CN102506055B - 一种球头销锁紧装置 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种球头销锁紧装置，其包括球头座、下球碗、球头销、上球碗、球碗压盖、锁紧垫片、弓形垫片和锁紧螺钉，所述上、下球碗置于球头座内，所述上、下球碗扣合后夹持住球头销的球头部，所述球碗压盖压接于上球碗上，所述球碗压盖外周面上设有外螺纹、与设在球头座中的螺纹孔进行螺纹连接，所述球碗压盖的上表面设有凸台、将该凸台插入锁紧垫片的内开孔中，并通过锁紧螺钉依次穿过弓形垫片和锁紧垫片将二者固定在球头座的顶面。该球头销锁紧装置具有可靠性高、锁紧效果好、使用调节方便等优点，在锁紧量调节时，不用拧下锁紧螺钉就能实现球碗压盖任意旋转角度的调整，可以达到锁紧量的方便调节。

Description

一种球头销锁紧装置

技术领域

本发明属于球头销技术领域，具体地说，本发明涉及一种用于固定车辆悬挂球头销的锁紧装置。

背景技术

目前的车辆双横臂悬架的上、下横臂与轮毂连接多数采用球头销来连接。球头销传递的地面力通过球碗压盖传递到摆臂上。图1示出了双横臂悬挂机构原理图，如图1所示，悬挂一般由上横臂101，下横臂102，车轮104，油气弹簧105组成，它与轮毂总成103和车体100一起组成一个四杆机构，为车轮104提供导向作用，并对车体100提供支撑作用。通常将球头销应用于图1中的A、B两处进行连接。

对于双横臂悬挂，上横臂101、下横臂102与轮毂总成103之间一般采用球头销连接，对于传统技术方案，球头销传递的地面力通过球碗压盖传递到横臂(该横臂可以是上横臂101或下横臂102)上，球碗压盖多数采用整体冲压，并用锁紧螺钉与横臂(该横臂可以是上横臂101或下横臂102)连接紧固。此种联结方式或成本高，或容易松动，不但受力情况不好，需要锁紧螺钉承受全部受力，还会造成结构复杂、调节困难。

因此，迫切的需要本领域技术人员提出一种能够克服上述缺陷的球头销锁紧装置。

发明内容

为了克服现有技术的上述缺陷，本发明提供一种锁紧效果佳、且方便调节锁紧量的球头销锁紧装置。

为实现上述发明目的，本发明是通过如下技术方案实现的：

一种球头销锁紧装置，其包括球头座、下球碗、球头销、上球碗、球碗压盖、锁紧垫片、弓形垫片和锁紧螺钉，所述上、下球碗置于球头座内，所述上、下球碗扣合后夹持住球头销的球头部，所述球碗压盖压接于上球碗上，所述球碗压盖外周面上设有外螺纹、与设在球头座中的螺纹孔进行螺纹连接，所述球碗压盖的上表面设有凸台、将该凸台插入锁紧垫片的内开孔中，并通过锁紧螺钉依次穿过弓形垫片和锁紧垫片将二者固定在球头座的顶面。

