大扭矩驱动轴及汽车的制作方法

1.本实用新型属于汽车驱动配件技术领域，具体涉及一种大扭矩驱动轴及具有该大扭矩驱动轴的汽车。


背景技术：

2.现有的驱动轴主要由固定节总成、移动节总成、轴杆、卡箍及护套组成，其中，固定节总成主要由内星轮、保持架、钢球和外球笼组成；移动节总成主要由三销节、内环、滚针、外环及内球笼组成。以上结构保证了驱动轴能够在高速运转下传递扭力、完成整车转向功能。
3.这种驱动轴的配合结构，存在如下诸多问题：
4.(1)驱动轴的固定节采用了保持架结构以维持钢球的位置，从而满足运动需求。因运动受限，保持架设计的非常单薄，在大扭力下及其他恶劣的工况下，保持架容易发生断裂及异响，影响车辆的使用。
5.(2)由于驱动轴的固定节工作环境恶劣，为防止轴杆脱出，固定节设计为不可拆卸结构，造成了拆装驱动轴异常困难，同时更换护套及其他零部件相当困难，因此，当护套及其他零件损坏后，需要整体更换驱动轴，造成极高的维修成本。同时驱动轴在整车上拆装困难，维修费时费力。


技术实现要素：

6.本实用新型实施例提供一种大扭矩驱动轴及汽车，取消了保持架结构，采用内星轮与球座、外星轮直接球面配合的结构，简化了驱动轴的内部结构，能够实现汽车对驱动轴大扭矩、小空间灵活布置的需求，降低驱动轴异响、损坏的风险。
7.为实现上述目的，第一方面，本实用新型实施例提供一种大扭矩驱动轴，包括：外星轮、球座、内星轮以及钢球，外星轮具有第一腔室，所述第一腔室的内壁设有第一弧形球道；球座与所述外星轮连接；所述球座内设有与所述第一腔室连通的第二腔室，所述第二腔室的内壁设有与所述第一弧形球道连通的第二弧形球道；内星轮滑动配合于所述第一腔室与所述第二腔室构成的腔室内；所述内星轮的外壁设有第三弧形球道，所述第三弧形球道、所述第一弧形球道与第二弧形球道，构成供钢球滑动的弧形滑道，所述弧形滑道的两端分别设有限位所述钢球的防脱结构；钢球滑设于所述弧形滑道内。
8.结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述外星轮与所述球座相接的一端设有限位凹槽，所述球座的相接面对应设有插接所述限位凹槽的凸棱。
9.结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述外星轮与所述球座通过螺栓连接在一起。
10.结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述外星轮与所述球座相接的一端设有外凸的第一固定部，所述球座的相接面设有与所述第一固定部相贴的第二固定部，所述螺栓贯穿所述第一固定部和所述第二固定部。
11.结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述外星轮与所述球座相接的端面之间设有相互卡接的止口。
12.结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述外星轮与所述球座相接的端面之间还设有密封圈。
13.结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述第一腔室的球冠高度不大于所述内星轮的半径。
14.结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述第二腔室的球冠高度不大于所述内星轮的半径。
15.结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述防脱结构包括分设于第三弧形球道的两端第一防脱挡块和第二防脱挡块。
16.第二方面，本实用新型实施例还提供了一种汽车，包括所述的大扭矩驱动轴。
