车辆及车辆半轴的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种车辆及车辆半轴。所述车辆半轴包括：轴主体，所述轴主体形成管状结构且具有沿其轴向延伸的内孔，所述轴主体的第一端设有花键；以及连接法兰，所述连接法兰与所述轴主体的第二端相连，其中所述连接法兰的与所述轴主体的第二端相连的表面上形成有远离所述轴主体方向凹入的凹口。根据本实用新型实施例的车辆半轴重量轻，材料利用率高，可承受的扭矩更大，应力小，性能好，制造简单，生产效率高。
【专利说明】车辆及车辆半轴
【技术领域】
[0001 ] 本实用新型涉及车辆领域，尤其是涉及一种车辆半轴及具有该车辆半轴的车辆。【背景技术】
[0002]半轴也叫驱动桥半轴。传统半轴是差速器与驱动轮之间传递扭矩的实心轴，其内端一般通过花键与半轴齿轮连接，外端与轮毂连接。现代汽车常用的半轴，根据其支承型式不同，有全浮式和半浮式两种，但是不管何种形式，由于半轴均为实心轴，会导致重量重，由此会增加半轴的制造材料，材料利用率低，而且由于半轴均通过整体锻造工艺制造，模具投入大、模具复杂，生产效率低。
实用新型内容
[0003]本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型需要提供一种车辆半轴，该车辆半轴重量轻，材料利用率高，可承受的扭矩更大，应力小，性能好，制造简单，生产效率高。
[0004]本实用新型还需要提供一种具有该车辆半轴的车辆。
[0005]根据本实用新型第一方面实施例的车辆半轴包括:轴主体,所述轴主体形成管状结构且具有沿其轴向延伸的内孔，所述轴主体的第一端设有花键；以及连接法兰，所述连接法兰与所述轴主体的第二端相连，其中所述连接法兰的与所述轴主体的第二端相连的表面上形成有远离所述轴主体方向凹入的凹口。
[0006]根据本实用新型实施例的车辆半轴，由于轴主体构造成管状结构，这样在相同外径的情况下，管状的轴主体相较于实心轴在节省材料的同时提高了材料利用率，降低了重量,而且车辆半轴可以承受更高的扭矩。并且由于轴主体为管状结构，由此可以降低轴主体的应力集中现象，管状的轴主体不易在应力下发生疲劳断裂，车辆半轴的性能更好。而且通过在连接法兰上设置凹口，不仅可以降低连接法兰的重量，而且该凹口也可以防止应力集中，进而进一步避免车辆半轴在应力作用下发生疲劳断裂，连接法兰可以承受更大的扭转力。
[0007]综上，根据本实用新型实施例的车辆半轴，重量轻，材料利用率高，可承受的扭矩更大，应力小，性能好，制造简单，生产效率高。
[0008]另外，根据本实用新型的车辆半轴还可具有如下附加技术特征:
[0009]根据本实用新型的一个实施例，所述凹口的轴向截面形成为大体等腰三角形，所述凹口与所述内孔相对且所述等腰三角形的顶角圆弧过渡。
[0010]优选地，所述等腰三角形的底边的长度等于所述轴主体的内径。
[0011]优选地，所述等腰三角形的顶角形成为圆角。
[0012]根据本实用新型的一个实施例，所述连接法兰包括:连接部，所述连接部被构造成柱体结构，所述连接部的第一端与所述轴主体的第二端相连；以及法兰盘，所述法兰盘的第一端与所述连接部的第二端相连，其中所述法兰盘的第一端面上形成有向所述法兰盘的第二端凹入的凹槽，所述连接部的第二端伸入到所述凹槽内且与所述凹槽的底壁连接，且所述连接部的第二端与所述凹槽的底壁的连接处圆弧过渡。
[0013]优选地，所述凹槽的深度从所述法兰盘的外周沿向所述法兰盘的中心逐渐增大。
[0014]优选地，所述轴主体的内径和外径的比值大于0.4。
[0015]优选地，所述花键通过滚齿工艺一体形成在所述轴主体的第一端上。
[0016]优选地，所述轴主体与所述连接法兰通过摩擦焊接工艺连接为一体。
[0017]根据本实用新型的第二方面实施例的车辆，包括根据本实用新型第一方面实施例所述的车辆半轴。
[0018]由于根据本实用新型第一方面实施例的车辆半轴的材料利用率高，重量轻，可以承受更高的扭矩，而且可以降低轴主体的应力集中现象，避免疲劳断裂。因此，通过设置该车辆半轴，从而可以提高车辆的整体性能，车辆的使用状况会得到提高。
[0019]本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。
【专利附图】
【附图说明】
[0020]本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中:
[0021]图1是根据本实用新型实施例的车辆半轴的剖视图；
