[發明專利]水陸兩用中間帶滾珠花鍵副的球籠式等速萬向傳動軸總成

在審

• 申請號: 202010545712.7
• 申請日: 2020-06-16
• 公開（公告）號: CN112303137A
• 公開（公告）日: 2021-02-02
• 發明（設計）人: 李文喜;王何群;孫石磊;李丹;王富;王朝襄
• 申請（專利權）人: 襄陽博亞精工裝備股份有限公司
• 主分類號: F16D3/06
• 分類號: F16D3/06;F16D3/16;F16D3/223;F16D3/84
• 代理公司: 襄陽中天信誠知識產權事務所 42218
• 代理人: 苗德俊

一種水陸兩用中間帶滾珠花鍵副的球籠式等速萬向傳動軸總成，用于動力傳遞。中間為滾珠花鍵副結構，兩端的萬向節采用球籠式，萬向節的球籠本體兩端裝有塔形密封罩和透氣防水裝置。本發明可改善傳動軸內部空氣動力狀態，有利散熱，減小氣壓因素對滑移阻力的影響；運用滾珠花鍵結構，可減小滑移阻力，降低摩擦發熱，快速響應萬向節長度變化伸縮需求；用熱塑彈性體材質替代傳統氯丁橡膠材質密封罩，突破了吹塑工藝技術限制，可開發出直徑大于150mm的吹塑級熱塑彈性體材質塔形密封罩，根據不同功能需求，兩端塔形密封罩采用不同波浪形態；采用兩個或以上的密封罩安裝槽，可合理調整密封罩軸向安裝位置，提升同一密封罩不同工況適應性。

技術領域

本發明涉及聯軸器傳動技術領域，特別是一種適用于水、陸兩種工況環境下，中間帶滾珠花鍵副的球籠式等速萬向傳動軸總成。

背景技術

傳動軸作為動力傳遞系統的關鍵零部件，萬向節的可靠性顯得尤為重要。通過對球籠式等速萬向節已有失效模式、潛在故障模式、影響及發生概率等級進行了全面而細致的分析，分析結果顯示，密封罩破裂、球籠本體燒結是球籠式等速萬向節風險等級最高的故障模式，應予以優先控制。

球籠本體燒結的主要原因為高溫發熱引起，而發熱與球面副的摩擦直接相關，球面副摩擦主要受到摩擦力的影響，摩擦力的來源有兩個方面：一是球籠式等速萬向節工作旋轉傳遞的扭矩，二是球籠式等速萬向節工作伸縮時的附加軸向力。其中球籠式等速萬向節工作旋轉時的扭矩是由動力系統輸入的，為球籠式等速萬向節所需要的正常承受力；球籠式等速萬向節工作伸縮時的附加軸向力則是內部產生的有害附加力，應盡量減小。從引起球籠本體燒結的球面副摩擦發熱的附加受力分析，可知中間花鍵伸縮阻力是導致球籠本體保持架球面副產生額外摩擦熱的主要因素，也是限制球籠式等速萬向節工作適應性的重要不利因素。而目前市場上使用的傳動軸，普遍采用中間花鍵副結構的伸縮形式。

同時，球籠式等速萬向節在使用過程中，由于其密封在內部的萬向節配合面部位的旋轉和配合面間的摩擦，會造成球籠式等速萬向節發熱，導致密封內部氣體溫度升高，內部氣壓上升，如果發熱且內部氣壓上升后不能使密封內部的氣體排出，則內部氣壓會超出密封罩變形強度，造成密封罩異常受力或者膨脹后與外部其它物體發生干涉，這樣在使用過程中，會造成密封罩損壞失效。因此，傳動軸在使用過程中需要進行排氣，同時還要達到防水、防塵效果，不能使水或異物進入萬向節內，破壞萬向節的潤滑狀態。而現代工業生產中常見的通氣裝置有氣孔、單向氣閥、氣門開關等。在機械設備通氣管路中，這些通氣裝置大多使用在大氣工作環境下，雖然能有效排出氣體，但逆向防水效果很差，使它們的使用范圍受到極大的限制，特別對于在涉水工作環境下的一些車輛輪邊驅動中使用的球籠式等速萬向節，既要將行車時萬向節因摩擦發熱產生的熱氣壓排出腔體，使萬向節腔體內部與環境氣壓平衡，保障萬向節的正常使用；又要防止球籠式等速萬向節在水中運行環境下，水進入萬向節內部破壞萬向節內部潤滑環境，導致萬向節異常工作失效。而現行使用的通氣裝置無法達到上述要求。

發明內容

為克服現有技術的不足，本發明的發明目的在于提供一種水陸兩用中間帶滾珠花鍵副的球籠式等速萬向傳動軸總成，以滿足傳動系統對萬向節越來越嚴苛的使用工況需求，降低球籠式等速萬向節的故障率，提高球籠式等速萬向節的可靠性。

為實現上述發明目的，本發明的球籠式等速萬向傳動軸的中間為滾珠花鍵副結構，兩端的萬向節采用球籠式，萬向節的球籠本體的兩端裝有塔形密封罩和透氣防水裝置；所述塔形密封罩采用熱塑彈性體制作，塔形密封罩一的外形為變直徑波浪形結構，兩端分別固定在球籠本體和軸頭上，塔形密封罩二的外形為等直徑和變直徑結合的波浪形結構，小端為等直徑圓環，再通過變直徑過渡到大端，塔形密封罩二的兩端分別固定在球籠本體和滾珠花鍵套上；所述透氣防水裝置的封蓋通過硫化膠體分別與外套一、外套二的內孔緊密連接，壓環卡在封蓋的環形槽內，用于限定壓環軸向位置的孔擋圈卡在封蓋圓環形外凸臺的內槽里，封蓋內設有通氣孔，封蓋的環形間隙與通氣孔形成排氣通道，橡膠膜片的開口向內裝入封蓋內，封蓋的圓環形內凸臺與壓環對橡膠膜片形成擠壓，使橡膠膜片產生變形張力，即可排降萬向節腔內熱氣壓，又可防止水進入腔內。