CN203627573U - 长寿命十字轴万向节 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种长寿命十字轴万向节，包括十字轴本体和轴臂，轴臂上套设有的滚针轴承，滚针轴承包括轴承套和滚针，十字轴本体和轴臂为一体式结构，轴臂包括轴颈与台肩，轴颈通过台肩与十字轴本体连接，轴颈的外侧面为锥面，轴颈根部的直径大于轴颈外端的直径，滚针轴承的开口端内侧设有密封圈，密封圈的内侧与台肩表面贴合接触，滚针轴承的开口端端部设有防尘圈。因此本实用新型具有密封性能好，使用寿命长的有益效果。

Description

长寿命十字轴万向节

技术领域

本实用新型涉及万向节技术领域，尤其涉及一种使用寿命长的十字轴万向节。

背景技术

万向节；指的是利用球型等装置以实现不同方向的轴动力输出，是汽车上的一个很重要部件，万向节与传动轴组合，称为万向节传动装置。常见的万向节一般包括十字轴、套在十字轴轴颈上的滚针轴承，滚针轴承的外端封闭、内端开口，开口处设有密封圈。十字轴万向节在工作过程中需要传递动力，在动力传递过程中万向节由于角速度的影响受力运动复杂，既有径向作用力，又有轴向力作用，其最大的作用力为十字轴产生静扭转力，通常在使用过程中十字轴万向节上轴颈与轴承內复圆接触，十字轴端面与轴承底面接触，在运动过程中受到的载荷不均匀，从而导致万向节磨损严重而失效，使用寿命较短。

中国专利授权公告号：CN201606420U，授权公告日2010年10月13日，公开了一种十字轴万向节，包括十字轴、滚针、轴承碗，十字轴的轴头通过所述滚针设置在所述轴承碗中，十字轴轴头的端面与所述轴承碗的内底面之间设置有垫圈。通过设置垫圈，可避免十字轴轴头的端面与轴承碗的内底面直接接触，垫圈不会产生使润滑油汽化的高温，可减少或防止十字轴轴头端面在高速运动时发生磨损或断裂，延长十字轴万向节的使用寿命，而且垫圈是有一定弹性的，可以弥补装配误差，增加平衡缓冲性能，使得万向节运动平稳，提高传动能力。其不足之处是该种十字轴万向节的轴颈端部与根部之间受到的载荷不均匀，从而导致轴颈端部、根部易发生磨损，降低使用寿命，尤其是重型万向节，该种磨损更加明显。

实用新型内容

本实用新型为了克服现有技术中的十字轴万向节的轴颈端部与根部受到载荷不均匀而导致磨损严重，严重影响万向节使用寿命的不足，提供了一种能保持轴颈端部与根部载荷均匀，使用寿命长的十字轴万向节。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种十字轴万向节，包括十字轴本体和轴臂，轴臂上套设有的滚针轴承，滚针轴承包括轴承套和滚针，十字轴本体和轴臂为一体式结构，其特征是，所述的轴臂包括轴颈与台肩，轴颈通过台肩与十字轴本体连接，所述的轴颈的外侧面为锥面，轴颈根部的直径大于轴颈外端的直径，所述的滚针轴承的开口端内侧设有密封圈，密封圈的内侧与台肩表面贴合接触，滚针轴承的开口端端部设有防尘圈。台肩能减小轴颈与十字轴本体连接处的应力集中，轴颈为外侧为锥面，能缓解轴颈端部与根部之间的载荷，使得载荷趋于均匀，防止局部磨损，提高使用寿命，密封圈起到密封作用，防止内部油脂泄漏；防尘圈起到防尘作用，防止外界灰尘进去滚针轴承内，提高整体使用寿命。

作为优选，所述的轴颈单侧锥度为1′-30′，锥度从轴颈的根部向端部逐渐减小。轴颈锥度非常小，不会影响滚针轴承的正常工作，同时锥度是随着轴颈不同部位载荷不同而对应变化的，有效的调节载荷，使得轴颈端部与根部载荷更加均匀而又不影响滚针轴承的工作。

作为优选，滚针为单排滚针或双排滚针，所述的滚针的两端端部呈圆台状，滚针两端的单侧锥度为10′-60′。万向节工作时，滚针轴承受到外界多个方向的作用力，轴承套的轴线与轴颈的轴线在外力作用下会产生一个极小的夹角偏差，从而回导致滚针端部分别直接压在轴承套内部、轴颈外侧壁上，容易导致局部磨损，而滚针轴承两端呈圆台状，且端部设有圆倒角，则能根据轴承套的轴线与轴颈的轴线的夹角自动调节，从而防止局部磨损，提高使用寿命。

