CN115234581A - 等速驱动轴装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及汽车技术领域，特别涉及一种等速驱动轴装置，包括钟形壳、位于所述钟形壳内的星形套、套设于所述星形套外的保持架及间隔分布于所述保持架的滚珠，所述滚珠滚动抵接所述星形套和钟形壳。所述保持架包括与所述钟形壳相对转动接触的外弧面，所述外弧面的第一切线与所述保持架的回转中心线之间的间距小于所述外弧面的半径，其中，所述第一切线为平行于所述保持架的回转中心线的所述外弧面的切线。保持架的外弧面的半径尺寸变大，外弧面的圆心偏离保持架的回转中心线，使得保持架的壁厚自第一切线的交点向外弧面的两端方向逐渐增大，在保持架相对于钟形壳转动过程的接触面减小的同时，保持架与钟形壳之间的间隙减小，两者的相对窜动量小。

Description

等速驱动轴装置
技术领域
本发明涉及汽车技术领域，特别涉及一种等速驱动轴装置。
背景技术
等速驱动轴装置是汽车传动系统中的重要传动机构，其两端分别连接变速箱和驱动轮，用于将变速箱输出的扭矩传递到驱动轮，以实现整车行驶的动力传递作用。
等速驱动轴装置包括有钟形套、设于钟形套内的星形套、保持架和安装于保持架的滚珠，滚珠的轴径大于保持架的壁厚，以分别滚动连接于星形套和钟形套。保持架与钟形套的接触面为弧面，保持架的外球壁的直径与钟形套的内径基本相等。星形套与保持架的接触面为弧面，保持架的内孔壁的直径与钟形套的外径基本相等，星形套固定连接有轴杆。
在车辆行驶过程中，轴杆的中心线相对于钟形套的回转中心线倾斜，则保持架相对于钟形套倾斜，导致两者的接触面积减小。由于，保持架与钟形套之间具有配合间隙，当两者的接触面积减小以后，窜动幅度明显增大，窜动部位的磨损增大，降低等速驱动轴装置的使用寿命，存在安全隐患，因此需要改进。
发明内容
为解决保持架与钟形套相对转动后窜动增大的问题，本发明提供了一种等速驱动轴装置。
第一方面，本发明提供一种等速驱动轴装置，包括钟形壳、位于所述钟形壳内的星形套、套设于所述星形套外的保持架及间隔分布于所述保持架的滚珠，所述滚珠滚动抵接所述星形套和钟形壳，所述保持架包括与所述钟形壳相对转动接触的外弧面，所述外弧面的第一切线与所述保持架的回转中心线之间的间距小于所述外弧面的半径，其中，所述第一切线为平行于所述保持架的回转中心线的所述外弧面的切线。
在一些实施例中，所述外弧面的圆心与所述保持架的回转中心线之间的间距设为Z，
Figure 662559DEST_PATH_IMAGE001
，其中，D为外弧面相对于保持架的回转中心线的最大回转直径，RDb为外弧面的半径，H3为保持架端面与外弧面圆心之间的间距。
在一些实施例中，所述保持架还包括与所述星形套相对转动接触的内弧面，所述内弧面的第二切线与所述保持架的回转中心线之间的间距大于所述内弧面的半径，其中，所述第二切线为平行于所述保持架的回转中心线的所述内弧面的切线。
在一些实施例中，所述内弧面的圆心与所述保持架的回转中心线之间的间距设为Ｗ，
Figure 812918DEST_PATH_IMAGE002
，其中，Φd为内弧面相对于保持架的回转中心线的最大回转直径，Rdb为内弧面的半径，H3为保持架端面与内弧面圆心之间的间距。
在一些实施例中，所述钟形壳包括与所述保持架的外弧面相对转动接触的内接触面，所述内接触面的第三切线与所述钟形壳的回转中心线之间的间距大于所述内接触面的半径，其中，所述第三切线为平行于所述钟形壳的回转中心线的所述内接触面的切线。
在一些实施例中，所述内接触面的圆心与所述钟形壳的回转中心线之间的间距设为X，
Figure 407847DEST_PATH_IMAGE003
，其中，ΦD为内接触面相对于钟形壳的回转中心线的最大回转直径，RD为内接触面的半径，H1为所述钟形壳开口端的内接触面的边缘与内接触面圆心之间的间距。
