本發(fā)明屬于汽車傳動技術(shù)領(lǐng)域，特別是指一種汽車傳動軸結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)：

傳動軸總成由萬向節(jié)和傳動軸組成，有時(shí)還加裝中間支承。它主要用來在工作過程中相對位置不斷改變的兩根軸間傳遞轉(zhuǎn)矩和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動。

傳動軸總成設(shè)計(jì)應(yīng)滿足如下基本要求：

1)保證所連接的兩軸相對位置在預(yù)計(jì)范圍內(nèi)變動時(shí)，能可靠地傳遞動力。

2)保證所連接兩軸盡可能等速運(yùn)轉(zhuǎn)。由于萬向節(jié)夾角而產(chǎn)生的附加載荷、振動和噪聲應(yīng)在允許范圍內(nèi)。

3)傳動效率高，使用壽命長，結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，維修容易等。

傳動軸總成在汽車上應(yīng)用比較廣泛。在發(fā)動機(jī)前置后輪或全輪驅(qū)動的汽車上，由于彈性懸架的變形，變速器或分動器輸出軸與驅(qū)動橋輸入軸的軸線相對位置經(jīng)常變化，所以普遍采用十字軸傳動軸總成。在轉(zhuǎn)向驅(qū)動橋中，內(nèi)、外半軸之間的夾角隨行駛需要而變，這時(shí)多采用等速傳動軸總成。當(dāng)后驅(qū)動橋?yàn)楠?dú)立懸架時(shí)，也必須采用傳動軸總成。

萬向節(jié)按扭轉(zhuǎn)方向是否有明顯的彈性，可分為剛性萬向節(jié)和撓性萬向節(jié)。剛性萬向節(jié)是靠零件的鉸鏈?zhǔn)竭B接傳遞動力的，可分成不等速萬向節(jié)(如十字軸式)、準(zhǔn)等速萬向節(jié)(如雙聯(lián)式、凸塊式、三銷軸式等)和等速萬向節(jié)(如球叉式、球籠式等)。撓性萬向節(jié)是靠彈性零件傳遞動力的，具有緩沖減振作用。

不等速萬向節(jié)是指萬向節(jié)連接的兩個(gè)傳動軸的夾角大于零時(shí)，輸出軸和輸入軸之間以變化的瞬時(shí)角速度比傳遞運(yùn)動，但平均角速度比為1的萬向節(jié)。準(zhǔn)等速萬向節(jié)是指在設(shè)計(jì)角度下工作時(shí)以等于1的瞬時(shí)角速度比傳遞運(yùn)動，而在其它角度下工作時(shí)瞬時(shí)角速度比近似等于1的萬向節(jié)。輸出軸和輸入軸以等于1的瞬時(shí)角速度比傳遞運(yùn)動的萬向節(jié)，稱之為等速萬向節(jié)。

現(xiàn)在每個(gè)汽車廠家都在進(jìn)行汽車輕量化，每個(gè)零部件都要進(jìn)行輕量化設(shè)計(jì)。使用纖維增強(qiáng)塑料(frp)來替代金屬材料，不僅可大幅減小零部件的質(zhì)量，而且還可抑制振動和噪音，同時(shí)，提升燃油經(jīng)濟(jì)性，降低二氧化碳排放量。

現(xiàn)有技術(shù)的汽車從變速器到驅(qū)動橋都采用傳動軸總成連接，傳動軸總成有一節(jié)或多節(jié)傳動軸，多節(jié)傳動軸通過不等速萬向節(jié)連接在一起。如圖1所示為現(xiàn)有技術(shù)傳動軸總成，包括十字軸01，十字軸支架02、傳動軸支承03、傳動軸04、軸頭041、殼體042、平衡塊043及軸叉044構(gòu)成一個(gè)不等速萬向節(jié)。

傳動軸支承內(nèi)有軸承，軸承內(nèi)圈套在端軸上，傳動軸繞軸承軸線旋轉(zhuǎn)，傳動軸支承通過腰形孔固定在車身上。

十字軸的四個(gè)端部都有滾針軸承，軸頭和軸叉都可各自繞其與十字軸安裝的軸線旋轉(zhuǎn)。

傳動軸在傳遞動力時(shí)，主要受到扭轉(zhuǎn)力作用，直徑越大扭轉(zhuǎn)應(yīng)力越小，所以傳動軸的軸頭和軸叉直徑采用很長的圓柱形金屬殼體，并將軸頭、軸叉和殼體焊接在一起。

