三球销式接头的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种三球销式接头，包括：外壳，所述外壳具有一个或多个径向放置的导轨凹槽；星形轮，所述星形轮具有一个或多个径向放置的耳轴，所述耳轴从所述星形轮的外周表面突出，所述一个或多个径向放置的耳轴设置在所述外壳的所述一个或多个径向放置的导轨凹槽内，其中所述星形轮被构造成沿所述外壳的轴向方向移动；一个或多个滚子，所述一个或多个滚子设置在所述一个或多个径向放置的耳轴上，所述一个或多个滚子与所述外壳的所述一个或多个导轨凹槽的内周表面接触；以及润滑机构，所述润滑机构被构造成将油供应至所述耳轴和所述滚子。
【专利说明】三球销式接头
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请根据35U.S.C.§ 119要求2012年12月28日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请N0.10-2012-0156079的优先权，该申请的全部内容通过引用并入本文。
【技术领域】
[0003]本发明涉及三球销式接头。更具体地，本发明涉及三球销式接头，其中通过在耳轴和球面滚子之间的接触部分处形成的油穿过其中的凹槽从而改进润滑性能。
【背景技术】
[0004]通常地，车辆驱动轴将从动力系统产生的动力传递至车轮。通常地，车辆驱动轴在变速器和/或驱动轴的车轮端上配备有接头(例如三球销式接头)，所述接头允许来自动力系统的动力非直线地传递。例如，动力可以在驱动轴中通过弯头传递。
[0005]图1显示了常规三球销式接头的结构，其包括外壳1、星形轮2、球面滚子3、滚针
4、冲击件(striker outs) 5和圆形夹6。此外,耳轴2a从星形轮2径向突出，滚针4装配在耳轴2a上，并且球面滚子3装配在滚针4上。耳轴2a的外周表面和球面滚子3的外周表面和内周表面可以碾磨。
[0006]另一方面，图2显示了基于图1中所示的三球销式接头的结构的低成本三球销式接头的结构，其中将滚针和撞击件移除，消除了部件的碾磨，并将车床车削和锻造应用于耳轴20和球面滚子30。然而，由于图2中所示的三球销式接头中不提供滚针且不进行碾磨，内部元件之间的摩擦力增加。不幸地，这降低了元件的耐久性并且增加了在车辆中的怠速振动和轴向振动，因此恶化了车辆的噪声、振动和不平顺性(NVH)。虽然一些常规解决措施通过在三球销式接头中安装滚针轴承从而解决该问题，但是在不显著增加所生成的三球销式接头的制造成本的情况下这非常难以实现。
[0007]此外，应注意上文提供的描述仅用于帮助理解本发明的背景，不应被解释为承认其为现有技术。
【发明内容】
[0008]本发明致力于解决常规技术的问题，并且本发明的目的是提供一种三球销式接头，所述三球销式接头具有通过在耳轴和滚子之间的接触部分处形成油穿过其中的凹槽而改进了的润滑性能。本发明的另一个目的是提供一种三球销式接头，所述三球销式接头具有通过对油在其中流动的凹槽的形状进行限制而改进了的润滑性能，而不会破坏部件的耐久性。
[0009] 为了实现本发明的目的，本发明提供一种三球销式接头，其包括:外壳、星形轮、一个或多个滚子和润滑机构，所述外壳具有一个或多个径向设置的导轨凹槽；所述星形轮具有一个或多个径向放置的耳轴，所述一个或多个耳轴从所述星形轮的外周表面突出，所述一个或多个径向放置的耳轴设置在所述外壳的所述一个或多个径向放置的导轨凹槽内，其中所述星形轮被构造成沿所述外壳的轴向方向移动；所述一个或多个滚子设置在所述一个或多个径向放置的耳轴上，所述一个或多个滚子与所述外壳的所述一个或多个导轨凹槽的内周表面接触；所述润滑机构被构造成将油供应至所述耳轴和所述滚子。
[0010]所述润滑机构可以通过在所述耳轴的外周表面上形成一个或多个第一油槽而实现。所述一个或多个第一油槽可以在所述耳轴的外周表面上螺旋地形成。
[0011]所述润滑机构可以通过在所述耳轴的内周表面上形成一个或多个第二油槽而实现。所述一个或多个第二油槽可以在所述耳轴的内周表面上螺旋地形成。
[0012]第三油槽可以在所述滚子的外周表面上形成。
[0013]所述螺旋油槽的间距可以通过如下表达式I计算:
[0014][表达式I]
