CN216009297U - 一种新型高性能轻量化万向节 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种新型高性能轻量化万向节，涉及汽车零部件领域，包括十字轴，十字轴具有本体及自本体的四个方向向外延伸形成的四个轴头，轴头的轴颈上套设有滚针轴承，滚针轴承包括油封、轴套和若干滚针，轴套套设于轴头的轴颈外周，轴套具有轴套内壁、轴套口部以及轴套内端面；轴颈具有轴颈根部和轴颈端面；在轴颈与轴套内壁之间设置一圈滚针，油封设置在轴套口部与轴颈根部之间；轴颈端面上设有十字轴凸台，轴套内端面上设置轴套凸台，轴颈端面与轴套内端面之间形成空腔。本实用新型不提高生产成本、不影响万向节运动状态，只通过设计轻量化十字轴结构，优化冲压轴套结构，优化油封结构，降低漏油风险，保证密封稳定性，提高装配效率。

Description

一种新型高性能轻量化万向节

技术领域

本实用新型涉及汽车零部件的领域，具体涉及一种新型高性能轻量化万向节。

背景技术

随着国家经济的发展，人们生活水平的提高，人们对汽车的节能、环保要求越来越关注。汽车油耗的大小和整车质量密切相关，汽车行驶同等距离的时候，整车质量越大，需要做的功越大，燃油消耗就越大。在保证汽车平稳性和安全性的前提下，通过优化整车或关键零部件的结构和材料，从而使汽车质量降低，可以减少燃油消耗。据研究表明，整车质量每下降10％，燃油消耗可以减少8％，排放可以降低4％。汽车轻量化已经成为世界汽车发展的必然趋势，随着车辆的更新换代，汽车的零部件轻量化、高性能成为技术发展的目标。

目前市场上中轻型万向节普遍存在以下问题：

1、产品安全系数过高，设计体积大，重量重，强度分布不合理，未做到轻量化要求；

2、免维护万向节因不需要后期维护，油脂储存空间有限，长期使用后容易发生润滑油脂量不足的情况；

3、轴承密封结构普遍采用双唇口或三唇口同向油封设计，防漏油效果不佳，又因油脂量有限，过多漏油会引起早期失效；

4、轴承油封增加过盈量，有利于防漏油，但会引起装配困难，因密封性强，轴承内部气体不易排出。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术存在的不足，而提供一种新型高性能轻量化万向节，针对万向节结构设计非轻量化、储油空间有限、安装困难等问题，本实用新型通过十字轴轻量化设计、十字轴端面增加凸台设计、三唇口人字形油封结构，以及冲压轴套口部设计3条排气槽，使万向节达到重量最轻，性能最优。

本实用新型的目的是通过如下技术方案来完成的：这种新型高性能轻量化万向节，包括十字轴，所述十字轴具有本体及自本体的四个方向向外延伸形成的四个轴头，每一轴头的轴颈上均套设有滚针轴承，所述滚针轴承包括油封、轴套和若干滚针，轴套套设于轴头的轴颈外周，所述轴套具有轴套内壁、靠近本体一侧的轴套口部以及远离本体一侧的轴套内端面；所述轴颈具有靠近本体一侧的轴颈根部和远离本体一侧的轴颈端面；在轴颈与轴套内壁之间设置一圈滚针，油封设置在轴套口部与轴颈根部之间；所述轴颈端面上设有十字轴凸台，所述轴套内端面上与十字轴凸台相对应位置处设置轴套凸台，十字轴凸台接触并顶在轴套凸台上，使轴颈端面与轴套内端面之间形成用于容纳润滑油脂的空腔；所述本体上沿着与四个轴头的中心线所在平面相垂直的方向开设通孔。

作为进一步的技术方案，所述油封包括“Z”字形的油封骨架和包覆在该油封骨架内端面上的密封橡胶，所述油封骨架的外端面与轴套口部接触密封。

作为进一步的技术方案，所述轴套口部沿圆周均布有若干排气槽。

作为进一步的技术方案，所述排气槽的数量为三个，相邻排气槽之间所成角度为120°。

作为进一步的技术方案，油封骨架的外端面配合润滑油脂将所述排气槽密封。

作为进一步的技术方案，所述密封橡胶至少有三个密封唇口。

作为进一步的技术方案，所述密封唇口分别为外侧第一唇、内侧第一唇和内侧第二唇，外侧第一唇、内侧第一唇的唇口朝向相同；内侧第一唇和内侧第二唇的唇口朝向相反从而组成“人”字形结构。

