CN213598440U - 一种枢轴式等速万向节 - Google Patents

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CN213598440U CN202022363592.7U CN202022363592U CN213598440U CN 213598440 U CN213598440 U CN 213598440U CN 202022363592 U CN202022363592 U CN 202022363592U CN 213598440 U CN213598440 U CN 213598440U
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林永庆
王立军
周文杰
余昌学
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Abstract

本申请涉及一种枢轴式等速万向节,其包括外轮以及连接于外轮内的枢轴,所述外轮开设有用于容纳枢轴的连接槽;所述枢轴包括轴毂以及活动连接于轴毂的轴承,所述轴承的外侧壁轴向截面呈向外凸出的弧形面,该弧形面为轴截弧面;所述连接槽包括用于容纳轴毂的第一容纳槽以及用于容纳轴承的第二容纳槽,所述轴毂位于第一容纳槽内时所述轴承位于对应的第二容纳槽内并且能够沿着外轮的轴向滚动;所述第二容纳槽内与轴承的外侧壁抵触的侧壁为第二弧形凹面,所述第二弧形凹面向背离轴承的方向凹陷。本申请具有减小轴承与外轮之间接触应力的效果。

Description

一种枢轴式等速万向节
技术领域
本申请涉及万向节的领域,尤其是涉及一种枢轴式等速万向节。
背景技术
等速万向节是将轴间有夹角或相互位置有变化的两轴连接起来,并使两轴以相同的角速度传递动力的装置,它可以克服普通十字轴式万向节存在的不等速性问题。其中三枢轴式等速万向节是近年来应用较为广泛地一种新型等速万向节。
现有的三枢轴式等速万向节中承受应力的点为其内部的轴承与外轮之间的接触面,为了与万向节连接的两个轴之间的夹角变化,轴承的外圈呈向外凸出的圆弧形,而外轮上与轴承外圈接触面为平面。
针对上述中的相关技术,发明人认为轴承外圈与外轮接触应力较大,从而影响万向节的使用寿命。
实用新型内容
为了缓解轴承外圈与外轮接触应力较大的问题,本申请提供一种枢轴式等速万向节。
本申请提供的一种枢轴式等速万向节采用如下的技术方案:
一种枢轴式等速万向节,包括外轮以及连接于外轮内的枢轴,所述外轮开设有用于容纳枢轴的连接槽;所述枢轴包括轴毂以及活动连接于轴毂的轴承,所述轴承的数量至少为两个并且周向设置于轴毂侧壁,所述轴承与枢轴能够偏转并且偏转的转动轴线同时垂直于轴承的中心轴线以及轴毂的中心轴线,所述轴承的外侧壁轴向截面呈向外凸出的弧形面,该弧形面为轴截弧面;
所述连接槽包括用于容纳轴毂的第一容纳槽以及用于容纳轴承的第二容纳槽,所述第一容纳槽同轴开设于外轮一端端面,所述外轮沿其轴向开设所述第二容纳槽,所述第二容纳槽的数量与轴承数量相同并且以外轮的中心轴线呈周向分布,所述第二容纳槽与第一容纳槽边缘处连通,所述轴毂位于第一容纳槽内时所述轴承位于对应的第二容纳槽内并且能够沿着外轮的轴向滚动;所述第二容纳槽内与轴承的外侧壁抵触的侧壁为第二弧形凹面,所述第二弧形凹面向背离轴承的方向凹陷。
通过采用上述技术方案,当枢轴与外轮之间发生偏转,轴毂和外轮之间的轴间夹角会发生变化,此时轴承会在第二容纳槽内沿着外轮的轴向滚动。并且枢轴转动时,其扭矩通过轴承对第二容纳槽的侧壁施加压力,因为轴承有多个,这个多个轴承对外轮施加的压力形成扭矩,从而驱动外轮转动。
