CN2763612Y

CN2763612Y - 复合的整体叉合式球碗的接头总成

Info

Publication number: CN2763612Y
Application number: CN 200420112281
Authority: CN
Inventors: 王祖禹
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2004-11-08
Filing date: 2004-11-08
Publication date: 2006-03-08
Anticipated expiration: 2014-11-08

Abstract

本实用新型是用于重型汽车平衡悬架系统中反作用杆总成的接头总成，其中，左、右球碗体的相对内侧面上形成有齿状凸出物，在接头总成的装配状态下，所述的齿状凸出物互相紧密的叉合在一起，从而，在左、右球碗体的内表面形成一平截内球面；在球碗体的径向方向上，球碗体是由多层构成；特别地，球碗体采用内、外双层的复合结构。由于采用了复合的整体叉合式球碗总成，扭矩被完全消除，因此，成倍的提高了接头总成的寿命，使用成本也大大地降低。

Description

复合的整体叉合式球碗的接头总成

技术领域

本实用新型属于重型汽车平衡悬架系统中反作用杆的接头总成。经过不断的理论探索和实践，全面的分析了目前所采用不同结构和不同材料的接头总成在使用中的问题，并进行了一定的成本分析，综合上述情况，而创造性的发明出能够更满意地满足使用要求的本实用新型-------复合的整体叉合式球碗的接头总成。

背景技术

汽车的平衡悬架系统中反作用杆的接头总成，在汽车的运动状态下对其进行受力分析，它除承受纵向作用力之外，还要承受两种扭矩：一是沿反作用杆接头总成销轴的径向扭矩，其扭矩的扭矩角的大小与汽车一侧面中、后桥上的车轮通过路面的不平度有关；二是沿反作用杆总成轴线的纵向扭矩，其扭矩角的大小与汽车中、后桥中同一桥上左、右车轮通过不平路面时的左、右高度差有关。反作用杆的接头总成以其结构可分为整体式接头总成、半整体式接头总成和球碗式接头总成。不管是上述哪种结构的接头总成在汽车的运动中，都要承受纵向作用力，但是，整体式接头总成(即：接头总成中的销轴与弹性体硫化成一整体)，除承受纵向力外，还要同时承受上述两种扭矩，这是造成它过早损坏的主要因素，同时由于目前国内的工艺水平和原材料问题，特别是重型汽车中的重型自卸车的使用工况，使得整体式接头总成在国产的重型车中还无法得到应用。半整体式接头总成(即：接头总成中的销轴为直销，且与接头总成中的内衬套为间隙配合，并可在内衬套中做径向自由摆动)，除承受纵向力外，还同时承受上述中的一种扭矩，即：承受沿反作用杆总成轴线的纵向扭矩，对于重型汽车中的重型自卸车而言，此扭矩对半整体式接头总成的损坏也是相当严重的，这种接头总成的使用寿命为1万公里左右，然而，目前国内的使用要求应不低于6万公里，远远满足不了使用要求。球碗式接头总成(即：接头总成中的销轴为球形销轴，与球碗为间隙配合)的结构相当于一球铰链，因此，仅承受纵向力，上述的两种扭矩完全被消除。目前只有对分式球碗结构(即：采用左、右对称的碗状球碗结构)，此结构受力状态不好，当球碗受力后，承压面不稳定，致使工作面的接触面积减少，进而，比压增加，造成磨损不均匀、磨损加快，因此，易损坏、寿命低。

发明内容

本实用新型的目的在于：提供一种复合的整体叉合式球碗的接头总成，由于采用了复合的整体叉合式球碗总成，这样，即保证了性能要求又成倍的提高了接头总成的使用寿命，满足了用户更高的使用要求，同时也降低了制造成本特别是大大地降低了使用成本。

为此，本实用新型提出一种在重型汽车的平衡悬架系统中，用于其反作用杆总成中复合的整体叉合式球碗的接头总成，其中包括：复合的整体叉合式球碗总成、球形销轴、尘封、尘封盖、孔用弹性挡圈，所述复合的整体叉合式球碗总成是由球碗体和支承环组成，支承环设置在球碗体的轴向外侧面，其特征在于：左、右复合的整体叉合式球碗总成中左、右球碗体的相对内侧面上形成有齿状凸出物，在接头总成的装配状态下，所述左、右球碗体的相对内侧面上的齿状凸出物相互紧密叉合而成为一装配整体，从而，左球碗体的内表面与右球碗体的内表面一起形成一平截内球面；在球碗体的径向方向上，所述的球碗体是由多层构成。