作为进一步的技术方案，所述外侧第一唇、内侧第一唇分别与轴颈根部过盈配合，所述内侧第二唇与轴颈表面过盈配合。

作为进一步的技术方案，十字轴凸台的端面面积大于轴套凸台的端面面积。

作为进一步的技术方案，通孔的两侧均设置倒角。

本实用新型的有益效果为：本实用新型技术方案不提高生产成本、不影响万向节运动状态，只通过设计轻量化十字轴结构，优化冲压轴套结构，优化油封结构，降低漏油风险，保证密封稳定性，提高装配效率。

附图说明

图1为本实用新型实施例的结构示意图。

图2为本实用新型实施例中的十字轴结构示意图。

图3为图2的侧视图。

图4为本实用新型实施例中的油封结构示意图。

图5为本实用新型实施例中的轴套结构示意图。

图6为图5的C-C剖视图。

图7为图1中A区域的局部放大示意图。

图8为图1中B区域的局部放大示意图。

附图标记说明：十字轴1、本体1-1、轴头1-2、轴颈1-3、轴颈根部1-4、轴颈端面1-5、十字轴凸台1-6、油封2、油封骨架2-1、外侧第一唇2-2、内侧第一唇2-3、内侧第二唇2-4、轴套3、轴套内壁3-1、轴套口部3-2、轴套内端面3-3、轴套凸台3-4、排气槽3-5、滚针4、空腔5、通孔6。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型做详细的介绍：

实施例：一种新型高性能轻量化万向节，包括十字轴1，如附图2所示，所述十字轴1具有本体1-1及自本体1-1的四个方向向外延伸形成的四个轴头1-2，每一轴头1-2的轴颈1-3上均套设有滚针轴承。如图1、2所示，所述滚针轴承包括油封2、轴套3和若干滚针4，轴套3套设于轴头1-2的轴颈1-3外周，所述轴套3具有轴套内壁3-1、靠近本体1-1一侧的轴套口部3-2以及远离本体1-1一侧的轴套内端面3-3；所述轴颈1-3具有靠近本体1-1一侧的轴颈根部1-4和远离本体1-1一侧的轴颈端面1-5。

在轴颈1-3与轴套内壁3-1之间设置一圈滚针4，油封2设置在轴套口部3-2与轴颈根部1-4之间。参考附图4、7，所述油封2包括“Z”字形的油封骨架2-1和包覆在该油封骨架2-1内端面上的密封橡胶，所述油封骨架2-1的外端面与轴套口部3-2接触密封。所述密封橡胶有三个密封唇口，分别为外侧第一唇2-2(用于挡住灰尘、泥沙等)、内侧第一唇2-3和内侧第二唇2-4，外侧第一唇2-2、内侧第一唇2-3的唇口朝向相同；内侧第一唇2-3和内侧第二唇2-4的唇口朝向相反从而组成“人”字形结构增强密封效果。外侧第一唇2-2、内侧第一唇2-3分别与轴颈根部1-4过盈配合，内侧第二唇2-4与轴颈1-3表面过盈配合。

参考附图5、6，所述轴套口部3-2沿圆周均布有三个排气槽3-5(本实施例中为三个，也可以是其他数量，根据万向节规格进行调整)，相邻排气槽3-5之间所成角度为120°，排气槽3-5利用冲压工艺直接成型，在万向节装配中可将轴套3内多余的气体排出。油封骨架2-1的外端面配合润滑油脂将所述排气槽3-5密封。万向节工作时，用于润滑滚针4的内部油脂出现运动，少部分油脂进入到排气槽3-5中，由于油脂具有一定的黏性，可以将排气槽3-5密封住，加上外部“Z”字形的油封骨架2-1挡住油脂，最终滚针轴承内部形成密闭空间，使得装配时轴套内部产生的气体或者万向节运动过程中润滑油脂产生的气体可以通过排气槽3-5中排出，而外界的气体、灰尘、泥沙等则无法进入滚针轴承内部。

如图2、5、6、8所示，所述轴颈端面1-5上设有十字轴凸台1-6，所述轴套内端面3-3上与十字轴凸台1-6相对应位置处设置轴套凸台3-4，十字轴凸台1-6接触并顶在轴套凸台3-4上，使轴颈端面1-5与轴套内端面3-3之间形成用于容纳润滑油脂的空腔5，该空腔5的设置可以有效增加润滑油脂的存储空间。在现有技术中，由于轴颈端面1-5与轴套内端面3-3紧密贴合，使得润滑油脂仅能存储在轴套内壁3-1、滚针4以及轴颈1-3之间，导致润滑油脂的储量小，随着长时间的使用后容易泄漏而造成万向节磨损失效。优选的，十字轴凸台1-6的端面面积大于轴套凸台3-4的端面面积，便于安装定位。