在一些实施例中，所述钟形壳包括自所述内接触面凹陷且间隔分布的多条内油槽。
在一些实施例中，所述星形套包括与所述保持架的内弧面相对转动接触的外接触面，所述外接触面的第四切线与所述星形套的回转中心线之间的间距小于所述外接触面的半径，其中，所述第四切线为平行于所述星形套的回转中心线的所述外接触面的切线。
在一些实施例中，所述外接触面的圆心与所述星形套的回转中心线之间的间距设为Y，
Figure 810009DEST_PATH_IMAGE004
，其中，Φd为外接触面相对于星形套的回转中心线的最大回转直径，Rd为外接触面的半径，H2为星形套背离所述钟形壳开口端的端面与外接触面圆心之间的间距。
在一些实施例中，所述星形套包括自所述外接触面凹陷且间隔分布的多条外油槽。
为解决保持架与钟形套相对转动后窜动增大的问题，本发明有以下优点：保持架的外弧面的半径尺寸变大，外弧面的圆心偏离保持架的回转中心线，使得保持架的壁厚自第一切线的交点向外弧面的两端方向逐渐增大，在保持架相对于钟形壳转动过程的接触面减小的同时，保持架与钟形壳之间的间隙减小，两者的相对窜动量小。
附图说明
图1示出了一些实施例的等速驱动轴装置的剖视示意图；
图2示出了一些实施例的保持架的剖视示意图；
图3示出了一些实施例的钟形壳的剖视示意图；
图4示出了一些实施例的星形套的剖视示意图。
图中，钟形壳10；内接触面11；内导槽12；避空槽13；保持架20；内弧面21；外弧面22；滚动孔23；星形套30；外接触面31；外导槽32；滚珠40；传动轴50。
具体实施方式
现在将参照若干示例性实施例来论述本发明的内容。应当理解，论述了这些实施例仅是为了使得本领域普通技术人员能够更好地理解且因此实现本发明的内容，而不是暗示对本发明的范围的任何限制。
如本文中所使用的，术语“包括”及其变体要被解读为意味着“包括但不限于”的开放式术语。术语“基于”要被解读为“至少部分地基于”。术语“一个实施例”和“一种实施例”要被解读为“至少一个实施例”。术语“另一个实施例”要被解读为“至少一个其他实施例”。
实施例一
如图1和图2所示，本实施例公开了本发明提出一种等速驱动轴装置，等速驱动轴装置包括钟形壳10、位于钟形壳10内的星形套30、套设于星形套30外的保持架20及间隔分布于保持架20的滚珠40，滚珠40滚动抵接星形套30和钟形壳10。钟形壳10由截面轮廓回绕一根中心线回转形成，在钟形壳10的一端具有凹槽形的容纳空间，保持架20及星形套30位于该容纳空间内。星形套30与传动轴50连接，以执行动力传递。
作为优选，钟形壳10的内槽壁具有呈弧面状的内接触面11，内接触面11的一端延伸至容纳空间的开口，另一端相交至钟形壳10槽底的避空槽13，避空槽13与内接触面11之间具有落差。内接触面11的表面下凹形成内导槽12，滚珠40滚动限定于内导槽12，且内接触面11与保持架20的表面配合。星形套30的表面下凹形成外导槽32，滚珠40滚动限定于外导槽32，且星形套30的表面与保持架20的内表面配合。
保持架20为绕自身的回转中心线回转形成的环形结构件，保持架20包括与钟形壳10相对转动接触的外弧面22，外弧面22与内接触面11相互匹配。在本实施例中，内接触面11的弧面球心与钟形壳10的回转中心线重合，钟形壳10的回转中心线和保持架20的回转中心线重合。作为优选，钟形壳10的容纳空间开口具有内倒角，内倒角与内接触面11相交。保持架20安装于钟形壳10且保持架20的回转中心线和钟形壳10的回转中心线重合状态，至少部分外弧面22超出内接触面11并向容纳空间开口侧凸出。
在本实施例中，外弧面22的第一切线与保持架20的回转中心线之间的间距小于外弧面22的半径，其中，第一切线为平行于保持架20的回转中心线的外弧面22的切线。第一切线与保持架20的回转中心线之间的间距即为外弧面22与回转中心线之间的最大间距，外弧面22的半径大于该最大间距，则表示保持架20的外弧面22的半径尺寸变大，外弧面22的圆心偏离保持架20的回转中心线，使得保持架20的壁厚自第一切线的交点向外弧面22的两端方向逐渐外凸增大。
