CN108327463B - 一种实现半轴快速拆装的fsae赛车后轮毂及拆装方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种实现半轴快速拆装的FSAE赛车后轮毂及拆装方法，该后轮毂包括三柱槽壳和密封装置，三柱槽壳中心具有通腔，密封装置密封通腔；密封装置包括端盖、端盖垫圈、密封圆环和密封圆环垫圈，端盖和密封圆环分别与通腔相匹配；端盖将密封圆环压装在通腔处；在密封圆环一端中心设有环状梯台，端盖将端盖垫圈压装在环状梯台上；在密封圆环的外柱面上设有与其同心的环槽，密封圆环垫圈设置在环槽内，装配后，密封圆环垫圈的外表面与后轮毂的内表面紧密接触。拆卸半轴时，半轴一端撞击密封圆环，使密封圆环和半轴向车辆外侧移动，直至半轴另一端从差速器槽壳中脱落，实现拆卸半轴。本发明的后轮毂简化了半轴的拆装过程，缩短了维修时间。

Description

一种实现半轴快速拆装的FSAE赛车后轮毂及拆装方法

技术领域

本发明涉及FSAE赛车领域，具体涉及一种实现半轴快速拆装的FSAE赛车后轮毂及拆装方法。

背景技术

在现有技术中，FSAE赛车后轮毂包括三柱槽壳1、安装车轮的法兰盘2、制动盘浮动销安装孔3等部件，如图1所示，由于三柱槽壳1内装有润滑脂，为防止润滑脂泄漏，采用的是封闭式三柱槽壳1。

目前的赛车结构中，如图2所示，在传动轴4两末端上分别设有花键，并在花键上安装有三球销5，通过内外花键的形式三球销5紧密装配在传动轴4两端，构成赛车的半轴。如图3所示，悬架束角杆7、悬架下控制臂8、悬架推杆11和悬架上控制臂12构成悬架杆件,设置在半轴周围。其中悬架束角杆7通过束角杆外硬点固定螺栓16与转向节14相连,悬架上控制臂12通过控制臂外硬点固定螺栓13与转向节14相连。后轮毂15固定在转向节14上。半轴从多根车架钢管6中间穿过，半轴两末端的三球销5分别安装在后轮毂15和差速器槽壳17内，能够起到传递动力的作用，半轴两端分别套有半轴内侧防尘罩9和半轴外侧防尘罩10，防止尘土进入。

在需拆卸半轴时，需要先把赛车举升，使轮胎悬空,并将轮胎拆卸下来，然后拆卸悬架上控制臂12的控制臂外硬点固定螺栓13和悬架束角杆7的束角杆外硬点固定螺栓16，再转动转向节14，使半轴一端的三球销5与后轮毂15脱离，然后向车辆外侧拉拽半轴，使半轴另一端的三球销5与差速器槽壳17脱离后，将半轴从车架钢管6和悬架杆件的间隙中抽出来。装半轴时，需要把上述过程逆向重复一遍。现有方案费时费力，举升赛车至少需要8个人，拆卸和安装控制臂外硬点固定螺栓13和束角杆外硬点固定螺栓16会消耗大量时间。经实验，拆卸半轴至少需要花费约4分钟，安装半轴至少需要花费约5分钟，且至少需要8个人在场。在比赛期间如果遇到紧急故障，需要拆卸半轴时，现有技术方案维修时间长，需要人员多，会导致错失比赛时机。

发明内容

针对FSAE赛车现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种实现半轴快速拆装的FSAE赛车后轮毂及拆装方法。该后轮毂可简化半轴的拆装方法，提高半轴的拆装效率。