由于傳動軸的彎曲、重量不平衡、前后安裝部的中心錯(cuò)位等原因，當(dāng)傳動軸旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生彎曲振動，隨著速度的上升，振動隨之增大，當(dāng)傳動軸的速度接近其彎曲固有振動頻率時(shí)，就出現(xiàn)共振現(xiàn)象，以致振幅急劇增大而引起傳動軸折斷，此時(shí)速度是傳動軸的危險(xiǎn)轉(zhuǎn)速。傳動軸的危險(xiǎn)轉(zhuǎn)速取決于傳動軸的尺寸、結(jié)構(gòu)和支承情況。在傳動軸上增加一個(gè)質(zhì)量塊減振器，可以改變危險(xiǎn)轉(zhuǎn)速的大小，從而使危險(xiǎn)轉(zhuǎn)速避開工作轉(zhuǎn)速，如在殼體上焊接一個(gè)平衡塊，拉開危險(xiǎn)轉(zhuǎn)速和工作轉(zhuǎn)速，減小振動和噪聲。

現(xiàn)有技術(shù)的傳動軸總成中，傳動軸殼體為很長的圓柱形金屬殼體，加工精度要求比較高，重量大；要求不同尺寸的平衡塊，還要焊接在殼體上，焊接應(yīng)力影響殼體扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種汽車傳動軸結(jié)構(gòu)，以解決現(xiàn)有技術(shù)的傳動軸總成的重量大、加工精度要求較高及需要不同尺寸的平衡塊的問題。

本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

一種汽車傳動軸結(jié)構(gòu)，包括軸頭、殼體、軸叉、第一軸瓦及第二軸瓦；

所述軸頭的一端插入所述殼體的一端并通過所述第一軸瓦固定連接；所述軸叉的一端插入所述殼體的另一端并通過所述第二軸瓦固定連接。

所述軸頭為旋轉(zhuǎn)體，沿著所述軸頭的軸向中線依次包括十字軸支架安裝部、軸承安裝部、第一軸瓦安裝部及殼體安裝部；

所述十字軸支架安裝部、所述軸承安裝部、所述第一軸瓦安裝部及所述殼體安裝部均為圓柱體結(jié)構(gòu)；

所述十字軸支架安裝部的直徑、所述軸承安裝部的直徑、所述第一軸瓦安裝部的直徑及所述殼體安裝部的直徑依次增大；

在所述十字軸支架安裝部的外端面設(shè)置有螺紋孔，所述十字軸支架安裝部的側(cè)表面形成十字軸支架安裝面；

所述軸承安裝部的側(cè)表面軸承安裝面；所述第一軸瓦安裝部的側(cè)表面形成第一軸瓦安裝面；在所述殼體安裝部與所述第一軸瓦安裝部相連處的端部形成端面，所述殼體安裝部的側(cè)表面形成殼體安裝面。

所述第一軸瓦和所述第二軸瓦的結(jié)構(gòu)完全相同，可以互換。

所述第一軸瓦包括相對連接的第一上部軸瓦和第一下部軸瓦；所述第一上部軸瓦和第一下部軸瓦通過鉚釘固定連接；

所述第一上部軸瓦與所述第一下部軸瓦的結(jié)構(gòu)相同，可以互換；

所述第一上部軸瓦包括軸瓦本體及所述軸瓦本體兩端的連接部，在所述連接部上設(shè)置有鉚釘孔；

所述軸瓦本體為弧形結(jié)構(gòu)，在所述軸瓦本體的一端內(nèi)側(cè)設(shè)置有限位圓環(huán)部，所述軸瓦本體的軸向依次包括殼體固定部、第一圓弧旋轉(zhuǎn)面、第二圓弧旋轉(zhuǎn)面及內(nèi)端圓柱面；

所述限位圓環(huán)部分別與所述第一軸瓦安裝部及端面卡接配合；所述殼體固定部與所述殼體安裝部的殼體安裝面相配合。

在與所述內(nèi)端圓柱面相對的所述第一軸瓦外表面設(shè)置有端部加強(qiáng)筋，在所述第一軸瓦外表面設(shè)置有配重環(huán)及配重孔。

所述殼體固定部的內(nèi)徑、所述第一圓弧旋轉(zhuǎn)面的內(nèi)徑、所述第二圓弧旋轉(zhuǎn)面的內(nèi)徑及所述內(nèi)端圓柱面的內(nèi)徑依次減小。

