CN107763085A - 一种抗抖动的三球销滑移式万向节 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种抗抖动的三球销滑移式万向节，各销轴与轴承架过渡处弧形内凹；销轴两侧为直径小的球面、前、后和端面为接近平面的球面；内圈为内壁与销轴外壁相匹配、外壁与外圈内壁相匹配的圆筒形，其两端凸起有外圆直径小于销轴外径的弧形凸起；外圈外壁与滑套内的滑槽相匹配，内壁两端凸起有构成长度大于滚珠长度的滚针安装槽的环形凸起A和环形凸起B或凹进有之间的距离大于滚珠长度的挡圈的安装凹槽A和安装凹槽B；环形凸起B的外缘直径小于内圈外径或挡圈内径小于内圈外径；内圈宽度小于滚针长度。本发明内部摩擦小、三球销总成滑移量大、工作摆角大、总体传动效率高，派生轴向力显著降低，运行振动小，抗抖动能力强。
Description
技术领域
本发明属于汽车零部件领域，涉及一种三球销滑移式万向节。
背景技术
乘用车的高性能等速万向传动轴总成通常由固定式万向节、滑移式万向节和连接于万向节之间的中间轴构成。滑移式万向节包括三球销式和六球式，目前市场上使用三球销滑移式万向节较多。三球销滑移式万向节包括滑套和三叉轴承，三叉轴承在滑套内可以滑移；三球销总成包括轴承架，轴承架上均匀设置有三个销轴，销轴上均装有轴承外圈、滚针、挡环和弹性卡环，滚针的外端由挡片和弹性卡环限位，这种结构成本低、结构简单、重量轻，但由于轴承外圈在运动过程中在滑套滑槽或滚道内滚动时会产生侧倾，侧倾将引起附加的摩擦阻力，从而运动过程中容易引起振动和卡滞现象；且由于结构的限制，万向节摆角小，滚针与挡环的接触容易磨损挡环而可能发生滚针脱落。为了解决上述问题，人们对现有的三球销滑移式万向节进行了局部技术改进，将圆弧直滚道改为非圆弧的直滚道，这种改进在一定程度上提高了三球销滑移式万向节转动运动的灵活性，使万向节摆角略有变大，其振动和卡滞现象也有所减少；但其效果不是很明显，仍不能满足现在乘用车的高性能需求，需要研究一种万向节从小角度到大角度的摆动过程中，派生轴向力都能很好的控制在极低的范围内的万向节。
发明内容
本发明的目的就是解决现有技术中存在的上述问题，提供一种内部摩擦小、三球销总成滑移量大、工作摆角大、总体传动效率高、运行振动小，派生轴向力小，抗抖动能力强的抗抖动的三球销滑移式万向节。
为实现上述目的，本发明的技术解决方案是：一种抗抖动的三球销滑移式万向节，包括滑套和套设在滑套内的三球销总成；所述的滑套内设置有供三球销总成滑移的截面为弧形的滑槽；其特征在于，三球销总成包括中间设有渐开线花键的轴承架、轴承架上均匀设置的与其一体的三个销轴和每个销轴上装有的滚轮总成；滚轮总成包括外圈、内圈和多个滚针；所述的各销轴与轴承架过渡处弧形内凹，该过渡处截面为椭圆；所述销轴整体为球形，为了容易装配，球形的前、后被内凹的弧形截切成接近平面的弧面、端面为平面或接近平面的球面；所述内圈为内壁与销轴外壁相匹配、外壁与外圈内壁相匹配的圆筒形，其内壁的两端凸起有弧形凸起，弧形凸起外缘的直径小于销轴球面的外径；所述外圈外壁与滑套内的滑槽相匹配，外圈可在滑槽内进行滚动和滑动的组合运动；所述外圈内壁两端分别凸起有环形凸起A和环形凸起B或者凹进有挡圈的安装凹槽A和安装凹槽B，环形凸起A和环形凸起B构成长度大于滚珠长度的滚针安装槽，安装凹槽A和安装凹槽B之间的距离大于滚珠长度；环形凸起B的外缘的直径小于所述内圈的外径或者挡圈的内径小于所述内圈的外径；多个滚针均匀安装在外圈的滚针安装槽内，内圈套在滚珠的里圈，安装在销轴外；内圈的宽度小于滚针长度。
