專利名稱：被支承在花鍵軸上的凸緣叉和配對凸緣的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種將發(fā)動機(jī)/變速箱總成的轉(zhuǎn)動功率傳送到車輛傳動系統(tǒng)中的車軸組件(axle assembly)上的傳動系統(tǒng)。具體地說，本發(fā)明涉及一種用于準(zhǔn)確地將凸緣叉定位在配對凸緣(companionflange)上的改進(jìn)結(jié)構(gòu)，反過來，其又被支承在該傳動系統(tǒng)內(nèi)的花鍵軸上。
背景技術(shù)：
傳動系統(tǒng)廣泛用于從動力源(source)產(chǎn)生能量并將所述能量從動力源傳送到驅(qū)動機(jī)構(gòu)上。通常，所述動力源產(chǎn)生轉(zhuǎn)動功率，這種轉(zhuǎn)動功率從動力源被傳送到轉(zhuǎn)動驅(qū)動機(jī)構(gòu)。例如在目前所使用的大多數(shù)陸地車輛中，發(fā)動機(jī)/變速箱總成產(chǎn)生轉(zhuǎn)動功率，這種轉(zhuǎn)動功率從發(fā)動機(jī)/變速箱總成的輸出軸通過傳動軸部件被傳送到車軸組件上的輸入軸，從而轉(zhuǎn)動驅(qū)動車輪。為了實(shí)現(xiàn)這個目的，一種典型的傳動軸組件包括具有一對終端部件的中空圓柱形傳動軸管，諸如一對管軸叉(tubeyoke)被固定在其前和后端。所述前終端部件形成前萬向節(jié)的一部分，該前萬向節(jié)將發(fā)動機(jī)/變速箱總成的輸出軸與傳動軸管的前端相連。同樣，所述后終端部件形成后萬向節(jié)的一部分，該后萬向節(jié)將傳動軸管的后端與車軸組件上的輸入軸相連。前和后萬向節(jié)提供從發(fā)動機(jī)/變速箱總成的輸出軸通過傳動軸管至車軸組件上的輸入軸的轉(zhuǎn)動驅(qū)動連接，同時容許這三個轉(zhuǎn)動軸之間存在有限數(shù)量的角度不對正。
發(fā)動機(jī)/變速箱總成的輸出軸通常采用凸花鍵元件，其通常是圓柱形且具有多個形成在其外表面上的向外延伸的花鍵。為了使發(fā)動機(jī)/變速箱總成的輸出軸與前萬向節(jié)連接，經(jīng)常提供配對凸緣和凸緣叉組件。配對凸緣和凸緣叉組件包括兩個物理分離的元件，換句話說，一配對凸緣和一凸緣叉，它們被連接在一起用于同時轉(zhuǎn)動。配對凸緣通常包括中空圓柱套筒部分和盤形法蘭部分。配對凸緣的套筒部分具有多個形成在其內(nèi)表面上向內(nèi)延伸的花鍵，所述花鍵與上述凸花鍵元件的向外延伸花鍵配合，從而使套筒部分與發(fā)動機(jī)/變速箱總成的輸出軸相連，用于轉(zhuǎn)動。配對凸緣的法蘭部分與套筒部分整體制成，并具有多個形成在其上的通孔。凸緣叉通常包括一盤形法蘭部分和一叉部分。凸緣叉的盤形法蘭部分上具有多個形成在其上的通孔，不同的螺紋緊固件穿過所述通孔將凸緣叉固定在配對凸緣上。凸緣叉的叉部分與盤形法蘭部分一體制成，并具有形成在其上的一對分開的叉臂，其與一十字架以及傳動軸組件的前終端部件配合形成所述前萬向節(jié)。
對于所有物理彼此結(jié)合的機(jī)械結(jié)構(gòu)，發(fā)動機(jī)/變速箱總成的輸出軸、配對凸緣和凸緣叉彼此之間的準(zhǔn)確定位受這些元件中每個元件在制造時尺寸波動的影響。當(dāng)發(fā)動機(jī)/變速箱總成的凸花鍵輸出軸和配對凸緣的陰花鍵被組裝在一起時，這種尺寸波動的第一預(yù)定公差存在于兩者之間。此外，這種尺寸波動的第二預(yù)定公差存在于被緊固在一起的配對凸緣和凸緣叉之間。在某些情況下已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，在裝配(aggregate)時，這些第一和第二預(yù)定公差可以導(dǎo)致發(fā)動機(jī)/變速箱總成的輸出軸、配對凸緣和凸緣叉彼此之間定位出現(xiàn)不希望數(shù)量的偏差。