一种组合滚道滑移式等速万向节的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供了一种组合滚道滑移式等速万向节，包括杯体和销轴架，杯体内腔侧壁设置有三个滚道，每个滚道均由底壁和两个侧壁围成，两个侧壁关于经过杯体中心线的平面a对称，滚道的侧壁由开口段壁面a、中间段壁面b和底段壁面c三段壁面组成。改变传统TJ式等速万向节杯体滚道轴向平直的设计理念，采用反橄榄式设计，即滚道在开口处的一段和在底部一段的径向尺寸大于中部一段的径向尺寸，形成轴向三面立体式滚道，且中部滚道轴向长度尺寸满足产品工作需求，该结构设计解决了杯体端部和底部热处理时出现应力集中的现象，同时方便轴毂部件的装卸，减少组装过程中造成部件损伤的风险，产品可靠性提升。
【专利说明】一种组合滚道滑移式等速万向节
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种组合滚道滑移式等速万向节。
【背景技术】
[0002]TJ型等速万向节是应用最广泛的等速万向节之一，是汽车传动系统中的重要部件。现有技术方案中TJ型等速万向节主要由杯体和三枢轴组成，杯体内腔滚道径向截面采用单圆弧或双圆弧设计，滚道轴向平直结构设计，通过各大组件之间形成的关联运动副完成来自差速器或末端减速齿轮向驱动轮端的运动力矩传输，包括工作角度的改变和伸缩滑移补偿等动作，以达到满足驱动系统特殊环境下的扭力传递任务。上述现有技术方案在一定条件下能够满足汽车扭矩传输过程的使用，但存在一定的设计缺陷:①杯体内腔滚道径向截面采用单圆弧设计，工作状态下三枢轴轴承圈外径与滚道线性接触，接触趋于大、散热效果差，构件温升快、寿命低；②杯体内腔滚道径向截面采用双圆弧设计，虽改变了单圆弧滚道线型接触缺陷，但两圆弧交接点折射范围小，导致产品许用极限摆角受限，且双圆弧滚道易磨损，产品使用寿命低；③因产品设计因素，产品在装车使用时间过长或当车辆高速行驶时，轴瓦与万向节轴径之间温度急剧上升，散热效果差，根据常规产品使用失效形式分析，多数构件由灼伤失效所致。
【发明内容】
[0003]本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种组合滚道滑移式等速万向节，改变传统TJ式等速万向节杯体滚道轴向平直的设计理念，采用反橄榄式设计，即滚道在开口处的一段和在底部一段的径向尺寸大于中部一段的径向尺寸，形成轴向三面立体式滚道，且中部滚道轴向长度尺寸满足产品工作需求，该结构设计解决了杯体端部和底部热处理时出现应力集中的现象，同时方便轴毂部件的装卸，减少组装过程中造成部件损伤的风险，产品可靠性提升。
[0004]为解决上述现有的技术问题，本实用新型采用如下方案:一种组合滚道滑移式等速万向节，包括杯体和设在杯体内的销轴架，所述杯体内腔侧壁设置有三个沿自杯体开口端向杯体底端延伸的滚道，所述滚道由底壁和两个侧壁围成，所述底壁和两侧壁之间平滑过渡，所述两个侧壁关于经过杯体中心线的平面a对称，所述销轴架的侧部具有三个沿杯体径向延伸的枢轴，所述三个枢轴与三个滚道--对应，所述枢轴上安装有滚针轴承组件，
所述滚道的两个侧壁分别位于滚针轴承组件外圈的径向两侧，所述滚针轴承组件通过其外圈贴着滚道的侧壁滚动实现在滚道内滚动，所述滚道的侧壁由三段壁面组成，所述三段壁面在自杯体开口端向杯体底端延伸的方向上依次为开口段壁面a、中间段壁面b和底段壁面C，三段壁面之间平滑过渡，滚道的侧壁与垂直于平面a的平面b的交线中，开口段壁面a与平面b的交线a、底段壁面c与平面b的交线c均为圆弧线，中间段滚道b与平面b的交线b为直线，交线a到平面a的距离在自杯体开口端向杯体底端延伸的方向上逐渐减小，交线b到平面a的距离保持不变，交线c到平面a的距离在自杯体开口端向杯体底端延伸的方向上逐渐增大。采用这种结构后，杯体内腔滚道形成由开口段圆弧形滚道a、底段圆弧形滚道c和中间段直线形滚道b组成的两头大中间小的呈反橄榄式结构的轴向三面立体式滚道，中间段直线形滚道b的轴向长度尺寸满足产品工作需求，该结构设计改变了传统TJ式等速万向节杯体滚道轴向平直的设计理念，解决了杯体端部和底部热处理时出现应力集中的现象，同时方便轴毂部件的装卸，减少组装过程中造成部件损伤的风险，产品可靠性提升。
