三球销型万向节及其重载型传动轴总成的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种三球销型万向节及其重载型传动轴总成，其包括万向节外壳、三球销构件、脚轴，双球环单元，其具有外球环和将该外球环支承为旋转自如的内球环，内球环外周面为锥面，内球环外套于脚轴，在脚轴与内球环之间设有滚针；包括第一轴，其两端分别套接第一万向节和第二万向节上；容纳在第一万向节内的三球销构件在与轴线平行的方向上，相对于第一万向节与第一轴相连接端的另一端设有与第二轴可拆卸连接的第一连接组件；容纳第二万向节内的三球销构件在与轴线平行的方向上，相对于第二万向节与第一轴相连接端的另一端设有与第三轴可拆卸连接的第二连接组件，该三球销型万向节大滑移、大摆动的特点，该重载型传动轴总成装配、拆卸方便。
【专利说明】
三球销型万向节及其重载型传动轴总成
技术领域
[0001]本发明涉及一种汽车配件，特别涉及三球销型万向节及其重载型传动轴总成。
[0002]
【背景技术】
[0003]针对作为汽车发动机和车轮之间的动力传动装置的等速万向节驱动轴总成是汽车传动系统的重要组成部分，它可以实现输入轴和输出轴夹角不为零时的等角速度传动。很多前轮驱动轿车都是通过一对固定式等速万向节(轮毂端)和轴向滑移式等速万向节(差速器端)来传递扭矩和运动。但传统型三球销(如图1)以下几种情况:
1.传统的三球销总成滚针是都是细长型的，承载能力低，易疲劳磨损，不耐瞬时冲击载荷，并没有随产品体积的，所承受载荷增大而增大，如果产品很大，需要足够强度的载荷和瞬时冲击载荷时，细长型的滚针因无法满足提供足够的承载能力而导致滚针断裂，导致三球销总成失效。
[0004]2.传统细长型的滚针需要通过挡圈和弹性挡圈进行轴向定位限制，则需要在销轴上加工退刀槽和卡簧槽，不仅增加了工序，导致工序成本增加，也增加了制造挡圈及弹性挡圈的费用，也因各零部件在装配时需挡圈和弹性挡圈定位，导致人工装配及拆卸困难，当球环在三柱槽内轴向滑移和角位移时，球环在滑移时与挡圈卡住，无法回到原来的位置，导致三球销总成在槽壳内卡死失效被破坏，整个被换掉。
[0005]3.球环与槽壳属于单圆弧接触，间隙大，滑移阻力大，磨损严重，从而三球销总成失效。
[0006]4.球环在销轴上滑移量小，摆角也较小，一般不超过23°，无法满足客户需求。
【发明内容】
[0007]为了克服【背景技术】的不足，本发明提供三球销型万向节及其重载型传动轴总成。
[0008]本发明所采用的技术方案是:一种三球销型万向节，其包括万向节外壳，其形成有三个具有在圆周方向上对称配置的双球环单元引导面的滚道槽;三球销构件，其具有向半径方向突出的三个脚轴；双球环单元，其具有外球环和将该外球环支承为在与轴线正交的方向上和在与轴线平行的方向上旋转自如的内球环，内球环外周面与外球环内周面线接触，所述内球环外套于所述脚轴，在所述脚轴与内球环之间设有滚针，滚针内周面在与轴线正交的方向上与所述脚轴外周面接触。
[0009]所述内球环外周面为双锥面。
[0010]所述外球环内周面与所述内球环外周面之间具有一个角度为10°的夹角a。
[0011]所述内球环的上下两端各自沿内球环的径向向球心方向延伸构成一个上圆环和下圆环，所述上圆环、所述下圆环以及内球环内周面构成一个容纳滚针的腔室。
[0012]所述滚针在与轴向正交的方向的直径为2_4mm。
[0013]所述脚轴在与三球销构件的连接处具有一个颈部，该颈部具有一个颈部外锥面。
[0014]颈部外锥面与内球环底面构成一个10°夹角b。
