连接组件的制作方法

1.本实用新型涉及机械传动技术领域，更具体地，涉及一种连接组件。


背景技术：

2.现有技术中的万向节连接结构中，节叉和转轴插接到位后，需要找准螺纹孔，转动节叉将螺纹孔转动转到方便使用工具安装的角度，再将螺栓插入螺纹孔并拧紧。装配和拆卸的过程中不仅需要人眼观察操作，还需要使用工具操作。同时在结构设计过程中，需要在连接部位周边预留较大的工具操作空间，装配和拆卸的过程中，操作复杂、不便捷。


技术实现要素：

3.本实用新型的一个目的是提供一种连接组件的新技术方案，至少能够解决现有技术中的万向节连接结构装配和拆卸过程中，操作复杂、不便捷等问题。
4.本实用新型的第一方面，提供了一种连接组件，包括：节叉，所述节叉的第一端为柱状，所述节叉的第一端的内壁面上设有内花键，所述节叉的第一端的外壁面上设有沿其周向延伸的滑槽，所述滑槽上设有定位孔；锁环，所述锁环可活动地套设在所述滑槽上，所述锁环的内壁面设有沿其周向延伸的凸出部和凹陷部；活动件，所述活动件设在所述锁环和所述节叉之间，且所述活动件在所述锁环和所述节叉之间可活动；连接轴，所述连接轴的第一端的外壁面上设有外花键，所述连接轴与节叉连接，所述外花键上设有与所述定位孔相对应的配合孔，所述锁环相对所述节叉在第一状态和第二状态之间可切换，所述锁环相对所述节叉处于所述第一状态的情况下，所述活动件位于所述凹陷部，且所述活动件的一部分凸出于定位孔，所述连接轴与所述节叉可分离；在所述锁环相对所述节叉处于所述第二状态的情况下，所述内花键和所述外花键配合连接，所述活动件凸出于所述定位孔的部分和所述配合孔连接，且所述凸出部在所述锁环的轴向上止抵所述活动件，以使连接轴与节叉连接。
5.可选地，所述活动件为滚珠，在所述锁环相对所述节叉处于所述第一状态的情况下，所述滚珠位于所述凹陷部，且所述滚珠的一部分凸出于所述定位孔，所述连接轴与所述节叉可分离；在所述锁环相对所述节叉处于所述第二状态的情况下，所述内花键和所述外花键配合连接，所述滚珠凸出于定位孔的部分和配合孔连接，且所述凸出部在所述锁环的轴向上止抵所述滚珠，以使所述连接轴与所述节叉连接。
6.可选地，所述定位孔的个数为多个，多个所述定位孔沿所述滑槽的周向间隔开布置，所述活动件的个数与所述定位孔的个数相对应，所述配合孔的个数与所述定位孔的个数相对应，且多个所述配合孔沿所述连接轴的周向间隔开分布。
7.可选地，所述滑槽的远离所述连接轴的一端设有沿其周向延伸的第一止挡部，所述锁环的内壁面设有沿其周向延伸的第二止挡部，所述连接组件还包括：弹性件，所述弹性件套设在所述滑槽上，且在所述锁环相对所述节叉处于所述第二状态的情况下，所述弹性件的一端与所述第一止挡部连接，所述弹性件的另一端与所述第二止挡部连接。
8.可选地，所述节叉设有相互对应的第一卡销和第二卡销，所述第一卡销相对所述第二卡销靠近所述节叉的第二端，所述第二卡销设在所述滑槽内，所述锁环上设有第一卡槽和第二卡槽，其中，在所述锁环相对所述节叉处于所述第一状态的情况下，所述第一卡销与所述第一卡槽连接，所述第二卡销止抵所述锁环的远离所述节叉的一端的端面，所述弹性件处于压缩状态；在所述锁环相对所述节叉处于所述第二状态的情况下，所述第一卡销止抵所述锁环的靠近所述节叉的一端的端面，所述第二卡销与所述第二卡槽连接。
9.可选地，所述第一卡槽和所述第二卡槽分别为两个倾斜方向相反的斜槽。
10.可选地，所述节叉的靠近所述连接轴的一端的端面上设有限位环，所述限位环与所述第一止挡部之间限定出所述滑槽。
11.可选地，所述锁环的外周面设有沿其周向延伸的法兰。
12.可选地，所述外花键和所述内花键分别楔形花键，楔形的所述外花键从所述连接轴的第一端朝向所述连接轴的第二端的宽度尺寸逐渐变大，楔形的所述内花键从所述节叉的第一端的朝向所述节叉的第二端的宽度尺寸逐渐减小。
13.可选地，所述外花键的靠近所述连接轴的第一端的部分设置有倒角。
14.本实用新型的连接组件，在节叉的第一端的外壁面上设置有滑槽，锁环的内壁面设有凸出部和凹陷部，锁环套设在滑槽上，并且锁环相对滑槽可活动。通过手动活动锁环，就能实现锁环在第一状态和第二状态之间切换，当锁环活动至第一状态时，活动件位于凹陷部，活动件的一部分能够凸出于定位孔，实现节叉与连接轴的快速拆卸。当锁环活动至第二状态时，活动件凸出于定位孔的部分和配合孔连接，并且凸出部止抵活动件，实现节叉与连接轴的快速连接。本实用新型的连接组件，无需额外使用工具，通过手动活动锁环就能实现连接组件的装配和拆卸，装配和拆卸非常便捷。