作为优选，所述的台肩为两档或多档，台肩的直径从十字轴本体端向轴颈端逐渐减小；所述的台肩的侧面的径向截面呈内凹的弧形结构。多个台肩具有防止应力突变的作用，削减连接处的应力集中，还能使得应力变化更加均匀，提高使用寿命，同时台肩与密封圈、防尘圈配合，密封效果更好。

作为优选，所述的滚针轴承的底面设有垫圈，垫圈的一端与滚针轴承底面接触，垫圈的另一端与轴颈的端面接触，垫圈与轴颈的接触端表面均匀设有若干球面凹坑。垫圈能防止轴颈外端与轴承套底面接触摩擦，滚针轴承内部充满润滑油，润滑油会进入球面凹坑内，从而保证垫圈与轴颈端部始终处于润滑状态，减小磨损和阻力。

作为优选，所述的密封圈包括密封圈骨架和密封环，密封环与密封圈骨架连接，所述的轴承套的开口端内侧设有环形内限位槽，所述的密封圈骨架的外端卡入环形内限位槽中，密封环的内端面与滚针外端面之间设有弹性支撑圈，所述的密封环的外侧面与轴承套内壁贴合密封，密封环的内侧面与台肩贴合密封。密封环在密封圈骨架、弹性支撑圈、台肩三者的共同的作用力下保持平衡，这三个外力中，随着台肩处与密封环内侧转动磨损，密封环内侧会自动与台肩压紧，从而达到新的平衡，密封环始终处于动态平衡中，具有自动补偿功能，时时刻刻都能保持密封环与台肩处的良好密封，使用寿命长。

作为优选，所述的密封环的内侧面上设有三个唇口，从内到外分别为主唇口、第一副唇口、第二副唇口，所述的主唇口与台肩外侧面贴合密封；所述的密封环的外端面设有环形缺口，所述的环形缺口内设有环形弹簧。万向节的主唇口与台肩压紧密封，随着长期使用磨损，主唇口磨损后，第一副唇口与台肩贴合密封，继续磨损后，第二副唇口再次与台肩贴合密封，因此只有当三个唇口都失效时，密封圈才会失效，在三个唇口都失效前，密封圈能始终保持良好的密封性能，环形弹簧为密封环起到一个周向向中心的作用力，进一步使得唇口压紧台肩，尤其是当主唇口失效时，通过环形弹簧的作用力能保持第一副唇口压紧台肩。

作为优选，防尘圈包括防尘圈骨架和防尘套，所述的防尘圈骨架、防尘套的截面都呈C字形结构，防尘圈骨架扣在防尘套外侧，所述的轴承套的开口端外侧设有环形外限位槽，防尘套的C形外圈端部设有环形唇口，防尘套的C形内圈内侧设有中环，防尘套的C形内圈外侧设有内环，所述的防尘套的C形开口端套在轴承套端部，环形唇口卡入环形外限位槽内，中环与轴承套内侧面接触密封，内环与台肩处过盈配合。防尘圈骨架为防尘圈提供了良好的支撑性能，防尘圈即使受到碰撞也不易顺坏，环形唇口、中环、内环都起到定位、密封的效果，防止外界灰尘进入滚针轴衬内部，防尘效果好。

因此，本实用新型具有如下有益效果：（1）轴颈的端部和根部受到外界载荷趋于均匀，减小局部磨损，提高使用寿命；（2）滚针轴承内滚针能自动适应轴承套与轴颈之间的轴线偏差，防止局部磨损，提高使用寿命；（3）多档台肩能减小连接处的应力集中，同时使得应力过渡均匀，提高使用寿命；（4）密封圈随着磨损能自动补偿密封，在密封环唇口全部失效前能始终保持良好的密封性能，保持滚针轴承内部密封、稳定的工作环境，极大的提高了万向节的使用寿命。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构示意图。

图2为本实用新型中万向节本体的结构示意图。

图3为本实用新型中滚针轴承的结构示意图。

图4为图1中A处局部放大结构示意图。

图5为本实用新型中密封圈的截面图。

图中：十字轴本体1  轴臂2  轴颈21  台肩22  滚针轴承3  轴承套31  滚针32  环形内限位槽33  环形外限位槽34  密封圈4  密封圈骨架41  密封环42  主唇口43  第一副唇口44  第二副唇口45  环形缺口46  防尘圈5  防尘圈骨架51  防尘套52  环形唇口53  中环54  内环55  垫圈6  弹性支撑圈7  环形弹簧8。

