凸輪軸與正時(shí)齒輪連接結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及凸輪軸與正時(shí)齒輪連接結(jié)構(gòu)，包括凸輪軸和正時(shí)齒輪，其特征在于：還包括軸頭，所述凸輪軸為中空式凸輪軸，中空式凸輪軸通過(guò)軸頭與正時(shí)齒輪連接，正時(shí)齒輪可單獨(dú)拆卸更換。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，采用中空式凸輪軸通過(guò)軸頭與正時(shí)齒輪連接，扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度可靠，在輕量化、節(jié)能降本、材料優(yōu)化匹配等方面優(yōu)勢(shì)明顯，同時(shí)可保證正時(shí)齒輪與凸輪軸的連接方式與現(xiàn)有整體式凸輪軸一致。
【專利說(shuō)明】凸輪軸與正時(shí)齒輪連接結(jié)構(gòu)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種凸輪軸與正時(shí)齒輪連接結(jié)構(gòu)，屬于柴油機(jī)配件裝置【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]凸輪軸正時(shí)齒輪是柴油機(jī)上的重要配件，目前來(lái)說(shuō)，凸輪軸正時(shí)齒輪上的凸輪軸主要由實(shí)心凸輪軸和空心凸輪軸兩種結(jié)構(gòu)形式。
[0003]對(duì)于采用實(shí)心凸輪軸的，存在的問(wèn)題是:(I)由于實(shí)心凸輪軸的質(zhì)量比中空式凸輪軸要大得多，材料成本更高，不符合整機(jī)輕量化及降低成本需求；(2)由于凸輪軸是一種不斷加速和減速的旋轉(zhuǎn)部件，其加速和減速都伴隨著能量的消耗，凸輪軸質(zhì)量越大，能量消耗越多；(3)實(shí)心凸輪軸是一體式結(jié)構(gòu)，只能采用單一材料，而不能根據(jù)需求進(jìn)行材料的優(yōu)化匹配；
(2)對(duì)于采用中空式凸輪軸的，已有的是將凸輪軸正時(shí)齒輪直接熱套在凸輪軸外圓上，由于凸輪軸與正時(shí)齒輪為過(guò)盈熱套連接，正時(shí)齒輪無(wú)法單獨(dú)更換，二者只要有一個(gè)損壞就只能凸輪軸與正時(shí)齒輪整體更換。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，提供一種凸輪軸與正時(shí)齒輪連接結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，采用中空式凸輪軸通過(guò)軸頭與正時(shí)齒輪連接，扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度可靠，在輕量化、節(jié)能降本、材料優(yōu)化匹配等方面優(yōu)勢(shì)明顯，同時(shí)可保證正時(shí)齒輪與凸輪軸的連接方式與現(xiàn)有整體式凸輪軸一致。
[0005]按照本發(fā)明提供的技術(shù)方案:凸輪軸與正時(shí)齒輪連接結(jié)構(gòu)，包括凸輪軸和正時(shí)齒輪，其特征在于:還包括軸頭，所述凸輪軸為中空式凸輪軸，中空式凸輪軸通過(guò)軸頭與正時(shí)齒輪連接，正時(shí)齒輪可單獨(dú)拆卸更換。
[0006]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述軸頭第一端與中空式凸輪軸固定連接，軸頭第二端設(shè)有內(nèi)螺紋孔，正時(shí)齒輪通過(guò)安裝在內(nèi)螺紋孔內(nèi)的螺栓與軸頭第二端固定連接。
[0007]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述軸頭第一端與中空式凸輪軸的內(nèi)孔采用過(guò)盈配合連接，或采用過(guò)盈配合并焊接連接，或采用燒結(jié)連接，或采用滾花連接。
[0008]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述軸頭第一端通過(guò)熱套法或冷套法壓入中空式凸輪軸的內(nèi)孔中。
[0009]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述軸頭第一端設(shè)有定位凸肩，該定位凸肩與中空式凸輪軸的端面配合定位。