15.通过以下参照附图对本实用新型的示例性实施例的详细描述，本实用新型的其它特征及其优点将会变得清楚。
附图说明
16.被结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本实用新型的实施例，并且连同其说明一起用于解释本实用新型的原理。
17.图1是根据本实用新型实施例的连接组件的结构示意图；
18.图2是根据本实用新型实施例的连接组件的一个结构爆炸图；
19.图3是根据本实用新型实施例的连接组件的另一个结构爆炸图；
20.图4是图3中沿线a-a的剖面图；
21.图5是根据本实用新型实施例的连接组件装配前处于第一状态的结构图；
22.图6是图5中沿线b-b的剖面图；
23.图7是图6中区域c的局部放大图；
24.图8是根据本实用新型实施例的连接组件装配后处于第二状态的结构图；
25.图9是图8中沿线d-d的剖面图；
26.图10是图9中区域e的局部放大图。
27.附图标记
28.连接组件100；
29.节叉10；内花键11；并齿111；滑槽12；定位孔13；第一止挡部14；第一卡销15；第二卡销16；限位环17；
30.锁环20；凸出部21；凹陷部22；第二止挡部23；第一卡槽24；第二卡槽25；法兰26；
31.活动件30；
32.连接轴40；外花键41；缺齿411；倒角412；配合孔42；
33.弹性件50。
具体实施方式
34.现在将参照附图来详细描述本实用新型的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本实用新型的范围。
35.以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本实用新型及其应用或使用的任何限制。
36.对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。
37.在这里示出和讨论的所有例子中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。
38.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
39.本实用新型的说明书和权利要求书中的若涉及到术语“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，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。此外，说明书以及权利要求中“和/或”表示所连接对象的至少其中之一，字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
40.在本实用新型的描述中，需要理解的是，若涉及到术语“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”、“轴向”、“径向”、“周向”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。
41.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，涉及到的术语“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。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
42.下面结合附图具体描述根据本实用新型实施例的连接组件100。
43.如图1至图10所示，根据本实用新型实施例的连接组件100包括节叉10、锁环20、活动件30和连接轴40。
44.具体而言，节叉10的第一端为柱状，节叉10的第一端的内壁面上设有内花键11，节叉10的第一端的外壁面上设有沿其周向延伸的滑槽12，滑槽12上设有定位孔13。锁环20可
