專利名稱：大范圍伸縮式轉向傳動軸的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及傳動軸，具體為一種轉向傳動軸，特別涉及重型卡車上的轉向傳動軸。
背景技術：
應用在重型卡車上的轉向傳動軸10，除了連接轉向軸12和轉向器13起傳遞扭矩的作用之外，還應滿足以下兩點要求(I)在重型卡車的駕駛室翻轉時，轉向傳動軸10要求能夠伸長，其最大長度要大于駕駛室翻轉到最大位置時的長度；(2)重型卡車行駛時會因路面不平整而顛簸，因此，行駛時駕駛室與車架之間有相對運動，然而轉向軸12安裝在駕駛室上，轉向器13安裝在車架上，因此轉向傳動軸10在車輛顛簸時處于往復伸縮狀態，這就要求轉向傳動軸10因車輛顛簸而壓縮時不會壓縮到其最小長度，否則轉向器13和轉向軸12會發生剛性碰撞。由上可知，重型卡車的轉向傳動軸10既要滿足一個最大拉伸長度，·又要滿足一個最小壓縮長度。為了滿足上述要求，現有的轉向傳動軸一般做成2節式，2節之間用花鍵連接，可以像活塞一樣伸長和壓縮。但現有轉向傳動軸存在的缺點是當車輛要求轉向傳動軸的最大長度和最小長度之間差值過大時，現有的2節式的轉向傳動軸就無法同時滿足轉向傳動軸的最大長度和最小長度。
發明內容本實用新型為了解決當車輛要求轉向傳動軸的最大長度和最小長度之間差值過大時，現有的2節式轉向傳動軸無法同時滿足轉向傳動軸的最大長度和最小長度的問題，提供了一種大范圍伸縮式轉向傳動軸。本實用新型是采用如下技術方案實現的一種大范圍伸縮式轉向傳動軸，包括第一萬向節、第二萬向節、具有內花鍵的花鍵套軸、具有外花鍵的花鍵軸，所述花鍵軸的一端與第二萬向節固定連接，花鍵軸的另一端通過花鍵以能夠滑動的方式配合連接于花鍵套軸的一端內；還包括鋼球軌道導管、鋼球、聯軸體、保持架及鋼球軌道套軸；所述聯軸體下部設有外花鍵，聯軸體通過下部的外花鍵配合連接于花鍵套軸的另一端內；聯軸體中部設有環狀凸臺；聯軸體上部外形呈內臺階、外臺階排列的階梯狀、且其內部為圓柱狀空腔，聯軸體上部內臺階上沿圓周均布開設有與其空腔聯通、供鋼球通過的孔，聯軸體上部外臺階表面設有與上部內臺階上的孔位置一一對應的、軸向的、與鋼球表面配合的凹槽；所述鋼球軌道導管的下部與聯軸體上部空腔內表面間隙配合且插入聯軸體上部空腔內，鋼球軌道導管上部側面設有沿圓周均勻分布的凸臺，鋼球軌道導管內設有數量與聯軸體上部內臺階上的孔的數量一致、供鋼球滾動的管道，每一個管道從鋼球軌道導管的下部側面開口向其內部沿軸向延伸至其上部側面凸臺處開口，鋼球軌道導管的下部側面開口與聯軸體上部內臺階上的孔聯通，鋼球軌道導管的上部側面凸臺處開口與聯軸體上部外臺階表面的凹槽連接；所述保持架為圓環狀，保持架的外圓環表面設有沿圓周均勻分布的凸臺且凸臺上表面呈與鋼球配合的弧狀，保持架套接在聯軸體上部內臺階表面，保持架的一端抵靠在聯軸體中部環形凸臺的側面且使保持架的外圓環表面的凸臺上表面位于聯軸體上部內臺階表面上的孔的下部；所述鋼球軌道套軸內壁設有軸向的、與聯軸體上部外臺階表面上的各凹槽相配合的、供鋼球滾動的軌道，所述保持架的外圓環表面的凸臺、鋼球軌道導管上部側面的凸臺均與鋼球軌道套軸內壁的軌道相配合；所述鋼球軌道套軸的一端套接于鋼球軌道導管、鋼球、聯軸體、保持架、花鍵套軸裝配后的外表面，鋼球軌道套軸的另一端固定連接第一萬向節；所述鋼球軌道套軸內壁的軌道、鋼球軌道導管內的管道、聯軸體上部外臺階表面的凹槽、聯軸體上部內臺階的孔、保持架的凸臺上表面共同組成完整的鋼球滾動軌道；所述鋼球布滿所述鋼球滾動軌道；花鍵套軸和鋼球軌道套軸通過鋼球連接，鋼球軌道套軸通過鋼球在所述鋼球滾動軌道內滾動在花鍵套軸表面相對運動。