阅读说明：本技术 一种适用于大角度圆锥摆动万向节的护套及其制作方法 (Sheath suitable for large-angle conical swing universal joint and manufacturing method thereof ) 是由 姜洋 赵苍碧 陈腾飞 胡长明 魏忠良 陈旭 王长武 于 2020-05-29 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种适用于大角度圆锥摆动万向节的护套及其制作方法,包括皮质护套和卡箍,所述皮质护套通过卡箍固定在万向节上；所述皮质护套为由多片皮料拼接缝制而成的两端平滑中间锯齿状的管状护套,所述皮质护套包括依次连接的上端皮质安装片、中间皮质齿片、下端皮质安装片,所述中间皮质齿片为上下底面镂空的圆台状结构,多片所述中间皮质齿片的顶边与顶边连接,底边与底边连接,形成可形变的锯齿状结构。该护套具有较好的保型能力、温度适应性及对不同转速的适应性,可以满足大角度、长时间低温持续工作,具有苛刻环境下工作的高可靠性,同时在体积空间、重量、制造成本、维护等方面具有一定的优势。(The invention discloses a sheath suitable for a large-angle conical swing universal joint and a manufacturing method thereof, wherein the sheath comprises a leather sheath and a hoop, and the leather sheath is fixed on the universal joint through the hoop; the leather sheath is a tubular sheath which is formed by splicing and sewing a plurality of leather materials and has two smooth ends and a sawtooth shape in the middle, the leather sheath comprises an upper leather mounting piece, a middle leather tooth piece and a lower leather mounting piece which are sequentially connected, the middle leather tooth piece is of a round table structure with a hollowed upper bottom surface and a hollowed lower bottom surface, the top edges of the middle leather tooth pieces are connected with the top edges, and the bottom edges of the middle leather tooth pieces are connected with the bottom edges to form a deformable sawtooth structure. The sheath has good shape-keeping capability, temperature adaptability and adaptability to different rotating speeds, can meet the requirement of continuous work at low temperature for a long time at a large angle, has high reliability of work in a harsh environment, and has certain advantages in the aspects of volume space, weight, manufacturing cost, maintenance and the like.)

一种适用于大角度圆锥摆动万向节的护套及其制作方法

技术领域

本发明属于机械传动系统，尤其涉及一种适用于大角度圆锥摆动万向节的护套及其制作方法。

背景技术

万向节是传动设备的常用机构，结构和作用类似人体四肢的关节，在汽车领域使用最为广泛，如前驱汽车的驱动桥，其主要作用是将主动轴的扭矩传递给从动轴，按结构特性分为等速万向节、准等速万向节、不等速万向节。如十字万向节就是不等速万向节的常见结构形式。

球笼万向节是等速万向节的一种，如图1所示，球笼万向节由球笼万向节1包括传动轴1-1、下端卡箍1-2、护套1-3、球笼保持架1-4、上端卡箍1-5、钢球1-6、星型套1-7、球形壳1-8和卡圈1-9等组成，其中星形套1-7内表面通过内花键与传动轴1-1相连，外表面上的6个弧形凹槽作为钢球1-6内轨道，外轨道做在球形壳1-8的内表面上，星型套1-7与球形壳1-8装合后形成6个轨道内各装了一个钢球6，并由球笼保持架1-4使6个钢球1-6处于同一平面内，动力由传动轴1-1经钢球1-6、球形壳1-8传出。通常在球形壳1-8和传动轴1-1之间会设置一个非金属护套，主要起到防止灰尘、异物进入内部轨道和防止润滑脂流失的作用，护套为圆柱形结构形式，跟随万向节摆动。。

一般汽车用护套的材料通常为TPE高强塑料，该种材料护套适用于工作角度小于±20°，温度范围在-40°～50°的使用条件，寿命一般在1000小时左右，对于苛刻条件，大角度(25°～45°)，长时间低温(-45°-60°)的工作要求，现有的护套形式如TPE、帆布、氟硅橡胶等材质都难以满足这种严苛的使用要求，需根据使用条件设计一种全新的护套结构。

