一种铝合金传动轴总成的制作方法

本实用新型涉及机械传动技术领域，具体地说，本实用新型涉及一种铝合金传动轴总成。

背景技术：

传动轴是汽车传动系中传递动力的重要部件，它的作用是与变速箱、驱动桥一起将发动机的动力传递给车轮，进而使车轮驱动汽车运动。传动轴一般是由轴管、伸缩套和万向节组成，其中：伸缩套可以自动调节变速器与驱动桥之间距离的变化，万向节用以消除变速器输出轴与驱动桥输入轴两轴线夹角的变化，进而实现两轴的等角速传动。传统结构的传动轴伸缩套是将花键套与凸缘叉焊接在一起，将花键轴焊在传动轴管上。现在市面上常用的传动轴一改传统结构，将花键轴套与轴管焊接成一体；将花键轴与凸缘叉一体制成花键叉，并将矩形齿花键改成大压力角渐开线短齿花键；这样既增加了强度又便于挤压成形，从而可以满足大转矩工况的需求。但是，当传动轴在恶劣工况中运作时，仅仅通过花键轴套来减少花键轴的磨损是不现实的，花键轴还需要良好的防尘、防锈保护，以延长花键轴的使用寿命。

授权公告号cn207433278u的中国专利公开了一种新型铝合金传动轴，包括铝合金轴管，所述铝合金轴管的一端设有铝合金万向节叉，另一端设有铝合金花键套，形成一体式结构；其中铝合金万向节叉通过十字轴二与突缘叉二相连，铝合金花键套与花键轴叉配合并通过十字轴一与突缘叉一相连；铝合金花键套与花键轴叉配合形成花键副，花键轴叉外设有护套，将铝合金花键套和花键轴叉的连接处罩在护套里面，护套和铝合金花键套之间还设有免维护护套油封，使花键副形成一个免维护结构；所述铝合金花键套的花键和外圆上设有尼龙涂敷层，尼龙涂敷层的厚度为0.2~0.4mm；所述花键轴叉采用空心结构；所述尼龙涂敷层的厚度为0.3mm；所述的铝合金轴管、铝合金万向节叉和铝合金花键套均采用铝合金材料6061t6制成；铝合金轴管与万向节叉和铝合金花键套通过焊接方式联接为一体。

上述专利通过在护套与花键套之间加设免维护油封，来实现对花键轴的防尘、防锈保护；但是，油封的安装过程中需要在安装位置加工出油封定位台阶，安装完成后需要保证油封与轴的垂直度及同心度良好，油封安装的容错率较低，无法适用于大规模的生产加工。

技术实现要素：

本实用新型为了克服现有技术中对花键轴采用端盖油封方法进行防尘、防锈保护时需保证油封与轴的垂直度及同心度良好，安装精度要求较高，无法适用于大规模生产加工的技术问题，提供一种铝合金传动轴总成，所述铝合金传动轴总成可对花键轴进行良好的防尘、防锈保护，可以延长花键副的使用寿命，同时，铝合金传动轴总成中的防尘罩具有良好的密封性，且安装过程极为简便。

为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案。

一种铝合金传动轴总成，包括轴管，所述轴管的一端通过花键轴套连接有花键叉的一端，且在花键叉外又套装有防尘罩，所述轴管、花键轴套和花键叉均由铝合金材料制成。

传统的铝合金传动轴使用一体式轴管，通过滑动叉解决串动的问题，但是，在汽车行驶过程中，传动轴需要将变速器的转动传递到主减速器，传统的一体式轴管上常会产生应力集中，容易对传动轴造成损伤。本实用新型中的铝合金传动轴总成，包括轴管，所述轴管的一端通过花键轴套连接有花键叉的一端，且在花键叉外又套装有防尘罩，所述轴管、所述花键轴套和所述花键叉均由铝合金材料制成。解决了汽车在行驶时轴管上产生的应力和扭力，可以在最短的时间内消除串动。此外，所述花键叉的外周面上连接有防尘罩，可以对花键叉的花键轴进行良好的防尘、防锈保护，进而延长花键叉的使用寿命。所述轴管、所述花键轴套和所述花键叉均由铝合金材料制成。选用铝合金材料制备轴套、花键轴套和花键叉，相较于钢材制备可减轻40-60%的重量，一方面可以大幅较低整车重量，提升车辆的使用性能；另一方面，传动轴的重量轻，互换性好，抗疲劳性好，承载大。

