CN216343527U - 一种耐疲劳长寿命重型万向节十字轴 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种耐疲劳长寿命重型万向节十字轴，涉及万向节十字轴领域，包括本体和自本体的四个方向向外延伸形成的四个轴头，相邻轴头的轴颈之间设置开档处，所述开档处采用多段式鼓形结构，该多段式鼓形结构由第一圆弧、第二圆弧、第三圆弧和第四圆弧组成，第三圆弧的两端分别设置一段第二圆弧，第三圆弧与第二圆弧之间通过第四圆弧圆滑过渡，第二圆弧又通过第一圆弧与本体圆滑过渡；所述第三圆弧的半径小于第二圆弧的半径，使得所述多段式鼓形结构在第三圆弧位置处外拓，即第三圆弧相对于其两端的第二圆弧向外凸出。本实用新型有效的降低了传统万向节十字轴开档处的最大应力值，提升了万向节十字轴的强度和耐疲劳性能。

Description

一种耐疲劳长寿命重型万向节十字轴

技术领域

本实用新型涉及万向节十字轴的领域，具体涉及一种耐疲劳长寿命重型万向节十字轴。

背景技术

万向节在传动轴总成传递扭矩和运动的过程中，通常会受到较大载荷，特别是重型万向节受到的载荷会更大。十字轴作为万向节的重要支撑部分通常因为强度不够而引起万向节断裂或早期疲劳失效等，对传动轴总成安全性带来极大隐患。因此提高万向节十字轴的强度对于提高万向节传动轴总成的使用寿命和汽车的行驶安全性显得尤为重要。

现在大多数万向节十字轴结构设计中，常将十字轴毛坯中间体设计成一个鼓形结构，鼓形结构的外径为L。鼓形结构的外径和鼓形线的尺寸(弧度)大小与十字轴服役时所受最大应力和耐疲劳性能有很大关系。为了提高开档处(3)的强度，往往采取增大L与鼓形线弧度值。但是当L与鼓形线弧度值增大时，产品的体积与质量也增大，这与产品轻量化设计相违背。同时，由于等直径圆弧设计，当L与鼓形线弧度值超过上限值时，轴颈根部就没有足够的位置用于制造过程中工装夹具的装夹。此时无法继续通过改变鼓形线的大小和位置来改善应力集中问题，从而难以在不改变产品选型的情况下大幅提高产品的强度。

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，而提供一种耐疲劳长寿命重型万向节十字轴，有效地改善了传统万向节十字轴由于设计缺陷而导致的开档处强度不高，耐疲劳性较差等问题。在延长了万向节的使用寿命的同时还符合了产品轻量化的设计要求。

本实用新型的目的是通过如下技术方案来完成的：这种耐疲劳长寿命重型万向节十字轴，包括本体和自本体的四个方向向外延伸形成的四个轴头，相邻轴头的轴颈之间设置开档处，所述开档处采用多段式鼓形结构，该多段式鼓形结构由第一圆弧、第二圆弧、第三圆弧和第四圆弧组成，第三圆弧的两端分别设置一段第二圆弧，第三圆弧与第二圆弧之间通过第四圆弧圆滑过渡，第二圆弧又通过第一圆弧与本体圆滑过渡；所述第三圆弧的半径小于第二圆弧的半径，使得所述多段式鼓形结构在第三圆弧位置处外拓，即第三圆弧相对于其两端的第二圆弧向外凸出。

作为优选的技术方案，所述第三圆弧的半径为70mm，第二圆弧的半径为92mm。

作为优选的技术方案，所述第一圆弧、第二圆弧、第三圆弧三者的圆心方向相同，且三者的圆心方向与所述第四圆弧的圆心方向相反。

本实用新型的有益效果为：

1、十字轴所受最大应力值较现有技术方案减小20％左右，耐疲劳性得到较大改善，延长了产品的使用寿命，同时轴颈根部又留有足够的装夹位置不影响制造；

2、十字轴体积与质量也基本保持不变，符合产品轻量化的设计要求。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为图1的主视图。

