專利名稱：一種整體滾珠花鍵副可伸縮導(dǎo)向桿的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及汽車懸架系統(tǒng)以及其他定直線平移運動結(jié)構(gòu)中的導(dǎo)向桿領(lǐng)域，具體來說，為一種整體滾珠花鍵副可伸縮導(dǎo)向桿。
背景技術(shù)：
懸架是保證車輪或者車橋與汽車承載系統(tǒng)(車架或者承載式車身)之間具有彈性聯(lián)系并能夠傳遞載荷、緩和沖擊、衰減振動以及調(diào)節(jié)汽車在行駛過程中車身位置等有關(guān)裝置的總稱。一般懸架主要由彈性元件、減震裝置和導(dǎo)向機構(gòu)三部分組成。在有些情況下，某一零部件兼起兩種或者三種作用，比如鋼板彈簧兼起彈性元件和導(dǎo)向機構(gòu)的作用。其中導(dǎo)向機構(gòu)的功能是確保車輪與車身或車架之間所有的力和力矩可靠傳遞，并決定車輪相對于車身或車架的位移特性。導(dǎo)向機構(gòu)決定了車輪跳動時的運動軌跡和車輪定位參數(shù)的變化情 況，以及汽車前后側(cè)傾中心和縱傾中心的位置，在很大程度上影響了整車的操縱穩(wěn)定性和 抗縱傾能力。根據(jù)導(dǎo)向機構(gòu)的特點，汽車懸架主要可以分為非獨立懸架和獨立懸架兩大類。非獨立懸架的典型特征在于左右車輪之間由一剛性梁或者非斷開式的車橋聯(lián)接，當(dāng)單邊車輪跳動時，直接影響到另一側(cè)車輪。非獨立懸架系統(tǒng)的平穩(wěn)性與舒適性較差，但同時又具有造價低、承載力大的特點，目前部分小型轎車的后懸架與貨車、大客車配備這種懸架系統(tǒng)。獨立懸架的結(jié)構(gòu)特點是兩側(cè)的車輪單獨地通過彈性懸架與車身或車架聯(lián)接，車橋做成斷開式。因此，獨立懸架有以下優(yōu)點獨立懸架具有以下優(yōu)點①兩側(cè)車輪可以單獨運動互不影響，提高操控性；②減小了非簧載質(zhì)量，有利于汽車的平順性；③采用斷開式車橋，可以降低發(fā)動機位置，降低整車重心；④車輪運動空間較大，可以降低懸架剛度，改善平順性。以上優(yōu)點使獨立懸架被廣泛地應(yīng)用在現(xiàn)代汽車上，特別是轎車的轉(zhuǎn)向輪都普遍采用了獨立懸架，為了提高行駛安全性，越來越多的高級轎車的后懸也采用了獨立懸架。懸架性能的差異方面，導(dǎo)向機構(gòu)占很大因素，而導(dǎo)向機構(gòu)的運動規(guī)律直接影響車輪定位參數(shù)的變化。盡管懸架的結(jié)構(gòu)各不相同，但其最終目的都是通過各種設(shè)計使得前輪定位參數(shù)在運動過程中的變化合理且盡量小。目前，在汽車上應(yīng)用最廣泛的獨立懸架主要有麥弗遜式懸架、雙橫臂獨立懸架、和多連桿獨立懸架?？偟膩碚f，當(dāng)前最經(jīng)濟適用、性價比最高的前獨立懸架是麥弗遜式；能做高性能調(diào)校和匹配的懸掛是多連桿和雙橫臂式；結(jié)構(gòu)最復(fù)雜、實現(xiàn)功能最多的是多連桿式懸架。目前常規(guī)的獨立懸架雖然在功能上都能夠滿足懸架設(shè)計要求，但是當(dāng)車輪跳動時，車輪定位參數(shù)均會變化。在實際應(yīng)用中，車輪任何定位參數(shù)的變化都會對汽車操縱穩(wěn)定性或者其他方面性能產(chǎn)生不利影響，比如輪距的變化會導(dǎo)致汽車直線行駛能力下降，同時還造成滾動阻力增大和對轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的影響；車輪外傾角的變化會導(dǎo)致輪胎異常磨損。麥弗遜懸架在車輪上下跳動時，其減振器下支點隨著橫擺臂擺動，主銷軸線的斜角隨之變化，因此其車輪定位參數(shù)在懸架運動時有較大的變化。雙叉臂式懸架通過合理設(shè)計上下橫臂，可以使車輪和主銷參數(shù)變化不大；但由于受導(dǎo)向機構(gòu)運動原理的限制，不能從根本上解決部分定位參數(shù)變化過大的問題。