进一步优选地，所述的各销轴纵截面对角线长度小于等于所述销轴几何中心处横截面直径的长度。由于销轴纵截面对角线的长度和销轴横截面直径的长度为销轴表面任意两点间距离的极值，所以这样设置保证了销轴与内圈的任意两接触点的连线长度一定小于或等于销轴横截面的直径，当销轴与滚轮总成在限定的范围内调整工作摆角时，销轴能一直与内圈相匹配。
进一步优选地，所述的滑套通过冷挤成型，在滑套内孔的非滑槽面上两端有横截面为圆弧形的柱形限位凸起A和柱形限位凸起B或者在滑套内孔的非滑槽面上中间有横截面为弧形的柱形限位凸起C。设置柱形限位凸起A和柱形限位凸起B或者设置柱形限位凸起C的目的是控制滚轮总成不至于过度倾斜而影响其沿滑套滑槽方向的滚动和滑动。
本发明各销轴与轴承架过渡处弧形内凹，以保证调整滚轮总成摆角时，外圈的下端能与过渡处的弧形内凹配合从而提高滚轮的摆角范围而不发生干涉。外圈的环形凸起B的外缘的直径小于内圈的外径或者挡圈的内径小于内圈的外径，这样内圈通过滚针沿着销轴方向滑动时，避免外圈相对于内圈脱落。内圈的弧形凸起外圆的直径小于销轴外径，用于控制内圈不从销轴上脱出。内圈的宽度小于滚针长度，可以保证内圈沿销轴方向进行滑动。总之，本发明外圈可沿滑套滑槽做滚动和滑动的运动，内圈可相对于外圈进行滚动，并可沿销轴方向进行滑动；轴承架的销轴可相对于内圈的内壁进行转动，并可沿着销轴方向进行直线运动。在万向节角度增加时，内圈相对于外圈沿销轴方向依靠滚针的运动为主运动，轴承架销轴沿内圈内壁的沿销轴方向的运动为辅运动，两种运动的组合使万向节在摆动过程中产生的派生轴向力控制在极低的范围内，万向节摆角从0°到15°等大角度变化过程中，派生轴向力总能控制在一种极低的状态，在大角度的情况下，显著降低了万向节的派生轴向力(GAF)，从而在运动过程中，增加了万向节的抗抖动能力，减少了卡滞现象的发生；增大了销轴与外圈之间的相对滑移量，增大了销轴万向节的摆角。
总之，本发明内部摩擦小、三球销总成滑移量大、工作摆角大、总体传动效率高，派生轴向力显著降低，尤其是大角度情况下，派生轴向力极低，运行振动小，抗抖动能力强。
附图说明
图1为本发明第一种实施例摆角为0°时的内部结构示意图；
图2为本发明第一种实施例摆角为β°时的内部结构示意图；
图3为图1的左视图的一种结构示意图；
图4为图1的左视图的另一种结构示意图；
图5为本发明第二种实施例摆角为0°时的内部结构示意图；
图6为本发明第二种实施例摆角为β°时的内部结构示意图；
图7为图5的左视图的一种结构示意图；
图8为图6的左视图的另一种结构示意图；
图9为本发明中三球销总成的第一种实施例的截面图；
图10为本发明中三球销总成的第二种实施例的截面图；
图11为本发明中滑套的第一种实施例的截面图；
图12为本发明中滑套的第二种实施例的截面图；
图13为本发明中轴承架的立体结构示意图；
图14为本发明中轴承架的主视图；
图15为图14的AA剖视图；
图16为图14的BB剖视图；
图17为本发明中外圈的第一种实施例的主视剖视图；
图18为本发明中外圈的第二种实施例的主视剖视图；
图19为本发明中内圈的主视剖视图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的描述。