具体实施方式

    下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步描述：

如图1所示的一种长寿命十字轴万向节，包括十字轴本体1和轴臂（2），轴臂上套设有的滚针轴承3，滚针轴承包括轴承套31和滚针32，十字轴本体和轴臂为一体式结构，轴臂2包括轴颈21与台肩22，轴颈通过台肩与十字轴本体连接，轴颈21的外侧面为锥面，轴颈根部的直径大于轴颈外端的直径，轴颈21单侧锥度为1′-30′，锥度从轴颈的根部向端部逐渐减小，本实施例中，轴颈根部到端部长度为26.9mm，以轴颈端部为基准面，距离基准面28.4mm处的轴颈的单侧锥度为2.55′，距离基准面1.5mm处的轴颈单侧锥度为1.28′，即在距离基准面1.5mm-28.4mm处，轴颈的单侧锥度从2.55′逐渐减小到1.28′，这样万向节在工作时，轴颈端部与根部受到的载荷趋于均匀，防止局部磨损，极大的提高了万向节的使用寿命；滚针轴承3的开口端内侧设有密封圈4，密封圈的内侧与台肩表面贴合接触，滚针轴承3的开口端端部设有防尘圈5；滚针32为双排滚针，滚针的两端端部呈圆台状，滚针两端的单侧锥度为10′-60′，本实施例中，滚针的单侧锥度为20′，万向节工作时，滚针轴承受到外界多个方向的作用力，轴承套的轴线与轴颈的轴线在外力作用下会产生一个极小的夹角偏差，从而回导致滚针端部分别直接压在轴承套内部、轴颈外侧壁上，容易导致局部磨损，而滚针轴承两端呈圆台状，且端部设有圆倒角，则能根据轴承套的轴线与轴颈的轴线的夹角自动调节，从而防止局部磨损，提高使用寿命。

如图2所示，台肩22有两档，台肩22的直径从十字轴本体端向轴颈端逐渐减小，台肩22的侧面的径向截面呈内凹的弧形结构，多个台肩具有防止应力突变的作用，削减连接处的应力集中，还能使得应力变化更加均匀，提高使用寿命，同时台肩与密封圈、防尘圈配合，密封效果更好。

如图3所示，滚针轴承3的底面设有垫圈6，垫圈的一端与滚针轴承底面接触，垫圈的另一端与轴颈的端面接触，垫圈6与轴颈21的接触端表面均匀设有若干球面凹坑，垫圈能防止轴颈外端与轴承套底面接触摩擦，滚针轴承内部充满润滑油，润滑油会进入球面凹坑内，从而保证垫圈与轴颈端部始终处于润滑状态，减小磨损和阻力；轴承套的开口端内侧设有环形内限位槽33，环形内限位槽用于密封圈定位，轴承套32的开口端外侧设有环形外限位槽34，环形外限位槽用于防尘圈的定位。

如图4所示，密封圈4包括密封圈骨架41和密封环42，密封环与密封圈骨架连接，密封圈骨架41的外端卡入环形内限位槽33中，密封环42的内端面与滚针外端面之间设有弹性支撑圈7，弹性支撑圈能防止滚针轴向移动，密封环的外侧面与轴承套内壁贴合密封，如图5所示，密封环42的内侧面上设有三个唇口，从内到外分别为主唇口43、第一副唇口44、第二副唇口45，主唇口与台肩外侧面贴合密封，密封环42的外端面设有环形缺口46，环形缺口内设有环形弹簧8，密封环在密封圈骨架、弹性支撑圈、台肩三者的共同的作用力下保持平衡，这三个外力中，随着台肩处与密封环内侧转动磨损，密封环内侧会自动与台肩压紧，从而达到新的平衡，密封环始终处于动态平衡中，具有自动磨损补偿功能，时时刻刻都能保持密封环与台肩处的良好密封，使用寿命长；环形弹簧产生的的预紧力可保持唇口与轴颈紧密接触，并随时补偿唇口损耗。

