CN115111275A - 一种万向节滚子轴承 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种万向节滚子轴承，涉及车辆动力传递领域，包括十字轴、滚子以及轴承外圈，所述轴承外圈和所述十字轴的轴颈之间包括滚子区和填料区，所述滚子区设有若干滚子，所述填料区内设有填料。本发明在保证滚子充分润滑的同时减小了耗油量，同时规避了未部署滚子的位置被挤压变形的风险。

Description

一种万向节滚子轴承

技术领域

本发明涉及车辆动力传递领域，具体涉及一种万向节滚子轴承。

背景技术

万向节滚子轴承在低速重载工况时，万向节叉做往复运动，因此，处于往复运动中心附近的滚子及轴颈由于载荷大、频率高，会造成十字轴轴颈发生磨损失效，也就是早期疲劳剥落。但远离往复运动中心的滚子则受力较小且不会运动，无法发挥承载功能。现有技术已有仅在受力处部署滚子的万向节滚子轴承，但是由于润滑要求，因此十字轴的轴颈和轴承外圈之间必须充满润滑油。而由于此类万向节滚子轴承仅在受力处部署了滚子，其他位置未部署滚子，因此导致了润滑油消耗量的增加。同时，由于其他位置未部署滚子，因此尽管受力较小，依然存在被挤压变形的风险。

发明内容

为解决前述问题，本发明提供了一种新型的万向节滚子轴承，在保证滚子充分润滑的同时减小了耗油量，同时规避了未部署滚子的位置被挤压变形的风险。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种万向节滚子轴承，包括十字轴、滚子以及轴承外圈，所述滚子位于所述十字轴的轴颈与所述轴承外圈之间，所述轴承外圈和所述十字轴的轴颈之间包括滚子区和填料区，所述滚子位于所述滚子区，所述填料区内设有填料。

本发明所提供的技术方案，在未部署滚子的区域填充填料后，再向部署滚子的区域填充润滑油，不仅能保证滚子全部浸于润滑油中，确保润滑效果，同时由于填料的填充，无需大量润滑油填满未部署滚子的区域，有效减少了润滑油的用量。并且，填料在未部署滚子的区域中起到了支撑作用，有效规避了这一区域的轴承外圈被挤压变形的风险。

现有技术中仅在受力处部署滚子的万向节滚子轴承，由于重力的作用，以及万向节叉往复运动的挤压，往往容易出现润滑油堆积于某一处的情形。在这种情形下，不仅会使部分滚子无法得到充分润滑，同时润滑油堆积处由于压力的变化也更容易产生应力进而导致疲劳失效。而本发明所提供的技术方案，由于填料的存在，润滑油只填充于部署滚子的区域，即便万向节叉往复运动仍然会对润滑油形成挤压，但是由于润滑油没有沉积，因此在滚子区内润滑油的堆积十分有限，甚至可以忽略不计，避免了润滑油堆积造成的疲劳失效。

可选的，所述滚子区和所述填料区各设有两个，所述滚子区和所述填料区交替设置，两个滚子区中心对称。

如此设置，合理地分布了滚子区和填料区，通过填料区填料的阻挡，将滚子限制在滚子区内滚动。

可选的，所述填料沿所述轴承外圈的轴向伸出十字轴轴颈的端面，并沿所述轴承外圈的径向延伸。

填料伸出十字轴轴颈的端面，使填料可以替代轴承外圈与十字轴轴颈端面之间的垫圈，进一步节约成本。

可选的，所述填料沿所述轴承外圈周向的两个端面为完整平面，所述填料的内部为多孔结构。

通过多孔结构，减轻填料的重量，使得万向节滚子轴承得到进一步的轻量化。

可选的，所述填料为尼龙填料。

可选的，在所述轴承外圈和所述十字轴的轴颈之间，所述滚子通过承托部定位。

由于仅在轴颈受力的区域部署了滚子，即便未部署滚子的区域被填料填充满，如果不对滚子进行定位，避免滚子移动，万向节叉往复运动时，在部署滚子的区域内，滚子必然受到驱赶产生相互挤压的情况，造成滚子损坏，缩短万向节滚子轴承的使用寿命。本发明通过设置承托部对滚子进行定位，避免了滚子在部署滚子的区域内移动而产生相互挤压，进而避免了滚子的损坏，延长了万向节滚子轴承的使用寿命。