[0005]作为优选，所述滚针轴承组件的外圈贴着滚道的侧壁滚动时二者之间具有两个接触点，二者在两个接触点之间形成间隙。一方面，杯体内腔滚道与轴毂上的轴承组件径向外表面形成双点压力角接触，轴承组件可在一定范围内相对杯体内腔滚动体导向面一定角度范围内自由摆动，产品灵活自如，摆角大；另一方面，轴承组件与滚道之间采用间隙设计，方便油脂进入和散热。
[0006]作为优选，经过外圈与侧壁接触时的两个接触点和外圈中心线的平面c与侧壁的交线包括外圈交线a和外圈交线b，外圈交线a和外圈交线b均为圆弧线，平面c与侧壁的交线包括侧壁交线a和侧壁交线b，侧壁交线a和侧壁交线b均为圆弧线，侧壁交线a和侧壁交线b的半径均大于外圈交线a和外圈交线b的半径,外圈交线a与侧壁交线a相切,夕卜圈交线b与侧壁交线b相切，两个接触点为外圈交线a与侧壁交线a的切点和外圈交线b与侧壁交线b的切点。结构上更为合理，有助于增加轴承组件与滚道之间的间隙、更方便油脂进入和散热。
[0007]作为优选，平面c与侧壁的交线还包括连接外圈交线a和外圈交线b的外圈交线C，所述外圈交线c为直线。改变传统轴承组件外圈的径向外表面为单圆弧面的结构形式，本方案轴承组件外圈削去外圈非工作部分的凸起，使其径向外表面与外圈的轴截面采用三段线组成，即中间部分采用与外圈中心线平行的直线设计、两侧采用弧线设计，此时，外圈的径向外表面由中间的直环面和两端的曲面组成，当轴承组件与杯体滚道接触时，轴承组件外径表面与滚道之间的实际间隙更大，方便油脂进入，提高了内构件润滑散热效果，产品使用寿命增加，许用工作摆角提高，更加灵活自如。
[0008]作为优选，平面c与侧壁的交线还包括连接侧壁交线a和侧壁交线b的侧壁交线C，侧壁交线c位于侧壁交线a和侧壁交线b背离其圆心的一侧。设置侧壁交线c的目的在于使间隙更大。
[0009]作为优选，所述侧壁交线c由弧线a和弧线b组成。此时杯体内腔滚道径向截面采用四段圆弧组合而成，两侧的圆弧曲率与中间圆弧曲率的的曲率值不同，四段圆弧过渡连接，中间圆弧与两侧圆弧交点部分形成间隙区域，采用两段弧线比一段弧线更容易打磨，相比采用两段直线而言可使间隙更大。
[0010]作为优选，所述弧线a和弧线b的弧长和半径均相等，弧线a和弧线b对称。采用对称结构，制造相对容易。
[0011]作为优选，所述侧壁交线a和侧壁交线b的半径和圆心均相同，所述外圈交线a和外圈交线b的半径相同,所述外圈交线a和外圈交线b对称。轴承组件可在一定范围内相对杯体内腔滚动体导向面一定角度范围内自由摆动，产品灵活自如，摆角更大。
[0012]作为优选，所述滚道的侧壁至少在其与外圈接触的部位形成淬火硬化层。杯体内腔滚道侧壁设有覆盖整个沟道工作区域、且足够大的淬火硬化层，解决了常规产品易开裂疲劳的质量缺陷，方案产品使用寿命提高。
[0013]有益效果:
[0014]本实用新型采用上述技术方案提供的一种组合滚道滑移式等速万向节，改变传统TJ式等速万向节杯体滚道轴向平直的设计理念，采用反橄榄式设计，即滚道在开口处的一段和在底部一段的径向尺寸(即该段处两侧面的距离)大于中部一段的径向尺寸(即该段处两侧面的距离)，滚道形成轴向三面立体式滚道，且中部滚道轴向长度尺寸满足产品工作需求，该结构设计解决了杯体端部和底部热处理时出现应力集中的现象，同时方便轴毂部件的装卸，减少组装过程中造成部件损伤的风险，产品可靠性提升。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]图1为本实用新型的结构示意图；
[0016]图2为图1中杯体的右视图；