17.本实用新型提供的大扭矩驱动轴及汽车，与现有技术相比，有益效果在于：(1)直接在内星轮与球座、外星轮上设置供钢球滑动的弧形滑道，并在弧形滑道的两端设置防脱结构，取消了保持架结构，因此能够避免保持架存在的断裂异响的问题，大大增大了驱动轴在大扭力、恶劣或极限工况下承受的扭力范围，实现汽车对驱动轴大扭矩的需求，降低驱动轴损坏的频次，延长驱动轴的使用寿命，降低整车的故障频次，保证车辆的正常使用；(2)内星轮与球座、外星轮的直接配合，取消了保持架，简化了驱动轴的内部结构，在相同扭力需求的条件下，可降低节型的规格大小，增加空间布置的灵活性，适应小空间灵活布置的需求；(3)由于内星轮与外星轮及球座之间直接配合，避免了两者之间设置的保持架受较大扭力冲击产生断裂、磨损、异响等问题，大大提升了整车的nvh性能。
附图说明
18.图1为本实用新型实施例提供的大扭矩驱动轴的爆炸结构示意图；
19.图2为本实用新型实施例提供的大扭矩驱动轴的主视结构示意图；
20.图3为沿图2中a-a线的剖视结构图；
21.图4为图2所示的大扭矩驱动轴的右视结构示意图；
22.图5为沿图4中b-b线的剖视结构图；
23.图6为沿图4中c-c线的剖视结构图；
24.图7为图2提供的外星轮的结构示意图；
25.图8为沿图7中d-d线的剖视结构图；
26.图9为沿图7中e-e线的剖视结构图；
27.图10为图2提供的球座的结构示意图；
28.图11为沿图10中f-f线的剖视结构图；
29.图12为沿图10中g-g线的剖视结构图；
30.图13为图2提供的内星轮的结构示意图；
31.图14为沿图13中h-h线的剖视结构图；
32.图15为图13所示的内星轮的后剖视结构图；
33.图16为图2提供的护套的结构示意图；
34.图17为沿图16中j-j线的剖视结构图；
35.附图标记说明：
36.1、螺栓；2、外星轮；21、第一弧形球道；22、限位凹槽；23、第一固定部；24、第一腔室；3、钢球；4、内星轮；41、第一防脱挡块；42、第三弧形球道；43、内卡簧槽；44、轴孔；45、第二防脱挡块；5、密封圈；6、球座；61、第二腔室；62、第二固定部；63、凸棱；64、第二弧形球道；7、大卡箍；8、护套；81、环形凹槽；82、径向凸起；9、小卡箍；10、轴杆；11、卡簧。
具体实施方式
37.为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
38.请一并参阅图1至图15，现对本实用新型提供的大扭矩驱动轴进行说明。所述大扭矩驱动轴，包括外星轮2、球座6、内星轮4、钢球3，外星轮2具有第一腔室24，第一腔室24的内壁设有第一弧形球道21；球座6与外星轮2连接；球座6内设有与第一腔室24连通的第二腔室61，第二腔室61的内壁设有与第一弧形球道21连通的第二弧形球道64；内星轮4滑动配合于第一腔室24与第二腔室61构成的腔室内；内星轮4的外壁设有第三弧形球道42，第三弧形球道42、第一弧形球道21与第二弧形球道(64)，构成供钢球滑动的弧形滑道，弧形滑道的两端分别设有限位钢球的防脱结构；钢球3滑设于弧形滑道内。
39.本实施例提供的大扭矩驱动轴，与现有技术相比，(1)取消了薄弱的保持架结构，直接在内星轮4和外星轮2上设置限制钢球3运动的弧形滑道，利用内星轮4和外星轮2直接维持钢球3的位置，且采用内星轮4与球座6、外星轮2直接球面配合的结构，相配合的部件均不是薄弱结构，且内星轮4与外星轮2之间没有易损件，因此，在驱动轴高速运转下，能够增大承受的扭力范围，实现汽车对驱动轴大扭矩的需求，降低驱动轴损坏的频次，延长驱动轴的使用寿命，降低整车的故障频次，保证车辆的正常使用。
40.(2)在外星轮2与护套8之间设置球座6，球座6的腔室和外星轮2的腔室构成球面的腔室，增大了内星轮4的外球面配合的面积，从而也能够提高驱动轴高速运转下，承受的扭力范围，实现汽车对驱动轴大扭矩的需求。
41.(3)通过取消保持架，简化了外星轮2与内星轮4之间的结构，在相同扭力需求的条件下，可降低外星轮2和内星轮4的规格大小，增加空间布置的灵活性，适应小空间灵活布置的需求。
42.(4)由于内星轮4与外星轮2之间直接球面配合，避免了两者之间设置的保持架受较大扭力冲击产生断裂、磨损、异响的问题，提升了整车的nvh性能。
