阅读说明：本技术 用于降低万向节应力集中的十字轴总成 (Cross shaft assembly for reducing stress concentration of universal joint ) 是由 冯泉夫 高天安 王凯 程敏 于 2020-04-16 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种用于降低万向节应力集中的十字轴总成,所属万向节技术领域,包括十字轴,十字轴上设有与十字轴相密封式活动嵌套的轴套,轴套与十字轴间设有若干滚针,轴套口部与十字轴间设有防尘罩,防尘罩与滚针间设有油封,油封与滚针间设有压缩弹垫,十字轴上端设有与滚针相油路连通的注油嘴。轴套包括轴套滚道,轴套滚道上设有与轴套滚道呈一体化内凹的轴套中间部微弧形槽,轴套中间部微弧形槽与压缩弹垫间设有轴套近根部微弧形槽。具有结构紧凑、运行稳定性好和使用周期长的特点。解决了应力集中的问题。避免出现压痕、烧结、疲劳剥落及滚针的断裂、缺损等失效的发生,提高了十字轴总成的使用寿命。(The invention relates to a universal joint assembly for reducing stress concentration of a universal joint, which belongs to the technical field of universal joints and comprises a universal joint, wherein a shaft sleeve which is movably nested with the universal joint in a sealing manner is arranged on the universal joint, a plurality of roller pins are arranged between the shaft sleeve and the universal joint, a dust cover is arranged between the opening part of the shaft sleeve and the universal joint, an oil seal is arranged between the dust cover and the roller pins, a compression spring cushion is arranged between the oil seal and the roller pins, and an oil filling nozzle communicated with an oil path of the roller pins is arranged at the upper end. The shaft sleeve comprises a shaft sleeve raceway, a shaft sleeve middle part micro-arc groove which is integrated with the shaft sleeve raceway and is concave inwards is arranged on the shaft sleeve raceway, and a shaft sleeve near root part micro-arc groove is arranged between the shaft sleeve middle part micro-arc groove and the compression elastic cushion. The device has the characteristics of compact structure, good operation stability and long service cycle. The problem of stress concentration is solved. The occurrence of failures such as indentation, sintering, fatigue spalling, breakage, defect and the like of the roller pin is avoided, and the service life of the cross shaft assembly is prolonged.)

用于降低万向节应力集中的十字轴总成

技术领域

本发明涉及万向节技术领域，具体涉及一种用于降低万向节应力集中的十字轴总成。

背景技术

十字轴是汽车驱动系统中万向传动装置的关节部件，其作用是实现变角度动力传递，用于需要改变传动轴线方向的位置。现有的十字轴都由中心体以及沿中心体四周径向均布的轴颈组成，在轴颈上安装好轴承就形成了十字轴总成。普通十字轴总成中十字轴轴颈为圆柱形且圆柱母线为直线，轴套滚道与滚针圆柱面相切的线也为直线，十字轴总成在使用过程中经常会出现压痕、烧结、疲劳剥落和滚针断裂等失效形式，而引起这些失效形式的主要原因是在工作过程中局部所承受的接触应力过于集中，目前解决这一问题主要是通过使用凸度滚针，这种方法虽然能有效缓解总成在工作过程中所承受的应力，但在路况不好或承载过重的情况下还是不能最大化的避免或降低应力集中对总成造成的不利影响，况且凸度滚针的加工成本大、加工过程中质量保证的难度也较大。

随着使用时间的推移，老化及失效的废油无法排出且新的油脂要定期加注，这样在后期会给总成内部带来较大的压力，轴承上油封有可能会被内部较大的压力顶开造成失效，而且后期油脂的加注也会越来越困难。

发明内容

本发明主要解决现有技术中存在应力集中、运行稳定性差和使用寿命短的不足，提供了一种用于降低万向节应力集中的十字轴总成，其具有结构紧凑、运行稳定性好和使用周期长的特点。解决了应力集中的问题。避免出现压痕、烧结、疲劳剥落及滚针的断裂、缺损等失效的发生，提高了十字轴总成的使用寿命。