作为优选，所述轴管的另一端连接有焊接叉的一端，所述焊接叉的另一端通过第一万向节连接有第一凸缘叉，所述花键叉的另一端通过第二万向节连接有第二凸缘叉，所述焊接叉由铝合金材料制成。

选用铝合金材料制备焊接叉，相较于钢材制备可减轻40-60%的重量，一方面可以大幅较低整车重量，提升车辆的使用性能；另一方面，传动轴总成的重量轻，互换性好，抗疲劳性好，承载大。

作为优选，所述花键叉包括u型叉头、过渡段和花键轴，所述u型叉头、过渡段和花键轴依次顺序连接，所述花键轴部分套接在所述花键轴套内，所述u型叉头和所述过渡段位于所述花键轴套外。

作为优选，所述花键轴套的内壁面上涂有尼龙层，所述花键轴上与所述花键轴套的接触面上涂浸有尼龙材料。

为延长铝合金传动轴的使用寿命，减少花键轴与花键轴套之间的磨损，常常在花键轴与花键轴套的配合面加涂润滑脂；但是，由于润滑脂为油脂状半固体，其工作原理是稠化剂将油保持在需要润滑的位置上，有负载时，稠化剂将油释放出来，从而起到润滑作用。当润滑脂工作时，从稠化剂释放出的润滑油容易从花键轴套的端面处流出，基于此，常常需要在花键轴套的端面处加装端盖油封，对花键轴套内的润滑脂进行密封保护。本实用新型中，所述花键轴套的内壁面上涂有尼龙层，所述花键轴上，与所述花键轴套接触的外周面上也涂有尼龙层。尼龙层的抗冲击性能突出，摩擦系数较低，具有良好的耐侯与耐化学、防潮、高冲击性能，当在花键轴套的内壁面以及花键轴与所述花键轴套接触的外周面上均涂覆尼龙层时，两个配合的尼龙层可形成良好的自润滑性能，一方面可以减少花键轴与花键轴套的磨损，延长花键副的使用寿命；另一方面尼龙涂覆层相较于润滑脂，不需要经常更换，可以大幅降低后期的维护成本。此外，尼龙材料可在一定程度上吸收噪音，当传动轴运作时，可以减轻噪音对驾驶舱的影响。

作为优选，所述防尘罩为波纹管，所述防尘罩的一端通过第一卡箍与所述过渡段固定连接，所述防尘罩的另一端通过第二卡箍与所述花键轴套的外壁面固定连接。

波纹管富有可挠性及良好的耐温、耐压性能，选用波纹管作为防尘罩，一方面可以对花键轴进行良好的防尘保护，提高花键轴的抗磨、抗锈蚀性能，延长花键轴的使用寿命；另一方面波纹管富有可挠性，对花键副的正常运作不会造成影响。所述防尘罩的一端通过第一卡箍与所述过渡段固定连接，所述防尘罩的另一端通过第二卡箍与所述花键轴套的外壁面固定连接。卡箍是连接带沟槽的管件、阀门以及管路配件的一种连接装置，用以在对接接头之间起紧箍作用，一般两个接头带有垫片，橡胶，硅胶和四氟，其性能良好，密封度高，安装简易。在本实用新型中，将常应用于对接管件密封连接的卡箍应用于防尘罩的固定；在此过程中，将卡箍上的密封件如垫片等固定在波纹管与过渡段、花键轴套的连接处，一方面可以对波纹管进行固定，达到防尘效果，另一方面可以对连接处进行密封，进而可以取消传统的端盖油封装置。本实用新型通过波纹管与卡箍的配合使用，在不使用端盖油封装置的条件下，对花键轴进行了良好的防尘、防锈保护；本实用新型所述的铝合金传动轴总成中，花键轴的防尘密封装置结构简单、安装方便且具有良好的密封效果，可适用于大规模的生产加工。