[0022]图2是现有技术中的车辆半轴的结构示意图。
[0023]附图标记说明:
[0024]车辆半轴100 ；
[0025]轴主体I ;内孔11 ;花键12 ;
[0026]连接法兰2 ;凹口 21 ;连接部22 ;法兰盘23 ;凹槽231。
[0027]现有的车辆半轴100’ ；凸缘11’ ；花键12’ ；
【具体实施方式】
[0028]下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
[0029]在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、
“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。[0030]在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
[0031]车辆半轴设在车辆的差速器与驱动轮之间用于传递扭矩，具体地，如图2所示的已有的车辆半轴100’的结构，车辆半轴100’的内端通过花键12’与差速器的半轴齿轮连接，而外端则用凸缘11’与驱动轮的轮毂相连，半轴齿轮的轴颈支承在差速器壳两侧轴颈的孔内，而差速器壳又以其两侧轴颈借助轴承直接支承在主减速器壳上。
[0032]现有的车辆半轴100’均为实心轴结构，这在整体上增大了车辆半轴100’的重量，材料的利用率低，并且整个车辆半轴100’通过锻造的方式形成，且车辆半轴100’的长度较长，这样使锻造模具结构复杂，设备成本投入大，而且生产效率低。
[0033]下面参考图1描述根据本实用新型实施例的车辆半轴100，包括轴主体I和连接法兰2。轴主体I形成管状结构且轴主体I内部具有沿其轴向延伸的内孔11，也就是说，轴主体I被构造成空心轴结构，轴主体I的第一端设有花键12，即如图1所示的轴主体I的右端设有花键12。连接法兰2与轴主体I的第二端相连(即如图1所示的轴主体I的左端)，其中连接法兰2的与轴主体I的第二端相连的表面上形成有向远离所述轴主体I的方向凹入的凹口 21，即如图1所示的连接法兰2的右端面上形成有向左凹入的凹口 21。首先需要说明的是，本实用新型中例如“左右”等用于描述方向性的词语均是基于本实用新型附图中的方向的标示，而并不是指相应的技术特征具有对应的绝对的方向以及位置特征。
[0034]有利地，轴主体I可以通过已成型的钢管通过切割形成，这样可以大大地降低制造模具的结构复杂性，设备成本的投入得到了降低，并且轴主体I的制造更加简单，生产效率得到了大大地提高。
[0035]根据本实用新型实施例的车辆半轴100，由于轴主体I构造成管状结构，这样在相同外径的情况下，管状的轴主体I相较于实心轴在节省材料的同时提高了材料利用率，降低了重量，而且车辆半轴100可以承受更高的扭矩。并且由于轴主体I为管状结构，由此可以降低轴主体I的应力集中现象，管状的轴主体I不易在应力下发生疲劳断裂，车辆半轴100的性能更好。而且通过在连接法兰2上设置凹口 21，不仅可以降低连接法兰2的重量，而且该凹口 21也可以防止应力集中，进而进一步避免车辆半轴100在应力作用下发生疲劳断裂，连接法兰2可以承受更大的扭转力。
[0036]综上，根据本实用新型实施例的车辆半轴100，重量轻，材料利用率高，可承受的扭矩更大，应力小，性能好，制造简单，生产效率高。
[0037]在本实用新型的一个实施例中，轴主体I的内径和外径的比值大于0.4，也就是说，轴主体I的内径与轴主体I的外径之比大于0.4，这样可以进一步使轴主体I的壁厚得到减小，降低轴主体I的重量，提高其性能。
[0038]现有的半轴上的花键12均通过机加工的方式形成在轴主体I上，加工效率低。根据本实用新型的一个优选实施例中，该花键12通过滚齿工艺一体形成在轴主体I的第一端上。首先滚齿工艺技术成熟，加工方便简单，而且通过滚齿工艺制造出花键12，可以提高生
产效率。[0039]可选地，连接法兰2可以通过锻造的方式制成，轴主体I与连接法兰2通过摩擦焊接工艺连接为一体。相较于传统熔焊，摩擦焊接具有焊接接头重量高，能达到焊缝强度与基体材料等强度的作用，焊接效率高、焊接质量稳定、一致性好的优点，而且摩擦焊接可实现异种材料焊接。具体地，根据本实用新型的一个实施例，连接法兰2可以由中碳钢制成，这样可以使连接法兰2的材料成本低，加工工艺好。轴主体I可以由合金钢等高性能钢进行制造，这样可以使该轴主体I的重量进一步得到降低，而且性能好。