可选的，所述承托部设有承托槽，所述滚子通过所述承托槽定位，相邻承托槽之间相连通。

可选的，相邻承托槽之间通过若干导油槽和/或导油孔连通。

通过导油槽或导油孔连通各个承托槽，使润滑油在部署滚子的区域内流动性增强，分布均匀，有利于每个滚子的润滑。同时，即便万向节叉往复运动仍然会对润滑油形成挤压，但由于导油槽或导油孔的存在，润滑油受到挤压后可以通过导油槽或导油孔回流，进一步增强了润滑油在部署滚子的区域内的流动性，分布更加均匀。

可选的，所述承托部设于所述十字轴的轴颈。

可选的，所述填料粘接于所述十字轴的轴颈，或所述填料通过螺钉固定于所述十字轴的轴颈。

由于万向节滚子轴承在工作时，轴承外圈随万向节叉进行摆动，因此，如果填料在填料区内不固定，填料将会随万向节叉的摆动而在十字轴的轴颈和轴承外圈之间窜动，进而对滚子造成挤压，缩短万向节滚子轴承的使用寿命。本发明通过粘接或螺钉固定的方式，将填料固定在十字轴的轴颈上，轴承外圈的摆动无法带动填料窜动，因此，避免了填料的窜动对滚子造成的挤压。

可选的，所述承托部与所述十字轴的轴颈一体成型。

承托部与十字轴一体成型，即采用去除材料的方式加工出承托槽以及导油槽，减少了万向节滚子轴承的装配步骤，同时还降低了加工难度。

可选的，所述承托部设于所述轴承外圈。

可选的，在所述填料区，所述填料粘接于所述轴承外圈的内壁，或所述填料通过螺钉固定于所述轴承外圈。

由于万向节滚子轴承在工作时，轴承外圈随万向节叉进行摆动，因此，如果填料在填料区内不固定，填料将会随万向节叉的摆动而在十字轴的轴颈和轴承外圈之间窜动，进而对滚子造成挤压，缩短万向节滚子轴承的使用寿命。本发明通过粘接或螺钉固定的方式，将填料固定在轴承内圈上，轴承外圈的摆动带动承托部以及滚子相应摆动时，填料区也跟随进行相同幅度的摆动，避免了填料的窜动对滚子造成的挤压。

可选的，所述承托部与所述轴承外圈一体成型。

可选的，所述填料的厚度大于等于所述承托槽的顶面到所述轴承外圈内壁或所述十字轴轴颈侧壁的尺寸。

如此设置，在保证承托槽对于滚子的定位同时，增加填料的厚度，使得万向节滚子轴承得到进一步的轻量化。

可选的，所述承托部设有隔挡凸起，所述隔挡凸起设于所述滚子区周向的两端。

隔挡凸起可以使填料可以直接固定在承托部内，无需再额外与轴承外圈或十字轴的轴颈固定，节约了工艺步骤。

可选的，所述承托部设有定位凸起，所述定位凸起设于所述十字轴的轴颈，所述滚子通过至少三个定位凸起定位。

通过定位凸起对圆柱滚子进行定位，在避免圆柱滚子移动的同时，更加增强了各个圆柱滚子用于定位的空间之间的联通，同样起到了增强润滑油在部署滚子的区域内的流动性、分布均匀的效果。

本发明的这些特点和优点将会在下面的具体实施方式以及附图中进行详细的揭露。本发明最佳的实施方式或手段将结合附图来详尽表现，但并非是对本发明技术方案的限制。另外，在每个下文和附图中出现的这些特征、要素和组件是具有多个，并且为了表示方便而标记了不同的符号或数字，但均表示相同或相似构造或功能的部件。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步说明：

