动力传递轴以及花键加工方法_3

文档序号:9308287阅读:来源:国知局
滑剂的润滑脂。
[0080]在图2中示出将外盘侧的固定式等速万向联轴器I放大后的局部的纵剖面。在外侧联轴器构件2的口部2a的球状内周面8,在圆周方向等间隔地并且沿轴向形成有八个滚道槽6。在外侧联轴器构件2的杆部20形成有与车轮用轴承装置的轮毂圈(省略图示)连结的外花键21、与紧固螺母(省略图示)螺合的外螺纹22。在内侧联轴器构件3的球状外周面9,在圆周方向等间隔地并且沿轴向形成有与外侧联轴器构件2的滚道槽6对置的滚道槽7。在外侧联轴器构件2的滚道槽6与内侧联轴器构件3的滚道槽7之间分别装入有传递转矩的八个滚珠4。在外侧联轴器构件2的球状内周面8与内侧联轴器构件3的球状外周面9之间配置有保持滚珠4的保持器5。在内侧联轴器构件3的内周面16上形成有内花键17,轴12的外花键19与该内花键17嵌合,通过嵌合基准面24和止动环18而在轴向上固定。
[0081]与外侧联轴器构件2的球状内周面8嵌合的保持器5的球状外周面10、以及与内侧联轴器构件3的球状外周面9嵌合的保持器5的球状内周面11的曲率中心均形成在联轴器中心O。与此相对,外侧联轴器构件2的滚道槽6的曲率中心A和内侧联轴器构件3的滚道槽7的曲率中心B相对于联轴器中心O在轴向上以等距离fl偏移。由此,在联轴器具有工作角的情况下,始终在将外侧联轴器构件2与内侧联轴器构件3的两轴线所成的角度(工作角)二等分的平面上引导滚珠4,在二轴之间等速地传递旋转转矩。滚道槽6、7的横剖面形状形成为椭圆形状、尖拱形状,滚道槽6、7与滚珠4以接触角(30°?45°左右)接触,成为所谓的角接触。因此,滚珠4在从滚道槽6、7的槽底稍微分开的滚道槽6、7的侧面侧接触。
[0082]根据本图3?图6对实施方式的动力传递轴的外花键的形状进行说明。由于外花键的根部的形状在外盘侧的固定式等速万向联轴器和内盘侧的滑动式等速万向联轴器中相同,因此在以下的说明中,以固定式等速万向联轴器的情况为例来进行说明。该内容对于内盘侧的滑动式等速万向联轴器的花键也是同样的,因此省略内盘侧滑动式等速万向联轴器的情况的说明。
[0083]图3是将图2的内侧联轴器构件3与轴12的花键嵌合部放大后的局部的纵剖视图,图4是表示轴的外花键的根部的立体图。如图3以及图4所示,在作为动力传递轴的轴12的轴端(附图的左侧)形成有外花键19,在内侧联轴器构件3的内周面16形成有内花键17,两花键17、19嵌合。形成于轴12的外花键19的齿底(谷部)19b在轴端相反侧(是指远离轴端的一侧。附图的右侧)的根部形成有平滑扩径且与轴12的外周面相连的扩径部(上切部)23。在扩径部23的轴端相反侧形成有嵌合基准面24,通过与形成于内侧联轴器构件3的倒角部3a抵接,从而抑制轴12相对于内侧联轴器构件3的压入侧的轴向位置。轴12的拔出侧被止动环18(参照图2)限制。
[0084]如图4所示,外花键19的齿底19b的周向宽度c直至扩径部23的轴向区域形成为大致固定。在扩径部23的轴向区域,设置有连接花键19的齿面19a与齿底19b的三角形状的倒角部25,形成有倒角部25与齿面19a的连接棱线a以及倒角部25与齿底19b的连接棱线b。在图示中,分别用一条实线表示连接棱线a、b,但是也可以将连接棱线a、b的局部(角部)设为适当的圆角形状(R形状)。花键19的齿顶(山部)19c从连接棱线a的位置向轴端相反侧缩径且与轴12的外周面相连。
[0085]如图3以及图4所示,倒角部25与齿面19a的连接棱线a、倒角部25与齿底19b的连接棱线b在位于扩径部23的轴端侧端部的齿底19b相交。其交点成为外花键19的扩径开始位置Pl。连接棱线a与齿顶19c的交点成为齿槽宽度缩小开始位置P2,齿槽宽度d从该齿槽宽度缩小开始位置P2朝向轴端相反侧逐渐缩小。连接棱线b与轴12的外周面的交点成为扩径结束位置P3。
[0086]如图4所示,齿面19a从扩径开始位置Pl到齿槽宽度缩小开始位置P2 —边缩小齿面19a的宽度(高度)一边延伸。因此,如图3所示,能够将内侧联轴器构件3的花键嵌合端17a的轴向位置设置在直径比与轴12的外花键19的齿底19b连结的花键小径F大的扩径部23的轴向区域,从而能够实现轴12以及外花键19的强度提高。
[0087]如图3所示,在本实施方式中,将从扩径开始位置Pl到齿槽宽度缩小开始位置P2为止的轴向尺寸设为C,将从齿槽宽度缩小开始位置P2到扩径结束位置P3为止的轴向尺寸设为D时,它们的关系设定为C > D。若轴向尺寸C变小至轴向尺寸D以下,则无法充分确保内侧联轴器构件3的花键嵌合端17a的轴向位置与轴12的外花键19的扩径部23的轴向区域的里侧(图的右侧)的嵌合。因此,轴12以及外花键19的强度不足,无法发挥枪形状的有利性。
