用于车辆的中空半轴和制造该中空半轴的方法技术

一种用于将旋转运动从车辆的原动机传递至车轮的中空半轴(20)，所述中空半轴包括细长构件(22)和凸缘(28)，所述凸缘在第一端部处并且远离轴线径向延伸用于接收车轮。凸缘(28)与细长构件(22)成一体。一种制造中空半轴(20)的方法，所述方法包括提供包括材料并限定孔的细长构件的步骤和利用材料在第一端部处形成凸缘的步骤，其中所述孔沿轴线在第一端部和第二端部之间延伸。

Hollow axle for a vehicle and method of manufacturing the same

For a rotary motion of the vehicle to transfer from the prime mover wheel hollow axle (20), the hollow shaft includes an elongated member (22) and a flange (28), the flange at the first end thereof and extends radially away from the axis for receiving the wheel. The flange (28) is integrated with the elongated member (22). A hollow axle (20) method, the method including material and defining an elongate member of the hole and flange material formed by steps to provide the steps at the first end thereof, wherein the hole along the axis between the first and second end extension.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于将旋转运动从车辆的原动机传递至车轮的中空半轴(axleshaft)，以及制造该中空半轴的方法。
技术介绍
车辆通常包括用于驱动至少一个车轮的原动机，例如发动机或电动马达。车辆通常包括半轴，该半轴使发动机与所述至少一个车轮联接以将旋转运动从发动机传递至所述至少一个车轮。半轴的一个示例具有管和凸缘，其中车轮安装至凸缘。管在一对端部之间延伸，其中凸缘位于所述一对端部中的一个端部处。管和凸缘独立地制造，凸缘通过焊接与所述一对端部中的一个端部连接。通过焊接使凸缘与端部中的一个端部连接给半轴制造过程增加了额外的时间和成本。此外，通过焊接使凸缘与端部中的一个端部连接降低了凸缘和/或管的毗邻凸缘和管的抵接部的区域的强度，所述抵接部通过焊接相连。因此，仍存在开发改进的带有凸缘的半轴的机会。
技术实现思路
中空半轴将旋转运动从车辆的原动机传递至车轮。中空半轴包括细长构件，该细长构件沿一轴线在第一端部和第二端部之间延伸。中空半轴还包括在第一端部处并且远离轴线径向延伸的凸缘，该凸缘用于接收车轮。凸缘与细长构件成一体。还讨论了一种用于制造中空半轴的方法。因此，细长构件与凸缘的一体关系降低了制造中空半轴所需的步骤的数目。特别地，由细长构件的第一端部形成凸缘消除了通常通过焊接将细长构件与凸缘相连的步骤。消除焊接步骤降低了完成连接过程所需的能量和/或材料，这降低了制造中空半轴的成本。此外，降低制造中空半轴所需的步骤的数目减少了制造中空半轴所需的时间，这增加了制造中空半轴的速率。附图说明当结合附图考虑，通过参考后文详细描述，本专利技术的优点将被容易地领悟并且变得能够被更好地理解。图1A是具有细长构件和凸缘的中空半轴的透视图。图1B是包括盖的中空半轴的透视图。图2A是包括多个栓柱和多个花键的中空半轴的透视图。图2B是包括多个栓柱、多个花键、和盖的中空半轴的透视图。图3是细长构件的横截面图，其中细长构件限定在第一和第二端部之间沿轴线延伸的孔。图4是细长构件的横截面图，其中孔的直径在第二端部处变窄。图5是细长构件的横截面图，其中孔的直径在第一和第二端部中的每个端部处均变窄。图6是细长构件的横截面图，其中孔的直径在第二端部处变窄，并且孔在中间部分和第一端部之间截断使得第一端部是实心的。