CN102506054B - 一种车辆悬挂球头销总成 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种车辆悬挂球头销总成，其包括固定在横臂一端的球头座、定位销块、下球碗、球头销、螺塞、上球碗、球碗压盖和螺塞，所述定位销块包括定位块和固接于定位块上的圆柱体，定位销块的定位块卡接在开设于下球碗外表面上的定位槽中，定位销块的圆柱体安装在开设于球头座下部侧壁上的定位孔中，定位孔的内表面设有用于安装螺塞的螺纹，通过螺塞对定位销块进行固定。该球头销总成通过在下球碗的外表面上开设有定位槽，并与定位销块相配合，可限制下球碗绕其自身轴线的转动；此外，在下球碗的锥形面底端沿球头销运动包络面的两个极限方位上各切有一豁口的结构，可使球头销的摆角增大，特别适用于悬架行程较大的越野车辆。

Description

一种车辆悬挂球头销总成

技术领域

本发明属于球头销技术领域，具体地说，本发明涉及一种车辆悬挂球头销总成。

背景技术

目前的车辆双横臂悬挂的上、下横臂与轮毂连接均采用球头销方式来连接。球头销安装在位于横臂上的球头座中，其球头部靠上、下球碗来支承与固定、其销杆部穿过下球碗和球头座后露于球头座外部；上球碗是靠球碗压盖一类的固定在固定在横臂安装孔内的。

授权公告号为CN 201322041Y的实用新型公开了一种球头销组件，其包括球头座；容纳在所述球头座中的球头销，所述球头销具有球头部和销杆部；外衬套，容纳在所述外衬套中的内衬套，所述内衬套容纳彼此匹配的球头座和球头部；压盖，所述压盖设置在球头座与匹配的球头部相对的一端，并连接至所述外衬套的第一端；防尘罩，所述防尘罩的第一端连接至外衬套的第二端，所述防尘罩的第二端连接至所述球头销的销杆部；所述销杆部上形成有防尘罩保护部，所述防尘罩保护部与所述防尘罩的第二端相邻，且所述防尘罩的第二端可以抵住所述防尘罩保护部。虽然利用上述球头销组件可以有效地降低球头销组件在装配过程中被破坏的可能性，从而提高了产品组装过程的合格率，但该球头销组件的结构比较复杂，组装比较繁琐。

授权公告号为CN 201487027U的实用新型专利公开了一种球头销总成，其包括球头销、球头座、上球碗、下球碗及开口锁紧螺母；所述球头销的球头部位于上球碗与下球碗之间；所述球头座上设有上内腔和下内腔；所述上球碗和下球碗均安装在球头座的上内腔中；所述开口锁紧螺母的顶部与下球碗底部紧贴；所述下内腔的轴向长度远长于开口锁紧螺母的轴向长度。该球头销总成的优点在于：无需弹簧补偿能力，结构简单，生产成本低，安全性能好。

虽然上述列举的两篇球头销均具有各自的优点，但仍然存在下述两点主要缺陷：首先，由于大多球头销总成都是仅通过开口锁紧螺母一类的固定件对上、下球碗压紧，却没有对下球碗的轴向方向进行定位的结构，所以，当横臂运动时，很难保证下球碗不会绕球头座的中心轴转动，无法确保对下球碗的完全定位；其次，下球碗为圆形，球头销的摆动角度相对较小，如果车辆悬挂的横臂上下摆动幅度较大，下球碗可能会与球头销发生干涉。

因此，迫切的需要本领域技术人员提出一种可以克服上述缺陷的新型球头销总成。

发明内容

为了克服现有技术的上述缺陷，本发明提供一种能够限制下球碗绕其轴线转动，具有良好定位性能的车辆悬挂球头销总成。

为实现上述发明目的，本发明是通过如下技术方案实现的：

一种车辆悬挂球头销总成，其包括置于横臂一端的球头座以及安装在球头座内腔中的上球碗和下球碗，球头销的球头部位于上球碗与下球碗之间，球头销的销杆部依次穿过下球碗和球头座后露于球头座外部，位于球头座内腔中的上球碗上端压接有一球碗压盖，该球碗压盖与球头座通过螺钉相固接，其特征在于：该总成还包括一定位销块，所述定位销块包括定位块和固接于定位块上的圆柱体，所述定位销块的定位块卡接在开设于下球碗外表面上的定位槽中，所述定位销块的圆柱体安装在开设于球头座下部侧壁上的定位孔中，所述定位孔的内表面设有用于安装螺塞的螺纹，通过螺塞对定位销块进行固定。