其中，所述锁紧垫片的周向设有两个呈中心对称的、且供锁紧螺钉穿过的弧形槽。

其中，所述锁紧垫片的弧形槽的夹角范围在10°-20°之间。

其中，所述弓形垫片呈弓形，其两端分别设有一个供锁紧螺钉穿过的安装孔。

其中，所述设置在球碗压盖上表面的凸台为外六角凸台，所述锁紧垫片的内开孔为内十二角孔、且该内开孔设于锁紧垫片的中心处。

其中，所述球碗压盖的主体呈圆柱体，该主体的上表面设有凸台，该主体的底部开设一向内设置的锥面孔，该主体的外周面上设有与球头座中的螺纹孔相配合的外螺纹。

其中，所述上球碗的内表面为球面，上球碗的外表面上部为锥形面、下部为圆柱面。

其中，所述下球碗的内表面为球面，下球碗的外表面上部为圆柱面、下部为锥形面，所述下球碗的底端中心处开设有开孔。

其中，所述球头座的内表面为圆柱面，该圆柱面的下端设有锥形安装面，螺栓孔位于该圆柱面的上部，所述球头座的底端中心处开设有开孔。

其中，所述球头销包括球头部和销杆部，所述销杆部的下部设有与车轮轮毂总成相连接的外螺纹。

本发明的有益效果在于：

1)本发明的球碗压盖采用螺纹连接方式安装于球头座中，螺纹在径向上对其形成约束，当悬挂处于运动中时，球头对上球碗的冲击力通过螺纹传递到球头座上，进而传递到摆动的横臂上；该结构比传统的采用紧固螺钉将球碗压盖固定于球头座顶面的结构更加可靠；

2)由于本发明采用球碗压盖上的凸台、锁紧垫片中的内方孔、弓形垫片和锁紧螺钉相互配合的结构，所以通过适时调整球碗压盖的旋紧量，来压紧上球碗，最终达到防松效果，使整个装置更加可靠；尤其采用弓形垫片，由于其接触面积大，并且在弓形垫片的两端均设有与锁紧垫片上的弧形槽相配合的安装孔，所以该结构可以有效防松，即当一端锁紧螺钉松动脱落而另一端锁紧螺钉连接的情况下，仍可以保证锁紧垫片不会掉失。

3)由于球碗压盖的凸台呈正六边形、且锁紧垫片的中心开设有内十二方孔，使得球碗压盖的锁紧调节不用拧下锁紧螺钉便可完成，使用更为方便。

附图说明

图1为含油气弹簧的双横臂悬挂的后视机械原理及结构示意图，其中，100-车体，101-上横臂，102-下横臂，103-轮毂总成，104-车轮，105-油气弹簧总成；

图2为本发明球头销锁紧装置安装应用时的俯视图；

图3为本发明球头销锁紧装置安装应用时的正视剖面示意图(即图3中的A-A剖视图)；

图4为本发明球头销锁紧装置安装应用时的右视剖面示意图(即图3中的B-B剖视图)；

图5为球头座的正视平面示意图；

图6为球头座的剖面示意图(即图5中的C-C局部剖视图)；

图7为下球碗的立体结构示意图；

图8为下球碗的剖视图；

图9为上球碗正视图

图10为上球碗侧视剖面示意图(即图9中的D-D剖视图)；

图11为球头销的结构示意图；

图12为球碗压盖的立体结构示意图；

图13为球碗压盖正视图；

图14为球碗压盖侧视剖面示意图(即图13中的E-E剖视图)；

图15为锁紧垫片的立体结构示意图；

图16为锁紧垫片结构尺寸图；

图17为弓形垫片的立体结构示意图；

图18为锁紧垫片的工作原理图；

图中，1-横臂，2-下球碗，3-球头销，4-上球碗，5-球碗压盖，6-球头销锁紧片，7-弓形垫片，8-锁紧螺钉，9-螺纹孔，10-球头座，11-凸台，12-内开孔，13-弧形槽，14-安装孔，15-锥面孔，16-锥形安装面，17-下球碗的球面，18-下球碗的圆柱面，19-下球碗的锥形面，20-开孔，21-上球碗的球面，22-上球碗的锥形面，23-上球碗的圆柱面。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的球头销锁紧装置做进一步详细的说明。

一、基本组成

如图2-图4所示，本发明的球头销锁紧装置包括安装在横臂1(该横臂可以是图1中的上横臂101或者下横臂102)端部安装孔内的球头座10、下球碗2、球头销3、上球碗4、球碗压盖5、锁紧垫片6、弓形垫片7和锁紧螺钉8。

上球碗4和下球碗2均置于球头座10内，上、下球碗扣合后夹持住球头销3的球头部，该球头部的径向靠球头座10进行约束；球头部的下部外球面靠球头座内表面底部的锥形面进行支撑，形成对球头部下端的约束；球头部的上端球面靠球碗压盖5压住，对上球碗形成上端约束；球头销的销杆部依次伸出下球碗2底端的开孔和球头座10底端的开孔后置于球头座外部。球碗压盖的外周向设有外螺纹、与设在球头座10内壁上部的内螺纹进行螺纹连接，球碗压盖5的上表面设有凸台11、将该凸台插入锁紧垫片6的内开孔12中，并通过锁紧螺钉8依次穿过弓形垫片7和锁紧垫片6将二者固定在球头座10的上端面。

