CN116838708A - 一种球铰链结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种球铰链结构，包括球座，所述的球座上设置有球窝安装腔；球窝，嵌入设置在所述球窝安装腔内部；球销，所述的球销的端部设置有球头，沿着球销的轴向方向嵌入到球窝内部；锁盖，设置在所述的球窝安装腔的开口处与球座固接且同时压紧球窝的开口处使球头限制在球窝内部；所述的球窝的外侧壁从其开口端向底部方向依次设置有形变段、第一圆锥段和第二圆锥段，所述的形变段在锁盖安装时发生形变收拢。本发明可以解决现有的球铰链的载荷承受上限低、转动时力矩过大的问题。

Description

一种球铰链结构

技术领域

本发明涉及汽车零部件领域，具体为一种球铰链结构。

背景技术

球铰链是汽车底盘控制臂连接中要用到的一种活动连接结构，球铰链按照安装位置和受力形式可以分为轴向力球铰和径向力球铰两类，其中轴向力球铰主要承受沿球销轴线方向和垂直于轴线方向两个方向的力，受力情况更加复杂，球铰链结构除了满足力的传递要求，还要提供自由度，球销相对控制臂本体既能旋转也能摆动，因此球铰链还要满足耐磨的需求，而且球铰链活动的力矩也不能过大，会影响控制臂的运动流畅度。最重要的是球铰链需要承受控制臂本体(球座)传递过来的轴向载荷，现有的球铰链中主要是通过球窝来支撑载荷，而现有的球窝大多采用传统的球形结构，其外侧壁也是圆弧面，中部设置有压环用于被锁盖压紧，在承受球销和球头的轴向载荷的时候如果载荷过大会产生内缩形变，球窝碎裂的情况，一旦发生形变或者碎裂，则球销和球头的活动就会产生比较大的力矩，导致球铰链内部磨损加剧最终过早失效，所以对于一些高端汽车需要承受比较大的载荷的情况下，现有的球铰链已经无法满足要求。

发明内容

本发明提供了一种球铰链结构，可以解决现有的球铰链的载荷承受上限低、转动时力矩过大的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种球铰链结构，包括球座，所述的球座上设置有球窝安装腔；球窝，嵌入设置在所述球窝安装腔内部；球销，所述的球销的端部设置有球头，沿着球销的轴向方向嵌入到球窝内部；锁盖，设置在所述的球窝安装腔的开口处与球座固接且同时压紧球窝的开口处使球头限制在球窝内部；

所述的球窝的外侧壁从其开口端向底部方向依次设置有形变段、第一圆锥段和第二圆锥段，所述的形变段在锁盖安装时发生形变收拢，通过在球窝的外侧壁上设置连续的第一圆锥段和第二圆锥段，在球窝受到轴向载荷的时候可以在第一圆锥段和第二圆锥段上分别形成均匀的支撑力，第一圆锥段和第二圆锥段上的支撑力又沿着径向进行交叉对轴向载荷进行有效支撑，相对于圆弧面来说支撑力更加集中，所以可以承受的轴向载荷更大。

作为优选，所述的形变段、第一圆锥段和第二圆锥段之间均为圆角过渡，通过圆角过渡可以消除应力集中，防止出现裂开的情况，有利于承载更大的载荷。

作为优选，所述的第二圆锥段的底部中心设置有外凸部，所述的球窝安装腔的底部中心设置有与外凸部相对应的内凹空腔，外凸部可以对球窝进行定位，而且内凹空腔方便球窝安装腔的加工成型。

作为优选，所述的球窝的内侧壁上绕着圆周均匀设置有若干条纵向油槽，所述的纵向油槽的一端延伸至球窝的内侧底部，另一端延伸至球窝的开口端并在靠近球窝开口端的位置宽度逐渐变大形成切口，通过设置数量众多的纵向油槽可以在球窝的内表面上分布均匀的润滑油脂，降低球头转动时的力矩，切口会在球窝被锁盖压紧收缩的时候宽度变窄，从而在安装完成后纵向油槽的宽度保持一致，让润滑油脂可以顺利的在球铰内部交换。

作为优选，所述的球窝的内侧底部中心设置有与纵向油槽连通的内凹部，所述的内凹部与球头之间形成储油空间，储油空间可以存放多余的润滑油脂，在球头转动的时候可以始终与球头相接触进行润滑。

