专利名称：大范围伸缩式转向传动轴的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及传动轴，具体为一种转向传动轴，特别涉及重型卡车上的转向传动轴。
背景技术：
应用在重型卡车上的转向传动轴10，除了连接转向轴12和转向器13起传递扭矩的作用之外，还应满足以下两点要求(I)在重型卡车的驾驶室翻转时，转向传动轴10要求能够伸长，其最大长度要大于驾驶室翻转到最大位置时的长度；(2)重型卡车行驶时会因路面不平整而颠簸，因此，行驶时驾驶室与车架之间有相对运动，然而转向轴12安装在驾驶室上，转向器13安装在车架上，因此转向传动轴10在车辆颠簸时处于往复伸缩状态，这就要求转向传动轴10因车辆颠簸而压缩时不会压缩到其最小长度，否则转向器13和转向轴12会发生刚性碰撞。由上可知，重型卡车的转向传动轴10既要满足一个最大拉伸长度，·又要满足一个最小压缩长度。为了满足上述要求，现有的转向传动轴一般做成2节式，2节之间用花键连接，可以像活塞一样伸长和压缩。但现有转向传动轴存在的缺点是当车辆要求转向传动轴的最大长度和最小长度之间差值过大时，现有的2节式的转向传动轴就无法同时满足转向传动轴的最大长度和最小长度。
发明内容本实用新型为了解决当车辆要求转向传动轴的最大长度和最小长度之间差值过大时，现有的2节式转向传动轴无法同时满足转向传动轴的最大长度和最小长度的问题，提供了一种大范围伸缩式转向传动轴。本实用新型是采用如下技术方案实现的一种大范围伸缩式转向传动轴，包括第一万向节、第二万向节、具有内花键的花键套轴、具有外花键的花键轴，所述花键轴的一端与第二万向节固定连接，花键轴的另一端通过花键以能够滑动的方式配合连接于花键套轴的一端内；还包括钢球轨道导管、钢球、联轴体、保持架及钢球轨道套轴；所述联轴体下部设有外花键，联轴体通过下部的外花键配合连接于花键套轴的另一端内；联轴体中部设有环状凸台；联轴体上部外形呈内台阶、外台阶排列的阶梯状、且其内部为圆柱状空腔，联轴体上部内台阶上沿圆周均布开设有与其空腔联通、供钢球通过的孔，联轴体上部外台阶表面设有与上部内台阶上的孔位置一一对应的、轴向的、与钢球表面配合的凹槽；所述钢球轨道导管的下部与联轴体上部空腔内表面间隙配合且插入联轴体上部空腔内，钢球轨道导管上部侧面设有沿圆周均匀分布的凸台，钢球轨道导管内设有数量与联轴体上部内台阶上的孔的数量一致、供钢球滚动的管道，每一个管道从钢球轨道导管的下部侧面开口向其内部沿轴向延伸至其上部侧面凸台处开口，钢球轨道导管的下部侧面开口与联轴体上部内台阶上的孔联通，钢球轨道导管的上部侧面凸台处开口与联轴体上部外台阶表面的凹槽连接；所述保持架为圆环状，保持架的外圆环表面设有沿圆周均匀分布的凸台且凸台上表面呈与钢球配合的弧状，保持架套接在联轴体上部内台阶表面，保持架的一端抵靠在联轴体中部环形凸台的侧面且使保持架的外圆环表面的凸台上表面位于联轴体上部内台阶表面上的孔的下部；所述钢球轨道套轴内壁设有轴向的、与联轴体上部外台阶表面上的各凹槽相配合的、供钢球滚动的轨道，所述保持架的外圆环表面的凸台、钢球轨道导管上部侧面的凸台均与钢球轨道套轴内壁的轨道相配合；所述钢球轨道套轴的一端套接于钢球轨道导管、钢球、联轴体、保持架、花键套轴装配后的外表面，钢球轨道套轴的另一端固定连接第一万向节；所述钢球轨道套轴内壁的轨道、钢球轨道导管内的管道、联轴体上部外台阶表面的凹槽、联轴体上部内台阶的孔、保持架的凸台上表面共同组成完整的钢球滚动轨道；所述钢球布满所述钢球滚动轨道；花键套轴和钢球轨道套轴通过钢球连接，钢球轨道套轴通过钢球在所述钢球滚动轨道内滚动在花键套轴表面相对运动。