在保持架20相对于钟形壳10转动过程中，保持架20第一端的一部分向避空槽13内凸出，保持架20第二端的一部分向钟形壳10的开口侧凸出，从而减小外弧面22与内接触面11之间的接触面积。保持架20的壁厚自第一切线的交点向外弧面22的两端方向逐渐增大，在保持架20相对转动过程，保持架20的外弧面22朝向钟形壳10的内接触面11内部转动一侧的间隙减小，两者的相对窜动量小。可选地，通过第一切线的切点且垂直于保持架20的回转中心线的平面为保持架20的对称面。
在一些实施例中，外弧面22的圆心与保持架20的回转中心线之间的间距设为Z，
Figure 72364DEST_PATH_IMAGE005
，其中，D为外弧面22相对于保持架20的回转中心线的最大回转直径，RDb为外弧面22的半径，H3为保持架20端面与外弧面22圆心之间的间距。
在本实施例中，外弧面22的圆心与保持架20的回转中心线偏心设置，两者的偏距值为Z，即，外弧面22的圆心距离保持架20的回转中心线的垂直距离为Z。该偏距值Z用于调节保持架20相对于钟形壳10转动后的公差值，从而在满足保持架20相对于钟形壳10转动的情况下减小两者配合部位的间隙值。例如，当保持架20的外弧面22的圆心与回转中心线重合时，保持架20的外球面直径∅D公差为0.03，上偏差为-0.03，下偏差为-0.06。当保持架20的外弧面22的圆心与回转中心线偏距Z时，外球面圆弧公称半径R 为 D/2，公差为0.015，上偏差为-0.01，下偏差-0.025。即，在保持架20的外弧面22的圆心相对于回转中心线偏离时，保持架20的外弧面22公差减小，并且，保持架20与钟形壳10之间的间隙随着保持架20相对于钟形壳10转动角度变化而减小，整体窜动小，提升等速驱动轴装置的动力传递性能及稳定性。
实施例二
如图1至图3所示，在实施例一中，保持架20套设于星形套30外，以使星形套30和保持架20两者可相对在转动。其中，保持架20还包括与星形套30相对转动接触的内弧面21，该内弧面21的圆心与保持架20的回转中心线重合，以构成转动连接结构。
在一些实施例中，内弧面21的第二切线与保持架20的回转中心线之间的间距大于内弧面21的半径，其中，第二切线为平行于保持架20的回转中心线的内弧面21的切线。在本实施例中，第二切线与保持架20的回转中心线之间的间距即为内弧面21与回转中心线之间的最大间距，内弧面21的半径小于该最大间距，则表示保持架20的内弧面21的两端距离保持架20的回转中心线的尺寸相对减小，使得保持架20的壁厚自第二切线的交点向内弧面21的两端方向逐渐内凹增大。
在本实施例中，在星形套30相对于保持架20转动过程中，星形套30第一端的一部分向避空槽13内凸出，从而减小内弧面21与星形套30之间的接触面积。保持架20距离保持架20的回转中心线的尺寸自第二切线的交点向内弧面21的两端方向逐渐减小，则星形套30朝向内弧面21的末端方向转动的间隙减小，两者的相对窜动量小。
在一些实施例中，内弧面21的圆心与保持架20的回转中心线之间的间距设为Ｗ，
Figure 393623DEST_PATH_IMAGE006
，其中，Φd为内弧面21相对于保持架20的回转中心线的最大回转直径，Rdb为内弧面21的半径，H3为保持架20端面与内弧面21圆心之间的间距。
