CN103307126A - 一种用于十字轴万向节的圆弧凸度滚针 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于十字轴万向节的圆弧凸度滚针，包括滚针本体，所述滚针本体整体呈圆柱体状，圆柱体的侧面为圆弧凸度结构，圆柱体中心位置的直径为D，两端直径为d，所述D＞d。本发明圆弧凸度滚针的使用改善了滚针和十字轴轴颈及轴承盖的接触压力分布状态，滚针与滚道之间接触压力不会出现边缘效应，也不会出现压力集中，从而提升了十字轴万向节的性能及使用寿命，在同等试验条件下同一产品改进后的疲劳比改进前提高1.5倍以上。

Description

一种用于十字轴万向节的圆弧凸度滚针

【技术领域】

本发明涉及汽车零部件，尤其是汽车十字轴万向节中所采用的滚针结构的改进。

【背景技术】

十字轴万向节是汽车传动系统中的重要部件。在十字轴的轴颈与轴套之间设置有滚针。

如图1所示，目前十字轴万向节中滚针均为正常圆柱体状，滚针长度和滚道均为有限值，在载荷作用下，其接触区域两端会出现严重的边缘效应，从而使十字轴万向节总成寿命降低。

【发明内容】

本发明的目的就是解决现有技术中的问题，提出一种用于十字轴万向节的圆弧凸度滚针，能够消除滚针与滚道之间接触压力不会出现边缘效应，也不会出现压力集中，从而提高轴承的使用寿命。

为实现上述目的，本发明提出了一种用于十字轴万向节的圆弧凸度滚针，包括滚针本体，所述滚针本体整体呈圆柱体状，圆柱体的侧面为圆弧凸度结构，圆柱体中心位置的直径为D，两端直径为d，所述D＞d。

作为优选，所述滚针本体的全长为Lt，滚针本体与十字轴轴套的有效接触长度为L，滚针本体中心位置的直径为D，滚针本体的材料常数为K，滚针本体的外载荷为P，所述圆柱体侧面的圆弧凸度结构的凸度量 $\mathrm{Ty}=\frac{\mathrm{KP}}{L}(1.1932+\ln \frac{1}{2b}),$ 其中， $b=\sqrt{\frac{2\mathrm{KPD}}{\mathrm{Lt}}}.$

作为优选，所述Lt-L=0.3～0.8mm。

作为优选，所述圆柱体侧面的圆弧凸度结构的凸度Ty=0.012～0.035mm。

本发明的有益效果：本发明圆弧凸度滚针的使用改善了滚针和十字轴轴颈及轴承盖的接触压力分布状态，滚针与滚道之间接触压力不会出现边缘效应，也不会出现压力集中，从而提升了十字轴万向节的性能及使用寿命，在同等试验条件下同一产品改进后的疲劳比改进前提高1.5倍以上。

本发明的特征及优点将通过实施例结合附图进行详细说明。

【附图说明】

图1是现有技术中十字轴万向节用滚针的结构示意图；

图2是本发明一种用于十字轴万向节的圆弧凸度滚针的结构示意图；

图3是本发明一种用于十字轴万向节的圆弧凸度滚针的原理示意图。

【具体实施方式】

参阅图2、3，用于十字轴万向节的圆弧凸度滚针，包括滚针本体，所述滚针本体整体呈圆柱体状，圆柱体的侧面为圆弧凸度结构，圆柱体中心位置的直径为D，两端直径为d，所述D＞d。所述滚针本体的全长为Lt，滚针本体与十字轴轴套的有效接触长度为L，该有效接触长度L是滚针在工作过程中，实际能够与十字轴的轴套以及十字轴的轴颈相接触的长度，滚针本体中心位置的直径为D，滚针本体的材料常数为K，材料常数K是指不同材料的常数有差别，例如：轴承钢的常数是K，滚针本体的外载荷为P，每个型号的滚针，在轴承中能够承受的最大外力为外载荷，所述圆柱体侧面的圆弧凸度结构的凸度 $\mathrm{Ty}=\frac{\mathrm{KP}}{L}(1.1932+\ln \frac{1}{2b}),$ 其中， $b=\sqrt{\frac{2\mathrm{KPD}}{\mathrm{Lt}}}.$ 一般Lt-L=0.3～0.8mm左右。滚针的全长Lt与有效长度L之间的关系是：如全长是15mm，滚针的倒角是0.3mm，那么它的有效长度就是15-0.6=14.4mm。

根据上述公式计算，结合多个不同型号滚针的尺寸，得出圆柱体侧面的圆弧凸度结构的凸度Ty=0.012～0.035mm为最佳，凸度在该范围内滚针，滚针与滚道之间接触压力不会出现边缘效应，也不会出现压力集中，有效改善了滚针的抗疲劳强度。

上述实施例是对本发明的说明，不是对本发明的限定，任何对本发明简单变换后的方案均属于本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种用于十字轴万向节的圆弧凸度滚针，包括滚针本体，其特征在于：所述滚针本体整体呈圆柱体状，圆柱体的侧面为圆弧凸度结构，圆柱体中心位置的直径为D，两端直径为d，所述D＞d。

2.如权利要求1所述的一种用于十字轴万向节的圆弧凸度滚针，其特征在于：所述滚针本体的全长为Lt，滚针本体与十字轴轴套的有效接触长度为L，滚针本体中心位置的直径为D，滚针本体的材料常数为K，滚针本体的外载荷为P，所述圆柱体侧面的圆弧凸度结构的凸度量其中， $b=\sqrt{\frac{2\mathrm{KPD}}{\mathrm{Lt}}}.$

3.如权利要求2所述的一种用于十字轴万向节的圆弧凸度滚针，其特征在于：所述Lt-L=0.3～0.8mm。

4.如权利要求1或2或3所述的一种用于十字轴万向节的圆弧凸度滚针，其特征在于：所述圆柱体侧面的圆弧凸度结构的凸度Ty=0.012～0.035mm。

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