在使用期間，當(dāng)傳動軸組件轉(zhuǎn)動時，這種不準(zhǔn)確的定位導(dǎo)致不希望的不平衡。從而，希望提供一種用于使發(fā)動機(jī)/變速箱總成的輸出軸、配對凸緣和凸緣叉彼此之間準(zhǔn)確定位的改進(jìn)結(jié)構(gòu)，從而減少這種不平衡。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明涉及一種用于使凸緣叉準(zhǔn)確地定位在配對凸緣上的改進(jìn)結(jié)構(gòu)，其又被支承在車輛傳動系統(tǒng)上的花鍵軸上。所述花鍵軸可以是車輛傳動系統(tǒng)上的發(fā)動機(jī)驅(qū)動變速箱的輸出軸，是一種凸花鍵元件，其通常是圓柱形且具有多個形成在其外表面上的向外延伸的花鍵。從花鍵軸突起的導(dǎo)向器(pilot)最好相對于轉(zhuǎn)動軸線準(zhǔn)確地同軸延伸。配對凸緣包括中空圓柱形套筒部分和盤形法蘭部分。配對凸緣的套筒部分具有多個形成在其內(nèi)表面上且向內(nèi)延伸的花鍵，所述花鍵與上述花鍵軸上向外延伸的花鍵嚙合，從而連接所述套筒部分，使其一起轉(zhuǎn)動。配對凸緣的法蘭部分上具有多個通孔。凸緣叉通常包括一盤形法蘭部分和一叉部分。凸緣叉的法蘭部分上具有多個形成在其上的通孔，所述多個通孔的尺寸和位置與多個形成在配對凸緣的法蘭部分上的通孔的尺寸和位置相對應(yīng)。從而當(dāng)凸緣叉的法蘭部分被設(shè)置的鄰近配對凸緣的法蘭部分時，形成在配對凸緣的法蘭部分上的通孔與形成在凸緣叉的法蘭部分上的通孔軸向?qū)R。凸緣叉具有被形成或提供在其內(nèi)的導(dǎo)向器接收部分，用于接收從花鍵軸上突起的導(dǎo)向器。因而，無論在制造每個不同元件時所出現(xiàn)的任何尺寸波動，凸緣叉相對于花鍵軸的轉(zhuǎn)動軸線被準(zhǔn)確定位。
通過結(jié)合附圖閱讀下文對本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例所進(jìn)行的說明，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說，本發(fā)明的不同目的和優(yōu)點(diǎn)將變得更加清楚。


圖1是一個符合本發(fā)明實(shí)施例的車輛傳動系統(tǒng)的側(cè)視圖，所述車輛傳動系統(tǒng)包括變速箱的輸出軸、配對凸緣和凸緣叉；圖2是一個放大透視圖，顯示了圖1所示的變速箱的輸出軸、配對凸緣和凸緣叉；圖3是一個放大的斷面圖，顯示了裝配后的圖2所示變速箱的輸出軸、配對凸緣和凸緣叉。
具體實(shí)施例方式
參考圖1，車輛傳動系統(tǒng)10用于將轉(zhuǎn)動功率從轉(zhuǎn)動動力源(未示)傳送到多個被驅(qū)動輪(未示)。所示傳動系統(tǒng)10中的大多數(shù)元件與現(xiàn)有技術(shù)中的相同，傳動系統(tǒng)10僅用于說明可以使用本發(fā)明的一個實(shí)施例。本發(fā)明的范圍并不局限于圖1所示車輛傳動系統(tǒng)10的具體結(jié)構(gòu)或普通的車輛傳動系統(tǒng)。相反在下文將變得清楚，為了下文所述目的，本發(fā)明可以被應(yīng)用在所希望的環(huán)境中。