图7是中空半轴的横截面图，其中孔的直径在第二端部处变窄，孔在中间部分和第一端部之间截断，并且凸缘在第一端部处。图8是细长构件的横截面图，其中孔的直径在第一和第二端部中的每个端部处变窄，并且细长构件在第一端部处聚集且远离轴线径向延伸。图9是中空半轴的横截面图，其中孔的直径在第一和第二端部中的每个端部处变窄，凸缘在第一端部处，并且盖在第一端部处。图10是进一步限定成实心棒料的细长构件的横截面图。图11是细长构件的横截面图，所述细长构件限定沿轴线部分地穿过细长构件的孔。图12是细长构件的横截面图，所述细长构件限定沿轴线部分地穿过细长构件的孔，其中孔的直径在第二端部处变窄。具体实施方式参照附图，其中贯穿这几个视图，相同的附图标记代表相同或对应的零件，图1A和图1B总体示出了用于将旋转运动从车辆的原动机传递至车轮的中空半轴20。车辆通常为卡车、例如轻型卡车或运动型多用途车，或客车；然而，应理解，车辆可以是任何车辆，包括全地形车辆、火车等。原动机通常是内燃机或电动马达。然而，应理解，原动机可以是用于赋予车轮的旋转运动的任何设备。还应理解，原动机可以是任何数目的原动机。车辆可以包括多个车轮。来自原动机的旋转运动被传递至所述多个车轮中的至少一个；然而，来自原动机的旋转运动可以被传递至所述多个车轮中的多于一个的车轮。这样，车辆可以包括多个中空半轴20，其中每个中空半轴20将旋转运动从原动机独立地传递至所述多个车轮中的所述多于一个的车轮中的每一个。应理解，所述多个中空半轴20中的多于一个的中空半轴可以将旋转运动从原动机传递至所述多个车轮中的一个。出于后文阐释目的，在后文大体讨论多个车轮。后文中，术语“车轮”仅用于说明目的，并且应理解，术语“车轮”能够应用于单个车轮或任何数目的车轮，包括多个车轮。同样地，出于阐释目的，在后文大体讨论多个中空半轴20。后文中，术语“中空半轴20”仅用于说明目的，并且应理解，术语“中空半轴20”能够应用于单个中空半轴20和任何数目的中空半轴20，包括多个中空半轴20。中空半轴20通常布置在原动机和车轮之间，是通常称为动力传动系统的部件。动力传动系统通常是多个部件，可以包括(但不限于)以下部件的任何组合和任何数量：传动装置、差速器、动力输出单元和分动箱。通常，中空半轴20位于差速器与车轮之间并且联接差速器与车轮。然而，应理解，中空半轴20可以位于动力传动系统内的任何位置并且可以与动力传动系统的前述部件中的任何部件连通，包括未在本文明确指出的部件。当位于差速器与车轮之间并且联接差速器与车轮时，中空半轴20通常是半浮式轴的部件。然而，应理解，中空半轴可以是全浮式轴、独立悬挂轴构造或任何其他合适的轴构造中的部件。如图1A和1B所示，中空半轴20包括细长构件22，该细长构件沿轴线A在第一端部24和第二端部26之间延伸。中空半轴20还包括在第一端部24处的凸缘28，该凸缘远离轴线A径向延伸，用于接收车轮。凸缘28与细长构件22成一体。如图7和9所示，细长构件22限定孔30，该孔沿轴线A在第一端部24和第二端部26之间延伸。换言之，细长构件22包括内部32和外部44，其中内部32沿细长构件22纵向地限定孔30。如图9所示，细长构件22可以在第一端部24和第二端部26之间沿细长构件22限定孔30。可替代地，如图7所示，细长构件22可以在第一端部24和第二端部26之间沿细长构件22的一部分限定孔30。更特别地，细长构件22可以在第一端部24和第二端部26之间具有中间部分34，其中细长构件22从第二端部26并沿中间部分34限定孔30。换言之，细长构件22不在第一端部24处限定孔30，使得第一端部24是实心的。应理解，细长构件22可以从第二端部26并沿中间部分34限定孔30，使得第二端部26是实心的。此外，细长构件22的中间部分34可以限定孔30，使得第一端部24和第二端部26是实心的。细长构件22通常包括材料。材料通常是金属的，例如合金钢；然而，应理解，材料可以是任何金属或金属合金，包括但不限于钛、铝、镁及其组合。此外，应理解，材料可以包括适于传递旋转运动的任何材料，包括但不限于塑料、复合材料和陶瓷。细长构件22具有内半径和外半径。内半径在轴线A和内部32之间测量，并且可以沿内部32在任何位置测量。换言之，孔30的直径等于内半径的两倍。外半径在在轴线A和外部44之间测量，并且可以沿外部44在任何位置测量。此外，细长构件22的材料具有横截面厚度。