其中，所述下球碗的内表面为球面，下球碗的外表面上部为圆柱面、下部为锥形面，所述下球碗的锥形面底端在球头销运动包络面的两个极限方位上分别切有一个豁口。

其中，所述球头座的内表面为圆柱面，该圆柱面下端设有与下球碗的锥形面相配合的锥形安装面。

其中，所述上球碗的内表面为球面，上球碗的外表面上部为锥形面、下部为圆柱面。

其中，所述球碗压盖包括圆盘和柱体，所述柱体位于圆盘的下端，柱体内开设有一锥面孔，所述球碗压盖通过该锥面孔压紧上球碗于球头销的球头部上；所述圆盘上开设有安装孔，其通过螺钉固定在球头座的上端。

其中，所述球头座的内表面上部设有内螺纹，所述球碗压盖的下部位于球头座中、且球碗压盖的外周面上设有与球头座的内螺纹相配合的外螺纹。

其中，所述定位块为长方体，所述定位槽沿下球碗的纵向方向设置，所述定位块的宽度d与定位槽的宽度相等。

其中，所述球头销的销杆部设有与车轮轮毂相连接的螺纹。

本发明的有益效果是：

本发明的球头销总成具有结构简单、定位效果佳、球头销的销杆部摆动幅度大等优点。首先，通过在下球碗的外表面上开设有定位槽，并与定位销块相配合，可以限制下球碗绕其自身轴线的转动；其次，通过在下球碗的锥形面底端沿着球头销运动包络面的两个极限方位上分别切有一个豁口，与传统的下球碗相比，该结构可使球头销的摆角增大，特别适用于悬架行程较大的越野车辆。

附图说明

图1为悬挂机构原理图；

图2为本发明球头销总成安装在横臂上的结构示意图

图3为图2中的A-A剖视图；

图4为图2中的B-B剖视图；

图5为安装在横臂一端的球头座外部结构示意图；

图6为球头座的剖面示意图(图5中的C-C剖视图)

图7、图8为定位销块的立体结构示意图；

图9为下球碗的立体结构示意图；

图10为下球碗的主视图；

图11为下球碗的左视图；

图12为下球碗的俯视图；

图13为球头销与横臂、下球碗相对极限运动位置的局部剖面示意图；

图14为球头销与下球碗相对极限运动位置的俯视图；

图中，1-横臂，2-定位销块，3-下球碗，4-球头销，5-螺塞，6-上球碗，7-球碗压盖，8螺钉，9-球头座，10-定位块，11圆柱体，12-定位槽，13-定位孔，14-豁口，15-球面，16圆柱面，17-锥形面，18-锥面孔，19-定位面，20-锥形安装面，21-安装孔，22-运动位置包络线；100-车体，101-上横臂，102-下横臂，103-轮毂总成，104-车轮，105-弹簧，106-减振器。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的车辆悬挂球头销总成做进一步详细的描述。

图1示出了双横臂悬挂机构的结构原理示意图。如图1所示，悬挂机构主要由上横臂101、下横臂102、车轮104、弹簧105和减振器106组成，悬挂机构与轮毂总成103和车体100-起组成一个四杆机构，为车轮104提供导向作用，并对车体100提供支撑作用。图1中A、B即为本发明球头销总成的安装位置。本发明通过球头销总成对上、下横臂101、102与轮毂总成103的连接处进行连接，球头销通过球头销总成安装在位于上、下横臂101、102端部的球头座中。

如图2-图6所示，本发明的球头销总成包括固定在横臂1(该横臂可以是上横臂101，也可以是下横臂102，图2、图4和图5中仅示出了横臂的局部示意图)一端的球头座9、定位销块2、下球碗3、球头销4、螺塞5、上球碗6、球碗压盖7和螺塞8组成。

本发明球头销总成的安装过程如下：

先将球头座9安装在横臂1的一端，在向球头座中安装下球碗3之前，先把定位销块2的圆柱体11塞入球头座下部侧壁的定位孔13中，再安装下球碗3；安装下球碗3时，要使定位销块2的定位块10嵌在下球碗3的定位槽12中，再安装球头销4。上述部件安装完毕后，先用螺塞5堵住球头座9下部侧壁上的定位孔13；再通过球碗压盖7的锥面孔18将上球碗6压接于球头销4球头部的上球面上，最后将球碗压盖7的圆盘通过螺钉8固定于球头座的9的顶端，即完成本发明球头销总成的安装。

