一种传动轴溃缩结构的制作方法
【专利摘要】本发明提供了一种传动轴溃缩结构，包括：传动轴，所述传动轴包括大直径传动轴和小直径传动轴，所述大直径传动轴为管轴，所述小直径传动轴的一端配合设置于所述大直径传动轴的管孔内；溃缩吸能装置，所述溃缩吸能装置设置于所述大直径传动轴的管孔内，所述溃缩吸能装置的一端与所述大直径传动轴固定连接，另一端与所述小直径传动轴伸入大直径传动轴的一端相抵靠，所述溃缩吸能装置包括外环和内环，所述外环和内环同轴设置且端面相互抵靠，所述外环和内环的接触面为斜面。本发明所述的传动轴溃缩结构，可以解决一般传动轴的溃缩结构易造成二次伤害以及零部件不能回收利用的问题。
【专利说明】一种传动轴溃缩结构
【技术领域】
[0001]本发明涉及传动轴【技术领域】，特别涉及一种传动轴溃缩结构。
【背景技术】
[0002]在汽车的各种性能中，人们首要关注的是汽车的安全性，在汽车上，传动轴连接在变速器和驱动桥之间，是动力传递的主要部件，车辆碰撞时，可能会导致传动轴折断，断裂的传动轴可能拖地，致使车辆掀翻；传动轴也可能冲进驾驶舱，严重威胁乘车人员的人身安全。
[0003]由此，为防止车辆发生碰撞时传动轴弯折，可以在汽车的传动轴上设置溃缩结构，车辆发生碰撞时，溃缩结构可以吸收一部分能量，对传动轴有一定的缓冲作用。但现有技术中的溃缩结构碰撞后能量会再次释放，可能会造成二次伤害，并且碰撞后会导致传动轴完全损毁使得零部件不能回收利用。
【发明内容】
[0004]有鉴于此，本发明旨在提出一种传动轴溃缩结构，以解决一般传动轴的溃缩结构易造成二次伤害以及零部件不能回收利用的问题。
[0005]为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的:
[0006]一种传动轴溃缩结构，包括:传动轴，所述传动轴包括大直径传动轴和小直径传动轴，所述大直径传动轴为管轴，所述小直径传动轴的一端配合设置于所述大直径传动轴的管孔内，且所述小直径传动轴与大直径传动轴可沿轴向相对滑动；溃缩吸能装置，所述溃缩吸能装置设置于所述大直径传动轴的管孔内，所述溃缩吸能装置的一端与所述大直径传动轴固定连接，另一端与所述小直径传动轴伸入大直径传动轴的一端相抵靠，所述溃缩吸能装置包括外环和内环，所述外环和内环同轴设置且端面相互抵靠，所述外环和内环的接触面为斜面，所述内环由弹性材料制作且为开口环和/或所述外环由弹性材料制作且为开口环。
[0007]进一步的，所述小直径传动轴为管轴，所述大直径传动轴和小直径传动轴通过滑动花键副滑动连接，所述滑动花键副包括压装于所述小直径传动轴一端外壁上的外花键和压装于所述大直径传动轴一端内壁上的内花键，所述外花键具有螺旋角，所述外花键和内花键在所述外花键的螺旋角的作用下产生过盈配合。
[0008]进一步的，所述外环和内环均为多个且沿轴向交替设置。
[0009]进一步的，所述外环为完整环，所述内环为开口环，当所述溃缩吸能装置受到轴向的压力时，所述外环和内环的接触斜面可使得内环的直径缩小至小于或等于外环的内径并使内环沿轴向滑入所述外环内。
[0010]进一步的，所述外环的内壁上设有挡圈。
[0011]进一步的，所述大直径传动轴的内壁沿轴向设有键，所述外环的外表面设有键槽，所述键配合设置于所述键槽内。
[0012]进一步的，所述溃缩吸能装置的一端与所述大直径传动轴通过预紧弹簧固定连接。
[0013]进一步的，所述溃缩吸能装置与所述预紧弹簧之间设有端盖，所述端盖的一端与所述溃缩吸能装置连接，所述端盖的另一端设有环形弹簧槽，所述预紧弹簧的端部卡设于所述环形弹簧槽内。
[0014]进一步的，所述大直径传动轴的两端均为缩口结构。
