專利名稱：一種等速萬向節(jié)的結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種等速萬向節(jié)球籠新型結(jié)構(gòu)，具體講是一種用于汽車底盤傳動系統(tǒng)的等速 萬向節(jié)球籠的新型裝配結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
汽車用等速萬向節(jié)總成是裝在汽車差速器或末端減速齒輪與車輪之間傳遞運(yùn)動和扭矩的 機(jī)械部件，由兩套或一套輸出軸和輸入軸以等于1的瞬時角速度比傳遞運(yùn)動的由等速萬向節(jié)、 中間軸及其它零部件組成的傳遞運(yùn)動和扭矩、并能同步改變工作角度和進(jìn)行伸縮滑移的機(jī)械 部件。
球籠式萬向節(jié)是目前應(yīng)用最為廣泛的等速萬向節(jié)。球形殼的內(nèi)表面和星形套的球表面上 各有沿圓周均勻分布的六條同心的圓弧滾道，在它們之間裝有六個傳力鋼球，這些鋼球由保 持架保持在同一平面內(nèi)。球形殼和星形套的滾道做得不同心，令其圓心對稱地偏離萬向節(jié)中
心。這樣，即使軸間夾角為o"，靠內(nèi)、外子午滾道的交叉也能將鋼球定在正確位置。當(dāng)軸間
夾角為o。時，內(nèi)、外滾道決定的鋼球中心軌跡的夾角稍大于ir，這是能可靠地確定鋼球正
確位置的最小角度。滾道的橫斷面為橢圓形，接觸點(diǎn)和球心的連線與過球心的徑向線成45° 角，橢圓在接觸點(diǎn)處的曲率半徑選為鋼球半徑的1.03 1.05倍。當(dāng)受載時，鋼球與滾道的接 觸點(diǎn)實(shí)際上為橢圓形接觸區(qū)。由于工作時鋼球的每個方向都有機(jī)會傳遞轉(zhuǎn)矩，且由于鋼球和 球籠的配合是球形的，故對工作過程中的潤滑效用應(yīng)給予足夠的重視。潤滑劑的使用主要取 決于傳動的轉(zhuǎn)速和角度，在轉(zhuǎn)速高達(dá)1500r/min時， 一般使用防銹油脂，若轉(zhuǎn)速和角度都較 大時，則使用潤滑油。比較好的方法是采用油浴和循環(huán)油潤滑，并應(yīng)根據(jù)傳動角度的大小采 用不同形式的密封裝置。這種萬向節(jié)允許的工作角達(dá)42。，極限軸間角可達(dá)45°。由于傳遞轉(zhuǎn) 矩時六個鋼球同時參加工作，其承載能力和耐沖擊能力強(qiáng)，效率較高，尺寸緊湊，安裝方便。 但是相互接觸的球面和滾道的制造精度高，成本較高。
等速萬向節(jié)工作原理當(dāng)中間軸(主動軸)和外球座軸(從動軸)之間夾角發(fā)生變化時， 傳力鋼球中心始終位于兩軸交角的平分面上，并且到兩軸線的距離相等，從而保證了主、從 動軸以相等的角速度旋轉(zhuǎn)。
現(xiàn)有技術(shù)的等速萬向節(jié)，其結(jié)構(gòu)為球形殼內(nèi)球面圓弧與保持架外球面圓弧相同，兩者緊 密配合，保持架內(nèi)球面圓弧與星形套外球面圓弧相同，兩者緊密配合，在保持架圓周上均布 的六個窗口中各安裝有一個鋼球，在球形殼內(nèi)溝道與星形套對應(yīng)溝道形成的圓弧滾道內(nèi)運(yùn)動， 鋼球中心始終位于兩軸交角的平分面上，通過圓弧滾道內(nèi)壁傳遞轉(zhuǎn)矩，保證主、從動軸以相
3等的角速度旋轉(zhuǎn)。
基于等速萬向節(jié)在運(yùn)行過程中需要頻繁變換工作角度和旋轉(zhuǎn)頻率，且因使用環(huán)境不同， 在性能方面要求其配合順暢無阻滯，不易磨損，承載能力和耐沖擊能力強(qiáng)。