作为优选，所述的球窝的内侧壁上设置有至少一条将纵向油槽均连通的环形油槽，环形油槽可以与纵向油槽一起构成润滑网络，提高球头外表面整体的润滑效果。

作为优选，所述的球窝的外侧壁上设置有至少一个防转凸台，所述的球窝安装腔内部设置有与防转凸台相嵌的防转凹槽，防转凸台可以有效防止球窝在球窝安装腔内进行转动位移。

作为优选，所述的球窝安装腔的开口处边缘设置有将锁盖压紧固定的铆边部，通过设置铆边部可以牢固地压紧锁盖。

作为优选，所述的锁盖的内侧下端与球窝安装腔之间留有间隙，间隙可以给锁盖足够的下压余量，防止球窝安装腔对锁盖的下压产生干涉。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

通过在球窝的外侧壁上设置连续的第一圆锥段和第二圆锥段，相对于圆弧面来说支撑力更加集中，所以可以承受的轴向载荷更大，相对于圆弧面的球窝其轴向载荷的承载上限提高了10-15％；设置有分布均匀的润滑油槽，可以对球头进行全面的润滑，减少球头转动时的力矩，由于球窝承受的轴向载荷更大，不容易形变，所以力矩相对于现有的球窝减少了20-30％。

附图说明

图1为本发明的主视剖视结构图；

图2为本发明的球窝的第一视角立体结构图；

图3为本发明的球窝的第二视角立体结构图；

图4为本发明的球窝的俯视结构图；

图5为图4的B-B向剖视结构图。

附图标记：

1、球窝安装腔，2、内凹空腔，3、储油空间，4、球座，5、球窝，6、间隙，7、铆边部，8、锁盖，9、球销，91、球头，10、轴向方向，11、上球面，12、防转凸台，13、切口，14/15/16/17/18/19、纵向油槽，20、形变段，21、第一圆锥段，22、第二圆锥段，23、外凸部，24、内凹部，25/26、环形油槽。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

如图1-5所示，本发明为解决现有的球铰链的载荷承受上限低、转动时力矩过大的问题，提供如下技术方案：一种球铰链结构，包括球座4，所述的球座4上设置有球窝安装腔1；球窝5，嵌入设置在所述球窝安装腔1内部；球销9，所述的球销9的端部设置有球头91，沿着球销9的轴向方向10嵌入到球窝5内部；锁盖8，设置在所述的球窝安装腔1的开口处与球座4固接且同时压紧球窝5的开口处使球头91限制在球窝5内部；

所述的球窝5的外侧壁从其开口端向底部方向依次设置有形变段20、第一圆锥段21和第二圆锥段22，所述的形变段20在锁盖8安装时发生形变收拢，通过在球窝5的外侧壁上设置连续的第一圆锥段21和第二圆锥段22，如图5所示，在球窝5受到轴向载荷的时候可以在第一圆锥段21和第二圆锥段22上分别形成均匀的支撑力，第一圆锥段21和第二圆锥段22上的支撑力又沿着径向进行交叉对轴向载荷进行有效支撑，相对于圆弧面来说支撑力更加集中，所以可以承受的轴向载荷更大。

其中，球窝5可以为热塑性塑料注塑件，如图2-3所示，其形变段20在球窝5安装之前呈圆柱形，方便球头91装入到球窝5内，当锁盖8安装的时候可以将形变段20的开口处压缩形变，形成上球面11将球头91的上部包住。

其中，所述的形变段20、第一圆锥段21和第二圆锥段22之间均为圆角过渡，通过圆角过渡可以消除应力集中，防止出现裂开的情况，有利于承载更大的载荷，圆角过渡可以在注塑成型时一次性成型。

在本实施例中，如图2和5所示，所述的第二圆锥段22的底部中心设置有外凸部23，所述的球窝安装腔1的底部中心设置有与外凸部23相对应的内凹空腔2，外凸部23可以对球窝5进行定位，而且内凹空腔2方便球窝安装腔1的加工成型，外凸部23为圆弧面凸起，在球窝5安装放置的时候可以部分嵌入到内凹空腔2中进行定位，放置锁盖8的时候球窝5就不会发生偏转。

为了保证球窝5与球头91之间的转动润滑效果，所述的球窝5的内侧壁上绕着圆周均匀设置有若干条纵向油槽14、15、16、17、18、19，所述的纵向油槽14、15、16、17、18、19的一端延伸至球窝5的内侧底部，另一端延伸至球窝5的开口端并在靠近球窝5开口端的位置宽度逐渐变大形成切口13，通过设置数量众多的纵向油槽可以在球窝5的内表面上分布均匀的润滑油脂，降低球头91转动时的力矩，切口13会在球窝5被锁盖8压紧收缩的时候宽度变窄，从而在安装完成后纵向油槽14、15、16、17、18、19的宽度保持一致，让润滑油脂可以顺利地加入到纵向油槽14、15、16、17、18、19。

