專利名稱：在花鍵上具有倒置切角的軸組件的制作方法
技術領域：
本發明涉及變速器軸上的內花鍵。更具體地，本發明涉及具有倒置切角的內變速器輸入軸花鍵。
背景技術：
本部分中的敘述僅提供與本發明相關的背景信息，且可能不構成現有技術。典型的機動車自動變速器包括可選擇性地接合的齒輪元件和多板離合器，以在變速器輸入軸和輸出軸之間建立若干個前進速度比中的一個。變速器中的各種可旋轉的軸可通過待被結合的組件上的協作的花鍵而可旋轉地結合。這些組件部件通常通過將其中一個組件滑動到另一個組件上或另一個組件中以使每個組件上的花鍵與另一個組件上的花鍵接合來組裝。可以在一個組件或兩個組件上采用傳統的切角(chamfer),以促進組件的共軸對準。盡管切角促進組件的共軸對準，但是組件的花鍵通常在稱作“齒對接”的情況下旋轉地未對準。在齒對接的情況下，一個組件的花鍵未設置在另一個組件的槽中，而是每個組件的花鍵被至少部分地旋轉地對準以抵抗組件的軸向平移。另外，當在齒對接的情況下時，組件之間的接觸界面導致抗旋轉的摩擦阻力。必須克服這樣的摩擦阻力，以使組件旋轉到旋轉對準。現有的解決方案通常成本高或復雜。因此，在本領域中需要這樣的花鍵，其促進組件的共軸對準、具有改善的齒對接特性且具有成本效率。
發明內容
本發明提供一種包括第一軸和第二軸的軸組件。所述第一軸具有多個第一花鍵，所述第一花鍵均具有端部和設置在所述端部上的切角。所述第二軸與所述第一軸共軸，并具有多個第二花鍵。所述多個第二花鍵均具有基部和端部。所述端部限定具有基體和頂端的倒置切角。所述倒置切角的所述頂端徑向地遠離所述第二軸且軸向地遠離所述多個第二花鍵的所述基部從所述倒置切角的所述基體凸出。所述倒置切角的所述基體底切所述倒置切角的所述頂端。所述多個第一花鍵與所述多個第二花鍵接合，以使所述第一軸和所述第二軸結合以共同旋轉。在另一方面，所述第一軸被結合成隨車輛的發動機旋轉。在又一方面，所述第一軸是所述車輛的減振器的減振器轂。在又一方面，所述第二軸是變速器輸入軸。在又一方面，所述第一軸是內軸，并且所述多個第一花鍵是多個外花鍵。在又一方面，所述第二軸是限定中心孔的套軸，并且其中，所述多個第二花鍵是從所述套軸延伸到所述中心孔中的內花鍵。在又一方面，所述倒置切角的所述基體在形狀上是剖面半圓形。在又一方面，所述多個第二花鍵具有為基本上等腰梯形的剖面形狀，其具有位于所述第二軸處的基部和徑向地遠離所述第二軸的頂端部。本發明還提供如下方案:
1、一種軸組件，包括:
具有多個第一花鍵的第一軸，其中，所述第一花鍵均具有端部和設置在所述端部上的切角；以及
與所述第一軸共軸并具有多個第二花鍵的第二軸，所述多個第二花鍵均具有基部和端部，其中，所述端部限定具有基體和頂端的倒置切角，并且其中，所述倒置切角的所述頂端徑向地遠離所述第二軸且軸向地遠離所述多個第二花鍵的所述基部從所述倒置切角的所述基體凸出，并且其中，所述倒置切角的所述基體底切所述倒置切角的所述頂端，以及其中，所述多個第一花鍵與所述多個第二花鍵接合，以使所述第一軸和所述第二軸結合以共同旋轉。2、根據方案I所述的軸組件，其特征在于，所述第一軸被結合成隨車輛的發動機旋轉。3、根據方案2所述的軸組件，其特征在于，所述第一軸是所述車輛的減振器的減振器轂。4、根據方案I所述的軸組件，其特征在于，所述第二軸是變速器輸入軸。5、根據方案I所述的軸組件，其特征在于，所述第一軸是內軸，并且所述多個第一花鍵是多個外花鍵。6、根據方案I所述的軸組件，其特征在于，所述第二軸是限定出中心孔的套軸，并且其中，所述多個第二花鍵是從所述套軸延伸到所述中心孔中的內花鍵。7、根據方案I所述的軸組件，其特征在于，所述倒置切角的所述基體在形狀上是剖面半圓形。8、根據方案I所述的軸組件，其特征在于，所述多個第二花鍵具有為基本上等腰梯形的剖面形狀，其具有位于所述第二軸處的基部和徑向地遠離所述第二軸的頂端部。9、一種使第一軸與第二軸旋轉地結合的方法，所述方法包括:
提供具有多個第一花鍵的第一軸，其中，所述第一花鍵均具有端部和設置在所述端部上的切角；
使所述第一軸與第二軸共軸地對準，其中，所述第二軸具有多個第二花鍵，所述多個第二花鍵均具有基部和端部，其中，所述端部限定具有基體和頂端的倒置切角，并且其中，所述倒置切角的所述頂端徑向地遠離所述第二軸且軸向地遠離所述多個第二花鍵的所述基部從所述倒置切角的所述基體凸出，并且其中，所述倒置切角的所述基體底切所述倒置切角的所述頂端；以及
使所述多個第一花鍵與所述多個第二花鍵接合，以使所述第一軸和所述第二軸結合以共同旋轉。10、根據方案9所述的方法，其特征在于，所述第一軸被結合成隨車輛的發動機旋轉。11、根據方案10所述的方法，其特征在于，所述第一軸是所述車輛的減振器的減
振器轂。12、根據方案9所述的方法，其特征在于，所述第二軸是變速器輸入軸。
13、根據方案9所述的方法，其特征在于，所述第一軸是內軸，并且所述多個第一花鍵是多個外花鍵。14、根據方案9所述的方法，其特征在于，所述第二軸是限定出中心孔的套軸，并且其中，所述多個第二花鍵是從所述套軸延伸到所述中心孔中的內花鍵。15、根據方案9所述的方法，其特征在于，所述倒置切角的所述基體在形狀上是剖面半圓形。16、根據方案9所述的方法，其特征在于，所述多個第二花鍵具有為基本上等腰梯形的剖面形狀，其具有位于所述第二軸處的基部和徑向地遠離所述第二軸的頂端部。17、一種制造花鍵的方法，所述方法包括:
提供軸；
通過將基體軸向地切成比倒置切角的頂端更深將所述倒置切角底切到所述軸中； 在所述軸中形成花鍵，其中，每個花鍵包括所述倒置切角。18、根據方案17所述的方法，其特征在于，提供軸包括提供具有中心孔的軸，并且其中，將倒置切角底切到所述中心孔中，并且其中，在所述軸中形成花鍵包括在所述軸的所述中心孔中形成內花鍵。19、根據方案18所述的方法，其特征在于，所述軸是變速器輸入軸。進一步的特征、優點和適用范圍將通過這里提供的描述而變得顯而易見。應當理解的是，該描述和具體示例僅旨在用于說明目的，而并非旨在限制本發明的范圍。
這里描述的附圖僅是為了說明的目的，并不意圖以任何方式限制本發明的范圍。附圖中的組件未必是按比例畫出的，而是重點在于對本發明的原理進行舉例說明。此外，相同的附圖標記貫穿不同的圖指示相應的部件。在附圖中:
圖1是根據本發明原理的變速器軸組件的剖視 圖2a是圖1的變速器軸組件的一部分的剖視 圖2b是圖1的變速器軸組件的一部分的剖視 圖3是根據本發明原理的變速器輸入軸的等軸視 圖4是根據本發明原理的變速器輸入軸的側面剖視 圖5是根據本發明原理的變速器輸入軸的一部分的側面剖視圖；以及 圖6是示出根據本發明原理的裝配車輛動力系統的方法的流程圖。
具體實施例方式下面的描述本質上僅是示例性的，并且決不是要限制本發明、應用或用途。現在參照圖1，示出了體現本發明原理的變速器軸組件，其被指示為附圖標記10。在提供的示例中，變速器軸組件10設置在車輛的發動機12和變速器14之間。變速器軸組件10包括內軸或第一軸20和外軸或套軸22。例如，第一軸20是連接成隨發動機12的曲柄旋轉的減振器的減振器轂。套軸22是變速器14的輸入軸。現在參照圖2A和圖2B，且繼續參照圖1，以剖視圖示出變速器軸組件10的一部分。第一軸20包括端部30。端部30包括外花鍵32和端表面34。