工作时，钢球轨道套轴与花键套轴组成第一级传动副，花键套轴和花键轴组成第二级传动副。传递扭矩时，第一万向节带动钢球轨道套轴转动，钢球轨道套轴通过钢球带动钢球轨道导管、联轴体、保持架转动，联轴体通过其下部花键依次带动花键套轴、花键轴、第二万向节转动，实现传递扭矩的功能。伸缩时，在第一级传动副之间，钢球沿着钢球滚动轨道循环滚动，实现钢球轨道套轴和花键套轴的相对运动，钢球轨道套轴和花键套轴之间为 滚动摩擦；在第二级传动副之间，通过花键的滑动，实现花键套轴和花键轴的相对运动，花键套轴和花键轴之间为滑动摩擦。基于上述过程，本实用新型所述的大范围伸缩式转向传动轴设计为3节式连接、2级传动副，其伸缩范围大于现有2节式的转向传动轴，克服了现有转向传动轴在车辆要求转向传动轴的最大长度和最小长度之间差值过大时，无法同时满足转向传动轴的最大长度和最小长度的问题。本实用新型设计合理，结构简单，有效满足了在实际运用中要求转向传动轴的最大长度和最小长度。
图I是本实用新型所述的大范围伸缩式转向传动轴的总体结构示意图。图2是图I的局部放大图。图3是联轴体的结构示意图。图4是图3的A-A剖面图。图5是图3的右视图。图6是图3的B-B剖面图。图7是钢球导管体的结构示意图。图8是图7的右视图。图9是卡套的结构示意图。图10是卡套的仰视图。图11是卡套、钢球导管体、钢球的装配结构示意图。图12是图11的仰视图。图13保持架的结构示意图。[0023]图14是保持架的俯视图。图15是钢球轨道套轴的结构示意图。图16是钢球轨道套轴的横截面图。图17是花键套轴的结构示意图。图18是花键套轴的横截面图。图19是花键轴的结构示意图。图20是花键轴的横截面图。图21是本实用新型所述的大范围伸缩式转向传动轴实际使用时的安装结构示意图。·图中，I-第一万向节，2-钢球轨道导管，3-钢球，4-联轴体，5-保持架，6_钢球轨道套轴，7-花键套轴，8-花键轴，9-第二万向节，10-转向传动轴，11-方向盘，12-转向轴，13-转向器，20-卡套，21-管道，22-钢球导管体，41-外台阶，42-内台阶，43-孔，44-凹槽。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明。一种大范围伸缩式转向传动轴，如图1、17、18、19、20所示，包括第一万向节I、第二万向节9、具有内花键的花键套轴7、具有外花键的花键轴8，所述花键轴8的一端与第二万向节9固定连接，花键轴8的另一端通过花键以能够滑动的方式配合连接于花键套轴7的一端内。如图2所示,还包括钢球轨道导管2、钢球3、联轴体4、保持架5及钢球轨道套轴6。如图3、4、5、6所示，所述联轴体4下部设有外花键，联轴体4通过下部的外花键配合连接于花键套轴7的另一端内；联轴体4中部设有环状凸台；联轴体4上部外形呈内台阶42、外台阶41排列的阶梯状、且其内部为圆柱状空腔，联轴体4上部内台阶42上沿圆周均布开设有与其空腔联通、供钢球3通过的孔43，联轴体4上部外台阶41表面设有与上部
内台阶上的孔43位置--对应的、轴向的、与钢球3表面配合的凹槽44(此处孔43与凹槽