[0015]所述外球环为偏心球环，其在与轴线正交的截面上，外球环上端面直径dl小于外球环下端面直径d2，且外球环至凸平面位于外球环在轴线平行方向的中心线L下方。
[0016]—种包括三球销型万向节的重载型传动轴总成，包括第一轴，其两端分别套接第一万向节和第二万向节上;容纳在第一万向节内的三球销构件在与轴线平行的方向上，相对于第一万向节与第一轴相连接端的另一端设有与第二轴可拆卸连接的第一连接组件;容纳第二万向节内的三球销构件在与轴线平行的方向上，相对于第二万向节与第一轴相连接端的另一端设有与第三轴可拆卸连接的第二连接组件。
[0017]所述第一连接组件包括法兰接头，其在与轴线平行的方向上一端与第一万向节固定连接，另一端与第二轴可拆卸连接。
[0018]所述第一连接组件还包括圆盘式中间轴，所述圆盘式中间轴置于法兰接头和第二轴之间，其一端与法兰接头可拆卸连接，另一端与第二轴可拆卸连接。
[0019]本发明的有益效果是:
1、采用双球环单元，外球环与内球环之间采用线接触，使得外球环能相对内球环自由摆动，且摆动范围大，外球环的自身摆动能达到30°，从而使得三球销总成具有大滑移、大摆动的特点；
2、使得该传动轴总成根据实际需要连接多根轴，从而构成其长度，分体式可以使得发动力的动力平稳地传递到车轮端，减少传动过程中的滑移力、噪声及振动；同时，可拆卸连接，装配和拆卸方便，当轴瞬时载荷超过最大应力而断裂或者球道磨损失效时，可以进行局部更换，不需要全部替换，节省使用者的更换成本。
【附图说明】
[0020]图1是传统型三球销的结构示意图。
[0021 ]图2是本发明三球销总成的结构示意图。
[0022I图3是图2中A处的放大示意图。
[0023]图4是图2中A处的放大图中的角度示意图。
[0024]图5是图2中A处的放大图中的外球环外周面的示意图。
[0025]图6是本发明万向节的剖视图。
[0026]图7是本发明传动轴总成的示意图。
[0027]图8是本发明传动轴总成的局部示意图。
[0028]图9是本发明传动轴总成的局部示意图。
[0029I图10是图9中B处的放大示意图。
[0030]1-万向节外壳，2-三球销构件，21-脚轴，211-脚轴外周面，3-外球环，31-外球环内周面，32-外球环至凸平面，33-外球环外周面，33a-上半周面，33b_下半周面，4-内球环，41-内球环外周面，42-上圆环，421-上圆环内周面，43-下圆环，431-下圆环内周面，44-内球环内周面，45-腔室，46-内球环底面，5-滚针，51-滚针内周面，52-滚针外周面，53-滚针上端面，54-滚针下端面，6-颈部，61-颈部外锥面，71-第一轴，72-第二轴，73-第三轴，731-凸环，81-第一万向节，82-第二万向节，91-法兰接头，92-圆盘式中间轴，101-钢丝挡圈，1021-轴承，1021-内周面，1022-外周面，103-轴承座，104-扎用弹性垫圈，105-骨架油封，110-防尘套，111-卡箍。
【具体实施方式】
[0031 ]下面结合附图对本发明实施例作进一步说明:
如图所示，一种三球销型万向节，其包括万向节外壳I，其形成有三个具有在圆周方向上对称配置的双球环单元引导面11的滚道槽12;三球销构件2，其具有向半径方向突出的三个脚轴21;双球环单元，其具有外球环3和将该外球环3支承为在与轴线正交的方向上和在与轴线平行的方向上旋转自如的内球环4，内球环外周面41与外球环内周面31线接触，所述内球环4外套于所述脚轴21，在所述脚轴21与内球环4之间设有滚针5，滚针内周面51在与轴线正交的方向上与所述脚轴外周面211接触。采用双球环单元，外球环3与内球环4之间采用线接触，使得外球环3能相对内球环4自由摆动，且摆动范围大，外球环3的自身摆动能达到30°的夹角c，从而使得三球销总成具有大滑移、大摆动的特点。
