CN104806650B - 一种固定端等速万向节 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种新型固定端等速万向节，包括钟形壳、保持架、星形套和钢球，钟形壳内球面的球心a＇基于轴心线竖直向上偏移且原球心a与球心a＇的连线位于垂直于轴心线的大圆的竖直中心线上；保持架外球面球心b1＇基于轴心线竖直向下偏移且原球心b与球心b1＇的连线位于垂直于轴心线的大圆的竖直中心线上，保持架内球面球心b2＇基于轴心线竖直向上偏移且原球心b与球心b2＇的连线位于垂直于轴心线的大圆的竖直中心线上；星形套外球面球心c＇基于轴心线竖直向下偏移且原球心c与球心c＇的连线位于垂直于轴心线的大圆的竖直中心线上。该结构减少零件之间轴向位移，降低零件之间冲击力度，可延长使用寿命。

Description

一种固定端等速万向节

技术领域

本发明涉及汽车零配件技术领域，尤其是涉及一种新型固定端等速万向节。

背景技术

作为汽车传动系统的重要零部件，万向节与传动轴组合构成万向节总成。而其中能够保持主动轴与从动轴的角速度相等的万向节称为等速万向节。等速万向节按照工作性能分为固定型和伸缩型。在现有技术当中，球笼式固定端等速万向节的结构如图1所示包括钟形壳1、保持架2、星形套3和钢球4。如图2所示，钟形壳1内球面的球心为a。如图3所示，保持架2的内外球面的球心为b。如图4所示，星形套3外球面的球心为c。结合图1图2图3图4可以看出，球心a、球心b和球心c均位于轴心线上。在此结构中，钟形壳1内球面与保持架2的外球面保持间隙配合，保持架2的内球面与星形套3外球面保持间隙配合，以此保证万向节在不同工作角度下灵活的转动和摆动。然而，从图5的示意图中可以得知，球面之间的间隙配合在中间或者两侧面等任意位置的径向间隙均相等，那么各零件之间存在的最大轴向间隙可以从图6中看出。如此可知，如果轴向间隙较大，则不可避免的导致各零件之间在轴向上产生较大的位移，使得零件之间过度冲击，不仅造成异响，而且磨损零件，缩短万向节的使用寿命。

作为一种典型的现有技术，公告号为CN201736807U，公告日为2011年2月9日的中国专利文件公开了一种固定端等速万向节与轮毂组合装置，包括等速万向节，轮毂，所述等速万向节具有钟形壳杆，所述钟形壳杆为钟形壳与杆部连接而成，所述钟形壳杆从钟形壳到杆部依次设有安装面、导向段、螺纹段，所述导向段直径大于螺纹段；所述固定端等速万向节与轮毂组合装置设有齿圈，所述齿圈为圆环形，套在钟形壳杆导向段外，并与安装面接触，所述齿圈与钟形壳杆间设有定位防转机构；所述齿圈设有沿轴心圆周分布的齿圈端面齿；所述轮毂设有导向孔，所述导向孔与导向段间隙配合；所述轮毂设有沿轴心圆周分布的轮毂端面齿与齿圈端面齿啮合；所述钟形壳杆穿出轮毂导向孔，螺母与钟形壳杆螺纹段固定连接。该结构解决的技术问题是万向节与轮毂间采用内外花键连接方式存在径向间隙，在工作时会产生径向跳动，从而产生振动和噪音。而作为现有技术的万向节，对于其内部各零件之间由于存在径行间隙带来的问题，没有从结构上进行改进，以期降低噪音和延长使用寿命。

同样是一款现有技术的万向节，公告号为CN201396377Y，公告日为2010年2月3日的中国专利文件中公开了一种固定端等速万向节，包括等速万向节，其与轮毂单元的连接方式为采用的等速万向节端面齿结构进行与轮毂单元的相应端面齿啮合，在等速万向节与轮毂单元的连接轴上设有连接轴内螺纹。该结构考虑的仍然是解决万向节的花键配合连接方式中存在径行的问题，作为典型的现有技术的万向节，没有考虑解决万向节内部各零件间由于存在径向间隙引发的问题并给予结构上的改进。