所示車輛傳動系統(tǒng)10包括具有輸出軸11a(參考圖2和3)的變速箱11，通過傳動軸組件13，所述輸出軸11a與車軸組件(axleassembly)12的輸入軸(未示)相連。變速箱11被采用通用方式產(chǎn)生轉(zhuǎn)動功率的發(fā)動機(jī)(未示)驅(qū)動。傳動軸組件13包括具有中心部分和一對相對端的圓柱形傳動軸管14。變速箱11的輸出軸11a和車軸組件12的輸入軸通常沒有同軸對齊。為了適應(yīng)這種情況，設(shè)置一對萬向節(jié)15和16，分別將傳動軸管14的端部與變速箱11的輸出軸11a相連，以及將傳動軸管14的端部與車軸組件12的輸入軸相連。第一萬向節(jié)15包括利用諸如焊接的常規(guī)方式被緊固在傳動軸管14前端的管軸叉(tube yoke)15a。第一萬向節(jié)15還包括采用通用方式與管軸叉15a相連的十字架15b(cross)。最后第一萬向節(jié)15包括配對凸緣和凸緣叉組件20，配對凸緣和凸緣叉組件20與變速箱11的輸出軸11a連接并與十字架15b相連。下文將詳細(xì)介紹配對凸緣和凸緣叉組件20的結(jié)構(gòu)。相似地，第二萬向節(jié)16包括利用諸如焊接的任何常規(guī)方式被緊固在傳動軸管14后端的管軸叉16a。第二萬向節(jié)16還包括采用常規(guī)方式與管軸叉16a相連的十字架16b。最后第二萬向節(jié)16包括一端叉16c，其與十字架16b相連并與車軸組件12的輸入軸相連。第一萬向節(jié)15和第二萬向節(jié)16提供從變速箱11的輸出軸11a通過傳動軸管14至車軸組件12的輸入軸的轉(zhuǎn)動傳動連接，同時容許這三個軸的轉(zhuǎn)動軸線之間的有限量角度不對齊。
圖2和3詳細(xì)顯示了變速箱11的輸出軸11a的結(jié)構(gòu)。如圖所示，變速箱11的輸出軸11a是一種凸花鍵元件，其大致是圓柱形狀并具有多個形成在其外表面上且向外延伸的花鍵。如果希望的話，為了下文所述目的，在輸出軸11a的端部可以形成螺紋端部分11b。導(dǎo)向器11c從輸出軸11a的螺紋端部分11b突出。在所示實(shí)施例中，導(dǎo)向器(pilot)11c與輸出軸11a為一體的，雖然并不要求如此。導(dǎo)向器11c最好相對于輸出軸11a的軸線準(zhǔn)確同軸地延伸。在所示實(shí)施例中，導(dǎo)向器11c的外表面被形成的具有外表面，導(dǎo)向器11c的外表面具有大致圓柱形狀，雖然并不要求如此。最好至少導(dǎo)向器11c的外表面的一部分被形成得相對于輸出軸11a的轉(zhuǎn)動軸線具有精確距離或位置。導(dǎo)向器11c和其外表面相對于輸出軸11a的轉(zhuǎn)動軸線的精確定位的目的將在下文介紹。
圖2和3也顯示了配對凸緣和凸緣叉組件20的結(jié)構(gòu)。如圖所示，配對凸緣和凸緣叉組件20包括適于被支承在變速箱輸出軸11a上用于同時轉(zhuǎn)動的配對凸緣21。配對凸緣21包括中空圓柱形套筒部分22和盤形法蘭部分23。配對凸緣21的套筒部分22具有多個形成在其內(nèi)表面上向內(nèi)延伸的花鍵22a，所述花鍵22a與變速箱11的輸出軸11a的向外延伸花鍵配合，從而使套筒部分22與輸出軸11a相連，用于轉(zhuǎn)動。配對凸緣21的法蘭部分23最好與套筒部分22整體制成，雖然并不要求如此。配對凸緣21的法蘭部分23具有多個形成在其上的通孔23a。下文將介紹通孔23a的目的。
配對凸緣和凸緣叉組件20還包括凸緣叉24，其適于被支承在配對凸緣21上并與其一起轉(zhuǎn)動。凸緣叉24具有盤形法蘭部分25和叉部分26。凸緣叉24的法蘭部分25上具有多個形成在其上的通孔25a，所述多個通孔25a的尺寸和位置與多個形成在配對凸緣21的法蘭部分23上的通孔23a的尺寸和位置相對應(yīng)。從而當(dāng)凸緣叉24的法蘭部分25被設(shè)置得鄰近配對凸緣21的法蘭部分23時，如圖3所示，形成在配對凸緣21的法蘭部分23上的通孔23a與貫通地形成在凸緣叉24的法蘭部分25上的孔25a軸向?qū)R。螺紋緊固件27(參考圖3)可以穿過各對軸向?qū)R的通孔23a和25a，以將凸緣叉24固定在配對凸緣21上。