作为优选，与所述轴管对应的花键轴套连接端外设有环形的凸台，所述凸台与所述轴管的内壁面配合卡接，所述花键轴套与所述轴管的对接位置通过焊接连接。

与所述轴管对应的花键轴套连接端外设有环形的凸台，所述凸台与所述轴管的内壁面配合卡接，所述花键轴套与所述轴管的对接位置通过焊接连接。所述花键轴套与所述轴管通过焊接连接形成一体式结构，在所述花键轴套上与所述轴管的连接端加设凸台，所述凸台与所述轴管的内壁面配合卡接，可实现花键轴套与轴管的周向定位，保证花键轴套与轴管的轴线共线，且花键轴套的外周边缘与轴管的外周边缘平齐或等距离，从而使焊接后的焊缝上的应力分布均匀，避免因焊接位置应力集中导致焊接质量下降。

作为优选，所述花键轴套的端口处卡接有闷盖，所述闷盖的一端与所述花键轴套的端口平齐。

所述花键轴套的端口处卡接有闷盖，所述闷盖的一端与所述花键轴套的端口平齐。由于轴管为空心结构，花键轴套也为空心结构，灰尘容易通过轴管进入花键轴套。在花键轴套的端口处卡接闷盖，一方面可以通过凸台实现闷盖的轴向定位，使得同一个凸台结构实现双重技术效果，另一方面，闷盖可以对花键轴套的内环进行良好的防尘保护。

作为优选，所述第一凸缘叉和所述第二凸缘叉的端面上均设有贯通的凸缘连接孔，所述凸缘连接孔以所述第一凸缘叉和所述第二凸缘叉的轴线为中心沿圆周方向均匀分布。

所述第一凸缘叉和所述第二凸缘叉的端面上均设有贯通的凸缘连接孔，所述凸缘连接孔以所述第一凸缘叉和所述第二凸缘叉的轴线为中心沿圆周方向均匀分布。保证凸缘连接孔以所述第一凸缘叉和所述第二凸缘叉的轴向为中心，沿所述第一凸缘叉和所述第二凸缘叉的周向均匀分布，可以保证所述第一凸缘叉和所述第二凸缘叉上的载荷分布靠拢于均匀分布，防止因载荷分布过于不均导致传动轴在运作过程中发生间歇性振动。

作为优选，所述第一万向节和所述第二万向节的十字轴中加注有锂基脂。

在所述第一万向节和所述第二万向节的十字轴中加注有锂基脂。锂基润滑脂是由羟基脂肪酸锂皂稠化矿物油并加入抗氧、防锈防腐等多种极压抗磨等多种添加剂调制而成。锂基润滑脂具有优良的抗水性、机械安定性、耐极压抗磨性能、防水性和泵送性、防锈性和氧化安定性。锂基润滑脂在极端恶劣的操作条件下，还能发挥其超卓的润滑效能。由于锂基脂的使用寿命较长，在万向节的十字轴中加注锂基脂，可以延长润滑时限，降低十字轴的润滑保养频率。

综上所述，本实用新型具有如下有益效果：（1）波纹管与卡箍配合形成防尘装置，一方面可以对花键轴进行良好的防尘保护，延长花键轴的使用寿命；另一方面，所述防尘装置结构简单，安装方便，且通过卡箍自带的密封垫片实现了油封装置的密封效果；（2）涂覆在花键轴套内壁面及花键轴上的尼龙层具有良好的自润滑性能，一方面可以减少花键轴与花键轴套的磨损，延长花键副的使用寿命；另一方面尼龙涂覆层相较于润滑脂，不需要经常更换，可以大幅降低后期的维护成本。