[0032]所述内球环外周面41为双锥面，采用所述外球环内周面31与所述内球环外周面41之间具有一个角度为10°的夹角a，当外球环3沿内球环外周面41滑移时，外球环3开始滑移时，外球环内周面31仅仅与内球环外周面41的锥点接触，二者构成点的接触，其滑移阻力小，一旦外球环3开始滑移后，外球环3会以内球环外周面41的锥点为支点，以外球环内周面31为杠杆面，二者相配合从而促进外球环3的滑移，当外球环3的滑移量超过10°以后，外球环内周面31与内球环外周面41的锥面贴合，此时在外力和自身重力作用下，外球环3可以沿内球环外周面41继续滑移，至最大滑移量时，外球环3的自身摆动角度达30°，且在滑移过程中，外球环3的一端在与轴线平行的方向向下滑移，另一端就会随之上翘，外球环3的两端始终会处于内球环4两端锥点的两侧，从而保证外球环3不会掉落。
[0033]所述内球环4的上下两端各自沿内球环4的径向向球心方向延伸构成一个上圆环42和下圆环43，所述上圆环42、所述下圆环43以及内球环内周面44构成一个容纳滚针5的腔室45，上圆环42和下圆环43限定滚针5在与轴线正交的方向上的位移，即上圆环42和下圆环43的设置取代了挡圈和弹性挡圈，相对的，不再需要加工卡簧槽和退到槽，节省了加工成本和生产时间。
[0034]滚针上端面53与滚针下端面54均为弧形面，所述滚针5在与轴向正交的方向的直径为2-4mm，即所述滚针5在与轴线平行的截面上具有大致椭圆形的部分为粗短型，粗短型的滚针5其承载能力较细长型滚针大，不易疲劳磨损，且在产品很大的前提下，粗短型的滚针5也能提供足够的承载能力，确保滚针5不会断裂而造成三球销总成失效。
[0035]滚针外周面52在与轴线正交的方向上与所述内球环内周面44接触，内球环4沿滚针5周向旋转，外球环3的作用力通过内球环4传递到滚针外周面52，粗短型的滚针5因不易断裂，故而可承受较大的瞬时冲击载荷，和具有较高的耐疲劳磨损特性。
[0036]滚针上端面53在与轴线平行的方向上与上圆环内周面421之间具有空隙；滚针下端面54在与轴线平行的方向上与下圆环内周面431之间具有空隙，空隙的设置允许内球环4在与轴线平行的方向上具有微量的摆幅，该微量的摆幅对外球环3具有一个缓冲作用，从而减轻外球环3的振动。
[0037]所述脚轴21在与三球销构件2的连接处具有一个颈部6，该颈部6为一个锥面，能有效提高三球销颈部的性能，解决颈部易折断的问题。
[0038]颈部外锥面61与内球环底面46构成一个10°夹角b，该颈部6是一个较为平缓的锥面，当收到瞬间冲击力时，外球环3将冲击力传递给内球环4，内球环4通过滚针5进行卸力，同时，通过内球环4与颈部外锥面61的作用，进行卸力，多处同时进行卸力，可以使得该三球销具有较强的耐瞬时冲击载荷的能力，且内球环4作用的颈部外锥面61不是该颈部6的直径最窄处，因而该颈部6也不易折断。
[0039]所述外球环3为偏心球环，其在与轴线正交的截面上，外球环上端面直径dl小于外球环下端面直径d2，且外球环至凸平面21位于外球环3在轴线平行方向的中心线L下方，与内球环4在与轴线正交的方向上的中心线在同一平面上，即形成外球环外周面33上弧度较为平缓的上半周面33a，和弧度相对陡的下半周面33b，滚道槽12的内表面与外球环外周面33相适配，外球环外周面33与滚道槽12之间具有间隙，二者属于双圆弧接触，稳定性好，阻力小。耐磨性好。