为实现上述目的，本发明的具体技术方案如下：

一种实现半轴快速拆装的FSAE赛车后轮毂，其特征在于，所述后轮毂包括三柱槽壳和密封装置，所述三柱槽壳中心具有通腔，所述密封装置设置在所述三柱槽壳内密封所述通腔；

所述密封装置包括端盖、端盖垫圈、密封圆环和密封圆环垫圈，所述端盖和所述密封圆环分别与所述通腔相匹配；所述端盖将所述密封圆环压装在所述通腔处；

在所述密封圆环一端中心设有环状梯台，所述端盖将所述端盖垫圈压装在所述环状梯台上；在所述密封圆环的外柱面上设有与其同心的环槽，所述密封圆环垫圈设置在所述环槽内，在所述密封装置装配后，所述密封圆环垫圈的外表面与所述后轮毂的内表面紧密接触。

进一步地，所述三柱曹壳内部设有密封装置固定螺纹孔，所述密封装置包括密封装置固定螺栓，所述密封装置固定螺栓与所述密封装置固定螺纹孔相匹配，在所述端盖和所述密封圆环上设有与所述密封装置固定螺纹孔相匹配的螺栓安装孔；

所述密封装置固定螺栓穿过所述螺栓安装孔与所述密封装置固定螺纹孔旋紧固定,将所述端盖压装在所述密封圆环上。

进一步地，所述三柱槽壳内设有三个所述密封装置固定螺纹孔，均布在所述三柱槽壳内部的3个槽柱上。

进一步地，所述密封装置还包括固定螺栓止动垫片，所述固定螺栓止动垫片套装在所述密封装置固定螺栓上；

所述固定螺栓止动垫片由三条均布肋组成，每条所述肋末端开有小孔，所述小孔与所述密封装置固定螺栓相匹配。

进一步地，所述小孔外边缘设有多个外伸片，当所述密封装置固定螺栓装配固定后，将一个所述外伸片折起，以限制所述密封装置固定螺栓转动。

进一步地，所述端盖由碳纤维板加工而成。

进一步地，所述端盖垫圈和密封圆环垫圈采用橡胶材料制成。

进一步地，所述密封圆环由6061铝加工而成。

本发明的技术方案还包括一种半轴快速拆装方法，其特征在于，所述拆装方法包括如下步骤：

(1)、拆卸半轴时，将限制密封装置固定螺栓转动的外伸片掰正,然后拆卸后轮毂内的密封装置固定螺栓，再依次拆卸固定螺栓止动垫片、端盖和端盖垫圈；

(2)、沿着半轴的轴向方向晃动半轴，使半轴一端撞击密封圆环，使得密封圆环和半轴向车辆外侧移动，直至半轴另一端的三球销从差速器槽壳中脱落，调整半轴的位置，使半轴端部的三球销脱离后轮毂；

(3)、将半轴从车架钢管和悬架杆件的间隙中抽出；

(4)、将上述操作逆向完成，安装半轴。

进一步地，在所述拆装方法的步骤(4)中，所述半轴的安装过程是：

将半轴穿过车架钢管和悬架杆件间隙，半轴一端的三球销先安装至后轮毂中，然后调整半轴位置，使半轴另一端的三球销安装至差速器槽壳中，在三柱槽壳内依次安装端盖垫圈、端盖和螺栓止动垫片，通过密封装置固定螺栓将整个密封装置固定，在固定过程中，密封圆环压向半轴，直至密封圆环紧贴三柱槽壳内部槽柱的外端面，半轴固定后，将一个外伸片折起,限制密封装置固定螺栓转动,完成半轴的安装。

本发明的有益效果：

本发明后轮毂结构简单，减少了加工难度；碳纤维、铝等轻量化材料的使用，降低了结构重量，达到轻量化的目的；固定螺栓止动垫片的使用，确保了密封装置固定螺栓不松动；本发明后轮毂的使用简化了半轴拆装过程，大大缩短了维修时间。