下面依各部件的安装顺序，逐个对各部件的结构、形状与作用做出介绍。

如图5、图6所示，球头座9的内表面为圆柱面，该圆柱面的下端设有与下球碗3中的锥形面17相配合的锥形安装面20；球头座9的圆柱面的半径与球碗压盖7下部的外圆周面的半径相等，并且球碗压盖下部的外圆周面上设有外螺纹，且球头座的圆柱面上部设有与球碗压盖7下部的外圆周面上的外螺纹相配合的内螺纹，通过上述结构对球碗压盖7进行定位；球头座9下部侧壁上设有用于安装定位销块2的圆柱体11的定位孔13，定位孔中靠近球头座通过定位销块分别与球头座9上的定位孔13和下球碗3上的定位槽12相配合，可以限制下球碗绕其自身轴线的转动，实现定位功能；球头座9上按圆周分布有用于固定球碗压盖7的安装孔21。球头座9与定位销块2、下球碗3、球头销4、球碗压盖7和螺塞5的安装位置关系如图2-图3所示。

在本发明中，发挥主要定位作用的是定位销块2与下球碗3外圆柱面上定位槽形成的配合。如图7、图8所示，定位销块2由一个定位块10和固接于定位块上的圆柱体11组成，定位块10为长方体，其宽度d与图12中所示的下球碗3的定位槽宽度d相等，使定位块10的两侧定位面19与下球碗3的定位槽两侧平面形成配合，这样就可以在径向上固定住下球碗，以防止下球碗3绕球头座9的中心轴(即下球碗的中心轴)转动；圆柱体11的直径与球头座9侧壁下端的定位孔13孔径相等。如图3、图4所示，定位销块的定位块10卡接在开设于下球碗3外表面上的定位槽12中，定位销块的圆柱体11插在开设于球头座9下部侧壁上的定位孔13中，定位孔13的内表面设有用于安装螺塞5的螺纹，通过螺塞5对定位销块进行固定。

如图9-12所示，下球碗3内表面是球面，外表面的上部呈锥形面17，外表面下部呈圆柱面16。下球碗3内表面呈球面、其上开有若干个润滑油槽；位于下球碗外表面上部的圆柱面16上开有一个定位槽12，球头座9上开有定位孔13，定位销块2的圆柱体11安装在球头座9的定位孔中，定位块10卡在下球碗6的定位槽中。如图4、图5所示，下球碗3的内表面为球面15、其与球头销4球头部的下球面相配合，用于支承球头销4球头部的下球面；下球碗3的外表面上部为圆柱面16、其与球头座9的内壁(该内壁为圆柱面)相配合，用于对下球碗进行径向定位；下球碗3的外表面下部为锥形面17、其与球头座9内壁下端的锥形安装面20相配合，用于对下球碗进行支承。

如图3所示，上球碗6和下球碗3安装在球头座9的内腔中；球头销4包括球头部和销杆部两部分，球头销4的球头部位于上球碗6与下球碗3之间，球头部呈球面，球头部的上球面与上球碗6的内表面相配合，球头部的下球面与下球碗3的内表面相配合；球头销4的销杆部依次穿过下球碗3和球头座9后露于球头座外部；销杆部露出球头座外部的外表面设有与车轮轮毂相连接的螺纹。球头销4与上球碗6、下球碗3的安装位置关系如图2-3所示。

上球碗6的内表面为球面，该内球面与球头销3球头部的上球面相配合。上球碗6的外表面上部为锥面、其与球碗压盖7的锥面孔18的内锥面相配合；上球碗6的外表面下部为圆柱面、其与球头座9的内壁(该内壁为圆柱面)形成配合，在径向上对其形成约束。上球碗6与球头座9、球头销3、球碗压盖7的安装位置关系如图3-图4所示。

球碗压盖7包括圆盘和柱体，柱体位于圆盘的下端，柱体内开设有一锥面孔18，该锥面孔的锥形面与上球碗6的外表面的锥面相配合，用于压紧上球碗6于球头销3球头部的上球面上；球碗压盖的圆盘上开设有若干个安装孔21，其通过镙钉8安装在球头座9的上端。

如图9-12所示，本发明通过在下球碗3的锥形面17底端沿着球头销运动包络面的两个极限方位F1、F2上分别切有一个豁口14，该豁口结构可使球头销4的摆角增大。

如图13、图14所示，由于球头销4相对于横臂1有相对的摆动，而下球碗3相对于横臂1是固定的，这使得球头销4在发生相对于横臂的摆动过程中，如果球头销摆动范围较大，会与下球碗3下端锥面干涉。当然，这种摆动仅局限于球头销4中轴线运动面上，而这种运动面可以是平面，也可以是曲线(如图14中所示的运动位置包络线22)，具体由图1中车体、上横臂、下横臂与车轮轮毂组成的四杆机构决定，为此必须对此种干涉现象加以解决。