44位置一一对应的关系解释为①当钢球3在钢球滚动轨道内滚动时，凹槽44内的钢球3能够顺利滚入孔43内，或者由孔43出来的钢球3能够顺利滚入凹槽44内；②孔43的数量与凹槽44的数量一致)。另外，联轴体4下部外花键底部为空腔，这样，在本实用新型所述的大范围伸缩式转向传动轴10压缩时，花键轴8的顶部可以伸入联轴体4下部外花键底部空腔内，既节约了轴的纵向空间，又避免花键轴8与联轴体4的刚性接触。所述钢球轨道导管2的下部与联轴体4上部空腔内表面间隙配合且插入联轴体4上部空腔内，钢球轨道导管2上部侧面设有沿圆周均匀分布的凸台，钢球轨道导管2内设有数量与联轴体(4)上部内台阶42上的孔43的数量一致、供钢球3滚动的管道21，每一个管道21从钢球轨道导管2的下部侧面开口向其内部沿轴向延伸至其上部侧面凸台处开口，钢球轨道导管2的下部侧面开口与联轴体4上部内台阶42上的孔43联通，钢球轨道导管2的上部侧面凸台处开口与联轴体4上部外台阶41表面的凹槽44连接(此处“钢球轨道导管2的上部侧面凸台处开口与联轴体4上部外台阶41表面的凹槽44连接”解释为当钢球3在钢球滚动轨道内滚动时，凹槽44内的钢球3能够顺利沿钢球轨道导管2的上部侧面凸台处开口滚入钢球轨道导管2的管道21内，或者钢球轨道导管2的管道21内钢球3能够顺利沿其上部侧面凸台处开口滚入联轴体4上部外台阶41表面的凹槽44内)。如图13、14所示，所述保持架5为圆环状，保持架5的外圆环表面设有沿圆周均匀分布的凸台且凸台上表面呈与钢球3配合的弧状，保持架5套接在联轴体4上部内台阶42表面，保持架5的一端抵靠在联轴体4中部环形凸台的侧面且使保持架5的外圆环表面的凸台上表面位于联轴体4上部内台阶42表面上的孔43的下部(此处“保持架5的外圆环表面的凸台上表面位于联轴体4上部内台阶42表面上的孔43的下部”解释为当钢球3在钢球滚动轨道内滚动时，由孔43滚出的钢球3能够在保持架5的外圆环表面的凸台上表面支持下顺利滚入凹槽44，或者凹槽44内的钢球3也能够在保持架5的外圆环表面的凸台上表面支持下顺利滚入孔43)。如图15、16所示,所述钢球轨道套轴6内壁设有轴向的、与联轴体4上部外台阶41表面上的各凹槽44相配合的、供钢球3滚动的轨道，所述保持架5的外圆环表面的凸台、钢球轨道导管2上部侧面的凸台均与钢球轨道套轴6内壁的轨道相配合。 如图2所示，所述钢球轨道套轴6内壁的轨道、钢球轨道导管2内的管道21、联轴体4上部外台阶41表面的凹槽44、联轴体4上部内台阶42的孔43、保持架5的凸台上表面共同组成完整的钢球滚动轨道，所述钢球滚动轨道为椭圆形。如图2所示，所述钢球3布满所述钢球滚动轨道。如图I所示，所述所述钢球轨道套轴6的一端套接于钢球轨道导管2、钢球3、联轴体4、保持架5、花键套轴7装配后的外表面，钢球轨道套轴6的另一端固定连接第一万向节
Io花键套轴7和钢球轨道套轴6通过钢球3连接，钢球轨道套轴6通过钢球3在钢球滚动轨道内滚动在花键套轴7表面相对运动。进一步地，在径向均匀分布3条钢球滚动轨道，这样有利于钢球轨道套轴6在花键套轴7的表面做相对运动，既有利于转向传动轴传递扭矩，又有利于转向传动轴的伸缩。进一步地，如图7、8、9、10、11、12所示，所述钢球轨道导管2由3个钢球导管体22组成，所述每个钢球导管体22是钢球轨道导管2沿其内的管道21中心线互成120°切开构成。