同时,因为轴承的外侧壁轴向截面呈向外凸出的弧形面,与弧形面接触的第二容 纳槽侧壁呈弧形凹面设置,所以两个应力面一个为外突的弧形面,另一个为内凹的弧形面。 而由赫兹效应可知,接触应力
Figure DEST_PATH_RE-DEST_PATH_IMAGE001
计算公示如下:
Figure DEST_PATH_RE-DEST_PATH_IMAGE003
式中:
F为法向力;
Figure DEST_PATH_DEST_PATH_IMAGE004
Figure DEST_PATH_RE-DEST_PATH_IMAGE005
为两个接触面的曲率半径,当接触面为平面时,曲率半径为无穷大;
±:正号用于外接触(即两个接触面均为向外凸出的弧面或球面),负号用于内接触(即两个接触面中一个为向外凸出的弧面或球面,另一个为向内凹陷的弧面或球面);
Figure DEST_PATH_DEST_PATH_IMAGE006
为两个接触物材料的弹性模量;
Figure DEST_PATH_RE-DEST_PATH_IMAGE007
Figure DEST_PATH_DEST_PATH_IMAGE008
为两个接触物材料的泊松比。
然后轴承轴向截面和径向截面分析接触面之间的接触应力。
径向截面:
本申请的径向截面为凸面与平面接触,而相关技术也同样为凸面与平面接触,所以两者从径向截面分析,两者接触应力相同。
轴向截面:
本申请的轴向截面为凹面与凸面,所以其接触应力
Figure DEST_PATH_RE-DEST_PATH_IMAGE009
=
Figure DEST_PATH_DEST_PATH_IMAGE010
;而相关 技术中凸面与平面之间的接触应力
Figure DEST_PATH_RE-DEST_PATH_IMAGE011
当其余条件相同时,本申请的接触应力小于相关技术的接触应力。
综合径向截面和轴向截面分析,本申请的技术方案相较于相关技术,轴承和外轮之间的接触应力更小,从而提高枢轴式等速轴承的使用寿命的问题。
可选的,所述第二弧形凹面的半径等于轴截弧面的半径。
通过采用上述技术方案,两个接触面的曲率半径差别越小,两者之间的接触应力越小,进一步减小接触应力。
可选的,所述轴截弧面的半径等于轴承外圈的半径,所述第二容纳槽远离轴毂的侧壁呈向远离轴毂方向凸出的弧面。
通过采用上述技术方案,使轴承的外侧壁呈球面设置,从而轴承可以在第二容纳槽内偏转,偏转的转动轴线同时垂直于外轮的中心轴线和轴承的中心轴线,为枢轴提供更大的铰接转动空间。
可选的,所述第二弧形凹面沿着外轮轴向开设有润滑槽道,所述润滑槽道位于第二弧形凹面的中间位置,所述润滑槽道底壁与轴承侧壁中间存在间隙。
通过采用上述技术方案,润滑油可以通过润滑槽道进入轴承和第二容纳槽侧壁之间,更加利于润滑油的流动,减少轴承和外轮之间的摩擦力以及磨损,提升等速万向节的使用寿命。
可选的,所述润滑槽道包括两个相切面,所述相切面与第二弧形凹面相切。
通过采用上述技术方案,润滑槽道与第二弧形凹面相交处呈相切设置,过渡更加平滑,有助于润滑油的流动,同时也缓解第二弧形凹面与相切面之间应力集中的现象。
可选的,所述润滑槽道还包括位于两个相切面之间的连接弧面,所述连接弧面周向的两端与相切面相切。
通过采用上述技术方案,润滑槽更加平滑,进一步利于润滑油的流动,同时缓解润滑槽道底部应力集中的问题。
可选的,所述轴毂包括用于与汽车半轴同轴固定连接的连接环以及固定连接于连接环外侧侧壁的轴头,所述轴头的数量与轴承的数量相同,所述轴头以连接环的中心轴线为中心呈周向设置,所述轴承套设于轴头上与轴毂活动连接。