[0040]在外球环摆动过程中，外球环外周面33向下的该端，下半周面33b在载荷和重力共同作用下向下滑移，外球环外周面33向上的该端，上半周面33a即随之被翘起，由于外球环3为偏心球环，其下半周质量会比上半周大，故而该种偏心球环在滑移过程中，较传统型的球环省力，即其在瞬时最大载荷的作用下，该外球环3的响应速度会更快。
[0041]—种包括三球销型万向节的重载型传动轴总成，包括第一轴71，其两端分别套接第一万向节81和第二万向节82上；容纳在第一万向节81内的三球销构件2在与轴线平行的方向上，相对于第一万向节81与第一轴71相连接端的另一端设有与第二轴72可拆卸连接的第一连接组件;容纳第二万向节82内的三球销构件2在与轴线平行的方向上，相对于第二万向节82与第一轴71相连接端的另一端设有与第三轴73可拆卸连接的第二连接组件，使得该传动轴总成根据实际需要连接多根轴，从而构成其长度，分体式可以使得发动力的动力平稳地传递到车轮端，减少传动过程中的滑移力、噪声及振动；同时，可拆卸连接，装配和拆卸方便，当轴瞬时载荷超过最大应力而断裂或者球道磨损失效时，可以进行局部更换，不需要全部替换，节省使用者的更换成本。
[0042]所述第一连接组件包括法兰接头91，其在与轴线平行的方向上一端与第一万向节81通过气保焊连接，可以牢靠固定，使二者构成一体，减少了原先整体式法兰式外壳的锻打材料费用，另一端与第二轴72可拆卸连接，可以根据用户需求加装第二轴72，通用性更强。
[0043]所述第一连接组件还包括圆盘式中间轴92，所述圆盘式中间轴92置于法兰接头91和第二轴72之间，其一端与法兰接头91可拆卸连接，另一端与第二轴72可拆卸连接，一方面便于各零部件加工，节省了原本一体式的加工难度和生产成本;另一方面，便于零部件的拆卸与更换，当第一万向节81的外壳或者法兰接头91失效时，只需要更好一个就可以，不需要全部更换，为使用者节省更换费用。
[0044]在车轮距离差速器较远时，该传动总成通过第二连接组件与第三轴73连接，来补充轴向位移、承载高扭矩；当车轮距离差速器距离较近时，该传动总成将第三轴73拆卸去除。
[0045]所述第二连接组件包括钢丝挡圈101、轴承102和轴承座103，所述第三轴73带凸环731的一端通过钢丝挡圈101固定在第二万向节82的外壳内，钢丝挡圈101抵着第二万向节82的外壳内壁，从而将第三轴73固定在第二万向节82的外壳上，凸环731位于第二万向节82的外壳外侧，所述轴承座103套接在第三轴73上，所述轴承102正好位于第三轴73和轴承座103之间，其在与轴线平行的方向上一侧抵着第二万向节82的外壳外壁，另一侧抵着凸环731外壁，在与轴线正交的方向上内周面1021与第三轴73相接触，外周面1022与轴承座103相接触，利用轴承座103和第三轴73上的凸环731，来固定轴承102。
[0046]所述轴承102抵着凸环731外壁的该侧在与轴线平行的方向上与所述轴承座103内壁具有一个间隙，该间隙中设有一个扎用弹性垫圈104，轴承102和轴承座103之间的间隙用作余量，而扎用弹性垫圈104用作缓冲。
[0047]在与轴线平行的方向上，所述轴承座103的上端面和下端面均设有骨架油封105，防止润滑油渗漏。
[0048]所述第一轴71与第一万向节81套接处、所述第一轴71与第二万向节82套接处均设有防尘套110，该防尘套110的两端通过卡箍111固定，用卡箍111固定防尘套110，再通过防尘套111来阻挡灰尘进入万向节中。
