一种转向管柱用的易拆卸无间隙等速万向节的制作方法

1.本实用新型汽车领域，尤其涉及一种转向管柱用的易拆卸无间隙等速万向节。


背景技术：

2.随着商用车大调节范围转向管柱的广泛使用，使得转向管柱等速万向节在整车上安装夹角增大，传统的转向中间轴上的十字轴万向节，如图1所示，因输入与输出两端角速度的差异，使两端转动力矩不可能相等，已经无法避免地会出现转动力矩波动大，转向手感差的问题，为了避免该问题的出现，现在采用等速万向节替代十字轴万向节的方案，如图2所示。但是，传统的等速万向节主要用于驱动轴，万向节本身的装配预紧力大，无法直接用于需要转动灵活的转向中间轴上，为了保证方向盘转动灵活，无卡滞，就需要等速万向节本身的装配预紧力小，这样又会存在间隙过大而产生异响的风险。
3.现在，传统的球笼式等速万向节，结构如图3所示。由钟形壳101，星形套102，钢球103，保持架104和输入轴105，旋转中心106构成，输入轴105与星形套102通过花键固联为一体后可以围绕旋转中心点旋转。主要用于汽车驱动轴，用于传递动力，因使用条件为大扭矩、持续单方向受力，对万向节本身的转动力矩及磨损后产生的间隙而产生的影响不明显，如果用于转向中间轴，就需要保证等速万向节本身具有小的转动力矩，又不能有太大的角间隙，这就大大增加了制造难度。
4.现有技术的缺点
5.如图3，传统等速万向节角度间隙靠钢球103与钟形壳101的轨道及星形套102的圆弧轨道之间的配合精度保证，在使用过程中，因磨损疲劳，配合间隙会不断增大，当大到一定程度后方向盘就会产生异响，客户将抱怨，产品没过三包期就会被索赔，为企业造成损失。
6.缺点2：传统等速万向节输入轴105与星形套102采用花键配合，弹性挡圈固定防脱，挡圈一经压入挡圈槽后自动弹开固定于挡圈槽中，无法无损拆卸，致使生产及使用过程中无法再对等速万向节进行维修返工处理，制造成本过高。
7.因而，实用新型一种转动灵活又无明显间隙的易拆卸等速万向节用于汽车转向管柱就显得非常必要。