[0010]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn),所述中空式凸輪軸的內(nèi)孔中設(shè)有定位內(nèi)臺(tái)階,該定位內(nèi)臺(tái)階與軸頭第一端的端面配合定位。
[0011]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述正時(shí)齒輪端面上設(shè)有定位凹槽，所述定位凹槽內(nèi)徑與軸頭第二端外徑相適配，正時(shí)齒輪通過(guò)定位凹槽與軸頭第二端配合定位并通過(guò)安裝在內(nèi)螺紋孔內(nèi)的螺栓固定。[0012]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)中相比，具有以下優(yōu)點(diǎn):
(I)與傳統(tǒng)一體式實(shí)心凸輪軸相比，中空式凸輪軸質(zhì)量明顯減輕(數(shù)據(jù)表明，中空式凸輪軸質(zhì)量可減輕30%~50%)，且扭矩強(qiáng)度可靠性滿足使用要求，符合整機(jī)輕量化需求，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)節(jié)能具有重要意義，同時(shí)中空式凸輪軸材料成本更低。
[0013](2)中空式凸輪軸和軸頭可以根據(jù)需求，靈活選擇材料進(jìn)行優(yōu)化匹配。
[0014](3)軸頭與正式齒輪采用螺栓連接，正時(shí)齒輪可單獨(dú)拆卸更換，有利于降低設(shè)備維修維護(hù)成本。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0015]圖1為本發(fā)明實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖2為軸頭與中空式齒輪軸采用過(guò)盈配合連接，或采用過(guò)盈配合并焊接連接，或采用燒結(jié)連接的連接情況分解示意圖。
[0017]圖3為軸頭與中空式齒輪軸采用軸向花鍵連接的連接情況分解示意圖。
[0018]圖4為軸頭與中空式齒輪軸采用橫向花鍵連接的連接情況分解示意圖。 【具體實(shí)施方式】
[0019]下面結(jié)合具體附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0020]如圖所示:實(shí)施例中的凸輪軸與正時(shí)齒輪連接結(jié)構(gòu)主要由凸輪軸1、軸頭2和正時(shí)齒輪3組成，所述凸輪軸I為中空式凸輪軸1，中空式凸輪軸I與軸頭2第一端固定連接；軸頭2第二端設(shè)有內(nèi)螺紋孔，所述正時(shí)齒輪3端面上設(shè)有定位凹槽3a，所述定位凹槽3a內(nèi)徑與軸頭2第二端外徑相適配,正時(shí)齒輪3通過(guò)定位凹槽3a與軸頭2第二端配合定位并通過(guò)安裝在內(nèi)螺紋孔內(nèi)的螺栓4固定，正時(shí)齒輪3可單獨(dú)拆卸更換。
[0021]如圖2~圖4所示，本發(fā)明中，所述軸頭2第一端與中空式凸輪軸I的內(nèi)孔可采用多種方式連接，如采用過(guò)盈配合連接，或采用過(guò)盈配合并焊接連接，或采用燒結(jié)連接，或采用滾花連接。
[0022]采用過(guò)盈配合連接時(shí)，將過(guò)盈尺寸的軸頭2第一端通過(guò)熱套法或冷套法壓入中空式凸輪軸I的內(nèi)孔中，實(shí)現(xiàn)軸頭2與中空式凸輪軸I的過(guò)盈配合連接；然后可以將軸頭2與中空式凸輪軸I采用焊接的方法進(jìn)一步固定。
[0023]采用燒結(jié)連接時(shí)，將粉末冶金成型的軸頭2第一端插入中空式凸輪軸I的內(nèi)孔中，然后放入燒結(jié)爐內(nèi)，通過(guò)接觸面上材料顆粒發(fā)生的液態(tài)擴(kuò)散實(shí)現(xiàn)軸頭2與中空式凸輪軸I的連接。
[0024]采用滾花連接時(shí)，在裝配前，先將軸頭2第一端表面滾花成型，然后將滾花成型后的軸頭2第一端壓入中空式凸輪軸I的內(nèi)孔中，利用塑性流動(dòng)變形和切削變形原理實(shí)現(xiàn)軸頭2與中空式凸輪軸I的連接。所述滾花形狀包括但不限于圖3所述的軸向滾花和圖4所示的橫向滾花；所述中空式凸輪軸I的內(nèi)孔根據(jù)滾花方向相應(yīng)選擇加工成圓形或多邊形。