本实用新型的进一步方案在于，所述的球碗体包括内层和外层，并且，所述的内、外层可以分别由不同的非金属材料构成。

本实用新型的进一步方案在于，所述的球碗体的径向外表面为部分圆柱面。

本实用新型的进一步方案在于，所述的复合的整体叉合式球碗总成中的球碗体的齿状凸出物采用矩形齿结构。

本实用新型的进一步方案在于，所述的复合的整体叉合式球碗总成中的球碗体的齿状凸出物采用梯形齿结构。

本实用新型的进一步方案还在于，所述的复合的整体叉合式球碗总成中的球碗体的齿状凸出物采用三角形齿结构。

在此基础上，本实用新型还提出一种在重型汽车的平衡悬架系统中，用于其反作用杆总成中复合的整体叉合式球碗的接头总成，其中包括：复合的整体叉合式球碗总成、球形销轴、尘封、尘封盖、孔用弹性挡圈，所述复合的整体叉合式球碗总成是由球碗体和支承环组成，支承环设置在球碗体的轴向外侧面，其特征在于：左、右复合的整体叉合式球碗总成中左、右球碗体的相对内侧面上形成有齿状凸出物，在接头总成的装配状态下，所述左、右球碗体的相对内侧面上的齿状凸出物相互紧密叉合而成为一装配整体，从而，左球碗体的内表面与右球碗体的内表面一起形成一平截内球面，在设定的间隙配合下，此平截内球面将球形销轴的球面包围；在球碗总成支承环的外侧用孔用弹性挡圈进行轴向固定，再在球形销轴两侧轴颈上，孔用弹性挡圈的外侧装有尘封，并用尘封盖进行轴向固定；在球碗体的径向方向上，所述的球碗体是由多层构成。

本实用新型的进一步方案还在于，球碗体的内层可以采用高耐磨的、并具有自润作用的非金属材料；外层采用弹性体非金属材料。

本实用新型的进一步方案还在于，支承环可以与球碗体轴向外侧面硫化或粘接成一体；也可以采用浮动支承。

本实用新型的进一步方案还在于，所述的复合的整体叉合式球碗总成的径向外表面与反作用杆杆头的内孔表面为过盈或过渡配合。

由于本实用新型采用球形销轴，并与球碗总成的内表面为间隙配合，构成了一球铰链的结构，使其只承受纵向力，因此，使用寿命问题就完全变成一个摩擦付的磨损问题，然而，这种磨损问题在机械领域里比较容易得以解决；同时，在左、右球碗体的相对内侧面上形成有齿状凸出物，在接头总成的装配状态下，所述齿状凸出物相互紧密叉合而成为一装配整体，从而，左、右球碗体的内表面一起形成一平截内球面，由于这种独创结构具有受力状态好，承压面稳定，使得球碗总成的内表面磨损均匀；此外，在球碗体的径向方向上，所述球碗体是由多层构成的一复合结构，并且，各层可以分别采用不同的金属或非金属材料；特别地，球碗体是由内、外两层构成的一复合结构，并且，内、外两层分别采用各具典型特性的非金属材料，即：内层采用高耐磨的、并具有自润作用的非金属材料，外层则采用弹性体非金属材料，这样，既提高了使用寿命又可以满足产品对接头总成径向刚度特性的要求。进而，由于球碗体内层采用高耐磨、高强度的非金属材料，与球形销轴的球面为间隙配合，并在充满含有二硫化钼的润滑脂的环境中工作，所以，磨耗极低。并且，在球形销轴两端的轴颈上装有精密尘封，使得接头总成的三防(即：防尘、防水、防泥沙)效果极佳，为球碗总成和球形销轴的摩擦付提供一个非常良好的使用环境和润滑空间，为寿命的提高创造了坚实的基础。在重型汽车平衡悬架系统的反作用杆总成中，装用了本实用新型的复合整体叉合式球碗的接头总成的条件下，其使用寿命可达到15万公里。

本实用新型的结构创新，采用的零件品种少，装配方便，提高了劳动生产效率，同时润滑脂是装配时一次性加入，使用时无需维护和保养。寿命长，相对低的制造成本，更主要的还是大大地降低了使用成本。对国产的重型汽车，如一汽、二汽、重汽以及其他几个重型汽车厂商所生产的重型汽车，都可以做到反作用杆总成互换，因此，实施非常方便。

附图说明

下面结合附图详细介绍本实用新型的实施例。

附图1：本实用新型复合的整体叉合式球碗的接头总成装配图。

附图2：本实用新型复合的整体叉合式矩形齿球碗总成的主视图。

附图3：本实用新型复合的整体叉合式矩形齿球碗总成的俯视图。

附图4：本实用新型复合的整体叉合式梯形齿球碗总成的主视图。

附图5：本实用新型复合的整体叉合式梯形齿球碗总成的俯视图。

附图6：本实用新型复合的整体叉合式三角形齿球碗总成的主视图。

附图7：本实用新型复合的整体叉合式三角形齿球碗总成的俯视图。

其中：1-球形销轴，2-尘封盖，3-复合的整体叉合式球碗总成的球碗体的外层(即：外弹性体)，4-复合的整体叉合式球碗总成的球碗体的内层(即：内球碗)，5-尘封，6-反作用杆杆头，7-支承环，8-复合的整体叉合式球碗总成的球碗体，9-孔用弹性挡圈。

