專利名稱：制造驅(qū)動軸組件的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體涉及一種在傳動系統(tǒng)中使用的驅(qū)動軸組件的制造方法。特別地，本發(fā)明涉及一種將端部件固定在所述驅(qū)動軸組件的中央管軸上以防止在端部件和中央管軸之間產(chǎn)生相對軸向移動的改進方法。
背景技術(shù)：
傳動系統(tǒng)廣泛地被用于從動力源產(chǎn)生動力并將來自動力源的所述動力傳遞到從動機構(gòu)。常常地，動力源產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)動力，并且該旋轉(zhuǎn)動力從動力源傳遞到旋轉(zhuǎn)從動機構(gòu)。例如，在目前使用的大多數(shù)陸地車輛中，發(fā)動機/變速器組件產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)動力，并且該旋轉(zhuǎn)動力從發(fā)動機/變速器組件的輸出軸通過驅(qū)動軸組件傳遞到輪軸組件的輸入軸以旋轉(zhuǎn)驅(qū)動車輛的車輪。為了實現(xiàn)這一點，通常的驅(qū)動軸組件包括中空圓柱形驅(qū)動軸管，該中空圓柱形驅(qū)動軸管具有固定在其前端和后端上的一對端部件例如一對管軛。前端部件形成了將發(fā)動機/變速器組件的輸出軸連接到驅(qū)動軸管前端的前萬向節(jié)的一部分。同樣地，后端部件形成了將驅(qū)動軸管后端連接到輪軸組件的輸入軸上的后萬向節(jié)的一部分。前、后萬向節(jié)提供了從發(fā)動機/變速器組件的輸出軸而通過驅(qū)動軸管到輪軸組件的輸入軸的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動連接，同時調(diào)節(jié)這三個軸的旋轉(zhuǎn)軸線之間的有限的角偏差。
在一些情況下，驅(qū)動軸組件由具有固定在其上的中央管軸的中空圓柱形驅(qū)動軸管構(gòu)成。中央管軸包括適于固定在驅(qū)動軸管一端的第一端部和具有設(shè)置在其上的外花鍵部分的第二端部。中央管軸的第一端部通常通過焊接與驅(qū)動軸管的端部相連。中心軸承組件可安裝在位于所述第一和第二端部之間的中央管軸的中部上。端軛可與中央管軸的第二端部相連。該端軛具有與中央管軸帶外花鍵的第二端部配合的內(nèi)花鍵套部以被固定而與隨其旋轉(zhuǎn)。
在一些應(yīng)用中，盡管中央管軸和端軛之間具有花鍵連接，但需要防止在它們之間產(chǎn)生相對的軸向移動。為了實現(xiàn)這一目的，已知的是在中央管軸的第二端部的末端上設(shè)置外螺紋。中央管軸的第二端部的螺紋末端延伸穿過經(jīng)由端軛形成的開口。而后，螺母被旋擰到中央管軸的第二端部的螺紋末端上以將所述端軛保持在中央管軸上并防止在它們之間產(chǎn)生相對的軸向移動。盡管這種結(jié)構(gòu)一直有效，但發(fā)現(xiàn)其有些復(fù)雜、昂貴并占用空間。可選擇地，已知的是將端軛直接焊接在中央管軸的第二端部上。但是，由于多種原因采用焊接是不合乎要求的。因此，需要提供一種將端部件固定在中央管軸上的改進方法，以防止在所述驅(qū)動軸組件內(nèi)端部件和中央管軸之間產(chǎn)生相對的軸向移動。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明涉及一種將第一和第二花鍵元件固定在一起，例如在驅(qū)動軸組件內(nèi)將中央管軸固定到端部件上以防止在它們之間產(chǎn)生相對的軸向移動的改進方法。首先，第一花鍵元件被設(shè)置成包括具有設(shè)置在其上的凹槽和多個外花鍵的外表面。同時，第二花鍵元件被設(shè)置成包括具有設(shè)置在其上的多個內(nèi)花鍵的內(nèi)表面。第二花鍵元件的內(nèi)表面環(huán)繞第一花鍵元件的外表面布置，使得所述多個內(nèi)花鍵與多個外花鍵配合。而后，使第二花鍵元件的一部分變形而壓入第一花鍵元件的所述凹槽內(nèi)以將第一和第二花鍵元件固定在一起，同時防止在它們之間產(chǎn)生相對的軸向移動。