[0015]进一步的，所述大直径传动轴靠近所述小直径传动轴的端部设有油封。
[0016]相对于现有技术，本发明所述的传动轴溃缩结构具有以下优势:
[0017]本发明所述的传动轴溃缩结构，当车辆发生碰撞时，外力的作用使得小直径传动轴向靠近大直径传动轴的一侧轴向移动，因而溃缩吸能装置会受到来自小直径传动轴的轴向压力，此时，若仅外环为开口环，外环和内环的接触斜面使得外环直径增大，当外环的内径增大到大于或等于内环的外径时，外环轴向移动套于内环上，内环与外环的斜面滑动摩擦以及外环直径增大的过程中，可以吸收一部分的碰撞能量；若内环和外环均为开口环，夕卜环和内环的接触斜面使得外环直径增大、内环直径减小，当外环的内径大于或等于内环的外径时，内环滑入外环，内环与外环的斜面滑动摩擦以及内环直径减小和外环直径增大的过程中，可以吸收一部分的碰撞能量；若仅内环为开口环，外环和内环的接触斜面使得内环直径减小，当内环的外径减小至小于或等于外环的内径时，内环滑入外环，内环与外环的斜面滑动摩擦以及内环直径减小的过程中，可以吸收一部分的碰撞能量。在溃缩吸能装置溃缩的过程中，由于开口环的收缩力或者张力的作用，内环被锁在外环内，存储的能量不会释放，因而，避免了因能量释放造成的二次伤害，而且在溃缩过程中，内环和外环的结构没有损毁，可以回收再利用。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中:
[0019]图1为本发明实施例所述的传动轴溃缩结构的爆炸图；
[0020]图2为本发明实施例所述的传动轴溃缩结构中溃缩吸能装置未溃缩时的剖视图；
[0021]图3为本发明实施例所述的传动轴溃缩结构中滑动花键副的螺旋角的示意图；
[0022]图4为本发明实施例所述的传动轴溃缩结构中溃缩吸能装置完全溃缩时的剖视图；
[0023]图5为本发明实施例所述的传动轴溃缩结构中大直径传动轴的结构示意图；
[0024]图6为本发明实施例所述的传动轴溃缩结构中大直径传动轴的剖视图；
[0025]图7为本发明实施例所述的传动轴溃缩结构中键槽的分布示意图；
[0026]图8为本发明实施例所述的传动轴溃缩结构中预紧弹簧的安装结构示意图；
[0027]图9为本发明实施例所述的传动轴溃缩结构中内环与外环之间的摩擦切向力的示意图。
[0028]附图标记说明:
[0029]1-大直径传动轴，2-小直径传动轴，3-溃缩吸能装置，4~滑动花键副，5-预紧弹費，6-端盖，7-预紧弹費座，8-油封，11-键，12-缩口结构，31-外环，32-内环，33-键槽，41-外花键，42-内花键，61-环形弹簧槽，311-挡圈。
【具体实施方式】
[0030]需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0031]下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
[0032]如图1和图2所示，一种传动轴溃缩结构，包括:传动轴，传动轴包括大直径传动轴1和小直径传动轴2，大直径传动轴1为管轴，小直径传动轴2的一端配合设置于大直径传动轴1的管孔内，且小直径传动轴2与大直径传动轴1可沿轴向相对滑动；溃缩吸能装置3，溃缩吸能装置3设置于大直径传动轴1的管孔内，溃缩吸能装置3的一端与大直径传动轴1固定连接，另一端与小直径传动轴2伸入大直径传动轴1的一端相抵靠，溃缩吸能装置3包括外环31和内环32，外环31和内环32同轴设置且端面相互抵靠，外环31和内环32的接触面为斜面，内环32由弹性材料制作且为开口环和/或外环31由弹性材料制作且为开口环。