通过采用上述技术方案,轴承通过轴头连接于轴毂,连接结构简单,安装方便。
可选的,所述轴头包括用于与连接环侧壁固定连接的连接部以及用于安装轴承的球头部,所述连接部远离连接环的一端与球头部固定连接,所述球头部的侧壁为球面,所述轴承的内圈内径与球头部球面的半径相等并且两者为过渡配合。
通过采用上述技术方案,在确保轴承具有较大的偏转空间的前提下,轴承与轴头之间具有足够的接触面积,两者的接触面为环形的线接触,两者之间受到接触应力后,接触面发生细微的形变,形成环状的面接触,缓解轴承内壁与轴头之间较大接触应力的问题。
可选的,所述轴承的内壁靠近连接环的一端同轴固定连接有凸环。
通过采用上述技术方案,通过凸环轴承卡接于球头部,限制轴承相对于球头轴向移动的距离,减少轴承从球头部脱离的可能性,提升两者连接结构的稳定性。
可选的,所述轴承为滚动轴承并且其包括外圈、同轴设置于外圈内的内圈以及滚动连接于外圈和内圈之间多个滚针,所述内圈的轴线宽度小于外圈的轴线宽度,所述滚针沿着外圈和内圈之间的环形间隙呈周向均匀分布,所述滚针中心轴线平行于轴承的中心轴线,所述滚针的轴向长度小于或等于内圈的轴向宽度。
通过采用上述技术方案,一方面采用滚动轴承,进一步减小枢轴与外壳相对偏转时的摩擦力;另一方面内圈的轴线宽度小于外圈的轴线宽度,从而滚动轴承侧壁和内壁之间存在了一个“喇叭状的开口”,轴承中心轴线相对于轴头中心轴线最大偏转角度进一步增大,进而增加了轴毂和外轮之间的最大偏转角度。
综上所述,本申请包括以下至少一种有益技术效果:
1.将外轮上与轴承外壁抵触的侧壁设置为弧形凹面,为轴承的外侧壁轴向截面呈向外凸出的弧形面,根据赫兹公示可知,当其余条件相同时,凹面与凸面之间的接触应力小于平面与凸面之间的接触应力,因此本申请的技术方案相较于相关技术,轴承和外轮之间的接触应力更小,从而提高枢轴式等速轴承的使用寿命的问题;
2.外轮上与轴承侧壁抵接的接触面开设有润滑槽道,润滑槽道位于第二容纳槽的弧形凹面侧壁的中间位置,润滑槽道位于第二容纳槽的弧形凹面侧壁的中间位置;
3.润滑槽道包括一个连接弧面和两个相切面,连接弧面周向的两端与相切面相切,使润滑槽更加平滑,进一步助于润滑油的流动,缓解润滑槽道底部以及第二容纳槽的弧形凹面侧壁与相切面之间应力集中的问题;
4.轴截弧面的半径等于轴承外圈的半径,第二容纳槽远离轴毂的侧壁呈向远离轴毂方向凸出的弧面,轴承可以在第二容纳槽内偏转,偏转的转动轴线同时垂直于外轮的中心轴线和轴承的中心轴线,为轴毂提供更大的铰接转动空间。
5.轴承通过具有球头部的轴头连接于轴毂,轴承为滚动轴承并且其包括外圈、同轴设置于外圈内的内圈以及滚动连接于外圈和内圈之间多个滚针,轴承为滚动轴承并且其包括外圈、同轴设置于外圈内的内圈以及滚动连接于外圈和内圈之间多个滚针,从而滚动轴承侧壁和内壁之间存在了一个倒角,轴承中心轴线相对于轴头中心轴线最大偏转角度进一步增大,进而增加了轴毂和外轮之间的最大偏转角度。
附图说明
图1是本申请实施例的整体结构示意图;
图2是本申请实施例的整体结构的爆炸示意图;
图3是本实施例用于展示枢轴与外轮转配结构的结构示意图;
图4是本实施例用于展示轴承和轴头结构的剖面图,图中未轴毂未剖切;
图5是图4的A部放大图;
图6是本实例用于展示枢轴与外轮偏转过程的示意图;
图7是图3的B部放大图;
图8是本申请实施例与相关技术的轴头和轴承内圈接触面比较示意图。
附图标记说明:100、外轮;110、轮部;111、减重槽;112、第一容纳槽;113、第二容纳槽;114、第一弧形凹面;115、第二弧形凹面;116、润滑槽道;117、相切面;118、连接弧面;120、轴部;121、外花键;200、枢轴;210、轴毂;211、连接环;212、轴头;213、内花键;214、连接部;215、球头部;220、轴承;221、外圈;222、内圈;223、滚针;224、挡圈;225、环形槽;226、轴截弧面;227、凸环。