在參照附圖進行閱讀時，本領(lǐng)域技術(shù)人員從以下對優(yōu)選實施方式的詳細描述中將會清楚地了解到本發(fā)明的各種目的和優(yōu)點。
圖1是包括根據(jù)本發(fā)明的方法已經(jīng)被固定在一起的中央管軸和端部件的驅(qū)動軸組件的透視圖。
圖2是圖1所示的驅(qū)動軸組件的側(cè)面立視圖。
圖3是根據(jù)本發(fā)明方法的第一實施方式的、被固定在一起之前已被組裝的圖1和2所示驅(qū)動軸組件的中央管軸和端軛的一部分的放大剖面立視圖。
圖4是與圖3類似的放大剖面立視圖，圖中顯示了根據(jù)本發(fā)明的方法的第一實施方式而被固定在一起時的所示驅(qū)動軸組件的中央管軸和端軛。
圖5是根據(jù)本發(fā)明方法的第一實施方式的、被固定在一起之前已被組裝的圖3所示驅(qū)動軸組件的中央管軸和端軛的一部分的另一個放大剖面立視圖。
圖6是根據(jù)本發(fā)明方法的第一實施方式被固定在一起時的圖4所示驅(qū)動軸組件的中央管軸和端軛的一部分的另一個放大剖面立視圖。
圖7是與圖4所示類似的放大剖視圖，圖中顯示了根據(jù)本發(fā)明方法的第二實施方式而被固定在一起時的所示驅(qū)動軸組件的中央管軸和端軛。
具體實施例方式
現(xiàn)在參照附圖，圖1示出總體由參考符號10指示的驅(qū)動軸組件，其例如可被用在常規(guī)的傳動系統(tǒng)(未示出)中用于將來自旋轉(zhuǎn)動力源例如內(nèi)燃機或柴油機的旋轉(zhuǎn)動力傳遞到從動裝置例如多個從動輪。所示的驅(qū)動軸組件10一般是本領(lǐng)域中常規(guī)的驅(qū)動軸組件并僅僅被用于示出本發(fā)明的一種應(yīng)用場合。因此，本發(fā)明的范圍不限于用于圖1所示的驅(qū)動軸組件10的特定結(jié)構(gòu)或者通常的驅(qū)動軸組件。相反，從下文將清楚地了解到，為了以下所述的目的本發(fā)明可被用在任何所需的場合。
所示的驅(qū)動軸組件10包括適于將驅(qū)動軸組件10的一端與第一外部裝置(未示出)例如旋轉(zhuǎn)動力源相連的軛軸11或其它端部件。所示的軛軸11在本領(lǐng)域內(nèi)是常規(guī)的并包括由總體用參考數(shù)字12指示的第一中心軸承組件支承而用于旋轉(zhuǎn)的本體(未示出)。第一中心軸承組件12的結(jié)構(gòu)和操作在本領(lǐng)域內(nèi)是常規(guī)的且不構(gòu)成本發(fā)明的任何部分。軛軸11包括從其本體基本軸向延伸的一對間隔開的軛臂。所述軛臂被設(shè)置成便于將軛軸11(由此還有驅(qū)動軸組件10)連接到第一外部裝置上。軛軸11還包括從其本體在第二軸向方向上延伸的外花鍵端部(未示出)。軛軸11的外花鍵部分容納在管套13的內(nèi)花鍵部分內(nèi)以進行一致的旋轉(zhuǎn)運動以及有限的相對軸向移動?？傮w由參考數(shù)字14指示的常規(guī)柔性罩裝置在軛軸11和管套13之間延伸以防止灰塵、水以及其它污染物進入外花鍵和內(nèi)花鍵部分的配合區(qū)域。