图1为本发明实施例一的结构主视图；

图2、图3、图4为本发明实施例一的局部放大图；

图5为本发明实施例一的立体图；

图6为本发明一种实施例填料的立体图。

其中，1-十字轴，11-轴颈，12-承托槽，13-导油槽，14-隔挡凸起，2-轴承外圈，3-圆柱滚子，4-填料。

具体实施方式

下面结合本发明实施例的附图对本发明实施例的技术方案进行解释和说明，但下述实施例仅为本发明的优选实施例，并非全部。基于实施方式中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得其他实施例，都属于本发明的保护范围。

在本说明书中引用的“一个实施例”或“实例”或“例子”意指结合实施例本身描述的特定特征、结构或特性可被包括在本专利公开的至少一个实施例中。短语“在一个实施例中”在说明书中的各位置的出现不必都是指同一个实施例。

实施例一：

如图1和图2所示，本实施例提供了一种万向节滚子轴承，包括十字轴1、滚子以及轴承外圈2，本实施例中，滚子为圆柱滚子。圆柱滚子3位于所述十字轴1的轴颈与轴承外圈2之间，轴承外圈2和十字轴1的轴颈11之间包括滚子区和填料区。本实施例中，滚子区位于十字轴1的轴颈11最大受力的圆柱滚子3处附近，或以最大受力的圆柱滚子3为对称中心设置。并且，本实施例中滚子区和填料区分别设有两个，四个区域交替设置，同时两个滚子区中心对称。如此设置，合理地分布了滚子区和填料区，通过填料区填料的阻挡，将圆柱滚子3限制在滚子区内滚动。圆柱滚子3位于滚子区内，填料区内设有填料4，本实施例中，填料4为尼龙填料，沿轴承外圈2周向的两个端面为完整平面，本实施例中，完整平面指平面上不存在孔，填料4的内部为多孔结构，以减轻填料4的重量，使得万向节滚子轴承得到进一步的轻量化。同时，填料4沿轴承外圈2的轴向伸出十字轴1轴颈的端面，同时沿轴承外圈2的径向延伸，以替代轴承外圈2与十字轴1轴颈端面之间的垫圈，进一步节约成本。在填料区填充填料4以后，再向滚子区域填充润滑油，不仅能保证滚子全部浸于润滑油中，确保润滑效果，同时由于填料4的填充，无需大量润滑油填满填料区，有效减少了润滑油的用量。虽然填料4位多孔结构，但是由于填料4周向的两个端面为不存在孔的完整平面，因此依然可以起到封堵润滑油的作用。并且，填料4在填料区中起到了支撑作用，有效规避了填料区的轴承外圈2被挤压变形的风险。

现有技术中仅在受力处部署滚子的万向节滚子轴承，由于重力的作用，以及万向节叉往复运动的挤压，往往容易出现润滑油堆积于某一处的情形。在这种情形下，不仅会使部分滚子无法得到充分润滑，同时润滑油堆积处由于压力的变化也更容易产生应力进而导致疲劳失效。而本实施例中，由于填料4的存在，润滑油只填充于滚子区，即便万向节叉往复运动仍然会对润滑油形成挤压，但是由于润滑油没有沉积，因此在滚子区内润滑油的堆积十分有限，甚至可以忽略不计，避免了润滑油堆积造成的疲劳失效。