[0017]图3为图1中杯体的半剖图；
[0018]图4为图2中杯体与平面b形成的截面图；
[0019]图5为外圈与侧壁接触时二者被平面c所截的截面图；
[0020]图6为图5中A处的放大图；
[0021]图7为图5中滚道的结构示意图；
[0022]图8为图5中外圈的结构示意图。
【具体实施方式】
[0023]如图1至8所示，一种组合滚道滑移式等速万向节，包括杯体I和设在杯体I内的销轴架2，杯体I内腔侧壁设置有三个沿自杯体I开口端向杯体I底端延伸的滚道4，每个滚道4均由底壁41和两个侧壁42围成，底壁41和两侧壁42之间平滑过渡，两个侧壁42关于经过杯体I中心线的平面a61对称，销轴架的侧部具有三个沿杯体径向延伸的枢轴21，
三个枢轴21与三个滚道4--对应,枢轴21上安装有滚针轴承组件3，滚道4的两个侧壁
42分别位于滚针轴承组件3外圈31的径向两侧，滚针轴承组件3通过其外圈31贴着滚道4的侧壁42滚动实现在滚道4内滚动，滚道4的侧壁42形成范围足够大以满足外圈滚动时与滚道4接触范围的淬火硬化层。
[0024]本实施例中，滚道4的侧壁42由三段壁面组成，三段壁面在自杯体I开口端向杯体I底端延伸的方向上依次为开口段壁面a43、中间段壁面b44和底段壁面c45，三段壁面之间平滑过渡，图3中三段壁面两两之间用虚线区分，滚道4的侧壁42与垂直于平面a61的平面b62的交线中，开口段壁面a43与平面b62的交线a421、底段壁面c45与平面b62的交线c451均为圆弧线，中间段滚道b42与平面b62的交线b441为直线，交线a到平面a61的距离在自杯体I开口端向杯体I底端延伸的方向上逐渐减小，交线b到平面a61的距离保持不变，交线c到平面a61的距离在自杯体I开口端向杯体I底端延伸的方向上逐渐增；此时，杯体内腔滚道形成由开口段圆弧形滚道a、底段圆弧形滚道c和中间段直线形滚道b组成的两头大中间小的呈反橄榄式结构的轴向三面立体式滚道，图4中三段滚道之间用虚线以示区别。
[0025]如图5和6所示,滚针轴承组件3的外圈31贴着滚道4的侧壁滚动时二者之间始终至少具有两个接触点7(由于实际情况中并不可能出现完全点接触的情况，因此目前所说的点接触实际上是极小的面接触，接触点实际上是面积极小的接触面，但理论上的接触点和实际中的面积极小的接触面均是本实施例中接触点所涵盖的范围)，二者在其中两个接触点之间形成间隙5。如图6和图7所示，经过外圈31与侧壁42接触时的两个接触点7和外圈31中心线的平面c63与侧壁42的交线包括外圈交线a32、外圈交线b33和连接外圈交线a32和外圈交线b33的外圈交线c34,外圈交线a32和外圈交线b33均为圆弧线,夕卜圈交线a32和外圈交线b33的半径相同,外圈交线a32和外圈交线b33对称,外圈交线c34为直线，图7中两两交线之间用虚线区别；如图6和图8所示，平面c63与侧壁42的交线包括侧壁交线a46、侧壁交线b47、连接侧壁交线a46和侧壁交线b47的由弧线a481和弧线b482组成的侧壁交线c48，侧壁交线a46和侧壁交线b47均为圆弧线，侧壁交线a46和侧壁交线b47的半径和圆心均相同，侧壁交线c48位于侧壁交线a46和侧壁交线b47背离其圆心的一侦牝弧线a481和弧线b482的弧长和半径均相等，弧线a481和弧线b482对称，侧壁交线a46和侧壁交线b47的半径均大于外圈交线a32和外圈交线b33的半径,外圈交线a32与侧壁交线a46相切，外圈交线b33与侧壁交线b47相切，两个接触点7为外圈交线a32与侧壁交线a46的切点和外圈交线b33与侧壁交线b47的切点。
【权利要求】
