连接机构及轴/套筒组件的制作方法

1.本发明涉及用于将圆筒状的两个构件组装连接在一起的连接机构以及包括该连接机构的轴/套筒组件。


背景技术：

2.在现有的机械装置中，经常会遇到需要将圆筒状的两个构件组装连接在一起的情况。例如，在现有的车辆用驻车制动系统中包括圆筒状的活塞和圆筒状的活塞轴，活塞需要固定组装于活塞轴的预定位置，因此在现有技术中通常将活塞以过盈配合的方式套装于活塞轴的预定部位。但是，由于该预定部位距离活塞轴的轴向两端距离较长，因此无论从活塞轴的轴向两端的哪一端安装活塞，活塞都需要从活塞轴的轴向一端压装较长的距离到达该预定部位。由于活塞与活塞轴之间的过盈配合，导致在采用上述组装方式进行组装之后活塞轴的外周面被不期望地损坏，从而导致活塞轴的外周面不能满足密封的要求并可能需要对活塞轴进行进一步的修整或加工。而且，这种组装方式的作业较复杂，成本较高。


技术实现要素：

3.鉴于上述现有技术的问题而做出了本发明。本发明的目的在于提供一种新型的连接机构，其能够在将圆筒状的两个构件组装连接在一起的情况下不会导致两个构件受到不期望的损坏。本发明的另一个目的在于提供一种包括上述连接机构的轴/套筒组件。
4.为了实现上述发明目的，本发明采用如下的技术方案。
5.本发明提供了一种如下的连接机构，所述连接机构用于具有圆筒形状的第一构件与具有圆筒形状的第二构件之间的组装连接，所述连接机构包括卡接件、支撑件、形成于所述第一构件的侧壁的通孔和形成于所述第二构件的与所述通孔相对的部位的凹槽，
6.所述卡接件用于安装于所述通孔中并且所述支撑件用于安装于所述第一构件的内部，使得在所述支撑件对所述卡接件的支撑作用下，所述卡接件的一部分从所述通孔凸出到所述凹槽中，从而利用所述通孔和所述凹槽与所述卡接件的卡接使得所述第二构件相对于所述第一构件固定。
7.优选地，在所述第一构件的轴向上，所述卡接件抵接于所述通孔的轴向侧壁和所述凹槽的轴向侧壁，使得所述卡接件在所述轴向上被限位的同时所述第一构件和所述第二构件在所述轴向上相对固定。
8.更优选地，所述通孔包括在所述第一构件的周向上间隔开的第一通孔和第二通孔，所述凹槽包括分别与所述第一通孔相对的第一凹槽和与所述第二通孔相对的第二凹槽，所述第一通孔的中心线相对于所述第二通孔的中心线在所述轴向上偏置或者所述第一凹槽的中心线相对于所述第二凹槽的中心线在所述轴向上偏置，并且
9.位于所述第一通孔内的卡接件抵接于所述第一凹槽的轴向一侧侧壁和所述第一通孔的轴向另一侧侧壁，位于所述第二通孔内的卡接件抵接于所述第二凹槽的轴向另一侧侧壁和所述第二通孔的轴向一侧侧壁。
10.更优选地，所述凹槽的轴向侧壁相对于所述第一构件的径向和轴向倾斜地延伸，所述卡接件被夹持在所述凹槽的轴向侧壁、所述通孔的轴向侧壁和所述支撑件的外周面之间。
11.更优选地，在所述第一构件的径向上，所述卡接件抵接于所述凹槽的轴向侧面和所述支撑件的外周面，使得所述卡接件在所述径向上被限位的同时所述第一构件和所述第二构件在所述径向上相对固定。
12.更优选地，在所述第一构件的周向上，所述卡接件抵接于所述凹槽的周向侧壁和所述通孔的周向侧壁，使得所述卡接件在所述周向上被限位的同时所述第一构件和所述第二构件在所述周向上相对固定。
13.更优选地，所述的卡接件具有球形形状、椭球形状、长方体形状或楔形形状。
14.更优选地，所述支撑件以过盈配合的方式安装于所述第一构件的内部。
15.更优选地，所述通孔沿着所述第一构件的径向贯通所述第一构件的侧壁，并且所述凹槽形成于所述第二构件的内周面且朝向径向外侧凹陷。
16.本发明还提供了一种如下的轴/套筒组件，所述轴/套筒组件包括以上技术方案中任意一项技术方案所述的连接机构、作为所述第一构件的轴和作为所述第二构件的套筒，所述轴和所述套筒通过所述连接机构组装连接在一起，所述套筒以与所述轴间隙配合的方式套装于所述轴。
17.通过采用上述的技术方案，本发明提供了一种新型的连接机构和包括该连接机构的轴/套筒组件。该连接机构包括形成于第一构件的通孔、形成于第二构件的凹槽、卡接件和支撑件，卡接件安装于通孔中并且支撑件安装于第一构件的内部，使得卡接件能够在支撑件的支撑作用下从通孔凸出到第二构件的凹槽中，从而利用通孔和凹槽与卡接件的卡接使得第二构件相对于所述第一构件固定。这样，利用上述连接机构不仅能够使得圆筒状的两个构件以相对固定的方式组装连接在一起，而且还能够避免背景技术中由于过盈配合导致构件(例如轴)的外周面被不期望地损坏的问题。