技术实现要素：

8.本实用新型的目的在于解决上述现有技术存在的缺陷，提供一种转向管柱用的易拆卸无间隙等速万向节，通过在传统等速万向节内部增加弹簧机构排除间隙，能确保等速万向节在使用过程中始终保持无间隙配合而大大提高使用寿命，在生产制造过程中，即使初始配合间隙稍大，最终间隙由弹簧力排除而使等速万向节性能符合设计要求，增大了制造加工公差，降低了生产难度，提高了产品加工合格率。
9.本实用新型采用如下技术方案：
10.一种转向管柱用的易拆卸无间隙等速万向节，包括钟形壳、顶杆、星形套、钢球、保
持架、弹簧、螺栓、输入轴、球面。
11.钟形壳内球面均匀布置六条双圆弧轨道，星形套外球面均匀布置六条双圆弧轨道，六颗钢球同时卡入钟形壳和星形套的双圆弧轨道中，钢球外套装有保持架，顶杆一端与钟形壳的内球面抵接，另一端安装在星形套内，并与星形套内的弹簧一端抵接，弹簧另一端抵接螺栓，输入轴通过螺栓与星形套固联为一体。
12.顶杆一端部设计为球面，与钟形壳球面为点接触。
13.一种转向管柱用的易拆卸无间隙等速万向节，包括钟形壳、顶杆、星形套、钢球、保持架、弹簧、螺栓、输入轴、球面、小钢球、花键过渡套。
14.钟形壳内球面均匀布置六条双圆弧轨道，星形套外球面均匀布置六条双圆弧轨道，六颗钢球同时卡入钟形壳和星形套的双圆弧轨道中，钢球外套装有保持架，顶杆一端部内嵌有小钢球，小钢球与钟形壳的内球面抵接，另一端安装在花键过渡套内，星形套通过花键过渡套与输入轴连接为一体，顶杆另一端与花键过渡套内的弹簧一端抵接，弹簧另一端抵接螺栓，输入轴转动时，转动力矩通过花键过渡套、星形套传递给钢球，再由钢球传递给钟形壳，从而实现转动力矩传递功能。
15.有益效果：
16.本实用新型有效解决了传统等速万向节在用于转向管柱中间隙过大产生异响的问题，有效降低了制造难度，提高了生产合格率，并易拆卸，实现了可维修性，大大降低了等速万向节的制造成本。
附图说明
17.图1为背景技术中的转向中间轴上的十字轴万向节；
18.图2背景技术中的等速万向节；
19.图3为传统的球笼式等速万向节；
20.图4为本实用新型无弹簧结构的等速万向节的剖视图ⅰ；
21.图5为本实用新型无弹簧结构的等速万向节的剖视图ⅱ；
22.图6为图5的i部放大图；
23.图7为本实用新型的剖视图ⅰ；
24.图8为本实用新型的剖视图ⅱ；
25.图9为图7的j部放大图；
26.图10为本实用新型剖视图ⅲ；
27.图11为另一种本实用新型的结构示意图。
28.图中：1-钟形壳、2-顶杆、3-星形套、4-钢球、5-保持架、6-弹簧、7-螺栓、8-输入轴、9-球面、10-星形套滚道圆心、11-钟形壳滚道圆心、12-小钢球、13-花键过渡套。
具体实施方式
29.为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面本实用新型中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
30.本实用新型通过在传统等速万向节内部增加弹簧结构，利用弹簧力预压缩力，使等速万向节各配合零件始终保持紧密配合，从而达到自动排除间隙的目的。
31.实施例1
32.如图4-10所示，本实用新型的一种转向管柱用的易拆卸无间隙等速万向节，包括钟形壳1、顶杆2、星形套3、钢球4、保持架5、弹簧6、螺栓7、输入轴8、球面9。
33.钟形壳1内球面9均匀布置六条双圆弧轨道，星形套3外球面均匀布置六条双圆弧轨道，六颗钢球4同时卡入钟形壳1和星形套3的双圆弧轨道中，钢球4外套装有保持架5，顶杆2一端与钟形壳1的内球面9抵接，另一端安装在星形套3内，并与星形套3内的弹簧6一端抵接，弹簧6另一端抵接螺栓7，输入轴8通过螺栓7与星形套3固联为一体，输入轴8转动时，转动力矩通过星形套3传递给钢球4，再由钢球4传递给钟形壳1，从而实现转动力矩传递功能。
34.如图4-6所示，当无安装的弹簧时，为保证等速万向节件转动灵活，钟形壳1与保持架5及星形套3为球面小间隙配合，三者之间存在间隙δ1和δ2，当车辆行驶在颠簸路面时，此间隙的存在很容易造成转向管柱异响。
35.如图7-9所示，当弹簧6装配后有预压缩力，此压缩力始终通过顶杆2和螺栓7作用于钟形壳1与星形套3之间，使得星形套3和保持架5都互相接触于上端，从而排除上述间隙δ1和δ2。
36.因弹簧6压缩力的始终存在，即使钟形壳1、保持架5和星形套3的接触球面因运动磨损产生间隙增大现象，也会自动排除间隙。当钟形壳1、保持架5和星形套3之间因为磨损间隙增大时，由于弹簧6使用过程中因为会发生形变，钟形壳1、保持架5、行星套3配合在新的位点形成配合，重而保证使用过程无间隙。
37.如图10所示，钟形壳1的钟形壳滚道圆心11与星形套3的星形套滚道圆心10分别以偏心a对称与等速万向节旋转中心两侧，因此钟形壳1滚道与星形套3滚道之间形成一楔形空间，左端空间尺寸a小于右端空间尺寸b,钢球4被保持架5固定，当星形套3在弹簧6压缩力作用下，星形套3始终被压向右端，因楔形空间原因，钢球4始终能够接触在钟形壳1和星形套3的滚道上，形成无间隙配合。
38.顶杆2端部设计为球面，与钟形壳1球面为点接触，确保等速万向节旋转过程中不会卡滞。
39.实施例2
40.如图11所示，另一种转向管柱用的易拆卸无间隙等速万向节，包括：钟形壳1、顶杆2、星形套3、钢球4、保持架5、弹簧6、螺栓7、输入轴8、球面9、小钢球12、花键过渡套13。
41.钟形壳1内球面9均匀布置六条双圆弧轨道，星形套3外球面均匀布置六条双圆弧轨道，六颗钢球4同时卡入钟形壳1和星形套3的双圆弧轨道中，钢球4外套装有保持架5，顶杆2一端部内嵌有小钢球12，小钢球12与钟形壳1的内球面9抵接，另一端安装在花键过渡套13内，星形套3通过花键过渡套13与输入轴8连接为一体，顶杆另一端与花键过渡套13内的弹簧6一端抵接，弹簧6另一端抵接螺栓7，输入轴8转动时，转动力矩通过花键过渡套13、星形套3传递给钢球4，再由钢球4传递给钟形壳1，从而实现转动力矩传递功能。
42.其余功能及结构与实施例1的转向管柱用的易拆卸无间隙等速万向节类似。
43.本实用新型的拆卸方法：
44.拆卸分解，必须将输入轴8与星形套3分离，才能取出钢球4。本实用新型的输入轴8与星形套3是通过螺栓7连接在一起的，松开螺栓7之后，便可以将输入轴8从星形套3上拆卸分离并取出弹簧6和顶杆2，无输入轴8的杆部外圆的限制，星形套3和保持架5可以沿滚道方向超行程摆动，钢球4便可以滚动至滚道行程以外，从而方便取出钢球4，分别沿各滚道超行程摆动取出所有钢球4后，适当旋转保持架5，可以将保持架5和星形套3从钟形壳1中取出。再转动星形套3，使其轴线与保持架5的轴线垂直，适当选取角度便可以将其从保持架中取出，从而将整个等速万向节分解，便于维修与返工。
45.另一种转向管柱用的易拆卸无间隙等速万向节的拆卸方法：如图11，拆卸时，松开螺栓7之后，便可以将输入轴8与花键套13分离开并取出弹簧6和顶杆2，无输入轴8的杆部外圆的限制，星形套3和保持架5可以沿滚道方向超行程摆动，钢球4便可以滚动至滚道行程以外，从而方便取出钢球4，分别沿各滚道超行程摆动取出所有钢球4后，适当旋转保持架5，可以将保持架5和星形套3及花键套13从钟形壳1中取出。取出后可以将花键套13从星形套3中压出，再转动星形套3，使其轴线与保持架5的轴线垂直，适当选取角度便可以将其从保持架中取出，从而将整个等速万向节分解拆卸。
46.最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。