细长构件22的材料的横截面厚度在内半径和外半径之间限定。一般而言，内半径和外半径沿轴线A是均匀的，使得材料的横截面厚度沿轴线A是大体均匀的。然而，内半径和外半径可以沿轴线A变化，这可以如下文所述改变材料的横截面厚度。如图7和9所示，细长构件22还可以在中间部分34和第一端部24之间具有第一表面36，其中第一表面36部分地限定孔30。细长构件22沿细长构件22的内部32限定第一表面36。第一表面36是渐缩的，使本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制造中空半轴的方法，所述中空半轴用于将旋转运动从车辆的原动机传递至车轮，其中所述中空半轴包括细长构件，所述细长构件沿一轴线在第一端部和第二端部之间延伸，并且限定沿所述轴线在所述第一端部和所述第二端部之间延伸的孔，并且其中所述中空半轴包括在所述第一端部处远离所述轴线径向延伸的凸缘，所述凸缘用于接收所述车轮；所述方法包括以下步骤：提供包括材料并限定所述孔的细长构件；并且利用所述材料在所述第一端部处形成所述凸缘。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.06.18 US 14/307,8981.一种制造中空半轴的方法，所述中空半轴用于将旋转运动从车辆的原动机传递至车轮，其中所述中空半轴包括细长构件，所述细长构件沿一轴线在第一端部和第二端部之间延伸，并且限定沿所述轴线在所述第一端部和所述第二端部之间延伸的孔，并且其中所述中空半轴包括在所述第一端部处远离所述轴线径向延伸的凸缘，所述凸缘用于接收所述车轮；所述方法包括以下步骤：提供包括材料并限定所述孔的细长构件；并且利用所述材料在所述第一端部处形成所述凸缘。2.根据权利要求1所述的方法，还包括在利用所述材料在所述第一端部处形成所述凸缘的步骤之前，在所述第一端部处聚集材料以增大所述第一端部处的材料的横截面厚度的步骤。3.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，还包括在所述第二端部处聚集材料以增大所述第二端部处的材料的横截面厚度的步骤。4.根据权利要求3所述的方法，还包括在利用所述材料在所述第一端部处形成所述凸缘的步骤之前，在所述第一端部处聚集材料以增大所述第一端部处的材料的横截面厚度的步骤。5.根据权利要求3和4中的任一项所述的方法，其中，在所述第二端部处聚集材料的步骤通过径向锻造而进行。6.根据权利要求5所述的方法，还包括在径向锻造所述第二端部的步骤之前，将所述细长构件的所述第二端部从约1200°F加热到约2300°F的步骤。7.根据权利要求6所述的方法，其中，将所述细长构件的所述第二端部从约1200°F加热到约2300°F的步骤进一步限定成将所述细长构件的所述第二端部从约1800°F加热到约2300°F。8.根据权利要求2所述的方法，其中，在所述第一端部处聚集所述材料的步骤进一步限定成镦锻所述第一端部以使所述细长构件的在所述第一端部处围绕所述轴线的材料变厚。9.根据权利要求8所述的方法，其中，镦锻所述第一端部的步骤进一步限定成镦锻所述第一端部以使所述材料朝所述轴线移动并且在所述第一端部处填满所述孔。10.根据权利要求8和9中的任一项所述的方法，其中，镦锻所述第一端部的步骤进一步限定成电镦锻所述第一端部以增大所述第一端部处的材料的横截面厚度。11.根据权利要求10所述的方法，其中，电镦锻所述第一端部的步骤进一步限定成电镦锻所述第一端部以使所述材料朝所述轴线移动并且在所述第一端部处填满所述孔。12.根据权利要求2和8-11中的任一项所述的方法，其中，在所述第一端部处聚集所述材料的步骤通过径向锻造而进行。13.根据权利要求12所述的方法，其中，在所述第一端部处聚集所述材料的步骤通过径向锻造、然后镦锻所述第一端部以使所述细长构件的在所述第一端部处围绕所述轴线的材料变厚而进行。14.根据权利要求12和13中的任一项所述的方法，还包括在径向锻造所述第一端部的步骤之前将所述细长构件的所述第一端部从约1200°F加热到约2300°F的步骤。15.根据权利要求14所述的方法，其中，将所述细长构件的所述第一端部从约1200°F加热到约2300°F的步骤进一步限定成将所述细长构件的所述第一端部从约1800°F加热到约2300°F。16.