全地形车的等速半轴

技术领域

本发明涉及一种全地形车，更具体地说，涉及一种全地形车的等速半轴。

背景技术

全地形车是指可以在任何地形上行驶的车辆，在普通车辆难以机动的地形上能够行走自如。全地形车的英文是All Terrain Vehicle(适合所有地形的交通工具)，缩写是ATV，又称“全地形四轮越野机车”，车辆简单实用，越野性能好。ATV能够与地面产生更大的摩擦力而且能降低车辆对地面的压强，使其容易行驶于沙滩、河床、林道、溪流，以及恶劣的沙漠地形，可载送人员或运输物品。

在车辆行驶过程中，全地形车的传动轴的长度和角度随着全地形车行驶路况不断发生变化，比如当车轮相对于跳动、转向时，车轮轴线与前差速器输出轴线之间的夹角、车轮与前差速器之间的距离也都发生变化，为了解决传动轴之间的动力传动问题，就需要使用万向传动装置。

现有技术中通常采用第一等速万向节设置为固定型等速万向节，第二等速万向节设置为伸缩型球笼式万向节的这种设置，以保证等速半轴在产生摆动和轴向滑移的同时仍能够传递扭力。以及在某些现有技术中通过将固定型等速万向节与轴体之间的连接设置为较大范围的滑移以实现滑移功能，但是这种设置方式能够允许的做大摆角仅能达到30°左右，最大轴向滑移量在27.5mm至36mm 之间，如果要进一步增加滑移量，将会降低最大摆角的使用范围，对于挑战极限的全地形车来说远远不够，难以满足全地形车大行程、高强度要求。

发明内容

为解决现有技术的不足，本申请实施例的目的在于提供一种安全性高，高强度、大摆角且维修方便的全地形车的等速半轴。

为了实现上述目标，本发明采用如下的技术方案：

一种全地形车的等速半轴，包括第一轴，第一轴包括第一连接部；第二轴，第二轴包括第二连接部；第一等速万向节；第二等速万向节；输入端；输出端第一轴的一端与第一等速万向节相连，第一轴的另一端通过第一连接部与第二轴相连，第二轴的一端与第二等速万向节相连，第二轴的另一端通过第二连接部与第一轴相连；第一连接部与第二连接部之间通过一对花键副设置为花键连接，且花键副的分度圆直径设置为大于等于20mm且小于等于55mm。

进一步地，花键副的分度圆直径设置为大于等于30mm且小于等于45mm。

进一步地，第一等速万向节设置为固定型万向节，第二等速万向节设置为固定型万向节。

进一步地，等速半轴包括第一防尘套和第二防尘套。

进一步地，第一防尘套至少部分覆盖第一等速万向节和第一轴，第二防尘套至少部分覆盖第一连接部、第二轴和第二等速万向节。

进一步地，等速半轴包括第一防尘套、第二防尘套以及第三防尘套。

进一步地，第一防尘套至少部分覆盖第一等速万向节和第一轴，第二防尘套至少部分覆盖第一连接部、第二轴和第二等速万向节，第三防尘套至少部分覆盖第一连接部和第二连接部。

进一步地，第一防尘套、第二防尘套以及第三防尘套的两端均设置有紧固件，对第一防尘套、第二防尘套以及第三防尘套进行固定。

进一步地，第一防尘套、第二防尘套以及第三防尘套均设置为橡胶或者其他柔性材料。

进一步地，第一防尘套、第二防尘套以及第三防尘套设置为波纹套。

本发明的有益之处在于：能够为全地形车提供更高强度，大摆角的等速半轴，应对在极限工况下的各种跳动和摆动，且当等速半轴出现损害时，能够快速的对等速半轴进行拆卸，分段维修或更换，能够减低全地形车的维修和更换成本。