[0015]PCD/ ( a /2) -PCD/ (2 X β )≤间距≤ PCD/ ( a /2) +PCD/ (2 X β )
[0016]其中α为所述滚子的外直径，β为所述耳轴的外直径，且PCD为将施加至所述滚子的力的中心连接的圆的直径。
[0017]所述螺旋油槽的内半径范围可以为约0.5mm至约1mm。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]现在将参照由附图显示的本发明的某些示例性实施方案来详细地描述本发明的以上及其它特征，这些附图在下文中仅以说明的方式给出，因而对本发明是非限定性的，在这些附图中:
[0019]图1为显示根据常规技术的三球销式接头的结构的视图；
[0020]图2为显示根据常规技术的另一种三球销式接头的结构的视图；
[0021]图3为显示根据本发明的示例性实施方案的三球销式接头的结构的视图；
[0022]图4为显示在根据本发明的示例性实施方案的耳轴上形成的一个或多个油槽的形状的视图；
[0023]图5为显示在根据本发明的示例性实施方案的滚子上形成的一个或多个油槽的形状的视图；
[0024]图6为显示通过根据本发明的示例性实施方案与常规技术的三球销式接头的轴向振动的测试结果的图；以及
[0025]图7为显示通过根据本发明的示例性实施方案和常规技术的三球销式接头在怠速中的振动测试结果的图。
[0026]应理解的是，附图呈现了描述本发明基本原理的各个优选特征的一定程度的简化表示，从而不一定是按比例绘制的。本文所公开的本发明的特定设计特征，包括例如特定尺寸、定向、位置以及形状，将部分地由具体意图的应用以及使用环境所确定。
[0027]图中，附图标记在附图的几幅图片中指代本发明的相同或等效的部件。
【具体实施方式】
[0028] 应当理解，本文所使用的术语“车辆”或“车辆的”或其它类似术语一般包括机动车辆，例如包括运动型多用途车辆(SUV)、公共汽车、卡车、各种商用车辆的乘用汽车，包括各种舟艇、船舶的船只，航空器等等，并且包括混合动力车辆、电动车辆、燃烧式发动机、可插式混合动力电动车辆、氢动力车辆以及其它替代性燃料车辆(例如衍生于非石油能源的燃料)。
[0029]这里所用的术语仅是为了描述特定实施方案的目的，并不旨在对本发明进行限制。如这里所使用的单数形式“一个”、“所述”和“该”都旨在还包含复数形式，除非文中另有清楚的说明。应进一步理解，当术语“包含”和/或“包括”用在说明书中时，列举了存在所叙述的特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或增加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或其群组。如这里所使用的术语“和/或”包括一个或多个所列出的相关项目的任意和所有组合。
[0030]除非具体陈述或在文中是显而易见的，否则如这里所使用的术语“大约”被理解为在本领域中的正常公差范围内，例如在平均值的2个标准差范围内。“大约”可以理解为在所叙述值的 10%, 9%, 8%, 7%, 6%, 5%, 4%, 3%, 2%, 1%, 0.5%, 0.1%, 0.05%,或 0.01% 范围内。除非从文中清楚得出，这里所提供的所有的数值都被修饰为“大约”值。
[0031]本文提供的范围应被理解为用于在所述范围之内的所有数值的简略表达方式。例如，I 至 50 的范围被理解为从包括 1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49或50的群组中的任意数值、数值组合或子区间，以及介于上述整数之间的所有分数，例如1.1、1.2、1.3、1.4、1.5、1.6、1.7、1.8和1.9。就子区间而言，从所述范围的任一端点延伸的“内嵌子区间”被特别考虑到。例如，I至50的示例性范围的内嵌子集可以包括以一个方向的I至10、1至20、1至30和I至40，或以另一个方向的50至40、50至30,50 至 20 和 50 至 10。
[0032]下面将参考附图对本发明的示例性实施方案进行详细描述。
[0033]图3为显示根据本发明的示例性实施方案的三球销式接头的结构的视图。图4为显示在根据本发明的耳轴120上形成的油槽的形状的视图。图5为显示在根据本发明的滚子上形成的油槽的形状的视图。