[0033]本发明所述的传动轴溃缩结构，当车辆发生碰撞时，外力的作用使得小直径传动轴2向靠近大直径传动轴1的一侧轴向移动，因此，溃缩吸能装置3会受到来自小直径传动轴2的轴向压力，此时，若仅外环31为开口环，外环31和内环32的接触斜面使得外环31直径增大，当外环31的内径增大到大于或等于内环32的外径时，外环31轴向移动套于内环32上，内环32与外环31的斜面滑动摩擦以及外环31直径增大的过程中，可以吸收一部分的碰撞能量；若内环32和外环31均为开口环，外环31和内环32的接触斜面使得外环31直径增大、内环32直径减小，当外环31的内径大于或等于内环32的外径时，内环32滑入外环31，内环32与外环31的斜面滑动摩擦以及内环32直径减小和外环31直径增大的过程中，可以吸收一部分的碰撞能量；若仅内环32为开口环，外环31和内环32的接触斜面使得内环32直径减小，当内环32的外径减小至小于或等于外环31的内径时，内环32滑入外环31，内环32与外环31的斜面滑动摩擦以及内环32直径减小的过程中，可以吸收一部分的碰撞能量。在溃缩吸能装置3溃缩的过程中，由于开口环的收缩力或者张力的作用，内环32被锁在外环31内，存储的能量不会释放，因而，避免了因能量释放造成的二次伤害，而且在溃缩过程中，内环32和外环31的结构没有损毁，可以回收再利用。
[0034]为了提高传动轴的强度和刚度，小直径传动轴2优选为管轴，大直径传动轴1和小直径传动轴2可以通过滑动花键副4实现滑动连接，滑动花键副4包括压装于小直径传动轴2 —端外壁上的外花键41和压装于大直径传动轴1 一端内壁上的内花键42，其中，如图3所示，外花键41具有图3中箭头所示的螺旋角，因此，外花键41和内花键42在外花键41的螺旋角的作用下可产生过盈配合，传动轴正常工作时，过盈配合消除了配合间隙，使得传动轴可以平稳地传递扭矩，消除递扭矩时产生的噪音，当车辆发生碰撞时，外力首先破坏外花键41和内花键42的过盈配合，这一过程可以吸收一部分碰撞能量，从而增加了传动轴的吸能效果。
[0035]如图2和图4所示，为保证溃缩吸能装置3可以持续吸能，外环31和内环32均为多个且沿轴向交替设置，以内环为开口环为例，当车辆碰撞里较大或者多次碰撞时，被锁在外环31内的内环32可以依次推动外环31移动，内环32依次滑入外环31，直至碰撞结束或者全部内环32均已插入外环31中，因此，溃缩吸能装置3可以实现持续的吸能，而且也可以吸收较多的能量。
[0036]溃缩吸能装置3中，外环31和内环32接触斜面角度是逐级变化的，从而使得接触斜面所能承受的最大溃缩力也是逐级变化的，确保受到较小溃缩力的内环可以顺利插入外环并锁住，因而，随着车辆碰撞力和碰撞次数的不同，溃缩吸能装置3产生的溃缩量也不同，车辆碰撞力越大，碰撞次数越多，溃缩吸能装置3的溃缩量越大。
[0037]为防止溃缩吸能装置3在车辆正常工作时相对于大直径传动轴1旋转产生异响，需将溃缩吸能装置3中的外环31与大直径传动轴1固定，而且要保证车辆发生碰撞时溃缩吸能装置3可相对于大直径传动轴1轴向移动，若外环为开口环，内环为完整环，则不能将外环与大直径传动轴1沿径向固定的太紧，否则会影响外环直径增大，影响吸能效果，而若外环与大直径传动轴1沿径向固定的不够紧，则会影响溃缩吸能装置3随大直径传动轴1同步旋转的稳定性；若外环和内环均为开口环，不仅存在上述影响溃缩吸能装置3随大直径传动轴1同步旋转稳定性的问题，也使得加工复杂；因此，优选外环31为完整环，内环32为开口环，当溃缩吸能装置3受到轴向的压力时，外环31和内环32的接触斜面可使得内环32的直径缩小至小于或等于外环31的内径并使内环32沿轴向滑入外环31内，而且由于外环31本身为完整环，外环31与大直径传动轴1可以沿径向固定的较紧些，既保证了同步旋转的稳定，又不会影响溃缩吸能装置3沿轴向溃缩。
