专利名称：：带油槽的固定型等速万向节的制作方法
技术领域：
：本实用新型涉及汽车或者其他机械传动设备的前后轮传动轴连接，特别涉及一种汽车用前轮驱动转向连接的固定型等速万向节。
背景技术：
：自1886年诞生第一辆汽车以来，有80%以上的小型汽车(轿车)都采用前轮驱动，在前轮驱动中，汽车的前轮既是驱动轮，又是转向轮。作为转向轮，要求车轮能在一定角度范围内任意偏摆到某一个角度，以满足汽车转向的需求。作为驱动轮，则要求传动轴在车轮偏转过程中把动力从变速箱传递到车轮，在这样二个轴线不重合，而且相对位置还经常变化的两轴之间传送动力的机构叫汽车前轮传动轴或者叫驱动轴。它由车轮端的固定型等速万向节、变速箱端的移动式等速万向节和中间轴杆组成。在70年代前，前轮用过十字式万向节和虎克式万向节，但其结构传动效率和平稳性差。70年代后，出现了等角速度万向节，如图l、图2和图2—1、图2—2所示，其优点是输入的角速度与输出的角速度永远一致，大大提高了汽车的平稳性和舒适性，传动效率达也有很大提高。通过三十多年的发展，各制造厂商对等速万向节作了很多的研究，又大大提高了它的摆动角度和灵活性能。同时随着汽车生产量的大大提高，其生产成本大大降低，已是规模化生产。目前有各等速万向节生产厂家都对等速万向节寿命作了许多的研究，怎样节约材料、怎样提高生产率、怎样提高寿命，但是固定型等速万向节的寿命远远低于移动端万向节的寿命，一般来说，固定型万向节的寿命是移动端万向节寿命的l/3左右，从维修市场这两种万向节的需求量可以证明这一点。英国GKN公司近年来对固定型万向节用的油脂作了专门的研究，提高了油脂的高温润滑性能，也提高了固定型万向节的寿命，但还远远没有达到移动端万向节的寿命。日本NKN把等速万向节的六个沟道增加到八个沟道，这样就减轻单个钢球的受力，但现实证明寿命提高幅度不大。等速万向节目前主要失效机理如图3和图4所示，图3中jl处为外套l与保持架3在相对运动时频繁接触处，图中j2处为钢球4与保持架3运动时频繁接触处，图中j3为星形套2与保持架3运动时频繁接触处，图4中tl、t2以及t3、t4分别为钢球在沟道中往复运动过程中与沟道的接触处。如此频繁的接触加上润滑不良即导致部件失效，如图5、图6和图7所示，长期在缺少润滑条件下摩擦接触后产生的失效示意图1)、外套沟道两侧45度角方向产生凹陷或3蚀点(图中S2处)，内球面前端有拉毛或者凹陷等(图中S1处)；2)、星形套沟道45度角方向产生凹陷或蚀点(图中S3处)；3)、保持架窗口外侧面产生凹坑(图中S4处)。产生这样的失效原因是由固定型万向节的设计缺陷造成的，主要有以下几点1)、目前传动轴的正常使用并且具有良好的润滑条件下转动效率达到98.5%左右，1.5%的能量消耗在传动轴自身，其中3/4的消耗在固定型等速万向节上，它将转化成热量，使万向节发热，这将影响油脂的润滑性能。长时间高温，油脂容易丧失润滑性能，也容易凝固，没有流动性，等速万向节得不到良好润滑而致损坏。2)、保持架外表面与外套内表面接触面大，在传动过程中，保持架受钢球有一个向外的推力，使保持架的外部前半球面紧紧契合在外套内表面的前半球面上(如图3所示)。而且保持架在作往复摆动，润滑脂几乎全部给保持架窗口的棱口刮掉，其与外套之间的接触面只得到很少的润滑脂润滑，这将造成这一部分磨损加快，长时间下来钢球中心也将无法保证在同一平面内，从而影响钢球的运动轨迹，各零部件之间受力不均匀，加剧其他零件的磨损和损坏。3)、钢球在等速万向节中沿沟道往复运动，因所保持架和沟道的限制，在角传动中，一般钢球在沟道中并非完全的滚动运行，在保持架窗口上经常作2-4mm不等的滑动。