附图说明

图1是本实用新型中传动轴总成的主视图。

图2是本实用新型中传动轴总成的俯视图。

图3是本实用新型中传动轴总成的左视图。

图中：1、轴管，2、焊接叉，3、第一万向节，4、第一凸缘叉，4a、凸缘连接孔，5、花键轴套，5a、凸台，6、花键叉，6a、u型叉头，6b、过渡段，6c、花键轴，7、防尘罩，8、第二万向节，9、第二凸缘叉，10、第一卡箍，11、第二卡箍，12、闷盖，13、挡圈。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语”纵向”、“横向”、“上“、“下”、“前”、“后“、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

实施例：

如图1、图2和图3所示，一种铝合金传动轴总成，包括轴管1，所述轴管的一端通过花键轴套5连接有花键叉6的一端，且在花键叉外又套装有防尘罩7，所述轴管、所述花键轴套和所述花键叉均由铝合金材料制成；所述轴管的另一端连接有焊接叉2的一端，所述焊接叉的另一端通过第一万向节3连接有第一凸缘叉4，所述花键叉的另一端通过第二万向节8连接有第二凸缘叉9，所述焊接叉由铝合金材料制成；所述花键叉包括u型叉头6a、过渡段6b和花键轴6c，所述u型叉头、所述过渡段和所述花键轴依次顺序连接，所述花键轴部分套接在所述花键轴套内，所述u型叉头和所述过渡段位于所述花键轴套外；所述花键轴套的内壁面上涂有尼龙层，所述花键轴上与所述花键轴套的接触面上涂浸有尼龙材料；所述防尘罩为波纹管，所述防尘罩的一端通过第一卡箍10与所述过渡段固定连接，所述防尘罩的另一端通过第二卡箍11与所述花键轴套的外壁面固定连接；与所述轴管对应的花键轴套连接端外设有环形的凸台5a，所述凸台与所述轴管的内壁面配合卡接，所述花键轴套与所述轴管的对接位置通过焊接连接；所述花键轴套的端口处卡接有闷盖12，所述闷盖的一端与所述花键轴套的端口平齐；所述第一凸缘叉和所述第二凸缘叉的端面上均设有贯通的凸缘连接孔4a，所述凸缘连接孔以所述第一凸缘叉和所述第二凸缘叉的轴线为中心沿圆周方向均匀分布；所述第一万向节和所述第二万向节的十字轴中加注有锂基脂。

第一万向节和第二万向节均为十字轴万向节，传统的十字轴万向节包括两个万向节叉和一个十字轴；本实用新型中，为便于连接变速器、轴管和驱动桥，将传统的万向节叉融合制备为凸缘叉、花键叉及焊接叉。轴管为铝合金材料制备的空心管，优选的，可采用6061-t6铝合金材料。轴管的左端连接有花键轴套，花键轴套为空心管状结构，花键轴套也由铝合金材料制备。花键轴套包括小端、延伸段和大端，延伸段的长度最长，且延伸段的内外径沿花键轴套的轴向不发生变化；小端位于延伸段左侧，小端的内径与延伸段的内径一致；小端的外径变化：以花键轴套的左端为始，以延伸段的左端为终，后上下波动，最后逐步增大至于延伸段的外径一致；小端的外径在上下波动的过程中，沿花键轴套的周向形成安装槽，用以第二卡箍的固定连接。大端的外径变化：以延伸段的右端为始，以花键轴套的右端为终，沿花键轴套的轴向逐步增大至轴管的外径一致；大端的内径与延伸段的内径一致。花键轴套的大端与轴管的左端配合焊接连接；花键轴套上，与所述轴管的对接端面上设有凸台，凸台为环状体，且凸台厚度小于花键轴套的大端壁厚。所述凸台卡接在轴管的内壁面上，当对花键轴套与轴管进行焊接时，凸台对花键轴套进行轴向与径向定位，防止花键轴套与轴管发生轴向或径向错位，保证连接位置的焊接质量，避免因定位精度的下降造成焊缝处的应力集中。由于轴管为空心管，进入轴管的灰尘或油污很容易通过轴管进入花间轴承中，因此在凸台的内壁面上卡接有一个闷盖，闷盖的平面端与凸台的平面端平齐。