附图说明

图1是全地形车的立体图；

图2是图1中的全地形车的传动结构平面图；

图3是图2中等速半轴的半剖图；

图4是图3中的等速半轴在A处的局部放大图；

图5是图3中的等速半轴在B-B处的截面图；

图6是图4中的等速半轴的另一种实施方式的平面图。

具体实施方式

为了清楚地说明本发明实施例或现有技术的技术方案，下面对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做简要地介绍，显而易见地，下面描述的附图仅仅是本发明的一个实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他所有实施例，都属于本发明的保护范围。

如图1和图2示出了一种全地形车100，其包括传动组件10、车身覆盖件 20、车架组件30、驱动组件40以及行走组件50，其中车身覆盖件20至少部分设置在车架组件30上，驱动组件40至少部分设置在车架组件30上，并通过传动组件10将驱动力传输至行走组件50。为了清楚的说明本申请的技术方案，还定义了如图1所示的前侧、后侧、左侧、右侧、上侧和下侧。其中，行走组件50包括设置在车辆前侧的第一行走组件和设置在车辆后侧的第二行走组件，传动组件10包括等速半轴11和驱动桥组件12，驱动组件40与驱动桥组件12连接，将驱动组件40产生的驱动力传输至驱动桥组件12，等速半轴11设置在行走组件50和驱动桥组件12之间，进一步将驱动组件40传输至驱动桥组件12 的驱动力传输至行走组件50。作为一种实现方式，驱动组件40设置为马达。可以理解，驱动组件40还可以设置为电机或其他具有驱动力的装置。

作为一种实施方式，第一行走组件和第二行走组件均设置有两个行走轮，驱动桥组件12设置为两个驱动桥，两个驱动桥分别连接第一行走组件的两个行走轮和第二行走组件的两个行走轮。具体地，第一个驱动桥通过两根等速半轴 11与第一行走组件的两个行走轮连接，第二个驱动桥通过两根等速半轴与第二行走组件的两个行走轮连接，即本申请中设置有四根等速半轴11。可以理解的是，等速半轴11的数量可以根据全地形车100的不同规格和需求进行调整，也可以设置为一根，两根或者多根。

如图3和图5所示，本发明提供一种新型等速半轴11，等速半轴11包括第一等速万向节114、第二等速万向节115、第一轴111和第二轴112。第一轴111 的一端与第一等速万向节114连接，第一轴111的另一端与第二轴112连接。第二轴112的一端与第一轴111连接，第二轴112的另一端与第二等速万向节 115连接。具体地，第一轴111与第一等速万向节114之间设置为键连接，第二轴112与第二等速万向节115之间也设置为键连接。进一步地，等速半轴11还包括输入端119和输出端120，第二等速万向节115通过输入端119与驱动桥组件12连接，将驱动桥组件12的驱动力传输至等速半轴11；第一等速万向节114 通过输出端120与行走组件50连接，将等速半轴11的驱动力进一步传输至行走组件50。具体地，输出端120与行走组件50之间设置为键连接，输入端119 与驱动桥组件12之间也设置为键连接。

如图3和图5所示，第一轴111与第二轴112之间设置为键连接。具体地，第一轴111包括第一连接部111a和第一轴体111b，第一连接部111a设置在第一轴111远离行走组件50的一端，且第一连接部111a内设置有容纳空间111c。第二轴112包括第二连接部112a和第二轴体112b，第二连接部112a和第二轴体112b至少部分设置在容纳空间111c内。容纳空间111c的内壁设置有内花键 111d，第二连接部112a外端设置有外花键112c，当第二连接部112a设置在容纳空间111c内时，内花键111d与外花键112c啮合形成花键副，这种啮合方式，能够允许第二连接部相对于第一连接部在内花键的设置范围实现一定程度的轴向滑移。这种设置方式能够将等速半轴11设置为分体式，在等速半轴11损坏时，可以仅仅对损坏的部分进行更换和维修，能够大大降低等速半轴的维修和更换成本。