而且受力大，钢球很容易把油脂挤走，到使用一定时间后，沟道无油脂润滑，那么钢球与外套、星形套沟道接触点很容易产生蚀点或凹陷。尽管目前万向节生产企业把沟道截面做成了双圆弧形，钢球与沟道触点放在45度角方向，钢球与沟底留0.02-0.08mm的间隙(如图2—2中dl处所示)，来连续供应润滑脂，理论上能延长寿命，但实际上因间隙过小，无法连续润滑，实际效果不明显。如果间隙放大的话，钢球与沟道接触面过小，会导致磨损加快，寿命更短。4)、等速万向节是一个高精度零件，配合间隙很小，在转动过程中，因型腔内部的油脂因流动性差无法利用旋转惯性连续供应到配合面上，造成摩擦阻力增加，传动效率明显下降，导致万向节发热现象严重，从而使万向节寿命降低。综合以上几点缺点，有一个共性，目前的固定型等速万向节就是润滑条件差，导致寿命短，如果能够提供良好的润滑条件，就可以大大延长万向节的使用寿命。
实用新型内容本实用新型的目的在于提供一种具备良好润滑条件、进而使用寿命延长的带油槽的固定型等速万向节。本实用新型技术方案如下4一种带油槽的固定型等速万向节，具有钟形外套和星形套，上述外套的内表面与星形套的外表面上分别设有数条圆环形沟道，沟道中设有钢球，钢球之间设有固定钢球相对位置的保持架；上述外套内表面的沟道沟底设有第一油槽。上述第一油槽宽度为钢球直径的1/5—1/4，深度为O.35—0.5mm。上述星形套外表面的沟道沟底设有第二油槽。上述第二油槽宽度为钢球直径的1/5—1/4，深度为O.25mm。上述外套与保持架接触部的外套内表面上设有第三油槽。上述第三油槽宽度为2.5—4mm，深度为0.5—lmm。上述保持架与外套接触部的保持架外表面上设有油槽。本实用新型突出的特点是由于等速万向节的外套、星形套或者保持架上开设油槽，确保润滑油脂能够沿着油槽进入上述零件以及钢球相互运动的接触面，保持万向节内部的良好润滑条件；而且保持架与外套的接触面上开设油槽可以减小相互之间的接触面积，更加降低了保持架摆动时的摩擦力；另外对于万向节的生产加工来说，沟道内油槽的存在还有利于沟道的磨加工，不光减少了磨削面，而且使加工砂轮冷却条件更好，可以防止沟道表面因磨削而产生的烧伤，提高了沟道接触面的表面硬度，从另一个方面提高了固定型等速万向节的加工质量。图l为改进前固定型万向节的轴向剖面示意图。图2为图1的径向剖面示意图。图2—1为图2中A处放大示意图。图2—2为图2中B处放大示意图。图3为图1中万向节工作过程中各零件互相接触处示意图。图4为图l中钢球往复运动过程中与沟道的相互接触处示意图。图5为图1中万向节外套磨损失效示意图。图6为图1中万向节星形套磨损失效示意图。图7为图1中万向节保持架磨损失效示意图。图8为本实用新型万向节外套内表面结构示意图。图9为本实用新型星形套外表面结构示意图。图10为本实用新型轴向剖面示意图。图11为图10的径向剖面示意图。图11一1为图11中C处放大示意图。图11一2为图11中D处放大示意图。图12为本实用新型运动状态结构示意图。具体实施方式见图8、图9和图10，本实用新型带油槽的固定型等速万向节具有钟形外套l、星形套2、保持架3和钢球4，上述外套内表面和星形套的外表面上都设有容纳钢球的圆环形沟道，保持架位于外套和星形套之间，圆周方向设有与钢球数量一致的开窗，其作用是固定钢球的位置，保证钢球在沟道内往复运动时都处于同一平面内。如图10所示钢球4作往复运动的中心点O位于万向节中心轴线上，星形套2、外套1与保持架3在万向节工作过程中互相间摆动，以实现万向节所在驱动轴转向功能。见图8、图9和图11，外套l的沟道沟底部设有第一油槽ll，在外套与保持架接触面上设有第三油槽12，星形套2的沟道沟底设有第二油槽21。