所述殼體為frp增強(qiáng)塑料，在所述殼體的兩端自所述殼體的端部向中部延伸時(shí)，依次包括第一殼體、過渡殼體及殼體本體；

所述第一殼體的端部設(shè)置有內(nèi)圓柱面、在所述第一殼體近所述過渡殼體的外表面徑向依次設(shè)置有第一旋轉(zhuǎn)面、第二旋轉(zhuǎn)面；

所述第一旋轉(zhuǎn)面與所述第一圓弧旋轉(zhuǎn)面相配合；所述第二旋轉(zhuǎn)面與所述第二圓弧旋轉(zhuǎn)面相配合；所述內(nèi)端圓柱面與所述過渡殼體的過渡圓柱面相配合。

所述第一殼體的外徑、所述過渡殼體的外徑及所述殼體本體的外徑依次增大。

所述軸叉依次包括軸叉本體及叉體，所述軸叉本體為圓柱體結(jié)構(gòu)，所述叉體的一端與所述軸叉本體的連接處設(shè)置有溝槽，且所述叉體的這一端面設(shè)置有圓環(huán)端面，在所述叉體的側(cè)表面設(shè)置有相對的十字軸安裝孔；

在所述軸叉本體的另一端設(shè)置有軸向的內(nèi)盲孔。

軸叉本體的外徑大于所述軸叉本體的外徑。

本發(fā)明的有益效果是：

本技術(shù)方案通過將殼體設(shè)置為frp增強(qiáng)塑料，降低傳動軸的重量，節(jié)能減耗，降低傳動軸的剩余不平衡量，且所述傳動軸固定牢靠。

附圖說明

圖1為現(xiàn)有技術(shù)傳動軸總成示意圖；

圖2為本發(fā)明傳動軸結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明傳動軸結(jié)構(gòu)主視圖；

圖4為本發(fā)明傳動軸結(jié)構(gòu)仰視圖；

圖5為圖3的a-a剖面圖；

圖6為圖5的i處放大圖；

圖7為軸頭示意圖；

圖8為軸瓦示意圖；

圖9為殼體示意圖；

圖10為軸叉示意圖。

附圖標(biāo)記說明

01十字軸，02十字軸支架，03傳動軸支承，04傳動軸，041軸頭，042殼體，043平衡塊，044軸叉，1軸頭，2第一軸瓦，3殼體，4軸叉，5鉚釘，6第二軸瓦，11螺紋孔，12十字軸安裝面，13軸承安裝面，14第一軸瓦安裝面，15端面，16殼體安裝面，21鉚釘孔，22限位圓環(huán)部，23殼體固定部，24第一圓弧旋轉(zhuǎn)面，25第二圓弧旋轉(zhuǎn)面，26內(nèi)端圓柱面，27端部加強(qiáng)筋，28配重環(huán)，29配重孔，31內(nèi)圓柱面，32第一殼體，33第一旋轉(zhuǎn)面，34第二旋轉(zhuǎn)面，35過渡圓柱面，36殼體本體，41內(nèi)盲孔，42軸叉本體，43溝槽，44叉體，45十字軸安裝孔，46圓環(huán)端面。

具體實(shí)施方式

以下通過實(shí)施例來詳細(xì)說明本發(fā)明的技術(shù)方案，以下的實(shí)施例僅是示例性的，僅能用來解釋和說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而不能解釋為是對本發(fā)明技術(shù)方案的限制。

本申請?zhí)峁┮环N汽車傳動軸結(jié)構(gòu)，如圖2至圖10所示，包括軸頭、殼體、軸叉、第一軸瓦及第二軸瓦。

軸頭的一端插入殼體的一端并通過第一軸瓦固定連接；軸叉的一端插入殼體的另一端并通過第二軸瓦固定連接。

軸頭為旋轉(zhuǎn)體，沿著軸頭的軸向中線依次包括十字軸支架安裝部、軸承安裝部、第一軸瓦安裝部及殼體安裝部。

十字軸支架安裝部、軸承安裝部、第一軸瓦安裝部及殼體安裝部均為圓柱體結(jié)構(gòu)。

十字軸支架安裝部的直徑、軸承安裝部的直徑、第一軸瓦安裝部的直徑及殼體安裝部的直徑依次增大。

在十字軸支架安裝部的外端面設(shè)置有螺紋孔，十字軸支架安裝部的側(cè)表面形成十字軸支架安裝面。

軸承安裝部的側(cè)表面軸承安裝面；第一軸瓦安裝部的側(cè)表面形成第一軸瓦安裝面；在殼體安裝部與第一軸瓦安裝部相連處的端部形成端面，殼體安裝部的側(cè)表面形成殼體安裝面。

