水陆两用中间带滚珠花键副的球笼式等速万向传动轴总成制造技术

一种水陆两用中间带滚珠花键副的球笼式等速万向传动轴总成，用于动力传递。中间为滚珠花键副结构，两端的万向节采用球笼式，万向节的球笼本体两端装有塔形密封罩和透气防水装置。本实用新型专利技术可改善传动轴内部空气动力状态，有利散热，减小气压因素对滑移阻力的影响；运用滚珠花键结构，可减小滑移阻力，降低摩擦发热，快速响应万向节长度变化伸缩需求；用热塑弹性体材质替代传统氯丁橡胶材质密封罩，突破了吹塑工艺技术限制，可开发出直径大于150mm的吹塑级热塑弹性体材质塔形密封罩，根据不同功能需求，两端塔形密封罩采用不同波浪形态；采用两个或以上的密封罩安装槽，可合理调整密封罩轴向安装位置，提升同一密封罩不同工况适应性。

【技术实现步骤摘要】
水陆两用中间带滚珠花键副的球笼式等速万向传动轴总成
本技术涉及联轴器传动
，特别是一种适用于水、陆两种工况环境下，中间带滚珠花键副的球笼式等速万向传动轴总成。
技术介绍
传动轴作为动力传递系统的关键零部件，万向节的可靠性显得尤为重要。通过对球笼式等速万向节已有失效模式、潜在故障模式、影响及发生概率等级进行了全面而细致的分析，分析结果显示，密封罩破裂、球笼本体烧结是球笼式等速万向节风险等级最高的故障模式，应予以优先控制。球笼本体烧结的主要原因为高温发热引起，而发热与球面副的摩擦直接相关，球面副摩擦主要受到摩擦力的影响，摩擦力的来源有两个方面：一是球笼式等速万向节工作旋转传递的扭矩，二是球笼式等速万向节工作伸缩时的附加轴向力。其中球笼式等速万向节工作旋转时的扭矩是由动力系统输入的，为球笼式等速万向节所需要的正常承受力；球笼式等速万向节工作伸缩时的附加轴向力则是内部产生的有害附加力，应尽量减小。从引起球笼本体烧结的球面副摩擦发热的附加受力分析，可知中间花键伸缩阻力是导致球笼本体保持架球面副产生额外摩擦热的主要因素，也是限制球笼式等速万向节工作适应性的重要不利因素。而目前市场上使用的传动轴，普遍采用中间花键副结构的伸缩形式。同时，球笼式等速万向节在使用过程中，由于其密封在内部的万向节配合面部位的旋转和配合面间的摩擦，会造成球笼式等速万向节发热，导致密封内部气体温度升高，内部气压上升，如果发热且内部气压上升后不能使密封内部的气体排出，则内部气压会超出密封罩变形强度，造成密封罩异常受力或者膨胀后与外部其它物体发生干涉，这样在使用过程中，会造成密封罩损坏失效。因此，传动轴在使用过程中需要进行排气，同时还要达到防水、防尘效果，不能使水或异物进入万向节内，破坏万向节的润滑状态。而现代工业生产中常见的通气装置有气孔、单向气阀、气门开关等。在机械设备通气管路中，这些通气装置大多使用在大气工作环境下，虽然能有效排出气体，但逆向防水效果很差，使它们的使用范围受到极大的限制，特别对于在涉水工作环境下的一些车辆轮边驱动中使用的球笼式等速万向节，既要将行车时万向节因摩擦发热产生的热气压排出腔体，使万向节腔体内部与环境气压平衡，保障万向节的正常使用；又要防止球笼式等速万向节在水中运行环境下，水进入万向节内部破坏万向节内部润滑环境，导致万向节异常工作失效。而现行使用的通气装置无法达到上述要求。
技术实现思路
为克服现有技术的不足，本技术的专利技术目的在于提供一种水陆两用中间带滚珠花键副的球笼式等速万向传动轴总成，以满足传动系统对万向节越来越严苛的使用工况需求，降低球笼式等速万向节的故障率，提高球笼式等速万向节的可靠性。为实现上述专利技术目的，本技术的球笼式等速万向传动轴的中间为滚珠花键副结构，两端的万向节采用球笼式，万向节的球笼本体的两端装有塔形密封罩和透气防水装置；所述塔形密封罩采用热塑弹性体制作，塔形密封罩一的外形为变直径波浪形结构，两端分别固定在球笼本体和轴头上，塔形密封罩二的外形为等直径和变直径结合的波浪形结构，小端为等直径圆环，再通过变直径过渡到大端，塔形密封罩二的两端分别固定在球笼本体和滚珠花键套上；所述透气防水装置的封盖通过硫化胶体分别与外套一、外套二的内孔紧密连接，压环卡在封盖的环形槽内，用于限定压环轴向位置的孔挡圈一卡在封盖圆环形外凸台的内槽里，封盖内设有通气孔，封盖的环形间隙与通气孔形成排气通道，橡胶膜片的开口向内装入封盖内，封盖的圆环形内凸台与压环对橡胶膜片形成挤压，使橡胶膜片产生变形张力，即可排降万向节腔内热气压，又可防止水进入腔内。