[发明专利]一种小型化三球销式移动节的优化设计方法

说明书

本发明是一种优化设计方法，特别涉及一种小型化三球销式移动节的优化设计方法。按以下步骤进行：设计要求→三柱槽壳球道直径的优化→三柱槽壳球道形状的优化→三销架轴颈的优化→三销架材质的优化→三销架轴颈退刀槽部位结构的优化→三销架热处理的优化→三销架内花键齿根圆弧的优化发。一种小型化三球销式移动节的优化设计方法结构紧凑，提升操作性能。

技术领域

本发明是一种优化设计方法，特别涉及一种小型化三球销式移动节的优化设计方法。

背景技术

三球销式移动节是由三球销万向节、三柱槽壳组成。现有三球销式移动节结构较大，在满足强度、寿命要求的前提下，选择的产品的结构较大，随着目前主机厂对于小型化，轻量化提出需求，逐步已经不能满足客户的空间布置要求，不能满足客户日益降低产品重量，满足汽车燃油经济性的要求。

发明内容

本发明主要是解决现有技术中存在的不足，在满足强度要求、寿命要求的前提下，通过CAE分析，改进优化产品设计结构，减小产品的尺寸，以满足空间布置要求，降低产品重量要求，提高产品性能的一种小型化三球销式移动节的优化设计方法。

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：

一种小型化三球销式移动节的优化设计方法，按以下步骤进行：

(1)、设计要求：

通过优化三球销式移动节的三柱槽壳、三球销万向节的三销架、球环的设计，达到在空间体积减小的前提下，确保产品的静扭强度、扭转疲劳强度、寿命要求跟传统设计一致；

(2)、三柱槽壳球道直径的优化：

为了减小空间体积，势必要减小三柱槽壳的最大外圆直径，三柱槽壳外形减小后势必减小球道PCD直径，为了达到与传统设计一致的强度和寿命要求，因此需要加大球道直径；球道直径的区间值33.10～43.67mm；

(3)、三柱槽壳球道形状的优化：

将原先球道的圆弧形更改成AC型，AC型即两点接触，更加有利于使用中油脂进入球道接触部位，达到对三柱槽壳球道与球环之间的充分润滑，从而提高接触疲劳寿命，使小型化的万向节达到与传动节型一致的耐久寿命要求；AC型球道比传统球道在使用中的滑移阻力更加小，能减少运动中能量的消耗，有更高的传动效率；同时能有效降低轴向力和高频滑移阻力，能有效降低整车存在的横向摆动问题，有更加优越的NVH性能；AC型球道的接触角为10°，球道圆弧半径与球道直径的比值为0.68，球道底隙为0.04-0.10mm；

(4)、三柱槽壳滚道的直径和球环的直径的优化：

通过优化三柱槽壳滚道的直径和球环的直径配合，以减小在工作中承受的应力，从而提高产品寿命和强度，提高球环的抗压碎力，同时显著减小了内部的圆周间隙，有更好的NVH性能；

球环采用了加大内孔直径，加大外球面直径，减小宽度的设计；通过减小宽度可以满足更加小的空间布置要求；通过加大内孔直径，可以在球环内孔和三销架轴颈之间布置更多的滚针，以满足强度和耐久寿命要求；通过加大外球面直径，确保球环内孔和外球面之间的壁厚，有效降低球环内孔和外球面处的应力，达到满足强度和耐久寿命要求；球环内孔直径的区间值22.64～28.27mm；

(5)、三销架轴颈的优化：

三销架轴颈直径加粗，通过轴颈加粗，一方面可以提高轴颈部位的强度，另一方面轴颈加粗后所配的滚针数量增加，在使用中接触到的滚针数量增加，分配到每个滚针上的载荷降低，受到的应力降低，因此就提高了耐久寿命；

三销架轴颈直径的区间值18.62～24.25mm

如某系列的传统设计的三销架轴颈直径是：21.02mm,滚针数量：36根；而小型化后的三销架轴颈直径是：22.34mm，滚针数量：38根；