如图4所示，防尘圈5包括防尘圈骨架51和防尘套52，防尘圈骨架、防尘套的截面都呈C字形结构，防尘圈骨架扣在防尘套外侧，轴承套32的开口端外侧设有环形外限位槽34，防尘套的C形外圈端部设有环形唇口53，防尘套的C形内圈内侧设有中环54，防尘套的C形内圈外侧设有内环55，防尘套的C形开口端套在轴承套端部，环形唇口53卡入环形外限位槽34内，中环与轴承套内侧面接触密封，内环与台肩处过盈配合。防尘圈骨架为防尘圈提供了良好的支撑性能，防尘圈即使受到碰撞也不易顺坏，环形唇口、中环、内环都起到定位、密封的效果，防止外界灰尘进入滚针轴衬内部，防尘效果好。

十字万向节工作时，轴颈根部与端部载荷趋于均匀，不易磨损，滚针对于轴承套受力产生的轴向偏角具有自动调节功能，防止局部磨损，密封圈具有自动磨损补偿功能，保证良好的密封性能，因此，本实用新型具有使用寿命长，密封能性能好的有益效果。

Claims (10)

1.一种长寿命十字轴万向节，包括十字轴本体（1）和轴臂（2），轴臂上套设有的滚针轴承（3），滚针轴承包括轴承套（31）和滚针（32），十字轴本体和轴臂为一体式结构，其特征是，所述的轴臂（2）包括轴颈（21）与台肩（22），轴颈通过台肩与十字轴本体连接，所述的轴颈（21）的外侧面为锥面，轴颈根部的直径大于轴颈外端的直径，所述的滚针轴承（3）的开口端内侧设有密封圈（4），密封圈的内侧与台肩表面贴合接触，滚针轴承（3）的开口端端部设有防尘圈（5）。

2.根据权利要求1所述的长寿命十字轴万向节，其特征是，所述的轴颈（21）单侧锥度为1′-30′，锥度从轴颈的根部向端部逐渐减小。

3.根据权利要求1或2所述的长寿命十字轴万向节，其特征是，滚针（32）为单排滚针或双排滚针，所述的滚针的两端端部呈圆台状，滚针两端的单侧锥度为10′-60′。

4.根据权利要求1所述的长寿命十字轴万向节，其特征是，所述的台肩（22）为两档或多档，台肩（22）的直径从十字轴本体端向轴颈端逐渐减小。

5.根据权利要求1或4所述的长寿命十字轴万向节，其特征是，所述的台肩（22）的侧面的径向截面呈内凹的弧形结构。

6.根据权利要求1所述的长寿命十字轴万向节，其特征是，所述的滚针轴承（3）的底面设有垫圈（6），垫圈的一端与滚针轴承底面接触，垫圈的另一端与轴颈的端面接触，垫圈（6）与轴颈（21）的接触端表面均匀设有若干球面凹坑。

7.根据权利要求1所述的长寿命十字轴万向节，其特征是，所述的密封圈（4）包括密封圈骨架（41）和密封环（42），密封环与密封圈骨架连接，所述的轴承套（32）的开口端内侧设有环形内限位槽（33），所述的密封圈骨架（41）的外端卡入环形内限位槽（33）中，密封环（42）的内端面与滚针外端面之间设有弹性支撑圈（7），所述的密封环的外侧面与轴承套内壁贴合密封，密封环的内侧面与台肩贴合密封。

8.根据权利要求7所述的长寿命十字轴万向节，其特征是，所述的密封环（42）的内侧面上设有三个唇口，从内到外分别为主唇口（43）、第一副唇口（44）、第二副唇口（45），所述的主唇口与台肩外侧面贴合密封。

9.根据权利要求7或8所述的长寿命十字轴万向节，其特征是，所述的密封环（42）的外端面设有环形缺口（46），所述的环形缺口内设有环形弹簧（8）。

10.根据权利要求1或7所述的长寿命十字轴万向节，其特征是，防尘圈（5）包括防尘圈骨架（51）和防尘套（52），所述的防尘圈骨架、防尘套的截面都呈C字形结构，防尘圈骨架扣在防尘套外侧，所述的轴承套（32）的开口端外侧设有环形外限位槽（34），防尘套的C形外圈端部设有环形唇口（53），防尘套的C形内圈内侧设有中环（54），防尘套的C形内圈外侧设有内环（55），所述的防尘套的C形开口端套在轴承套端部，环形唇口（53）卡入环形外限位槽（34）内，中环与轴承套内侧面接触密封，内环与台肩处过盈配合。

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