[实用新型]一种赛车的短半轴

说明书

技术领域

本实用新型属于车辆传动系统中的驱动桥领域，涉及一种赛车的短半轴。

背景技术

FormulaSAE(FSAE)由国际汽车工程师学会(SAEInternational)于1978年开办，其概念源 于一家虚拟制作工厂，向所有大学生设计团队征集设计制造一辆小型的类似于标准方程式的赛 车，要求赛车在加速、制动、操控性方面都有优异的表现并且足够稳定耐久。中国自2010年 开始引进FSAE赛事以来，国内高校车队发展迅猛，据2015年的报名情况，比赛已扩展至超 过70支车队的参赛规模。

汽车发动机与驱动轮之间的动力传递装置称为汽车的传动系，汽车传动系的基本功用是将 发动机发出的动力传递给驱动车辆。FSAE赛车传动系统的布置形式基本都是中置后驱(MR)， 即发动机中置、后轮驱动，这种传动系统布置形式能达到理想的轴荷分配，从而提高操控性。

差速器的功用是当汽车转弯行驶或在不平路面上行驶时，使左右驱动车轮以不同的角度滚 动，以保证两侧驱动轮与地面间作纯滚动运动。在FSAE比赛中，差速器对于传动系尤为重要， 为了提高赛车的性能，越来越多的车队使用限滑差速器，只有个别第一年参赛的车队还使用普 通的开式差速器。对于参加FSAE比赛的车队，限滑差速器的备选方案一般有三种：托森差速 器、Drexler(德雷克勒斯)差速器和CUSCO(库斯科)差速器。通过比较三种差速器的工作性能和 价格，大多数学校选择CUSCOLSD限滑差速器。

在FSAE赛车上，发动机的动力经由差速器传给短半轴，短半轴通过万向节与长半轴相连， 而长半轴通过万向节将动力传递给车轮，这样就能保证赛车正常行驶。由于车速比较快，车轮 的少量振动就会反映到长半轴上，而短半轴只是轴向转动振动量极少，因此长半轴两端分别装 有万向节，能保证赛车行驶过程中，这对轴线相交且相对位置经常变化的转轴之间的动力传输。 三球销式万向节属于可轴向相对伸缩的径向自承式等速万向节，由于其结构紧凑、性能可靠、 伸缩量大、工艺性好等突出优点，其在FSAE赛车的传动系统中应用非常广泛。

在FSAE赛车上使用的原短半轴，参见图1、图2和图3，主要有以下缺点：第一，原短 半轴由于要和三球销式万向节连接，所以其外端通过花键与三柱槽壳连接，然后三球销轴承组 件装配在三柱槽壳的沟道中，这样就大大增加了重量、体积，对于轻量化有很高要求的FSAE 赛车，这显然是不适合的。第二，原短半轴和三柱槽壳连接后，整个差速器总成的轴向长度变 长，会与车架产生干涉，车架的后桥部分往往要做出妥协，这会影响整车的设计。第三，原短 半轴和三柱槽壳通过花键连接，对于FSAE这种极限竞速类比赛，赛车速度很快，运动过程中 车辆跳动量很大，反映到传动系就是长半轴的上下跳动，三柱槽壳连同原短半轴也会一起跳动， 有时短半轴会从差速器中飞出，这样存在极大的安全隐患。第四，原短半轴的轴向定位采用轴 肩定位，而且轴肩两侧都要有轴承，这样不仅会增加整个传动系的质量，而且拆装极不方便。

随着FSAE赛车的快速发展，燃油赛车和电动赛车都使用了扭矩更大的发动机和电机作为 动力源，使得赛车在动力和重量上都有了较大的提升，这样对赛车短半轴有了更高的要求，上 述原短半轴已经不能很好的适用于FSAE赛车上。

发明内容

为了解决现有技术中的问题，本实用新型提出一种与CUSCOLSD限滑差速器及三球销式 万向节适配，且强度高、质量轻、结构紧凑、装配方便，动力传输安全可靠的用于FSAE赛车 传动系的短半轴。

为了实现以上目的，本实用新型所采用的技术方案为：包括与CUSCOLSD限滑差速器的 锥齿轮连接的轴端，以及与轴端呈一体设置的三柱槽壳，三柱槽壳连接三球销轴承组件，三球 销轴承组件通过三球销式万向节连接长半轴，所述轴端上依次设有挡圈、轴承和密封圈的安装 部位，所述三柱槽壳设有三球销轴承组件的安装沟道，三柱槽壳外侧开设有球笼防尘套的安装 部位。

所述轴端设置有花键，轴端通过花键与CUSCOLSD限滑差速器的锥齿轮连接。

所述轴端与三柱槽壳连接部位设置有防止连接部位断裂的过渡轴间。

所述三柱槽壳外侧均匀开设有若干个减重槽。

所述三球销轴承组件的安装沟道内设置有卡簧的安装部位。

所述三球销轴承组件的安装沟道呈花瓣状结构。

所述短半轴采用20CrMnTi制成。