CN107725624A - 一种等速万向节传动轴 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种等速万向节传动轴，包括：前轴，端部形成有球笼壳体，所述球笼壳体背离所述前轴的端面凹进形成敞口的球形空间；后轴，端部连接有球头，所述球头收容于所述球形空间内，包括相对设置的两个圆形端面以及连接两个所述圆形端面的外弧面，所述后轴连接于所述外弧面上；滚球，所述球形空间的内壁凹设有半球槽，所述球头以所述球头的轴线为中心线环设有圆环槽，所述圆环槽于所述外弧面形成开口，所述半球槽和所述圆环槽相配合形成用于容纳所述滚球的球槽。本发明通过球头、滚球和球笼壳体的配合，实现了前轴和后轴之间在成一定的夹角状态下的万向连接，同时结构简单，体积小，重量轻，转动转角大，传动平稳，寿命长。

Description

一种等速万向节传动轴
技术领域
本发明涉及汽车零部件技术领域，特别是一种等速万向节传动轴。
背景技术
目前，汽车转向传动轴为了满足方向盘与转向器输入轴的连接，需要改变转向传动轴的方向，为此通常采用万向节连接，由于球笼式等等速万向节结构复杂，成本较高，转向传动轴通常采用结构相对简单的十字轴万向节进行连接。
传统的万向节是由两个节叉和十字轴组成，十字轴的应用使万向节的转动角度小，工作不够平稳，运转时寿命短等缺点。
发明内容
本发明的目的是提供一种等速万向节传动轴，以解决现有技术中的汽车转向传动轴采用十字轴万向节连接，造成的万向节的转动角度小，工作不够平稳，运转时寿命短等技术问题。
本发明提供了一种等速万向节传动轴，包括：
前轴，端部形成有球笼壳体，所述球笼壳体背离所述前轴的端面凹进形成敞口的球形空间；
后轴，端部连接有球头，所述球头收容于所述球形空间内，所述球头为球台状，包括相对设置的两个圆形端面以及连接两个所述圆形端面的外弧面，所述后轴连接于所述外弧面上；
滚球，所述球形空间的内壁凹设有半球槽，所述球头以所述球头的轴线为中心线环设有圆环槽，所述圆环槽于所述外弧面形成开口，所述半球槽和所述圆环槽相配合形成用于容纳所述滚球的球槽。
如上所述的等速万向节传动轴，其中，优选的是，所述半球槽设有两个，两个所述半球槽以所述前轴的轴线为中心线对称设置，所述球形空间的球心落于两个所述半球槽的圆心连线上。
如上所述的等速万向节传动轴，其中，优选的是，所述球笼壳体包括上球座和下球座，所述下球座与所述前轴同轴固定连接，所述上球座可拆装的贴合于所述下球座上，所述球形空间的球心落于所述上球座与所述下球座的分界面上。
如上所述的等速万向节传动轴，其中，优选的是，所述下球座的周向延伸有多个下凸耳，多个所述下凸耳上均开设有下固定孔，所述上球座的周向延伸有多个上凸耳，多个所述上凸耳上均开设有上固定孔，多个所述上凸耳与所述下凸耳一一对应，固定螺钉穿过所述下固定孔和所述上固定孔后固定。
如上所述的等速万向节传动轴，其中，优选的是，所述球笼壳体的背离所述前轴的端面凹进形成锥面，所述球形空间的敞口形成于所述锥面的底部。
如上所述的等速万向节传动轴，其中，优选的是，还包括有密封罩，所述密封罩包括位于两端的用于与所述球笼壳体的外壳配合的大直径端部和用于与所述后轴的轴杆配合的小直径端部。
如上所述的等速万向节传动轴，其中，优选的是，所述大直径端部与所述球笼壳体的外壳之间、所述小直径端部与所述后轴的轴杆之间均为过盈配合。
如上所述的等速万向节传动轴，其中，优选的是，所述大直径端部的尾端形成有环状凸缘，球笼壳体的外壳上径向凹设有与所述环状凸缘形成密封配合的环状卡槽。
如上所述的等速万向节传动轴，其中，优选的是，所述滚球为钢球。
如上所述的等速万向节传动轴，其中，优选的是，所述圆环槽的内壁与所述外弧面之间设有倒圆角。
与现有技术相比，本发明通过球头、滚球和球笼壳体的配合，实现了前轴和后轴之间在成一定的夹角状态下的万向连接，同时结构简单，体积小，重量轻，转动转角大，传动平稳，寿命长。
附图说明
图1是本发明的剖视图；
图2是图1的A-A向视图；
图3是图2的B-B向视图；
图4是下球座的轴测图；
图5是上球座的轴测图；
图6是球头的轴测图；
图7是密封罩的轴测图；
图8是本发明的整体结构的轴测图。
