一種新型萬(wàn)向節(jié)叉的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明為一種新型萬(wàn)向節(jié)叉，具體是機(jī)械及汽車傳動(dòng)系中常用的與傳動(dòng)軸管焊接的萬(wàn)向節(jié)叉。在目前使用的萬(wàn)向節(jié)叉毛坯基礎(chǔ)上，去除內(nèi)檔中間凸臺(tái)和底部?jī)?nèi)窩復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，改為通孔的中空結(jié)構(gòu)(附圖所示)；同時(shí)把兩耳叉鍛造毛坯內(nèi)檔的平面結(jié)構(gòu)，修改為兩耳叉內(nèi)檔面帶有“U”形凹陷的新型鍛造毛坯結(jié)構(gòu)。
【專利說明】一種新型萬(wàn)向節(jié)叉

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明為一種新型萬(wàn)向節(jié)叉，具體是機(jī)械及汽車傳動(dòng)系中常用的與傳動(dòng)軸管焊接的萬(wàn)向節(jié)叉。
技術(shù)背景
[0002]萬(wàn)向節(jié)叉(圖1所示)是機(jī)械及汽車傳動(dòng)系中傳遞扭矩的常用關(guān)鍵零件之一，目前使用的萬(wàn)向節(jié)叉有如下急待解決的問題:結(jié)構(gòu)形狀復(fù)雜；零件強(qiáng)度低；鍛造和機(jī)加難度較大；重量較重造成成本高，難以滿足現(xiàn)今汽車輕量化及低成本高效益的要求。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了克服上述目前使用的萬(wàn)向節(jié)叉的不足，本發(fā)明提供了一種新型萬(wàn)向節(jié)叉(圖4所示)結(jié)構(gòu)方案。根據(jù)工程力學(xué)原理——圓棒料實(shí)心截面軸的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力分布規(guī)律(圖5所示):當(dāng)截面邊緣的最大切應(yīng)力達(dá)到許用切應(yīng)力時(shí)，圓心附近各點(diǎn)處的應(yīng)力很小，為了合理利用材料，宜將材料向遠(yuǎn)離圓心的部分放置，即中間可以成空心結(jié)構(gòu)。依據(jù)以上原理，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:去除目前使用的萬(wàn)向節(jié)叉中間凸臺(tái)和底部?jī)?nèi)窩復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，改為通孔的中空結(jié)構(gòu)，從而大大降低了毛坯自身重量，而在萬(wàn)向節(jié)叉的耳叉?zhèn)炔窟M(jìn)行加強(qiáng)，在節(jié)約材料的基礎(chǔ)上增加強(qiáng)度，可以在節(jié)約材料的同時(shí)實(shí)現(xiàn)降低成本的目的；另外因萬(wàn)向節(jié)叉的兩耳叉要加工出裝配十字軸總成的耳孔(圖4所示)，而目前使用的萬(wàn)向節(jié)叉毛坯兩耳叉內(nèi)檔是平的(圖2所示)，為了節(jié)約材料，把萬(wàn)向節(jié)叉兩耳叉毛坯內(nèi)檔面設(shè)計(jì)出帶有“U”形凹陷的新型結(jié)構(gòu)(圖3所示)，節(jié)約材料的同時(shí)實(shí)現(xiàn)降低鍛造和機(jī)加難度的目的。
[0004]本發(fā)明的有益效果是:根據(jù)我們的思路對(duì)所有的萬(wàn)向節(jié)叉進(jìn)行重新設(shè)計(jì)，一件萬(wàn)向節(jié)叉節(jié)約原材料1.2-2.5Kg，節(jié)約材料成本20% -25%，中國(guó)目前萬(wàn)向節(jié)叉年需求量在500萬(wàn)件以上，可以節(jié)約鋼材I萬(wàn)噸，年可以節(jié)約成本5000萬(wàn)元以上，能獲得巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0005]附圖1是目前使用的萬(wàn)向節(jié)叉的成品圖
[0006]附圖2是目前使用的萬(wàn)向節(jié)叉的毛坯圖
[0007]附圖3是根據(jù)新型萬(wàn)向節(jié)叉技術(shù)方案設(shè)計(jì)出的萬(wàn)向節(jié)叉毛坯圖
[0008]附圖4是根據(jù)新型萬(wàn)向節(jié)叉技術(shù)方案設(shè)計(jì)出的萬(wàn)向節(jié)叉成品圖
[0009]附圖5是圓棒料實(shí)心截面軸的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力分布圖
[0010]附圖6是目前使用的萬(wàn)向節(jié)叉靜態(tài)仿真圖
[0011]附圖7是新型萬(wàn)向節(jié)叉靜態(tài)仿真圖具體的實(shí)施方式
[0012]目前使用62孔系的萬(wàn)向節(jié)叉，毛坯件重8.6Kg，根據(jù)本發(fā)明技術(shù)方案設(shè)計(jì)出來的新型62孔系萬(wàn)向節(jié)叉，毛坯件重只有6.5Kg。
[0013]進(jìn)行有限元分析，在27000N.m的扭矩加載下，目前使用的62孔系萬(wàn)向節(jié)叉毛坯應(yīng)力最集中處應(yīng)力達(dá)到530MPa，而新型萬(wàn)向節(jié)叉毛坯應(yīng)力最集中處應(yīng)力僅460MPa，增加強(qiáng)度13%左右。
[0014]做破坯強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)，目前使用62孔系的萬(wàn)向節(jié)叉加載扭矩38000N.m時(shí)扭斷，而新型萬(wàn)向節(jié)叉卻需加載扭矩45000N.m才扭斷。
[0015]做疲勞強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)，加載扭矩19000N.m，原62孔系萬(wàn)向節(jié)叉運(yùn)行21萬(wàn)次產(chǎn)生裂紋，而新型萬(wàn)向節(jié)叉運(yùn)行了 30萬(wàn)次也沒裂紋。
【權(quán)利要求】
1.一種新型萬(wàn)向節(jié)叉，其特征在于:萬(wàn)向節(jié)叉毛坯和成品內(nèi)檔底部為中空結(jié)構(gòu)；在不去除萬(wàn)向節(jié)叉內(nèi)檔底部形成的鍛造連皮的情況下，當(dāng)連皮厚度不大于6mm時(shí)，也視為中空結(jié)構(gòu)；萬(wàn)向節(jié)叉鍛造毛坯的兩耳叉內(nèi)檔面帶有“U”形的凹陷結(jié)構(gòu)。
【文檔編號(hào)】F16D3/16GK104295622SQ201310305625
【公開日】2015年1月21日 申請(qǐng)日期:2013年7月15日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月15日
【發(fā)明者】翁運(yùn)忠 申請(qǐng)人:翁運(yùn)忠, 曹立新, 黃永剛