1.一种组合滚道滑移式等速万向节，包括杯体(I)和设在杯体(I)内的销轴架(2)，所述杯体(I)内腔侧壁设置有三个沿自杯体(I)开口端向杯体(I)底端延伸的滚道(4)，所述滚道(4)由底壁(41)和两个侧壁(42)围成，所述底壁(41)和两侧壁(42)之间平滑过渡，所述两个侧壁(42)关于经过杯体(I)中心线的平面a(61)对称，所述销轴架的侧部具有三个沿杯体径向延伸的枢轴(21)，所述三个枢轴(21)与三个滚道(4) 一一对应，所述枢轴(21)上安装有滚针轴承组件(3)，所述滚道(4)的两个侧壁(42)分别位于滚针轴承组件(3)外圈(31)的径向两侧，所述滚针轴承组件(3)通过其外圈(31)贴着滚道(4)的侧壁(42)滚动实现在滚道(4)内滚动，其特征在于:所述滚道(4)的侧壁(42)由三段壁面组成，所述三段壁面在自杯体(I)开口端向杯体(I)底端延伸的方向上依次为开口段壁面a(43)、中间段壁面b(44)和底段壁面c (45)，三段壁面之间平滑过渡，滚道(4)的侧壁(42)与垂直于平面a (61)的平面b (62)的交线中，开口段壁面a (43)与平面b (62)的交线a (421)、底段壁面c (45)与平面b (62)的交线c (451)均为圆弧线，中间段滚道b (42)与平面b (62)的交线b(441)为直线，交线a到平面a(61)的距离在自杯体⑴开口端向杯体⑴底端延伸的方向上逐渐减小，交线b到平面a(61)的距离保持不变，交线c到平面a(61)的距离在自杯体(I)开口端向杯体⑴底端延伸的方向上逐渐增大。
2.根据权利要求1所述的一种组合滚道滑移式等速万向节，其特征在于:所述滚针轴承组件(3)的外圈(31)贴着滚道(4)的侧壁滚动时二者之间具有两个接触点(7)，二者在两个接触点之间形成间隙(5)。
3.根据权利要求2所述的一种组合滚道滑移式等速万向节，其特征在于:经过外圈(31)与侧壁(42)接触时的两个接触点(7)和外圈(31)中心线的平面c (63)与侧壁(42)的交线包括外圈交线a(32)和外圈交线b(33)，外圈交线a(32)和外圈交线b(33)均为圆弧线，平面c(63)与侧壁(42)的交线包括侧壁交线a (46)和侧壁交线b (47)，侧壁交线a (46)和侧壁交线b(47)均为圆弧线，侧壁交线a(46)和侧壁交线b(47)的半径均大于外圈交线a(32)和外圈交线b (33)的半径，外圈交线a(32)与侧壁交线a(46)相切,外圈交线b (33)与侧壁交线b(47)相切，两个接触点(7)为外圈交线a(32)与侧壁交线a(46)的切点和外圈交线b(33)与侧壁交线b(47)的切点。
4.根据权利要求3所述的一种组合滚道滑移式等速万向节，其特征在于:平面c(63)与侧壁(42)的交线还包括连接外圈交线a(32)和外圈交线b(33)的外圈交线c (34)，所述外圈交线c(34)为直线，平面c(63)与侧壁(42)的交线还包括连接侧壁交线a(46)和侧壁交线b (47)的侧壁交线c (48)，侧壁交线c (48)位于侧壁交线a (46)和侧壁交线b (47)背离其圆心的一侧。
5.根据权利要求4所述的一种组合滚道滑移式等速万向节，其特征在于:所述侧壁交线c (48)由弧线a (481)和弧线b (482)组成。
6.根据权利要求5所述的一种组合滚道滑移式等速万向节，其特征在于:所述弧线a (481)和弧线b (482)的弧长和半径均相等，弧线a (481)和弧线b (482)对称。
7.根据权利要求3或4或5所述的一种组合滚道滑移式等速万向节，其特征在于:所述侧壁交线a(46)和侧壁交线b(47)的半径和圆心均相同,所述外圈交线a(32)和外圈交线b(33)的半径相同，所述外圈交线a(32)和外圈交线b(33)对称。
8.根据权利要求1至6任一所述的一种组合滚道滑移式等速万向节，其特征在于:所 述滚道(4)的侧壁(42)至少在其与外圈(31)接触的部位形成淬火硬化层。
【文档编号】F16D3/22GK203939882SQ201420364570
【公开日】2014年11月12日 申请日期:2014年7月2日 优先权日:2014年7月2日
【发明者】王立军, 钟芳平, 张建林, 屠厚坤 申请人:浙江欧迪恩传动科技股份有限公司