具体实施方式
以下结合附图1-8对本申请作进一步详细说明。
本申请实施例公开一种枢轴式等速万向节。
参照图1,该万向节包括外轮100和安装于外轮100内部的枢轴200。其中枢轴200用于与汽车半轴同轴固定连接,外轮100用于与轮毂同轴固定连接。汽车半轴将扭矩通过枢轴200传递至外轮100处,由外轮100将扭矩传递至轮毂处,从而驱动轮毂转动。当汽车转弯时,轮毂的中心轴线需要能够沿着水平面的转动,因此枢轴200与外轮100之间能够发生偏转。在本申请文件中枢轴200与外轮100的偏转在本申请文件中的意思为:两者相对转动,使得枢轴200的中心轴线与外轮100中心轴线之间夹角大小或者朝向发生变化。
参照图2,外轮100包括轮部110以及同轴固定连接于轮部110一端的轴部120。轴部120用于与轮毂连接,轮部110用于安装枢轴200。在本实施例中轮部110与轴部120之间的固定方式为一体铸造成型或者一体锻造成型;在本申请另一实施例中可以为键连接、螺纹连接或通过螺栓连接。
参照图2,轴部120为台阶轴,并且其远离轮部110的一端侧壁开设有外花键121,用于与轮毂连接。
参照图2,轮部110整体呈圆柱状,其侧壁开设有三个减重槽111,减重槽111以轮部110的中心轴线为中心并且沿着轮部110的外边缘呈周向均匀分布。轮部110背离轴部120的一端开设有用于安装枢轴200的连接槽。
参照图2,连接槽包括第一容纳槽112和第二容纳槽113。第一容纳槽112呈圆柱形并且同轴开设于外轮100的端面。轮部110沿其轴向开设所述第二容纳槽113。第二容纳槽113的数量与轴承220数量相同并且以外轮100的中心轴线呈周向分布,因此在本实施例中,第二容纳槽113的数量为三个。第二容纳槽113与第一容纳槽112边缘处连通。
参照图2,枢轴200包括轴毂210以及转动连接于轴毂210外边缘的轴承220。轴毂210同轴开设有内花键213,用于与汽车半轴连接。轴承220用于减小枢轴200和外轮100发生偏转时产生的摩擦力,摩擦力越小,等速万向节工作过程的磨损越小,寿命也就越长。
参照图2,轴承220的数量至少为两个,并且以轴毂210的轴心线为中心轴线呈周向设置。在本实施中轴承220数量为三个,在本申请另一实施例中可以为四个或者五个,只要相邻两个轴承220之间不发生干涉即可。
参照图2,轴承220可以其自身的中心轴线进行自转,同时也可以相对轴毂210发生偏转。此处的偏转是指,轴承220的中心轴线相对轴毂210的中心轴线发生转动,即轴承220的中心轴线与轴毂210的中心轴线之间的夹角大小或者朝向发生变化。
参照图2和图3,当枢轴200安装于连接槽内时,轴毂210位于第一容纳槽112内,轴承220位于对应的第二容纳槽113内,并且其外侧壁抵触于第二容纳槽113侧壁。
参照图2和图3,当枢轴200与外轮100之间发生偏转时,轴承220会在第二容纳槽113内沿着外轮100的轴向滚动,同时在轴承220滚动之后,其与轴毂210之间也会发生偏转。此时枢轴200转动,其扭矩通过轴承220对第二容纳槽113的侧壁施加压力,因为轴承220有多个,这个多个轴承220对外轮100施加的压力形成扭矩,从而驱动外轮100转动。
参照图4,轴毂210包括连接环211以及固定连接于连接环211外侧侧壁的轴头212。连接环211用于与汽车半轴同轴固定连接,内花键213同轴开设于连接环211上。轴头212用于安装轴承220,其数量与轴承220的数量相同,因此在本实施例中轴头212有三个。