下面分别对本发明球头销锁紧装置中各个部件的结构和作用进行介绍。

二、各部件结构、形状与作用介绍

如图5、图6所示，球头座10安装在横臂1(该横臂可以是图1中的上横臂101或者下横臂102)端部的安装孔中，球头座10的内表面为圆柱面，该圆柱面的下端设有锥形安装面16，用于与下球碗2中的锥形面相配合，球头座10的内表面上部设有一螺纹孔9，用于安装球碗压盖5，球碗压盖5的外周上设有外螺纹与螺纹孔9中的内螺纹进行螺纹连接。球头座的上端面两侧对称设有两个螺纹孔，用于安装锁紧螺钉8。球头座10与下球碗2的安装位置关系如图2-图4所示。

如图7、图8所示，下球碗2的内表面是球面17，外表面的上部为圆柱面18、下部为锥形面19，底端中心处开设有供球头销伸出的开孔20。如图2-图4所示，下球碗的球面17与球头销3球头部的下球面相配合；下球碗外表面的锥形面19与球头座10下端的锥形安装面16形成配合，用于对球头销3球头部的下球面进行支承，形成球头销在球头座中的下端约束；下球碗外表面的圆柱面18与球头座的内表面圆柱面相配合，形成在球头座10中的径向约束。

如图9、图10所示，上球碗4形状上与下球碗2基本相类，只是底部中心没有开孔；上球碗的内表面为球面21，外表面上部为锥形面22、下部为圆柱面23。如图2-图4所示，上球碗的球面21与球头销3球头部的上球面相配合；上球碗外表面的锥形面22与球碗压盖5的锥面孔15形成配合，用于球头销3球头部上球面的上下方向的锁紧，形成球头销在球头座10内的上端约束；上球碗外表面的圆柱面23与球头座内的圆柱面相配合，形成在球头座内的径向约束。

如图11所示，球头销3包括上端球头部和下端销杆部两部分，球头部呈球面，销杆部的下部设有与车轮轮毂总成103相连接的外螺纹。如图2-图4所示，球头销3的球头部上球面与上球碗4的内表面球面相配合，球头部下球面与下球碗2的内表面球面相配合，径向上靠上球碗4与下球碗2的圆柱面与球头座10的内表面共同配合来约束，这样销头销3的球头部就被锁紧在下球碗2与上球碗4之间，其只能绕其球头中心做转动，不会在球头座中上下窜动。

如图12-图14所示，球碗压盖5的主体为圆柱体，该主体的上表面设有一个外六角(即正六方)凸台11，该主体的底部开设一直径向内缩小的锥面孔15，该主体的外周面上设有外螺纹。如图2-图4所示，球碗压盖5通过主体外周面上的外螺纹安装于球头座10内表面上部的螺纹孔9中，球碗压盖下端的锥面孔15与上球碗4外表面的锥形面形成配合，将上球碗4压紧于球头销球头部的上球面上。

球碗压盖5通过螺纹连接方式安装于球头座的螺纹孔9中，螺纹在径向上对其形成约束，这样，当悬挂处于运动中时，球头销的球头部对上球碗4的冲击力传递到上球碗4的锥形面上，这种冲击力又通过螺纹传递到球头座上，进而传递至横臂1上。这种螺纹连接方式的承受冲击力的约束比传统用紧固螺钉直接将球碗压盖固定于球头座顶面的结构更加可靠。