H、H1、H2、H3为球碗总成的轴向尺寸；S1为球碗总成的球面直径；2、3、4、5为球碗总成的径向尺寸。

具体实施方式

参照图1-图7，根据本实用新型的实施例，来具体说明重型汽车平衡悬架系统反作用杆总成中复合的整体叉合式球碗的接头总成。

如图2-图7所示，给出了复合的整体叉合式球碗总成的三种结构，这三种结构主要体现在球碗体8的不同结构：图2采用矩形齿结构，图4采用梯形齿结构，图6采用三角形齿结构。其中，复合的整体叉合式球碗总成是由球碗体8和支承环7组成(参见图2、图4、图6)，二者的接触表面最好硫化或粘接为一体，也可以采用浮动支承。

从上述图中可见本实用新型中复合的整体叉合式球碗总成的构造：在所述左、右球碗体8的相对内侧面上形成有齿状凸出物，在接头总成的装配状态下，左、右球碗总成中左、右球碗体8的相对内侧面上的齿状凸出物相互紧密地叉合在一起，从而，左球碗体的内表面与右球碗体的内表面一起形成一完整的平截内球面；所述球碗体8的径向外表面为部分圆柱面；并在左、右球碗总成的球碗体8的轴向外侧面上设置有支承环7。

通过多次反复的台架试验和道路使用试验，本发明人对球碗体8的结构进行了改进：在球碗体8的径向方向上，所述的球碗体8是由多层构成的一复合结构，并且，各层可以分别采用不同的金属或非金属材料；特别地，如图2、图4、图6所示，球碗体8包括内层球碗4和外层弹性体3，所述的内层球碗4和外层弹性体3通过复合工艺而成为一整体，进而，构成了球碗体8的双层复合结构；并且，为了提高使用寿命，内层采用高耐磨并具有自润作用的非金属材料；为了满足产品对接头总成径向刚度特性的要求，外层则采用了弹性体非金属材料。

参见图1，所述复合的整体叉合式球碗的接头总成是由球形销轴1、复合的整体叉合式球碗总成的球碗体8、支承环7、尘封5、尘封盖2、孔用弹性挡圈9组成。在接头总成装配时，先将球碗总成中球碗体8的内球面上涂抹含有二硫化钼的锂基润滑脂，从球形销轴1的两端分别套在球形销轴的球面上，并且，让左、右球碗体相对内侧面上的齿状凸出物相互紧密的叉合在一起，形成了球形销轴1与球碗总成的分总成，将此分总成压入到反作用杆杆头6的内孔中，在球碗总成中支承环7的外侧面用孔用弹性挡圈9进行轴向固定。这样，球碗总成和反作用杆杆头6就牢固的结合在一起，并可绕球形销轴1在三维空间里自由的扭动，也可以说形成了一球铰链，因此，上述的二种扭矩就完全被消除了。进一步，在球形销轴1两端的轴颈上，孔用弹性挡圈9的外侧装有尘封5，用尘封盖2通过螺栓或铆接进行轴向固定，为球碗总成和球形销轴1的球面配合的摩擦付提供一个良好的润滑环境；润滑脂在装配时一次性加入，使用中无需维护和保养，为寿命提高提供了有利条件。

球碗总成和球形销轴1组成的分总成的径向外圆柱表面与反作用杆杆头6的内孔表面为过盈配合或过渡配合，故装配时，需要用压机压入。

反作用杆总成由两个反作用杆杆头6，一个具有一定尺寸要求的无缝钢管的杆身(图中未示)，两个装于杆头6中的接头总成组成。钢管杆身与杆头通过焊接或热压配合而制成一体。

反作用杆总成在重型汽车的平衡悬架系统中，以四连杆机构的形式作为导向元件使用。因此，反作用杆总成一端杆头6中的销轴1通过两个螺栓固定于汽车车体的支架上，而另一端杆头6中的销轴1也通过两个螺栓固定于汽车的车桥上(中桥或后桥)。汽车在行使中通过纵向凹凸不平路面时，车轮就会产生上、下运动，此时，杆头6与装于其中的球碗总成一起绕销轴1的轴线扭转而形成转动扭矩；当汽车通过横向不平路面时，即：同一车桥上的左、右车轮通过高低不平路面，使得车桥相对于汽车纵向对称中心垂直面产生转动，对于一端固定在车桥上的反作用杆总成来说，产生了沿反作用杆总成纵向轴线的纵向扭转，产生扭矩。由上述我们知道，由于球碗总成中球碗体8的内层球碗4与球形销轴1的球面为间隙配合，构成了一球铰链，则上述产生的两种扭矩则可完全消除；进而，球碗总成和球形销轴1之间的相对运动就转变为一个摩擦付的磨损运动，在机械工程中，这种磨损问题很容易通过材料的选择、比压的控制以及润滑方式的改变而得以解决。