工作時，鋼球軌道套軸與花鍵套軸組成第一級傳動副，花鍵套軸和花鍵軸組成第二級傳動副。傳遞扭矩時，第一萬向節帶動鋼球軌道套軸轉動，鋼球軌道套軸通過鋼球帶動鋼球軌道導管、聯軸體、保持架轉動，聯軸體通過其下部花鍵依次帶動花鍵套軸、花鍵軸、第二萬向節轉動，實現傳遞扭矩的功能。伸縮時，在第一級傳動副之間，鋼球沿著鋼球滾動軌道循環滾動，實現鋼球軌道套軸和花鍵套軸的相對運動，鋼球軌道套軸和花鍵套軸之間為 滾動摩擦；在第二級傳動副之間，通過花鍵的滑動，實現花鍵套軸和花鍵軸的相對運動，花鍵套軸和花鍵軸之間為滑動摩擦。基于上述過程，本實用新型所述的大范圍伸縮式轉向傳動軸設計為3節式連接、2級傳動副，其伸縮范圍大于現有2節式的轉向傳動軸，克服了現有轉向傳動軸在車輛要求轉向傳動軸的最大長度和最小長度之間差值過大時，無法同時滿足轉向傳動軸的最大長度和最小長度的問題。本實用新型設計合理，結構簡單，有效滿足了在實際運用中要求轉向傳動軸的最大長度和最小長度。

圖I是本實用新型所述的大范圍伸縮式轉向傳動軸的總體結構示意圖。圖2是圖I的局部放大圖。圖3是聯軸體的結構示意圖。圖4是圖3的A-A剖面圖。圖5是圖3的右視圖。圖6是圖3的B-B剖面圖。圖7是鋼球導管體的結構示意圖。圖8是圖7的右視圖。圖9是卡套的結構示意圖。圖10是卡套的仰視圖。圖11是卡套、鋼球導管體、鋼球的裝配結構示意圖。圖12是圖11的仰視圖。圖13保持架的結構示意圖。[0023]圖14是保持架的俯視圖。圖15是鋼球軌道套軸的結構示意圖。圖16是鋼球軌道套軸的橫截面圖。圖17是花鍵套軸的結構示意圖。圖18是花鍵套軸的橫截面圖。圖19是花鍵軸的結構示意圖。圖20是花鍵軸的橫截面圖。圖21是本實用新型所述的大范圍伸縮式轉向傳動軸實際使用時的安裝結構示意圖。·圖中，I-第一萬向節，2-鋼球軌道導管，3-鋼球，4-聯軸體，5-保持架，6_鋼球軌道套軸，7-花鍵套軸，8-花鍵軸，9-第二萬向節，10-轉向傳動軸，11-方向盤，12-轉向軸，13-轉向器，20-卡套，21-管道，22-鋼球導管體，41-外臺階，42-內臺階，43-孔，44-凹槽。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型的實施例進行詳細說明。一種大范圍伸縮式轉向傳動軸，如圖1、17、18、19、20所示，包括第一萬向節I、第二萬向節9、具有內花鍵的花鍵套軸7、具有外花鍵的花鍵軸8，所述花鍵軸8的一端與第二萬向節9固定連接，花鍵軸8的另一端通過花鍵以能夠滑動的方式配合連接于花鍵套軸7的一端內。如圖2所示,還包括鋼球軌道導管2、鋼球3、聯軸體4、保持架5及鋼球軌道套軸6。如圖3、4、5、6所示，所述聯軸體4下部設有外花鍵，聯軸體4通過下部的外花鍵配合連接于花鍵套軸7的另一端內；聯軸體4中部設有環狀凸臺；聯軸體4上部外形呈內臺階42、外臺階41排列的階梯狀、且其內部為圓柱狀空腔，聯軸體4上部內臺階42上沿圓周均布開設有與其空腔聯通、供鋼球3通過的孔43，聯軸體4上部外臺階41表面設有與上部
內臺階上的孔43位置--對應的、軸向的、與鋼球3表面配合的凹槽44(此處孔43與凹槽