多連桿懸架運動軌跡在理論及實際上都是復(fù)雜的空間曲線，使得車輪定位參數(shù)在車輪上下跳動過程中的變化情況要比傳統(tǒng)的麥弗遜懸架和雙橫臂懸架等更惡劣；而且懸架調(diào)校和匹配的難度大，其運動和動力性能對結(jié)構(gòu)參數(shù)非常敏感，如果匹配不當(dāng)，車輪定位參數(shù)的變化范圍會很大。如何設(shè)計獨立懸架的導(dǎo)向機構(gòu)，使得車輪跳動時能夠保證其定位參數(shù)基本不變，這是懸架結(jié)構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計中的一個重點和難點。傳統(tǒng)的獨立懸架導(dǎo)向桿不具有可自動伸縮位移補償功能，萬向集團和清華大學(xué)曾聯(lián)合提出一種能夠用于汽車懸架的直線導(dǎo)引機構(gòu)，參見I.張杰，趙景山，資小林，王建宜.一種彈性多連桿直線導(dǎo)引獨立懸架[P].中國專利CN201110218599. 2,2012-02-22. 2·張杰，趙景山，資小林，劉向· 一種具有直線運動伸縮補償功能的3-RRR機構(gòu)[P],中國專利CN201110215810. 5，2011-12-21·。上述專利I中懸架的導(dǎo)向桿均為彈性桿，其導(dǎo)向機構(gòu)沿著車輪縱向的剛度較差，導(dǎo)向機構(gòu)上下跳動到極限位置時，彈性桿可能產(chǎn)生運動突變；并且對于導(dǎo)向桿復(fù)合材料的彈性、強度和韌性都要求很高；2中懸架支鏈均為RRR運動鏈，其沿垂直于RRR運動鏈所確定的平面的方向剛度較差，并且鉸鏈運動副很多，結(jié)構(gòu)復(fù)雜。因此需要尋求更為實用的可實現(xiàn)自動伸縮功 能的懸架導(dǎo)向桿。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述存在的不足，而提供一種結(jié)構(gòu)簡單，便于布置，可用于汽車前、后獨立懸架及其他做定直線平移運動的機械結(jié)構(gòu)之中的整體滾珠花鍵副可伸縮導(dǎo)向桿。本發(fā)明的目的是通過如下技術(shù)方案來完成的，它包括橡膠襯套、花鍵軸連桿、卡簧、O型密封圈、滾珠、滾珠保持架、花鍵軸套連桿、防塵罩，所述花鍵軸連桿設(shè)有繞周向均勻分布的若干條外滾道，滾道橫截面為圓弧型；所述花鍵軸套連桿設(shè)有繞周向均勻分布的、與外滾道相同數(shù)量和形狀的內(nèi)滾道，且內(nèi)滾道與外滾道滿足相應(yīng)的配合關(guān)系；所述滾珠保持架為筒形，設(shè)有繞周向均勻分布的滾珠安裝孔，滾珠與滾珠保持架裝配后分別與花鍵軸連桿和花鍵軸套連桿裝配形成整體式滾珠花鍵副。作為優(yōu)選，所述的兩個O型密封圈并排安裝在花鍵軸套連桿的外側(cè)。作為優(yōu)選，所述的滾珠保持架上設(shè)置有以防止工作時滾珠滑出掉落的卡簧。作為優(yōu)選，所述的防塵罩兩端分別安裝在花鍵軸連桿和花鍵軸套連桿上。作為優(yōu)選，所述的花鍵軸套連桿的一個連接端頭設(shè)有銷孔，并通過橡膠襯套和螺栓與車身進行聯(lián)接裝配；所述的花鍵軸連桿一個連接端頭設(shè)有銷孔，并通過橡膠襯套和螺栓與轉(zhuǎn)向節(jié)進行聯(lián)接裝配。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點及突出性效果可應(yīng)用于車輛前后獨立懸架，通過特定的布置，實現(xiàn)車輪的外傾角、主銷內(nèi)傾角和后傾角、車輪前束(后束)、左右輪距以及前后軸距等定位參數(shù)，在車輪上下跳動過程中基本保持不變，從而有效降低了輪胎的磨損，并能夠有效地提高汽車的操縱穩(wěn)定性、行駛平順性以及乘坐的舒適性；由于采用了整體式的滾珠花鍵副，導(dǎo)向桿結(jié)構(gòu)簡單緊湊，滾珠花鍵副磨損后可以方便更換，提高了可伸縮式懸架導(dǎo)向桿的工作壽命以及實用性。


