具有兩級剛度的傳動軸的制作方法
【技術領域】
[0001]本公開內容涉及具有兩級剛度的傳動軸，用于在機動車輛中傳遞扭矩。
【背景技術】
[0002]傳動軸，如推進器軸或萬向軸或者車軸，是用于從動力總成傳遞旋轉和扭矩的機械部件。傳動軸典型地用于將由于距離或需要允許在它們之間相對運動所致的不能直接連接的傳動系的部件相連接。在機動車輛中，傳動軸典型地將扭矩從發動機傳遞到車輛的驅動車輪。在車輛傳動軸上的負載主要是發動機輸出扭矩與發動機的扭轉振動以及車輛的慣性疊加的結果。傳動軸通常被構造成承受操作應力，同時限制附加重量和慣性。車輛傳動軸往往合并有一個或多個機械連接部，該機械連接部被設計成允許在驅動和從動部件之間的在對準和/或距離上的變化。
【發明內容】
[0003]—種用于傳遞輸入扭矩的兩級剛度傳動軸包括由縱向軸線、第一端部、遠側的第二端部限定并具有中空柱體剛度的中空柱體。該兩級剛度傳動軸還包括沿著縱向軸線延伸通過中空柱體并由第一端部、遠側的第二端部限定并具有內部軸剛度的內部軸。所述內部軸的第一端部與所述中空柱體的第一端部經旋轉間隙配合接合。所述內部軸的第二端部旋轉地固定到所述中空柱體的第二端部，使得所述軸的第一端部可以相對于所述內部軸的第二端部扭轉達到預定角度。所述內部軸剛度限定了所述傳動軸的第一級剛度，且所述內部軸剛度和所述中空柱體剛度一起限定了所述傳動軸的第二級剛度。
[0004]所述內部軸的第一端部可以包括第一外部花鍵，所述中空柱體的第一端部可以包括第一內部花鍵。在這種情況下，所述第一外部花鍵經旋轉間隙配合在第一交接部處與第一內部花鍵相接合。
[0005]所述兩級剛度傳動軸可以額外地包括布置在所述柱體和所述內部軸之間的密封件。這種密封件可以被構造成限制碎肩進入第一交接部。所述密封件可以由高分子化合物形成。
[0006]所述兩級剛度傳動軸可以額外地包括布置在所述第一外部花鍵和所述第一內部花鍵中的至少一個上的涂層。這種涂層將被構造成緩沖第一內部花鍵和第一外部花鍵之間的沖擊。
[0007]所述內部軸的第二端部可以包括第二外部花鍵，且所述第二柱體的第二端部可以包括第二內部花鍵。在這種情況下，所述第二外部花鍵在第二交接部處壓配合到所述第二內部花鍵中。
[0008]所述內部軸的第一端部可以包括垂直于所述縱向軸線布置的內部軸凸緣。另外，所述中空柱體的第一端部可以包括垂直于所述縱向軸線布置的柱體凸緣。在這種情況下，所述兩級剛度傳動軸可以額外地包括布置在所述內部軸凸緣和所述柱體凸緣之間且被構造成產生摩擦阻尼的彈簧，該摩擦阻尼被構造成控制所述內部軸的扭轉。
[0009]所述彈簧可以被構造為蝶型墊圈和波形墊圈中的一種。
[0010]所述兩級剛度傳動軸也可以包括布置在所述彈簧和所述軸凸緣之間或在所述彈簧和所述柱體凸緣之間的摩擦墊圈。
[0011]所述第一級剛度和摩擦阻尼可以一起被構造成衰減傳動軸所傳遞的輸入扭矩中的變化，并由此減少采用所提及的傳動軸的車輛的傳動系中的潛在振動。
[0012]還公開了一種采用這樣的兩級剛度傳動軸的機動車輛。
[0013]根據又一方面，還公開了一種用于機動車輛的傳動系，包括:
[0014]動力總成，被構造成產生扭矩；
[0015]路面車輪；以及
[0016]兩級剛度傳動軸，所述兩級剛度傳動軸被構造成將扭矩從所述動力總成傳遞到所述路面車輪，該傳動軸包括:
[0017]中空柱體，所述中空柱體由縱向軸線、第一端部和遠側的第二端部限定，并具有中空柱體剛度；以及
[0018]內部軸，所述內部軸沿著所述縱向軸線延伸通過所述中空柱體，并且由第一端部和遠側的第二端部限定，并具有內部軸剛度，
[0019]其中:
[0020]所述內部軸的第一端部經旋轉間隙配合與所述中空柱體的第一端部接合，并被構造成從所述動力總成接收扭矩；
[0021]所述內部軸的第二端部旋轉地固定到所述中空柱體的第二端部，使得響應于從所述動力總成接收的扭矩，所述內部軸的第一端部相對于所述內部軸的第二端部扭轉到預定角度;且
[0022]所述內部軸剛度限定了所述傳動軸的第一級剛度，并且所述內部軸剛度與所述中空柱體剛度一起限定了所述傳動軸的第二級剛度。
[0023]優選地，其中:
[0024]所述內部軸的第一端部包括第一外部花鍵，并且所述中空柱體的第一端部包括第一內部花鍵;且
