CN103883633B - 一种球笼型滑动万向节 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种球笼型滑动万向节，包括外星轮、内星轮、球笼和多个钢球，外星轮设于球笼外侧，内星轮设于球笼内侧，多个钢球穿过球笼、沿球笼圆周均布，多个钢球分别与外星轮及内星轮的各球道配合；钢球为球台状，钢球两端面到钢球球心距离相等；钢球两端面分别设于外星轮及内星轮的球道内；外星轮球道横截面底部为直线，两侧为与钢球球面贴合的圆弧线；内星轮球道横截面底部为直线，两侧为与钢球球面贴合的圆弧线；钢球两端面与外星轮球道底部、内星轮球道底部之间均设有间隙。本发明与现有技术的球笼型滑动万向节相比，体积小，重量轻，占用空间小，有利于中高端轿车轻量化，减小中高端轿车的能源损耗，提高工作效率。

Description

一种球笼型滑动万向节

技术领域

本发明涉及汽车零部件技术领域，特别是涉及一种球笼型滑动万向节。

背景技术

中高端轿车的高性能等速万向传动轴总成包括固定端等速万向节、滑移端等速万向节以及连接于固定端等速万向节和滑移端等速万向节之间的传动轴。高性能的等速万向传动轴总成除了要求高速稳定地传递动力外，还有降低总成重量、缩小空间尺寸、提高工作效率和减少能源损耗。

目前，中高端轿车高性能等速万向传动轴总成的滑移端等速万向节采用球笼型滑动万向节，现有技术的球笼型滑动万向节包括外星轮、内星轮、球笼和钢球，钢球为圆球状，外星轮球道和内星轮的球道的横截面的底部均为与圆球状的钢球相吻合的圆弧线。这样结构的球笼型滑动万向节体积大、占用空间大，不利于安装，对安装空间的需求大，因为体积大，重量也大，不利于中高端轿车高性能等速万向传动轴总成的轻量化，使中高端轿车的能源损耗多、工作效率低。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明要解决的技术问题在于提供一种体积小、重量轻的球笼型滑动万向节，以克服现有技术的上述缺陷。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种球笼型滑动万向节，包括外星轮、内星轮、球笼和多个钢球，所述外星轮设于所述球笼的外侧，所述内星轮设于所述球笼的内侧，所述多个钢球穿过所述球笼、沿所述球笼的圆周均布，所述多个钢球分别与所述外星轮及内星轮的各球道配合；

所述钢球为球台状，所述钢球的两端面到所述钢球球心的距离相等；所述钢球的两端面分别设于所述外星轮及内星轮的球道内；

所述外星轮球道横截面的底部为直线，所述外星轮球道横截面的两侧为与所述钢球球面贴合的圆弧线；

所述内星轮球道横截面的底部为直线，所述内星轮球道横截面的两侧为与所述钢球球面贴合的圆弧线；

所述钢球的两端面与所述外星轮球道的底部、所述内星轮球道的底部之间均设有间隙。

优选地，取所述钢球球面直径为Φ，所述钢球的端面到所述钢球球心的距离为H，所述外星轮球道横截面底部的直线到所述外星轮球道横截面两侧圆弧线的圆心的距离为h₁，所述内星轮球道横截面底部的直线到所述内星轮球道横截面两侧圆弧线的圆心的距离为h₂，则H=0.4Φ，h₁=0.4Φ+0.5mm，h₂=0.4Φ+0.5mm。

优选地，所述钢球的两端面与所述钢球的球面之间均设有倒圆角，取所述倒圆角的半径为R，则R=1mm–5mm。

优选地，所述外星轮球道横截面底部的直线与所述外星轮球道横截面两侧圆弧线之间均设有第一过渡圆弧，取所述第一过渡圆弧的半径为R₁，则R₁=R-0.5mm。

优选地，所述内星轮球道横截面底部的直线与所述内星轮球道横截面两侧圆弧线之间均设有第二过渡圆弧，取所述第二过渡圆弧的半径为R₂，则R₂=R-0.5mm。

如上所述，本发明的一种球笼型滑动万向节，具有以下有益效果：

在传递扭矩相同的情况下，与现有技术的球笼型滑动万向节相比，本发明可以使球笼型滑动万向节的径向尺寸缩小5%，同时减重5%，从而本发明占用空间小，有利于安装，对安装空间的需求小，有利于中高端轿车高性能等速万向传动轴总成的轻量化，减小中高端轿车的能源损耗，提高工作效率。钢球与各球道底部之间润滑油膜的设置使球笼型滑动万向节在运动过程中能够得到充分的润滑，从而本发明的使用寿命长。而在与现有技术的球笼型滑动万向节的径向尺寸相等的情况下，本发明传递扭矩的能力可以提升10%，从而本发明的性能更为优良。