圖I是本發(fā)明提供的一種整體滾珠花鍵副可伸縮導(dǎo)向桿的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是該種導(dǎo)向桿裝配于多連桿直線平移式懸架之中的示意圖。圖3是該種導(dǎo)向桿采用滾柱花鍵副的結(jié)構(gòu)示意圖。附圖中的標號分別為1_橡膠襯套；2_花鍵軸連桿；3-卡簧；4-0型密封圈；5-滾珠；6_滾珠保持架；7_花鍵軸套連桿；8-防塵罩；9_轉(zhuǎn)向節(jié)；10_車身；11-上側(cè)第一條懸架支鏈；12_下側(cè)第一條懸架支鏈；13_下側(cè)第二條懸架支鏈；14_上側(cè)第二條懸架支鏈；15-滾柱花鍵軸連桿；16_滾柱花鍵軸套連桿；17_滾柱；18_滾柱保持架。
具體實施方式

下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明做詳細的介紹如附圖I所示，本發(fā)明包括兩個橡膠襯套I、花鍵軸連桿2、卡簧3、兩個O型密封圈4、滾珠5、滾珠保持架6、花鍵軸套連桿7、防塵罩8?；ㄦI軸連桿2設(shè)有繞周向均勻分布的4條外滾道，數(shù)量可為3、4、6等，滾道橫截面為圓弧型。所述花鍵軸套連桿7設(shè)有繞周向均勻分布的、與外滾道相同數(shù)量和形狀的內(nèi)滾道，且內(nèi)滾道與外滾道滿足相應(yīng)的配合關(guān)系；滾珠保持架6為筒形，設(shè)有繞周向均勻分布的滾珠安裝孔，滾珠5與滾珠保持架6裝配后分別與花鍵軸連桿2和花鍵軸套連桿7裝配形成整體式滾珠花鍵副?？ɑ?用于以防止工作時滾珠滑出掉落。兩個O型密封圈4并排安裝在花鍵軸套連桿7的外側(cè)，其作用是防止?jié)L道內(nèi)潤滑脂溢出和外界灰塵、水潰等進入滾道降低滾道使用壽命。防塵罩8的兩端分別安裝在花鍵軸連桿2和花鍵軸套連桿7上，作為二級防塵、防水和防腐蝕裝置。整體滾珠花鍵副導(dǎo)向桿的裝配順序為①將橡膠襯套I分別與花鍵軸連桿2和花鍵軸套連桿7采用過盈裝配將滾珠5與滾珠保持架6裝配為整體，按照對應(yīng)關(guān)系放進花鍵軸套連桿7內(nèi)，然后安裝卡簧3和O型密封圈4 將花鍵軸連桿2按照對應(yīng)關(guān)系插入花鍵軸套連桿7，形成只具有一個沿軸向移動自由度的滾珠花鍵副；④安裝防塵罩8，并分別與花鍵軸連桿2和花鍵軸套連桿7采用卡箍固定。圖2是該種導(dǎo)向桿裝配于多連桿直線平移式懸架之中的示意圖，整體滾珠花鍵副導(dǎo)向桿的兩個連接端頭設(shè)有銷孔，可以分別通過橡膠襯套I和螺栓與轉(zhuǎn)向節(jié)9、車身10進行聯(lián)接裝配。圖3是整體滾珠花鍵副導(dǎo)向桿的實施例之二，采用滾柱17代替滾珠5，滾柱花鍵軸連桿15代替花鍵軸連桿2，滾柱花鍵軸套連桿16代替花鍵軸套連桿7，滾柱保持架18代替滾珠保持架6，相應(yīng)花鍵軸連桿2和花鍵軸套連桿7的圓弧滾道改為了方形滾道，滾珠保持架6改為條形狀。如圖2的四條懸架導(dǎo)向桿的過約束布置使得懸架系統(tǒng)僅具有一個自由度，其中四條懸架支鏈所在的鉛垂平面非共面，且交線共線或者平行。為了提高懸架機構(gòu)的構(gòu)型穩(wěn)定性和提高承載能力，其優(yōu)選方案是上側(cè)第一條懸架支鏈11和下側(cè)第一條懸架支鏈12所在的鉛垂平面共面，上側(cè)第二條懸架支鏈14和下側(cè)第二條懸架支鏈13所在的鉛垂平面共面，且兩鉛垂平面的夾角為90°。因此，本發(fā)明所提供的整體滾珠花鍵副導(dǎo)向桿應(yīng)用于懸架系統(tǒng)時，根據(jù)實際的懸架設(shè)計要求，通過特定的布置，可使的轉(zhuǎn)向節(jié)及車輪只具有一個上下直線運動的自由度；從而實現(xiàn)車輪的定位參數(shù)在車輪上下跳動過程中基本保持不變，有效降低了輪胎的磨損，并能夠有效地提高汽車的操縱穩(wěn)定性、行駛平順性以及乘坐的舒適性；并且采用整體滾珠花鍵副，導(dǎo)向桿結(jié)構(gòu)簡單，磨損后可以更換，提高了導(dǎo)向桿的工作壽命以及實用性。同時，本發(fā)明還可以應(yīng)用于飛機的起落架，以及作為導(dǎo)向機構(gòu)應(yīng)用于任何需要做定直線平移運動的機 械結(jié)構(gòu)中。