[0025]具體操作時(shí)，以軸向滾花連接方式為例，采用滾花刀通過(guò)塑性變形將軸頭2第一端表面滾擠成齒間與軸頭2軸線平行的條溝狀，然后將軸頭2第一端壓裝到中空式凸輪軸I的內(nèi)孔中，利用軸頭2與凸輪軸I咬合連接時(shí)由軸頭2鑲嵌入凸輪軸I內(nèi)壁所承受的剪切力來(lái)保證扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度。[0026]本發(fā)明中，軸頭2伸入中空式凸輪軸I的長(zhǎng)度可以通過(guò)以下兩種結(jié)構(gòu)定位:一種是在軸頭2第一端設(shè)有定位凸肩2a，該定位凸肩2a與中空式凸輪軸I的端面配合定位。另一種是在中空式凸輪軸I的內(nèi)孔中設(shè)有定位內(nèi)臺(tái)階圖中未示出，該定位內(nèi)臺(tái)階與軸頭2第一端的端面配合定位。
[0027]需要說(shuō)明的是，上述幾種連接方式只是本法實(shí)施例列舉的幾種常用的連接方式，在實(shí)際生產(chǎn)制造中，中空式凸輪軸I與軸頭2的連接方式包括但不限于上述的焊接、燒結(jié)、機(jī)械連接等方式。
[0028]本發(fā)明采用中空式凸輪軸I通過(guò)軸頭2與正時(shí)齒輪3連接，在保證滿足扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度可靠性的前提下，適應(yīng)整機(jī)輕量化、節(jié)能降本、材料優(yōu)化匹配的需求，同時(shí)可保證正時(shí)齒輪3與凸輪軸I的連接方式與現(xiàn)有整體式凸輪軸I一致。
【權(quán)利要求】
1.凸輪軸與正時(shí)齒輪連接結(jié)構(gòu)，包括凸輪軸(I)和正時(shí)齒輪(3)，其特征在于:還包括軸頭(2)，所述凸輪軸(I)為中空式凸輪軸(1)，中空式凸輪軸(I)通過(guò)軸頭(2)與正時(shí)齒輪(3)連接，正時(shí)齒輪(3)可單獨(dú)拆卸更換。
2.如權(quán)利要求1所述的凸輪軸與正時(shí)齒輪連接結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述軸頭(2)第一端與中空式凸輪軸(I)固定連接，軸頭(2)第二端設(shè)有內(nèi)螺紋孔，正時(shí)齒輪(3)通過(guò)安裝在內(nèi)螺紋孔內(nèi)的螺栓(4)與軸頭(2)第二端固定連接。
3.如權(quán)利要求2所述的凸輪軸與正時(shí)齒輪連接結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述軸頭(2)第一端與中空式凸輪軸(I)的內(nèi)孔采用過(guò)盈配合連接，或采用過(guò)盈配合并焊接連接，或采用燒結(jié)連接，或采用滾花連接。
4.如權(quán)利要求3所述的凸輪軸與正時(shí)齒輪連接結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述軸頭(2)第一端通過(guò)熱套法或冷套法壓入中空式凸輪軸(I)的內(nèi)孔中。
5.如權(quán)利要求2所述的凸輪軸與正時(shí)齒輪連接結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述軸頭(2)第一端設(shè)有定位凸肩(2a)，該定位凸肩(2a)與中空式凸輪軸(I)的端面配合定位。
6.如權(quán)利要求2所述的凸輪軸與正時(shí)齒輪連接結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述中空式凸輪軸(O的內(nèi)孔中設(shè)有定位內(nèi)臺(tái)階，該定位內(nèi)臺(tái)階與軸頭(2)第一端的端面配合定位。
7.如權(quán)利要求2所述的凸輪軸與正時(shí)齒輪連接結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述正時(shí)齒輪(3)端面上設(shè)有定位凹槽(3a)，所述定位凹槽(3a)內(nèi)徑與軸頭(2)第二端外徑相適配，正時(shí)齒輪(3)通過(guò)定位凹槽(3a)與軸頭(2)第二端配合定位并通過(guò)安裝在內(nèi)螺紋孔內(nèi)的螺栓(4)固定。
【文檔編號(hào)】F16D1/06GK103967952SQ201410217339
【公開(kāi)日】2014年8月6日 申請(qǐng)日期:2014年5月21日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月21日
【發(fā)明者】錢仕全, 王一江, 江偉, 陸金龍, 楊振國(guó), 王穎, 康彥飛, 何旭, 王建武 申請(qǐng)人:中國(guó)第一汽車股份有限公司