[发明专利]具有可伸缩中间轴的等速传动轴

说明书

技术领域

本发明涉及汽车或者其他机械传动设备的前后轮传动轴，特别涉及一种汽车用前轮驱动轴的中间轴结构。

背景技术

汽车传动轴的设计经过很长时间的摸索改进，并且各种传动结构类型程度不同的存在现实车辆设计生产中。

如图1所示，大量汽车驱动轮的等速传动轴一般由驱动轮端的中心固定型等速万向节10、变速箱端的中心移动型等速万向节20’和中间轴30’组成。中心固定型等速万向节10有两种结构，分别是BJ型和UJ型。如图2、图2-1所示，BJ型的中心固定型等速万向节具有钟形外套11、钢球12、星形套13和保持架14，且其具有圆环形的沟道15，UJ型的中心固定型等速万向节的沟道是由两段组成，一段为圆环形沟道15，另一段为圆柱形沟道16，而且之间是相切连接的。BJ型和UJ型外套连接端连接方式多样，有外花键式、内花键式、法兰式或者铁饼式。目前大多数生产厂家采用BJ型结构，因为BJ型结构比UJ型结构加工方便，但UJ型的摆动角度比BJ型大5度，可以达到51度左右。目前没有特殊要求摆动角度的汽车多采用BJ型结构。如图3、图3-1和图3-2所示，中心移动型万向节的结构有许多种，其中TJ型(如图3所示)具有滑套21’和三叉轴承25’，VJ型(如图3-1所示)具有滑套21’、钢球22’、保持架23’和星形套24’，DOJ型(如图3-2所示)具有滑套21’、钢球22’、保持架23’和星形套24’。TJ型和DOJ型的滑套连接端连接方式都有外花键式、法兰式或者内花键式，VJ型有外花键式或者铁饼式。图1的中间轴30’有空心轴杆和实心轴杆两种，空心轴杆比实心轴杆具有更好的抗振性。

上述图1所示结构存在如下问题：

1)等速传动轴输入角偏小

等速传动轴的变速箱端采用的万向节是中心移动型等速万向节，中心移动型万向节的偏摆角度小，造成整个传动轴输入角偏小。如图4所示等速传动轴为BJ型+DOJ型，该种型号的传动轴偏摆角度已经是采用中心移动型等速万向节的传动轴中最大的，但由于结构所限，摆角不能超过25度，而其他采用TJ型或者VJ型中心移动型等速万向节的传动轴最大偏摆角仅为23度和15度。

如图5所示，变速箱100和两侧轮胎200之间由传动轴300连接驱动，传动轴的输入角为传动轴与水平线之间夹角，传动轴变速箱端万向节动力输出受力中心到变速箱距离d，变速箱离地高度h。可以推知，当两侧轮胎间距固定时，传动轴输入角a越大，变速箱离地高度h的值可以越大，意味着车辆可以有较高的地盘，具有更优良的越野性能，目前许多SUV汽车，特别是许多运动型车辆(如ATV、UTV)都有此需求。

2)周向传动间隙大

周向间隙主要是由中心移动型等速万向节上造成的，由于中心移动型万向节它既要满足偏摆，又要满足移动，它就造成制造的难度加大，外套的型腔都由冷挤压成型，不再进行机加工；由于直径大，壁薄，厚度不均匀，在热处理过程中产生变形，造成与内部零件的配合间隙大，目前一般间隙都在0.1～0.2mm左右。间隙小了，就容易卡死，移动不灵活；移动灵活了，间隙又大了。这就造成汽车起步时传动轴有空行程，明显感觉到轮胎滞后于变速箱的传动，而且能听到因间隙造成撞击声。

3)抗震性差、变速箱端受弯矩力作用大

由于中心移动型等速万向节的间隙大，传动轴的使用过程中，中间轴杆靠移动端那头，容易产生抖动或震动；而且传动轴在传递扭矩时，对移动端外壳虽然一周受力均匀，但受力面不垂直于变速箱输出轴心线，受力的每一点到变速箱端距离不一样，对变速箱端产生弯矩也不一样，各受力点会对变速箱端产生一个弯矩差，随着受力中心向外移动，弯矩差越来越大，最终影响变速箱寿命。

目前已经出现了用中心固定型等速万向节替代中心移动型等速万向节的传动轴，把原来中心移动型等速万向节完成的轴向移动功能设计到中间轴上实现，但是由于对中间轴的设计考虑不周，中间轴滑移效果较差，导致了实际上传动轴企业仍然大量采用中心移动型等速万向节的现象。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具备良好润滑条件、中间轴滑移性能优良的具有可伸缩中间轴的等速传动轴。

本发明技术方案如下：

本发明是把中心移动型等速万向节设计成中心固定型等速万向节，把伸缩部分设计到中间轴内部。中间轴由中间轴套、中间轴芯、保持架和滚动件组成，通过滚动件在轴套和轴芯的沟道内滚动，来实现传动轴的伸缩，具有优越的传动性能。