活动地套设在滑槽12上，锁环20的内壁面设有沿其周向延伸的凸出部21和凹陷部22。活动件30设在锁环20和节叉10之间，且活动件30在锁环20和节叉10之间可活动。连接轴40的第一端的外壁面上设有外花键41，连接轴40用于连接节叉10，外花键41上设有与定位孔13相对应的配合孔42，锁环20相对节叉10在第一状态和第二状态之间可切换，锁环20相对节叉10处于第一状态的情况下，活动件30位于凹陷部22，且活动件30的一部分凸出于定位孔13，连接轴40与节叉10可分离；在锁环20相对节叉10处于第二状态的情况下，内花键11和外花键41配合连接，活动件30凸出于定位孔13的部分和配合孔42连接，且凸出部21在锁环20的轴向上止抵活动件30，以使连接轴40与节叉10连接。
45.换言之，参见图1至图10；根据本实用新型实施例的连接组件100主要由节叉10、锁环20、活动件30和连接轴40组成。其中，如图1至图4所示，节叉10可以理解为，转向管柱中间轴有两个或两个以上十字轴万向节，其中与十字轴相连的部件称为节叉10，节叉10的叉形部分与十字轴连接，另一端与连接轴40连接。连接轴40可以为转向器的输入轴，管柱的输出轴等。
46.节叉10的第一端为柱状，节叉10的第二端可以为叉形部。节叉10的第一端为节叉10与叉形部相对应的一端。如图4所示，节叉10的第一端的内壁面上设置有内花键11，节叉10的第一端的外壁面上设置有滑槽12，滑槽12沿节叉10的第一端周向延伸的滑槽12，滑槽12上设置有定位孔13。锁环20套设在滑槽12上，并且锁环20可以相对滑槽12活动。锁环20的内壁面设置有沿其周向延伸的凸出部21和凹陷部22。凸出部21可以形成环形的凸台，凹陷部22可以形成凹陷槽。活动件30设置在锁环20和节叉10的滑槽12之间，并且活动件30在锁环20和节叉10的滑槽12之间可活动。
47.连接轴40的第一端的外壁面上设置有外花键41，连接轴40用于连接节叉10，外花键41上设置有与定位孔13相对应的配合孔42，锁环20相对节叉10在第一状态和第二状态之间可切换，锁环20相对节叉10活动至第一状态的情况下，如图5至图7所示，活动件30活动至凹陷部22上，此时活动件30的一部分能够凸出于定位孔13，连接轴40与节叉10可分离，实现连接轴40和节叉10的拆卸。在锁环20相对节叉10活动至第二状态的情况下，如图8至图10所示，内花键11和外花键41配合连接，活动件30凸出于定位孔13的部分可以和配合孔42连接，并且凸出部21在锁环20的轴向上止抵活动件30，保证连接轴40无法拔出节叉10，实现连接组件100的装配。
48.由此，根据本实用新型实施例的连接组件100，在节叉10的第一端的外壁面上设置有滑槽12，锁环20的内壁面设有凸出部21和凹陷部22，锁环20套设在滑槽12上，并且锁环20相对滑槽12可活动。通过手动活动锁环20，就能实现锁环20在第一状态和第二状态之间切换，当锁环20活动至第一状态时，活动件30位于凹陷部22，活动件30能够脱离连接轴40上的配合孔42，实现节叉10与连接轴40的快速拆卸。当锁环20活动至第二状态时，活动件30凸出于定位孔13的部分能够和配合孔42连接，并且凸出部21止抵活动件30，实现节叉10与连接轴40的快速连接。本实用新型的连接组件100，无需额外使用工具，通过手动活动锁环20就能实现连接组件100的装配和拆卸，装配和拆卸非常便捷。
49.根据本实用新型的一个实施例，活动件30为滚珠，在锁环20相对节叉10处于第一状态的情况下，滚珠位于凹陷部22，且滚珠的一部分凸出与定位孔13，连接轴40与节叉10可分离。在锁环20相对节叉10处于第二状态的情况下，内花键11和外花键41配合连接，滚珠凸
出于定位孔13的部分和配合孔42连接，且凸出部21在锁环20的轴向上止抵滚珠。
50.也就是说，参见图2至图4，活动件30可以采用滚珠，在锁环20相对节叉10处于第一状态的情况下，滚珠可以活动至凹陷部22位置处，此时，滚珠的一部分能够凸出于定位孔13，保证连接轴40与节叉10可分离，实现节叉10与连接轴40快速拆卸。在锁环20相对节叉10处于第二状态的情况下，内花键11和外花键41配合连接，滚珠活动至定位孔13和配合孔42上，并且凸出部21在锁环20的轴向上止抵滚珠，保证连接轴40无法拔出节叉10，实现节叉10与连接轴40的快速连接。
