的作用，防止产生异响，增加了汽车 行驶的安全性能。
[0005] 为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为，一种能自动补偿花键磨损间隙的 伸缩式转向下传动轴组合，其特征在于，所述传动轴组合包括下万向节叉、万向节十字轴、 万向节十字轴、套用万向节叉、轴用万向节叉、上万向节叉，所述下万向节叉通过万向节十 字轴与套用万向节叉连接，所述轴用万向节叉通过万向节十字轴与上万向节叉连接，所述 传动轴组合还包括伸缩式传动装置，所述伸缩式传动装置设置在套用万向节叉和轴用万向 节叉之间。
[0006] 作为本发明的一种改进，所述伸缩式传动装置包括花键套、垫圈、钢球保持架、钢 球、橡胶垫、花键轴、卡盖、钝角V形弹簧片以及轴用弹性挡圈，所述套用万向节叉与花键套 通过焊接连接，橡胶垫通过卡盖固定在花键套上，所述花键轴与轴用万向节叉通过焊接连 接，轴用万向节叉通过万向节十字轴与上万向节叉连接，所述钢球7装嵌在钢球保持架上， 钢球保持架通过垫圈、轴用弹性挡圈将其装嵌在花键轴上，钝角V形弹簧片安装在花键轴 内与钢球接触。涂敷尼龙层的花键轴在花键套内可以自由伸缩，且保持一定的滑动阻力。
[0007] 作为本发明的一种改进，所述钝角V形弹簧片一端V型垂直方向两片折角矩形片 装嵌在钢球保持架与花键轴轴端的台阶之间，另一端V形水平方向两片折角矩形片装嵌在 花键轴渐开线齿形的内侧齿端。
[0008] 作为本发明的一种改进，所述花键轴渐开线齿形涂敷尼龙涂层，其作用是因为尼 龙涂膜具有很高的强度，能够长时间承受负荷，尼龙涂膜具有良好的回弹性，花键渐开线曲 面不会发生永久变形，保持强韧度以抵抗由于反复冲击负荷产生的断裂；尼龙涂膜的静电 摩擦系数和动摩擦系数小，耐磨性能很好，又有耐磨自润滑性能；尼龙涂膜比较钢质件噪音 低，可降低噪声20-25dB，防止产生异响；尼龙涂膜的耐水、耐盐雾、耐侯性能好；花键轴沿 圆周中心对称方向设置两条锐角V形槽，所述两条锐角V形槽用于容纳V型弹簧片、钢球、 以及钢球保持架，钝角V形弹簧片安装在花键轴的锐角V形槽内与钢球接触，其作用是在现 有技术的基础上，设置一种能自动补偿滑动花键磨损间隙的装置，该两条V型槽正是为容 纳该装置的核心部件V型弹簧片和钢球、钢球保持架而设计的。
[0009] 作为本发明的一种改进，所述花键套上设置有两条直角V型槽。所述直角V型槽 供容纳两组钢球使用，其作用有两点，一是配合花键共同担负传递转向交变扭矩，二是在花 键配合逐步磨损的过程中，由于V型弹簧片的弹力作用和转向轴旋转离心力的作用使钢球 与花键套V型槽始终处于紧密啮合状态，钢球由辅助传递交变扭矩转化为主要传递交变扭 矩，达到了自动补偿花键磨损间隙的目的。
[0010] 作为本发明的一种改进，所述钢球保持架为整体结构，一端中心设置安装孔，与花 键轴轴端台阶面配合，另一端为开口形式，沿圆周对称方向设置两组均匀排列的钢球槽。 作为安装钢球使用的钢球保持架一端的开口形式可以使钢球一直处于一种自由状态，在V 型弹簧片的作用下始终与花键套的V形槽处于一种紧密啮合状态。
[0011] 相对于现有技术，本发明的优点如下，1)整体结构设计巧妙、新颖、可靠、实用，拆 卸组装维修更换方便、成本较低；2)该技术方案中由于钝角V形弹簧片的弹力作用，使钢球 与钝角V形弹簧片和花键套内直角V形槽始终处于紧密啮合状态，因而能自动补偿滑动花 键因磨损产生的间隙，克服了已有技术滑动花键磨损无法补偿磨损间隙的缺陷，消除了因 滑动花键磨损产生的异响，有效地增加了汽车行驶的安全性能，延长了汽车行驶的使用寿 命。
【专利附图】
【附图说明】
[0012] 图1为本发明的结构示意图； 图2为图1的A-A剖面视图； 图3为V形弹簧片的示意图； 图4为花键轴的不意图； 图5为花键轴、花键套对应位置示意图； 图6为尼龙保持架示意图； 其中，1、下万向节叉，2、万向节十字轴，3、套用万向节叉，4、花键套，5、垫圈，6、钢球保 持架，7、钢球，8、橡胶垫，9、花键轴，10、轴用万向节叉，11、万向节十字轴，12、上万向节叉， 13、卡盖，14、钝角V形弹簧片，15、轴用弹性挡圈，16、涂敷尼龙层，17、锐角V型槽，18、直角 V型槽，19、钢球槽。