本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：

一种用于降低万向节应力集中的十字轴总成，包括十字轴，所述的十字轴上设有与十字轴相密封式活动嵌套的轴套，所述的轴套与十字轴间设有若干滚针，所述的轴套口部与十字轴间设有防尘罩，所述的防尘罩与滚针间设有油封，所述的油封与滚针间设有压缩弹垫。所述的轴套包括轴套滚道，所述的轴套滚道上设有与轴套滚道呈一体化内凹的轴套中间部微弧形槽，所述的轴套中间部微弧形槽与压缩弹垫间设有与轴套滚道呈一体化内凹的轴套近根部微弧形槽。

压缩弹垫在滚针窜动时通过自身的弹性能及时的让滚针回到原位避免了轴颈与轴套上沿滚针纵向中心线对称的弧形结构由于受力不均而造成加速磨损，压缩弹垫与油封、滚针的线接触也减缓了磨损速度。

作为优选，所述的十字轴包括十字轴本体，所述的十字轴本体上端设有与滚针相油路连通的注油嘴，所述的十字轴本体上设有四个与十字轴本体呈一体化结构的十字轴轴颈，所述的十字轴本体两端面均设有与十字轴本体呈一体化的坯体凸台，所述的十字轴轴颈上均设有相互连通且与滚针相连通的油道，所述的十字轴本体一端面上设有与油道相连通且与注油嘴相螺纹式密封套接的注油孔。

作为优选，所述的十字轴轴颈上设有与轴套中间部微弧形槽呈对称式分布的轴颈中间部微弧形槽，所述的轴颈中间部微弧形槽与油封间设有与轴套近根部微弧形槽呈对称式分布的轴颈近根部微弧形槽。

作为优选，所述的轴颈中间部微弧形槽两端设有轴颈圆周端面。

作为优选，所述的轴颈圆周端面、轴套滚道均呈圆弧状结构且圆弧状结构沿中间部微弧形槽中心线呈对称分布。

作为优选，所述的十字轴轴颈端面内设有与十字轴轴颈相插嵌式套接的油封堵。

作为优选，所述的十字轴轴颈端面设有若干呈等间距环形分布的右旋导油槽。

作为优选，所述的十字轴轴颈与轴套间设有与轴套相嵌套的尼龙垫片。

作为优选，所述的尼龙垫片包括尼龙垫片本体，所述的尼龙垫片本体内设有过油孔，所述的尼龙垫片本体端面上设有若干与右旋导油槽相贴合的左旋导油槽。

本发明能够达到如下效果：

本发明提供了一种用于降低万向节应力集中的十字轴总成，与现有技术相比较，具有结构紧凑、运行稳定性好和使用周期长的特点。解决了应力集中的问题。避免出现压痕、烧结、疲劳剥落及滚针的断裂、缺损等失效的发生，提高了十字轴总成的使用寿命。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是本发明中的十字轴与轴套的装配结构剖视图。

图3是本发明中的十字轴的结构示意图。

图4是本发明中的十字轴的结构剖视图。

图5是本发明中的十字轴轴柱的端面结构示意图。

图6是本发明中的轴套的结构示意图。

图7是本发明中的尼龙垫片的结构示意图。

图中：油封1，十字轴2，轴套3，滚针4，尼龙垫片5，防尘罩6，压缩弹垫7，注油嘴8，轴颈近根部微弧形槽9，轴颈中间部微弧形槽10，轴颈圆周端面11，轴套滚道12，轴套中间部微弧形槽13，轴套近根部微弧形槽14，十字轴本体15，十字轴轴颈16，坯体凸台17，注油孔18，油道19，油封堵头20，右旋导油槽21，尼龙垫片本体22，左旋导油槽23，过油孔24。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对发明的技术方案作进一步具体的说明。