凸緣叉24的叉部分26最好與法蘭部分25整體形成，雖然并不要求如此。叉部分26具有形成在其上的一對分開的叉臂28。每個叉臂28上具有貫通地形成在其上的開口28a，這些開口28a彼此軸向?qū)R。采用本領(lǐng)域公知方式，所述開口28a適于接收相應(yīng)的軸承杯，所述軸承杯被能轉(zhuǎn)動地安裝在上述前萬向節(jié)十字架15b的第一對相對的耳軸(trunnion)(未示)上。在前萬向節(jié)十字架15b的第二對相對的耳軸上具有相應(yīng)的軸承杯(未示)，這些軸承杯被容置在形成在傳動軸組件13的管軸叉15a上的相對應(yīng)的開口內(nèi)，以形成上述的前萬向節(jié)。
凸緣叉24具有被形成或提供在其內(nèi)的導(dǎo)向器接收部分29，在所示實(shí)施例中，導(dǎo)向器接收部分29是一個被完全貫通地形成在凸緣叉24的中心部分上的孔，雖然并不要求如此。導(dǎo)向器接收部分29最好相對于凸緣叉24的轉(zhuǎn)動軸線精確同軸地延伸。在所示實(shí)施例中，導(dǎo)向器接收部分29最好被形成得具有大致是圓柱形的內(nèi)表面，雖然并不要求如此。導(dǎo)向器接收部分29的內(nèi)表面的至少一部分最好被形成在相對于凸緣叉24的轉(zhuǎn)動軸線準(zhǔn)確的距離或部位上。導(dǎo)向器接收部分29的目的和其內(nèi)表面精確定位的目的將在下文介紹。
為了組裝配對凸緣和凸緣叉組件20，配對凸緣21初始被安裝在變速箱11的輸出軸11a上。為了實(shí)現(xiàn)這個目的，配對凸緣21的中空圓柱形套筒部分22與輸出軸11a軸向?qū)R，然后同軸運(yùn)動。從而多個形成在配對凸緣21的套筒部分22的內(nèi)表面上向內(nèi)延伸的花鍵22a與變速箱11的輸出軸11a的向外延伸花鍵配合，從而連接套筒部分22，用于與輸出軸11a一起轉(zhuǎn)動。如果希望的話，普通螺母30或其它保持機(jī)構(gòu)可以被擰入形成在輸出軸11a端部上的螺紋端11b上，從而將配對凸緣21主動地保持在輸出軸11a上。然后凸緣叉24被安裝在配對凸緣21上，為了實(shí)現(xiàn)這個目的，如圖3所示，凸緣叉24的法蘭部分25被設(shè)置成鄰近配對凸緣21的法蘭部分23。同時，從輸出軸11a的螺紋端11b突出的導(dǎo)向器11c被容置在形成在凸緣叉24上的導(dǎo)向器接收部分29內(nèi)。
如上所述，導(dǎo)向器11c的外表面的至少一部分最好被形成在相對于輸出軸11a的轉(zhuǎn)動軸線準(zhǔn)確的距離或位置處，導(dǎo)向器接收部分29的內(nèi)表面的至少一部分最好被形成在相對于凸緣叉24的轉(zhuǎn)動軸線準(zhǔn)確的距離或位置。從而，當(dāng)導(dǎo)向器11c被容置在導(dǎo)向器接收部分29內(nèi)時，無論在制造變速箱輸出軸11a、配對凸緣21和凸緣叉24中每個不同元件時所出現(xiàn)的任何尺寸波動，凸緣叉24相對于輸出軸11a的轉(zhuǎn)動軸線被準(zhǔn)確地定位。此后，螺紋緊固件27可以被插通過每一對軸向?qū)R的孔23a和25a，以將凸緣叉24固定在配對凸緣21上，在傳動軸組件13轉(zhuǎn)動期間維持精確定位。
雖然本發(fā)明已經(jīng)介紹了凸花鍵軸11a和配對凸緣21的凹花鍵套筒部分22，但是陰花鍵軸11a和配對凸緣21的凸花鍵套筒部分22是可以想向到的?？梢允褂没ㄦI之外的任何機(jī)械結(jié)構(gòu)或構(gòu)件，將軸11a和配對凸緣21的套筒部分22連接在一起。此外，雖然本發(fā)明已經(jīng)介紹了從輸出軸11a突出的導(dǎo)向器11c伸進(jìn)設(shè)置在凸緣叉24上的導(dǎo)向器接收部分29內(nèi)與其配合，也可以使導(dǎo)向器11c從凸緣叉24伸進(jìn)設(shè)置在輸出軸11a上的導(dǎo)向器接收部分29內(nèi)。