[0049]以上结合附图所描述的实施例仅是本发明的优选实施方式，而并非对本发明的保护范围的限定，任何基于本发明精神所做的改进都理应在本发明保护范围之内。
【主权项】
1.一种三球销型万向节，其包括 万向节外壳(I)，其形成有三个具有在圆周方向上对称配置的双球环单元引导面(11)的滚道槽(12); 三球销构件(2 )，其具有向半径方向突出的三个脚轴(21);其特征在于: 双球环单元，其具有外球环(3)和将该外球环(3)支承为在与轴线正交的方向上和在与轴线平行的方向上旋转自如的内球环(4)，内球环外周面(41)与外球环内周面(31)线接触， 所述内球环(4)外套于所述脚轴(21)，在所述脚轴(21)与内球环(4)之间设有滚针(5)，滚针内周面(51)在与轴线正交的方向上与所述脚轴外周面(211)接触。2.根据权利要求1所述的三球销型万向节，其特征在于:所述内球环外周面(41)为双锥面。3.根据权利要求1所述的三球销型万向节，其特征在于:所述外球环内周面(31)与所述内球环外周面(41)之间具有一个角度为10°的夹角a。4.根据权利要求1-3中任一项所述的三球销型万向节，其特征在于:所述内球环(4)的上下两端各自沿内球环(4)的径向向球心方向延伸构成一个上圆环(42)和下圆环(43)，所述上圆环(42)、所述下圆环(43)以及内球环内周面(44)构成一个容纳滚针(5)的腔室(45)。5.根据权利要求4所述的三球销型万向节，其特征在于:所述滚针(5)在与轴向正交的方向的直径为2-4_。6.根据权利要求1所述的三球销型万向节，其特征在于:所述脚轴(21)在与三球销构件(2)的连接处具有一个颈部(6)，该颈部(6)具有一个颈部外锥面(61)。7.根据权利要求7所述的三球销型万向节，其特征在于:颈部外锥面(61)与内球环底面(46)构成一个10°夹角b。8.根据权利要求1所述的三球销型万向节，其特征在于:所述外球环(3)为偏心球环，其在与轴线正交的截面上，外球环上端面直径dl小于外球环下端面直径d2，且外球环至凸平面(32)位于外球环(3)在轴线平行方向的中心线L下方。9.一种包括如权利要求1-8所述的三球销型万向节的重载型传动轴总成，其特征在于:包括 第一轴(71)，其两端分别套接第一万向节(81)和第二万向节(82)上； 容纳在第一万向节(81)内的三球销构件(2)在与轴线平行的方向上，相对于第一万向节(81)与第一轴(71)相连接端的另一端设有与第二轴(72)可拆卸连接的第一连接组件； 容纳第二万向节(82)内的三球销构件(2)在与轴线平行的方向上，相对于第二万向节(82)与第一轴(71)相连接端的另一端设有与第三轴(73)可拆卸连接的第二连接组件。10.根据权利要求9所述的重载型传动轴总成，其特征在于:所述第一连接组件包括法兰接头(91)，其在与轴线平行的方向上一端与第一万向节(81)固定连接，另一端与第二轴(72)可拆卸连接。11.根据权利要求10所述的重载型传动轴总成，其特征在于:所述第一连接组件还包括圆盘式中间轴(92)，所述圆盘式中间轴(92)置于法兰接头(91)和第二轴(72)之间，其一端与法兰接头(91)可拆卸连接，另一端与第二轴(72)可拆卸连接。
【文档编号】F16D3/84GK105909685SQ201610384351
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2016年6月2日
【发明人】吴迪, 严彦, 周俭, 诸葛建双
【申请人】温州市冠盛汽车零部件集团股份有限公司