44位置一一對應的關系解釋為①當鋼球3在鋼球滾動軌道內滾動時，凹槽44內的鋼球3能夠順利滾入孔43內，或者由孔43出來的鋼球3能夠順利滾入凹槽44內；②孔43的數量與凹槽44的數量一致)。另外，聯軸體4下部外花鍵底部為空腔，這樣，在本實用新型所述的大范圍伸縮式轉向傳動軸10壓縮時，花鍵軸8的頂部可以伸入聯軸體4下部外花鍵底部空腔內，既節約了軸的縱向空間，又避免花鍵軸8與聯軸體4的剛性接觸。所述鋼球軌道導管2的下部與聯軸體4上部空腔內表面間隙配合且插入聯軸體4上部空腔內，鋼球軌道導管2上部側面設有沿圓周均勻分布的凸臺，鋼球軌道導管2內設有數量與聯軸體(4)上部內臺階42上的孔43的數量一致、供鋼球3滾動的管道21，每一個管道21從鋼球軌道導管2的下部側面開口向其內部沿軸向延伸至其上部側面凸臺處開口，鋼球軌道導管2的下部側面開口與聯軸體4上部內臺階42上的孔43聯通，鋼球軌道導管2的上部側面凸臺處開口與聯軸體4上部外臺階41表面的凹槽44連接(此處“鋼球軌道導管2的上部側面凸臺處開口與聯軸體4上部外臺階41表面的凹槽44連接”解釋為當鋼球3在鋼球滾動軌道內滾動時，凹槽44內的鋼球3能夠順利沿鋼球軌道導管2的上部側面凸臺處開口滾入鋼球軌道導管2的管道21內，或者鋼球軌道導管2的管道21內鋼球3能夠順利沿其上部側面凸臺處開口滾入聯軸體4上部外臺階41表面的凹槽44內)。如圖13、14所示，所述保持架5為圓環狀，保持架5的外圓環表面設有沿圓周均勻分布的凸臺且凸臺上表面呈與鋼球3配合的弧狀，保持架5套接在聯軸體4上部內臺階42表面，保持架5的一端抵靠在聯軸體4中部環形凸臺的側面且使保持架5的外圓環表面的凸臺上表面位于聯軸體4上部內臺階42表面上的孔43的下部(此處“保持架5的外圓環表面的凸臺上表面位于聯軸體4上部內臺階42表面上的孔43的下部”解釋為當鋼球3在鋼球滾動軌道內滾動時，由孔43滾出的鋼球3能夠在保持架5的外圓環表面的凸臺上表面支持下順利滾入凹槽44，或者凹槽44內的鋼球3也能夠在保持架5的外圓環表面的凸臺上表面支持下順利滾入孔43)。如圖15、16所示,所述鋼球軌道套軸6內壁設有軸向的、與聯軸體4上部外臺階41表面上的各凹槽44相配合的、供鋼球3滾動的軌道，所述保持架5的外圓環表面的凸臺、鋼球軌道導管2上部側面的凸臺均與鋼球軌道套軸6內壁的軌道相配合。 如圖2所示，所述鋼球軌道套軸6內壁的軌道、鋼球軌道導管2內的管道21、聯軸體4上部外臺階41表面的凹槽44、聯軸體4上部內臺階42的孔43、保持架5的凸臺上表面共同組成完整的鋼球滾動軌道，所述鋼球滾動軌道為橢圓形。如圖2所示，所述鋼球3布滿所述鋼球滾動軌道。如圖I所示，所述所述鋼球軌道套軸6的一端套接于鋼球軌道導管2、鋼球3、聯軸體4、保持架5、花鍵套軸7裝配后的外表面，鋼球軌道套軸6的另一端固定連接第一萬向節
Io花鍵套軸7和鋼球軌道套軸6通過鋼球3連接，鋼球軌道套軸6通過鋼球3在鋼球滾動軌道內滾動在花鍵套軸7表面相對運動。進一步地，在徑向均勻分布3條鋼球滾動軌道，這樣有利于鋼球軌道套軸6在花鍵套軸7的表面做相對運動，既有利于轉向傳動軸傳遞扭矩，又有利于轉向傳動軸的伸縮。進一步地，如圖7、8、9、10、11、12所示，所述鋼球軌道導管2由3個鋼球導管體22組成，所述每個鋼球導管體22是鋼球軌道導管2沿其內的管道21中心線互成120°切開構成。