具有两级刚度的传动轴的制作方法
【技术领域】
[0001]本公开内容涉及具有两级刚度的传动轴，用于在机动车辆中传递扭矩。
【背景技术】
[0002]传动轴，如推进器轴或万向轴或者车轴，是用于从动力总成传递旋转和扭矩的机械部件。传动轴典型地用于将由于距离或需要允许在它们之间相对运动所致的不能直接连接的传动系的部件相连接。在机动车辆中，传动轴典型地将扭矩从发动机传递到车辆的驱动车轮。在车辆传动轴上的负载主要是发动机输出扭矩与发动机的扭转振动以及车辆的惯性叠加的结果。传动轴通常被构造成承受操作应力，同时限制附加重量和惯性。车辆传动轴往往合并有一个或多个机械连接部，该机械连接部被设计成允许在驱动和从动部件之间的在对准和/或距离上的变化。
【发明内容】
[0003]—种用于传递输入扭矩的两级刚度传动轴包括由纵向轴线、第一端部、远侧的第二端部限定并具有中空柱体刚度的中空柱体。该两级刚度传动轴还包括沿着纵向轴线延伸通过中空柱体并由第一端部、远侧的第二端部限定并具有内部轴刚度的内部轴。所述内部轴的第一端部与所述中空柱体的第一端部经旋转间隙配合接合。所述内部轴的第二端部旋转地固定到所述中空柱体的第二端部，使得所述轴的第一端部可以相对于所述内部轴的第二端部扭转达到预定角度。所述内部轴刚度限定了所述传动轴的第一级刚度，且所述内部轴刚度和所述中空柱体刚度一起限定了所述传动轴的第二级刚度。
[0004]所述内部轴的第一端部可以包括第一外部花键，所述中空柱体的第一端部可以包括第一内部花键。在这种情况下，所述第一外部花键经旋转间隙配合在第一交接部处与第一内部花键相接合。
[0005]所述两级刚度传动轴可以额外地包括布置在所述柱体和所述内部轴之间的密封件。这种密封件可以被构造成限制碎肩进入第一交接部。所述密封件可以由高分子化合物形成。
[0006]所述两级刚度传动轴可以额外地包括布置在所述第一外部花键和所述第一内部花键中的至少一个上的涂层。这种涂层将被构造成缓冲第一内部花键和第一外部花键之间的冲击。
[0007]所述内部轴的第二端部可以包括第二外部花键，且所述第二柱体的第二端部可以包括第二内部花键。在这种情况下，所述第二外部花键在第二交接部处压配合到所述第二内部花键中。
[0008]所述内部轴的第一端部可以包括垂直于所述纵向轴线布置的内部轴凸缘。另外，所述中空柱体的第一端部可以包括垂直于所述纵向轴线布置的柱体凸缘。在这种情况下，所述两级刚度传动轴可以额外地包括布置在所述内部轴凸缘和所述柱体凸缘之间且被构造成产生摩擦阻尼的弹簧，该摩擦阻尼被构造成控制所述内部轴的扭转。
[0009]所述弹簧可以被构造为蝶型垫圈和波形垫圈中的一种。
[0010]所述两级刚度传动轴也可以包括布置在所述弹簧和所述轴凸缘之间或在所述弹簧和所述柱体凸缘之间的摩擦垫圈。
[0011]所述第一级刚度和摩擦阻尼可以一起被构造成衰减传动轴所传递的输入扭矩中的变化，并由此减少采用所提及的传动轴的车辆的传动系中的潜在振动。
[0012]还公开了一种采用这样的两级刚度传动轴的机动车辆。
[0013]根据又一方面，还公开了一种用于机动车辆的传动系，包括:
[0014]动力总成，被构造成产生扭矩；
[0015]路面车轮；以及
[0016]两级刚度传动轴，所述两级刚度传动轴被构造成将扭矩从所述动力总成传递到所述路面车轮，该传动轴包括:
[0017]中空柱体，所述中空柱体由纵向轴线、第一端部和远侧的第二端部限定，并具有中空柱体刚度；以及
[0018]内部轴，所述内部轴沿着所述纵向轴线延伸通过所述中空柱体，并且由第一端部和远侧的第二端部限定，并具有内部轴刚度，
[0019]其中:
[0020]所述内部轴的第一端部经旋转间隙配合与所述中空柱体的第一端部接合，并被构造成从所述动力总成接收扭矩；
[0021]所述内部轴的第二端部旋转地固定到所述中空柱体的第二端部，使得响应于从所述动力总成接收的扭矩，所述内部轴的第一端部相对于所述内部轴的第二端部扭转到预定角度;且
[0022]所述内部轴刚度限定了所述传动轴的第一级刚度，并且所述内部轴刚度与所述中空柱体刚度一起限定了所述传动轴的第二级刚度。
[0023]优选地，其中:
[0024]所述内部轴的第一端部包括第一外部花键，并且所述中空柱体的第一端部包括第一内部花键;且