[0038]为便于内环32推动外环31轴向移动，可在外环31的内壁上设置挡圈311，当内环32滑入外环31内时，挡圈311可以对内环32起到限位作用，使得内环32可通过推动挡圈311使得外环31沿轴向移动，从而使得外环31另一侧的内环32滑入外环31内并被挡圈311限位，以此类推，直至溃缩吸能装置3完全溃缩，溃缩吸能装置3完全溃缩后的结构如图4所示。
[0039]参照图5?7，为方便将溃缩吸能装置3与大直径传动轴1固定，并保证车辆发生碰撞时溃缩吸能装置3可以正常工作，优选地，在大直径传动轴1的内壁上沿轴向设置键11，在外环31的外表面设置键槽33，键11配合设置于键槽33内，键11可以为梯形键、矩形键或三角形键，相应地，键槽33可以为梯形键槽、矩形键槽或三角形键槽，在传动轴高速旋转时，键11和键槽33的配合旋转力不能过大，比如矩形键和矩形键槽的配合，配合旋转力太大容易损坏键，键11和键槽33的配合旋转力也不能太小，比如三角形键和三角形键槽的配合，配合旋转力太小时大直径传动轴1不能很好地带动溃缩吸能装置3同步旋转，因此，优选梯形键和梯形键槽配合连接，配合旋转力既可以保证大直径传动轴1带动溃缩吸能装置3同步旋转，又不易损坏梯形键，进一步地，为保证大直径传动轴1的动平衡，梯形键应至少设置两道，由于梯形键设置过多会使得加工复杂，优选地，梯形键设置两道，且两道梯形键相对于大直径传动轴1的中心对称设置，相应的，在溃缩吸能装置3与内花键42的外侧设置两道梯形键槽，两道梯形键配合设置于两道梯形键槽内。
[0040]为防止传动轴正常工作时溃缩吸能装置3中外环31和内环32发生轴向溃缩，溃缩吸能装置3的一端与大直径传动轴1通过预紧弹簧5固定连接，预紧弹簧5可以将溃缩吸能装置3压紧，当大直径传动轴1正常轴向晃动时，预紧弹簧5可以被压缩，从而避免传动轴正常工作时溃缩吸能装置3发生轴向溃缩。
[0041]参照图1和图8，为保证预紧弹簧5为溃缩吸能装置3提供均匀稳定的压紧力，优选地，在溃缩吸能装置3与预紧弹簧5之间设置端盖6，端盖6的一端与溃缩吸能装置3连接，端盖6的另一端设有环形弹簧槽61，预紧弹簧5的端部卡设于环形弹簧槽61内，预紧弹簧5为溃缩吸能装置3提供的预紧力通过端盖6的分散作用，可以更加均匀稳定地作用于溃缩吸能装置3上。此外，预紧弹簧5可以直接固定连接在大直径传动轴1上，也可以通过预紧弹簧座7与大直径传动轴1固定连接，由于直接将预紧弹簧5安装于大直径传动轴1上时，不方便对预紧弹簧5进行固定，因此，优选通过预紧弹簧座7将预紧弹簧5与大直径传动轴1连接，安装时，首先将预紧弹簧5与预紧弹簧座7和端盖6固定进一步将预紧弹簧座7压装在大直径传动轴1上，安装较方便。
[0042]为保证内环32与外环31可同步旋转，优选内环32与外环31的接触斜面设计具有较大的粗糙度，由此，当传动轴高速旋转时，因受预紧弹簧5的紧压，溃缩吸能装置3内的内环32与外环31的接触斜面上会产生较大的摩擦切向力，摩擦切向力的方向如图9中的箭头所示，较大的摩擦切向力可保证内环32与外环31同步旋转，此外，内环32与外环31的接触斜面设计具有较大的粗糙度还能保证溃缩吸能装置3溃缩时吸收较多的能量。
[0043]参照图1和图5，为防止车辆发生碰撞时预紧弹簧座7和外花键41从大直径传动轴1脱出，大直径传动轴1的两端均制作为缩口结构12，预紧弹簧座7和外花键41分别压装于两端的缩口结构12内侧，可以有效避免预紧弹簧座7和外花键41从大直径传动轴1脱出，进而避免碰撞时溃缩吸能装置3失效。