還包括卡套20,所述卡套20扣合于3個鋼球導管體22的上端部,將3個鋼球導管體22配合組成鋼球軌道導管2。這樣鋼球導管體22易于實際加工成型，實現工業化生產，使得鋼球軌道導管2易于裝配使用。進一步地，如圖13、14所示，所述保持架5的圓環狀中間有斷口。這樣方便保持架5與聯軸體4的配合。進一步地，如圖4、5所示，所述聯軸體4上部空腔內表面均布有3條軸向的凹槽，所述鋼球軌道導管2下部側面設有與聯軸體4上部空腔內表面凹槽相配合的凸條。這樣更有利于鋼球軌道導管2與聯軸體4之間扭矩的傳遞。具體裝配使用時，如圖I、2所示，花鍵軸8—端焊接第二萬向節9，花鍵軸8另一端以花鍵滑動方式從花鍵套軸7 —端插入其內。聯軸體4通過外花鍵固定裝配在花鍵套軸7的另一端內。保持架5裝配在聯軸體4上部內臺階42表面，保持架5上的凸臺與聯軸體4上部的孔43和凹槽44對應。卡套20將3個鋼球導管體22裝配成鋼球軌道導管2，鋼球軌道導管2的下部對應裝配在聯軸體4上部空腔內(即鋼球軌道導管2上部側面凸臺處開口與聯軸體4上部外臺階41表面凹槽44連接，鋼球軌道導管2下部側面開口與聯軸體4內臺階上孔43對應)。鋼球3布滿鋼球軌道導管2內的管道21及聯軸體4上部凹槽44及孔43。鋼球軌道套軸6 —端沿其內壁軌道與聯軸體4上部外臺階41表面凹槽44相配合的方式、從鋼球軌道導管2 —端套接于鋼球軌道導管2、鋼球3、聯軸體4、保持架5、花鍵套軸7裝配后的外表面，鋼球軌道套軸6的另一端焊接第一萬向節I。具體實施時，如圖21所示，將本實用新型所述的大范圍伸縮式轉向傳動軸的第一萬向節I與位于重型卡車駕駛室內的轉向軸12連接，轉向軸12與卡車的方向盤11連接，轉向傳動軸10的第二萬向節9與位于重型卡車車架上的轉向器13連接，實現傳遞扭矩和伸縮功能，有效滿足了在實際運用中要求轉向傳動軸的最大長度和最小長度。
權利要求1.一種大范圍伸縮式轉向傳動軸，包括第一萬向節(I)、第二萬向節(9)、具有內花鍵的花鍵套軸(7)、具有外花鍵的花鍵軸(8)，所述花鍵軸(8)的一端與第二萬向節(9)固定連接，花鍵軸(8)的另一端通過花鍵以能夠滑動的方式配合連接于花鍵套軸(7)的一端內，其特征在于還包括鋼球軌道導管(2)、鋼球(3)、聯軸體(4)、保持架(5)及鋼球軌道套軸(6)； 所述聯軸體(4)下部設有外花鍵，聯軸體(4)通過下部的外花鍵配合連接于花鍵套軸(7)的另一端內；聯軸體(4)中部設有環狀凸臺；聯軸體(4)上部外形呈內臺階(42)、外臺階(41)排列的階梯狀、且其內部為圓柱狀空腔，聯軸體(4)上部內臺階(42)上沿圓周均布開設有與其空腔聯通、供鋼球(3)通過的孔(43)，聯軸體(4)上部外臺階(41)表面設有與上部內臺階上的孔(43)位置--對應的、軸向的、與鋼球(3)表面配合的凹槽(44); 所述鋼球軌道導管(2)的下部與聯軸體(4)上部空腔內表面間隙配合且插入聯軸體(4)上部空腔內，鋼球軌道導管(2)上部側面設有沿圓周均勻分布的凸臺，鋼球軌道導管(2)內設有數量與聯軸體(4)上部內臺階(42)上的孔(43)的數量一致、供鋼球(3)滾動的管道(21)，每ー個管道(21)從鋼球軌道導管(2)的下部側面開ロ向其內部沿軸向延伸至其上部側面凸臺處開ロ，鋼球軌道導管(2)的下部側面開ロ與聯軸體(4)上部內臺階(42)上的孔(43)聯通，鋼球軌道導管(2)的上部側面凸臺處開ロ與聯軸體(4)上部外臺階(41)表面的凹槽(44)連接； 