43.在一些实施例中，参见图1至图12，外星轮2与球座6相接的一端设有限位凹槽22，球座6的相接面对应设有插接限位凹槽22的凸棱63。由于外星轮2与球座6之间设置了相互插接限位的凸棱63和限位凹槽22，可以满足大扭力传递需求，对于采用螺栓1连接的外星轮2和球座6，能够释放球座6与外星轮2连接的螺栓1预紧力需求，降低对螺栓1联结需求，对于采用比如卡箍或锁紧螺钉紧固连接的方式，同样能够达到上述的效果；同时，限位凹槽22与凸棱63的配合，可起到外星轮2和球座6安装时的定位，对球座6与外星轮2的腔室及球道的配合精准定位。
44.或者，上述的限位凹槽22设置在球座6上，凸棱63设置在外星轮2上，均可达到上述
的大扭矩传力、精准定位的效果，且提高外星轮2和球座6的组装效率。除此之外，本实施例对于限位凹槽22及配合的凸棱63的形状不做限定。
45.本实施例中，为了方便零部件的拆装，如图1至图6所示，外星轮2与球座6通过螺栓1连接在一起。当需要更换油脂、维修拆卸时，只需松开螺栓1，即可将外星轮2与球座6分开，拆装方便，维修保养便利。利用螺栓1连接，也能够进一步的增大扭矩，提高极限工况下车辆工作的可靠性，避免驱动轴的失效。
46.本实施例在螺栓1连接的基础上，设置限位凹槽22及凸棱63、止口卡接等结构，提高拆装的效率，提高驱动轴承受的扭力。
47.作为一种可能的实现方式，如图7至图12所示，外星轮2与球座6相接的一端设有外凸的第一固定部23，球座6的相接面设有与第一固定部23相贴的第二固定部62，螺栓1贯穿第一固定部23和第二固定部62。本实施例可均匀设置三个或四个第一固定部23，并设置三个或四个第二固定部62，通过外凸的固定部，即可满足外星轮2和球座6固定的需求。当然，在外星轮2和球座6设置外凸的法兰盘，利用螺栓1连接也能满足上述的要求，但是，这种法兰盘的设计，增加了部件的重量，也增大了耗材，不利于整车的轻质化及成本的降低。
48.作为外星轮2和球座6相接的另一种变形实施方式，参见图5至图12所示，外星轮2与球座6相接的端面之间设有相互卡接的止口(止口在图中未标注)。止口配合的结构，同样可以满足大扭力传递需求，对于采用螺栓1连接的外星轮2和球座6，同样能够释放球座6与外星轮2连接的螺栓1预紧力需求，降低对螺栓1联结需求；同时，止口配合的结构也能够提高外星轮2和球座6轴向对接的位置准确性。在本实施例中，在止口上设置配合的卡槽和卡凸，也具有限位凹槽22和凸棱63的功能。
49.在其他的实施例中，限位凹槽22和凸棱63、止口配合的结构可以同时存在，也可以配合设置的卡槽卡凸使用，或者择一选择使用。
50.由于外星轮2和球座6的对接，不可避免的存在接缝，为了防止异物进入驱动轴内，造成钢球3的卡滞及内星轮4与外星轮2的卡滞，如图1、图5及图6所示，在二者采用螺栓1连接的基础上，外星轮2与球座6相接的端面之间还设有密封圈5。密封圈5不仅防止外界灰尘、颗粒等异物进入球面腔室内，也能够防止球面腔室内的润滑油泄漏。
51.作为一种可能的实现方式，如图5至图9所示，第一腔室24的球冠高度不大于内星轮4的半径。这种设计方式，便于内星轮4能够直接插入外星轮2的第一腔室24内，便于零部件的组装，也便于灵活的采用零件组装的先后顺序。
52.为了便于内星轮4与球座6的组装，如图5至图6、图10至图12所示，作为一种改进的实施方式，第二腔室61的球冠高度不大于内星轮4的半径。这种设计方式，便于内星轮4能够直接插入外星轮2的第一腔室24内，便于零部件的组装，也便于灵活的采用零件组装的先后顺序。其中，通过外星轮2与球座6的配合，防止内星轮4从外星轮2或球座6中脱出。
53.在其他的实施例中，第一腔室24的球冠高度等于内星轮4的半径，第二腔室61的球冠高度等于内星轮4的半径。球面腔室的内壁构成配合内星轮4的完整的球面，提高零件之间配合的紧凑性，降低空间占用体积，实现小空间布置的需求。