[0034]本发明的三球销式接头可以包括外壳100、星形轮110、一个或多个耳轴120、一个或多个滚子130和润滑机构。参考图3对根据本发明的三球销式接头的构造进行详细描述。三球销式接头可以包括:外壳100，所述外壳100具有一个或多个径向放置的导轨凹槽IOOa ;星形轮110，所述星形轮110设置在外壳100中，并且被构造成沿外壳100的轴向方向移动。星形轮可以包括一个或多个径向放置的耳轴120，所述耳轴120从星形轮110突出。优选地，星形轮可以包括三个径向放置的耳轴120。耳轴120可以装配有与外壳的内周表面接触的滚子，并且可以包括位于耳轴与滚子之间的接触部分处的一个或多个形成润滑机构的凹槽，使得油供应至滚子和耳轴(例如，供应至其之间的接触部分)。
[0035]更具体地，对于上述构造，首先，星形轮110可以设置在外壳100中并且被构造成沿外壳100的轴向方向移动。三个导轨凹槽IOOa可以在外壳100的内周表面上相对于外壳100的轴线沿径向形成。从星形轮110径向突出的耳轴120被放置成与导轨凹槽IOOa对应，并且由导轨凹槽IlOa引导，使得星形轮110可以沿外壳100的轴向方向移动。
[0036]滚子130装配在耳轴120上使得内周表面可以与耳轴120的外周表面接触，并且外周表面可以与外壳100的内周表面接触，使得滚子可以通过关于耳轴120的轴线竖直移动而制造弯角移动(例如，允许来自动力系统的动力以非直线地方式传递)。[0037]参考图4，可以通过在耳轴120的外周表面上形成一个或多个第一油槽122从而实现润滑机构，从而一个或多个槽可以布置在耳轴120与滚子130之间的接触部分处，使得油可以供应至其之间。
[0038]具体来说，一个或多个第一油槽122可以在耳轴120的外周表面上螺旋地形成。第一油槽122可以具有预定的半径并且在耳轴120的外周表面上螺旋地形成，使得油流动到耳轴120与滚子130之间的接触表面上。
[0039]参考图5，可以通过在滚子130的内周表面上形成一个或多个第二油槽132从而实现润滑机构。具体地，第二油槽132可以在滚子130的内周表面上螺旋地形成。第二油槽132可以具有预定的半径并且在耳轴120的内周表面上螺旋地形成，使得油流动到耳轴120与滚子130之间的接触表面上。
[0040]由于第一油槽122和第二油槽132可以螺旋地形成，间距的长度可以通过如下表达式I计算和限定。
[0041][表达式1]
[0042]PCD/ ( a /2) -PCD/ (2 X β )间距ξ≤ PCD/ ( a /2) +PCD/ (2 X β )。
[0043]其中α为滚子130的外直径，β为耳轴120的外直径，且P⑶为将施加至滚子的力的中心连接的圆的直径。
[0044]亦即，POT/ α (滚子130的外直径和P⑶之间的长度比)可以对于每种尺寸的三球销式接头恒定，且P⑶/β (耳轴120的外直径和P⑶之间的长度比)可以在每种尺寸的三球销式接头中相等。
[0045]从表达式I计算出的间距P可以为约1.6mm至约3.5mm。
[0046]有利地，对油槽之间的间距P的限制可以通过将滚子130与耳轴120之间的接触应力维持在3500Mpa或更小至屈服强度的扭矩而增加三球销式接头的耐久性。然而，由于接触面积随着间距P的减小而减小，施加在接触面积中的接触应力增加而耐久性降低，因此对间距P进行限制可以增加润滑性能而不破坏耐久性。
[0047]第一油槽122和第二油槽132的内半径的范围可以为约0.5mm至约1mm。如上所述，限制油槽的内直径的原因是因为当油槽的半径较大时，滚子130和耳轴120之间的接触表面减小，使得施加在接触面积中的接触应力增加且耐久性降低，而当油槽的半径较小时，用于润滑的油脂或油不能平顺地流动到油槽中，因此滚子130不能平顺地旋转，并且润滑性能和耐久性恶化。因此，需要限制油槽的形状以便提高润滑性能而不破坏部件的耐久性。
[0048]此外，可以在滚子130的外周表面上形成第三油槽134。亦即，具有预定直径的第三油槽134可以沿着滚子130的外周表面的中心形成，使得油流动到滚子130与外壳100之间的接触表面上。