附图说明

图1显示为本发明的球笼型滑动万向节的局部剖视示意图。

图2显示为图1的A-A向视图。

图3显示为图2中B区的局部放大示意图。

图4显示为本发明的球笼型滑动万向节的钢球的主视示意图。

图5显示为本发明的球笼型滑动万向节的外星轮的截面示意图。

图6显示为本发明的球笼型滑动万向节的内星轮的截面示意图。

元件标号说明

100外星轮110外星轮球道

111外星轮球道底部112外星轮球道侧面

200内星轮210内星轮球道

211内星轮球道底部212内星轮球道侧面

300球笼400钢球

410钢球的端面420钢球的球面

430钢球端面与球面之间的倒圆角500润滑油膜

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。

请参阅图1至图6。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容所能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。

鉴于现有技术的球笼型滑动万向节体积大、占用空间大，不利于安装，对安装空间的需求大，重量也大，不利于中高端轿车高性能等速万向传动轴总成的轻量化，使中高端轿车的能源损耗多、工作效率低。本发明的发明人提供一种球笼型滑动万向节，通过将万向节钢球设计成球台形状，使本发明在传递扭矩相同的情况下，比现有技术的球笼型滑动万向节的径向尺寸缩小5%、减重5%，不但占用空间小，有利于安装，对安装空间的需求小；且有利于中高端轿车高性能等速万向传动轴总成的轻量化，减小中高端轿车的能源损耗，提高工作效率。

以下将通过具体实施例来对本发明的球笼型滑动万向节进行详细说明。

如图1至图3所示，一种球笼型滑动万向节，包括外星轮100、内星轮200、球笼300和多个钢球400，所述外星轮100设于所述球笼300的外侧，所述内星轮200设于所述球笼300的内侧，所述多个钢球400穿过所述球笼300、沿所述球笼300的圆周均布，所述多个钢球400分别与所述外星轮100及内星轮200的各球道配合。

如图3、图4所示，所述钢球400为球台状，它包括两个平行的端面410和位于两个端面410之间的球面420，端面410为平面。所述钢球400的两端面410到所述钢球球心的距离相等；所述钢球400的两端面410分别设于所述外星轮100及内星轮200的球道内。

如图5所示，所述外星轮球道110横截面的底部为直线，所述外星轮球道110横截面的两侧为与所述钢球球面420贴合的圆弧线。

如图6所示，所述内星轮球道210横截面的底部为直线，所述内星轮球道210横截面的两侧为与所述钢球球面420贴合的圆弧线。

如图3所示，所述钢球400的两端面410与所述外星轮球道110的底部、所述内星轮球道210的底部之间均设有间隙，所述间隙被一层润滑油膜500填充。

因为所述钢球400为球台状，所以，与现有技术的球笼型滑动万向节相比，在传递扭矩相同的情况下，本发明可以使球笼型滑动万向节的径向尺寸缩小5%，同时减重5%，从而本发明占用空间小，有利于安装，对安装空间的需求小，有利于中高端轿车高性能等速万向传动轴总成的轻量化，减小中高端轿车的能源损耗，提高工作效率。钢球400与各球道底部之间润滑油膜500的设置使球笼型滑动万向节在运动过程中能够得到充分的润滑，从而本发明的使用寿命长。而在与现有技术的球笼型滑动万向节的径向尺寸相等的情况下，本发明传递扭矩的能力可以提升10%，从而本发明的性能更为优良。

如图4所示，取所述钢球球面420直径为Φ，所述钢球的端面410到所述钢球400球心的距离为H；如图5所示，取所述外星轮球道横截面底部111的直线到所述外星轮球道横截面两侧112圆弧线的圆心的距离为h₁；如图6所示，取所述内星轮球道横截面底部211的直线到所述内星轮球道横截面两侧212圆弧线的圆心的距离为h₂。为了保证钢球的两端面410与外星轮球道110的底部、内星轮球道210的底部之间有一层可靠的润滑油膜500，同时为了保证本发明的球笼型滑动万向节能够可靠地传递扭矩，优选地：

H=0.4Φ，h₁=0.4Φ+0.5mm，h₂=0.4Φ+0.5mm。

为了使所述润滑油膜500稳定可靠、不被损坏，优选地，所述钢球400的两端面410与所述钢球400的球面420之间均设有倒圆角，取所述倒圆角的半径为R，则R=1mm–5mm。

