專利名稱：線接觸式球鉸運動副的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種機(jī)械運動副，特別是一種適合在重載荷下運動的球 鉸結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
動力機(jī)械中直行活塞與擺動連桿的連接結(jié)構(gòu)均為球鉸結(jié)構(gòu)。現(xiàn)有技 術(shù)的球鉸結(jié)構(gòu)是連桿球頭與活塞內(nèi)球窩面接觸，兩者之間接觸面越大， 接觸比壓越小，則表明該球鉸結(jié)構(gòu)配合質(zhì)量越好。此種傳統(tǒng)的球鉸結(jié)構(gòu) 廣泛應(yīng)用在常規(guī)動力機(jī)械中，完全滿足動力傳遞要求。隨著制造業(yè)的發(fā) 展，大型化、重載化的設(shè)備需配備相應(yīng)功率的動力裝置，將現(xiàn)有技術(shù)的 球鉸結(jié)構(gòu)應(yīng)用到大功率液壓傳動裝置中，因連桿與活塞相連接的球鉸結(jié) 構(gòu)承受重載荷，在接觸面之間不易建立潤滑油膜，運動摩擦產(chǎn)生的熱量 不易散去，此工況下該球鉸結(jié)構(gòu)便很快失效，失效表現(xiàn)形式主要是球鉸 結(jié)構(gòu)相互咬死。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明主要針對現(xiàn)有技術(shù)在重載荷條件下不易建立潤滑油膜的不 足，提出一種結(jié)構(gòu)簡單、制造容易，重載荷時有足夠的潤滑油膜，使轉(zhuǎn) 動靈活、發(fā)熱量少、使用壽命長的線接觸式球鉸運動副。
本發(fā)明通過下述技術(shù)方案實現(xiàn)技術(shù)目標(biāo)。
線接觸式球鉸運動副，它包括連桿、活塞和油缸體。所述連桿頂端
設(shè)有半徑為Rg的球冠，該球冠與活塞內(nèi)球窩接觸配合，活塞頂面中部設(shè) 有貫通內(nèi)球窩的平衡油孔。其改進(jìn)之處在于所述活塞的內(nèi)球窩為異形 孔，處在上端的上錐孔與連桿頂端球冠相切，處在中段的球形孔半徑為 Rw,底端為下錐孔，下錐孔上端與球形孔在連桿的球冠中心相平處相切。
3所述連桿的球冠與活塞上錐孔配合時，兩者的中心距為H=0. 5 ~ 1. 2mm。 上述結(jié)構(gòu)中，活塞內(nèi)球窩的上錐孔與連桿頂端球冠相貫圓與球心形
成的錐體的頂錐角，相對活塞中軸線夾角6=20~ 30°?；钊膬?nèi)球窩中
段球形孔半徑Rw大于球冠半徑Rg, Rw-l. 05 ~ 1. 3Rg。 本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下積極效果
1、 連桿的球冠與活塞的上錐孔配合是直線與曲面之間的接觸，該 線接觸處具有楔角，從平衡油孔進(jìn)入的潤滑油在此易形成楔形油膜，楔 形油膜直接改善球鉸結(jié)構(gòu)的潤滑條件，有效避免重載時球鉸結(jié)構(gòu)運動因 缺油發(fā)生燒結(jié)事故；
2、 活塞內(nèi)球窩敞口結(jié)構(gòu)比全包容結(jié)構(gòu)散熱快，在楔形油膜條件下，
球鉸結(jié)構(gòu)運動發(fā)熱量少；
3、 活塞的上錐孔比現(xiàn)有技術(shù)的球形內(nèi)孔易加工成形，無需研磨工序。


圖l是本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是現(xiàn)有技術(shù)結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式
