制造驱动轴组件的方法

申请号 CN200610082424.2 申请日 2006-05-16 公开(公告)号 CN1865716A 公开(公告)日 2006-11-22
申请人 达纳公司; 发明人 P·J·博木斯; D·A·布洛克; P·A·埃弗索尔; R·W·拉斯基; N·瓦格纳;
摘要 本 发明 提供一种将第一和第二 花键 元件固定在一起,例如在 驱动轴 组件内将中央管轴固定在端部件上以防止在它们之间产生相对的轴向移动的方法。首先,第一花键元件被设置成包括有外表面,该外表面具有设置在其上的凹槽和多个外花键。同时,第二花键元件被设置成包括具有设置在其上的多个内花键的内表面。第二花键元件的内表面环绕第一花键元件的外表面布置,使得所述多个内花键与所述多个外花键配合。而后,将第二花键元件的一部分 变形 压入第一花键元件的凹槽内以将第一和第二花键元件固定在一起,同时防止在它们之间产生相对的轴向移动。
权利要求

1.一种将第一和第二花键元件固定在一起的方法,包括以下步骤:
(a)提供包括有外表面的第一花键元件,所述外表面具有设置在 其上的凹槽和多个外花键;
(b)提供包括有内表面的第二花键元件,所述内表面具有设置 在其上的多个内花键;
(c)将所述第二花键元件的内表面围绕所述第一花键元件的外表 面布置,使得所述多个内花键与所述多个外花键相配合;以及
(d)使所述第二花键元件的一部分变形而进入所述第一花键元 件的凹槽内以将第一和第二花键元件固定在一起。
2.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述步骤(a)是通 过提供完全围绕所述第一花键元件的外周延伸的环形凹槽来执行的。
3.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述步骤(a)是通 过提供横截面形状基本上为梯形并包括一对成度的线性侧壁和一线 性底壁的凹槽来执行的。
4.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述步骤(a)是通 过提供靠近所述多个外花键定位的凹槽来执行的。
5.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述步骤(d)是通 过压凹操作来执行的。
6.如权利要求5所述的方法,其特征在于,所述步骤(d)是通 过提供压凹工具并将所述压凹工具移动至与所述第一花键元件的一部 分接合来执行的。
7.如权利要求5所述的方法,其特征在于,所述步骤(d)是通 过提供轧制压凹工具并在所述第一和第二花键元件的组件相对于所述 轧制压凹工具转动的同时移动所述轧制工具而与所述第一花键元件的 一部分接合来执行的。
8.如权利要求5所述的方法,其特征在于,所述步骤(d)是通 过提供一对压凹工具并移动该对压凹工具而与所述第一花键元件的相 对部分接合来执行的。
9.如权利要求5所述的方法,其特征在于,所述步骤(d)是通 过提供一对压凹工具并移动该对压凹工具而与所述第一花键元件的相 对部分同时接合来执行的。
10.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述步骤(a)是通 过提供驱动轴组件的中央管轴作为所述第一花键元件来执行的,而所 述步骤(b)是通过提供驱动轴组件的端轭作为所述第二花键元件来 执行的。
11.一种将中央管轴固定到端部件上的方法,包括以下步骤:
(a)提供包括有外表面的中央管轴,所述外表面具有设置在其上 的凹槽和多个外花键;
(b)提供包括有内表面的端部件,所述内表面具有设置在其上 的多个内花键;
(c)将所述端部件的内表面围绕所述中央管轴的外表面布置,使 得所述多个内花键与所述多个外花键配合;以及
(d)使所述端部件的一部分变形而进入所述中央管轴的凹槽内 以将中央管轴固定到端部件上。
12.如权利要求11所述的方法,其特征在于,所述步骤(a)是 通过提供完全绕所述中央管轴的外周延伸的环形凹槽来执行的。
13.如权利要求11所述的方法,其特征在于,所述步骤(a)是 通过提供横截面形状基本上为梯形并包括一对成角度的线性侧壁和一 线性底壁的凹槽来执行的。
14.如权利要求11所述的方法,其特征在于,所述步骤(a)是 通过提供靠近所述多个外花键定位的凹槽来执行的。
15.如权利要求11所述的方法,其特征在于,所述步骤(d)是 通过压凹操作来执行的。
16.如权利要求15所述的方法,其特征在于,所述步骤(d)是 通过提供压凹工具并移动所述压凹工具而与所述中央管轴的一部分相 接合来执行的。
17.如权利要求15所述的方法,其特征在于,所述步骤(d)是 通过提供轧制压凹工具并在所述中央管轴和端轭的组件相对于轧制压 凹工具转动的同时移动所述轧制压凹工具而与所述中央管轴的一部分 相接合来执行的。
18.如权利要求15所述的方法,其特征在于,所述步骤(d)是 通过提供一对压凹工具并移动该对压凹工具而与所述中央管轴的相对 部分接合来执行的。
19.如权利要求15所述的方法,其特征在于,所述步骤(d)是 通过提供一对压凹工具并移动该对压凹工具而与所述中央管轴的相对 部分同时接合来执行的。