第一、二油槽的存在确保了万向节内部的良好润滑，即使在万向节高速旋转状态下，仍能有足够的润滑油脂提供到钢球与外套以及星形套沟道的运行轨迹中，提高了钢球的使用寿命，也有效防止了外套、星形套沟道的过早失效；外套与保持架之间的第三油槽的存在保证了保持架与外套之间的良好润滑，能够防止外套与保持架接触处表面过早失效。上述第三油槽也可以用设在保持架上的油槽来替代，可以同样起到对保持架和外套接触面良好润滑效果。图11-1和图11-2是图11的部分放大示意图，所示第一、二、三油槽的开设分别位于外套沟道沟底的中间、星形套沟道沟底的中间以及外套与保持架接触面中间位置。所设油槽的尺寸与万向节所用钢球4大小有关，第一油槽的宽度为钢球直径的1/5—1/4，深度为0.35—0.5mm之间，第二油槽的宽度为钢球直径的1/5—1/4，深度为O.25mm，第三油槽的宽度为2.5—4mm，深度为O.5—lmm，具体的钢球直径一油槽尺寸关系见下表<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>见图10及图12，图12为本实用新型万向节在工作状态示意图，钢球以中心点O在沟道内摆动，且钢球在运动过程中保持在同一平面内。星形套2摆动时，保持架和钢球摆动过l/2a角度，a的范围一般在0—50度之间，通过钢球在沟道内的往复运动实现车辆驱动轮的转向操作，a的大小也即车辆转向的角度。上述表格列举了车辆驱动用固定型等速万向节的常用规格尺寸，实际使用证明，当采用本实用新型所述的油槽设置，并设计如上表所列尺寸时，万向节的润滑效果大大提高，使用寿命延长了40%—50%。权利要求1.一种带油槽的固定型等速万向节，具有钟形外套(1)和星形套(2)，上述外套的内表面与星形套的外表面上分别设有数条圆环形沟道，沟道中设有钢球(4)，钢球之间设有固定钢球相对位置的保持架(3)；其特征在于上述外套(1)内表面的沟道沟底设有第一油槽(11)。2根据权利要求l所述的带油槽的固定型等速万向节，其特征在于上述第一油槽(11)宽度为钢球(4)直径的1/5—1/4，深度为O.35—0.5mm。3根据权利要求2所述的带油槽的固定型等速万向节，其特征在于上述星形套(2)外表面的沟道沟底设有第二油槽(21)。4根据权利要求3所述的带油槽的固定型等速万向节，其特征在于上述第二油槽(21)宽度为钢球(4)直径的1/5—1/4，深度为0.25mm。5根据权利要求4所述的带油槽的固定型等速万向节，其特征在于上述外套(2)与保持架(3)接触部的外套内表面上设有第三油槽(12)。6根据权利要求5所述的带油槽的固定型等速万向节，其特征在于上述第三油槽(12)宽度为2.5—4讓，深度为0.5—l讓。7根据权利要求4所述的带油槽的固定型等速万向节，其特征在于上述保持架(3)与外套(1)接触部的保持架外表面上设有油槽。专利摘要本实用新型涉及汽车或者其他机械传动设备的前后轮传动轴连接，特别涉及一种汽车用前轮驱动转向连接的固定型等速万向节。目的在于提供一种具备良好润滑条件、进而使用寿命延长的带油槽的固定型等速万向节。一种带油槽的固定型等速万向节，具有钟形外套和星形套，上述外套的内表面与星形套的外表面上分别设有数条圆环形沟道，沟道中设有钢球，钢球之间设有固定钢球相对位置的保持架；上述外套内表面的沟道沟底设有第一油槽。油槽的开设保持了万向节内部的良好润滑条件，从而延长了使用寿命。文档编号F16D3/223GK201407294SQ20092030273公开日2010年2月17日申请日期2009年4月30日优先权日2009年4月30日发明者王玉南申请人:常州超宇机械制造有限公司