權(quán)利要求
1.一種整體滾珠花鍵副可伸縮導(dǎo)向桿，其特征在于包括橡膠襯套(I)、花鍵軸連桿(2)、卡簧(3)、O型密封圈(4)、滾珠(5)、滾珠保持架(6)、花鍵軸套連桿(7)、防塵罩(8)，所述花鍵軸連桿(2)設(shè)有繞周向均勻分布的若干條外滾道，滾道橫截面為圓弧型；所述花鍵軸套連桿(7)設(shè)有繞周向均勻分布的、與外滾道相同數(shù)量和形狀的內(nèi)滾道，且內(nèi)滾道與外滾道滿足相應(yīng)的配合關(guān)系；所述滾珠保持架(6)為筒形，設(shè)有繞周向均勻分布的滾珠安裝孔，滾珠(5)與滾珠保持架(6)裝配后分別與花鍵軸連桿(2)和花鍵軸套連桿(7)裝配形成整體式滾珠花鍵副。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的整體滾珠花鍵副可伸縮導(dǎo)向桿，其特征在于所述的兩個O型密封圈(4)并排安裝在花鍵軸套連桿(7)的外側(cè)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的整體滾珠花鍵副可伸縮導(dǎo)向桿，其特征在于所述的滾珠保持架(6)上設(shè)置有以防止工作時滾珠(5)滑出掉落的卡簧(3)。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的整體滾珠花鍵副可伸縮導(dǎo)向桿，其特征在于所述的防塵罩(8)兩端分別安裝在花鍵軸連桿(2)和花鍵軸套連桿(7)上。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的整體滾珠花鍵副可伸縮導(dǎo)向桿，其特征在于所述的花鍵軸套連桿(7)的一個連接端頭設(shè)有銷孔，并通過橡膠襯套(I)和螺栓與車身(10)進行聯(lián)接裝配；所述的花鍵軸連桿(2) —個連接端頭設(shè)有銷孔，并通過橡膠襯套(I)和螺栓與轉(zhuǎn)向節(jié)(9)進行聯(lián)接裝配。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種整體滾珠花鍵副可伸縮導(dǎo)向桿，包括橡膠襯套、花鍵軸連桿、卡簧、O型密封圈、滾珠、滾珠保持架、花鍵軸套連桿、防塵罩，所述花鍵軸連桿設(shè)有繞周向均勻分布的若干條外滾道，滾道橫截面為圓弧型；所述花鍵軸套連桿設(shè)有繞周向均勻分布的、與外滾道相同數(shù)量和形狀的內(nèi)滾道，且內(nèi)滾道與外滾道滿足相應(yīng)的配合關(guān)系；所述滾珠保持架為筒形，設(shè)有繞周向均勻分布的滾珠安裝孔，滾珠與滾珠保持架裝配后分別與花鍵軸連桿和花鍵軸套連桿裝配形成整體式滾珠花鍵副。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，便于布置，可用于汽車前、后獨立懸架及其他做定直線平移運動的機械結(jié)構(gòu)之中。
文檔編號B60G3/00GK102941787SQ20121037488
公開日2013年2月27日 申請日期2012年9月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月29日
發(fā)明者資小林, 趙景山, 張 杰, 劉向, 郭增均, 馮之敬 申請人:萬向錢潮股份有限公司, 萬向集團公司