还包括卡套20,所述卡套20扣合于3个钢球导管体22的上端部,将3个钢球导管体22配合组成钢球轨道导管2。这样钢球导管体22易于实际加工成型，实现工业化生产，使得钢球轨道导管2易于装配使用。进一步地，如图13、14所示，所述保持架5的圆环状中间有断口。这样方便保持架5与联轴体4的配合。进一步地，如图4、5所示，所述联轴体4上部空腔内表面均布有3条轴向的凹槽，所述钢球轨道导管2下部侧面设有与联轴体4上部空腔内表面凹槽相配合的凸条。这样更有利于钢球轨道导管2与联轴体4之间扭矩的传递。具体装配使用时，如图I、2所示，花键轴8—端焊接第二万向节9，花键轴8另一端以花键滑动方式从花键套轴7 —端插入其内。联轴体4通过外花键固定装配在花键套轴7的另一端内。保持架5装配在联轴体4上部内台阶42表面，保持架5上的凸台与联轴体4上部的孔43和凹槽44对应。卡套20将3个钢球导管体22装配成钢球轨道导管2，钢球轨道导管2的下部对应装配在联轴体4上部空腔内(即钢球轨道导管2上部侧面凸台处开口与联轴体4上部外台阶41表面凹槽44连接，钢球轨道导管2下部侧面开口与联轴体4内台阶上孔43对应)。钢球3布满钢球轨道导管2内的管道21及联轴体4上部凹槽44及孔43。钢球轨道套轴6 —端沿其内壁轨道与联轴体4上部外台阶41表面凹槽44相配合的方式、从钢球轨道导管2 —端套接于钢球轨道导管2、钢球3、联轴体4、保持架5、花键套轴7装配后的外表面，钢球轨道套轴6的另一端焊接第一万向节I。具体实施时，如图21所示，将本实用新型所述的大范围伸缩式转向传动轴的第一万向节I与位于重型卡车驾驶室内的转向轴12连接，转向轴12与卡车的方向盘11连接，转向传动轴10的第二万向节9与位于重型卡车车架上的转向器13连接，实现传递扭矩和伸缩功能，有效满足了在实际运用中要求转向传动轴的最大长度和最小长度。
权利要求1.一种大范围伸缩式转向传动轴，包括第一万向节(I)、第二万向节(9)、具有内花键的花键套轴(7)、具有外花键的花键轴(8)，所述花键轴(8)的一端与第二万向节(9)固定连接，花键轴(8)的另一端通过花键以能够滑动的方式配合连接于花键套轴(7)的一端内，其特征在于还包括钢球轨道导管(2)、钢球(3)、联轴体(4)、保持架(5)及钢球轨道套轴(6)； 所述联轴体(4)下部设有外花键，联轴体(4)通过下部的外花键配合连接于花键套轴(7)的另一端内；联轴体(4)中部设有环状凸台；联轴体(4)上部外形呈内台阶(42)、外台阶(41)排列的阶梯状、且其内部为圆柱状空腔，联轴体(4)上部内台阶(42)上沿圆周均布开设有与其空腔联通、供钢球(3)通过的孔(43)，联轴体(4)上部外台阶(41)表面设有与上部内台阶上的孔(43)位置--对应的、轴向的、与钢球(3)表面配合的凹槽(44); 所述钢球轨道导管(2)的下部与联轴体(4)上部空腔内表面间隙配合且插入联轴体(4)上部空腔内，钢球轨道导管(2)上部侧面设有沿圆周均匀分布的凸台，钢球轨道导管(2)内设有数量与联轴体(4)上部内台阶(42)上的孔(43)的数量一致、供钢球(3)滚动的管道(21)，每ー个管道(21)从钢球轨道导管(2)的下部侧面开ロ向其内部沿轴向延伸至其上部侧面凸台处开ロ，钢球轨道导管(2)的下部侧面开ロ与联轴体(4)上部内台阶(42)上的孔(43)联通，钢球轨道导管(2)的上部侧面凸台处开ロ与联轴体(4)上部外台阶(41)表面的凹槽(44)连接； 