51.可选地，定位孔13的个数可以多个，多个定位孔13可以沿滑槽12的周向间隔开布置，活动件30的个数与定位孔13的个数相对应，配合孔42的个数与定位孔13的个数相对应，并且多个配合孔42沿连接轴40的周向间隔开分布。在锁环20相对节叉10处于第一状态的情况下，如图6和图7所示，每个滚珠可以脱离对应的一个配合孔42，连接轴40与节叉10可分离，实现节叉10与连接轴40快速拆卸。在锁环20相对节叉10处于第二状态的情况下，参见,9和图10，内花键11和外花键41配合连接，每个滚珠可以分别活动至对应的一个定位孔13和配合孔42上，并且凸出部21在锁环20的径向上止抵滚珠，保证连接轴40无法拔出节叉10，实现节叉10与连接轴40的快速连接。
52.根据本实用新型的一个实施例，如图4所示，滑槽12的远离连接轴40的一端设置有沿其周向延伸的第一止挡部14，锁环20的内壁面设有沿其周向延伸的第二止挡部23，连接组件100还包括弹性件50，弹性件50套设在滑槽12上，弹性件50位于滑槽12和锁环20之间。并且弹性件50的一端与第一止挡部14连接，弹性件50的另一端与第二止挡部23连接。弹性件50可以采用弹簧柱，在锁环20相对节叉10处于所述第二状态的情况下，弹簧柱的一端与第一止挡部14连接，弹簧柱的另一端与第二止挡部23连接。通过设置弹性件50，可以保证节叉10和连接轴40之间始终存在一个轴向预紧力，有利于消除内花键11和外花键41之间的间隙。同时弹性件50不受转向交变扭矩的影响，不会出现因力矩衰减而产生松动异响。
53.而现有技术中花键配合间隙消除靠的是螺栓对节叉10内花键11开口施加夹紧力使其变形，从而内花键11套抱紧连接轴40上的外花键41，螺栓不仅要起到使消除花键间隙的作用，还要承受一定的转向管柱传递扭矩时内花键11开口处的来回换向的蠕动力，这样的交变力，将很容易造成螺栓松动，进而造成异响。现有技术中通过夹紧来紧固的方式，如果在装配打螺栓前，内花键11和外花键41间隙较大，装配后内花键11套的截面变成椭圆，此时内花键11和外花键41只有几个齿能紧密配合，螺栓打紧后传递扭矩的花键将受力不均，只有靠近螺栓的几个花键齿传递扭力，将造成这几个齿塑性变形被压溃，压溃后内外花键41配合间隙变大进而出现传递左右打转向交变扭矩时异响。
54.在本实用新型的一些具体实施方式中，如图2和图3所示，节叉10设置有相互对应的第一卡销15和第二卡销16，第一卡销15相对第二卡销16靠近节叉10的第二端(节叉10的具有叉形部分的一端)，第二卡销16设置在滑槽12内，锁环20上设置有第一卡槽24和第二卡槽25。其中，在锁环20相对节叉10处于第一状态的情况下，如图5所示，第一卡销15与第一卡槽24卡接，第二卡销16止抵锁环20的远离节叉10的一端的端面，弹性件50处于压缩状态。在锁环20相对节叉10处于第二状态的情况下，如图8所示，第一卡销15止抵锁环20的靠近节叉10的一端的端面，第二卡销16与第二卡槽25卡接。第一卡槽24和第二卡槽25分别为两个倾斜方向相反的斜槽。
55.也就是说，锁环20套设在节叉10的滑槽12上，弹性件50(弹簧柱)位于滑槽12与锁环20内侧之间，弹性件50的一端顶着第一止挡部14，另一端顶住锁环20内侧的第二止挡部23,使得锁环20在弹性件50的作用下在滑槽12上轴向滑动时有预紧力。多个滚珠(活动件30)位于定位孔13和锁环20内侧之间,当锁环20在滑槽12内运动使锁环20内的凸出部21(凸台)对着滚珠时，可以把滚珠沿锁环20的径向顶入定位孔13内。此时，节叉10和连接轴40的内花键11和外花键41配合基本到位(参见图8至图10)，外花键41上的配合孔42基本对着定位孔13，此时，滚珠就会卡入连接轴40上的配合孔42(锁环20相对滑槽12位于第二状态)，使连接轴40无法拔出，并且在滚珠和配合孔42的作用下使内外花键41一直有轴向预紧力。
56.当锁环20在滑槽12内运动使凹陷部22(凹陷槽)对着滚珠时，此时可以拔出连接轴40，参见图5至图7，外花键41就会把钢球沿连接轴40的径向顶出定位孔13(滚珠退出定位孔13约一半)，从而连接轴40可以解锁拔出。为方便装配和防止节叉10和连接轴40脱出，锁环20设置了第一卡槽24和第二卡槽25，节叉10上设置了第一卡销15和第二卡销16。在本技术中，将锁环20朝向第一卡销15轴向活动(将锁环20上抬)并转动锁环20(例如，左旋)，使锁环20压缩弹性件50，并通过第二卡销16顶住锁环20的下端面(靠近连接轴40的一个端面)，第一卡销15则进入第一卡槽24，此时，弹性件50处于压缩状态，锁环20固定，连接轴40可以相对节叉10自由活动。