参照图4,轴头212包括连接部214和球头部215。连接部214用于将连接环211侧壁和球头部215连接,球头部215用于安装轴承220。
参照图4,连接部214一端固定连接于连接环211的外圆侧壁,另一端于球头部215固定连接。连接部214呈圆柱状,并且与连接环211的中心轴线呈垂直设置。连接部214的直径小于球头部215的直径,同时也小于连接环211的轴向长度。连接部214与连接环211之间以及连接部214与球头部215之间的连接处呈圆弧倒角设置,从而缓解三者连接处的应力集中问题。
参照图4,球头部215的径向侧壁为球面,轴承220的内径与球头部215球面的半径相等并且两者为过渡配合。轴承220套设于球头部215后可以发成相对偏转。
参照图4,本实例中轴承220为滚动轴承220,采用滚动轴承220,可以进一步减小轴毂210与外壳相对转动时的摩擦力。
参照图4,轴承220包括外圈221、同轴设置于外圈221内的内圈222以及滚动连接于外圈221和内圈222之间多个滚针223。内圈222的外壁和外圈221的内壁均抵触于滚针223的侧壁。滚针223沿着外圈221和内圈222之间的环形间隙呈周向均匀分布,滚针223中心轴线平行于轴承220的中心轴线。
参照图4,为了避免滚针223从外圈221和内圈222之间滑出,在外圈221内壁轴向的两端均设置有挡圈224。外圈221内壁靠近两端的位置均开设有环形槽225,挡圈224为弹簧卡圈。挡圈224卡置于环形槽225内,挡圈224抵触内圈222和滚针223的端面,限制挡圈224和滚针223的轴向自由度。
参照图4和图5,内圈222内壁靠近连接环211的一端同轴固定连接有凸环227,通过凸环227将轴承220卡接于球头部215,限制轴承220相对于球头部215轴向移动的距离,减少轴承220从球头部215脱离的可能性,提升两者连接结构的稳定性。
参见图6,枢轴200和外轮100之间的最大偏转角度是指:枢轴200从与外轮100同轴的位置偏转至极限位置过程中,枢轴200的中心轴线运动的角度;即枢轴200偏转至极限位置时,其中心轴线与外轮100中心轴线之间的夹角,并且该夹角朝向背离外轮100的方向。枢轴200和外轮100之间的最大偏转角度越大,便能为轮毂提供更大转动角度,汽车转弯和调头更加方便。
参见图6,枢轴200和外轮100之间的最大偏转角度会受到轴承220和轴头212之间的最大偏转角度的影响。轴承220和轴头212之间的最大偏转角度指:轴承220从与轴头212同轴状态偏转至其极限状态过程中,轴承220的中心轴线运动的角度;即轴承220偏转至极限位置时,其中心轴线与轴头212中心轴线之间的夹角,并且该夹角朝向背离连接环211的方向。
为了增加枢轴200和外轮100之间的最大偏转角度,需要增加轴承220和轴头212之间的最大偏转角度,从而进行如下设置。
参见图4,内圈222的轴向长度小于外圈221的轴向长度;滚针223的轴向长度小于或等于内圈222的轴向宽度,从而滚动轴承220侧壁和内壁之间存在了一个“喇叭状的开口”,从而减小了轴承220与轴头212干涉,为轴承220提供更大的偏转范围,增大了轴承220和轴头212之间的最大偏转角度,从而增加枢轴200和外轮100之间的最大偏转角度。
参照图6,同时将第二容纳槽113远离轴毂210的侧壁设置为向远离轴毂210方向凸出的弧面,该弧面称之为第一弧形凹面114。轴承220可以在第二容纳槽113内相对于外轮100发生偏转,此处轴承220偏转的转动轴线同时垂直于外轮100的中心轴线和轴承220的中心轴线,所以第一弧形凹面114为轴毂210提供更大的偏转空间,增加枢轴200和外轮100之间的最大偏转角度。