[0040]如图1所示，凹口 21的轴向截面可以形成为大体等腰三角形，凹口 21与内孔11相对且等腰三角形的顶角圆弧过渡，也就是说，等腰三角形的两个腰线之间通过弧线连接，这样可以更好地解决应力集中的问题。进一步地，等腰三角形的顶角形成为圆角，这样可以使凹口 21的形成更加简单、方便。
[0041]如图1所示，优选地，等腰三角形的底边的长度等于轴主体I的内径，也就是说，该凹口 21的尺寸与轴主体I的内径的尺寸相等，这样可以使结构更加合理，车辆半轴100的性能更好。
[0042]在本实用新型的一些实施例中，如图1所示，连接法兰2包括连接部22和法兰盘23。连接部22被构造成柱体结构，连接部22的第一端(即图1中的连接部22的右端)与轴主体I的第二端相连，其中连接部22的外径可以与轴主体I的外径大致相等，也可以稍大于轴主体I的外径。凹口 21形成在连接部22上。法兰盘23的第一端(即图1中的法兰盘23的右端)与连接部22的第二端(即图1中的连接部22的右端)相连，具体地，法兰盘23的第一端面上形成有向法兰盘23的第二端凹入的凹槽231，即连接部22的第二端伸入到凹槽231内且与凹槽231的底壁(即图1中凹槽231的左壁)连接，且连接部22的第二端与凹槽231的底壁的连接处圆弧过渡。通过使连接部22的第二端与凹槽231的底壁的连接处圆弧过渡，由此可以使避免应力集中而使连接部22与法兰盘23之间长时间在扭转力的作用下而发生疲劳断裂。
[0043]可选地，凹槽231的深度从法兰盘23的外周沿向法兰盘23的中心逐渐增大。也就是说，凹槽231被构造成从法兰盘23的外周向法兰盘23的中心逐渐凹陷的结构，这样可以更好地解决应力集中的问题。
[0044]下面描述根据本实用新型第二方面实施例的车辆。根据本实用新型实施例的车辆，包括根据本实用新型第一方面实施例的车辆半轴100。由于根据本实用新型第一方面实施例的车辆半轴100的材料利用率高，重量轻，可以承受更高的扭矩，而且可以降低轴主体I的应力集中现象，避免疲劳断裂。因此，通过设置该车辆半轴100，从而可以提高车辆的整体性能，车辆的使用状况会得到提高。
[0045]在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
[0046]尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解:在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。
【权利要求】
1.一种车辆半轴，其特征在于，包括: 轴主体，所述轴主体形成管状结构且具有沿其轴向延伸的内孔，所述轴主体的第一端设有花键；以及 连接法兰，所述连接法兰与所述轴主体的第二端相连，其中所述连接法兰的与所述轴主体的第二端相连的表面上形成有远离所述轴主体方向凹入的凹口。
2.根据权利要求1所述的车辆半轴，其特征在于，所述凹口的轴向截面形成为大体等腰三角形，所述凹口与所述内孔相对且所述等腰三角形的顶角圆弧过渡。
3.根据权利要求2所述的车辆半轴，其特征在于，所述等腰三角形的底边的长度等于所述轴主体的内径。
4.根据权利要求2所述的车辆半轴，其特征在于，所述等腰三角形的顶角形成为圆角。
5.根据权利要求1所述的车辆半轴，其特征在于，所述连接法兰包括: 连接部，所述连接部被构造成柱体结构，所述连接部的第一端与所述轴主体的第二端相连；以及 法兰盘，所述法兰盘的第一端与所述连接部的第二端相连，其中所述法兰盘的第一端面上形成有向所述法兰盘的第二端凹入的凹槽，所述连接部的第二端伸入到所述凹槽内且与所述凹槽的底壁连接，且所述连接部的第二端与所述凹槽的底壁的连接处圆弧过渡。
6.根据权利要求5所述的车辆半轴，其特征在于，所述凹槽的深度从所述法兰盘的外周沿向所述法兰盘的中心逐渐增大。
7.根据权利要求1所述的车辆半轴,其特征在于,所述轴主体的内径和外径的比值大于 0.4。
8.根据权利要求1所述的车辆半轴，其特征在于，所述花键通过滚齿工艺一体形成在所述轴主体的第一端上。
9.根据权利要求1所述的车辆半轴，其特征在于，所述轴主体与所述连接法兰通过摩擦焊接工艺连接为一体。
10.一种车辆，其特征在于，包括根据权利要求1-9中任一项所述的车辆半轴。
【文档编号】B60B35/14GK203739547SQ201420064157
【公开日】2014年7月30日 申请日期:2014年2月13日 优先权日:2014年2月13日
【发明者】原顺法 申请人:北京福田戴姆勒汽车有限公司