作为一种实现方式，第二连接部112a的直径设置为大于第二轴体112b的直径，与此对应地，第一连接部111a的直径也设置为大于第一轴体111b的直径。这种设置方式能够在尽可能的增加花键副分度圆直径的同时，保持轴体的轻量化，减轻等速半轴11的整体重量。而花键副分度圆直径的增大能够使等速半轴11在传递扭力时花键承受的压力变小，减少内花键111d和外花键112c在相对运动时的滑移阻力，减少内花键111d与外花键112c之间摩擦产生的热量的同时还能够允许等速半轴11传递更大的扭力。可以理解的，对于没有轻量化要求的全地形车100或者其他需求的全地形车100，第一轴体111b的直径也可以设置为大于或等于第一连接部111a的直径，第二轴体112b的直径也可以设置为大于或者等于第二连接部112a的直径。

具体地，如图5所示，本申请中花键副的分度圆直径设置为L1，L1的范围设置为大于等于20mm且小于等于55mm。进一步的，L1的范围还可以设置为大于等于30mm且小于等于45mm，这种设置范围能够在满足传递大扭力的同时，尽可能使等速半轴11轻量化和空间最小化，使等速半轴11达到强度和重量之间的平衡。

如图5所示，内花键111d与外花键112c的压力角设置为α，α设置为大于等于15°且小于等于45°；进一步地，α还可以设置为大于等于15°且小于等于30°。这种设置方式能够使内花键111d的花键齿面和外花键112c的花键齿面承受更小的滑移阻力，使第一轴111与第二轴112之间能够传递更大的扭力。可以理解的是，这种花键设置方式不仅限于第一连接部111a与第二连接部 112a之间的连接。输入端119与驱动桥组件12的键连接、输出端120与行走组件50之间的键连接、第一轴111与第一等速万向节114之间的键连接以及第二轴112与第二等速万向节115之间键连接中的任意一处均可采用上述花键设置方式。如图4所示，第二连接部112a与第二轴体112b之间设置有过渡区112d，在连接状态下，第二连接部112a设置在容纳空间111c的内部，且位于轴向挡圈113靠近行走组件50的一侧。容纳空间111c的轴向长度设置为L2，第二连接部112a的轴向长度设置为L3，L2设置为大于L3，这种设置能够允许第二连接部112a在第一连接部111a的容纳空间111c内产生一定范围的轴向滑移。

作为一种实现方式，在内花键111d设置范围上远离行走组件50的一端设置有挡圈槽113a，挡圈槽113a内设置有轴向挡圈113。轴向挡圈113用于对第一连接部111a与第二连接部112a之间的轴向运动进行限制。具体地，轴向挡圈113在非工作状态下的外径直径设置为大于或等于挡圈槽113a的直径，这种设置方式可以使轴向挡圈113在工作状态下附着在挡圈槽113a内，不会在重力的作用下发生径向移动，使第一连接部111a与第二连接部112a之间的连接更加牢固，避免造成全地形车100在装配、拆卸、运输过程中第一轴111和第二轴112之间的脱落。

当第二连接部112a与第一连接部111a滑移至第一等速万向节114与第二等速万向节115之间距离最大时，轴向挡圈113与过渡区112d抵接，由此限制第一连接部111a与第二连接部112a之间的极限滑移位置，防止第一连接部111a 与第二连接部112a的脱出。具体的，过渡区112d可以设置为一条平滑的曲线或者设置为与第二轴体112b的轴线的角度大于等于90°的直线，这种设置方式能够避免直角过渡从而产生较大的集中应力，增大等速半轴11强度及耐久。进一步地，当第一连接部111a与第二连接部112a达到极限滑移位置时，过渡区 112d还能进一步利用过渡区112d平面对轴向挡圈113进行撑开，即对轴向挡圈 113同时产生轴向和径向的作用力，相较于纯轴向的作用力，前者显然能够在极限位置下具有更高的稳定性和更大的承受强度。进一步地，L2与L3的差即为等速半轴11允许的最大轴向滑移量。在本申请中，L2与L3的差设置为大于等于0且小于等于60mm，相较于传统的伸缩型球笼式万向节具有更大的滑移量，能够满足全地形车100更大的轴距变化。