发明内容

针对现有的护套结构无法满足严苛使用要求的现状，本发明提供一种适用于大角度圆锥摆动万向节的护套及其制作方法，具有较好的保型能力、温度适应性及对不同转速的适应性，可以满足大角度、长时间低温持续工作，具有苛刻环境下工作的高可靠性，同时在体积空间、重量、制造成本、维护等方面具有一定的优势。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种适用于大角度圆锥摆动万向节的护套，包括皮质护套和卡箍，所述皮质护套通过卡箍固定在万向节上；所述皮质护套为由多片皮料拼接缝制而成的两端平滑中间锯齿状的管状护套，所述皮质护套包括依次连接的上端皮质安装片、中间皮质齿片、下端皮质安装片，所述中间皮质齿片为上下底面镂空的圆台状结构，多片所述中间皮质齿片的顶边与顶边连接，底边与底边连接，形成可形变的锯齿状结构。

进一步的，所述相邻连接的前片的中间皮质齿片的外径和后片的中间皮质齿片的外径一致、后片的中间皮质齿片的内径和再后片的中间皮质齿片的内径相互匹配。

进一步的，所述上端皮质安装片和所述下端皮质安装片均为具有一定宽度的矩形皮料，矩形皮料的长边长度与其相连的中间皮质齿片的外径或者内径的圆周长度一致。

进一步的，所述皮料为头层牛皮。

进一步的，多片皮料的拼接缝制通过芳纶纤维采用分块密集锁式缝制。

进一步的，缝合处的皮料厚度为皮料原始厚度的一半。

本发明还提供一种适用于大角度圆锥摆动万向节的护套的制作方法，包括：

确定尺寸：按实际使用需要，将护套外形进行拆分，分成上端皮质安装片、若干中间皮质齿片、下端皮质安装片，设计好尺寸；

裁剪：将皮料按尺寸进行裁剪，并预留好搭接面；

缝合：将多片上下底面镂空的圆台状结构的中间皮质齿片的顶边与顶边缝合，底边与底边缝合，形成可形变的锯齿状结构，再将首片中间皮质齿片的顶边与上端皮质安装片的边缘缝合、将末片中间皮质齿片的顶边与下端皮质安装片的边缘缝合；

安装：缝合好的皮质护套的两端分别用卡箍固定在球形壳和传动轴上。

进一步的，将各片皮料的缝合交叉位置磨薄到原来的一半厚度，再进行缝合，缝合方式为锁式缝合，缝合间距1-2mm。

本发明有益效果：

本发明提供了一种适用于大角度圆锥摆动万向节的护套，与橡胶及塑料材质相比，本护套制造过程不需要模具，成本更低；因牛皮的摩擦系数更低，压缩状态相互间滑动引起的磨损更小，牛皮及芳纶材料在低温下与常温状态差异不大，不会出现明显的***变脆问题，同时利用芳纶作为缝合材料保证了结合强度，使护套的强度及高低温性能更好，在高低温下连续可靠工作30W次，比一般的通用结构如TPE、氟硅橡胶材质的护套提高近100倍；维护性更好，因采用分块密集锁式缝制，如一部分存在问题可以方便更换，实现快速修复，且更容易观察；护套采用锯齿形状，具有较好的伸长与缩短比，且因牛皮本身具有一定的刚度，在转动过程中，更容易实现保型，不会出现类似氟硅橡胶护套常见的局部凹陷、塌陷问题。

附图说明

图1为现有技术中球笼万向节的结构示意图；

图2为本发明的皮质护套的剖面示意图；

图3为本发明的上端皮质安装片的结构示意图；

图4为本发明的中间皮质齿片的结构示意图；

图5为本发明的锁式缝合的示意图；

图6为本发明的卡箍的正视图；

图7为本发明的卡箍工作状态的侧视图

图8为本发明的护套安装在球笼万向节上处于0°位置的状态示意图；

图9为本发明的护套安装在球笼万向节上处于43°位置的状态示意图；

其中：1、球形万向轮；1-1传动轴；1-2、下端卡箍；1-3、护套；1-4、球笼保持架；1-5、上端卡箍；1-6、钢球；1-7、星型套；1-8、球形壳；1-9、卡圈；2、皮质护套，2-1、上端皮质安装片；2-2、中间皮质齿片；2-3、下端皮质安装片；3、缝合线；4、卡箍。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明的优选的机构和运动实现的方法做进一步的说明。

如图2-9所示，一种适用于大角度圆锥摆动万向节的护套，包括皮质护套2和卡箍4。

所述皮质护套2，如图2-5所示，由多片皮料拼接缝制而成的两端平滑中间锯齿状的管状护套，包括依次连接的上端皮质安装片2-1、中间皮质齿片2-2、下端皮质安装片2-3。