在轴承外圈2和十字轴1的轴颈11之间，圆柱滚子3通过承托部定位。因此，在承托部设置承托槽12，且承托槽12的截面呈U型，以对圆柱滚子3进行定位。如果不对圆柱滚子3进行定位，以避免圆柱滚子3移动，则万向节叉往复运动时，在部署滚子的区域内，圆柱滚子3必然受到驱赶产生相互挤压的情况，造成圆柱滚子3损坏，缩短万向节滚子轴承的使用寿命。本实施例通过承托槽12对滚子进行定位，避免了圆柱滚子3在部署滚子的区域内移动而产生相互挤压，进而避免了圆柱滚子3的损坏，延长了万向节滚子轴承的使用寿命。承托部设于十字轴1的轴颈11，既可单独加工承托部后与十字轴1进行装配，也可与十字轴1的轴颈11一体成型，即采用去除材料的方式加工出承托槽12。本实施例优选采用一体成型的方式，减少了万向节滚子轴承的装配步骤，同时还降低了加工难度。同时，填料4粘接于十字轴1的轴颈，或通过螺钉固定于十字轴1的轴颈。由于万向节滚子轴承在工作时，轴承外圈2随万向节叉进行摆动，因此，如果填料4在填料区内不固定，填料4将会随万向节叉的摆动而在十字轴1的轴颈和轴承外圈2之间窜动，进而对圆柱滚子3造成挤压，缩短万向节滚子轴承的使用寿命。因此，将填料4固定在十字轴1的轴颈上，轴承外圈2的摆动无法带动填料4窜动，因此，避免了填料4的窜动对圆柱滚子3造成的挤压。此时，填料4的厚度可以等于承托槽12的顶面到轴承外圈2内壁的尺寸，在保证承托槽12对于圆柱滚子3的定位，同时，增加填料4的厚度，使得万向节滚子轴承得到进一步的轻量化。并且，在承托部设置隔挡凸起14，隔挡凸起14设于滚子区周向的两端，使填料可以直接固定在承托部内，无需再额外与十字轴1的轴颈固定，节约了工艺步骤。

在其他实施例中，承托部还可设于轴承外圈2，如图3所示。在轴承外圈2与其他部件装配时，需要将承托部设置在万向节的旋转时受力方向上，使得圆柱滚子3来承受万向节工作时传输的力矩。虽然轴承外圈2在万向节工作时有相对于轴颈11的转动，但是部分圆柱滚子3在随轴承外圈2旋转后位于万向节的旋转时受力方向上。承托部与轴承外圈2一体成型，或焊接、螺纹连接、铆接等其他连接方式，在此不做限定。此时，填料4粘接于轴承外圈2的内壁，或通过螺钉固定于轴承外圈2。轴承外圈2随万向节叉进行摆动，将填料4固定在轴承内圈2上，轴承外圈2的摆动带动承托部以及圆柱滚子3相应摆动时，填料区也跟随进行相同幅度的摆动，避免了填料4的窜动对圆柱滚子3造成的挤压。同时，填料4的厚度大于等于承托槽12的顶面到十字轴1轴颈侧壁的尺寸，在保证承托槽12对于圆柱滚子3的定位同时，增加填料4的厚度，使得万向节滚子轴承得到进一步的轻量化。并且，同样在承托部设置隔挡凸起14，设于滚子区周向的两端，如图4所示。

本实施例中，相邻的承托槽12之间是相连通的。如图5所示，相邻承托槽12之间通过若干个导油槽13连通，导油槽13开设于相邻承托槽12之间的槽壁上，并沿承托槽12的轴向分布，通过导油槽13连通各个承托槽12，使润滑油在滚子区内流动性增强，分布均匀，有利于每个圆柱滚子3的润滑。同时，即便万向节叉往复运动仍然会对润滑油形成挤压，但由于导油槽13的存在，润滑油受到挤压后可以通过导油槽13回流，进一步增强了润滑油在滚子区内的流动性，分布更加均匀。在其他实施例中，相邻的导油槽13也可以通过导油孔连通，或同时采用导油槽13和导油孔连通，在此不做限定。采用导油孔时，导油孔贯穿于相邻承托槽12之间的槽壁，实现连通。