外花鍵32被形成到第一軸20中，作為用于使第一軸20與套軸22結合的交替的凸起31和槽33，如下面將描述的。每個外花鍵32具有第一切角36和第二切角38，如在圖2A和2B中最清楚地看到的。第一切角36基本上是平面的，且從端表面34朝向凸起31的外半徑延伸并軸向地延伸到第一軸20的端部30中。第二切角38是基本上平面的，且從第一切角36延伸到凸起31的外半徑并軸向地延伸到第一軸20的端部30中。第一切角36相對于端表面34以比第二切角38的角度小的角度設置。在提供的示例中，在第二切角38的內徑向部分處，每個槽33結束且每個凸起31開始。應當明白的是，在不脫離本發明的范圍的情況下，可以以不同的數量包括第一軸20上的切角，并且第一軸20上的切角處于不同的角度。現在參照圖3-5，且繼續參照圖1、2A和2B，以等軸和剖視圖示出套軸22。套軸22包括具有中心孔42的端部40。多個內花鍵44形成在端部40上，并延伸到中心孔42中。內花鍵44具有與等腰梯形類似的形狀，其具有位于端部40處的基體和徑向地向內凸出到中心孔42中的頂端。內花鍵44與第一軸20的外花鍵32的形狀互補。另外，內花鍵44沿圓周隔開以接合外花鍵32，并使套軸22與第一軸20轉動地結合。每個內花鍵44包括位于內花鍵44的端部處的倒置切角46。倒置切角46具有頂端部50和底切基部52。頂端部50沿軸向方向遠離花鍵44朝向第一軸20凸出。基部52沿徑向向外的方向且軸向地遠離第一軸20從頂端部50延伸。因此，頂端部50具有比基體52的寬度和截面積小的寬度和截面積。在提供的示例中，基部52是剖面為半圓的槽，其在與剖面為半圓的槽相切的表面處轉變為端部40和頂端部50。現在參照圖6，且繼續參照圖1-5，裝配動力系統的方法以流程圖的方式示出，并用附圖標記100指示。裝配動力系統的方法是盲裝，其中，操作者具有降低的用以看見待被結合的軸上的花鍵的旋轉對準的能力。在步驟102中，提供具有帶切角的外花鍵的內軸或第一軸。在步驟104中，提供具有中心孔的外軸或套軸。在步驟106中，將倒置切角切入到套軸的中心孔。例如，倒置切角是上面描述的倒置切角46。在步驟108中，將多個內花鍵切入到套軸的中心孔，使得每個內花鍵在端部包括倒置切角。在步驟110中，將第一軸插入到套軸的中心孔中。在步驟112中，將內軸和套軸共軸地對準。在提供的示例中，第一軸上的外花鍵的切角騎靠(ride)在套軸上內花鍵的倒置切角上。因此，內軸和套軸朝向彼此的軸向平移促進內軸和套軸軸向對準。在步驟113中，確定是否遇到齒對接條件。例如，當內軸和套軸在軸充分地裝配之前相對于彼此抵抗著軸向平移時，操作者可以確定存在齒對接條件。當步驟113確定出存在齒對接條件時，方法進行至步驟114，在步驟114中，將軸旋轉地對準。例如，操作者可以旋轉一個軸并約束另一個軸的旋轉，以使花鍵旋轉對準。內花鍵的倒置切角沿著基本上線性成形的界面與外花鍵的常規切角相互作用。在齒對接條件下，與一對常規的切角之間的完全的面對界面相比，這樣的界面對旋轉產生較小的阻力。另外，因為倒置切角在倒置切角處于最小寬度的位置時接觸常規的切角且接觸內花鍵的徑向內部，所以與一對常規的切角相比，外花鍵的槽和倒置切角的頂端在寬度上具有更大的差。因此，與常規的切角相比，寬度減小的倒置切角以更大的變化從理想的旋轉對準適配到寬度更大的槽中。因此，由于倒置切角操作者花費有益量的時間和努力來使軸旋轉對準。當步驟113確定出不存在齒對接條件時，方法進行至步驟116。