附图标记说明：1-前轴，2-球笼壳体，3-球形空间，4-后轴，5-球头，6-圆形端面，7-外弧面，8-半球槽，9-圆环槽，10-上球座，11-下球座，12-下凸耳，13-下固定孔，14-上凸耳，15-上固定孔，16-锥面，17-密封罩，18-环状凸缘，19-环状卡槽，20-倒圆角，21-固定螺钉，22-滚球。
具体实施方式
下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。
如图1至图8所示，本发明的实施例提供了一种等速万向节传动轴，包括：
前轴1，端部形成有球笼壳体2，所述球笼壳体2背离所述前轴1的端面凹进形成敞口的球形空间3,所述球笼壳体2的轮廓大致为碗状结构，所述前轴1同轴连接于所述球笼壳体2的球面，所述球形空间3的球心落于所述前轴1的轴心线上。
后轴4，端部连接有球头5，所述球头5收容于所述球形空间3内，所述球头5为球台状，包括相对设置的两个圆形端面6以及连接两个所述圆形端面6的外弧面7，所述后轴4连接于所述外弧面7上，所述球头5的球心落于所述后轴4的轴心线上且与所述球形空间3的球心相重合,所述球头5的外轮廓和所述球形空间3的内轮廓相配合，所述外弧面7优选为贴合于所述球形空间3的内壁面。
滚球22，所述球形空间3的内壁凹设有半球槽8，所述滚球22与所述半球槽8的槽面相贴合，所述球头5以所述球头5的轴线为中心线环设有圆环槽9，所述圆环槽9于所述外弧面7形成开口，所述半球槽8和所述圆环槽9相配合形成用于容纳所述滚球22的球槽。所述滚球22只能在所述球槽内转动，球头5只能在球形空间3的内球面内转动。
所述半球槽8设有两个，对应的滚球22也设有两个，两个所述半球槽8以所述前轴1的轴线为中心线对称设置，优选地，两个所述半球槽8的球心连线垂直于所述前轴1的轴线，所述球形空间3的球心落于两个所述半球槽8的圆心连线上。
首先定义后轴4的延伸方向为Z轴方向，两个半球槽8的圆心连线方向为X轴方向，两个圆形端面6的圆心连线方向为Y轴方向，由于受到滚球22的限制，后轴4只能绕两个半球槽8的圆心连线所在的X轴相对于前轴1转动以及通过后轴4上的圆环槽9绕Y轴方向相对于前轴1转动，而无法绕Z轴方向相对于前轴1旋转，因此实现了前轴1和后轴4之间在成一定的夹角状态下的万向连接，同时由于后轴4无法绕Z轴方向相对于前轴1旋转从而实现前轴1和后轴4之间的转动扭矩的传递。结构简单，体积小，重量轻，转动转角大，传动平稳，寿命长。
为了方便将球头5装配入所述球形空间3内，所述球笼壳体2设为分体式结构，所述球笼壳体2包括上球座10和下球座11，所述下球座11与所述前轴1同轴固定连接，所述上球座10可拆装的贴合于所述下球座11上，所述球形空间3的敞口位于所述上球座10的背离所述下球座11的端面上，所述球形空间3的球心落于所述上球座10与所述下球座11的分界面上，所述分界面将半球槽8平分为上半球槽和下半球槽，上半球槽位于所述上球座10上，下半球槽位于所述下球座11上。
所述上球座10和所述下球座11的固定方式有很多，例如铆接、焊接或者螺纹连接等，为了拆装方便，本实施例选用螺纹连接方式，具体地，所述下球座11的周向延伸有多个下凸耳12，多个所述下凸耳12上均开设有下固定孔13，所述下凸耳12为柱形体，所述下固定孔13和所述下凸耳12同轴设置，本实施例中下凸耳12优选为四个,对称设置，四个下固定孔13的圆心连线围成方形，所述上球座10的周向延伸有多个上凸耳14，多个所述上凸耳14上均开设有上固定孔15，多个所述上凸耳14与所述下凸耳12一一对应，固定螺钉21穿过所述下固定孔13和所述上固定孔15后固定。
首先将后轴4轴端从上球座10的结合面端插入上球座10上的敞口中，使球头5的外弧面7与上球座10的内壁面接触，转动后轴4使后轴4上的圆环槽9与上球座10上的上半球槽对齐，将两个钢球放入后轴4上的圆环槽9与上球座10上的上半球槽中，再将下球座11的上半球槽与上球座10上的下半球槽对齐，下球座11的结合面与上球座10的结合面贴合，上半球槽、下半球槽和圆环槽9合而形成完整的球槽结构，下固定孔13与上固定孔15对齐，用4个固定螺钉21将下球座11与上球座10固定到一起，则两个钢球只能在球槽中转动，球头5只能在球形空间3的内球面内转动。
为避免对前轴1和后轴4的转动造成干涉，所述球笼壳体2的背离所述前轴1的端面凹进形成锥面16，所述球形空间3的敞口形成于所述锥面16的底部。