附图说明

图1为现有技术中FSAE赛车后轮毂结构示意图；

图2为现有技术中FSAE赛车半轴的装配图；

图3为现有技术中FSAE赛车后轮毂和半轴的装配图；

图4为本发明实现半轴快速拆装的FSAE赛车后轮毂结构示意图；

图5为本发明后轮毂密封装置示意图；

图6为本发明FSAE赛车后轮毂装配图。

其中：1-三柱槽壳、2-安装车轮的法兰盘、3-制动盘浮动销安装孔、4-传动轴、5-三球销、6-车架钢管、7-悬架束角杆、8-悬架下控制臂、9-半轴内侧防尘罩、10-半轴外侧防尘罩、11-悬架推杆、12-悬架上控制臂、13-控制臂外硬点固定螺栓、14-转向节、15-后轮毂、16-束角杆外硬点固定螺栓、17-差速器槽壳、18-密封装置固定螺纹孔、19-密封装置固定螺栓、20-固定螺栓止动垫片、21-端盖、22-端盖垫圈、23-密封圆环、24-密封圆环垫圈。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本申请的技术方案，以下将通过实施例并结合附图对本发明做进一步详细说明。

本发明中，术语“安装”、“相连”、“相接”、“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，也可以是一体地连接，也可以是机械连接，也可以是电连接或可以相互通信，也可以是直接连接，也可以是通过中间媒介间接连接，可以是两个元器件内部的联通，也可以是两个元器件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本实施例记载了一种实现半轴快速拆装的FSAE赛车后轮毂，如图4所示，后轮毂15包括三柱槽壳1、安装车轮的法兰盘2和制动盘浮动销安装孔3，其结构与现有技术相同，安装车轮的法兰盘2设置在三柱槽壳1上，制动盘浮动销安装孔3布置在后轮毂15底端。

本实施例在现有FSAE赛车后轮毂15的基础上，将三柱槽壳1贯通，使三柱槽壳1中心形成通腔结构，且通腔开口能够通过三球销5。在通腔内三球销5的外表面与三柱槽壳1内表面相配合，将扭矩从半轴传递到后轮毂15上。在三柱槽壳1内部设有密封装置固定螺纹孔18，本实施例中共3个密封装置固定螺纹孔18，均布在三柱槽壳1内部的3个槽柱上。并在三柱槽壳1内部设置相应的密封装置，通过密封装置固定螺纹孔18密封装置固定安装在三柱槽壳1内部槽柱上，密封三柱槽壳1内的通腔，以防止三柱槽壳1内润滑脂泄漏。

如图5所示，该密封装置包括密封装置固定螺栓19、端盖21、端盖垫圈22、密封圆环23和密封圆环垫圈24。

密封装置固定螺栓19与密封装置固定螺纹孔18相匹配，本实施例共包括3个密封装置固定螺栓19。在端盖21和密封圆环23上均布有3个与三柱槽壳1内的密封装置固定螺纹孔18相匹配的螺栓安装孔。密封装置固定螺栓19穿过螺栓安装孔与密封装置固定螺纹孔18旋紧固定,将端盖21压装在密封圆环23上，使整个密封装置固定在三柱槽壳1内部槽柱的外端面上。

为防止密封装置固定螺栓19松动，密封装置还包括固定螺栓止动垫片20，固定螺栓止动垫片20由三条均布肋组成，每条肋末端开有小孔，小孔与密封装置固定螺栓19相匹配，小孔外边缘设有多个外伸片。当密封装置固定螺栓19穿过小孔装配固定后，如图6所示，将一个外伸片折起，折起的外伸片可限制密封装置固定螺栓19转动,从而防止密封装置固定螺栓19松动。为使折起的外伸片不易变形，本实施例中固定螺栓止动垫片20采用45钢加工而成。

端盖21与三柱槽壳1内部通腔相匹配，本实施例中三柱槽壳1内部通腔为圆孔结构，端盖21为与通腔圆孔直径相匹配的圆板结构，为利于后轮毂达到轻量化的目的，本实施例中端盖21由碳纤维板加工而成。