图3为图2的G-G剖视图。

附图标记说明：本体1、轴头2、开档处3、第一圆弧3-1、第二圆弧3-2、第三圆弧3-3、第四圆弧3-4。

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：如附图1～3所示，这种耐疲劳长寿命重型万向节十字轴，包括本体1和自本体1的四个方向向外延伸形成的四个轴头2，相邻轴头2的轴颈之间设置开档处3，所述开档处3采用多段式鼓形结构，该多段式鼓形结构由第一圆弧3-1、第二圆弧3-2、第三圆弧3-3和第四圆弧3-4组成，第三圆弧3-3的两端分别设置一段第二圆弧3-2，第三圆弧3-3与第二圆弧3-2之间通过第四圆弧3-4圆滑过渡，第二圆弧3-2又通过第一圆弧3-1与本体1圆滑过渡；所述第三圆弧3-3的半径小于第二圆弧3-2的半径，使得所述多段式鼓形结构在第三圆弧3-3位置处外拓，即第三圆弧3-3相对于其两端的第二圆弧3-2向外凸出。这一改动使得开档处3较现有方案变厚，强度增加，在额定扭矩下本技术方案中十字轴所受最大应力值较现有技术方案减小20％左右，耐疲劳性能也得到较大提升。与此同时轴颈根部又留有足够的装夹位置便于制造。即使鼓形结构的外径L与第二圆弧3-2的半径达到设计的上限值时也会由于第三圆弧3-3处鼓形线外拓，使结构变“厚”，增加强度，同时体积与质量也基本保持不变，轴颈根部工装夹具的装夹位置预留依然充足。

优选的，第三圆弧3-3的半径为70mm，第二圆弧3-2的半径为92mm。所述第一圆弧3-1、第二圆弧3-2、第三圆弧3-3三者的圆心方向相同，且三者的圆心方向与所述第四圆弧3-4的圆心方向相反。

本实用新型在不改变十字轴总长和轴头尺寸的前提下将现有万向节十字轴中间的鼓形结由一段式鼓形结构改为多段式鼓形结构，其中第三圆弧3-3的半径小于第二圆弧3-2的半径，第三圆弧3-3与第二圆弧3-2之间通过第四圆弧3-4圆滑过渡，这样即使鼓形结构的外径L与第二圆弧3-2的半径达到设计的上限值时也会由于第三圆弧3-3处鼓形线外拓，使结构变“厚”，增加强度，同时体积与质量也基本保持不变，轴颈根部工装夹具的装夹位置预留依然充足。本方案有效的降低了传统万向节十字轴开档处的最大应力值，提升了万向节十字轴的强度和耐疲劳性能。在延长了万向节的使用寿命的同时还满足了产品轻量化设计的要求。

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 (3)

1.一种耐疲劳长寿命重型万向节十字轴，包括本体(1)和自本体(1)的四个方向向外延伸形成的四个轴头(2)，相邻轴头(2)的轴颈之间设置开档处(3)，其特征在于：所述开档处(3)采用多段式鼓形结构，该多段式鼓形结构由第一圆弧(3-1)、第二圆弧(3-2)、第三圆弧(3-3)和第四圆弧(3-4)组成，第三圆弧(3-3)的两端分别设置一段第二圆弧(3-2)，第三圆弧(3-3)与第二圆弧(3-2)之间通过第四圆弧(3-4)圆滑过渡，第二圆弧(3-2)又通过第一圆弧(3-1)与本体(1)圆滑过渡；所述第三圆弧(3-3)的半径小于第二圆弧(3-2)的半径，使得所述多段式鼓形结构在第三圆弧(3-3)位置处外拓，即第三圆弧(3-3)相对于其两端的第二圆弧(3-2)向外凸出。

2.根据权利要求1所述的耐疲劳长寿命重型万向节十字轴，其特征在于：所述第三圆弧(3-3)的半径为70mm，第二圆弧(3-2)的半径为92mm。

3.根据权利要求1所述的耐疲劳长寿命重型万向节十字轴，其特征在于：所述第一圆弧(3-1)、第二圆弧(3-2)、第三圆弧(3-3)三者的圆心方向相同，且三者的圆心方向与所述第四圆弧(3-4)的圆心方向相反。

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