公布号为CN101949416A，公布日为2011年1月19日的中国专利文件中公开了一种中心固定型球笼式等速万向节，包括钟形壳体，所述钟形壳体内设有星形套，所述星形套的外壁与所述钟形壳体的内壁之间具有间隙，间隙中分布有多个呈环形排列的钢球，所述的钢球由设置于间隙中的环形保持架固定；由所述钟形壳体的内壁与所述环形保持架的外壁组成一组球面副，由所述环形保持架的内壁和所述星形套的外壁组成另一组球面副，两组球面副之间为间隙配合。该结构虽然考虑到了万向节存在径向和轴向间隙的问题，并通过钟形壳内壁与保持架外壁组成的球面副和保持架内壁与星形套外壁组成的另一组球面副的改进，以期使星形套的接触应力达到与钟形壳体的接触应力相当的水平，进而减少各零件间的窜动、冲击，但是程度有限，各零件之间的轴向间隙的存在导致零件产生较大轴向位移的现象，并没有从结构上的改进得到实质性的改变。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，所要解决的技术问题是提供一种新型固定端等速万向节，其内部的各零件之间具有较小的轴向间隙，减少各零件之间产生的轴向位移，不但大幅度降低了各零件之间的冲击力度，而且减少了异响的发生，进而延长了万向节的使用寿命。

本发明是通过以下技术方案使上述的技术问题得以解决。

一种新型固定端等速万向节，包括钟形壳、保持架、星形套和钢球，钟形壳内球面的球心a＇基于轴心线竖直向上偏移且原球心a与球心a＇的连线位于垂直于轴心线的大圆的竖直中心线上；保持架外球面球心b1＇基于轴心线竖直向下偏移且原球心b与球心b1＇的连线位于垂直于轴心线的大圆的竖直中心线上，保持架内球面球心b2＇基于轴心线竖直向上偏移且原球心b与球心b2＇的连线位于垂直于轴心线的大圆的竖直中心线上；星形套外球面球心c＇基于轴心线竖直向下偏移且原球心c与球心c＇的连线位于垂直于轴心线的大圆的竖直中心线上。

在该结构中由于钟形壳内球面的球心a＇向上偏移，使得球面圆弧半径缩小，球面圆弧曲率变大；保持架外球面球心b1＇向下偏移，使得球面圆弧半径增大，球面圆弧曲率变小；由此可得知钟形壳内球面与保持架外球面之间的径向间隙变小，而且球面之间的间隙配合随位置不同而不相等，位于两侧的间隙远小于中间位置的间隙，因此大幅度减少了零件之间可能产生的轴向位移。同理，保持架内球面球心b2＇向上偏移，使得球面圆弧半径缩小，球面圆弧曲率变大；星形套外球面球心c＇向下偏移，使得球面圆弧半径增大，球面圆弧曲率变小；也由此使得保持架内球面与星形套外球面之间的径向间隙变小，位于两侧的间隙远小于中间位置的间隙，从而可大幅度减少零件之间可能产生的轴向位移。这样不但大幅度降低了各零件之间的冲击力度，而且减少了异响的发生，进而延长了万向节的使用寿命。

作为对球心偏移量的优选，球心a＇、b1＇、b2＇和c＇基于轴心线的偏移量为0.005至0.02mm。

为了改善球面之间的润滑，减少零件之间的磨损，提高万向节的使用寿命，可在钟形壳内球面上设置油槽。

作为优选在钟形壳的外壳上设置若干螺栓孔。依此为与其他相应的零件进行连接而提供方便，且坚固可靠。

作为优选在保持架上均匀设置六个窗孔，所述窗孔内设置钢球。使钢球受力均匀，不易损坏，确保保持架转动灵活可靠。

总而言之，本发明采用球心基于轴心线上的原球心发生竖直偏移的方式，改变了球心半径，以至于通过增大或者减小球面圆弧曲率，来减小钟形壳、保持架和星形套之间的径向间隙，从而减少了各零件之间可能产生的轴向位移。该结构的优化合理，易于加工，可靠性强。在原有结构的基础上进行改进未增加生产成本，有效的减少了各零件之间产生冲击的力度和可能性，也因此降低了异响的发生，提高了固定端等速万向节的质量，进而延长了使用寿命。

附图说明

图1是现有技术的固定端等速万向节的一种剖视结构示意图；

图2是图1中钟形壳内球面球心a局部放大示意图；

图3是图1中保持架内外球面球心b局部放大示意图；

图4是图1中星形套外球面球心c局部放大示意图；

图5是图1中球面之间径行间隙的局部放大示意图；

图6是图1中各零件之间最大轴向间隙的局部放大示意图；

图7是本发明的钟形壳内球面球心a＇局部放大示意图；

图8是本发明的保持架内外球面球心b1＇b2＇局部放大示意图；

图9是本发明的星形套外球面球心c＇局部放大示意图；

图10是本发明的球面之间径行间隙的局部放大示意图；

图11是本发明的各零件之间最大轴向间隙的局部放大示意图。

图中：1-钟形壳，2-保持架，3-星形套，4-钢球。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施方式进行详细的说明。