以上已對本發(fā)明作了十分詳細(xì)的描述，所以閱讀和理解了本說明書后，對本領(lǐng)域技術(shù)人員來說，本發(fā)明的各種改變和修改將變得明顯。所以一切如此改動和修正也包括在此發(fā)明中，因此它們在權(quán)利要求書的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種組件包括一軸；一與所述軸相連并與其一起轉(zhuǎn)動的配對凸緣；一與所述配對凸緣相連與其并一起轉(zhuǎn)動的凸緣叉，所述軸的部分與所述凸緣叉彼此結(jié)合，以相對于所述軸對凸緣叉進(jìn)行定位。
2.如權(quán)利要求1所述組件，其特征在于所述軸具有形成在其上的第一多個花鍵，所述配對凸緣具有形成在其上的第二多個花鍵，所述第一和第二多個花鍵彼此配合，以將所述配對凸緣連接到所述軸上，從而與其一起轉(zhuǎn)動。
3.如權(quán)利要求1所述組件，其特征在于所述配對凸緣包括一與所述軸相連以與其一起轉(zhuǎn)動的中空圓柱形套筒部分以及一與所述凸緣叉相連以與其一起轉(zhuǎn)動的盤形法蘭部分。
4.如權(quán)利要求3所述組件，其特征在于所述軸具有形成在其上的第一多個花鍵，所述配對凸緣的中空圓柱形套筒部分具有形成在其上的第二多個花鍵，所述第一和第二多個花鍵彼此配合，以將所述配對凸緣連接到所述軸上，從而與其一起轉(zhuǎn)動。
5.如權(quán)利要求3所述組件，其特征在于所述凸緣叉具有一與所述配對凸緣的盤形法蘭部分相連以與其一起轉(zhuǎn)動的盤形法蘭部分。
6.如權(quán)利要求5所述組件，其特征在于所述配對凸緣的盤形法蘭部分和所述凸緣叉的盤形法蘭部分中每個都有貫通地形成在其上的多個孔，多個緊固件穿過所述軸向?qū)R的多個通孔，以將凸緣叉連接在配對凸緣上以便與其一起轉(zhuǎn)動。
7.如權(quán)利要求1所述組件，其特征在于一導(dǎo)向器被形成在所述軸和所述凸緣叉中的一第一個上，一導(dǎo)向器接收部分被形成在所述軸和所述凸緣叉中的一第二個上，所述導(dǎo)向器和導(dǎo)向器接收部分彼此合作，以將所述凸緣叉相對于所述軸定位。
8.如權(quán)利要求7所述組件，其特征在于導(dǎo)向器被形成在所述軸上，導(dǎo)向器接收部分被形成在所述凸緣叉上。
9.如權(quán)利要求8所述組件，其特征在于所述導(dǎo)向器接收部分是形成在所述凸緣叉上的一個孔，所述導(dǎo)向器從所述軸延伸進(jìn)入所述孔。
10.如權(quán)利要求9所述組件，其特征在于所述導(dǎo)向器接收部分是中空的并是圓柱形，所述導(dǎo)向器是圓柱形的。
全文摘要
凸緣叉被精確定位在配對凸緣上，所述配對凸緣被支承在具有同軸突出的導(dǎo)向器的凸花鍵軸上。配對凸緣包括與凸花鍵軸相互配合的陰花鍵套筒部分以及其上具有多個通孔的法蘭部分。凸緣叉包括其上具有多個通孔的法蘭部分和叉部分，所述多個通孔在尺寸和位置上與形成在配對凸緣的法蘭部分上的多個通孔對應(yīng)。當(dāng)凸緣叉的法蘭部分被設(shè)置的鄰近配對凸緣的法蘭部分時，形成在配對凸緣的法蘭部分上的通孔與形成在凸緣叉的法蘭部分上的通孔軸向?qū)R。凸緣叉具有導(dǎo)向器接收器，其接收從凸花鍵軸突出的導(dǎo)向器。從而，不管在制造每個元件時的尺寸波動情況，凸緣叉相對于花鍵軸的轉(zhuǎn)動軸線被準(zhǔn)確地定位。
文檔編號F16H63/30GK1514142SQ20031012457
公開日2004年7月21日 申請日期2003年12月30日 優(yōu)先權(quán)日2002年12月31日
發(fā)明者喬納森·伯納德, 喬納森 伯納德 申請人:達(dá)納公司