在步驟116中，使軸軸向地平移，以使內花鍵和外花鍵滑動至完全接合。因此，軸被結合以便旋轉，并且方法100結束。倒置切角的花鍵提供了與軸的裝配有關的若干優點。例如，倒置切角具有成本效率，因為在成形機切割花鍵或在其被鉆孔之前，底切(undercut)可以大體上變為部件的輪廓。另外，改善了兩個花鍵軸或轂的盲裝，使得花鍵旋轉地擱置在一起，其中相對于常規的切角設計所需要的操作者輸入或物理移動較少。此外，通過將切角倒置，更大的花鍵面積可用于與匹配的花鍵接合。本發明的描述本質上僅是示例性的，且不偏離本發明的要旨的變形意圖在本發明的范圍內。這些變形不應被視為偏離本發明的精神和范圍。
權利要求
1.一種軸組件,包括: 具有多個第一花鍵的第一軸，其中，所述第一花鍵均具有端部和設置在所述端部上的切角；以及 與所述第一軸共軸并具有多個第二花鍵的第二軸，所述多個第二花鍵均具有基部和端部，其中，所述端部限定具有基體和頂端的倒置切角，并且其中，所述倒置切角的所述頂端徑向地遠離所述第二軸且軸向地遠離所述多個第二花鍵的所述基部從所述倒置切角的所述基體凸出，并且其中，所述倒置切角的所述基體底切所述倒置切角的所述頂端，以及 其中，所述多個第一花鍵與所述多個第二花鍵接合，以使所述第一軸和所述第二軸結合以共同旋轉。
2.根據權利要求1所述的軸組件，其特征在于，所述第一軸被結合成隨車輛的發動機旋轉。
3.根據權利要求2所述的軸組件，其特征在于，所述第一軸是所述車輛的減振器的減振器轂。
4.根據權利要求1所述的軸組件，其特征在于，所述第二軸是變速器輸入軸。
5.根據權利要求1所述的軸組件，其特征在于，所述第一軸是內軸，并且所述多個第一花鍵是多個外花鍵。
6.根據權利要求1所述的軸組件，其特征在于，所述第二軸是限定出中心孔的套軸，并且其中，所述多個第二花鍵是從所述套軸延伸到所述中心孔中的內花鍵。
7.根據權利要求1所述的軸組件，其特征在于，所述倒置切角的所述基體在形狀上是剖面半圓形。
8.根據權利要求1所述的軸組件，其特征在于，所述多個第二花鍵具有為基本上等腰梯形的剖面形狀，其具有位于所述第二軸處的基部和徑向地遠離所述第二軸的頂端部。
9.一種使第一軸與第二軸旋轉地結合的方法，所述方法包括: 提供具有多個第一花鍵的第一軸，其中，所述第一花鍵均具有端部和設置在所述端部上的切角； 使所述第一軸與第二軸共軸地對準，其中，所述第二軸具有多個第二花鍵，所述多個第二花鍵均具有基部和端部，其中，所述端部限定具有基體和頂端的倒置切角，并且其中，所述倒置切角的所述頂端徑向地遠離所述第二軸且軸向地遠離所述多個第二花鍵的所述基部從所述倒置切角的所述基體凸出，并且其中，所述倒置切角的所述基體底切所述倒置切角的所述頂端；以及 使所述多個第一花鍵與所述多個第二花鍵接合，以使所述第一軸和所述第二軸結合以共同旋轉。
10.一種制造花鍵的方法，所述方法包括: 提供軸； 通過將基體軸向地切成比倒置切角的頂端更深將所述倒置切角底切到所述軸中； 在所述軸中形成花鍵，其中，每個花鍵包括所述倒置切角。
全文摘要
本發明涉及在花鍵上具有倒置切角的軸組件，具體地，本發明提供包括第一軸和第二軸的軸組件。第一軸具有多個第一花鍵，第一花鍵均具有端部和設置在所述端部上的切角。第二軸與第一軸共軸，并具有多個第二花鍵。多個第二花鍵均具有基部和端部。所述端部限定具有基體和頂端的倒置切角。頂端徑向地遠離所述第二軸且軸向地遠離所述多個第二花鍵的基部從所述基體凸出。倒置切角的基體底切倒置切角的頂端。多個第一花鍵與多個第二花鍵接合，以使所述第一軸和所述第二軸結合以共同旋轉。
文檔編號F16D1/04GK103195827SQ20131000324
公開日2013年7月10日 申請日期2013年1月6日 優先權日2012年1月6日
發明者T.J.萊因哈特 申請人:通用汽車環球科技運作有限責任公司