57.此时，将锁环20沿另一个方向转动(右旋)，并通过第一卡销15顶住锁环20的上端面(靠近节叉10的一个端面)，第二卡销16则进入第二卡槽25，此时弹性件50处于伸展状态，并且由第一卡销15锁住。如果不旋转锁环20，锁环20将无法轴向移动，此时，如果连接轴40的外花键41在节叉10内与内花键11配合，由滚珠卡住(锁环20相对滑槽12位于第二状态)，并且锁环20顶住滚珠，滚珠无法回退，节叉10和连接轴40无法松脱。
58.根据本实用新型的一个实施例，如图2和图3所示，节叉10的靠近连接轴40的一端的端面上设有限位环17，限位环17与第一止挡部14之间限定出滑槽12。锁环20的外周面设置有沿其周向延伸的法兰26。通过设置法兰26，更加便于手动转动锁环20。
59.在本实用新型的一些具体实施方式中，外花键41和内花键11分别楔形花键，楔形的外花键41从连接轴40的第一端朝向连接轴40的第二端的宽度尺寸逐渐变大，楔形的内花键11从节叉10的第一端的朝向节叉10的第二端的宽度尺寸逐渐减小。外花键41的靠近连接轴40的第一端的部分设置有倒角412，外花键41上形成有缺齿411，内花键11上形成有并齿111，缺齿411和并齿111相对应。
60.换句话说，如图2和图4所示，外花键41和内花键11分别楔形花键，楔形花键的截面可以为梯形，外花键41从连接轴40的第一端朝向连接轴40的第二端的宽度尺寸逐渐变大，内花键11从节叉10的第一端的朝向节叉10的第二端的宽度尺寸逐渐减小。参见图4和图7，外花键41的靠近连接轴40的第一端的部分设置有倒角412，外花键41上形成有缺齿411，内花键11上形成有并齿111(参见图4)，缺齿411和并齿111相对应。
61.内花键11和外花键41的齿数相同，花键槽梯形截面从端部向节叉10沿轴向渐渐变小，相同的渐变角度保证每个截面齿厚齿槽配合紧密间隙为0。外花键41和内花键11上的缺齿411和并齿111设计为将其中的某个齿变大。当然，在本实用新型中，也可以外花键41设置并齿111，内花键11设置缺齿411，使节叉10和连接轴40连接装配只能在固定一个相对角度对接，可以起到防错作用。当然，如不需要固定装配角度，可不做缺齿411和并齿111的设计。
花键连接后，内外花键41紧密啮合。当然，缺齿411和并齿111的具体设置形式以及缺齿411和并齿111的工作原理是可以理解并且能够实现的，在本实用新型中不再详细赘述。
62.在本实用新型中，在节叉10和连接轴40连接装配前，如图5至图7所示，可以将锁环20上抬并左旋，使锁环20压缩弹性件50，并通过第二卡销16顶住锁环20的下端面，第一卡销15则进入第一卡槽24。将连接轴40对准花键和缺齿411插入节叉10，在连接轴40的外花键41端部的倒角412作用下，活动件30(滚珠)将被定位孔13，进入锁环20的凹陷槽内。
63.在节叉10和连接轴40的花键(内花键11和外花键41)装配到位后，如图8至图10所示，将锁环20右旋，并通过第一卡销15顶住锁环20上端面，第二卡销16则进入第二卡槽25。在弹性阿金的弹力作用下，锁环20下压，在锁环20的凸出部21(凸台)的作用下，滚珠将被顶入定位孔13，并卡入连接轴40上的配合孔42，同时使楔形的内外花键41有沿轴向的压紧力。
64.同样的道理，拆卸时只需把将锁环20上抬并左旋，第二卡销16顶住锁环20下端面，即可将连接轴40从节叉10中取出。
65.总而言之，本实用新型的连接组件100，无需额外使用工具，通过手动活动锁环20就能实现连接组件100的装配和拆卸，装配和拆卸非常便捷，对布置空间要求低，花键传递扭矩受力均匀，不容易出现左右打方向异响。
66.虽然已经通过例子对本实用新型的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上例子仅是为了进行说明，而不是为了限制本实用新型的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本实用新型的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本实用新型的范围由所附权利要求来限定。