说明书全文

技术领域

发明总体涉及一种在传动系统中使用的驱动轴组件的制造方 法。特别地,本发明涉及一种将端部件固定在所述驱动轴组件的中央 管轴上以防止在端部件和中央管轴之间产生相对轴向移动的改进方 法。

背景技术

传动系统广泛地被用于从动源产生动力并将来自动力源的所述 动力传递到从动机构。常常地,动力源产生旋转动力,并且该旋转动 力从动力源传递到旋转从动机构。例如,在目前使用的大多数陆地车 辆中,发动机/变速器组件产生旋转动力,并且该旋转动力从发动机/ 变速器组件的输出轴通过驱动轴组件传递到轮轴组件的输入轴以旋转 驱动车辆的车轮。为了实现这一点,通常的驱动轴组件包括中空圆柱 形驱动轴管,该中空圆柱形驱动轴管具有固定在其前端和后端上的一 对端部件例如一对管轭。前端部件形成了将发动机/变速器组件的输出 轴连接到驱动轴管前端的前万向节的一部分。同样地,后端部件形成 了将驱动轴管后端连接到轮轴组件的输入轴上的后万向节的一部分。 前、后万向节提供了从发动机/变速器组件的输出轴而通过驱动轴管到 轮轴组件的输入轴的旋转驱动连接,同时调节这三个轴的旋转轴线之 间的有限的偏差。
在一些情况下,驱动轴组件由具有固定在其上的中央管轴的中空 圆柱形驱动轴管构成。中央管轴包括适于固定在驱动轴管一端的第一 端部和具有设置在其上的外花键部分的第二端部。中央管轴的第一端 部通常通过焊接与驱动轴管的端部相连。中心轴承组件可安装在位于 所述第一和第二端部之间的中央管轴的中部上。端轭可与中央管轴的 第二端部相连。该端轭具有与中央管轴带外花键的第二端部配合的内 花键套部以被固定而与随其旋转。
在一些应用中,尽管中央管轴和端轭之间具有花键连接,但需要 防止在它们之间产生相对的轴向移动。为了实现这一目的,已知的是 在中央管轴的第二端部的末端上设置外螺纹。中央管轴的第二端部的 螺纹末端延伸穿过经由端轭形成的开口。而后,螺母被旋拧到中央管 轴的第二端部的螺纹末端上以将所述端轭保持在中央管轴上并防止在 它们之间产生相对的轴向移动。尽管这种结构一直有效,但发现其有 些复杂、昂贵并占用空间。可选择地,已知的是将端轭直接焊接在中 央管轴的第二端部上。但是,由于多种原因采用焊接是不合乎要求的。 因此,需要提供一种将端部件固定在中央管轴上的改进方法,以防止 在所述驱动轴组件内端部件和中央管轴之间产生相对的轴向移动。

发明内容

本发明涉及一种将第一和第二花键元件固定在一起,例如在驱动 轴组件内将中央管轴固定到端部件上以防止在它们之间产生相对的轴 向移动的改进方法。首先,第一花键元件被设置成包括具有设置在其 上的凹槽和多个外花键的外表面。同时,第二花键元件被设置成包括 具有设置在其上的多个内花键的内表面。第二花键元件的内表面环绕 第一花键元件的外表面布置,使得所述多个内花键与多个外花键配合。 而后,使第二花键元件的一部分变形而压入第一花键元件的所述凹槽 内以将第一和第二花键元件固定在一起,同时防止在它们之间产生相 对的轴向移动。
在参照附图进行阅读时,本领域技术人员从以下对优选实施方式 的详细描述中将会清楚地了解到本发明的各种目的和优点。