参考附图2、3，所述本体1-1上沿着与四个轴头1-2的中心线所在平面相垂直的方向开设通孔6，通孔6的两侧均设置倒角。十字轴1采用轻量化设计，在保证安全系数的前提下，优化本体1-1尺寸，因十字轴强度最薄弱处一般在轴颈根部R处、以及本体1-1和传动轴连接处，在十字轴本体1-1的中间部位对十字轴强度的影响最小，故在本体1-1中间设置通孔6，达到重量最轻、强度最优的效果。

综上所述，本实用新型采用轻量化方案优化十字轴本体尺寸，因本体中部对十字轴强度影响较小并在其中间直接设计成通孔，强度最优，轻量化效果最佳。同时，在十字轴和轴套上采用双凸台设计，有效增加储油空间。此外，三唇口人字形结构的油封能够保证密封性，轴套口部采用排气槽结构方便装配时将轴套内的气体向外排出，从而提高了万向节整体性能。

可以理解的是，对本领域技术人员来说，对本实用新型的技术方案及实用新型构思加以等同替换或改变都应属于本实用新型所附的权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种新型高性能轻量化万向节，包括十字轴(1)，所述十字轴(1)具有本体(1-1)及自本体(1-1)的四个方向向外延伸形成的四个轴头(1-2)，每一轴头(1-2)的轴颈(1-3)上均套设有滚针轴承，其特征在于：所述滚针轴承包括油封(2)、轴套(3)和若干滚针(4)，轴套(3)套设于轴头(1-2)的轴颈(1-3)外周，所述轴套(3)具有轴套内壁(3-1)、靠近本体(1-1)一侧的轴套口部(3-2)以及远离本体(1-1)一侧的轴套内端面(3-3)；所述轴颈(1-3)具有靠近本体(1-1)一侧的轴颈根部(1-4)和远离本体(1-1)一侧的轴颈端面(1-5)；在轴颈(1-3)与轴套内壁(3-1)之间设置一圈滚针(4)，油封(2)设置在轴套口部(3-2)与轴颈根部(1-4)之间；所述轴颈端面(1-5)上设有十字轴凸台(1-6)，所述轴套内端面(3-3)上与十字轴凸台(1-6)相对应位置处设置轴套凸台(3-4)，十字轴凸台(1-6)接触并顶在轴套凸台(3-4)上，使轴颈端面(1-5)与轴套内端面(3-3)之间形成用于容纳润滑油脂的空腔(5)；所述本体(1-1)上沿着与四个轴头(1-2)的中心线所在平面相垂直的方向开设通孔(6)。

2.根据权利要求1所述的新型高性能轻量化万向节，其特征在于：所述油封(2)包括“Z”字形的油封骨架(2-1)和包覆在该油封骨架(2-1)内端面上的密封橡胶，所述油封骨架(2-1)的外端面与轴套口部(3-2)接触密封。

3.根据权利要求2所述的新型高性能轻量化万向节，其特征在于：所述轴套口部(3-2)沿圆周均布有若干排气槽(3-5)。

4.根据权利要求3所述的新型高性能轻量化万向节，其特征在于：所述排气槽(3-5)的数量为三个，相邻排气槽(3-5)之间所成角度为120°。

5.根据权利要求3所述的新型高性能轻量化万向节，其特征在于：油封骨架(2-1)的外端面配合润滑油脂将所述排气槽(3-5)密封。

6.根据权利要求2所述的新型高性能轻量化万向节，其特征在于：所述密封橡胶至少有三个密封唇口。

7.根据权利要求6所述的新型高性能轻量化万向节，其特征在于：所述密封唇口分别为外侧第一唇(2-2)、内侧第一唇(2-3)和内侧第二唇(2-4)，外侧第一唇(2-2)、内侧第一唇(2-3)的唇口朝向相同；内侧第一唇(2-3)和内侧第二唇(2-4)的唇口朝向相反从而组成“人”字形结构。

8.根据权利要求7所述的新型高性能轻量化万向节，其特征在于：所述外侧第一唇(2-2)、内侧第一唇(2-3)分别与轴颈根部(1-4)过盈配合，所述内侧第二唇(2-4)与轴颈(1-3)表面过盈配合。

9.根据权利要求1～8中任一项所述的新型高性能轻量化万向节，其特征在于：十字轴凸台(1-6)的端面面积大于轴套凸台(3-4)的端面面积。

10.根据权利要求1～8中任一项所述的新型高性能轻量化万向节，其特征在于：通孔(6)的两侧均设置倒角。

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