現(xiàn)有技術(shù)的等速萬向節(jié)因球形殼內(nèi)球面與保持架外球面緊密接觸、保持架內(nèi)球面與星形 套外球面緊密接觸，且保持架自身厚度較小，強(qiáng)度亦小，特別是中間部位環(huán)圓周均布有六個 用于安裝鋼球的窗口，致使保持架中間部位更脆弱。存在以下缺陷球形殼和保持架接觸面、 保持架與星形套接觸面之間磨損較大且不均勻，導(dǎo)致運(yùn)行過程中不穩(wěn)定，產(chǎn)生異響或阻滯， 保持架易碎裂，客觀上降低了等速萬向節(jié)總成的使用壽命，現(xiàn)有技術(shù)球籠故障表現(xiàn)在配合不 順暢，有異響、阻滯，嚴(yán)重故障表現(xiàn)為保持架碎裂。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是要提供一種新型結(jié)構(gòu)的等速萬向節(jié)，制備的等速萬向節(jié)與現(xiàn)有技術(shù)相比 潤滑效果好，磨損小，易于裝配，制造成本低，綜合性能更好，使用壽命更長。
為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，本發(fā)明的技術(shù)解決方案是，提供一種等速萬向節(jié)裝配部件之間新 型的結(jié)構(gòu)設(shè)計，改變裝配部件相互之間的接觸部位，達(dá)到提高等速萬向節(jié)綜合性能的目的。 等速萬向節(jié)由球形殼、保持架、星形套和鋼球組裝而成，基于保持架厚度小，整體強(qiáng)度相對 較低，且中間部位沿圓周均布有六個空心窗口用于安裝鋼球，中間部位相對更脆弱。故球籠 新型結(jié)構(gòu)圍繞減少保持架磨損，保持其強(qiáng)度而展開，具體實(shí)施方式
是通過改變保持架、星形 套的接觸面圓弧，增加保持架中間部位與球形殼內(nèi)球面和星形套外球面之間的間隙，達(dá)到減 小磨損，增進(jìn)潤滑，保持強(qiáng)度的目的。
采用本發(fā)明制備的等速萬向節(jié)與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)
由于改變保持架接觸面圓弧和星形套外球接觸面圓弧，增加了保持架中間部位與球形殼 和星形套之間的間隙，保持架相對脆弱的中間區(qū)域避免了與球形殼內(nèi)球面接觸，也避免了與 星形套外球面接觸，從而避免了磨損，維持了整體強(qiáng)度。同時因三者之間中間區(qū)域間隙增加， 利于潤滑脂均勻散布，增進(jìn)等速萬向節(jié)內(nèi)腔潤滑效用，提升了綜合性能，總成扭轉(zhuǎn)疲勞強(qiáng)度 增加20%以上，且故障率降低，延長了使用壽命。同時通過改變接觸面圓弧，相對降低了部 件制造精度要求，易于加工和裝配，降低了制造成本。
由于采用新型結(jié)構(gòu)，提升了綜合性能，獲得高質(zhì)量、使用壽命更長的等速萬向節(jié)，從而 提高了汽車等速萬向節(jié)總成的使用壽命，降低了汽車使用成本。同時，采用本發(fā)明的方案， 制作過程與工藝控制可靠且易于實(shí)施。


圖1是現(xiàn)有技術(shù)球形殼的剖視結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是現(xiàn)有技術(shù)保持架的正視和剖視結(jié)構(gòu)示意圖。 圖3是現(xiàn)有技術(shù)星形套的正視和剖視結(jié)構(gòu)示意圖。
圖4是現(xiàn)有技術(shù)球形殼與保持架裝配、保持架與星形套裝配的剖視結(jié)構(gòu)示意圖。 圖5是現(xiàn)有技術(shù)等速萬向節(jié)總成的剖視結(jié)構(gòu)示意圖。 圖6是本發(fā)明保持架的正視和剖視結(jié)構(gòu)示意圖。 圖7是本發(fā)明星形套的正視和剖視結(jié)構(gòu)示意圖。