在本实施例中，内弧面21的圆心与保持架20的回转中心线偏心设置，两者的偏距值为W，即，内弧面21的圆心距离保持架20的回转中心线的垂直距离为W。该偏距值W用于调节保持架20相对于星形套30转动后的公差值，从而在满足保持架20相对于星形套30转动的情况下减小两者配合部位的间隙值。例如，当保持架20的内弧面21的圆心与回转中心线重合时，保持架20的内球面直径∅d公差为0.04，上偏差为0.04，下偏差为0。当保持架20的内弧面21的圆心与回转中心线偏距W时，内球面圆弧公称半径Rdb为 d/2，公差为0.02，上偏差为0.015，下偏差-0.005。即，在保持架20的内弧面21的圆心相对于回转中心线偏离时，保持架20的内弧面21公差减小。保持架20与星形套30之间的间隙随着保持架20相对于星形套30转动角度变化而减小，整体窜动小，提升等速驱动轴装置的动力传递性能及稳定性。
在一些实施例中，保持架20包括间隔分布的滚动孔23，滚珠40位于滚动孔23内。滚珠40的直径大于外弧面22与内弧面21的间距，部分滚珠40超出内弧面21并与星形套30滚动连接，部分滚珠40超出外弧面22并与钟形壳10滚动连接。当外弧面22的第一切线与保持架20的回转中心线之间的间距小于外弧面22的半径，内弧面21的第二切线与保持架20的回转中心线之间的间距大于内弧面21的半径时，滚动孔23朝向内弧面21末端方向的壁厚大于滚动孔23中心部分的壁厚，以使得滚珠40受到的支撑面更大，滚动稳定性高。
实施例三
如图1至图3所示，在实施例一或者实施例二中，钟形壳10包括与保持架20的外弧面22相对转动接触的内接触面11，该内接触面11可配置为球面的一部分，内接触面11的球心与回转中心线重合。保持架20的外弧面22的圆心偏心设置，以使保持架20相对于内接触面11转动的间隙减小。
在一些实施例中，内接触面11的第三切线与钟形壳10的回转中心线之间的间距大于内接触面11的半径，其中，第三切线为平行于钟形壳10的回转中心线的内接触面11的切线。在本实施例中，第三切线与钟形壳10的回转中心线之间的间距即为内接触面11与回转中心线之间的最大间距，内接触面11的半径小于该最大间距，则表示内接触面11的半径尺寸减小，内接触面11的圆心偏离钟形壳10的回转中心线，使得钟形壳10的内接触面11的两端距离钟形壳10的回转中心线的尺寸相对减小，即，钟形壳10的壁厚自第三切线的交点向内接触面11的两端方向逐渐内凹增大，第一距离尺寸小于第二距离尺寸，第一距离尺寸为偏心设置的内接触面11的两端距离钟形壳10的回转中心线的尺寸，第二距离尺寸为圆心重合于钟形壳10的回转中心线，内接触面11的两端距离钟形壳10的回转中心线的尺寸。
在本实施例中，在保持架20相对于钟形壳10转动过程中，保持架20第一端的一部分向避空槽13内凸出，从而减小外弧面22与内接触面11之间的接触面积。钟形壳10的壁厚自第三切线的交点向内接触面11的两端方向逐渐增大，在保持架20相对钟形壳10转动过程中，保持架20朝向内接触面11的末端方向转动的间隙减小，两者的相对窜动量小。特别是，当保持架20的外弧面22的圆心相对于保持架20的回转中心线偏心时，保持架20相对于内接触面11转动所形成的间隙更小，进一步减低保持架20与钟形壳10的间隙，提高运行的稳定性。
在一些实施例中，内接触面11的圆心与钟形壳10的回转中心线之间的间距设为X，
Figure 351215DEST_PATH_IMAGE007
，其中，ΦD为内接触面11相对于钟形壳10的回转中心线的最大回转直径，RD为内接触面11的半径，H1为钟形壳10开口端的内接触面11的边缘与内接触面11圆心之间的间距。
在本实施例中，内接触面11的圆心与钟形壳10的回转中心线偏心设置，两者的偏距值为X，即，内接触面11的圆心距离钟形壳10的回转中心线的垂直距离为X。该偏距值X用于调节钟形壳10相对于保持架20转动后的公差值，从而在满足保持架20相对于钟形壳10转动的情况下减小两者配合部位的间隙值。例如，当保持架20的外弧面22的圆心与回转中心线重合时，内接触面11的内球直径D公差为0.03，上偏差为0.03，下偏差为0。当内接触面11的圆心与回转中心线偏距X时，内球面圆弧公称半径R 为 D/2，公差为0.02，上偏差为+0.015，下偏差-0.005。即，在内接触面11的圆心相对于钟形壳10的回转中心线偏离时，钟形壳10的内接触面11公差减小，由此产生保持架20与钟形壳10之间的间隙小，窜动小，进一步提升等速驱动轴装置的动力传递性能及稳定性。