如图1现有技术的结构示意图所示，本发明作为一种新型固定端等速万向节，同样包括钟形壳1、保持架2、星形套3和钢球4。作为相对于现有技术结构上的改进，首先，如图7所示，钟形壳1内球面的球心a＇基于轴心线竖直向上偏移且原球心a与球心a＇的连线位于垂直于轴心线的大圆的竖直中心线上；接下来如图8所示，保持架2外球面球心b1＇基于轴心线竖直向下偏移且原球心b与球心b1＇的连线位于垂直于轴心线的大圆的竖直中心线上，保持架2内球面球心b2＇基于轴心线竖直向上偏移且原球心b与球心b2＇的连线位于垂直于轴心线的大圆的竖直中心线上；再如图9所示，星形套3外球面球心c＇基于轴心线竖直向下偏移且原球心c与球心c＇的连线位于垂直于轴心线的大圆的竖直中心线上。在上述结构改进当中，由于钟形壳1内球面的球心a＇向上偏移，使得内球面圆弧半径缩小，内球面圆弧曲率变大。保持架2外球面球心b1＇向下偏移，使得外球面圆弧半径增大，外球面圆弧曲率变小。对比参看图5和图10，钟形壳1内球面与保持架2外球面之间的径向间隙变小，而且球面之间的间隙配合随位置不同而不相等，位于两侧的间隙远小于中间位置的间隙。保持架2内球面球心b2＇向上偏移，使得内球面圆弧半径缩小，内球面圆弧曲率变大。星形套3外球面球心c＇向下偏移，使得外球面圆弧半径增大，外球面圆弧曲率变小。对比参看图5和图10所示，保持架2内球面与星形套3外球面之间的径向间隙变小，球面之间的间隙配合随位置不同而不相等，位于两侧的间隙远小于中间位置的间隙。对比参看图6和图11，各零件之间的最大轴向位移已经大幅度的减少，不但大幅度降低了各零件之间的冲击力度，而且减少了异响的发生，进而有效的延长了万向节的使用寿命。

作为各球面球心的偏移量优选设置，可以将球心a＇、b1＇、b2＇和c＇基于轴心线的偏移量设置为0.005至0.02mm，包括边界值0.005mm和0.02mm。如图7中a＇的上偏移量为0.02mm。图8中所示，b1＇的下偏移量为0.01mm，b2＇的上偏移量为0.02mm。图9中所示，c＇的下偏移量为0.005mm。这样的改进，既可以保证各零件之间不发生非预期的不合理性干涉，而且减少了各球面之间的径向间隙，降低了各零件之间可能发生的最大轴向位移。

在润滑结构上可优选在钟形壳1内球面上设置油槽。这样不但可以改善球面之间的润滑，而且减少了零件之间的磨损，可有效的提高万向节的使用寿命。

可优选在钟形壳1的外壳上设置若干螺栓孔，依此与其他相应的零件进行固定连接，且结构坚固可靠。

在保持架2上可优选设置六个窗孔且沿保持架2的圆周均匀布置，所述窗孔内设置钢球。此种结构使钢球受力均匀，保持架2转动灵活可靠。

本发明不局限于上述具体实施方式的结构，包括与本发明属于同类结构，均可应用如同本发明中的钟形壳内球面球心、保持架内外球面球心和星形套外球面球心发生球心偏移的改进结构的球笼式固定端等速万向节均落在本发明的保护范围内。

Claims (3)

1.一种固定端等速万向节，包括钟形壳（1）、保持架（2）、星形套（3）和钢球（4），其特征是：钟形壳（1）内球面的球心a＇基于钟形壳的轴心线竖直向上偏移且原球心a与球心a＇的连线位于垂直于钟形壳的轴心线的大圆的竖直中心线上；保持架（2）外球面球心b1＇基于钟形壳的轴心线竖直向下偏移且原球心b与球心b1＇的连线位于垂直于钟形壳的轴心线的大圆的竖直中心线上，保持架（2）内球面球心b2＇基于钟形壳的轴心线竖直向上偏移且原球心b与球心b2＇的连线位于垂直于钟形壳的轴心线的大圆的竖直中心线上；星形套（3）外球面球心c＇基于钟形壳的轴心线竖直向下偏移且原球心c与球心c＇的连线位于垂直于钟形壳的轴心线的大圆的竖直中心线上，球心a＇、b1＇、b2＇和c＇基于钟形壳的轴心线的偏移量为0.005mm至0.02mm，钟形壳（1）内球面上设置油槽。

2.根据权利要求1所述的固定端等速万向节，其特征是：钟形壳（1）的外壳上设有若干螺栓孔。

3.根据权利要求1所述的固定端等速万向节，其特征是：保持架（2）上均匀设置六个窗孔，所述窗孔内设置钢球（4）。