附图说明
18.图1是根据本发明的一实施方式的轴/套筒组件的结构示意图，其中轴和套筒利用根据本发明的连接机构组装连接在一起。
19.图2是图1中局部结构的放大示意图。
20.附图标记说明
21.1轴 11a第一通孔 11b第二通孔
22.2套筒 21a第一凹槽 21b第二凹槽
23.31a第一卡接件 31b第二卡接件 32支撑件
24.a轴向 r径向。
具体实施方式
25.下面参照附图描述本发明的示例性实施方式。应当理解，这些具体的说明仅用于示教本领域技术人员如何实施本发明，而不用于穷举本发明的所有可行的方式，也不用于限制本发明的范围。在本发明中，“固定”是指两个部件之间相对位置大致保持不变，并不排
除由于机械加工公差所导致的两个部件之间存在相对微小窜动的情况。
26.以下参照附图说明根据本发明的轴/套筒组件的具体实施方式。在以下的说明中，除非另有说明，否则轴向、径向和周向分别是指轴的轴向、径向和周向。另外，“轴向一侧”是指图1和图2中的左侧，“轴向另一侧”是指图1和图2中的右侧；“径向外侧”是指远离轴的中心轴线的那侧，“径向内侧”是指接近轴的中心轴线的那侧。
27.如图1和图2所示，根据本发明的一实施方式的轴/套筒组件包括根据本发明的连接机构以及利用该连接机构组装连接在一起的轴1和套筒2。
28.具体地，在本实施方式中，轴1具有沿着其轴向a直线状延伸的圆筒形状并且轴1的侧壁的径向尺寸在其整个轴向长度上保持不变。在轴1的供套筒2安装的预定部位处，形成有沿着径向r贯通轴1的侧壁的两个通孔(即位于图1和图2的上侧的第一通孔11a和位于图1和图2的下侧的第二通孔11b)，这两个通孔11a、11b用于分别安装连接机构的下述卡接件31a、31b。进一步地，第一通孔11a的尺寸和第二通孔11b的尺寸相同，第一通孔11a和第二通孔11b在周向上间隔对应的中心角为180度。另外，第一通孔11a的中心线相对于第二通孔11b的中心线在轴向a上偏置，从而能够更好地实现套筒2与轴1彼此固定。
29.进一步地，在本实施方式中，套筒2也具有圆筒形状，套筒2以其中心轴线与轴1的中心轴线一致的方式套装于轴1。套筒2与轴1之间采用间隙配合，套筒2相对于轴1在轴向a、径向r和周向上的相对运动自由度均由连接机构进行限制，使得套筒2能够与轴1相对固定。套筒2的内周面形成有朝向径向外侧凹陷的两个凹槽21a、21b，其中第一凹槽21a与第一通孔11a和第二凹槽21b与第二通孔11b相对，使得安装于第一通孔11a和第二通孔11b的卡接件31a、31b的从轴1凸出的部分能够伸入并卡接于对应的凹槽21a、21b。第一凹槽21a的中心线和第二凹槽21b的中心线在轴向a上一致并且各凹槽21a、21b在轴向a上的最大尺寸大于卡接件31a、31b在轴向a上的尺寸(球状卡接件的直径)，并且各凹槽21a、21b的轴向侧壁形成为相对于轴向a和径向r倾斜的形状，从而与上面说明的第一通孔11a的中心线相对于第二通孔11b的中心线在轴向a上偏置的结构配合，而能够更好地实现套筒2与轴1彼此固定。
30.进一步地，在本实施方式中，连接机构用于在上述套筒2套装于上述轴1的状态下将轴1和套筒2组装连接在一起。具体地，该连接机构包括上述的形成于轴1的通孔11a和11b、形成于套筒2的凹槽21a和21b、卡接件31a和31b以及支撑件32。
31.在本实施方式中，两个卡接件31a、31b为由钢材料制成的球状卡接件，第一卡接件31a安装于第一通孔11a中，第二卡接件31b安装于第二通孔11b中。两个卡接件31a、31b的直径均大于轴1的侧壁的径向尺寸，使得卡接件31a、31b在支撑件32的支撑作用下能够从轴1的外周面凸出。卡接件31a、31b的直径小于通孔11a、11b的轴向尺寸。
32.在本实施方式中，支撑件32也具有圆筒形状。支撑件32以与轴1采用过盈配合的方式安装于轴1的内部，并且支撑件32能够完全覆盖两个通孔11a、11b，从而对两个通孔11a、11b内的卡接件31a、31b进行有效的支撑。
33.以上说明了根据本发明的一实施方式的轴/套筒组件的结构，以下将说明连接机构如何限定套筒2相对于轴1在轴向a、径向r和周向上的相对运动自由度。
34.当轴/套筒组件如图1和图2所示地组装完成之后，卡接件31a、31b在支撑件32的支撑下从轴1的外表面凸出到套筒2的凹槽21a、21b中。如图2所示，由于第一通孔11a的中心线和第二通孔11b的中心线在轴向a上偏置并且凹槽21a、21b的轴向侧壁相对于径向r和轴向a