【具体实施方式】
[0013] 为了加深对本发明的理解和认识，下面结合附图对本发明作进一步描述和介绍。
[0014] 实施例1 :如图1，一种能自动补偿花键磨损间隙的伸缩式转向下传动轴组合，所 述传动轴组合包括下万向节叉1、万向节十字轴2、万向节十字轴11、套用万向节叉3、轴用 万向节叉10、上万向节叉12,所述下万向节叉1通过万向节十字轴2与套用万向节叉3连 接，所述轴用万向节叉10通过万向节十字轴11与上万向节叉12连接，所述传动轴组合还 包括伸缩式传动装置，所述伸缩式传动装置设置在套用万向节叉3和轴用万向节叉10之 间。该技术方案使花键的磨损间隙得到自动补偿，从而消除了因花键磨损产生的震动和异 响，提高了汽车行驶的安全性能，延长了汽车行驶的使用寿命。
[0015] 实施例2 :如图1，作为本发明的一种改进，所述伸缩式传动装置包括花键套4、垫 圈5、钢球保持架6、钢球7、橡胶垫8、花键轴9、卡盖13、钝角V形弹簧片14以及轴用弹性挡 圈15,所述套用万向节叉3与花键套4通过焊接连接，橡胶垫8通过卡盖13固定在花键套 4上，所述花键轴9与轴用万向节叉10通过焊接连接，轴用万向节叉10通过万向节十字轴 11与上万向节叉12连接，所述钢球7装嵌在钢球保持架6上，钢球保持架6通过垫圈5、轴 用弹性挡圈15将其装嵌在花键轴9上，钝角V形弹簧片14安装在花键轴9内与钢球7接 触。花键轴9在花键套4内可以自由伸缩，且保持一定的滑动阻力。其余结构和优点与实 施例1完全相同。
[0016] 实施例3 :如图1、图3,作为本发明的一种改进，所述钝角V形弹簧片14 一端V型 垂直方向两片折角矩形片装嵌在钢球保持架6与花键轴9轴端的台阶之间，另一端V形水 平方向两片折角矩形片装嵌在花键轴9渐开线齿形的内侧齿端。其余结构和优点与实施例 1完全相同。
[0017] 实施例4 :如图1、图4,作为本发明的一种改进，所述花键轴9渐开线齿形涂敷尼 龙涂层（16)，其作用是因为尼龙涂膜具有很高的强度，能够长时间承受负荷，尼龙涂膜具有 良好的回弹性，花键渐开线曲面不会发生永久变形，保持强韧度以抵抗由于反复冲击负荷 产生的断裂；尼龙涂膜的静电摩擦系数和动摩擦系数小，耐磨性能很好，又有耐磨自润滑性 能；尼龙涂膜比较钢质件噪音低，可降低噪声20-25dB，防止产生异响；尼龙涂膜的耐水、耐 盐雾、耐侯性能好；花键轴9沿圆周中心对称方向设置两条锐角V形槽17,所述两条锐角V 形槽17用于容纳V型弹簧片14、钢球7、以及钢球保持架6,钝角V形弹簧片14安装在花键 轴9的锐角V形槽17内与钢球7接触，该V型槽正是为容纳该装置的核心部件V型弹簧片 14和钢球7、钢球保持架6而设计的。其余结构和优点与实施例1完全相同。
[0018] 实施例5 :如图1、图5,作为本发明的一种改进，所述花键套4上设置有两条直角V 型槽18。花键套4两条直角V型槽18供容纳两组钢球使用，其作用有两点，一是配合花键 共同担负传递转向交变扭矩，二是在花键配合间隙逐步磨损的过程中，由于V型弹簧片的 弹力作用和转向轴旋转离心力的作用使钢球与花键套V型槽始终处于紧密啮合状态，钢球 由辅助传递交变扭矩转化为主要传递交变扭矩，达到了自动补偿花键磨损间隙的目的。其 余结构和优点与实施例1完全相同。
[0019] 实施例6 :如图1、图6,作为本发明的一种改进，所述钢球保持架6为整体结构，一 端中心设置安装孔，与花键轴9轴端台阶面配合，另一端为开口形式，沿圆周对称方向设置 两组均匀排列的钢球槽19。作为安装钢球7使用的钢球保持架6-端的开口形式可以使钢 球7 -直处于一种自由状态，在V型弹簧片14的作用下始终与花键套4的V形槽处于一种 紧密啮合状态。其余结构和优点与实施例1完全相同。