管套13被焊接或采用其它方式固定在延伸過驅(qū)動軸組件10的大部分長度的驅(qū)動軸管15的第一端。驅(qū)動軸管15的第二端被焊接或采用其它方式固定在中央管軸16上。在圖3和4中詳細示出了中央管軸16的結(jié)構(gòu)。如圖中所示，中央管軸16包括有外表面，該外表面具有適于固定在驅(qū)動軸管15的第二端上的第一端16a。中央管軸16的第一端16a可通過任意常規(guī)方式例如通過焊接或粘結(jié)固定到驅(qū)動軸管15的第二端。中央管軸16還包括具有圓柱形外表面的中間部分16b?？傮w由參考數(shù)字17指示的第二中心軸承組件與中央管軸16的中間部分16b的圓柱形外表面接合并對其進行旋轉(zhuǎn)支承。第二中心軸承組件17的結(jié)構(gòu)和操作在本領(lǐng)域也是常規(guī)的且不構(gòu)成本發(fā)明的任何部分。以本領(lǐng)域公知的方式，第一和第二中心軸承組件12和17適于分別固定在一個或多個支承表面上以支承驅(qū)動軸組件10而與其相對旋轉(zhuǎn)。中央管軸16的外表面還包括第二端部16c，該第二端部16c具有設(shè)置在其上的多個外花鍵。
最后，驅(qū)動軸組件10包括端軛18，該端軛18具有在其內(nèi)表面上設(shè)置的內(nèi)花鍵套部18a和基本沿軸向從其延伸的一對間隔開的軛臂18b。端軛18的內(nèi)花鍵套部18a容納在中央管軸16的第二端部16c上設(shè)置的多個外花鍵并與其配合以在它們之間形成一致的旋轉(zhuǎn)運動。端軛18的軛臂18b被設(shè)置成便于軛軸11(由此還有驅(qū)動軸組件10)連接到第二外部裝置(未示出)例如用于驅(qū)動多個從動輪的輪軸組件上。
如上所述，盡管在中央管軸16和端軛18之間存在花鍵連接，但有時需要防止在它們之間產(chǎn)生相對的軸向移動。圖3到圖6詳細地顯示了實現(xiàn)這一目的的本發(fā)明的方法。如圖所示，中央管軸16的外表面具有凹槽16d(在圖5和6中示出)。所示的凹槽16d在形狀上是環(huán)形的，完全圍繞中央管軸16的外周延伸。但是，如果需要，凹槽16d可僅繞中央管軸16的外周的一部分延伸。另外，凹槽16d可被構(gòu)造成多個分離的凹槽，它們作為一組繞中央管軸16的外周延伸。在所示的實施方式中，凹槽16d的橫截面形狀大體上是梯形的，包括一對成角度的線性側(cè)壁和一線性底壁。但是，凹槽16d可被形成為具有任意所需的橫截面形狀或多個橫截面形狀。所示的凹槽16d靠近在中央管軸16的第二端部16c上設(shè)置的所述多個花鍵定位。但是，凹槽16d可設(shè)置在中央管軸16的第二端部16c上的任意所需的位置上。凹槽16d可通過任意所需的加工例如通過機械加工形成在中央管軸16上。
在圖5中最清楚地示出的那樣，端軛18最初被裝配在中央管軸16上，使得端軛18的內(nèi)花鍵套部18a容納在中央管軸16的第二端部16c上設(shè)置的多個外花鍵。因此，如上所述，端軛18的內(nèi)花鍵套部18a與在中央管軸16的第二端部16c上設(shè)置的多個外花鍵配合以在它們之間形成一致的旋轉(zhuǎn)運動。在這一初始位置，端軛18的內(nèi)花鍵套部18a軸向延伸過在中央管軸16上設(shè)置的凹槽16d的至少一部分。
而后，如圖6所示，將變形工具例如壓凹工具20移動而與端軛18的內(nèi)花鍵套部18a的一部分接合。壓凹工具20使端軛18的內(nèi)花鍵部18a的被接合部分變形，使其向內(nèi)移動到凹槽16d內(nèi)。這樣，端軛18的內(nèi)花鍵套部18a的變形部分與在中央管軸16上設(shè)置的凹槽16d的側(cè)壁相接合。從而，中央管軸16和端軛18被固定在一起以防在它們之間產(chǎn)生相對的軸向移動。
優(yōu)選地，如圖3和4所示，一對壓凹工具20被用于使端軛18的內(nèi)花鍵套部18a在外周上相對的部分同時變形并將其向內(nèi)壓入在中央管軸16上設(shè)置的凹槽16d內(nèi)。在進行所述同時且在外周上相對壓凹的過程中作用在中央管軸16和端軛18組件上的力優(yōu)選大小相等并且方向相反。這樣，在固定過程中沒有有效的側(cè)向力作用在中央管軸16和端軛18組件上。但是，將會認識到，變形過程可由更多或更少數(shù)量的壓凹工具20來執(zhí)行。