如图5所示，密封圆环23为与通腔圆孔直径相匹配的圆柱形环状结构，且密封圆环23一端中心内环上设有环状梯台，端盖21将端盖垫圈22压装在环状梯台上。在密封圆环23的外圆柱面上设有与其同心的环槽，用于容纳密封圆环垫圈24。装配后，端盖垫圈22被端盖21压紧，防止润滑脂从端盖21与密封圆环23的间隙中漏出；密封圆环垫圈24的外表面与后轮毂15内表面紧密接触，防止润滑脂从密封圆环23和后轮毂15内表面之间的间隙漏出。

本实施例中为更好的防止润滑脂泄露，端盖垫圈22和密封圆环垫圈24采用橡胶材料制成。为利于后轮毂达到轻量化的目的，密封圆环23由6061铝加工而成。

使用本实施例中的后轮毂15，可简化半轴的拆装过程，拆装方法如下：

(1)、拆卸半轴时，将限制密封装置固定螺栓19转动的外伸片掰正,然后拆卸后轮毂15内的密封装置固定螺栓19，再依次拆卸固定螺栓止动垫片20、端盖21和端盖垫圈22；

(2)、沿着半轴的轴向方向晃动半轴，使半轴一端撞击密封圆环23，使得密封圆环23和半轴向车辆外侧移动，直至半轴另一端的三球销5从差速器槽壳17中脱落，调整半轴的位置，可以使半轴端部的三球销5脱离后轮毂15；

(3)、将半轴从车架钢管6和悬架杆件的间隙中抽出；

(4)、需安装半轴时，将上述操作逆向完成，安装半轴。

将半轴穿过车架钢管6和悬架杆件间隙，半轴一端的三球销5先安装至后轮毂15中，然后调整半轴位置，使半轴另一端的三球销5安装至差速器槽壳17中，在三柱槽壳1内依次安装端盖垫圈22、端盖21和螺栓止动垫片20，通过密封装置固定螺栓19将整个密封装置固定，在固定过程中，密封圆环23压向半轴，直至密封圆环23紧贴三柱槽壳1内部槽柱的外端面，半轴固定后,将一个外伸片折起,限制密封装置固定螺栓19转动,完成半轴的安装。

在上述拆装过程中，由于不需要举升车辆和拆卸轮胎，节省了拆装轮胎以及拆装悬架控制臂硬点固定螺栓的过程，使得拆装半轴时间大大缩短。经实验，拆卸半轴时间可缩短至1分钟，安装半轴时间可缩短至1.5分钟，大大节省了维修时间。

虽然上面结合本发明的优选实施例对本发明的原理进行了详细的描述，本领域技术人员应该理解，上述实施例仅仅是对本发明的示意性实现方式的解释，并非对本发明包含范围的限定。实施例中的细节并不构成对本发明范围的限制，在不背离本发明的精神和范围的情况下，任何基于本发明技术方案的等效变换、简单替换等显而易见的改变，均落在本发明保护范围之内。

Claims (9)

1.一种实现半轴快速拆装的FSAE赛车后轮毂，其特征在于，所述后轮毂(15)包括三柱槽壳(1)和密封装置，所述三柱槽壳(1)中心具有通腔，所述三柱槽壳(1)内还均布三个槽柱，在所述通腔内所述半轴端部安装的三球销(5)外表面与所述通腔表面相配合，在拆卸所述半轴时通过所述三球销(5)将所述密封装置顶出；

所述密封装置包括端盖(21)、端盖垫圈(22)、密封圆环(23)和密封圆环垫圈(24)，所述端盖(21)和所述密封圆环(23)分别与所述通腔相匹配；所述端盖(21)将所述密封圆环(23)压装在所述槽柱外端面上密封所述通腔；