花键叉包括u型叉头、过渡段和花键轴，u型叉头在本实用新型中的作用与传统的万向节叉作用相同；花键轴与花间轴承配合联接。在所述花键轴套的内壁面上设有尼龙层，花键轴上与花键轴套的配合面上也设有尼龙层；尼龙层的抗冲击性能突出，摩擦系数较低，具有良好的耐侯与耐化学、防潮、高冲击性能，当在花键轴套的内壁面以及花键轴与所述花键轴套接触的外周面上均涂覆尼龙层时，两个配合的尼龙层可形成良好的自润滑性能，一方面可以减少花键轴与花键轴套的磨损，延长花键副的使用寿命；另一方面尼龙涂覆层相较于润滑脂，不需要经常更换，可以大幅降低后期的维护成本。此外，尼龙材料可在一定程度上吸收噪音，当传动轴运作时，可以减轻噪音对驾驶舱的影响。花键叉的过渡段上通过第一卡箍固定连接防尘罩的一端，花键轴套的外壁面上通过第二卡箍固定连接防尘罩的另一端，所述防尘罩选用波纹管。波纹管富有可挠性及良好的耐温、耐压性能，选用波纹管作为防尘罩，一方面可以对花键轴进行良好的防尘保护，提高花键轴的抗磨、抗锈蚀性能，延长花键轴的使用寿命；另一方面波纹管富有可挠性，对花键副的正常运作不会造成影响。卡箍是连接带沟槽的管件、阀门以及管路配件的一种连接装置，用以在对接接头之间起紧箍作用，一般两个接头带有垫片，橡胶，硅胶和四氟，其性能良好，密封度高，安装简易。在本实用新型中，将常应用于对接管件密封连接的卡箍应用于防尘罩的固定；在此过程中，将卡箍上的密封件如垫片等固定在波纹管与过渡段、花键轴套的连接处，一方面可以对波纹管进行固定，达到防尘效果，另一方面可以对连接处进行密封，进而可以取消传统的端盖油封装置。本实用新型通过波纹管与卡箍的配合使用，在不使用端盖油封装置的条件下，对花键轴进行了良好的防尘、防锈保护；本实用新型所述的铝合金传动轴总成中，花键轴的防尘密封装置结构简单、安装方便且具有良好的密封效果，可适用于大规模的生产加工。

优选的，为通过一个卡箍同时实现波纹管的固定以及波纹管与花键轴、花键轴套接触位置的防尘、防水密封，可采用双卡箍装置。上述双卡箍并非指在一个位置安装两个卡箍，而是两个卡箍共用一个密封垫片，其中连接在同一个密封垫片上的两个卡箍固定圈是分离的。以第一卡箍固定连接波纹管的一端和花键叉的过渡段为例：其中一个卡箍固定圈通过密封垫片固定连接在波纹管上，并将波纹管的一端固定在花键叉的过渡段上；另一个卡箍固定圈固定在花键叉的过渡段上，并使得密封垫片与花键叉的过渡段贴紧密封。经过上述设计，密封垫片的两端分别与花键叉的过渡段及花键轴套的外表面贴紧密封，且两个卡箍固定圈不发生干涉，花键轴受到良好的防尘、防水保护，进而可以提高花键轴的使用寿命。