[0049]图6为显示通过根据本发明的示例性实施方案与常规技术的三球销式接头的轴向振动的测试结果的图，其中y轴表示施加至外壳100的轴向力，X轴表示振动程度。从图6能够看出，相比于常规技术中的不具有油槽的三球销式接头的结构，当油槽在滚子130和耳轴120上形成时，具有轴向振动减少约40-50%的效果。换言之，施加至外壳100的轴向力与振动成比例，因此振动程度可知。因此，如图6中所示，相比于相关技术的低成本三球销式接头，本发明的三球销式接头显著减少了轴向力，等于使用具有价格竞争力的三球销式接头。[0050]图7为显示通过根据本发明的示例性实施方案和常规技术的三球销式接头在怠速中的振动测试结果的图。从图7能够看出，相比于常规技术中的不具有油槽的三球销式接头，当油槽在滚子130和耳轴120上形成时，怠速振动减少至约1/5，并且怠速振动性能改进甚至接近普通三球销式接头的水平。
[0051 ] 亦即，如上所述，相比于相关技术中的低成本三球销式接头，在本发明的三球销式接头中，y轴上的轴向力显著减少，因此三球销式接头的怠速振动减少，等于使用具有价格竞争力的三球销式接头。
[0052]如上所述，当油槽在耳轴120和滚子130之间的接触部分中形成时，部件的润滑性能得到改进并且轴向和怠速振动性能得到提升，也提升了润滑性能。
[0053]此外，本发明通过限制油槽的形状和结构而改进部件的润滑性能，从而不破坏部件的耐久性。
[0054]因此，本发明通过在耳轴和滚子之间的接触部分处形成油槽而改进了部件的润滑性能，并且轴向和怠速振动性能得到提升，也改进了润滑性能。此外，本发明通过限制油槽的形状和结构而改进了部件的润滑性能，而不破坏部件的耐久性。
[0055]已经参考本发明的优选实施方案对本发明进行了详细描述。然而，本领域技术人员应意识到可以在这些实施方案中做出改变而不偏离本发明的原理和精神，本发明的范围在所附权利要求及其等价形式中限定。
【权利要求】
1.一种三球销式接头，包括: 外壳，所述外壳具有一个或多个径向放置的导轨凹槽； 星形轮，所述星形轮具有一个或多个径向放置的耳轴，所述耳轴从所述星形轮的外周表面突出，所述一个或多个径向放置的耳轴设置在所述外壳的所述一个或多个径向放置的导轨凹槽内，其中所述星形轮被构造成沿所述外壳的轴向方向移动； 一个或多个滚子，所述一个或多个滚子设置在所述一个或多个径向放置的耳轴上，所述一个或多个滚子与所述外壳的所述一个或多个导轨凹槽的内周表面接触；以及 润滑机构，所述润滑机构被构造成将油供应至所述耳轴和所述滚子。
2.根据权利要求1所述的三球销式接头，其中所述润滑机构包括一个或多个第一油槽，所述一个或多个第一油槽设置在所述一个或多个耳轴的外周表面上。
3.根据权利要求2所述的三球销式接头，其中所述一个或多个第一油槽在所述耳轴的外周表面上螺旋地形成。
4.根据权利要求1所述的三球销式接头，其中所述润滑机构包括一个或多个第二油槽，所述一个或多个第二油槽设置在所述一个或多个滚子的内周表面上。
5.根据权利要求4所述的三球销式接头，其中所述一个或多个第二油槽在所述滚子的内周表面上螺旋地形成。
6.根据权利要求1所述的三球销式接头，其中第三油槽在所述滚子的外周表面上形成。
7.根据权利要求2所述的三球销式接头，其中所述螺旋油槽的间距通过如下表达式I计算， 表达式1:
PCD/ ( a /2) -PCD/ (2 X β )≤间距≤ PCD/ ( a /2) +PCD/ (2 X β ) 其中α为所述滚子的外直径，β为所述耳轴的外直径，且PCD为将施加至所述滚子的力的中心连接的圆的直径。
8.根据权利要求4所述的三球销式接头，其中所述螺旋油槽的间距通过如下表达式I计算， 表达式1:
PCD/ ( a /2) -PCD/ (2 X β )≤间距≤ PCD/ ( a /2) +PCD/ (2 X β ) 其中α为所述滚子的外直径，β为所述耳轴的外直径，且PCD为将施加至所述滚子的力的中心连接的圆的直径。
9.根据权利要求2所述的三球销式接头，其中所述螺旋油槽的内半径范围为约0.5mm至约1mm。
10.根据权利要求4所述的三球销式接头，其中所述螺旋油槽的内半径范围为约0.5mm至约1mm。
【文档编号】F16D3/205GK103912595SQ201310213848
【公开日】2014年7月9日 申请日期:2013年5月31日 优先权日:2012年12月28日
【发明者】金旼奎, 金孝锡, 赵香徹, 金必起 申请人:现代自动车株式会社, 现代威亚株式会社