54.可选地，如图6、图13至图15所示，作为内星轮4的一种改进的实施方式，防脱结构包括分设于第三弧形球道42的两端第一防脱挡块41和第二防脱挡块45，可防止钢球3从弧形滑道内脱落。本实施例所称的第一防脱挡块41和第二防脱挡块45，可以不单独的设置，只
是在内星轮4的第三弧形球道42加工时，第三弧形球道42的两端不加工通透即可。
55.接上述的实施例中，由于内星轮为球形，且内星轮与外星轮2配合的一端为完整的球面，内星轮4与球座6配合的一端设有球缺，也即具有垂直于轴杆10的切面，因此，内星轮4两端的第一防脱挡块41和第二防脱挡块45的结构不同。
56.作为弧形滑道两端的防脱结构的另一种实施方式，防脱结构设置在第一弧形球道21和第二弧形球道64相互远离的一端设有封堵，该封堵是加工第一弧形球道时直接加工形成，第二弧形球道64上的防脱结构同样的设置。通过防脱结构，使钢球只能在一条弧形滑道内往复滑动。
57.作为一种可能的实施方式，可以在第一弧形球道21、第二弧形球道64和第三弧形球道42上均设置防脱结构，构成封闭的弧形滑道。
58.作为本实施例提供的大扭矩驱动轴的一种实施方式，还包括护套和轴杆，如图1及图2、图5及图6、图16及图17所示，对于球座6与护套8的连接，可选地，护套8上设有环形凹槽81，护套8插入球座6上，采用大卡箍7固定即可，能够提高连接的可靠性，且便于拆装。其中，为了防止球座6与护套8脱离的风险，在护套8的环形凹槽81位置的内侧，设有径向凸起82，与球座6上的卡槽卡接配合。
59.在本实施例中，如图1、图5、图6及图15，对于轴杆10与内星轮4的连接，可选地，轴孔44为盲孔，轴孔44内设有内花键，轴杆10与内星轮4采用花键连接在一起。其中，轴杆10的外花键设有外卡簧槽，外卡簧槽内设有卡簧11，轴孔44内设有限位卡簧11的内卡簧槽43，轴杆10插入内星轮4的轴孔44内，卡簧11卡接在内卡簧槽和外卡簧槽内，即可将轴杆10与内星轮4连接在一起。
60.本实施例提供的大扭矩驱动轴，装拆方便，示例性的给出大扭矩驱动轴的一种可能的装配方式如下：
61.第一步，优先完成护套8与轴杆10的装配。
62.将卡簧11卡入轴杆10的外卡簧11槽内，将轴杆10穿入护套8，并用小卡箍9卡紧。
63.第二步，内星轮4与轴杆10的装配。
64.将内星轮4的内花键对准轴杆10的外花键插入轴杆10，直至听到“咔哒”的声响后，卡簧11进入内卡簧11槽和外卡簧11槽内，从而完成内星轮4与轴杆10的装配。
65.第三步，将球座6预穿入内星轮4的适宜位置，注意不要磕碰护套8。
66.为便于稳定钢球3，可将护套8大端(即连接有内星轮4的一端)朝上，然后将球座6的内球面与内星轮4的外球面贴合，并将球座6的第二弧形球道64与内星轮4的第三弧形球道42一一对正，然后将钢球3放入弧形滑道内。
67.第四步，球座6与外星轮2的装配。
68.将密封圈5套入球座6端面的密封槽内。将外星轮2的限位凹槽22对准球座6的凸棱63插入球座6内，直至外星轮2的端面与球座6的端面贴合为止，此时：外星轮2的第一弧形球道刚好与球座6的第二弧形球道64抵止配合，钢球3只能在第一弧形球道、第二弧形球道64与第三弧形球道42形成的弧形滑道内转动；外星轮2的球面刚好与内星轮4的球面抵止配合，二者之间可相互转动。
69.第五步，最后将护套8套入球座6的环形凹槽81内并用大卡箍7卡紧。
70.对于驱动轴的装配方式，不局限于上面的装配方式。
71.基于同一发明构思，本技术实施例还提供一种汽车，包括所述的大扭矩驱动轴。本发明提供的汽车，由于采用了这种大扭矩驱动轴，降低了驱动轴断裂及异响的风险，提高了驱动轴的使用寿命，提高了整车的安全性能；同时组成驱动轴的各零部件装拆均非常方便，当其中的一个部件损坏后，可以单独更换，大大降低了维修成本，缩短了更换维修的时间。由于汽车性能的提高，能够提高客户的满意度，从而能够提高汽车的市场竞争力，为企业带来更多的价值。
72.以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。