用于固定两个部件的具有反方向螺纹的紧固件 【技术领域】
一般而言，本发明涉及一种用于将两个部件固定在一起的紧固件。更具体而言，本发明涉及一种螺纹紧固件的改进结构，其上设置有反方向螺纹，用于将两个部件固定在一起，例如将用于汽车传动系统中的联合凸缘和凸缘叉固定在一起。
背景技术
传动系统被广泛用于由源头产生功率，并将该功率从源头传送至从动机构。举例来说，在目前使用的大多数陆地车辆中，发动机/变速器总成产生旋转功率，而该旋转功率自发动机/变速器总成的输出轴通过传动轴组件被传送至轮轴组件的输入轴，以便转动驱动车辆的车轮。为了完成此过程，典型的传动轴组件包括具有一对固定至其前端和后端的端配件的中空圆柱形传动轴套管，该端配件例如为一对套管叉。前端配件形成前万向接头的一部分，其将发动机/变速器总成的输出轴与传动轴套管的前端相连。类似地，后端配件形成后万向接头的一部分，其将传动轴套管的后端与轮轴组件的输入轴相连。前、后万向接头将转动传动连接自发动机/变速器总成的输出轴通过传动轴套管提供给轮轴组件的输入轴，同时调节这三个轴的转动轴之间的少量角偏差。
联合凸缘和凸缘叉组件经常用于发动机/变速器总成地输出轴同前万向接头之间的连接，或用于后万向接头同轮轴组件的输入轴之间的连接。一般的联合凸缘和凸缘叉组件包括固定在一起用于并行转动的联合凸缘和凸缘叉。联合凸缘包括中空圆柱形内花键套管部，该套管部与轴啮合以随其转动，而凸缘叉包括形成关联万向接头的一部分的叉部。联合凸缘和凸缘叉通常由紧固件固定在一起，该紧固件延伸穿过经联合凸缘和凸缘叉的联合凸缘部分而形成的对准孔。相应的螺母被旋在螺纹紧固件的端部上，以便将联合凸缘和凸缘叉在使用期间保持在一起。
为了确保联合凸缘与凸缘叉可靠地固定在一起，重要的是要将螺母紧紧地旋到螺纹紧固件的端部上。由于在安装过程中通常需要在这些螺母上施加较大的扭矩，所以当螺母在其上旋紧时往往必须主动防止螺纹紧固件转动。完成这项操作的最简单的方法便是使用扳手或其他工具将常规头部接合在螺纹紧固件上，以防它们在螺母于其上旋紧时转动。但是，业已发现，由于受空间限制，这种方法使用起来有些不方便并且难以实施，此外，在上下文所述及的汽车传动系的大量生产中比较耗时。更新一些的方法是在与联合凸缘或凸缘叉摩擦啮合的每一螺纹紧固件上设置压花部，以求避免螺纹紧固件当螺母在其上旋紧时转动。尽管这种方法比使用扳手或类似工具更为简单且快捷，但是实践证明，这些压花构件至少在有些情况下不能提供足够的阻力来避免螺纹紧固件当螺母在其上旋紧时转动。因此，需要提供一种用于联合凸缘和凸缘叉组件的螺纹紧固件的改进构件，从而更为有效地防止螺纹紧固件当螺母在其上旋紧时转动。
【发明内容】
本发明涉及一种其上设置有反方向螺纹的螺纹紧固件的改进结构，用于将两个部件固定在一起，例如用于汽车传动系中的联合凸缘和凸缘叉组件。联合凸缘包括中空圆柱形套管部和具有从其中穿过而形成的孔的扁圆形凸缘部；凸缘叉包括扁圆形凸缘部和具有从其中穿过而形成的孔的叉部。凸缘叉孔与联合凸缘孔对齐。螺纹紧固件延伸穿过联合凸缘孔和凸缘叉孔。螺纹紧固件包括具有置于联合凸缘孔内的第一螺纹方向的第一螺纹部；螺纹紧固件还包括具有置于凸缘叉孔内的第二螺纹方向的第二螺纹部。第一螺纹方向与所述第二螺纹方向相反，从而当螺母旋到螺纹紧固件上以将联合凸缘和凸缘叉固定在一起时，有效地避免了螺纹紧固件的转动。
本领域技术人员参照附图，通过优选实施方案的详细说明将清楚本发明的各种目的及优点。
【附图说明】
图1为示出了车辆传动系的侧视图，该系统包括固定在一起的本发明的联合凸缘和凸缘叉组件；
图2为图1所示的联合凸缘和凸缘叉组件的放大断面视图；
图3为图1和2所示的联合凸缘和凸缘叉组件的分解透视图；
图4为图1、2和3所示的联合凸缘和凸缘叉组件的一部分的另一放大断面视图；
图5为用于图1至4所示的联合凸缘和凸缘叉组件中的紧固件之一的另一放大断面视图。
【具体实施方式】
下面参见附图，图1示出了本发明的车辆传动系，总体标为10。所示车辆传动系10在本领域是很常见的，其目的仅是为了示出本发明可能使用的场合。因此，本发明的范围并非限于同图1所示的车辆传动系10的特殊结构一起使用，或与通常的车辆传动系一起使用。相反，如下文将会了解到的一样，本发明可用于将两个部件固定在一起的任何期望的场合中。
