传动轴衬垫的制作方法

本公开内容的主题涉及旋转轴所产生的噪音和振动的衰减，更具体地涉及具有同心内衬垫的传动轴，用于使所产生的噪音和诱发的振动降低超过一个频率。

背景技术：

来自旋转机器的动力传递通常通过使用旋转轴或传动轴进行传递；多数旋转轴或传动轴是由薄壁中空管材构造而成。这些传动轴已知对可能不合需要的频率下产生的声音和振动敏感，因此可能需要衰减。在车辆应用中，动力传动系统将旋旋转力从传动系(例如，发动机和变速器)传递到从动轮。动力传动系统产生的噪音和振动可能会被客户/操作员视为不合需要的，因此必须减少或消除。各种激发源(齿轮啮合、扭力)通常可以使传动轴以弯曲模式、扭转模式和壳体模式的一种或多种而振动。

用于减少车辆传动轴内噪音和振动的常用系统是将阻尼装置插入到具有传动轴的中空管内。阻尼装置通常为采用摩擦和/或压配、粘合等方式固定到位的纸板或纸板状套筒。传动轴内的位置对于减小特定频率很重要，所述衬垫的限制是它们被限制为针对一个频率。最好提供能插入到传动轴内的传动轴衬垫，其将衰减超过一个频率，且可操作地集中于一种或多种模式。

技术实现要素：

在一个示例性实施例中，传动轴组件包括中空轴，其具有由内壁限定的轴向延伸的内腔室。第一衬垫包括轴向延伸的中空管状构件，其具有固定到外表面并从其向外延伸的弹性阻尼构件。第二衬垫包括轴向延伸的中空管状构件，其具有固定到外表面并从其向外延伸的弹性阻尼构件并且具有的外径(包括弹性阻尼构件)稍微小于第一衬垫的中空管状构件的内径，以便于其插入到第一衬垫的中空管状构件内。中空轴配置成接收第一衬垫和布置在第一衬垫内且在轴向延伸的内腔室内的第二衬垫，其中第一和第二衬垫可操作用于在传动轴的旋转过程中使第一频率和第二频率衰减。

在另一个示例性实施例中，车辆具有产生扭矩输出的发动机，该扭矩输出通过包括中空轴的传动轴组件进行分配，该中空轴具有由内壁限定的轴向延伸的内腔室。第一衬垫包括轴向延伸的中空管状构件，其具有固定到外表面并从其向外延伸的弹性阻尼构件。第二衬垫包括轴向延伸的中空管状构件，其具有固定到外表面并从其向外延伸的弹性阻尼构件并且具有的外径(包括弹性阻尼构件)稍微小于第一衬垫的中空管状构件的内径，以便于其插入到第一衬垫的中空管状构件内。中空轴配置成接收第一衬垫和布置在第一衬垫内且在轴向延伸的内腔室内的第二衬垫，其中第一和第二衬垫操作用于在传动轴的旋转过程中使第一频率和第二频率衰减。

当结合附图时，通过本发明的以下详细描述，本发明的上述特征和优点以及其它特征和优点将清晰可见。

附图说明

其它特征、优点和细节仅通过实例的方式出现在实施例的以下详细描述中，所述详细描述参照附图，其中：

图1是根据本发明的实施例的具有动力传动系统和轴组件的车辆的示意平面图；

图2是体现本发明特征的传动轴组件的等距视图；

图3是沿线3-3所取的图2的传动轴组件的局部剖面图；

图4是体现本发明特征的衬垫组件的局部等距视图；

图5是图2的传动轴组件的局部分解图；

图6是体现本发明特征的衬垫组件的另一个实施例的截面图；以及

图7是图2的传动轴组件的局部分解图。

具体实施方式

以下描述在本质上仅仅是示例性的，且并不旨在限制本公开内容、其应用或使用。应当理解，在所有附图中相应附图标记表示类似的或相应的部件或特征。

根据本发明的一个实施例，图1示出了具有差速器组件12的车辆10。应该认识到，车辆10可以是例如汽车、卡车、厢式货车、或运动型多功能车。如本文所用，术语车辆并不仅仅限于汽车、卡车、厢式货车、或运动型多功能车，还可以包括适用于运输负载的自驱动或牵引的运输设备。车辆10可以包括发动机14，例如诸如以汽油或柴油为燃料的内燃机。发动机14可以进一步是混合动力型发动机，其将内燃机与电动马达相结合。发动机14和差速器组件12联接到车架或其它底盘结构16。发动机14通过变速器18和驱动轴(一种类型的传动轴)20联接到差速器组件。变速器18可以配置成降低发动机14的旋转速度并增加其扭矩输出。后差速器组件12经由轴(传动轴)24将来自驱动轴20的输出扭矩传递至一对从动轮22。

现在参照图2-图5，继续参照图1，在一个实施例中，传动轴组件25包括空心薄壁轴26，其具有中间部分28和端部30。端部可以被耳轴帽32封闭，耳轴帽32具有从其延伸的辐条34，用于例如附接到变速器18、差速器组件12或从动轮22的输出轴36上作为万用接头36。应该注意的是，传动轴组件25可以包括驱动轴20和轴24或其它旋转轴。中空轴26具有由内壁40限定的轴向延伸的内腔室38。