为了对球头5和球笼壳体2的接头处进行密封、防止灰尘进入，还包括有密封罩17，所述密封罩17包括位于两端的用于与所述球笼壳体2的外壳配合的大直径端部和用于与所述后轴4的轴杆配合的小直径端部。
为了增加密封性，优选的方式是，所述大直径端部与所述球笼壳体2的外壳之间、所述小直径端部与所述后轴4的轴杆之间均为过盈配合。
为了进一步增加密封性，所述大直径端部的尾端形成有环状凸缘18，球笼壳体2的外壳上径向凹设有与所述环状凸缘18形成密封配合的环状卡槽19，在球形空间3内注入一部分润滑脂，密封罩17的一端通过环状卡槽19卡到球笼壳体2的环状卡槽19上，另一端与后轴4轴杆过盈配合，起到了很好的密封、防尘效果，通过密封罩17的弹性变形，满足前轴1和后轴4之间的万向转动需求。
为了增强滚球22的耐磨效果和提高表面光滑度以确保万向转动流畅，所述滚球22为钢球。
为了减少对钢球的磕碰，所述圆环槽9的内壁与所述外弧面7之间设有倒圆角20。
以上依据图式所示的实施例详细说明了本发明的构造、特征及作用效果，以上所述仅为本发明的较佳实施例，但本发明不以图面所示限定实施范围，凡是依照本发明的构想所作的改变，或修改为等同变化的等效实施例，仍未超出说明书与图示所涵盖的精神时，均应在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种等速万向节传动轴，其特征在于，包括：
前轴(1)，端部形成有球笼壳体(2)，所述球笼壳体(2)背离所述前轴(1)的端面凹进形成敞口的球形空间(3)；
后轴(4)，端部连接有球头(5)，所述球头(5)收容于所述球形空间(3)内，所述球头(5)为球台状，包括相对设置的两个圆形端面(6)以及连接两个所述圆形端面(6)的外弧面(7)，所述后轴(4)连接于所述外弧面(7)上；
滚球(22)，所述球形空间(3)的内壁凹设有半球槽(8)，所述球头(5)以所述球头(5)的轴线为中心线环设有圆环槽(9)，所述圆环槽(9)于所述外弧面(7)形成开口，所述半球槽(8)和所述圆环槽(9)相配合形成用于容纳所述滚球(22)的球槽。
2.根据权利要求1所述的等速万向节传动轴，其特征在于：所述半球槽(8)设有两个，两个所述半球槽(8)以所述前轴(1)的轴线为中心线对称设置，所述球形空间(3)的球心落于两个所述半球槽(8)的圆心连线上。
3.根据权利要求1所述的等速万向节传动轴，其特征在于：所述球笼壳体(2)包括上球座(10)和下球座(11)，所述下球座(11)与所述前轴(1)同轴固定连接，所述上球座(10)可拆装的贴合于所述下球座(11)上，所述球形空间(3)的球心落于所述上球座(10)与所述下球座(11)的分界面上。
4.根据权利要求3所述的等速万向节传动轴，其特征在于：所述下球座(11)的周向延伸有多个下凸耳(12)，多个所述下凸耳(12)上均开设有下固定孔(13)，所述上球座(10)的周向延伸有多个上凸耳(14)，多个所述上凸耳(14)上均开设有上固定孔(15)，多个所述上凸耳(14)与所述下凸耳(12)一一对应，固定螺钉(21)穿过所述下固定孔(13)和所述上固定孔(15)后固定。
5.根据权利要求1所述的等速万向节传动轴，其特征在于：所述球笼壳体(2)的背离所述前轴(1)的端面凹进形成锥面(16)，所述球形空间(3)的敞口形成于所述锥面(16)的底部。
6.根据权利要求1所述的等速万向节传动轴，其特征在于：还包括有密封罩(17)，所述密封罩(17)包括位于两端的用于与所述球笼壳体(2)的外壳配合的大直径端部和用于与所述后轴(4)的轴杆配合的小直径端部。
7.根据权利要求6所述的等速万向节传动轴，其特征在于：所述大直径端部与所述球笼壳体(2)的外壳之间、所述小直径端部与所述后轴(4)的轴杆之间均为过盈配合。
8.根据权利要求6所述的等速万向节传动轴，其特征在于：所述大直径端部的尾端形成有环状凸缘(18)，球笼壳体(2)的外壳上径向凹设有与所述环状凸缘(18)形成密封配合的环状卡槽(19)。
9.根据权利要求1所述的等速万向节传动轴，其特征在于：所述滚球(22)为钢球。
10.根据权利要求1所述的等速万向节传动轴，其特征在于：所述圆环槽(9)的内壁与所述外弧面(7)之间设有倒圆角(20)。
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