图示传动系10包括具有输出轴(例如图2中所示的外花键轴11a)的变速器11，该输出轴通过传动轴组件13与轮轴组件12的输入轴(未示出)相连。变速器11由按常规方式产生旋转功率的发动机(未示出)旋转驱动。传动轴组件13包括具有中心部和一对对置端部的圆柱形传动轴套管14。变速器11的输出轴11a通常不是与轮轴组件12的输入轴同轴地对齐。为了适应这种情况，设置了总体以15和16标示的一对万向接头分别将传动轴套管14的端部与变速器11的输出轴11及轮轴组件12的输入轴相连。第一和第二万向接头15和16通过传动轴套管14将旋转传动连接自变速器11的输出轴11a提供给轮轴组件12的输入轴，同时适应这三个轴的转动轴之间的有限的角偏差。
第一万向接头15包括通过焊接之类的任何传统方法与传动轴套管14的前端部固定的套管叉15a。第一万向接头15还包括以传统方式与套管叉15a连接的轴颈十字件15b。最后，第一万向接头15包括总体以15c标明的联合凸缘和凸缘叉组件，该组件在变速器11的输出轴11与十字件15b之间连接。下面将详细描述联合凸缘和凸缘叉组件15c的结构。类似地，第二万向接头16包括通过焊接之类的任何传统方法固定至传动轴套管14的后端部上的套管叉16a。第二万向接头16还包括以传统方式与套管叉16a连接的轴颈十字件16b。最后，第二万向接头16包括总体以16c标明的联合凸缘和凸缘叉组件，该组件在轮轴组件12的输入轴与十字件16b之间连接。虽然并非必需，但是联合凸缘和凸缘叉组件16c的结构可与联合凸缘和凸缘叉组件15c相同。
如图2和3所示，联合凸缘和凸缘叉组件15c包括总体以20标示的联合凸缘，和总体以30标示的凸缘叉，二者固定在一起用于并行转动。图示联合凸缘20包括中空圆柱形套管部21和扁圆形凸缘部22。联合凸缘20的中空套管部21具有若干形成于其内表面上的向内延伸的花键23，它们与形成于插入式配件输出轴11a上的相应的若干向外延伸的花键配合。这样，联合凸缘20的套管部21与变速器11的输出轴11a相连以便转动，并适应二者之间的有限的相对轴向运动。联合凸缘20的凸缘部22与套管部21整体成形(虽然并非必需)，并具有若干穿过其中形成的轴向延伸的孔24。在图示实施方案中，通过联合凸缘20的凸缘部22形成有八个等间隔孔24。不过，穿过联合凸缘20的凸缘部22上的任意期望位置可形成任意期望数目的这种孔24。
所示凸缘叉30包括扁圆形凸缘部31和叉部32。凸缘叉30的凸缘部31具有若干穿过其中形成的轴向延伸孔33。在图示实施方案中，穿过凸缘叉30的凸缘部31形成八个等间隔孔33。不过，穿过凸缘叉30的凸缘部31上的任意期望位置可形成任意期望数目的这种孔33。但是作为优选实施方案，穿过凸缘叉30的凸缘部31形成的孔33在数量、大小和位置上与穿过联合凸缘20的凸缘部22形成的孔24相对应。对接支架凸缘叉30的叉部32与凸缘部31整体成形(虽然并非必需)，并具有一对形成于其上的间隔叉臂34。穿过叉部32的叉臂34形成相应的孔34a。孔34a彼此对齐并适于按众所周知的方式支承第一万向接头15的轴颈十字件15b。
每个以40总体标式的若干螺纹紧固件设置用于固定联合凸缘20和凸缘叉30，以便形成联合凸缘和凸缘叉组件15c。在图示实施方案中，为成对对齐的孔24和孔33中的每一个设置一个螺纹紧固件40，孔24穿过联合凸缘20的凸缘部22形成，孔33穿过凸缘叉30的凸缘部31形成。这样，如图2、3和4所示，螺纹紧固件40可分别延伸穿过该对齐的孔24和33以固定联合凸缘20和凸缘叉30，从而形成联合凸缘和凸缘叉组件15c。
