[发明专利]复合轴承结构万向节及制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及机械行业的一种连接零件，尤其涉及一种复合轴承结构的万向节以及它的制造方法。

背景技术

十字轴万向节应用于各种汽车、工程机械等的传动轴，传递旋转扭矩，是传动系统中一个极为重要 的零部件。在传统设计中，万向节的四个无内圈滚针轴承是采用滚针组装而成的，其外圈通常采用20Cr 或20CrMnTi材料，经过锻造、机加工、热处理淬火而成的，轴承的内滚道上设计圆周排列的滚针，与 十字轴配合成为万向节十字轴总成。这种十字轴万向节虽然应用广泛，但由于轴承内的滚针加工成本高， 装配困难，轴承外圈必须用合金结构淬火热处理工艺来制造，成本较高，对于低速高扭矩的场合，目前 还未出现可以代替滚针轴承的万向节。一个名为万向接头的滚针轴承的实用新型专利，专利号为 CN91202827.0，主要是在轴承内壳孔底端面处设有中央为圆孔的十字形油道，其中在十字形油道的四端 角依中心对称设置一圆形凹沟至内壳孔径壁，滚针设置在这圆形凹沟上，这种结构使润滑油及时流到滚 针上，使滚针及万向接头得到较佳的润滑效果，并有利于滚针的装配。该结构使用寿命较低，生产成本 较高。

发明内容

本发明主要是针对现有技术所存在的加工成本高，装配困难，生产工艺复杂，润滑较差，摩擦阻力 较大等的技术问题，提供一种结构合理简单，加工成本较低，装配方便简单，生产工艺简便，润滑较好， 摩擦阻力较小的复合轴承结构万向节，以及该复合轴承结构万向节的制造方法。

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：轴承圈的内壁或外壁上镀有铜基合金 粉末与尼龙复合材料，铜基合金粉末与尼龙复合材料烧结后轴承本体材料再卷制成型；轴承本体材料可 由钢板、聚四氟乙烯、尼龙材料、青铜中的任意一种组成；聚四氟乙烯或尼龙材料内添加有高分子化学 复合材料；钢板或青铜表面加工有油穴孔，卷制前表面涂有油脂。铜基合金粉末与尼龙复合材料烧结后 可提高万向节在高扭矩条件下的耐磨性，聚四氟乙烯或尼龙材料内添加有高分子化学复合材料后提高抗 磨性；对非金属的工程材料、尼龙复合轴承，用注塑机模具成型制造，其使用寿命与金属复合轴承相比 要低，适用于承受载荷较小的场合，如微型汽车底盘传动轴和转向传动轴。对于重型载重车及工程机 械传递扭矩较大的万向节，考虑采用青铜卷制的轴承或固体镶嵌轴承。青铜卷制轴承在摩擦面加工出各 种油穴孔后，延长使用寿命，性能提高到黄铜的5倍，而在缺润滑油的情况下，固体润滑剂仍起到有效 的润滑作用。尼龙材料的主要成分为聚酰胺，包括PA6、PA46、PA66、PA610、PA612，同时包括半芳 香族尼龙PA6T以及特种尼龙。

作为优选，钢板采用20Cr冷挤成形，热处理减薄其一半的渗碳层。热处理后，一般渗碳层深度在 0.05mm到0.20mm之间，相对于轴承内壁的磨损量也随之减少，硬度从通常的58～64HRC变为 55～62HRC，从而节约生产成本。

万向节的十字轴头和若干个套设在十字轴头的轴承套组成，轴承套一端封闭，一侧开有圆形开口， 轴承套内壁滚道添加有复合轴承圈，复合轴承圈代替滚针，其外壁与轴承套紧密贴合，且复合轴承圈与 轴承套过盈配合。制作复合轴承圈的材料可由多种，可由钢板、青铜、聚四氟乙烯或尼龙材料组成，复 合轴承圈代替了滚针，将原来的线接触变成现在的面接触。

作为优选，复合轴承圈的内壁或外壁上镀有复合材料层，复合轴承圈内壁上开有螺旋槽或若干蜂窝。 加注适量油脂提高灵活度，测试后显示，无油条件与加油条件相比，摩擦系数相差一倍多；转速较低时， 也可不设螺旋槽，以节约成本。

作为优选，蜂窝由若干相同圆形或菱形凹孔规则排列组成，圆形或菱形凹孔内装填有固体润滑剂。 复合材料层由铜基合金粉末与尼龙复合材料烧结而成，在螺旋槽或蜂窝中添加固定润滑剂，增加润滑， 减少面接触的摩擦系数。通常情况下，青铜基板为基体时，在螺旋槽或蜂窝填加以石墨为主的固体润滑 剂，使之具有更低的摩擦系数。

作为优选，轴承套开口由内到外依次呈台阶状，开口与轴承套内壁有斜面过渡，开口处设置有油封。 把复合轴承圈压入轴承后，立刻封加油封，防止润滑脂在轴承运动中溢出，增加轴承使用寿命。

作为优选，油封呈圆盘拱形状，其边缘平整，中心向外拱起，油封外设置有环状骨架，油封的边缘 镶嵌在骨架内。