但是随着使用时间的增长，上、下球碗2、4的磨损量增大，球头销3的球头部与上、下球碗内球面之间产生间隙。如果不消除此间隙，会使整个锁紧装置损坏加速，甚至会造成更严重的后果。本发明消除这种间隙是通过调整球碗压盖5的旋进量来进行调节的，为此有必要对球碗压盖5外部安装一个锁紧调节装置，以适时调整球碗压盖5的旋进量以压紧上球碗4，并且能达到防松的效果；该锁紧调节装置是依靠球碗压盖5、锁紧垫片6、弓形垫片7以及锁紧螺钉8来实现的，这种结构可以调整球碗压盖5的旋进量并且能够实现防松动的功能。

如图15、图16所示，锁紧垫片6呈圆形片状，其外周向上设有两个呈中心对称设置的弧形槽13，弧形槽13的夹角angle范围在10°～20°之间；锁紧垫片6的中心处开设有内开孔12，该内开孔为内十二角孔(即内十二方孔)。

如图17所示，弓形垫片7呈弓形，其两端分别设有一个安装孔14，两个安装孔的相对位置分别与球头座10上端面的用于安装锁紧螺钉的两个螺纹孔及锁紧垫片的两个弧形槽相对应，以安装锁紧螺钉8。该弓形垫片的作用是压紧锁紧垫片6，其与锁紧垫片6、锁紧螺钉8的位置关系如图2-图4所示。另外，这种弓形垫片的接触面积大，能有效防松，当一端锁紧螺钉8松动脱落而另一端锁紧螺钉8连接的情况下，锁紧垫片也不会掉失。

三、锁紧原理介绍

如图18所示，由于锁紧垫片6的内开孔12为内十二角孔(即内十二方孔)，所以其中的每个内六角孔均可以与球碗压盖5上表面的外六角(即正六方)凸台11形成配合，防止球碗压盖5发生相对于球头座10(或横臂1)的相对转动而松动。而锁紧垫片6本身通过弓形垫片7与锁紧螺钉8固定于球头座10上端面两侧的两个螺纹孔上。如图2-图4、图18所示，弓形垫片7压在锁紧垫片6上面，而两个锁紧螺钉8穿过弓形垫片7两端安装孔14、锁紧垫片6周向上两个中心对称的弧形槽13与球头座10上端面两侧的两个螺纹孔相连接，紧固住锁紧垫片6防止其发生相对其中心的转动，防止球碗压盖5产生转动、以致球头销3的球头与上、下球碗2、4之间产生间隙。

锁紧垫片6的内开孔12实际为两个内六角孔(即内六方孔)组成的内十二角孔(即内十二方孔)，其在周向上把整个圆周分度成十二等分，每份30度。根据球碗压盖5外周向的外螺纹旋向不同，可分为右旋与左旋，如果锁紧螺钉处于锁紧垫片6的中间位置，则其对应的向左最大转动量为a1，向右最大转动量为a2，分别称为锁紧垫片6剩余调节量。

这样调整球碗压盖5旋进量时，当球碗压盖5相对于球头座10的转动角度小于锁紧垫片6的剩余调节量(a1或a2)时，均可在拧松锁紧螺钉8且不用松开球碗压盖的凸台11与锁紧垫片的内开孔12配合的情况下(即不用拧下锁紧螺钉8)，转动锁紧垫片6至合适位置后再拧紧锁紧螺钉8即可方便完成球头销3的锁紧；调整球碗压盖5旋进量时，当球碗压盖5相对于球头座10的转动角度大于锁紧垫片6的剩余调节量(a1或a2)时，可在拧松锁紧螺钉8且松开球碗压盖的凸台11与锁紧垫片的内开孔12配合的情况下(即不用拧下锁紧螺钉8)，先调整球碗压盖5的压紧量，再调整锁紧垫片6至合适位置使其与球碗压盖5外六角形成配合后，再拧紧锁紧螺钉8即可方便完成球头销3的锁紧量调节。

为方便对本专利的理解，下面举一例对旋进量调节进行详细说明。

当需要锁紧上球碗4时，如果球碗压盖5螺纹为右旋，则需要把球碗压盖5右旋量为β度时，此时锁紧垫片6剩余调节量为a2，如果β≤a2，则只需要拧松锁紧螺钉8(不用解开球碗压盖5的外六角凸台11与锁紧垫片6内开孔12中的内六角孔的配合)，用扳手转动球碗压盖5至合适位置后，此时由于β≤a2，由于锁紧垫片6的外周向上设有弧形槽13，其也只需随球碗压盖5转动至合适位置后再拧紧锁紧螺钉8即可完成调节。