所述滚珠花键轴副的动力从滚珠花键轴端输入，滚珠花键轴插接在滚珠花键套内，滚珠花键轴与滚珠花键套上加工有数排滚道，所述滚道为圆形、椭圆形或腰形，滚珠花键轴与滚珠花键套之间设有滚珠保持架，滚珠保持架沿轴向设有与滚道相对应的滚珠孔，滚珠嵌置在滚珠孔内沿滚道滚动，实现滚珠花键轴副的扭矩传递和伸缩滑移，轴头与滚珠花键套焊接为一体实现滚珠花键轴副的动力输出；所述轴头和滚珠花键轴的中心均加工有用于既可保持滚珠花键副内部与两侧连接部件之间气压均衡、减小气压变化产生滑移阻力、又能实现减重的通孔；孔挡圈二安装在滚珠花键套的挡圈槽内，滚珠花键轴的滚道两侧安装有对滚珠保持架进行限位、保证滚珠始终在适当位置工作的轴挡圈一和轴挡圈二；所述轴头和滚珠花键套外圆沿轴向有两个或两个以上、用于安装塔形密封罩一小口端和塔形密封罩二小口端的密封安装槽。所述塔形密封罩一的大口端和内衬套一均带有内凸台及外凹槽，塔形密封罩一的小口端内孔有圆弧形凸起，内衬套一装在外套一的外圆凹槽内，塔形密封罩一的大口端与小口端分别装在内衬套一的外凹槽和轴头的轴径上，并用大卡箍一和小卡箍一箍紧；塔形密封罩二的大口端和内衬套二均带有内凸台及外凹槽，塔形密封罩二的小口端内孔有圆弧形凸起，内衬套二装在外套二的外圆凹槽内，塔形密封罩二的大口端与小口端分别装在内衬套二的外凹槽和滚珠花键套的外圆上，并用大卡箍二和小卡箍二箍紧。所述透气防水装置的压环为圆环形结构，底部带有用于挤压橡胶膜片环状部分的凸台；所述橡胶膜片为U形平底结构，平底膜片部位厚度为0.95mm-1.05mm，环状部分的厚度为2.85-2.95mm；所述封盖的一侧带有圆环形内凸台与圆环形外凸台，圆环形内凸台与圆环形外凸台之间形成用于装设压环的环形槽，环形间隙位于圆环形外凸台的内环面与环形槽的底面；封盖的另一侧带有圆环形凸台与中心凸台，硫化胶体装在圆环形凸台的外圆面，通气孔位于中心凸台的轴心，当塔形密封罩一、塔形密封罩二的内、外气压差值达到0.006-0.009兆帕时，橡胶膜片产生变形张力，万向节内部气体从通气孔沿环形间隙排出，使塔形密封罩一、塔形密封罩二内外气压平衡。所述球笼本体的内圈与外圈之间装有钢球，钢球安装在保持架的窗口内，保持架嵌在内圈与外圈之间；滚珠花键轴侧的万向节的内圈在滚珠花键轴上，外圈在外套二内；轴头侧的万向节的内圈在轴头上，外圈在外套一内。本技术通过改进中间伸缩轴结构，采用中间滚珠花键副，同时通过改变密封罩材质与结构来改善密封罩受力及使用状态，以实现明显降低密封罩破裂风险，且与透气防水装置组合使用，既可将行车时万向节因摩擦发热产生的热气压排出腔体，又可防止球笼式等速万向节在水中运行环境下，水进入万向节内部破坏万向节内部润滑环境，导致万向节异常工作失效，大大提升了万向节的运行可靠性。本技术与现有技术相比，具有以下优点：1、可以在水、陆两种工况环境下工作。2、将滚珠花键副结构应用于球笼式等速万向节上，不仅可以减小中间伸缩轴滑移阻力(相同工况下，由于滚动摩擦比最大静摩擦和滑动摩擦要小得多，在一般情况下，滚动摩擦只有滑动摩擦阻力的1/40到1/60)对球笼式等速万向节产生的有害附加轴向力，降低其内球面副的摩擦发热，而且可以更加灵活快速地响应球笼式等速万向节工作中长度变化的伸缩需求。3、在车辆剧烈颠簸万向节出现瞬时角度过大时，碗形密封容易造成挤压破损故障，而塔形密封比碗形密封在结构上更能适应更大的转角需求。由于该本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种水陆两用中间带滚珠花键副的球笼式等速万向传动轴总成，其特征在于：所述球笼式等速万向传动轴的中间为滚珠花键副结构，两端的万向节采用球笼式，万向节的球笼本体（19）的两端装有塔形密封罩和透气防水装置（20）；所述塔形密封罩采用热塑弹性体制作，塔形密封罩一（4）的外形为变直径波浪形结构，两端分别固定在球笼本体（19）和轴头（6）上，塔形密封罩二（15）的外形为等直径和变直径结合的波浪形结构，小端为等直径圆环，再通过变直径过渡到大端，塔形密封罩二（15）的两端分别固定在球笼本体（19）和滚珠花键套（7）上；所述透气防水装置（20）的封盖(24)通过硫化胶体（25）分别与外套一（1）、外套二（18）的内孔紧密连接，压环（22）卡在封盖(24)的环形槽内，用于限定压环（22）轴向位置的孔挡圈一（21）卡在封盖（24）圆环形外凸台（30）的内槽里，封盖（24）内设有通气孔（26），封盖（24）的环形间隙（27）与通气孔（26）形成排气通道，橡胶膜片（23）的开口向内装入封盖（24）内，封盖（24）的圆环形内凸台（28）与压环（22）对橡胶膜片（23）形成挤压，使橡胶膜片（23）产生变形张力，即可排降万向节腔内热气压，又可防止水进入腔内。/n...