[0025]所述第一外部花鍵經旋轉間隙配合與所述內部花鍵在第一交接部處相接合。
[0026]優選地，所述傳動系還包括密封件，所述密封件布置在所述中空柱體和所述內部軸之間，并被構造成限制碎肩進入所述第一交接部。
[0027]優選地，其中，所述密封件由高分子化合物形成。
[0028]優選地，所述傳動系還包括涂層，所述涂層布置在所述第一外部花鍵和所述第一內部花鍵中的至少一個上，其中所述涂層被構造成緩沖所述第一內部花鍵和所述第一外部花鍵之間的沖擊。
[0029]優選地，其中:
[0030]所述內部軸的第二端部包括第二外部花鍵，并且所述中空柱體的第二端部包括第二內部花鍵;且
[0031]所述第二外部花鍵在第二交接部處壓配合到所述第二內部花鍵中。
[0032]優選地，其中:
[0033]所述內部軸的第一端部包括垂直于所述縱向軸線布置的內部軸凸緣;且
[0034]所述中空柱體的第一端部包括垂直于所述縱向軸線布置的柱體凸緣；
[0035]還包括彈簧，所述彈簧布置在所述內部軸凸緣和所述柱體凸緣之間，并被構造成產生摩擦阻尼，所述摩擦阻尼被構造為控制所述內部軸的扭轉。
[0036]優選地，其中，所述彈簧被構造為碟形墊圈和波形墊圈中的一種。
[0037]優選地，所述傳動系還包括摩擦墊圈，所述摩擦墊圈布置在所述彈簧和所述內部軸凸緣之間或在所述彈簧和所述柱體凸緣之間。
[0038]優選地，其中，所述第一級剛度和摩擦阻尼一起被構造成衰減由所述傳動軸傳遞的動力總成的扭矩中的變化。
[0039]本公開內容的上述特征和優點以及其他特征和優點將從下面用于實現所描述的公開內容的實施方式和最佳模式的詳細描述并在結合附圖和所附權利要求書考慮時變得容易理解。
【附圖說明】
[0040]圖1是包括兩級剛度傳動軸的機動車輛傳動系的示意圖；
[0041]圖2是圖1中所示的兩級剛度傳動軸的示意性特寫橫截面圖，該傳動軸具有延伸通過中空柱體并接合該中空柱體的內部軸；
[0042]圖3是通過內部軸和中空柱體之間的第一交接部的剖面的示意性特寫視圖；
[0043]圖4是通過內部軸和中空柱體之間的第二交接部的剖面的示意性特寫視圖；
[0044]圖5是在圖1-2中所示的兩級剛度傳動軸中抵靠摩擦墊圈作用的彈簧的示意性特寫視圖；
[0045]圖6是在圖1-2中所示的兩級剛度傳動軸中抵靠摩擦墊圈作用的彈簧的另一實施方式的示意性特寫視圖；
[0046]圖7是用于圖1-6中所示的兩級剛度傳動軸的扭轉角度對輸入扭矩的曲線圖。
【具體實施方式】
[0047]參照附圖，其中相同的附圖標記指代相同的部件，圖1示出了包括適于推進車輛的傳動系的機動車輛10的示意圖。所述傳動系包括內燃機12、變速器14，并包括兩級剛度傳動軸16，該兩級剛度傳動軸16用于將發動機扭矩T從變速器經差速器20傳遞到一個或多個從動車輪18。雖然以下的公開內容主要描述兩級剛度傳動軸16作為在變速器14和差速器20之間縱向延伸的推進器軸，但是兩級剛度傳動軸16也可以被用作在差速器20和從動車輪18之間延伸并被附圖標記16A標識的車軸。
[0048]如圖2所示，傳動軸16被構造成控制，即:吸收、過濾和/或衰減發動機扭矩T中的振動，并包括中空柱體22。所述中空柱體22被縱向軸線24、第一端部26和遠側的第二端部28限定。所述中空柱體22還具有中空柱體剛度。所述傳動軸16還包括沿著縱向軸線24延伸通過所述中空柱體22的內部軸30。所述內部軸30由第一端部32、遠側的第二端部34限定并具有內部軸剛度。另外，內部軸30可以具有可選的中空結構。所述內部軸30的所述第一端部32經旋轉間隙配合33(圖3中所示)在第一交接部35處與中空柱體22的第一端部26相接合。所述內部軸30的剛度限定了傳動軸16的第一級剛度或彈性系數SI，如圖7所示。另外，內部軸30和中空柱體22的組合剛度限定了驅動會走16的第二級剛度或彈性系數S2，也如圖7所示。
[0049]所述內部軸30的第二端部34旋轉地固定到所述中空柱體22的第二端部28。所述內部軸30在相應的第二端部34、28處到中空柱體22的固定連接促進內部軸30的扭轉，即，響應于充分大小的輸入發動機扭矩T，所述第一端部32相對于所述第二端部34的角位移。內部軸30的最大扭轉由相