根据权利要求13所述的方法，其中，镦锻所述第一端部的步骤进一步限定成镦锻所述第一端部以使所述材料朝所述轴线移动并且在所述第一端部处填满所述孔。17.根据权利要求13和16中的任一项所述的方法，其中，镦锻所述第一端部的步骤进一步限定成电镦锻所述第一端部以增大所述第一端部处的材料的横截面厚度。18.根据权利要求17所述的方法，其中，电镦锻所述第一端部的步骤进一步限定成电镦锻所述第一端部以使所述材料朝所述轴线移动并且在所述第一端部处填满所述孔。19.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，还包括在所述第一端部处布置在所述孔中的盖，并且还包括在所述第一端部处将所述盖插入所述孔中的步骤。20.根据权利要求19所述的方法，还包括在所述第一端部处将所述盖插入所述孔中的步骤之前，在所述第一端部处聚集材料以使所述细长构件的在所述第一端部处围绕所述轴线的材料变厚的步骤。21.根据权利要求19和20中的任一项所述的方法，其中，将所述盖插入所述孔中的步骤发生在形成所述凸缘的步骤之后。22.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，形成所述凸缘的步骤通过锻造所述第一端部而进行。23.根据权利要求22所述的方法，其中，锻造所述凸缘的步骤通过水平地锻造所述第一端部而进行。24.根据权利要求22和23中的任一项所述的方法，其中，锻造所述凸缘的步骤通过竖直地锻造所述第一端部而进行。25.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，所述中空半轴包括在所述第二端部处的花键区域，并且还包括利用所述材料在第二端部处形成所述花键区域的步骤。26.根据权利要求25所述的方法，其中，形成所述花键区域的步骤通过锻造所述第二端部而进行。27.根据权利要求26所述的方法，其中，锻造所述花键区域的步骤通过水平地锻造所述第二端部而进行。28.根据权利要求26和27中的任一项所述的方法，其中，锻造所述花键区域的步骤通过竖直地锻造所述第二端部而进行。29.根据权利要求25所述的方法，其中，所述中空半轴包括在所述第二端部处的多个花键，其中所述多个花键远离所述轴线径向延伸，用于将所述中空半轴联接至所述原动机，并且所述方法还包括利用所述第二端部处的所述花键区域形成所述多个花键的步骤。30.一种制造中空半轴的方法，所述中空半轴用于将旋转运动从车辆的原动机传递至车轮，其中所述中空半轴包括细长构件，所述细长构件沿一轴线在第一端部和第二端部之间延伸，并且限定沿所述轴线在所述第一端部和所述第二端部之间延伸的孔，并且其中所述中空半轴包括在所述第一端部处远离所述轴线径向延伸的凸缘，所述凸缘用于接收所述车轮；所述方法包括以下步骤：提供包括材料并限定所述孔的细长构件；径向锻造所述第一端部以使所述细长构件的在所述第一端部处围绕所述轴线的材料变厚；径向锻造所述第二端部以使所述细长构件的在所述第二端部处围绕所述轴线的材料变厚；电镦锻所述第一端部以使所述材料朝所述轴线移动并且在所述第一端部处填满所述孔；并且锻造所述第一端部以形成所述凸缘。31.一种制造中空半轴的方法，所述中空半轴用于将旋转运动从车辆的原动机传递至车轮，其中所述中空半轴包括细长构件，所述细长构件沿一轴线在第一端部和第二端部之间延伸，并且限定沿所述轴线在所述第一端部和所述第二端部之间延伸的孔，并且其中所述中空半轴包括在所述第一端部处远离所述轴线径向延伸的凸缘，所述凸缘用于接收所述车轮；所述方法包括以下步骤：提供包括材料并限定所述孔的细长构件；径向锻造所述第一端部以使所述细长构件的在所述第一端部处围绕所述轴线的材料变厚；径向锻造所述第二端部以使所述细长构件的在所述第二端部处围绕所述轴线的材料变厚；电镦锻所述第一端部以使所述细长构件的在所述第一端部处围绕所述轴线的材料变厚；并且锻造所述第一端部以形成所述凸缘。32.一种用于将旋转运动从车辆的原动机传递至车轮的中空半轴，所述中空半轴包括：细长构件，所述细长构件沿一轴线在第一端部和第二端部之...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·A·帕勒，D·I·亚历山大，
申请(专利权)人：美国轮轴制造股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US