所述保持架(5)為圓環狀，保持架(5)的外圓環表面設有沿圓周均勻分布的凸臺且凸臺上表面呈與鋼球(3)配合的弧狀，保持架(5)套接在聯軸體(4)上部內臺階(42)表面，保持架(5)的一端抵靠在聯軸體(4)中部環形凸臺的側面且使保持架(5)的外圓環表面的凸臺上表面位于聯軸體(4)上部內臺階(42)表面上的孔(43)的下部； 所述鋼球軌道套軸(6)內壁設有軸向的、與聯軸體(4)上部外臺階(41)表面上的各凹槽(44)相配合的、供鋼球(3)滾動的軌道，所述保持架(5)的外圓環表面的凸臺、鋼球軌道導管(2)上部側面的凸臺均與鋼球軌道套軸(6)內壁的軌道相配合；所述鋼球軌道套軸(6)的一端套接于鋼球軌道導管(2)、鋼球(3)、聯軸體(4)、保持架(5)、花鍵套軸(7)裝配后的外表面，鋼球軌道套軸(6)的另一端固定連接第一萬向節(I)； 所述鋼球軌道套軸(6)內壁的軌道、鋼球軌道導管(2)內的管道(21)、聯軸體(4)上部外臺階(41)表面的凹槽(44)、聯軸體(4)上部內臺階(42)的孔(43)、保持架(5)的凸臺上表面共同組成完整的鋼球滾動軌道； 所述鋼球(3)布滿所述鋼球滾動軌道； 花鍵套軸(7 )和鋼球軌道套軸(6 )通過鋼球(3 )連接，鋼球軌道套軸(6 )通過鋼球(3 )在所述鋼球滾動軌道內滾動在花鍵套軸(7)表面相對運動。
2.根據權利要求I所述的大范圍伸縮式轉向傳動軸，其特征在于在徑向均勻分布3條所述鋼球滾動軌道。
3.根據權利要求2所述的大范圍伸縮式轉向傳動軸，其特征在于所述鋼球軌道導管(2)由3個鋼球導管體(22)組成，所述每個鋼球導管體(22)是鋼球軌道導管(2)沿其內的管道(21)中心線互成120°切開構成；還包括卡套(20)，所述卡套(20)扣合于3個鋼球導管體(22)的上端部。
4.根據權利要求I所述的大范圍伸縮式轉向傳動軸，其特征在于所述保持架(5)的圓環狀中間有斷ロ。
5.根據權利要求3所述的大范圍伸縮式轉向傳動軸，其特征在于所述保持架(5)的圓環狀中間有斷ロ。
6.根據權利要求4所述的大范圍伸縮式轉向傳動軸，其特征在于所述聯軸體(4)上部空腔內表面均布有3條軸向的凹槽，所述鋼球軌道導管(2)下部側面設有與聯軸體(4)上部空腔內表面凹槽相配合的凸條。
7.根據權利要求5所述的大范圍伸縮式轉向傳動軸，其特征在于所述聯軸體(4)上部空腔內表面均布有3條軸向的凹槽，所述鋼球軌道導管(2)下部側面設有與聯軸體(4)上部空腔內表面凹槽相配合的凸條。
專利摘要本實用新型涉及傳動軸，具體為一種轉向傳動軸，特別涉及重型卡車上的轉向傳動軸，解決了當車輛要求轉向傳動軸的最大長度和最小長度之間差值過大時，現有的2節式轉向傳動軸無法同時滿足轉向傳動軸的最大長度和最小長度的問題。一種大范圍伸縮式轉向傳動軸，包括第一萬向節、第二萬向節、具有內花鍵的花鍵套軸、具有外花鍵的花鍵軸，所述花鍵軸的一端與第二萬向節固定連接，花鍵軸的另一端通過花鍵以能夠滑動的方式配合連接于花鍵套軸的一端內，還包括鋼球軌道導管、鋼球、聯軸體、保持架及鋼球軌道套軸。本實用新型設計合理，結構簡單，有效滿足了在實際運用中要求轉向傳動軸的最大長度和最小長度。
文檔編號B62D7/18GK202624361SQ20122030400
公開日2012年12月26日 申請日期2012年6月27日 優先權日2012年6月27日
發明者秦武軒, 劉寶乾 申請人:山西大運汽車制造有限公司