其中，所述上端皮质安装片2-1和所述下端皮质安装片2-3均为具有一定宽度的矩形的皮料，构成皮质护套2的两端平滑的护套的两端管口；矩形的长度可根据实际需要做成不同的长度。

所述中间皮质齿片2-2为若干片带有缺口的圆环形皮料，具有一定的环宽，通过将缺口对缝连接，形成上下底面镂空的圆台状结构，连接时，锥体的底部与底部连接，顶部与顶部连接。若干片的中间皮质齿片2-2可根据实际的需要，设计成不同的环宽，但为了使皮质护套2便于制作，对依次相邻连接的中间皮质齿片2-2的外径和外径、内径和内径需要相互匹配，例如第一片中间皮质齿片2-2的外径需与后第二片的外径一致，第二片的内径与第三片的内径一致，第四片的外径与第五片的外径一致……依此类推，第一片的内径的圆周长度与上端皮质安装片2-1的矩形的长边长度一致，最后一片的内径与下端皮质安装片2-3的矩形的长边长度一致。

皮质护套2为两端平滑中间锯齿状的管状护套，其两端分别固定在球形万向轮1的球形壳1-8和传动轴1-1上，中间由中间皮质齿片2-2组成锯齿形状，用于实现工作时两端的伸长和缩短比，中间皮质齿片2-2越多，皮质护套2的伸长和缩短比越大。

制作皮质护套2的皮料优选使用牛皮，尤其是头层牛皮皮坯，经疯马皮制皮工艺制成，疯马皮属成熟制皮工艺，处理后的皮质表面光滑，耐磨，同时可根据上端皮质安装片2-1、中间皮质齿片2-2、下端皮质安装片2-3的大小和形状展开分片，且因牛皮本身具有一定的刚度，在转动过程中，更容易实现保型，不会出现类似氟硅橡胶护套常见的局部凹陷、塌陷问题。

各片皮料可用缝合线3缝合在一起，缝合线3优选芳纶纤维，所述芳纶纤维又名凯夫拉纤维，为多根黄色丝线形式，其强度韧性极高，具有耐高温、耐磨等特点，广泛应用在车辆轮胎、防弹衣等产品中。

牛皮及芳纶材料在低温下与常温状态差异不大，不会出现明显的***变脆问题，同时利用芳纶作为缝合材料保证了结合强度，使护套的强度及高低温性能更好，在高低温下连续可靠工作30W次，比一般的通用结构如TPE、氟硅橡胶材质的护套提高近100倍。

在皮料在缝合交叉位置，将皮料进行磨薄到原来一半的厚度，使两块皮料搭接位置仍是原来皮料的统一厚度，确保了结构上的等刚度，使整个护套结构同性。

缝合采用分块密集锁式缝制的方法，如图5所示，使用过程中如一部分存在问题可以方便更换，实现快速修复，且更容易观察。

所述卡箍4，如图6-7所示，可采用不锈钢材质的卡箍4，卡箍4上设有可以多个相互配合的凸起和卡槽，可根据皮质护套2两端的不同大小，选择适合的凸起和卡槽，便于压紧锁定。

本发明的适用于大角度圆锥摆动万向节的护套，可根据万向节工作状态的变化而相适应地调整结构，从而保证万向节在大角度圆锥摆动过程中始终可靠保护其内部的万向节结构。例如，图8显示了本发明的护套安装在球笼万向节上处于0°位置的状态；图9显示了本发明的护套安装在球笼万向节上处于43°位置的状态。

本实施例的护套的具体成型步骤如下：

a、确定尺寸：按实际使用需要，将护套外形图进行拆分，分成上端皮质安装片2-1、若干中间皮质齿片2-2、下端皮质安装片2-3，设计好尺寸并在图纸展开；

b、裁剪：将皮料按图纸的尺寸进行裁剪，并预留好一定的搭接面；

c、缝合：将各片皮料的缝合交叉位置磨薄到原来的一半厚度，再按图纸进行缝合，缝合方式为锁式缝合，缝合间距1-2mm，如图5所示；

d、安装：缝合好的皮质护套2的两端分别用卡箍4固定在球形壳和传动轴上。

该实施例是一种通用型机构，不但适用于球笼式万向节，也适用于其他类似万向节或大角度圆锥摆动的结构。

最后应说明的是：以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，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，但是凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。