螺紋孔11和十字軸安裝面12用于十字軸支架的連接；軸承安裝面13用于安裝傳動軸支架軸承的安裝；第一軸瓦安裝面14和端面15用于第一軸瓦2端部的安裝和限位；殼體安裝面16用于殼體3端部安裝和粘接。

第一軸瓦和第二軸瓦的結(jié)構(gòu)完全相同，可以互換。

第一軸瓦包括相對連接的第一上部軸瓦和第一下部軸瓦；第一上部軸瓦和第一下部軸瓦通過鉚釘固定連接。

第一上部軸瓦與第一下部軸瓦的結(jié)構(gòu)相同，可以互換。

第一上部軸瓦包括軸瓦本體及軸瓦本體兩端的連接部，在連接部上設(shè)置有鉚釘孔。

軸瓦本體為弧形結(jié)構(gòu)，在軸瓦本體的一端內(nèi)側(cè)設(shè)置有限位圓環(huán)部，軸瓦本體的軸向依次包括殼體固定部、第一圓弧旋轉(zhuǎn)面、第二圓弧旋轉(zhuǎn)面及內(nèi)端圓柱面；

限位圓環(huán)部分別與第一軸瓦安裝部及端面卡接配合；殼體固定部與殼體安裝部的殼體安裝面相配合。

在與內(nèi)端圓柱面相對的第一軸瓦外表面設(shè)置有端部加強(qiáng)筋，在第一軸瓦外表面設(shè)置有配重環(huán)及配重孔。

鉚釘孔21為鉚釘過孔，用于固定安裝第一軸瓦2；限位圓環(huán)部22內(nèi)側(cè)圓環(huán)面與軸頭1上的端面15、軸叉4上的圓環(huán)端面46貼合，用于第一軸瓦2或第二軸瓦的外端限位，同時(shí)也用于殼體3兩端的限位；殼體固定部23、第一圓弧旋轉(zhuǎn)面24、第二圓弧旋轉(zhuǎn)面25、內(nèi)端圓柱面26用于第一軸瓦與殼體3端部的安裝，同時(shí)，殼體3受到力和扭矩作用后，限制殼體3上的第一旋轉(zhuǎn)面33和第二旋轉(zhuǎn)面34向內(nèi)側(cè)移動趨勢，保證殼體3端部固定的可靠性；端部加強(qiáng)筋27用于提高軸瓦的強(qiáng)度；配重環(huán)28一方面起到軸瓦2的增強(qiáng)效果，另一方面，傳動軸總成旋轉(zhuǎn)時(shí)振動比較大時(shí)，可在配重環(huán)上打復(fù)數(shù)個(gè)配重孔29，減小剩余不平衡量大的一側(cè)重量，以致減小振動。

殼體3為很長的旋轉(zhuǎn)體，由浸潤過樹脂的纖維或纖維束纏繞而成的纖維增強(qiáng)塑料(frp)，上有內(nèi)圓柱面31、第一殼體32、第一旋轉(zhuǎn)面33、第二旋轉(zhuǎn)面34、過渡圓柱面35、殼體本體36。內(nèi)圓柱面31為單一圓柱面，便于纏繞生產(chǎn)和生產(chǎn)后工裝的拔出；第一殼體32、第一旋轉(zhuǎn)面33、第二旋轉(zhuǎn)面34用于第一軸瓦2或第二軸瓦的安裝，同時(shí)，殼體3受到力和扭矩作用后，限制殼體3上的第一旋轉(zhuǎn)面33和第二旋轉(zhuǎn)面34向內(nèi)側(cè)移動趨勢，保證殼體3端部固定的可靠性；過渡圓柱面35用于第一殼體32與殼體本體36過渡，防止在受到較大力和扭矩時(shí)應(yīng)力過大，第一殼體32的直徑為d3、過渡圓柱面35的直徑為d2、殼體本體36的直徑為d1，d1＜d2＜d3。

軸叉依次包括軸叉本體及叉體，軸叉本體為圓柱體結(jié)構(gòu)，叉體的一端與軸叉本體的連接處設(shè)置有溝槽，且叉體的這一端面設(shè)置有圓環(huán)端面，在叉體的側(cè)表面設(shè)置有相對的十字軸安裝孔。