在传动轴组件25的运行/旋转过程中，在特定转速下可能普遍呈现各种谐波频率(扭转和谐波频率)。为了提供这些频率，其可能导致多余的噪音和/或振动，第一衬垫42包括轴向延伸的中空管状构件44，其可以由一层或多层卷绕纸板或其它合适的纤维材料构成。其它合适的材料的实例可以包括但不限于硬纸板、塑料板、碳纤维、玻璃纤维、金属板及其组合。弹性阻尼构件46固定到并向外延伸自第一衬垫42的中空管状构件44的外表面48。第一衬垫42插入到图5中中空轴26的轴向延伸的内腔室38内，其中弹性阻尼构件46在内腔室38的第一衬垫和内壁40之间形成压紧或摩擦配合。第一衬垫42可以与空心薄壁轴26的长度共同延伸，或者其可以延伸其轴向长度的一部分。其长度、结构和位置由特定的第一频率来确定，在一个示例性实施例中为300–400Hz，在传动轴组件25的旋转过程中此频率有望衰减。

可能发生指定传动轴组件25中一个以上的噪音或振动频率(即第二频率)发生衰减的情况。在这种情况下，刚才所述类型的单一衬垫42不适合执行这种任务。在一个实例中实施例中，第二衬垫50包括轴向延伸的中空管状构件52，其可以由一层或多层卷绕纸板或其它合适的纤维材料构成。其它合适的材料的实例可以包括但不限于硬纸板、塑料板、碳纤维、玻璃纤维、金属板及其组合。弹性阻尼构件54固定到并向外延伸自第二衬垫50的中空管状构件52的外表面56。在该实施例中，第二衬垫50具有的外径(包括弹性阻尼构件54)稍微小于中空管状构件44的内径，以便其插入到第一衬垫42的中空管状构件44内，其中弹性阻尼构件54在第一衬垫42和第二衬垫50之间形成压紧或摩擦配合。第二衬垫50可以与第一衬垫42的长度共同延伸，或者其可以延伸其轴向长度的一部分。其长度和位置由特定的第二频率来确定，在一个示例性实施例中为300–600Hz，在传动轴组件25的旋转过程中此频率有望衰减。由于传动轴组件25的空心薄壁轴26内的第一和第二衬垫42和50的所述结构，已经描述了衬垫组件58，多个频率通过其得以衰减。

现在参照图6和图7，继续参照图1，在衬垫组件58的另一个实施例中，第一衬垫60包括轴向延伸的中空管状构件62，其可以由一层或多层卷绕纸板或其它合适的纤维材料构成。其它合适的材料的实例可以包括但不限于硬纸板、塑料板、碳纤维、玻璃纤维、金属板及其组合。在沿中空管状构件62的外表面64的某个位置处，限定出了直径减小的区域66，其具有厚度“t”。直径减小的区域66可以延伸多个预定长度和/或弧度的任一个，本文将对其进一步详细的描述。弹性阻尼构件68固定到并向外延伸自第一衬垫60的中空管状构件62的外表面64。

第二衬垫70包括轴向延伸的中空管状构件72，其可以由一层或多层卷绕纸板或其它合适的纤维材料构成。其它合适的材料的实例可以包括但不限于硬纸板、塑料板、碳纤维、玻璃纤维、金属板及其组合。弹性阻尼构件74固定到并向外延伸自第二衬垫70的中空管状构件72的外表面76。在一个实施例中，第二衬垫70的厚度(其包括中空管状构件的壁78和弹性阻尼构件74)被选择成紧密匹配直径减小的区域66的厚度“t”。第二衬垫70可以装配在直径减小的区域66内的第一衬垫60的中空管状构件62的表面64周围。

第二衬垫70装配到第一衬垫60上可以涉及使用胶粘剂；其可以利用位于直径减小的区域66上、且可操作用于摩擦地接合中空管状构件72的内壁80的弹性阻尼构件或用于固定两个管状构件的任何其它装置。第二衬垫70可以延伸第一衬垫60的轴向长度的任何部分。其长度和位置由特定的第二频率来确定，在传动轴组件25的运行过程中此频率有望衰减。所得的衬垫组件包括第一和第二衬垫60和70，其中第二衬垫共轴地位于直径减小的区域66内的第一衬垫60附近，使得添加第二衬垫70则很少或没有增加衬垫组件58的额外径向厚度。衬垫组件58被插入到中空轴26的轴向延伸的内腔室38内，其中弹性阻尼构件68和74在第一衬垫60与内腔室38的内壁40之间以及第二衬垫70与内腔室38的内壁40之间形成压紧或摩擦配合。第二衬垫58可以与空心薄壁轴26的长度共同延伸，或者其可以延伸其轴向长度的一部分。其长度、结构和位置由特定的第一和第二频率来确定，在传动轴组件25的运行过程中此频率有望衰减。

虽然已参照示例性实施例对本发明进行了描述，但是本领域的技术人员应当理解，在不背离本发明范围的情况下，可以对其元件进行各种修改以及替换其等同物。此外，在不背离本发明的基本范围的情况下，可以进行许多修改，以使特定的情况或材料适应对本发明的教导。因此，本发明并不旨在限制所公开的特定实施例，而是本发明将包括落在本申请的范围内的所有实施例。