实施例：如图1-7所示，一种用于降低万向节应力集中的十字轴总成，包括十字轴2，十字轴2包括十字轴本体15，十字轴本体15上设有四个与十字轴本体15呈一体化结构的十字轴轴颈16，十字轴轴颈16端面内设有与十字轴轴柱16相插嵌式套接的油封堵20。十字轴轴颈16端面设有6条呈等间距环形分布的右旋导油槽21。十字轴轴颈16上设有与轴套中间部微弧形槽13呈对称式分布的轴颈中间部微弧形槽10，轴颈中间部微弧形槽10两端设有轴颈圆周端面11。轴颈圆周端面11呈圆弧状结构且圆弧状结构沿中间部微弧形槽中心线呈对称分布。轴颈中间部微弧形槽10与油封1间设有与轴套近根部微弧形槽14呈对称式分布的轴颈近根部微弧形槽9。十字轴本体15两端面均设有与十字轴本体15呈一体化的坯体凸台17，十字轴轴颈16上均设有相互连通且与滚针4相连通的油道19，十字轴本体15一端面上设有与油道19相连通且与注油嘴8相螺纹式密封套接的注油孔18。十字轴2上设有与十字轴2相密封式活动嵌套的轴套3，十字轴轴颈16与轴套3间设有与轴套3相嵌套的尼龙垫片5。尼龙垫片5包括尼龙垫片本体22，尼龙垫片本体22内设有过油孔24，尼龙垫片本体22端面上设有6条与右旋导油槽21相贴合的左旋导油槽23。轴套3与十字轴2间设有16对滚针4，轴套3口部与十字轴2间设有防尘罩6，防尘罩6与滚针4间设有油封1，油封1与滚针4间设有压缩弹垫7，十字轴本体15上端设有与滚针4相油路连通的注油嘴8。轴套3包括轴套滚道12，轴套滚道12呈圆弧状结构且圆弧状结构沿中间部微弧形槽中心线呈对称分布。轴套滚道12上设有与轴套滚道12呈一体化内凹的轴套中间部微弧形槽13，轴套中间部微弧形槽13与压缩弹垫7间设有与轴套滚道12呈一体化内凹的轴套近根部微弧形槽14。

十字轴2和滚针4之间形成间隙配合，在工作过程中轴颈近根部微弧形槽9、轴颈中间部微弧形槽10与滚针4形成线接触从而避免了普通十字轴总成中滚针与十字轴轴颈形成点的接触造成的应力集中，起到了降低十字轴2与滚针4之间应力集中的作用。而轴套3滚道上的轴套中间部微弧形槽13、轴套近根部微弧形槽14与滚针4在工作过程中也形成了线接触，避免了普通十字轴总成中滚针与轴套形成的应力集中点，同样起到了降低轴套与滚针之间应力集中的作用。

轴颈近根部微弧形槽9、轴颈中间部微弧形槽10、轴套中间部微弧形槽13和轴套近根部微弧形槽14加工成半径为1.5～3mm、深度为0.05～0.2mm的圆弧槽。轴颈近根部微弧形槽9与轴颈圆周端面11间、轴颈中间部微弧形槽10与轴颈圆周端面11间、轴套中间部微弧形槽13与轴套滚道12间和轴套近根部微弧形槽14与轴套滚道12间的连接处圆弧采用半径为0.5～1.5的小圆弧过度。

在总成装配过程中，轴颈近根部微弧形槽9、轴颈中间部微弧形槽10、轴套中间部微弧形槽13、轴套近根部微弧形槽14以及滚针4与轴套内壁12的滚道、十字轴轴颈16上的轴颈圆周端面11内还可储存少量的油脂，同时采用注油嘴8将油脂从油道19填充至滚针4周围，废油通过十字轴轴颈16上的右旋导油槽21与尼龙垫片本体22上的左旋导油槽23压合的油道挤压经过过油孔24预留在油封堵头20尾部的盲孔内，在工作时对应力集中的区域能起到一定的润滑与防止温度骤升的作用。

综上所述，该用于降低万向节应力集中的十字轴总成，具有结构紧凑、运行稳定性好和使用周期长的特点。解决了应力集中的问题。避免出现压痕、烧结、疲劳剥落及滚针的断裂、缺损等失效的发生，提高了十字轴总成的使用寿命。

以上所述仅为本发明的具体实施例，但本发明的结构特征并不局限于此，任何本领域的技术人员在本发明的领域内，所作的变化或修饰皆涵盖在本发明的专利范围之中。