備選地，如圖7所示，可設(shè)置單個壓凹工具30將端軛18的內(nèi)花鍵套部18a的一部分壓入在中央管軸16上設(shè)置的凹槽16d內(nèi)。在本發(fā)明的方法的這一備選實施方式中，單個壓凹工具30可以是軋制工具，在端軛18和中央套管16的組件繞其縱向軸線進行相對轉(zhuǎn)動時，該軋制工具移動到與端軛18和中央套管16的組件相接合。因此，當(dāng)端軛18和中央管軸16的組件相對于單個壓凹工具30轉(zhuǎn)動時，端軛18的內(nèi)花鍵套部18a在外周上變形而被壓入在中央管軸16上設(shè)置的凹槽16d內(nèi)。在本發(fā)明的方法的另一備選實施方式中，單個壓凹工具30可在端軛18和中央管軸16的組件繞其縱向軸線進行相對轉(zhuǎn)動的同時向內(nèi)和向外往復(fù)移動而與端軛18和中央管軸16的組件接觸和脫離接觸。因此，可以連續(xù)的方式采用單個壓凹工具30將端軛18的內(nèi)花鍵套部18a的多個圓周部分壓入在中央管軸16上設(shè)置的凹槽16d內(nèi)。
根據(jù)專利法的規(guī)定，已經(jīng)在本發(fā)明的最佳實施方式中對本發(fā)明的操作原理和方式進行了說明和圖示。但是，必須認識到，除了按照特定說明和圖示之外，在不脫離本發(fā)明精神或范圍的前提下還可以采用其它方式實施本發(fā)明。
權(quán)利要求
1.一種將第一和第二花鍵元件固定在一起的方法，包括以下步驟(a)提供包括有外表面的第一花鍵元件，所述外表面具有設(shè)置在其上的凹槽和多個外花鍵；(b)提供包括有內(nèi)表面的第二花鍵元件，所述內(nèi)表面具有設(shè)置在其上的多個內(nèi)花鍵；(c)將所述第二花鍵元件的內(nèi)表面圍繞所述第一花鍵元件的外表面布置，使得所述多個內(nèi)花鍵與所述多個外花鍵相配合；以及(d)使所述第二花鍵元件的一部分變形而進入所述第一花鍵元件的凹槽內(nèi)以將第一和第二花鍵元件固定在一起。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟(a)是通過提供完全圍繞所述第一花鍵元件的外周延伸的環(huán)形凹槽來執(zhí)行的。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟(a)是通過提供橫截面形狀基本上為梯形并包括一對成角度的線性側(cè)壁和一線性底壁的凹槽來執(zhí)行的。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟(a)是通過提供靠近所述多個外花鍵定位的凹槽來執(zhí)行的。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟(d)是通過壓凹操作來執(zhí)行的。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述步驟(d)是通過提供壓凹工具并將所述壓凹工具移動至與所述第一花鍵元件的一部分接合來執(zhí)行的。
7.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述步驟(d)是通過提供軋制壓凹工具并在所述第一和第二花鍵元件的組件相對于所述軋制壓凹工具轉(zhuǎn)動的同時移動所述軋制工具而與所述第一花鍵元件的一部分接合來執(zhí)行的。
8.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述步驟(d)是通過提供一對壓凹工具并移動該對壓凹工具而與所述第一花鍵元件的相對部分接合來執(zhí)行的。
9.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述步驟(d)是通過提供一對壓凹工具并移動該對壓凹工具而與所述第一花鍵元件的相對部分同時接合來執(zhí)行的。