参照图3,等速万向节在传递扭矩时,汽车半轴驱动轴毂210转动,轴毂210转动时,其扭矩通过轴承220对第二容纳槽113的侧壁施加压力,从而驱动外轮100转动。所以在等速万向节工作过程中,轴承220的外圈221外壁和第二容纳槽113的侧壁为接触面,并且两者之间因挤压而产生接触应力,如果接触应力较大,会影响万向节的使用寿命。
为了减小轴承220的外圈221外壁和第二容纳槽113的侧壁之间的接触应力,进行如下设置。
参照图7,轴承220的外圈221外侧壁轴向截面呈向外凸出的弧形面,该弧形面称之为轴截弧面226。第二容纳槽113内与外圈221外侧壁相抵触的侧壁呈弧形凹面设置,该弧形凹面的侧壁称之为第二弧形凹面115。第二弧形凹面115的半径等于轴截弧面226的半径。
参照图7,因为轴截弧面226呈向外凸出的弧形面,与轴截弧面226接触的为第二弧 形凹面115,所以两个应力面一个为外突的弧形面,另一个为内凹的弧形面。而由赫兹效应 可知,接触应力
Figure DEST_PATH_343167DEST_PATH_IMAGE001
计算公示如下:
Figure DEST_PATH_DEST_PATH_IMAGE012
式中:
F为法向力;
Figure DEST_PATH_384941DEST_PATH_IMAGE004
Figure DEST_PATH_462880DEST_PATH_IMAGE005
为两个接触面的曲率半径,当接触面为平面时,曲率半径为无穷大;
±:正号用于外接触(即两个接触面均为向外凸出的弧面或球面),负号用于内接触(即两个接触面中一个为向外凸出的弧面或球面,另一个为向内凹陷的弧面或球面);
Figure DEST_PATH_920407DEST_PATH_IMAGE006
为两个接触物材料的弹性模量;
Figure DEST_PATH_265937DEST_PATH_IMAGE007
Figure DEST_PATH_619558DEST_PATH_IMAGE008
为两个接触物材料的泊松比。
然后轴承轴向截面和径向截面分析接触面之间的接触应力。
径向截面:
本申请的径向截面为凸面与平面接触,而相关技术也同样为凸面与平面接触,所以两者从径向截面分析,两者接触应力相同。
轴向截面:
本申请的轴向截面为凹面与凸面,所以其接触应力
Figure DEST_PATH_417750DEST_PATH_IMAGE009
=
Figure DEST_PATH_882229DEST_PATH_IMAGE010
;而相关 技术中凸面与平面之间的接触应力
Figure DEST_PATH_846381DEST_PATH_IMAGE011
当其余条件相同时,本申请的接触应力小于相关技术的接触应力。
综合径向截面和轴向截面分析,本申请的技术方案相较于相关技术,本申请实施例中轴承220和外轮100之间的接触应力更小,从而提高枢轴式等速万向节的使用寿命的问题。
参照图7,因为第二弧形凹面115会干涉轴承220相对于外轮100的偏转,所以使轴截弧面226的半径等于轴承220外圈221的半径,从而外圈221的外侧壁呈球面设置,减小了轴承220相对于外轮100偏转时与第二弧形凹面115之间的干涉。
参照图7,第二弧形凹面115沿着外轮100轴向的开设有润滑槽道116。润滑槽道116位于第二弧形凹面115的中间位置。润滑槽道116底壁与轴承220侧壁中间存在间隙,润滑油可以通过润滑槽道116进入轴承220和第二容纳槽113侧壁之间,更加利于润滑油的流动,减少轴承220和外轮100之间的摩擦力以及磨损,提升等速万向节的使用寿命。