由于等速半轴11的第一轴111与第二轴112之间能够允许等速半轴11沿容纳空间111c进行一定范围内的轴向滑移，因此无需第一等速万向节114和第二等速万向节115实现滑移功能。因此，作为一种实现方式，第一等速万向节 114设置为固定型等速万向节，第二等速万向节115也设置为固定型等速万向节，相较于第二等速万向节115设置为伸缩型球笼式万向节的设置方式，本申请的设置方式能够为等速半轴11提供更大的摆角。在本申请中，等速半轴11的最大摆角可以达到45°以上，能使装配有该等速半轴11的全地形车100适应更极限的运行工况。

如图4所示，等速半轴11还包括第一防尘套116和第二防尘套117。第一防尘套116至少部分覆盖第一等速万向节114和第一轴111，第二防尘套117至少部分覆盖第一连接部111a、第二轴112和第二等速万向节115。具体地，第一防尘套116的一端套设在第一轴体111b的端部上，第一防尘套116的另一端套设在第一等速万向节114的球形壳上；第二防尘套117的一端套设在第二等速万向节115的球形壳上，第二防尘套117的另一端套设在第一连接部111a上。第一防尘套116和第二防尘套117的两端分别设置有紧固件对防尘套进行加固，这种设置方式能够在防止内部润滑剂泄漏及外部泥水及杂物进入。作为一种实施方式，第一防尘套116和第二防尘套117的形状均设置为波纹套，第一防尘套116和第二防尘套117的材料均设置为橡胶材料，这种设置方式能够允许等速半轴11在摆动和轴向滑移时仍能起到防尘保护的作用，不容易脱落。不同于第一防尘套116在第一轴体111b的套设点设置在第一轴体111b端部的边缘上，第二防尘套117在第一连接部111a上的套设点距离第二连接部112a靠近第二等速万向节115的边缘设置有一定的距离。由于第二防尘套117需要同时覆盖第二轴112和第二等速万向节115之间的连接以及第二轴112和第一连接部111a 之间的连接，第二防尘套117需要承受第二轴112与第二等速万向节115之间的摆动，还需承受第一轴111与第二轴112之间的轴向位移，因此导致第二防尘套117需要更长的长度。这种设置方式能使第二轴112与第二等速万向节115 之间产生极限摆动和轴向位移时，过长的第二防尘套117不会在第二轴112与第二等速万向节115之间形成折叠和挤压，造成第二防尘套117的损坏，且使等速半轴11的部件更加集成与紧凑，减少等速半轴11在整车的占用空间。

如图6示出本发明的第二实施例的等速半轴21，可以理解，第一实施例与本实施例相同的结构均可应用至本实施例中，以下仅介绍本实施例与第一实施例不同的部分。

如图6所示，在本实施例中，等速半轴21包括第一防尘套216、第二防尘套217和第三防尘套218。第一防尘套216至少部分覆盖第一等速万向节214和第一轴211，第二防尘套217至少部分覆盖第二轴212和第二等速万向节215，第三防尘套218至少部分覆盖第一连接部211a和第二连接部212a。具体地，第一防尘套216的一端设置在第一等速万向节214的球形壳上，第一防尘套216 的另一端设置在第一轴体211b靠近第一等速万向节214的一端；第二防尘套217 的一端设置在第二等速万向节215的球形壳上，第二防尘套217的另一端设置在第二轴体212b靠近第二等速万向节215的一端；第三防尘套218的一端设置在第二轴体212b上，第三防尘套218的另一端设置在第一连接部211a靠近第二等速万向节215的一端。这种设置方式能使第一防尘套216和第三防尘套217 仅需要承载等速半轴21与等速万向节之间的摆动，第三防尘套218仅仅需要承载第一轴211与第二轴212之间的轴向移动。这样能够避免防尘套因承受不同方向的作用力而过度疲劳，增加防尘套的使用寿命也能使全地形车100具有更大的轴向滑移量，在两端空间布置紧凑的情况下，此方案更能满足空间布置需求。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，上述实施例不以任何形式限制本发明，凡采用等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围内。