由于本实用新型创造性的开发出复合的整体叉合式球碗的接头总成，仅承受纵向力，完全消除了造成接头总成过早损坏的两种扭，所以，此实用新型的接头总成成倍的提高了使用寿命，大幅度的降低了使用成本；并且，还具备良好的径向刚度特性，深受用户欢迎。

本领域的技术人员还可知道，本实用新型的结构方案适用于各种平衡悬架的汽车，而且实施非常方便。

Claims

1.一种在重型汽车的平衡悬架系统中，用于其反作用杆总成中复合的整体叉合式球碗的接头总成，其中包括：复合的整体叉合式球碗总成、球形销轴、尘封、尘封盖、孔用弹性挡圈，所述复合的整体叉合式球碗总成是由球碗体和支承环组成，支承环设置在球碗体的轴向外侧面，其特征在于：左、右复合的整体叉合式球碗总成中左、右球碗体的相对内侧面上形成有齿状凸出物，在接头总成的装配状态下，所述左、右球碗体的相对内侧面上的齿状凸出物相互紧密叉合而成为一装配整体，从而，左球碗体的内表面与右球碗体的内表面一起形成一平截内球面；在球碗体的径向方向上，所述的球碗体是由多层构成。

2.根据权利要求1所述的复合的整体叉合式球碗的接头总成，其特征在于：所述的球碗体包括内层和外层，并且，所述的内、外层可以分别由不同的非金属材料构成。

3.根据权利要求2所述的复合的整体叉合式球碗的接头总成，其特征在于：所述球碗体的径向外表面为部分圆柱面。

4.根据权利要求1或2所述的复合的整体叉合式球碗的接头总成，其特征在于：所述的复合的整体叉合式球碗总成中的球碗体的齿状凸出物采用矩形齿结构。

5.根据权利要求1或2所述的复合的整体叉合式球碗的接头总成，其特征在于：所述的复合的整体叉合式球碗总成中的球碗体的齿状凸出物采用梯形齿结构。

6.根据权利要求1或2所述的复合的整体叉合式球碗的接头总成，其特征在于：所述的复合的整体叉合式球碗总成中的球碗体的齿状凸出物采用三角形齿结构。

7.根据权利要求1或2所述的复合的整体叉合式球碗的接头总成，其特征在于：所述球碗体的内层可以采用高耐磨的、并具有自润作用的非金属材料；外层采用弹性体非金属材料。

8.根据权利要求1或2所述的复合的整体叉合式球碗的接头总成，其特征在于：支承环可以与球碗体轴向外侧面硫化或粘接成一体；也可以采用浮动支承。

9.根据权利要求1或2所述的复合的整体叉合式球碗的接头总成，其特征在于；所述的复合的整体叉合式球碗总成的径向外表面与反作用杆杆头的内孔表面为过盈或过渡配合。

10。一种在重型汽车的平衡悬架系统中，用于其反作用杆总成中复合的整体叉合式球碗的接头总成，其中包括：复合的整体叉合式球碗总成、球形销轴、尘封、尘封盖、孔用弹性挡圈，所述复合的整体叉合式球碗总成是由球碗体和支承环组成，支承环设置在球碗体的轴向外侧面，其特征在于：左、右复合的整体叉合式球碗总成中左、右球碗体的相对内侧面上形成有齿状凸出物，在接头总成的装配状态下，所述左、右球碗体的相对内侧面上的齿状凸出物相互紧密叉合而成为一装配整体，从而，左球碗体的内表面与右球碗体的内表面一起形成一平截内球面，在设定的间隙配合下，此平截内球面将球形销轴的球面包围；在球碗总成支承环的外侧用孔用弹性挡圈进行轴向固定，再在球形销轴两侧轴颈上，孔用弹性挡圈的外侧装有尘封，并用尘封盖进行轴向固定；在球碗体的径向方向上，所述的球碗体是由多层构成。

11.根据权利要求10所述的复合的整体叉合式球碗的接头总成，其特征在于：所述球碗体的内层可以采用高耐磨的、并具有自润作用的非金属材料；外层采用弹性体非金属材料。

12.根据权利要求10所述的复合的整体叉合式球碗的接头总成，其特征在于：支承环可以与球碗体轴向外侧面硫化或粘接成一体；也可以采用浮动支承。

13.根据权利要求10所述的复合的整体叉合式球碗的接头总成，其特征在于：所述的复合的整体叉合式球碗总成的径向外表面与反作用杆杆头的内孔表面为过盈或过渡配合。