倾斜地延伸，因此位于第一通孔11a内的第一卡接件31a抵接于第一凹槽21a的位于轴向一侧的侧壁和第一通孔11a的位于轴向另一侧的侧壁，并且位于第二通孔11b内的第二卡接件31b抵接于第二凹槽21b的位于轴向另一侧的侧壁和第二通孔11b的位于轴向一侧的侧壁，从而使得卡接件31a和31b被夹持在凹槽21a和21b的轴向侧壁、通孔11a和11b的轴向侧壁以及支撑件32的外周面之间。这样，凹槽21a和21b的侧壁对卡接件31a和31b产生的作用力f1、通孔11a和11b的侧壁对卡接件31a和31b产生的作用力f2以及支撑件32对卡接件31a和31b产生的作用力f3的合力使得第一通孔11a内的第一卡接件31a和第二通孔11b内的第二卡接件31b稳定在如图2所示的相对偏置位置。反过来说，卡接件31a、31b被凹槽21a、21b的轴向侧壁、通孔11a、11b的轴向侧壁和支撑件32的外周面限制了在轴向a和径向r上的自由度。这样，即使考虑机械加工公差，也能够确实地保证套筒2与轴1在轴向a和径向r上的相对位置保持不变。进一步地，利用卡接件31a和31b与凹槽21a、21b的周向侧壁(图中未示出)和通孔11a、11b的周向侧壁的配合，能够使得套筒2相对于轴1在周向上相对固定。反过来说，卡接件31a、31b被凹槽21a、21b的周向侧壁和通孔11a、11b的周向侧壁限制了在周向上的自由度。
35.因此，包括上述连接机构的根据本发明的轴/套筒组件不仅能够实现将套筒2以外套于轴1的方式固定于轴1，而且不会损坏轴1的用于密封的外周面。
36.以上说明了包括根据本发明的连接机构的轴/套筒组件的具体结构，以下将说明该轴/套筒组件的安装方式。
37.在进行安装过程中，可以首先将套筒2从径向外侧套装于轴1，并使得套筒2的凹槽21a、21b分别与轴1的通孔11a、11b相对；然后从轴1的内部将卡接件31a、31b分别置放于通孔11a、11b中并保持其不从通孔11a、11b中掉落；最后将支撑件32插入轴1的内部，使得支撑件32能够完全覆盖通孔11a、11b并使得卡接件31a、31b卡接到位，从而完成整个安装过程。
38.应当理解，上述实施方式仅是示例性的，不用于限制本发明。本领域技术人员可以在本发明的教导下对上述实施方式做出各种变型和改变，而不脱离本发明的范围。另外，还进行如下补充说明。
39.(i)虽然在以上的具体实施方式中仅说明了利用根据本发明的连接机构将轴和套筒组装连接在一起示例，但是本发明不限于此。根据本发明的连接机构可以用于任意两个圆筒形状的构件的组装连接。
40.(ii)虽然在以上的具体实施方式中仅说明了包括一个第一通孔11a和一个第二通孔11b的示例，但是本发明不限于此。第一通孔11a的数量和第二通孔11b的数量可以均为多个，并且第一通孔11a和第二通孔11b在周向上交替地均匀分布。这样，能够更确实地保证利用该连接构件组装连接的两个构件之间的相对固定效果。因此，与通孔对应的凹槽的数量也可以为多个。
41.(iii)虽然在以上的具体实施方式中说明了第一通孔11a的中心线和第二通孔11b的中心线在轴向a上偏置并且凹槽21a、21b的轴向侧壁相对于径向r和轴向a倾斜地延伸使得卡接件31a、31b被夹持在凹槽21a、21b的轴向侧壁、通孔11a和11b的轴向侧壁以及支撑件32的外周面之间，但是本发明不限于此。可以使得所有通孔的中心线在轴的轴向上不产生偏置，而是通过使得不同的凹槽的中心线在轴向上产生偏置来实现同样的作用。
42.(iv)虽然在以上的具体实施方式中说明了卡接件31a、31b的形状为球形形状，但
是本发明不限于此。该卡接件也可以采用整体为弧形且横截面为圆形的形状，例如椭球形；该卡接件也可以采用截面为方形的长方体形状；如果需要，该卡接件也可以采用楔形形状或者其它需要的形状。
43.(v)虽然在以上的具体实施方式中没有明确说明，但是可以理解，通过上述连接机构实现两个构件之间的组装连接的组装方式相比于背景技术中所说明的利用过盈配合的组装方式更简单，且成本也较低。
44.(vi)可选地，第一通孔11a、第二通孔11b可以与第一卡接件31a、第二卡接件31b略微地过盈配合，这样，可以在将支撑件32安装到轴1之前容易地定位第一卡接件31a、第二卡接件31b。当然，本技术不限于此。