圖8是本發(fā)明球保持架與形殼裝配、保持架與星形套裝配的剖視結(jié)構(gòu)示意圖。
圖9是本發(fā)明新型球籠等速萬向節(jié)總成的剖視結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中所示
現(xiàn)有技術(shù)的球形殼與保持架連接結(jié)構(gòu)的零部件101、球形殼，102、保持架，103、星形 套，104、鋼球，105、中間軸，106、外球座軸。
本發(fā)明新型球籠球形殼與保持架連接結(jié)構(gòu)的零部件1、球形殼，2、保持架，3、星形套， 4、鋼球，5、中間軸，6、外球座軸。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
如圖1、圖2、圖3、圖4、圖5所示。
現(xiàn)有技術(shù)的球形殼101內(nèi)表面均布有圓弧滾道，內(nèi)表面與保持架102外球面緊密連接， 保持架102內(nèi)球面與星形套103外球面緊密連接，當(dāng)中間軸(主動軸)105與外球座軸(從 動軸)106之間的夾角變化時，球形殼IOI內(nèi)球面與保持架102外球面產(chǎn)生滑移，保持架102 內(nèi)球面與星形套103外球面產(chǎn)生滑移，使鋼球中心始終位于兩軸交角的平分面上，通過鋼球 104傳力作用于溝道，從而保證中間軸(主動軸)105、外球座軸(從動軸)106以相等的角 速度旋轉(zhuǎn)。
因球形殼101內(nèi)球面與保持架102外球面緊密接觸，保持架102內(nèi)球面與星形套103外 球面緊密接觸，在相對滑移時，受各種因素影響，會磨損并產(chǎn)生金屬屑，損傷球面，進(jìn)而影 響接觸面的潤滑效果，當(dāng)接觸面圓弧加工精度不足時，其磨損更大且產(chǎn)生異響和阻滯現(xiàn)象， 因保持架102強(qiáng)度相對較弱，阻滯嚴(yán)重時保持架102可能碎裂，并可能導(dǎo)致安全事故。
如圖6、圖7、圖8、圖9所示。
本發(fā)明新型球籠結(jié)構(gòu)，包括球形殼1內(nèi)球面與保持架2外球面緊密連接，保持架2內(nèi)球 面與星形套3外球面緊密連接，所述的保持架2外球面圓弧不是連續(xù)圓弧，而是分為三段a、 b、 c，兩側(cè)段圓弧a、 c與球形殼1內(nèi)球面圓弧一致，其圓弧間隙精度要求在0.04mm以內(nèi)， 中間段圓弧b稍大，與球形殼l內(nèi)球面圓弧間隙保持在0.08 0.12mm。所述的星形套3外球面圓弧不是連續(xù)圓弧，而是分為三段a' 、 b' 、 c'，兩側(cè)段圓弧a' 、 c'與保持架2內(nèi)球 面圓弧一致，其圓弧間隙精度要求在0.04mm以內(nèi)，b'段圓弧稍大，與保持架2內(nèi)球面圓弧 間隙保持在0.08 0.12mm。當(dāng)中間軸(主動軸)5與外球座軸(從動軸)6之間的夾角變化 時，球形殼1內(nèi)球面與保持架2外球面產(chǎn)生滑移，保持架2內(nèi)球面與星形套3外球面產(chǎn)生滑 移時，因球形殼1與保持架2接觸面中間區(qū)域存有間隙7，保持架2外球面中間段區(qū)域與球 形殼l內(nèi)球面不接觸；因保持架2與星形套3接觸面中間區(qū)域之間存有間隙8，保持架2內(nèi) 球面中間區(qū)域與星形套3外球面不接觸。且因存有間隙7、 8，利于球籠內(nèi)腔潤滑脂散布均勻， 增進(jìn)潤滑效果，減小磨損。對于圓周上均布有六個用于安裝鋼球4的窗口且強(qiáng)度相對較低的 保持架2，其保護(hù)作用非常明顯，總體延長了等速萬向節(jié)使用壽命，降低汽車使用成本，防 范汽車安全事故。
