CN114962461A - 一种新型的万向节轴承 - Google Patents

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牛杰
高天芬
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Abstract

本发明公开了一种新型的万向节轴承，涉及万向节领域，包括外圈、尼龙垫片、圆柱滚针、挡圈、油封和防尘罩，外圈套设在轴头上，外圈侧壁与轴头的轴颈之间设置一圈圆柱滚针，外圈上壁与轴头端面之间设置尼龙垫片，圆柱滚针的一端顶在尼龙垫片上，圆柱滚针的另一端通过挡圈挡止在油封上；油封通过油封骨架支撑在外圈的侧壁上，油封骨架外包覆有橡胶体，橡胶体上设有弹性元件，弹性元件将橡胶体靠近十字轴台肩的一侧压紧密封在台肩上，橡胶体靠近防尘罩的一侧与防尘罩配合密封，防尘罩设置在外圈口部。本发明解决了轴承油封多唇口同侧分布存在一定程度漏油、轴承密封排气通道设计不合理导致产品寿命短以及尼龙件与钢制件之间运动摩擦生热的问题。

Description

一种新型的万向节轴承
技术领域
本发明涉及万向节的领域，具体涉及一种新型的万向节轴承。
背景技术
目前在汽车传动系统中，对关键零部件万向节要求越来越高，不管在密封性能，还是整体寿命上的要求，都提出了更高的要求。当万向节在大角度、高扭矩或更加复杂工作环境时，会存在一些缺陷，因其在高速工作中摩擦快速生热，万向节内部高度密封性形成高气压，长时间高温高压环境，将加速万向节轴承内部磨损，后出现漏油，最终导致万向节失效。
现有技术方案的不足之处可以归纳为以下几点：
1、在大角度，高扭矩工况下，现有万向节轴承密封结构虽有油封唇口补偿，但轴承油封多唇口为同侧密封也存在一定程度漏油，影响产品寿命；
2、在大角度，高扭矩工况下，万向节工作过程中轴承内部形成高温高压环境，现有万向节轴承在油封唇口上设计排气通道实现排气功能，因油封唇口需要实现密封而配合后将产生一定的变形，实际应用中排气通道容易变形堵塞，无法发挥排气功能，提升产品寿命效果不佳；
3、万向节工作过程中轴承除了十字轴、轴套、滚针相对运动引起发热之外，尼龙垫片与十字轴，与滚针摩擦也容易生热，现有方案对尼龙件与钢制件之间生热，没有提出有效方案。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术存在的不足，而提供一种新型的万向节轴承，解决因轴承油封多唇口为同侧密封，存在一定程度漏油的问题；解决因轴承密封排气通道设计不合理，无法有效提升产品寿命的问题；解决现有方案中尼龙件与钢制件之间运动摩擦生热的问题。
本发明的目的是通过如下技术方案来完成的：这种新型的万向节轴承，设置在十字轴的四个轴头上，其包括外圈、尼龙垫片、圆柱滚针、挡圈、油封和防尘罩，所述外圈套设在轴头上，外圈的侧壁与轴头的轴颈之间设置一圈圆柱滚针，外圈的上壁与轴头的端面之间设置尼龙垫片，圆柱滚针的一端顶在尼龙垫片上，圆柱滚针的另一端通过挡圈挡止在油封上；所述油封通过油封骨架支撑在外圈的侧壁上，油封骨架外包覆有橡胶体，橡胶体上设有弹性元件，弹性元件将橡胶体靠近十字轴台肩的一侧压紧密封在台肩上，橡胶体靠近防尘罩的一侧与防尘罩配合密封，防尘罩设置在外圈口部。
作为进一步的技术方案，所述弹性元件为弹簧，所述橡胶体靠近台肩的一侧设有第一唇口和第二唇口，第一唇口与第二唇口之间的橡胶体上设有弹簧，弹簧将第一唇口和第二唇口压紧密封在台肩上。
作为进一步的技术方案，所述第一唇口与第二唇口的朝向相反，二者形成“人”字形结构。
作为进一步的技术方案，所述橡胶体靠近防尘罩的一侧设置第三唇口，第三唇口与防尘罩的斜面配合密封。
作为进一步的技术方案，所述防尘罩与十字轴的台肩过盈配合，外圈的口部与防尘罩卡槽式安装。
作为进一步的技术方案，所述橡胶体靠近外圈的一侧沿圆周方向均布有若干排气通道，用于排出轴承内的高温气体。
作为进一步的技术方案，所述排气通道呈L形，数量为三条，相邻排气通道之间所成圆心角为120°。
作为进一步的技术方案，所述外圈的侧壁上设有卡槽，油封骨架安装在卡槽内，将油封与外圈定位。
作为进一步的技术方案，所述尼龙垫片的中心开设油脂通道用于储存、通过油脂，尼龙垫片朝向轴头的一侧开设凹槽，凹槽内形成用于配合轴头端面的十字轴配合面，凹槽外侧的尼龙垫片上形成用于配合圆柱滚针的滚针配合面。