所述保持架(5)为圆环状，保持架(5)的外圆环表面设有沿圆周均匀分布的凸台且凸台上表面呈与钢球(3)配合的弧状，保持架(5)套接在联轴体(4)上部内台阶(42)表面，保持架(5)的一端抵靠在联轴体(4)中部环形凸台的侧面且使保持架(5)的外圆环表面的凸台上表面位于联轴体(4)上部内台阶(42)表面上的孔(43)的下部； 所述钢球轨道套轴(6)内壁设有轴向的、与联轴体(4)上部外台阶(41)表面上的各凹槽(44)相配合的、供钢球(3)滚动的轨道，所述保持架(5)的外圆环表面的凸台、钢球轨道导管(2)上部侧面的凸台均与钢球轨道套轴(6)内壁的轨道相配合；所述钢球轨道套轴(6)的一端套接于钢球轨道导管(2)、钢球(3)、联轴体(4)、保持架(5)、花键套轴(7)装配后的外表面，钢球轨道套轴(6)的另一端固定连接第一万向节(I)； 所述钢球轨道套轴(6)内壁的轨道、钢球轨道导管(2)内的管道(21)、联轴体(4)上部外台阶(41)表面的凹槽(44)、联轴体(4)上部内台阶(42)的孔(43)、保持架(5)的凸台上表面共同组成完整的钢球滚动轨道； 所述钢球(3)布满所述钢球滚动轨道； 花键套轴(7 )和钢球轨道套轴(6 )通过钢球(3 )连接，钢球轨道套轴(6 )通过钢球(3 )在所述钢球滚动轨道内滚动在花键套轴(7)表面相对运动。
2.根据权利要求I所述的大范围伸缩式转向传动轴，其特征在于在径向均匀分布3条所述钢球滚动轨道。
3.根据权利要求2所述的大范围伸缩式转向传动轴，其特征在于所述钢球轨道导管(2)由3个钢球导管体(22)组成，所述每个钢球导管体(22)是钢球轨道导管(2)沿其内的管道(21)中心线互成120°切开构成；还包括卡套(20)，所述卡套(20)扣合于3个钢球导管体(22)的上端部。
4.根据权利要求I所述的大范围伸缩式转向传动轴，其特征在于所述保持架(5)的圆环状中间有断ロ。
5.根据权利要求3所述的大范围伸缩式转向传动轴，其特征在于所述保持架(5)的圆环状中间有断ロ。
6.根据权利要求4所述的大范围伸缩式转向传动轴，其特征在于所述联轴体(4)上部空腔内表面均布有3条轴向的凹槽，所述钢球轨道导管(2)下部侧面设有与联轴体(4)上部空腔内表面凹槽相配合的凸条。
7.根据权利要求5所述的大范围伸缩式转向传动轴，其特征在于所述联轴体(4)上部空腔内表面均布有3条轴向的凹槽，所述钢球轨道导管(2)下部侧面设有与联轴体(4)上部空腔内表面凹槽相配合的凸条。
专利摘要本实用新型涉及传动轴，具体为一种转向传动轴，特别涉及重型卡车上的转向传动轴，解决了当车辆要求转向传动轴的最大长度和最小长度之间差值过大时，现有的2节式转向传动轴无法同时满足转向传动轴的最大长度和最小长度的问题。一种大范围伸缩式转向传动轴，包括第一万向节、第二万向节、具有内花键的花键套轴、具有外花键的花键轴，所述花键轴的一端与第二万向节固定连接，花键轴的另一端通过花键以能够滑动的方式配合连接于花键套轴的一端内，还包括钢球轨道导管、钢球、联轴体、保持架及钢球轨道套轴。本实用新型设计合理，结构简单，有效满足了在实际运用中要求转向传动轴的最大长度和最小长度。
文档编号B62D7/18GK202624361SQ20122030400
公开日2012年12月26日 申请日期2012年6月27日 优先权日2012年6月27日
发明者秦武轩, 刘宝乾 申请人:山西大运汽车制造有限公司