为了使所述润滑油膜500稳定可靠，同时为了避免外星轮球道的底部111与其两侧面112之间的夹角造成应力集中，以及避免内星轮球道的底部211与其两侧面212之间的夹角造成应力集中，优选地，所述外星轮球道横截面底部111的直线与所述外星轮球道横截面两侧112圆弧线之间均设有第一过渡圆弧，取所述第一过渡圆弧的半径为R₁，则R₁=R-0.5mm；所述内星轮球道横截面底部211的直线与所述内星轮球道横截面两侧212圆弧线之间均设有第二过渡圆弧，取所述第二过渡圆弧的半径为R₂，则R₂=R-0.5mm。

本发明的球笼型滑动万向节，其内星轮200相对于外星轮100的运动方式主要是轴向相对滑动，而内星轮200和外星轮100在圆周方向上是同步运转的。由于内星轮球道210、外星轮球道110均与所述钢球球面420之间为点接触，所以滑动时摩擦力很小，滑动非常灵活。由于所述钢球400的端面410与内星轮球道210的底部211、外星轮球道110的底部111之间均设有间隙，所以内星轮200相对于外星轮100可以摆动一定的夹角，实现万向功能。

综上所述，本发明与现有技术的球笼型滑动万向节相比，在传递扭矩相同的情况下，本发明可以使球笼型滑动万向节的径向尺寸缩小5%，同时减重5%，从而本发明占用空间小，有利于安装，对安装空间的需求小，有利于中高端轿车高性能等速万向传动轴总成的轻量化，减小中高端轿车的能源损耗，提高工作效率。钢球400与各球道底部之间润滑油膜500的设置使球笼型滑动万向节在运动过程中能够得到充分的润滑，从而本发明的使用寿命长。而在与现有技术的球笼型滑动万向节的径向尺寸相等的情况下，本发明传递扭矩的能力可以提升10%，从而本发明的性能更为优良。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (4)

1.一种球笼型滑动万向节，包括外星轮(100)、内星轮(200)、球笼(300)和多个钢球(400)，所述外星轮(100)设于所述球笼(300)的外侧，所述内星轮(200)设于所述球笼(300)的内侧，所述多个钢球(400)穿过所述球笼(300)、沿所述球笼(300)的圆周均布，所述多个钢球(400)分别与所述外星轮(100)及内星轮(200)的各球道配合；其特征在于，

所述钢球(400)为球台状，所述钢球的两端面(410)到所述钢球(400)球心的距离相等；所述钢球的两端面(410)分别设于所述外星轮(100)及内星轮(200)的球道内；

所述外星轮球道(110)横截面的底部为直线，所述外星轮球道(110)横截面的两侧为与所述钢球球面(420)贴合的圆弧线；

所述内星轮球道(210)横截面的底部为直线，所述内星轮球道(210)横截面的两侧为与所述钢球球面(420)贴合的圆弧线；

所述钢球的两端面(410)与所述外星轮球道(110)的底部、所述内星轮球道(210)的底部之间均设有间隙；

取所述钢球球面(420)直径为Φ，所述钢球的端面(410)到所述钢球(400)球心的距离为H，所述外星轮球道(110)横截面底部的直线到所述外星轮球道(110)横截面两侧圆弧线的圆心的距离为h₁，所述内星轮球道(210)横截面底部的直线到所述内星轮球道(210)横截面两侧圆弧线的圆心的距离为h₂，则H＝0.4Φ，h₁＝0.4Φ+0.5mm，h₂＝0.4Φ+0.5mm。

2.根据权利要求1所述的球笼型滑动万向节，其特征在于：所述钢球的两端面(410)与所述钢球的球面(420)之间均设有倒圆角，取所述倒圆角的半径为R，则R＝1mm–5mm。

3.根据权利要求2所述的球笼型滑动万向节，其特征在于：所述外星轮球道(110)横截面底部的直线与所述外星轮球道(110)横截面两侧圆弧线之间均设有第一过渡圆弧，取所述第一过渡圆弧的半径为R₁，则R₁＝R-0.5mm。

4.根据权利要求2所述的球笼型滑动万向节，其特征在于：所述内星轮球道(210)横截面底部的直线与所述内星轮球道(210)横截面两侧圆弧线之间均设有第二过渡圆弧，取所述第二过渡圆弧的半径为R₂，则R₂＝R-0.5mm。