参照图7,润滑槽道116包括两个相切面117和一个连接弧面118。连接弧面118位于两个相切面117之间,其周向的两端与相切面117相切。相切面117与第二弧形凹面115相切。润滑槽与第二弧形凹面115平滑过渡,有利于润滑油的流动,缓解润滑槽道116底部以及第二容纳槽113的弧形凹面侧壁与相切面117之间应力集中的问题。
参照图8,分析轴头212与轴承内圈222之间的接触应力。其中图c1为表示本申请中轴头212和内圈222接触时的径向截面示意图,图c2为表示本申请中轴头212和内圈222接触时轴向截面示意图。图d1为表示相关技术中轴头212和内圈222接触时的径向截面示意图,图d2为表示相关技术中轴头212和内圈222接触时轴向截面示意图。
可以看出本申请的技术方案和相关技术中径向截面示意图相同(即图c1和图d1相 同)。但是从轴向截面示意图中分析两者接触应力不同(即图c2和图d2不同)。本申请技术方 案,轴头212和内圈222接触面的轴向截面为凸面和平面接触,其赫兹公式
Figure DEST_PATH_RE-DEST_PATH_IMAGE013
。相关技术中,轴头212和内圈222接触面的轴向截面为凸面和凸面 接触,其赫兹公式
Figure DEST_PATH_DEST_PATH_IMAGE014
。当其他条件相同时,
Figure DEST_PATH_DEST_PATH_IMAGE015
,所述本申请技 术中轴头212和内圈222之间接触应力小于相关技术中的接触应力。
本申请实施例一种枢轴式等速万向节的实施原理为:当枢轴200和外轮100发生偏转时,参见图6中等速万向节从状态C变化为状态D,轴毂210的连接环211和外轮100之间的轴间夹角发生变化,同时轴头212与轴承220相对偏转,轴承220会在第二容纳槽113内沿着外轮100的轴向滚动。当枢轴200和外轮100偏转至极限位置时,参见图6中的等速万向节从状态D变化为状态E,轴承220会相对于外轮100偏转,从而通过轴头212与轴承220连接的轴毂210进一步相对于外轮100的进行偏转,使得枢轴200和外轮100具有更大最大偏转角度。
同时,因为轴承220的外侧壁轴向截面呈向外凸出的弧形面,与弧形面接触的第二容纳槽113侧壁呈弧形凹面设置,所以两个应力面一个为外突的弧形面,另一个为内凹的弧形面。而由赫兹效应可知,当其余条件相同时,凹面与凸面之间的接触应力小于平面与凸面之间的接触应力,因此本申请的技术方案相较于相关技术,本申请实施例中轴承220和外轮100之间的接触应力更小,从而提高枢轴式等速万向节的使用寿命的问题。
以上均为本申请的较佳实施例,并非依此限制本申请的保护范围,故:凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化,均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种枢轴式等速万向节,其特征在于:包括外轮(100)以及连接于外轮(100)内的枢轴(200),所述外轮(100)开设有用于容纳枢轴(200)的连接槽;所述枢轴(200)包括轴毂(210)以及活动连接于轴毂(210)的轴承(220),所述轴承(220)的数量至少为两个并且周向设置于轴毂(210)侧壁,所述轴承(220)与枢轴(200)能够偏转并且偏转的转动轴线同时垂直于轴承(220)的中心轴线以及轴毂(210)的中心轴线,所述轴承(220)的外侧壁轴向截面呈向外凸出的弧形面,该弧形面为轴截弧面(226);