【技术特征摘要】
1.一种水陆两用中间带滚珠花键副的球笼式等速万向传动轴总成，其特征在于：所述球笼式等速万向传动轴的中间为滚珠花键副结构，两端的万向节采用球笼式，万向节的球笼本体（19）的两端装有塔形密封罩和透气防水装置（20）；所述塔形密封罩采用热塑弹性体制作，塔形密封罩一（4）的外形为变直径波浪形结构，两端分别固定在球笼本体（19）和轴头（6）上，塔形密封罩二（15）的外形为等直径和变直径结合的波浪形结构，小端为等直径圆环，再通过变直径过渡到大端，塔形密封罩二（15）的两端分别固定在球笼本体（19）和滚珠花键套（7）上；所述透气防水装置（20）的封盖(24)通过硫化胶体（25）分别与外套一（1）、外套二（18）的内孔紧密连接，压环（22）卡在封盖(24)的环形槽内，用于限定压环（22）轴向位置的孔挡圈一（21）卡在封盖（24）圆环形外凸台（30）的内槽里，封盖（24）内设有通气孔（26），封盖（24）的环形间隙（27）与通气孔（26）形成排气通道，橡胶膜片（23）的开口向内装入封盖（24）内，封盖（24）的圆环形内凸台（28）与压环（22）对橡胶膜片（23）形成挤压，使橡胶膜片（23）产生变形张力，即可排降万向节腔内热气压，又可防止水进入腔内。


2.根据权利要求1所述的水陆两用中间带滚珠花键副的球笼式等速万向传动轴总成，其特征在于：所述滚珠花键套（7）内插接有滚珠花键轴（12），滚珠花键轴副的动力从滚珠花键轴（12）端输入，滚珠花键轴（12）与滚珠花键套（7）上加工有数排滚道，所述滚道为圆形、椭圆形或腰形，滚珠花键轴（12）与滚珠花键套（7）之间设有滚珠保持架（10），滚珠保持架（10）沿轴向设有与滚道相对应的滚珠孔，滚珠（9）嵌置在滚珠孔内沿滚道滚动，实现滚珠花键轴副的扭矩传递和伸缩滑移，轴头（6）与滚珠花键套（7）焊接为一体实现滚珠花键轴副的动力输出；所述轴头（6）和滚珠花键轴（12）的中心均加工有用于既可保持滚珠花键副内部与两侧连接部件之间气压均衡、减小气压变化产生滑移阻力、又能实现减重的通孔；孔挡圈二（13）安装在滚珠花键套（7）的挡圈槽内，滚珠花键轴（12）的滚道两侧安装有对滚珠保持架（10）进行限位、保证滚珠（9）始终在适当位置工作的轴挡圈一（8）和轴挡圈二（14）；所述轴头（6）和滚珠花键套（7）外圆沿轴向有两个或两个以上、用于安装塔形密封罩一（4）小口端和塔形密封罩二（15）...

【专利技术属性】
技术研发人员：李文喜，王何群，孙石磊，李丹，王富，王朝襄，
申请(专利权)人：襄阳博亚精工装备股份有限公司，
类型：新型
国别省市：湖北;42