所述密封圆环(23)为圆柱形环状结构，在所述密封圆环(23)一端中心设有环状梯台，所述端盖(21)将所述端盖垫圈(22)压装在所述环状梯台上；在所述密封圆环(23)的外柱面上设有与其同心的环槽，所述密封圆环垫圈(24)设置在所述环槽内，在所述密封装置装配后，所述密封圆环垫圈(24)的外表面与所述后轮毂(15)的内表面紧密接触。

2.根据权利要求1所述的实现半轴快速拆装的FSAE赛车后轮毂，其特征在于，三个所述槽柱上分别设有密封装置固定螺纹孔(18)，所述密封装置包括三根密封装置固定螺栓(19)，所述密封装置固定螺栓(19)与所述密封装置固定螺纹孔(18)相匹配，在所述端盖(21)和所述密封圆环(23)上设有与所述密封装置固定螺纹孔(18)相匹配的螺栓安装孔；

所述密封装置固定螺栓(19)穿过所述螺栓安装孔与所述密封装置固定螺纹孔(18)旋紧固定,将所述端盖(21)压装在所述密封圆环(23)上。

3.根据权利要求2所述的实现半轴快速拆装的FSAE赛车后轮毂，其特征在于，所述密封装置还包括固定螺栓止动垫片(20)，所述固定螺栓止动垫片(20)套装在所述密封装置固定螺栓(19)上；

所述固定螺栓止动垫片(20)由三条均布肋组成，每条所述肋末端开有小孔，所述小孔与所述密封装置固定螺栓(19)相匹配。

4.根据权利要求3所述的实现半轴快速拆装的FSAE赛车后轮毂，其特征在于，所述小孔外边缘设有多个外伸片，当所述密封装置固定螺栓(19)装配固定后，将一个所述外伸片折起，以限制所述密封装置固定螺栓(19)转动。

5.根据权利要求1所述的实现半轴快速拆装的FSAE赛车后轮毂，其特征在于，所述端盖(21)由碳纤维板加工而成。

6.根据权利要求1所述的实现半轴快速拆装的FSAE赛车后轮毂，其特征在于，所述端盖垫圈(22)和密封圆环垫圈(24)采用橡胶材料制成。

7.根据权利要求1所述的实现半轴快速拆装的FSAE赛车后轮毂，其特征在于，所述密封圆环(23)由6061铝加工而成。

8.一种半轴快速拆装方法，其特征在于，所述半轴安装在权利要求4中所述的后轮毂(15)内，所述拆装方法包括如下步骤：

(1)、拆卸半轴时，将限制密封装置固定螺栓(19)转动的外伸片掰正,然后拆卸后轮毂(15)内的密封装置固定螺栓(19)，再依次拆卸固定螺栓止动垫片(20)、端盖(21)和端盖垫圈(22)；

(2)、沿着半轴的轴向方向晃动半轴，使半轴一端撞击密封圆环(23)，使得密封圆环(23)和半轴向车辆外侧移动，直至半轴另一端的三球销(5)从差速器槽壳(17)中脱落，调整半轴的位置，使半轴端部的三球销(5)脱离后轮毂(15)；

(3)、将半轴从车架钢管(6)和悬架杆件的间隙中抽出；

(4)、将上述操作逆向完成，安装半轴。

9.根据权利要求8所述的半轴快速拆装方法，其特征在于，在所述拆装方法的步骤(4)中，所述半轴的安装过程是：

将半轴穿过车架钢管(6)和悬架杆件间隙，半轴一端的三球销(5)先安装至后轮毂(15)中，然后调整半轴位置，使半轴另一端的三球销(5)安装至差速器槽壳(17)中，在三柱槽壳(1)内依次安装端盖垫圈(22)、端盖(21)和螺栓止动垫片(20)，通过密封装置固定螺栓(19)将整个密封装置固定，在固定过程中，密封圆环(23)压向半轴，直至密封圆环(23)紧贴三柱槽壳(1)内部槽柱的外端面，半轴固定后，将一个外伸片折起,限制密封装置固定螺栓(19)转动,完成半轴的安装。