在軸叉本體的另一端設(shè)置有軸向的內(nèi)盲孔。

軸叉本體的外徑大于軸叉本體的外徑。

軸叉4上有內(nèi)盲孔41、軸叉本體42、溝槽43、叉體44、十字軸安裝孔45、圓環(huán)端面46。內(nèi)盲孔41用于軸叉4的減重；溝槽43和圓環(huán)端面46用于第二軸瓦端部的安裝和限位；軸叉本體42用于殼體3端部安裝和粘接；叉體44、十字軸安裝孔45用于安裝十字軸。

先將軸頭1上的殼體安裝面16涂上膠水，插入殼體3的一端的內(nèi)圓柱面31中，并使殼體3的端面與軸頭1上的端面15對齊，再將殼體3上的第一殼體32的外表面涂上膠水，將兩個(gè)第一軸瓦2上的第一上部軸瓦及第一下部軸瓦的限位圓環(huán)22分別從上、下卡在軸頭1的端面15上，最后用四個(gè)鉚釘5分別通過軸瓦2上四個(gè)鉚釘孔1將上下兩個(gè)軸瓦2鉚接在一起，完成傳動軸一頭的安裝。

同樣，先將軸叉4上的軸叉本體42的外表面涂上膠水，插入殼體3的另一端的內(nèi)圓柱面31中，并使殼體3的端面與軸叉4上的圓環(huán)端面46對齊，再將殼體3上的第一殼體32的外表面涂上膠水，將第二軸瓦的上下兩個(gè)部分上的限位圓環(huán)部分別從上、下卡入軸叉4的溝槽43內(nèi)，并使限位圓環(huán)部與圓環(huán)端面46貼合，最后用四個(gè)鉚釘5分別通過軸瓦2上四個(gè)鉚釘孔1將第二軸瓦的上下兩個(gè)部分鉚接在一起，完成傳動軸另一頭的安裝，完成本發(fā)明的安裝。

將完成安裝的傳動軸裝在動平衡檢測儀器上，高速旋轉(zhuǎn)傳動軸，測出傳動軸的剩余不平衡量的大小和方位，在剩余不平衡量大的一側(cè)，在軸瓦的配重環(huán)28上打復(fù)數(shù)孔，消除此方位的剩余不平衡量，完成本發(fā)明的質(zhì)量檢測和調(diào)整。

工作原理

原理1：

傳動軸斷裂直接影響車輛行駛的安全性，本發(fā)明采用三重保護(hù)措施，充分保證殼體3與軸頭1、軸叉4的安裝可靠性。

措施一：殼體3端部內(nèi)外通過膠水與軸頭1、軸叉4、軸瓦2固定在一起；

措施二：軸瓦2中的殼體固定部23、第一圓弧旋轉(zhuǎn)面24、第二圓弧旋轉(zhuǎn)面25、內(nèi)端圓柱面26分別與殼體3的第一殼體32的外表面、第一旋轉(zhuǎn)面33、第二旋轉(zhuǎn)面34、過渡圓柱面35的幾何形狀和尺寸相同，軸瓦2的內(nèi)端圓柱面26直徑小于殼體固定部23的直徑，殼體3受到力和扭矩作用后，鉚接在一起的上下兩個(gè)軸瓦2限制殼體3上的第一旋轉(zhuǎn)面33和第二旋轉(zhuǎn)面34向內(nèi)側(cè)移動趨勢，保證殼體3端部固定的可靠性。

措施三：鉚接在一起的上下兩個(gè)軸瓦2上的限位圓環(huán)部22分別卡在軸頭1的端面15上，同樣，鉚接在一起的第二軸瓦的上下兩個(gè)部分上的限位圓環(huán)部分別卡入軸叉4的溝槽43內(nèi)，進(jìn)一步防止殼體3和第二軸瓦脫出。

原理2：

在第一殼體32與殼體本體36采用過渡圓柱面35過渡，防止在受到較大力和扭矩時(shí)應(yīng)力過大。

原理3：

frp材料本身很輕，剩余不平衡量本身很小，在軸瓦2的配重環(huán)28上打復(fù)數(shù)孔，就可消除此傳動軸的剩余不平衡量，減小振動。

盡管已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實(shí)施例，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以理解在不脫離本發(fā)明的原理和精神的情況下可以對這些實(shí)施例進(jìn)行多種變化、修改、替換和變形，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求極其等同限定。