另外，如图5所示，所述的球窝5的内侧底部中心设置有与纵向油槽14、15、16、17、18、19连通的内凹部24，所述的内凹部24与球头91之间形成储油空间3，储油空间3可以存放多余的润滑油脂，在球头91转动的时候可以始终与球头91相接触进行润滑。

为了使纵向油槽14、15、16、17、18、19之间的润滑油可以进行流通，所述的球窝5的内侧壁上设置有至少一条将纵向油槽14、15、16、17、18、19均连通的环形油槽25、26，环形油槽25、26可以与纵向油槽14、15、16、17、18、19一起构成润滑网络，提高球头91外表面整体的润滑效果。

为了防止球窝5在球窝安装腔1中进行转动，如图2所示，所述的球窝5的外侧壁上设置有至少一个防转凸台12，所述的球窝安装腔1内部设置有与防转凸台12相嵌的防转凹槽，防转凸台12可以有效防止球窝5在球窝安装腔1内进行转动位移，防转凸台12可以设置在第一圆锥段21的位置，其外侧壁为圆柱形的一部分，这样有利于将球窝5放入到球窝安装腔1中并快速定位。

作为锁盖8的一种安装方式，如图1所示，所述的球窝安装腔1的开口处边缘设置有将锁盖8压紧固定的铆边部7，通过设置铆边部7可以牢固地压紧锁盖8，同时，所述的锁盖8的内侧下端与球窝安装腔1之间留有间隙6，间隙6可以给锁盖8足够的下压余量，防止球窝安装腔1对锁盖8的下压产生干涉。

需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后......)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体地限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

另外，本发明各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种球铰链结构，包括：

球座(4)，所述的球座(4)上设置有球窝安装腔(1)；

球窝(5)，嵌入设置在所述球窝安装腔(1)内部；

球销(9)，所述的球销(9)的端部设置有球头(91)，沿着球销(9)的轴向方向(10)嵌入到球窝(5)内部；

锁盖(8)，设置在所述的球窝安装腔(1)的开口处与球座(4)固接且同时压紧球窝(5)的开口处使球头(91)限制在球窝(5)内部，其特征在于：

所述的球窝(5)的外侧壁从其开口端向底部方向依次设置有形变段(20)、第一圆锥段(21)和第二圆锥段(22)，所述的形变段(20)在锁盖(8)安装时发生形变收拢。

2.根据权利要求1所述的球铰链结构，其特征在于：所述的形变段(20)、第一圆锥段(21)和第二圆锥段(22)之间均为圆角过渡。

3.根据权利要求1所述的球铰链结构，其特征在于：所述的第二圆锥段(22)的底部中心设置有外凸部(23)，所述的球窝安装腔(1)的底部中心设置有与外凸部(23)相对应的内凹空腔(2)。

4.根据权利要求1所述的球铰链结构，其特征在于：所述的球窝(5)的内侧壁上绕着圆周均匀设置有若干条纵向油槽(14、15、16、17、18、19)，所述的纵向油槽(14、15、16、17、18、19)的一端延伸至球窝(5)的内侧底部，另一端延伸至球窝(5)的开口端并在靠近球窝(5)开口端的位置宽度逐渐变大形成切口(13)。

5.根据权利要求4所述的球铰链结构，其特征在于：所述的球窝(5)的内侧底部中心设置有与纵向油槽(14、15、16、17、18、19)连通的内凹部(24)，所述的内凹部(24)与球头(91)之间形成储油空间(3)。

6.根据权利要求4所述的球铰链结构，其特征在于：所述的球窝(5)的内侧壁上设置有至少一条将纵向油槽(14、15、16、17、18、19)均连通的环形油槽(25、26)。

7.根据权利要求4所述的球铰链结构，其特征在于：所述的球窝(5)的外侧壁上设置有至少一个防转凸台(12)，所述的球窝安装腔(1)内部设置有与防转凸台(12)相嵌的防转凹槽。

8.根据权利要求1所述的球铰链结构，其特征在于：所述的球窝安装腔(1)的开口处边缘设置有将锁盖(8)压紧固定的铆边部(7)。

9.根据权利要求8所述的球铰链结构，其特征在于：所述的锁盖(8)的内侧下端与球窝安装腔(1)之间留有间隙(6)。