[0088]另外,连结花键的扩径开始位置Pl和齿槽宽度缩小开始位置P2的直线K、与花键的齿底1%的轴向轮廓线所成的角度为Θ I,连结花键的扩径开始位置Pl和扩径结束位置P3的直线L、与花键的齿底19b的轴向轮廓线所成的角度为Θ2。这里,在本说明书以及权利要求书中,角度Θ I定义为:在将连结花键的扩径开始位置Pl与齿槽宽度缩小开始位置P2的直线K向包含轴12的轴线和齿底19b的中心线的平面M(参照图5a)投影时,直线K与齿底19b的轴向轮廓线所成的角度。同样地,角度Θ 2定义为:在将连结花键的扩径开始位置Pl与扩径结束位置P3的直线L向包含轴12的轴线和齿底19b的中心线的平面M投影时,直线L与齿底19b的轴向轮廓线所成的角度。因此,例如,根据齿面19a的渐开线曲线、扩径部23的表面的形态等,连接棱线a、b成为略微弯曲的状态,因此直线K与连接棱线a以及直线L与连接棱线b并不完全一致。但是,在图3中,简易地同时标注图示了附图标记K、a以及L、b。另一方面,在图4中,为了不使附图复杂化而省略了直线K、L的图示。
[0089]考虑到上切形状的实际情况将角度Θ 2设为20°左右。另一方面,考虑到花键嵌合的状态、加工负载、突起的抑制,将角度Θ I设为25°以上40°以下。在角度Θ1小于25°的情况下,由于倒角部25的后退倾斜角过小,因此加工负载、突起的抑制并不充分,另一方面,若角度Θ I大于40°,则在扩径部23的轴向区域的里侧,齿面19a的宽度的减少量过大,因此无法充分确保内侧联轴器构件3的花键嵌合端17a的轴向位置与轴12的外花键19的扩径部23的轴向区域的里侧的嵌合。因此,轴12以及外花键19的强度不足,无法发挥枪形状的有利性。
[0090]接下来,根据图5以及图6对外花键的扩径部的轴向区域的剖面形状的详细情况进行说明。图5a是一对齿顶之间的俯视图,图5b是表示通过图5a的齿槽宽度缩小开始位置P2且与槽底的中心线正交的剖面(包含双点划线R的剖面)的图。图6是图5a的Sl-Sl线?S4-S4线的各横剖视图。本实施方式的动力传递轴的花键以枪形状为基础,但由于在扩径部23的轴向区域设置有倒角部25,因此齿底19b的周向宽度c直至扩径部23的轴向区域形成为大致固定。但是,齿底1%的周向宽度c可以在扩径部23的轴向区域和轴端侧完全相同,也可以从扩径部23的扩径开始位置Pl朝向扩径结束位置P3以适当的尺寸扩大周向宽度c、或者相反以适当的尺寸缩小周向宽度C。总之,可以考虑花键嵌合的状态、加工负载、突起的抑制,而适当地设定周向宽度c的尺寸。平面M是包含齿底19b的中心线与轴12的轴线的平面,根据图3,是指对连结上述花键的扩径开始位置Pl与齿槽宽度缩小开始位置P2的直线K以及连结花键的扩径开始位置Pl与扩径结束位置P3的直线L进行投影的平面M。
[0091]在图5a中,Sl-Sl线表示扩径开始位置Pl,接着,S2-S2线表示扩径开始位置Pl与齿槽宽度缩小开始位置P2的中间位置,S3-S3线表示齿槽宽度缩小开始位置P2,S4-S4线表示齿槽宽度缩小开始位置P2与扩径结束位置P3的中间位置。并且,图6a表示图5a的Sl-Sl线的横剖面,接着,图6b表示S2-S2线的横剖面,图6c表示S3-S3线的横剖面,图6d表示S4-S4线的横剖面。图5b表示通过齿槽宽度缩小开始位置P2且与槽底19b的中心线正交的剖面(包含双点划线R的剖面),该图的倒角部25与槽底19b所成的角α为后退倾斜角,相对于槽底1%,倒角部25向轴端方向(附图左侧)倾斜。
[0092]在图6a所示的Sl-Sl线的横剖面中,从齿底19b到齿顶19c的花键侧面的整个区域成为齿面19a,从轴端(图的左侧)起以相同的横剖面形成。图6b所示的S2-S2线的横剖面位于扩径开始位置Pl与齿槽宽度缩小开始位置P2的中间,槽底19b扩径并且花键19的侧面由倒角部25与齿面19a形成。在残留有该齿面19a的位置设置有内侧联轴器构件3的花键嵌合端17a,能够进行花键嵌合。在图6c所示的S3-S3线的横剖面中,花键19的侧面仅为倒角部25,在该状态下,槽底19b进一步扩径,成为图6d所示的S4-S4线的横剖面。
[0093]在图4以及图5中,图示了将外花键19设为与轴12的轴线平行的直线状的情况,但并不局限于此,也可以相对于轴12的轴线,赋予微小的扭转角(例如,5'左右)。在该情况下,由于能够将与作为配合构件的内侧联轴器构件3的内花键17嵌合的嵌合部的一部分设为过盈量,因此能够抑制旋转方向的松动。
[0094]外花键19的结构如上所述,接下来,根据图7?图12对本发明的花键加工方法的实施方式进行说明。
[0095]图7是表示冲压成形前后的轴的端部的形状的概要图。实线表示冲压成形前的轴半成品,双点划线表示冲压成形后的外花键的形状。如图所示,在本实施方式中,使用冲压成形前的轴半成品12’的花键加工前直径G比冲压成形后的花键大径E小的构件。其理由后述。在冲压成形前的轴半成品12’中,在花键加工前直径G的轴端相反侧形成有嵌合基准面24。在冲压成形后的外花键19的齿底1%,在与轴端相反侧形成有扩径部23。
[0096]对图7所示的
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