附图说明

图1是包括根据本发明的方法已经被固定在一起的中央管轴和端 部件的驱动轴组件的透视图。
图2是图1所示的驱动轴组件的侧面立视图。
图3是根据本发明方法的第一实施方式的、被固定在一起之前已 被组装的图1和2所示驱动轴组件的中央管轴和端轭的一部分的放大 剖面立视图。
图4是与图3类似的放大剖面立视图,图中显示了根据本发明的 方法的第一实施方式而被固定在一起时的所示驱动轴组件的中央管轴 和端轭。
图5是根据本发明方法的第一实施方式的、被固定在一起之前已 被组装的图3所示驱动轴组件的中央管轴和端轭的一部分的另一个放 大剖面立视图。
图6是根据本发明方法的第一实施方式被固定在一起时的图4所 示驱动轴组件的中央管轴和端轭的一部分的另一个放大剖面立视图。
图7是与图4所示类似的放大剖视图,图中显示了根据本发明方 法的第二实施方式而被固定在一起时的所示驱动轴组件的中央管轴和 端轭。

具体实施方式

现在参照附图,图1示出总体由参考符号10指示的驱动轴组件, 其例如可被用在常规的传动系统(未示出)中用于将来自旋转动力源 例如内燃机或柴油机的旋转动力传递到从动装置例如多个从动轮。所 示的驱动轴组件10一般是本领域中常规的驱动轴组件并仅仅被用于 示出本发明的一种应用场合。因此,本发明的范围不限于用于图1所 示的驱动轴组件10的特定结构或者通常的驱动轴组件。相反,从下文 将清楚地了解到,为了以下所述的目的本发明可被用在任何所需的场 合。
所示的驱动轴组件10包括适于将驱动轴组件10的一端与第一外 部装置(未示出)例如旋转动力源相连的轭轴11或其它端部件。所示 的轭轴11在本领域内是常规的并包括由总体用参考数字12指示的第 一中心轴承组件支承而用于旋转的本体(未示出)。第一中心轴承组件 12的结构和操作在本领域内是常规的且不构成本发明的任何部分。轭 轴11包括从其本体基本轴向延伸的一对间隔开的轭臂。所述轭臂被设 置成便于将轭轴11(由此还有驱动轴组件10)连接到第一外部装置上。 轭轴11还包括从其本体在第二轴向方向上延伸的外花键端部(未示 出)。轭轴11的外花键部分容纳在管套13的内花键部分内以进行一致 的旋转运动以及有限的相对轴向移动。总体由参考数字14指示的常规 柔性罩装置在轭轴11和管套13之间延伸以防止灰尘、以及其它污 染物进入外花键和内花键部分的配合区域。
管套13被焊接或采用其它方式固定在延伸过驱动轴组件10的大 部分长度的驱动轴管15的第一端。驱动轴管15的第二端被焊接或采 用其它方式固定在中央管轴16上。在图3和4中详细示出了中央管轴 16的结构。如图中所示,中央管轴16包括有外表面,该外表面具有 适于固定在驱动轴管15的第二端上的第一端16a。中央管轴16的第 一端16a可通过任意常规方式例如通过焊接或粘结固定到驱动轴管15 的第二端。中央管轴16还包括具有圆柱形外表面的中间部分16b。总 体由参考数字17指示的第二中心轴承组件与中央管轴16的中间部分 16b的圆柱形外表面接合并对其进行旋转支承。第二中心轴承组件17 的结构和操作在本领域也是常规的且不构成本发明的任何部分。以本 领域公知的方式,第一和第二中心轴承组件12和17适于分别固定在 一个或多个支承表面上以支承驱动轴组件10而与其相对旋转。中央管 轴16的外表面还包括第二端部16c,该第二端部16c具有设置在其上 的多个外花键。
最后,驱动轴组件10包括端轭18,该端轭18具有在其内表面上 设置的内花键套部18a和基本沿轴向从其延伸的一对间隔开的轭臂 18b。端轭18的内花键套部18a容纳在中央管轴16的第二端部16c 上设置的多个外花键并与其配合以在它们之间形成一致的旋转运动。 端轭18的轭臂18b被设置成便于轭轴11(由此还有驱动轴组件10) 连接到第二外部装置(未示出)例如用于驱动多个从动轮的轮轴组件 上。