如图12、图14所示，球头销4在运动面内相对于横臂1摆动会存在二个极限位置F1、F2，球头销4在两个极限位置之间的运动面上运动。当球头销4摆动到两个极限位置F1、F2时，球头销4就会与下球碗3下端的锥形面17干涉。由于球头销4相对于横臂1的摆动仅局限于以其中轴线为中心，以其半径为半径的包络运动面，包络运动面如图14所示。

为防止下球碗3的下部锥形面17与球头销4发生干涉，本发明将下球碗3下部锥形面与球头销4包络运动面相干涉的部分切除，即以下球碗3的内球面球心为圆心，以球头销4下部的销杆部半径为半径作为运动包络面，在下球碗3下端锥形面的F1与F2两个极限方位上沿运动包络面分别切去一个豁口14。而在没有与球头销4运动包络面相干涉的部分保留原有锥面，尽最大可能增大下球碗3支承球头销4球头的支承面积。

通过上述措施，解决了下球碗3与球头销4的销杆部之间的干涉问题，增大了横臂1的运动范围，其效果使车辆动行程增加。但是如果不对下球碗3在径向上进行定位，则下球碗3在使用过程中，在球头销4的球头部作用下，仍会发生相对于其自身中轴线转动的情况，使得下球碗3下端的锥形面上的豁口部位转到其它方位上去，而使没有切有豁口的部位转到球头销4的运动包络面上来，使其与球头销4下部的销杆发生干涉，产生破坏。为此，在对下球碗3在径向上进行定位之后，再进行豁口的结构设计才能真正实现使球头销4的摆角增大的效果。

最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (8)

1.一种车辆悬挂球头销总成，其包括置于横臂(1)一端的球头座(9)以及安装在球头座(9)内腔中的上球碗(6)和下球碗(3)，球头销(4)的球头部位于上球碗(6)与下球碗(3)之间，球头销(4)的销杆部依次穿过下球碗(3)和球头座(9)后露于球头座外部，位于球头座(9)内腔中的上球碗上端压接有一球碗压盖(7)，该球碗压盖(7)与球头座(9)通过螺钉(8)相固接，其特征在于：该总成还包括一定位销块(2)，所述定位销块包括定位块(10)和固接于定位块上的圆柱体(11)，所述定位销块的定位块(10)卡接在开设于下球碗(3)外表面上的定位槽(12)中，所述定位销块的圆柱体(11)安装在开设于球头座(9)下部侧壁上的定位孔(13)中，所述定位孔(13)的内表面设有用于安装螺塞(5)的螺纹，通过螺塞(5)对定位销块进行固定。

2.如权利要求1所述的车辆悬挂球头销总成，其特征在于：所述下球碗(3)的内表面为球面(15)，下球碗的外表面上部为圆柱面(16)、下部为锥形面(17)，所述下球碗的锥形面底端在球头销(4)运动包络面的两个极限方位上分别切有一个豁口(14)。

3.如权利要求2所述的车辆悬挂球头销总成，其特征在于：所述球头座(9)的内表面为圆柱面，该圆柱面的下端设有与下球碗的锥形面(17)相配合的锥形安装面(20)。

4.如权利要求1所述的车辆悬挂球头销总成，其特征在于：所述上球碗(6)的内表面为球面，上球碗的外表面上部为锥形面、下部为圆柱面。

5.如权利要求1所述的车辆悬挂球头销总成，其特征在于：所述球碗压盖(7)包括圆盘和柱体，所述柱体位于圆盘的下端，柱体内开设有一锥面孔(18)，所述球碗压盖通过该锥面孔压紧上球碗(6)于球头销(3)的球头部上；所述圆盘上开设有安装孔，其通过螺钉(8)固定在球头座(9)的上端。

6.如权利要求5所述的车辆悬挂球头销总成，其特征在于：所述球头座(9)的内表面上部设有内螺纹，所述球碗压盖(7)的外周面上设有与球头座的内螺纹相配合的外螺纹。

7.如权利要求1所述的车辆悬挂球头销总成，其特征在于：所述定位块(10)为长方体，所述定位槽(12)沿下球碗的纵向方向设置，所述定位块的宽度d与定位槽的宽度相等。

8.如权利要求1所述的车辆悬挂球头销总成，其特征在于：所述球头销(4)的销杆部设有与车轮轮毂相连接的螺纹。

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