[0044]为保护滑动花键副4，大直径传动轴1靠近小直径传动轴2的端部设有油封8，油封8可以防止尘土和泥水进入滑动花键副4，避免尘土和泥水对滑动花键副4的侵蚀。
[0045]以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种传动轴溃缩结构，其特征在于，包括: 传动轴，所述传动轴包括大直径传动轴(I)和小直径传动轴(2)，所述大直径传动轴(I)为管轴，所述小直径传动轴(2)的一端配合设置于所述大直径传动轴(I)的管孔内，且所述小直径传动轴(2)与大直径传动轴(I)可沿轴向相对滑动； 溃缩吸能装置(3)，所述溃缩吸能装置(3)设置于所述大直径传动轴(I)的管孔内，所述溃缩吸能装置(3)的一端与所述大直径传动轴(I)固定连接，另一端与所述小直径传动轴(2)伸入大直径传动轴(I)的一端相抵靠，所述溃缩吸能装置(3)包括外环(31)和内环(32)，所述外环(31)和内环(32)同轴设置且端面相互抵靠，所述外环(31)和内环(32)的接触面为斜面，所述内环(32)由弹性材料制作且为开口环和/或所述外环(31)由弹性材料制作且为开口环。
2.根据权利要求1所述的传动轴溃缩结构，其特征在于，所述小直径传动轴(2)为管轴，所述大直径传动轴(I)和小直径传动轴(2)通过滑动花键副(4)滑动连接，所述滑动花键副(4)包括压装于所述小直径传动轴(2) —端外壁上的外花键(41)和压装于所述大直径传动轴(I) 一端内壁上的内花键(42)，所述外花键(41)具有螺旋角，所述外花键(41)和内花键(42)在所述外花键(41)的螺旋角的作用下产生过盈配合。
3.根据权利要求1或2所述的传动轴溃缩结构，其特征在于，所述外环(31)和内环(32)均为多个且沿轴向交替设置。
4.根据权利要求3所述的传动轴溃缩结构，其特征在于，所述外环(31)为完整环，所述内环(32)为开口环，当所述溃缩吸能装置(3)受到轴向的压力时，所述外环(31)和内环(32)的接触斜面可使得内环(32)的直径缩小至小于或等于外环(31)的内径并使内环(32)沿轴向滑入所述外环(31)内。
5.根据权利要求4所述的传动轴溃缩结构，其特征在于，所述外环(31)的内壁上设有挡圈(311)。
6.根据权利要求4所述的传动轴溃缩结构，其特征在于，所述大直径传动轴(I)的内壁沿轴向设有键(11)，所述外环(31)的外表面设有键槽(33)，所述键(11)配合设置于所述键槽(33)内。
7.根据权利要求1所述的传动轴溃缩结构，其特征在于，所述溃缩吸能装置(3)的一端与所述大直径传动轴(I)通过预紧弹簧(5)固定连接。
8.根据权利要求7所述的传动轴溃缩结构，其特征在于，所述溃缩吸能装置(3)与所述预紧弹簧(5)之间设有端盖￠)，所述端盖￠)的一端与所述溃缩吸能装置(3)连接，所述端盖出)的另一端设有环形弹簧槽(61)，所述预紧弹簧(5)的端部卡设于所述环形弹簧槽(61)内。
9.根据权利要求1所述的传动轴溃缩结构，其特征在于，所述大直径传动轴(I)的两端均为缩口结构(12)。
10.根据权利要求1所述的传动轴溃缩结构，其特征在于，所述大直径传动轴(I)靠近所述小直径传动轴(2)的端部设有油封(8)。
【文档编号】F16D3/12GK104455050SQ201410604360
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2014年10月30日 优先权日:2014年10月30日
【发明者】彭雷, 卢晓薇, 王志明, 张秀明, 姚晓东, 周文国, 张旭东, 金宇, 王轶群, 郭新彬, 陈伟伟 申请人:长城汽车股份有限公司