保持架2外球面a、 b、 c變化圓弧段和星形套3外球面a' 、 b' 、 c'變化圓弧段加工 過程相對簡單，自毛坯經(jīng)多道金加工工序成型，再經(jīng)過熱處理后，通過高精度磨床用成型砂 輪精磨，形成分段圓弧且光滑連接。
新型結(jié)構(gòu)等速萬向節(jié)裝配過程如下
1) 將球形殼l夾穩(wěn)固定，按配合公差規(guī)定，將星形套3套入保持架2內(nèi)，用配套搖桿輔 助，再套入球形殼l內(nèi)部，搖桿沿圓周轉(zhuǎn)動，檢測三部件之間配合間隙。
2) 將初裝配完成的球籠插入配套的固定搖桿，沿圓周搖擺檢測配合度和徑向竄動。
3) 用專用量儀檢測軸向竄動及其它性能指標(biāo)。
4) 在合格的球籠內(nèi)腔注入潤滑脂，配套適宜的防銹等防護(hù)措施。 經(jīng)過以上主要過程，新型結(jié)構(gòu)等速萬向節(jié)制備完成。
權(quán)利要求
1、一種用于汽車傳動系統(tǒng)的等速萬向節(jié)球籠的新型裝配結(jié)構(gòu)，它包括球形殼(1)、保持架(2)、星形套(3)和外球座軸(6)，球形殼(1)內(nèi)球面與保持架(2)外球面連接，保持架(2)內(nèi)球面與星形套(3)外球面連接。其特征在于球形殼(1)內(nèi)球面圓弧不變，改變保持架(2)外球面和星形套(3)外球面的接觸面圓弧，采用中間段圓弧半徑大于兩端圓弧半徑但光滑連接的方式。球籠組裝后，增加了保持架(2)內(nèi)、外接觸面中間段的間隙。
2、 根據(jù)權(quán)利要求(1)所述的用于汽車傳動系統(tǒng)的等速萬向節(jié)保持架(2)外球面中間區(qū)域與 球形殼(l)內(nèi)球面間隙和保持架(2)內(nèi)球面中間區(qū)域與星形套(3)外球面間隙可根據(jù)實(shí)際需要 按比例變化。
3、 根據(jù)權(quán)利要求(2)所述的用于汽車傳動系統(tǒng)的等速萬向節(jié)保持架(2)外球面中間區(qū)域與 球形殼(l)內(nèi)球面間隙為0.08 0.12mm，保持架內(nèi)(2)球面中間區(qū)域與星形套(3)外球面間隙 為0.08 0.12mm。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于汽車傳動系統(tǒng)的等速萬向節(jié)球籠的新型裝配結(jié)構(gòu)，它包括球形殼(1)、保持架(2)、星形套(3)、鋼球(4)和外球座軸(6)，球形殼(1)內(nèi)球面與保持架(2)外球面連接，保持架(2)內(nèi)球面與星形套(3)外球面連接。其特征在于改變保持架(2)和星形套(3)的接觸面圓弧，采用中間段圓弧半徑大于兩端圓弧半徑但光滑連接的方式。球籠組裝后，增加了保持架(2)內(nèi)、外接觸面中間段的間隙(7)、(8)，減小了磨損，同時有利于等速萬向節(jié)內(nèi)腔潤滑脂均勻散布，增進(jìn)潤滑效果，提升了綜合性能，實(shí)現(xiàn)總成扭轉(zhuǎn)疲勞強(qiáng)度提升20％以上。同時易于加工和裝配，相對降低了制造成本。
文檔編號F16D3/223GK101672331SQ20081012085
公開日2010年3月17日 申請日期2008年9月9日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月9日
發(fā)明者付國慶, 葉祥寶 申請人:葉祥寶;付國慶