在一些实施例中，钟形壳10包括自内接触面11凹陷且间隔分布的多条内油槽，内油槽分布于钟形壳10并相对于内接触面11凹陷，从而引导润滑介质进入到内接触面11与外弧面22之间的配合间隙处，提高保持架20相对于钟形壳10转动的灵活性并降低磨损。可选地，内油槽自钟形壳10的开口向避空槽13方向直线延伸，内油槽的圆心与内接触面11的圆心重合。可选地，内油槽自钟形壳10的开口向避空槽13方向倾斜延伸，扩大内油槽的长度，扩大润滑面积。可选地，内油槽环绕钟形壳10的回转中心线均匀分布。
实施例四
如图1至图4所示，在实施例一或者实施例二中，星形套30包括与保持架20的内弧面21相对转动接触的外接触面31，该外接触面31可配置为球面的一部分，外接触面31的球心与回转中心线重合。保持架20的内弧面21的圆心偏心设置，以使保持架20相对于外接触面31转动的间隙减小。
在一些实施例中，外接触面31的第四切线与星形套30的回转中心线之间的间距小于外接触面31的半径，其中，第四切线为平行于星形套30的回转中心线的外接触面31的切线。在本实施例中，第四切线与星形套30的回转中心线之间的间距即为外接触面31与回转中心线之间的最大间距，外接触面31的半径大于该最大间距，则表示外接触面31的半径尺寸增大，外接触面31的圆心偏离星形套30的回转中心线，使得星形套30的壁厚自第四切线的交点向外接触面31的两端方向逐渐外凹增大，外接触面31相对于星形套30的回转中心线的尺寸逐渐增加。
在本实施例中，在星形套30相对于保持架20转动过程中，星形套30第一端的一部分向避空槽13内凸出，从而减小内弧面21与外接触面31之间的接触面积。外接触面31距离回转中心线的尺寸自第四切线的交点向外接触面31的两端方向逐渐增大，在星形套30相对保持架20转动过程中，保持架20朝向外接触面31的末端方向转动的间隙减小，两者的相对窜动量小。特别是，当保持架20的内弧面21的圆心相对于保持架20的回转中心线偏心时，保持架20相对于外接触面31转动所形成的间隙更小，进一步减低保持架20与星形套30的间隙，提高运行的稳定性。
在一些实施例中，外接触面31的圆心与星形套30的回转中心线之间的间距设为Y，
Figure 416123DEST_PATH_IMAGE008
，其中，Φd为外接触面31相对于星形套30的回转中心线的最大回转直径，Rd为外接触面31的半径，H2为星形套30背离钟形壳10开口端的端面与外接触面31圆心之间的间距。
在本实施例中，外接触面31的圆心与星形套30的回转中心线偏心设置，两者的偏距值为Y，即，外接触面31的圆心距离星形套30的回转中心线的垂直距离为Y。该偏距值Y用于调节星形套30相对于保持架20转动后的公差值，从而在满足保持架20相对于星形套30转动的情况下减小两者配合部位的间隙值。例如，当保持架20的外弧面22的圆心与回转中心线重合时，外接触面31的外球直径d公差为0.03，上偏差为-0.03，下偏差为-0.06。当外接触面31的圆心与回转中心线偏距Y时，外球面圆弧公称半径R 为 d/2，公差为0.015，上偏差为-0.01，下偏差-0.025。即，在外接触面31的圆心相对于星形套30的回转中心线偏离时，星形套30的外接触面31公差减小，由此产生保持架20与星形套30之间的间隙小，窜动小，进一步提升等速驱动轴装置的动力传递性能及稳定性。
在一些实施例中，星形套30包括自外接触面31凹陷且间隔分布的多条外油槽，外油槽分布于星形套30并相对于外接触面31凹陷，从而引导润滑介质进入到外接触面31与内弧面21之间的配合间隙处，提高保持架20相对于星形套30转动的灵活性并降低磨损。可选地，外油槽自星形套30的开口向避空槽13方向直线延伸，外油槽的圆心与外接触面31的圆心重合。可选地，外油槽自星形套30的开口向避空槽13方向倾斜延伸，扩大外油槽的长度，扩大润滑面积。可选地，外油槽环绕星形套30的回转中心线均匀分布。