作为进一步的技术方案，所述十字轴配合面上均布有若干第一凹坑；所述滚针配合面上沿圆周均布有两圈第二凹坑，内圈的第二凹坑与外圈的第二凹坑之间呈交错分布；所述第一凹坑与第二凹坑均为球面结构，用于储存润滑油脂。
本发明的有益效果为：在油封骨架外的橡胶体上设计了三条L型排气通道，是一种新型的油封结构，用于降低因万向节在大角度、高扭矩工作时在内部密封空间形成的高温高压，同时采用卡扣弹簧补偿式人字形唇口，配合防尘罩密封，使整体轴承密封稳定性更高，并且尼龙垫片采用多处球形凹坑设计，有效减少了摩擦发热。
附图说明
图1为本发明与十字轴装配后的结构示意图。
图2为图1中A区域的局部放大示意图。
图3为油封的结构示意图。
图4为图3的B-B剖视图。
图5为尼龙垫片的结构示意图。
图6为图5的C向视图。
附图标记说明：外圈1、卡槽1-1、尼龙垫片2、油脂通道2-1、凹槽2-2、十字轴配合面2-3、滚针配合面2-4、第一凹坑2-5、第二凹坑2-6、圆柱滚针3、挡圈4、油封5、油封骨架5-1、橡胶体5-2、第一唇口5-3、第二唇口5-4、第三唇口5-5、弹簧5-6、排气通道5-7、防尘罩6、斜面6-1、十字轴7、轴头7-1、台肩7-2。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明做详细的介绍：
实施例：如附图1～6所示，这种新型的万向节轴承，设置在十字轴7的四个轴头7-1上，其包括外圈1、尼龙垫片2、圆柱滚针3、挡圈4、油封5和防尘罩6。参考附图1、2，所述外圈1套设在轴头7-1上，外圈1的侧壁与轴头7-1的轴颈之间设置一圈圆柱滚针3，外圈1的上壁(即图2中右侧部分)与轴头7-1的端面之间设置尼龙垫片2，圆柱滚针3的一端顶在尼龙垫片2上，圆柱滚针3的另一端通过挡圈4挡止在油封5上。如图3、4所示，所述油封5通过油封骨架5-1支撑在外圈1的侧壁上，优选地，外圈1的侧壁上设有卡槽1-1，油封骨架5-1安装在卡槽1-1内，将油封5与外圈1定位。
如图2、4所示，油封骨架5-1外包覆有橡胶体5-2，所述橡胶体5-2靠近台肩7-2的一侧设有第一唇口5-3和第二唇口5-4，第一唇口5-3与第二唇口5-4之间的橡胶体5-2上设有弹簧5-6，弹簧5-6将第一唇口5-3和第二唇口5-4压紧密封在台肩7-2上，当油封唇口磨损时弹簧5-6能起到补偿作用，维持橡胶体5-2与台肩7-2之间的过盈配合。优选地，所述第一唇口5-3与第二唇口5-4的朝向相反(即相对台肩7-2非同侧布置)，二者形成“人”字形结构，防漏油更有效。所述橡胶体5-2靠近防尘罩6的一侧设置第三唇口5-5，第三唇口5-5与防尘罩6的斜面6-1配合密封，多个唇口可保证密封的有效性。优选地，所述防尘罩6与十字轴7的台肩7-2过盈配合，外圈1的口部与防尘罩6采用卡槽式安装。
参考附图3、4，所述橡胶体5-2靠近外圈1的一侧沿圆周方向均布有若干排气通道5-7，用于排出轴承内的高温气体。所述排气通道5-7呈L形，数量为三条，相邻排气通道5-7之间所成圆心角为120°。由于排气通道5-7的存在，使油封5与外圈1配合后，仍能保证一定的间隙，当轴承长时间工作时高温气体能沿排气通道5-7顺利排出，维持轴承内外压平衡，并且采用排气结构油封制造难度更低。
参考附图5、6，所述尼龙垫片2的中心开设油脂通道2-1，用于储存、通过油脂，尼龙垫片2朝向轴头7-1的一侧开设凹槽2-2，凹槽2-2内形成用于配合轴头7-1端面的十字轴配合面2-3，凹槽2-2外侧的尼龙垫片2上形成用于配合圆柱滚针3的滚针配合面2-4。如图6所示，所述十字轴配合面2-3上均布有若干第一凹坑2-5；所述滚针配合面2-4上沿圆周均布有两圈第二凹坑2-6，内圈的第二凹坑2-6与外圈的第二凹坑2-6之间呈交错分布；所述第一凹坑2-5与第二凹坑2-6均为球面结构，用于储存润滑油脂，并且可以有效减少尼龙件与钢制件的摩擦生热。