如图1、图2、图3、图4、图10、图11、图12、图13、图14、图15、图16、图18和图19所示的实施例1，本实施例包括滑套1和套设在滑套1内的三球销总成。所述的滑套1内设置有供三球销总成滑移的截面为弧形的滑槽11。三球销总成包括中间设有渐开线花键的轴承架5、轴承架5上均匀设置的与其一体的三个销轴6和每个销轴6上装有的滚轮总成。滚轮总成包括外圈2、内圈4和多个滚针3。各销轴6与轴承架5过渡处7弧形内凹，该过渡处7截面为椭圆。所述销轴6整体为球形，为了容易装配，球形的前、后被内凹的弧形截切成接近平面的弧面、端面为平面或接近平面的球面。所述内圈4为内壁与销轴6外壁相匹配、外壁与外圈2内壁相匹配的圆筒形，其内壁的两端凸起有弧形凸起8。弧形凸起8外缘的直径小于销轴6球面的外径。所述外圈2外壁与滑套1内的滑槽9相匹配，外圈2可在滑槽9内进行滚动和滑动的组合运动。所述外圈2内壁两端分别凸起有环形凸起A 9和环形凸起B 10，环形凸起A 9和环形凸起B 10构成长度大于滚珠3长度的滚针安装槽，环形凸起B 10的外缘的直径小于所述内圈4的外径。多个滚针3均匀安装在外圈2的滚针安装槽内，内圈4套在滚珠3的里圈，安装在销轴6外。内圈4的宽度小于滚针3的长度。优选地，所述的各销轴6纵截面对角线长度小于等于所述销轴6几何中心处横截面直径的长度。优选地，所述的滑套1通过冷挤成型，在滑套1内孔的非滑槽面上两端有横截面为圆弧形的柱形限位凸起A 12和柱形限位凸起B 13，如图3所示；也可在滑套1内孔的非滑槽面上中间有横截面为弧形的柱形限位凸起C 14，如图4所示。
如图5、图6、图7、图8、图9、图11、图12、图13、图14、图15、图16、图17和图19所示的实施例2，本实施例的其它结构同实施例1，只是外圈2的局部结构不同于实施例1，外圈2两端没有环形凸起A 9和环形凸起B 10，而是凹进有挡圈17和18的安装凹槽A 16和安装凹槽B15，安装凹槽A 16和安装凹槽B 18之间的距离大于滚珠3的长度。挡圈17和18的内径小于所述内圈4的外径。
上述所述实施例仅是优选和示例形的，不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (3)
1.一种抗抖动的三球销滑移式万向节，包括滑套和套设在滑套内的三球销总成；所述的滑套内设置有供三球销总成滑移的截面为弧形的滑槽；其特征在于，三球销总成包括中间设有渐开线花键的轴承架、轴承架上均匀设置的与其一体的三个销轴和每个销轴上装有的滚轮总成；滚轮总成包括外圈、内圈和多个滚针；所述的各销轴与轴承架过渡处弧形内凹，该过渡处截面为椭圆；所述销轴整体为球形，球形的前、后被内凹的弧形截切成接近平面的弧面，端面为平面或接近平面的球面；所述内圈为内壁与销轴外壁相匹配、外壁与外圈内壁相匹配的圆筒形，其内壁的两端凸起有弧形凸起，弧形凸起外缘的直径小于销轴球面的外径；所述外圈外壁与滑套内的滑槽相匹配，外圈可在滑槽内进行滚动和滑动的组合运动；所述外圈内壁两端分别凸起有环形凸起A和环形凸起B或者凹进有挡圈的安装凹槽A和安装凹槽B，环形凸起A和环形凸起B构成长度大于滚珠长度的滚针安装槽，安装凹槽A和安装凹槽B之间的距离大于滚珠长度；环形凸起B的外缘的直径小于所述内圈的外径或者挡圈的内径小于所述内圈的外径；多个滚针均匀安装在外圈的滚针安装槽内，内圈套在滚珠的里圈，安装在销轴外；内圈的宽度小于滚针长度。
2.根据权利要求1所述的抗抖动的三球销滑移式万向节，其特征在于：所述的各销轴纵截面对角线长度小于等于所述销轴几何中心处横截面直径的长度。
3.根据权利要求1或2所述的抗抖动的三球销滑移式万向节，其特征在于：所述的滑套通过冷挤成型，在滑套内孔的非滑槽面上两端有横截面为圆弧形的柱形限位凸起A和柱形限位凸起B或者在滑套内孔的非滑槽面上中间有横截面为弧形的柱形限位凸起C。
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