[0025]所述第一外部花键经旋转间隙配合与所述内部花键在第一交接部处相接合。
[0026]优选地，所述传动系还包括密封件，所述密封件布置在所述中空柱体和所述内部轴之间，并被构造成限制碎肩进入所述第一交接部。
[0027]优选地，其中，所述密封件由高分子化合物形成。
[0028]优选地，所述传动系还包括涂层，所述涂层布置在所述第一外部花键和所述第一内部花键中的至少一个上，其中所述涂层被构造成缓冲所述第一内部花键和所述第一外部花键之间的冲击。
[0029]优选地，其中:
[0030]所述内部轴的第二端部包括第二外部花键，并且所述中空柱体的第二端部包括第二内部花键;且
[0031]所述第二外部花键在第二交接部处压配合到所述第二内部花键中。
[0032]优选地，其中:
[0033]所述内部轴的第一端部包括垂直于所述纵向轴线布置的内部轴凸缘;且
[0034]所述中空柱体的第一端部包括垂直于所述纵向轴线布置的柱体凸缘；
[0035]还包括弹簧，所述弹簧布置在所述内部轴凸缘和所述柱体凸缘之间，并被构造成产生摩擦阻尼，所述摩擦阻尼被构造为控制所述内部轴的扭转。
[0036]优选地，其中，所述弹簧被构造为碟形垫圈和波形垫圈中的一种。
[0037]优选地，所述传动系还包括摩擦垫圈，所述摩擦垫圈布置在所述弹簧和所述内部轴凸缘之间或在所述弹簧和所述柱体凸缘之间。
[0038]优选地，其中，所述第一级刚度和摩擦阻尼一起被构造成衰减由所述传动轴传递的动力总成的扭矩中的变化。
[0039]本公开内容的上述特征和优点以及其他特征和优点将从下面用于实现所描述的公开内容的实施方式和最佳模式的详细描述并在结合附图和所附权利要求书考虑时变得容易理解。
【附图说明】
[0040]图1是包括两级刚度传动轴的机动车辆传动系的示意图；
[0041]图2是图1中所示的两级刚度传动轴的示意性特写横截面图，该传动轴具有延伸通过中空柱体并接合该中空柱体的内部轴；
[0042]图3是通过内部轴和中空柱体之间的第一交接部的剖面的示意性特写视图；
[0043]图4是通过内部轴和中空柱体之间的第二交接部的剖面的示意性特写视图；
[0044]图5是在图1-2中所示的两级刚度传动轴中抵靠摩擦垫圈作用的弹簧的示意性特写视图；
[0045]图6是在图1-2中所示的两级刚度传动轴中抵靠摩擦垫圈作用的弹簧的另一实施方式的示意性特写视图；
[0046]图7是用于图1-6中所示的两级刚度传动轴的扭转角度对输入扭矩的曲线图。
【具体实施方式】
[0047]参照附图，其中相同的附图标记指代相同的部件，图1示出了包括适于推进车辆的传动系的机动车辆10的示意图。所述传动系包括内燃机12、变速器14，并包括两级刚度传动轴16，该两级刚度传动轴16用于将发动机扭矩T从变速器经差速器20传递到一个或多个从动车轮18。虽然以下的公开内容主要描述两级刚度传动轴16作为在变速器14和差速器20之间纵向延伸的推进器轴，但是两级刚度传动轴16也可以被用作在差速器20和从动车轮18之间延伸并被附图标记16A标识的车轴。
[0048]如图2所示，传动轴16被构造成控制，即:吸收、过滤和/或衰减发动机扭矩T中的振动，并包括中空柱体22。所述中空柱体22被纵向轴线24、第一端部26和远侧的第二端部28限定。所述中空柱体22还具有中空柱体刚度。所述传动轴16还包括沿着纵向轴线24延伸通过所述中空柱体22的内部轴30。所述内部轴30由第一端部32、远侧的第二端部34限定并具有内部轴刚度。另外，内部轴30可以具有可选的中空结构。所述内部轴30的所述第一端部32经旋转间隙配合33(图3中所示)在第一交接部35处与中空柱体22的第一端部26相接合。所述内部轴30的刚度限定了传动轴16的第一级刚度或弹性系数SI，如图7所示。另外，内部轴30和中空柱体22的组合刚度限定了驱动会走16的第二级刚度或弹性系数S2，也如图7所示。
[0049]所述内部轴30的第二端部34旋转地固定到所述中空柱体22的第二端部28。所述内部轴30在相应的第二端部34、28处到中空柱体22的固定连接促进内部轴30的扭转，即，响应于充分大小的输入发动机扭矩T，所述第一端部32相对于所述第二端部34的角位移。内部轴30的最大扭转由相