出于示例和描述的目的，已经给出了本公开实施的前述说明。前述说明并非是穷举性的也并非要将本公开限制到所公开的确切形式，根据上述教导还可能存在各种变形和修改，或者是可能从本公开的实践中得到各种变形和修改。选择和描述这些实施例是为了说明本公开的原理及其实际应用，以使得本领域的技术人员能够以适合于构思的特定用途来以各种实施方式和各种修改而利用本公开。

Claims (10)

1.一种等速驱动轴装置，包括钟形壳、位于所述钟形壳内的星形套、套设于所述星形套外的保持架及间隔分布于所述保持架的滚珠，所述滚珠滚动抵接所述星形套和钟形壳，其特征在于，所述保持架包括与所述钟形壳相对转动接触的外弧面，所述外弧面的第一切线与所述保持架的回转中心线之间的间距小于所述外弧面的半径，其中，所述第一切线为平行于所述保持架的回转中心线的所述外弧面的切线。
2.根据权利要求1所述的等速驱动轴装置，其特征在于，所述外弧面的圆心与所述保持架的回转中心线之间的间距设为Z，
Figure 820553DEST_PATH_IMAGE001
，其中，D为外弧面相对于保持架的回转中心线的最大回转直径，RDb为外弧面的半径，H3为保持架端面与外弧面圆心之间的间距。
3.根据权利要求1所述的等速驱动轴装置，其特征在于，所述保持架还包括与所述星形套相对转动接触的内弧面，所述内弧面的第二切线与所述保持架的回转中心线之间的间距大于所述内弧面的半径，其中，所述第二切线为平行于所述保持架的回转中心线的所述内弧面的切线。
4.根据权利要求3所述的等速驱动轴装置，其特征在于，所述内弧面的圆心与所述保持架的回转中心线之间的间距设为Ｗ，
Figure 331169DEST_PATH_IMAGE002
，其中，Φd为内弧面相对于保持架的回转中心线的最大回转直径，Rdb为内弧面的半径，H3为保持架端面与内弧面圆心之间的间距。
5.根据权利要求1至4任一项所述的等速驱动轴装置，其特征在于，所述钟形壳包括与所述保持架的外弧面相对转动接触的内接触面，所述内接触面的第三切线与所述钟形壳的回转中心线之间的间距大于所述内接触面的半径，其中，所述第三切线为平行于所述钟形壳的回转中心线的所述内接触面的切线。
6.根据权利要求5所述的等速驱动轴装置，其特征在于，所述内接触面的圆心与所述钟形壳的回转中心线之间的间距设为X，
Figure 314168DEST_PATH_IMAGE003
，其中，ΦD为内接触面相对于钟形壳的回转中心线的最大回转直径，RD为内接触面的半径，H1为所述钟形壳开口端的内接触面的边缘与内接触面圆心之间的间距。
7.根据权利要求5所述的等速驱动轴装置，其特征在于，所述钟形壳包括自所述内接触面凹陷且间隔分布的多条内油槽。
8.根据权利要求1至4任一项所述的等速驱动轴装置，其特征在于，所述星形套包括与所述保持架的内弧面相对转动接触的外接触面，所述外接触面的第四切线与所述星形套的回转中心线之间的间距小于所述外接触面的半径，其中，所述第四切线为平行于所述星形套的回转中心线的所述外接触面的切线。
9.根据权利要求8所述的等速驱动轴装置，其特征在于，所述外接触面的圆心与所述星形套的回转中心线之间的间距设为Y，
Figure 37274DEST_PATH_IMAGE004
，其中，Φd为外接触面相对于星形套的回转中心线的最大回转直径，Rd为外接触面的半径，H2为星形套背离所述钟形壳开口端的端面与外接触面圆心之间的间距。
10.根据权利要求8所述的等速驱动轴装置，其特征在于，所述星形套包括自所述外接触面凹陷且间隔分布的多条外油槽。
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