下面根據(jù)附圖所示并結(jié)合實施例，對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。 附圖1所示的線接觸式球鉸運動副，它包括連桿l、活塞2和油缸 體3。所述連桿1頂端設(shè)有半徑為Rg的球冠，該球冠與活塞2內(nèi)球窩接 觸配合，活塞2頂?shù)闹胁吭O(shè)有貫通內(nèi)球窩的平衡油孔2.4。所述活塞2 的內(nèi)球窩為異形孔，處在上端的上錐孔2. 1與連桿1頂端球冠相切，切 線點相對活塞2中軸線的夾角6=20~30°。處在中段的球形孔2.2半徑 為Rw， Rw=1.05~l. 3Rg。底端為下錐孔2. 3,下錐孔2. 3上端與球形孔 2.2在連桿1的球冠中心相平處相切。所述連桿1的球冠與活塞2上錐 孔2. l配合時，兩者的中心距為H=0. 5~1.2mm。本實施例是單排流量為 12.6L/r徑向柱塞液壓馬達(dá)的活塞2與連桿1的線接觸式球鉸運動副。 其中的連桿1頂端球冠半徑Rg=35mm,活塞2內(nèi)球窩中的球形孔2. 2半徑Rw-37imi, Rw=l. 06Rr。連桿1的球冠與活塞2上錐孔2. 1配合時，兩 者的中心距H-O. 8mm。連桿1頂端球冠與活塞2的上錐孔2. 1相切，切 線點相對活塞2中軸線的夾角6=20°。在上述結(jié)構(gòu)及定值參數(shù)下，連桿 1的球冠與活塞2的上錐孔2.1配合是直線與曲面之間的接觸，該線接 觸處具有楔角，從平衡油孔2.4進(jìn)入的潤滑油在此易形成楔形油膜，楔 形油膜直接改善球鉸結(jié)構(gòu)的潤滑條件，有效避免重載時球鉸結(jié)構(gòu)運動因 缺油發(fā)生燒結(jié)事故。另外，本發(fā)明活塞2內(nèi)球窩釆用敞口結(jié)構(gòu)，比圖2 所示的現(xiàn)有技術(shù)全包容結(jié)構(gòu)散熱快，不會產(chǎn)生過熱現(xiàn)象。球鉸結(jié)構(gòu)有良 好的潤滑條件，在重載條件下轉(zhuǎn)動靈活、發(fā)熱量少、使用壽命長。
權(quán)利要求
1、一種線接觸式球鉸運動副，它包括連桿(1)、活塞(2)和油缸體(3)；所述連桿(1)頂端設(shè)有半徑為Rg的球冠，該球冠與活塞(2)內(nèi)球窩接觸配合，活塞(2)頂面中部設(shè)有貫通內(nèi)球窩的平衡油孔(2.4)；其特征在于所述活塞(2)的內(nèi)球窩為異形孔，處在上端的上錐孔(2.1)與連桿(1)頂端球冠相切，處在中段的球形孔(2.2)半徑為Rw，底端為下錐孔(2.3)，下錐孔(2.3)上端與球形孔(2.2)在連桿(1)的球冠中心相平處相切；所述連桿(1)的球冠與活塞(2)上錐孔(2.1)配合時，兩者的中心距為H＝0.5～1.2mm。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的線接觸式球鉸運動副，其特征在于所 述活塞(2)內(nèi)球窩的上錐孔(2.1)，與連桿(1)頂端球冠相貫圓與球 心形成的錐體頂錐角，相對活塞(2)中軸線的夾角6=20~ 30°。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的線接觸式球鉸運動副，其特征在于所 述活塞(2)的內(nèi)球窩中段球形孔(2.2)半徑Rw大于球冠半徑Rg, Rw=l. 05 ~ 1. 3Rg。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種線接觸球鉸運動副，它包括連桿、活塞和油缸體。所述連桿頂端球冠與活塞內(nèi)球窩接觸配合，活塞頂面中部設(shè)有貫通內(nèi)球窩的平衡油孔。本發(fā)明中活塞的內(nèi)球窩為異形孔，上端的上錐孔與連桿頂部球冠相切，中段是球形孔，底端為下錐孔，下錐孔上端與球形孔在連桿的球冠中心相平處相切。連桿的球冠與活塞上錐孔配合時，兩者的中心相距為H＝0.5～1.2mm，兩者的配合是直線與曲面之間的接觸，該線接觸處具有楔角，從平衡油孔進(jìn)入的潤滑油在此易形成楔形油膜，楔形油膜直接改善球鉸結(jié)構(gòu)的潤滑條件，有效避免重載時球鉸結(jié)構(gòu)運動因缺油發(fā)生燒結(jié)事故。本發(fā)明在重載時保持潤滑，轉(zhuǎn)動靈活、發(fā)熱量少、使用壽命長，特別適合作大功率液壓馬達(dá)中的球鉸結(jié)構(gòu)。
文檔編號F16J1/22GK101504075SQ20091002597
公開日2009年8月12日 申請日期2009年3月16日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月16日
發(fā)明者儲祥林, 沈玉寶, 陳加其, 陳振國, 韓玉彬, 駿 馬 申請人:江蘇恒威機(jī)械制造有限公司