本发明的工作过程：万向节轴承在长期运转过程中，橡胶体5-2上的第一唇口5-3与第二唇口5-4会发生磨损，而弹簧5-6的设置能起到及时的补偿作用，维持橡胶体5-2与台肩7-2之间的过盈配合；同时，第一唇口5-3相对第二唇口5-4的朝向相反，二者形成“人”字形结构，与现有技术中同侧唇口布置的结构相比防漏油更有效。此外，橡胶体5-2上还设置第三唇口5-5与防尘罩斜面6-1配合，多重配合密封性能更优。如图3、4所示，油封骨架5-1外侧的橡胶体5-2上设置了三条排气通道5-7，排气通道5-7呈L形，并以120°进行分布，使得油封5与外圈1配合后，仍能保证一定的间隙，当轴承长时间工作时高温气体能沿通道顺利排出，维持轴承内外压平衡，且采用排气结构的油封制造难度更低。另外，在尼龙垫片2的十字轴配合面2-3及滚针配合面2-4上设置球面凹坑结构，能够储存润滑油脂，并且可以有效减少尼龙件与钢制件的摩擦生热。
综上所述，本发明方案在不改变万向节安装状态和运动模式的前提下，通过改变油封唇口朝向，增加排气通道，保证了密封的稳定性，减少了尼龙件与钢制件的摩擦生热，从而大大提升了使用寿命。
可以理解的是，对本领域技术人员来说，对本发明的技术方案及发明构思加以等同替换或改变都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种新型的万向节轴承，设置在十字轴(7)的四个轴头(7-1)上，其特征在于：包括外圈(1)、尼龙垫片(2)、圆柱滚针(3)、挡圈(4)、油封(5)和防尘罩(6)，所述外圈(1)套设在轴头(7-1)上，外圈(1)的侧壁与轴头(7-1)的轴颈之间设置一圈圆柱滚针(3)，外圈(1)的上壁与轴头(7-1)的端面之间设置尼龙垫片(2)，圆柱滚针(3)的一端顶在尼龙垫片(2)上，圆柱滚针(3)的另一端通过挡圈(4)挡止在油封(5)上；所述油封(5)通过油封骨架(5-1)支撑在外圈(1)的侧壁上，油封骨架(5-1)外包覆有橡胶体(5-2)，橡胶体(5-2)上设有弹性元件，弹性元件将橡胶体(5-2)靠近十字轴(7)台肩(7-2)的一侧压紧密封在台肩(7-2)上，橡胶体(5-2)靠近防尘罩(6)的一侧与防尘罩(6)配合密封，防尘罩(6)设置在外圈(1)口部。
2.根据权利要求1所述的新型的万向节轴承，其特征在于：所述弹性元件为弹簧(5-6)，所述橡胶体(5-2)靠近台肩(7-2)的一侧设有第一唇口(5-3)和第二唇口(5-4)，第一唇口(5-3)与第二唇口(5-4)之间的橡胶体(5-2)上设有弹簧(5-6)，弹簧(5-6)将第一唇口(5-3)和第二唇口(5-4)压紧密封在台肩(7-2)上。
3.根据权利要求2所述的新型的万向节轴承，其特征在于：所述第一唇口(5-3)与第二唇口(5-4)的朝向相反，二者形成“人”字形结构。
4.根据权利要求1所述的新型的万向节轴承，其特征在于：所述橡胶体(5-2)靠近防尘罩(6)的一侧设置第三唇口(5-5)，第三唇口(5-5)与防尘罩(6)的斜面(6-1)配合密封。
5.根据权利要求1或4所述的新型的万向节轴承，其特征在于：所述防尘罩(6)与十字轴(7)的台肩(7-2)过盈配合，外圈(1)的口部与防尘罩(6)卡槽式安装。
6.根据权利要求1所述的新型的万向节轴承，其特征在于：所述橡胶体(5-2)靠近外圈(1)的一侧沿圆周方向均布有若干排气通道(5-7)，用于排出轴承内的高温气体。
7.根据权利要求6所述的新型的万向节轴承，其特征在于：所述排气通道(5-7)呈L形，数量为三条，相邻排气通道(5-7)之间所成圆心角为120°。
8.根据权利要求1所述的新型的万向节轴承，其特征在于：所述外圈(1)的侧壁上设有卡槽(1-1)，油封骨架(5-1)安装在卡槽(1-1)内，将油封(5)与外圈(1)定位。
9.根据权利要求1所述的新型的万向节轴承，其特征在于：所述尼龙垫片(2)的中心开设油脂通道(2-1)用于储存、通过油脂，尼龙垫片(2)朝向轴头(7-1)的一侧开设凹槽(2-2)，凹槽(2-2)内形成用于配合轴头(7-1)端面的十字轴配合面(2-3)，凹槽(2-2)外侧的尼龙垫片(2)上形成用于配合圆柱滚针(3)的滚针配合面(2-4)。
10.根据权利要求9所述的新型的万向节轴承，其特征在于：所述十字轴配合面(2-3)上均布有若干第一凹坑(2-5)；所述滚针配合面(2-4)上沿圆周均布有两圈第二凹坑(2-6)，内圈的第二凹坑(2-6)与外圈的第二凹坑(2-6)之间呈交错分布；所述第一凹坑(2-5)与第二凹坑(2-6)均为球面结构，用于储存润滑油脂。
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