如上所述,尽管在中央管轴16和端轭18之间存在花键连接,但 有时需要防止在它们之间产生相对的轴向移动。图3到图6详细地显 示了实现这一目的的本发明的方法。如图所示,中央管轴16的外表面 具有凹槽16d(在图5和6中示出)。所示的凹槽16d在形状上是环形 的,完全围绕中央管轴16的外周延伸。但是,如果需要,凹槽16d 可仅绕中央管轴16的外周的一部分延伸。另外,凹槽16d可被构造成 多个分离的凹槽,它们作为一组绕中央管轴16的外周延伸。在所示的 实施方式中,凹槽16d的横截面形状大体上是梯形的,包括一对成角 度的线性侧壁和一线性底壁。但是,凹槽16d可被形成为具有任意所 需的横截面形状或多个横截面形状。所示的凹槽16d靠近在中央管轴 16的第二端部16c上设置的所述多个花键定位。但是,凹槽16d可设 置在中央管轴16的第二端部16c上的任意所需的位置上。凹槽16d 可通过任意所需的加工例如通过机械加工形成在中央管轴16上。
在图5中最清楚地示出的那样,端轭18最初被装配在中央管轴 16上,使得端轭18的内花键套部18a容纳在中央管轴16的第二端部 16c上设置的多个外花键。因此,如上所述,端轭18的内花键套部18a 与在中央管轴16的第二端部16c上设置的多个外花键配合以在它们之 间形成一致的旋转运动。在这一初始位置,端轭18的内花键套部18a 轴向延伸过在中央管轴16上设置的凹槽16d的至少一部分。
而后,如图6所示,将变形工具例如压凹工具20移动而与端轭 18的内花键套部18a的一部分接合。压凹工具20使端轭18的内花键 部18a的被接合部分变形,使其向内移动到凹槽16d内。这样,端轭 18的内花键套部18a的变形部分与在中央管轴16上设置的凹槽16d 的侧壁相接合。从而,中央管轴16和端轭18被固定在一起以防在它 们之间产生相对的轴向移动。
优选地,如图3和4所示,一对压凹工具20被用于使端轭18的 内花键套部18a在外周上相对的部分同时变形并将其向内压入在中央 管轴16上设置的凹槽16d内。在进行所述同时且在外周上相对压凹的 过程中作用在中央管轴16和端轭18组件上的力优选大小相等并且方 向相反。这样,在固定过程中没有有效的侧向力作用在中央管轴16 和端轭18组件上。但是,将会认识到,变形过程可由更多或更少数量 的压凹工具20来执行。
备选地,如图7所示,可设置单个压凹工具30将端轭18的内花 键套部18a的一部分压入在中央管轴16上设置的凹槽16d内。在本发 明的方法的这一备选实施方式中,单个压凹工具30可以是轧制工具, 在端轭18和中央套管16的组件绕其纵向轴线进行相对转动时,该轧 制工具移动到与端轭18和中央套管16的组件相接合。因此,当端轭 18和中央管轴16的组件相对于单个压凹工具30转动时,端轭18的 内花键套部18a在外周上变形而被压入在中央管轴16上设置的凹槽 16d内。在本发明的方法的另一备选实施方式中,单个压凹工具30可 在端轭18和中央管轴16的组件绕其纵向轴线进行相对转动的同时向 内和向外往复移动而与端轭18和中央管轴16的组件接触和脱离接触。 因此,可以连续的方式采用单个压凹工具30将端轭18的内花键套部 18a的多个圆周部分压入在中央管轴16上设置的凹槽16d内。
根据专利法的规定,已经在本发明的最佳实施方式中对本发明的 操作原理和方式进行了说明和图示。但是,必须认识到,除了按照特 定说明和图示之外,在不脱离本发明精神或范围的前提下还可以采用 其它方式实施本发明。
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