图4和5详细示出了一个螺纹紧固件40的结构。如图中所示，螺纹紧固件40包括头部41和杆部42。在图示实施方案中，头部41为常规的六角形。但是如下所述，头部41可形成任何期望的尺寸和形状，以使得螺纹紧固件40在安装过程中转动。螺纹紧固件40的杆部42包括第一螺纹部43和第二螺纹部44。第一螺纹部43自螺纹紧固件40的头部41轴向延伸，而第二螺纹部44自第一螺纹部41轴向延伸。下面将会明确，第一和第二螺纹部43和44的相对长度可根据要求变化，一般是根据联合凸缘20的凸缘部22和凸缘叉30的凸缘部31的厚度变化。如有需要，可在杆部42上设置一或多个无螺纹区45。举例来说，如图4所示，在头部41和第一螺纹部43之间可设置第一非螺纹区45，在第一螺纹部43和第二螺纹部44之间可设置第二非螺纹区46，而在杆部42的端部可设置第三无螺纹区47。
由螺纹紧固件40的第一螺纹部43限定的螺纹的螺纹方向或螺旋方向与由螺纹紧固件40的第二螺纹部44限定的螺纹的螺纹方向或螺旋方向相反。这样，举例来说，若由第一螺纹部43限定的螺纹为左旋螺纹(即，当螺纹远离头部41沿杆部42轴向前进时，其沿顺时针方向螺旋前进)，则由第二螺纹部44限定的螺纹可为右旋螺纹(即，当螺纹远离头部41沿杆部42轴向前进时，其沿逆时针方向螺旋前进)。换句话说，如果由第一螺纹部43限定的螺纹为右旋螺纹，则由第二螺纹部44限定的螺纹可为左旋螺纹。由于下面将要解释的理由，第一螺纹部43的外径优选稍大于第二螺纹部44的外径。第一和第二螺纹部43和44中每一个的节距(即，沿轴线所测的整圈螺纹的长度)可根据要求设定。依照要求，第一和第二螺纹部43和44的节距可相同或彼此不同。
联合凸缘和凸缘叉组件15c可按任何要求的方式组装。但是作为优选实施方案，联合凸缘和凸缘叉组件15c最初是通过将螺纹紧固件40的杆部42分别插入经联合凸缘20的凸缘部22中形成的轴向延伸的孔24而进行装配的。如图4所示，由每一螺纹紧固件40的第一螺纹部43限定的外径优选与经联合凸缘20的凸缘部22形成的关联孔24的内径大约相同或比其略大。这样，当每一螺纹紧固件40插过经联合凸缘20的凸缘部22形成的孔24时，其第一螺纹部43以压配合关系安装在关联孔24内。如上所述，当杆部42的第二螺纹部44的外径稍小于第一螺纹部43的外径时，使得螺纹紧固件40的插入较为方便。这样，螺纹紧固件40的第二螺纹部44优选不与经联合凸缘20的凸缘部22形成的孔24的内表面啮合，因此不会妨碍从孔24中插过。如图4所示，在螺纹紧固件40的头部41靠近联合凸缘20的凸缘部22之前一直进行该插入过程。
接下来，如图3所示，穿过凸缘叉30的凸缘部31形成的孔33与穿过联合凸缘20的凸缘部22形成的孔24同轴对齐。然后，如图2和4所示，将联合凸缘20和凸缘叉30朝彼此移动，从而螺纹紧固件40的杆部42经穿过凸缘叉30的凸缘部31形成的孔33插入。如图4所示，由每一杆部42的第二螺纹部44限定的外径优选略小于穿过凸缘30的凸缘部31形成的关联孔33的内径。这样，杆部42的第二螺纹部44优选不与穿过凸缘30的凸缘部31形成的孔33的内表面啮合，因此不会妨碍该插入过程。
为了完成装配，将螺母50旋到螺纹紧固件40的杆部42的第二螺纹部44中的每一个的端部上，以便将联合凸缘20固定至凸缘叉30。螺母50可为按常规方式与螺纹紧固件40的第二螺纹部44配合的任何合适的尺寸和形状。当将每一个螺母50旋紧在关联的杆部42上时，螺母50上的配合螺纹与杆部42的第二螺纹部44之间的摩擦力将旋转力施加到螺纹紧固件40上。施加到螺纹紧固件40上的旋转力的方向与第二螺纹部44上设置的螺纹方向相同。这样，如果由第二螺纹部44限定的螺纹为右旋螺纹，则将在螺纹紧固件40上施加逆时针方向旋转力。
由于螺纹紧固件40的第一螺纹部43和第二螺纹部44之间的反向螺纹关系，通过旋紧螺母40而引起的旋转力势必将使得螺纹紧固件40的第一螺纹部43进一步旋入联合凸缘20的凸缘部22。但是，由于螺纹紧固件40的头部41靠近联合凸缘20的凸缘部22，因而有效地防止了螺纹紧固件40的转动。从而，螺纹紧固件40的第一和第二螺纹部43和44的反方向结构有效地防止螺纹紧固件40当螺母50在其上旋紧时转动。
根据专利法规的条款，本发明的原理和方式已在其优选实施方案中解释和说明。但是，必须理解，本发明可在不背离其宗旨或范围的条件下不按具体实施方案的解释和说明进行实施。