[0020] 工作原理： 参加图1-图6,本技术方案中提供了一种能自动补偿花键磨损间隙的伸缩式转向下传 动轴组合，该技术方案中，设置了新颖的钝角V形弹簧片14,该零件采用高强度、高耐磨、高 弹性的优质薄片弹簧钢板经冷冲压制作而成；参见图4,花键轴9在径向对称方向设置两条 锐角V形槽17,圆周方向锐角V形槽两侧为渐开线花键，采用冷挤压工艺成形，渐开线花键 采用表面尼龙涂敷工艺，并经刀口模推塑成形，达到与花键套内花键啮合的要求；见图5， 花键套4在与花键轴9配合的对应位置设置两条内直角V形槽18 ;见图6,钢球保持架为 整体结构，一端中心设置安装孔，与花键轴轴端台阶面配合，另一端为开口形式，圆周对称 方向设置两组均匀排列的钢球槽19,采用尼龙注塑成形。钝角V形弹簧片14,使花键轴9、 花键套4在伸缩运行过程中，由于钝角V形弹簧片14的弹力作用和转向轴旋转离心力的作 用使钢球7与花键套4内直角V形槽18和钝角V形弹簧片14始终处于紧密接触状态，即 使在花键逐步磨损的情况下，钝角V形弹簧片14的弹力作用依然存在，使花键的磨损间隙 得到自动补偿，从而消除了因花键磨损产生的震动和异响，提高了汽车行驶的安全性能，延 长了汽车行驶的使用寿命。
[0021] 本发明还可以将实施例2、3、4、5、6所述技术特征中的至少一个与实施例1组合形 成新的实施方式。
[0022] 需要说明的是上述实施例，并非用来限定本发明的保护范围，在上述技术方案的 基础上所作出的等同变换或替代均落入本发明权利要求所保护的范围。
【权利要求】
1. 一种能自动补偿花键磨损间隙的伸缩式转向下传动轴组合，其特征在于，所述传动 轴组合包括下万向节叉（1)、万向节十字轴（2)、万向节十字轴（11)、套用万向节叉（3)、轴 用万向节叉（10)、上万向节叉（12)，所述下万向节叉（1)通过万向节十字轴（2)与套用万向 节叉（3)连接，所述轴用万向节叉（10)通过万向节十字轴（11)与上万向节叉（12)连接，所 述传动轴组合还包括伸缩式传动装置，所述伸缩式传动装置设置在套用万向节叉（3)和轴 用万向节叉（10)之间。
2. 如权利要求1所述的能自动补偿花键磨损间隙的伸缩式转向下传动轴组合，其特 征在于，所述伸缩式传动装置包括花键套（4)、垫圈（5)、钢球保持架（6)、钢球（7)、橡胶垫 (8)、花键轴（9)、卡盖（13)、钝角V形弹簧片（14)以及轴用弹性挡圈（15)，所述套用万向节 叉（3)与花键套（4)通过焊接连接，橡胶垫（8)通过卡盖（13)固定在花键套（4)上，所述花 键轴（9)与轴用万向节叉（10)通过焊接连接，轴用万向节叉（10)通过万向节十字轴（11) 与上万向节叉（12)连接，所述钢球（7)装嵌在钢球保持架（6)上，钢球保持架（6)通过垫圈 (5 )、轴用弹性挡圈（15 )将钢球保持架装嵌在花键轴（9 )上，钝角V形弹簧片（14)安装在花 键轴（9)内与钢球（7)接触。
3. 如权利要求2所述的能自动补偿花键磨损间隙的伸缩式转向下传动轴组合，其特征 在于，所述钝角V形弹簧片（14) 一端V型垂直方向两片折角矩形片装嵌在钢球保持架（6) 与花键轴（9)轴端的台阶之间，另一端V形水平方向两片折角矩形片装嵌在花键轴（9)渐开 线齿形的内侧齿端。
4. 如权利要求2所述的能自动补偿花键磨损间隙的伸缩式转向下传动轴组合，其特征 在于，所述花键轴（9)渐开线齿形涂敷尼龙涂层（16);花键轴（9)沿圆周中心对称方向设置 两条锐角V形槽（17)，所述两条锐角V形槽用于容纳V型弹簧片（14)、钢球（7)、以及钢球 保持架（6 )，钝角V形弹簧片（14)安装在花键轴（9 )内与钢球（7 )接触。
5. 如权利要求3或4所述的能自动补偿花键磨损间隙的伸缩式转向下传动轴组合，其 特征在于，所述花键套（4)上设置有两条直角V型槽（18)。
6. 如权利要求5所述的能自动补偿花键磨损间隙的伸缩式转向下传动轴组合，其特征 在于，所述钢球保持架（6)为整体结构，一端中心设置安装孔，与花键轴（9)轴端台阶面配 合，另一端为开口形式，沿圆周对称方向设置两组均匀排列的钢球槽（19)。
【文档编号】F16D3/18GK104118471SQ201410375875
【公开日】2014年10月29日 申请日期:2014年8月1日 优先权日:2014年8月1日
【发明者】徐镇, 郑云刚, 周国伟, 毛正昌 申请人:江苏金也汽车配件有限公司