10.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟(a)是通過提供驅(qū)動軸組件的中央管軸作為所述第一花鍵元件來執(zhí)行的，而所述步驟(b)是通過提供驅(qū)動軸組件的端軛作為所述第二花鍵元件來執(zhí)行的。
11.一種將中央管軸固定到端部件上的方法，包括以下步驟(a)提供包括有外表面的中央管軸，所述外表面具有設(shè)置在其上的凹槽和多個外花鍵；(b)提供包括有內(nèi)表面的端部件，所述內(nèi)表面具有設(shè)置在其上的多個內(nèi)花鍵；(c)將所述端部件的內(nèi)表面圍繞所述中央管軸的外表面布置，使得所述多個內(nèi)花鍵與所述多個外花鍵配合；以及(d)使所述端部件的一部分變形而進入所述中央管軸的凹槽內(nèi)以將中央管軸固定到端部件上。
12.如權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，所述步驟(a)是通過提供完全繞所述中央管軸的外周延伸的環(huán)形凹槽來執(zhí)行的。
13.如權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，所述步驟(a)是通過提供橫截面形狀基本上為梯形并包括一對成角度的線性側(cè)壁和一線性底壁的凹槽來執(zhí)行的。
14.如權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，所述步驟(a)是通過提供靠近所述多個外花鍵定位的凹槽來執(zhí)行的。
15.如權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，所述步驟(d)是通過壓凹操作來執(zhí)行的。
16.如權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于，所述步驟(d)是通過提供壓凹工具并移動所述壓凹工具而與所述中央管軸的一部分相接合來執(zhí)行的。
17.如權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于，所述步驟(d)是通過提供軋制壓凹工具并在所述中央管軸和端軛的組件相對于軋制壓凹工具轉(zhuǎn)動的同時移動所述軋制壓凹工具而與所述中央管軸的一部分相接合來執(zhí)行的。
18.如權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于，所述步驟(d)是通過提供一對壓凹工具并移動該對壓凹工具而與所述中央管軸的相對部分接合來執(zhí)行的。
19.如權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于，所述步驟(d)是通過提供一對壓凹工具并移動該對壓凹工具而與所述中央管軸的相對部分同時接合來執(zhí)行的。
全文摘要
本發(fā)明提供一種將第一和第二花鍵元件固定在一起，例如在驅(qū)動軸組件內(nèi)將中央管軸固定在端部件上以防止在它們之間產(chǎn)生相對的軸向移動的方法。首先，第一花鍵元件被設(shè)置成包括有外表面，該外表面具有設(shè)置在其上的凹槽和多個外花鍵。同時，第二花鍵元件被設(shè)置成包括具有設(shè)置在其上的多個內(nèi)花鍵的內(nèi)表面。第二花鍵元件的內(nèi)表面環(huán)繞第一花鍵元件的外表面布置，使得所述多個內(nèi)花鍵與所述多個外花鍵配合。而后，將第二花鍵元件的一部分變形壓入第一花鍵元件的凹槽內(nèi)以將第一和第二花鍵元件固定在一起，同時防止在它們之間產(chǎn)生相對的軸向移動。
文檔編號F16B21/00GK1865716SQ20061008242
公開日2006年11月22日 申請日期2006年5月16日 優(yōu)先權(quán)日2005年5月17日
發(fā)明者P·J·博木斯, D·A·布洛克, P·A·埃弗索爾, R·W·拉斯基, N·瓦格納 申請人:達納公司