实施例二

本实施例与实施例一不同的是，本实施例中，承托部设有定位凸起，圆柱滚子3通过至少三个定位凸起进行定位，同样可以避免圆柱滚子3移动。

区别于实施例一中的承托槽所形成的连贯空间，本实施例中的三个定位凸起未形成连贯空间，仅以三点的方式对圆柱滚子3进行定位，相比于实施例一通过导油槽的方式使承托槽连通，本实施例所采用的定位凸起，更加增强了各个圆柱滚子3用于定位的空间之间的连通，同样起到了增强润滑油在部署滚子的区域内的流动性、分布均匀的效果。

实施例三

本实施例与实施例一不同的是，本实施例中，如图1和图6所示，填料4一端延伸至轴承外圈2内端面。两个填料区的填料4在轴承外圈2内端面处连接为一整体，并形成端部填料4，替代原有垫圈，从而减少零部件数量，便于组装。

以上，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，熟悉该本领域的技术人员应该明白本发明包括但不限于附图和上面具体实施方式中描述的内容。任何不偏离本发明的功能和结构原理的修改都将包括在权利要求书的范围中。

Claims (17)

1.一种万向节滚子轴承，包括十字轴、滚子以及轴承外圈，所述滚子位于所述十字轴的轴颈与所述轴承外圈之间，其特征在于，所述轴承外圈和所述十字轴的轴颈之间包括滚子区和填料区，所述滚子位于所述滚子区，所述填料区内设有填料。

2.根据权利要求1所述的万向节滚子轴承，其特征在于，所述滚子区和所述填料区各设有两个，所述滚子区和所述填料区交替设置，两个滚子区中心对称。

3.根据权利要求1所述的万向节滚子轴承，其特征在于，所述填料沿所述轴承外圈的轴向伸出十字轴轴颈的端面，并沿所述轴承外圈的径向延伸。

4.根据权利要求1所述的万向节滚子轴承，其特征在于，所述填料沿所述轴承外圈周向的两个端面为完整平面，所述填料的内部为多孔结构。

5.根据权利要求1所述的万向节滚子轴承，其特征在于，所述填料为尼龙填料。

6.根据权利要求1至5之一所述的万向节滚子轴承，其特征在于，在所述轴承外圈和所述十字轴的轴颈之间，所述滚子通过承托部定位。

7.根据权利要求6所述的万向节滚子轴承，其特征在于，所述承托部设有承托槽，所述滚子通过所述承托槽定位，相邻承托槽之间相连通。

8.根据权利要求7所述的万向节滚子轴承，其特征在于，相邻承托槽之间通过若干导油槽和/或导油孔连通。

9.根据权利要求6所述的万向节滚子轴承，其特征在于，所述承托部设于所述十字轴的轴颈。

10.根据权利要求9所述的万向节滚子轴承，其特征在于，在所述填料区，所述填料粘接于所述十字轴的轴颈，或所述填料通过螺钉固定于所述十字轴的轴颈。

11.根据权利要求9所述的万向节滚子轴承，其特征在于，所述承托部与所述十字轴的轴颈一体成型。

12.根据权利要求6所述的万向节滚子轴承，其特征在于，所述承托部设于所述轴承外圈。

13.根据权利要求12所述的万向节滚子轴承，其特征在于，在所述填料区，所述填料粘接于所述轴承外圈的内壁，或所述填料通过螺钉固定于所述轴承外圈。

14.根据权利要求12所述的万向节滚子轴承，其特征在于，所述承托部与所述轴承外圈一体成型。

15.根据权利要求7所述的万向节滚子轴承，其特征在于，所述填料的厚度大于等于所述承托槽的顶面到所述轴承外圈内壁或所述十字轴轴颈侧壁的尺寸。

16.根据权利要求15所述的万向节滚子轴承，其特征在于，所述承托部设有隔挡凸起，所述隔挡凸起设于所述滚子区周向的两端。

17.根据权利要求6所述的万向节滚子轴承，其特征在于，所述承托部设有定位凸起，所述定位凸起设于所述十字轴的轴颈，所述滚子通过至少三个定位凸起定位。

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