所述连接槽包括用于容纳轴毂(210)的第一容纳槽(112)以及用于容纳轴承(220)的第二容纳槽(113),所述第一容纳槽(112)同轴开设于外轮(100)一端端面,所述外轮(100)沿其轴向开设所述第二容纳槽(113),所述第二容纳槽(113)的数量与轴承(220)数量相同并且以外轮(100)的中心轴线呈周向分布,所述第二容纳槽(113)与第一容纳槽(112)边缘处连通,所述轴毂(210)位于第一容纳槽(112)内时所述轴承(220)位于对应的第二容纳槽(113)内并且能够沿着外轮(100)的轴向滚动;所述第二容纳槽(113)内与轴承(220)的外侧壁抵触的侧壁为第二弧形凹面(115),所述第二弧形凹面(115)向背离轴承(220)的方向凹陷。
2.根据权利要求1所述的一种枢轴式等速万向节,其特征在于:所述第二弧形凹面(115)的半径等于轴截弧面(226)的半径。
3.根据权利要求2所述的一种枢轴式等速万向节,其特征在于:所述轴截弧面(226)的半径等于轴承(220)外侧壁的半径,所述第二容纳槽(113)远离轴毂(210)的侧壁呈向远离轴毂(210)方向凸出的弧面。
4.根据权利要求1所述的一种枢轴式等速万向节,其特征在于:所述第二弧形凹面(115)沿着外轮(100)轴向开设有润滑槽道(116),所述润滑槽道(116)位于第二弧形凹面(115)的中间位置,所述润滑槽道(116)底壁与轴承(220)侧壁中间存在间隙。
5.根据权利要求4所述的一种枢轴式等速万向节,其特征在于:所述润滑槽道(116)包括两个相切面(117),所述相切面(117)与第二弧形凹面(115)相切。
6.根据权利要求5所述的一种枢轴式等速万向节,其特征在于:所述润滑槽道(116)还包括位于两个相切面(117)之间的连接弧面(118),所述连接弧面(118)周向的两端与相切面(117)相切。
7.根据权利要求1所述的一种枢轴式等速万向节,其特征在于:所述轴毂(210)包括用于与汽车半轴同轴固定连接的连接环(211)以及固定连接于连接环(211)外侧侧壁的轴头(212),所述轴头(212)的数量与轴承(220)的数量相同,所述轴头(212)以连接环(211)的中心轴线为中心呈周向设置,所述轴承(220)套设于轴头(212)上与轴毂(210)活动连接。
8.根据权利要求7所述的一种枢轴式等速万向节,其特征在于:所述轴头(212)包括用于与连接环(211)侧壁固定连接的连接部(214)以及用于安装轴承(220)的球头部(215),所述连接部(214)远离连接环(211)的一端与球头部(215)固定连接,所述球头部(215)的侧壁为球面,所述轴承(220)的内圈(222)内径与球头部(215)球面的半径相等并且两者为过渡配合。
9.根据权利要求8所述的一种枢轴式等速万向节,其特征在于:所述轴承(220)的内壁靠近连接环(211)的一端同轴固定连接有凸环(227)。
10.根据权利要求8所述的一种枢轴式等速万向节,其特征在于:所述轴承(220)为滚动轴承(220)并且其包括外圈(221)、同轴设置于外圈(221)内的内圈(222)以及滚动连接于外圈(221)和内圈(222)之间多个滚针(223),所述内圈(222)的轴线宽度小于外圈(221)的轴线宽度,所述滚针(223)沿着外圈(221)和内圈(222)之间的环形间隙呈周向均匀分布,所述滚针(223)中心轴线平行于轴承(220)的中心轴线,所述滚针(223)的轴向长度小于或等于内圈(222)的轴向宽度。
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