u型叉头与第二凸缘叉的叉头配合形成第二万向节的万向节叉，十字轴的四个轴端通过挡圈13分别卡接在u型叉头与第二凸缘叉的叉头上。轴管的右端通过铝焊接工艺连接有焊接叉，所述焊接叉的叉头与所述第一凸缘叉的叉头配合形成第一万向节的万向节叉，十字轴的四个轴端通过挡圈13分别卡接在焊接叉与第一凸缘叉的叉头上。在所述第一万向节和所述第二万向节的十字轴中均加注有锂基脂。锂基润滑脂是由羟基脂肪酸锂皂稠化矿物油并加入抗氧、防锈防腐等多种极压抗磨等多种添加剂调制而成。锂基润滑脂具有优良的抗水性、机械安定性、耐极压抗磨性能、防水性和泵送性、防锈性和氧化安定性。锂基润滑脂在极端恶劣的操作条件下，还能发挥其超卓的润滑效能。由于锂基脂的使用寿命较长，在万向节的十字轴中加注锂基脂，可以延长润滑时限，降低十字轴的润滑保养频率。

所述凸缘叉的一端设有贯通的凸缘连接孔，所述凸缘连接孔以所述凸缘叉的轴向为中心，沿所述凸缘叉的周向均匀分布。保证凸缘连接孔以凸缘叉的轴向为中心，沿凸缘叉的周向均匀分布，可以保证凸缘叉上的载荷分布靠拢于均匀分布，防止因载荷分布过于不均导致传动轴在运作过程中发生间歇性振动。

本实用新型中所述的一种铝合金传动轴总成组装的具体操作如下：

（1）在花键轴套的内壁面上涂覆尼龙层，在花键轴的外壁面上涂覆尼龙层，将波纹管套接在花键叉的花键轴上，按具体工况要求将花键轴套与花键轴配合联接；

（2）在凸台的内壁面上卡接闷盖，为保证密封性良好，可在凸台与闷盖的接触面上加设密封环，此过程中保证闷盖的平面端与凸台的平面端平齐；

（3）将凸台的卡接在轴管的内壁面上，保证花键轴套与轴管沿周向、轴向对齐，通过铝焊接工艺将两者固定连接起来；

（4）将波纹管的一端通过第一卡箍与花键叉的过渡段固定连接，将波纹管的另一端通过第二卡箍与花键轴套的外壁面固定连接，此过程中保证卡箍连接稳固；

（5）将第二万向节十字轴的四个轴端通过挡圈分别与第二凸缘叉的叉头及花键叉的u型叉头连接，在十字轴中加装锂基脂；

（6）在轴管的右端通过铝焊接工艺连接焊接叉，将第一万向节十字轴的四个轴端通过挡圈分别与第一凸缘叉的叉头及焊接叉的叉头连接，在十字轴中加装锂基脂。

本实施例中的相关加工及装配要求：

1.传动轴外观及零件加工面不能有毛刺、碰伤、锈蚀、折痕、扭曲变形及裂纹等缺陷；

2.传动轴装配后，十字万向节应转动灵活、无间隙或卡滞现象，摆动扭矩0.5-2.5n·m，摆角不小于21°；

3.传动轴动平衡后应符合gb9239.1-2006规定中的g16平衡品质等级，平衡片焊接牢固，每端不得多于2片；

4.装配前，花键内外表面涂抹润滑脂；

5.传动轴花键连接及焊接部位表面喷涂标识；

6.传动轴两相邻的十字万向节轴相位误差不大于2°，并在装配时做好相应节叉标示；

7.传动轴总成喷环保黑漆，不允许有露底（包括焊缝、封闭内腔）和碰伤的表面，喷漆应该达到qc/t484--1999规定中的tq6级，百格试验ⅱ级以上。

按照上述操作依次进行，就可以完成所述一种铝合金传动轴总成的配合组装。