当需要锁紧上球碗4时，如果球碗压盖5螺纹为右旋，则需要把球碗压盖5右旋量为β度时，此时锁紧垫片6的剩余调节量为a2，如果β≥a2，这时需要松动锁紧螺钉8且要解除球碗压盖5的外六角凸台11与锁紧垫片6内开孔12的配合后(使球碗压盖5能自由转动任意一个角度)，用扳手转动球碗压盖5至合适位置后，再调节锁紧垫片6内开孔12中的内六角孔与球碗压盖5的外六角凸台11形成配合，最后拧紧锁紧螺钉8即可完成调节。在这种情况下，锁紧垫片6内开孔12与球碗压盖5的外六角凸台约束解除，球碗压盖5能自由转动任意一个角度。

由上可见，该球头销锁紧装置在锁紧量调节时，根本不用拧下锁紧螺钉8就能实现球碗压盖任意旋转角度的调整，达到锁紧量的方便调节，锁紧效果好，可靠性高。

最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (9)

1.一种球头销锁紧装置，其包括球头座(10)、下球碗(2)、球头销(3)、上球碗(4)、球碗压盖(5)、锁紧垫片(6)、弓形垫片(7)和锁紧螺钉(8)，所述上、下球碗置于球头座(10)内，所述上、下球碗扣合后夹持住球头销(3)的球头部，所述球碗压盖(5)压接于上球碗(4)上，其特征在于：所述球碗压盖外周面上设有外螺纹、与设在球头座(10)中的螺纹孔(9)进行螺纹连接，所述球碗压盖(5)的上表面设有凸台(11)、将该凸台插入锁紧垫片(6)的内开孔(12)中，并通过锁紧螺钉(8)依次穿过弓形垫片(7)和锁紧垫片(6)将二者固定在球头座(10)的顶面；所述锁紧垫片(6)的周向设有两个呈中心对称的、且供锁紧螺钉(8)穿过的弧形槽(13)。 

2.如权利要求1所述的球头销锁紧装置，其特征在于：所述锁紧垫片的弧形槽(13)的夹角范围在10°-20°之间。 

3.如权利要求1所述的球头销锁紧装置，其特征在于：所述弓形垫片(7)呈弓形，其两端分别设有一个供锁紧螺钉(8)穿过的安装孔(14)。 

4.如权利要求1所述的球头销锁紧装置，其特征在于：所述设置在球碗压盖上表面的凸台(11)为外六角凸台，所述锁紧垫片的内开孔(12)为内十二角孔、且该内开孔设于锁紧垫片(6)的中心处。 

5.如权利要求1或4所述的球头销锁紧装置，其特征在于：所述球碗压盖(5)的主体呈圆柱体，该主体的上表面设有凸台(11)，该主体的底部开设一向内设置的锥面孔(15)，该主体的外周面上设有与球头座中的螺纹孔(9)相配合的外螺纹。 

6.如权利要求1所述的球头销锁紧装置，其特征在于：所述上球碗(4)的内表面为球面，上球碗的外表面上部为锥形面、下部为圆柱面。 

7.如权利要求1所述的球头销锁紧装置，其特征在于：所述下球碗(2)的内表面为球面，下球碗的外表面上部为圆柱面、下部为锥形面，所述下球碗的底端中心处开设有开孔。 

8.如权利要求1所述的球头销锁紧装置，其特征在于：所述球头座(10)的内表面为圆柱面，该圆柱面的下端设有锥形安装面(16)，螺纹孔(9)位于该圆柱面的上部，所述球头座的底端中心处开设有开孔。 

9.如权利要求1所述的球头销锁紧装置，其特征在于：所述球头销(3)包括球头部和销杆部，所述销杆部的下部设有与车轮轮毂总成相连接的外螺纹。 

Images