CN204300116U - 一种汽车球头总成 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种汽车球头总成，包括球壳、球座、安装在球座上的芯轴及封板，其特征在于：球座底部与封板之间还设有蝶形弹簧和垫片，在垫片受到外力工装的状态下，垫片正好能压缩变形与蝶形弹簧紧密接触，与现有技术相比，本实用新型采用蝶形弹簧与垫片两者的结合，其优点在于，1、当生产中各配件公差累积时，垫片的变形能补偿这些公差对摆动力矩的影响；2.当芯轴因摩损而出现间隙时，蝶形弹簧的恢复变形能力足以克服摩擦阻力并推动球座，使芯轴与球座间的间隙获得补偿、垫片能防止因增设蝶形弹簧后因局部受力过大而其趋于均匀，以使得蝶形弹簧要求在较小的变形空间内能产生较大的弹力，并同时还能够维持较小的弹力变化范围。

Description

一种汽车球头总成

技术领域

本实用新型属于汽车底盘构造的技术领域，具体地，涉及一种应用于转向拉杆的汽车球头总成。

背景技术

汽车球头总成位于汽车转向系统中，起到连接、转向作用。在汽车使用过程中，球头常常会由于磨损与球壳之间会出现松框，这种情况轻则影响汽车的稳定性，舒适性，并且会对汽车零件的运动形成干涉，破坏几何分布，如前轮前束，加速零件损坏，如轮胎磨损等，重则使汽车球头从球壳中拖出，造成车辆操作失灵，导致严重的机械事故甚至重大的车毁人亡事故。为了减轻球头的磨损，传统的汽车球头总成包括球座、球头销、弹簧、球碗、防尘罩以及一个套筒，所述球座上设有用来放置球头销的球头孔，所述套筒连接在球头孔的底部，所述套筒内设有球碗，所述弹簧设置在套筒内底部和球碗之间，所述球头销的球头部分与球碗顶部紧密接触，在上述结构的转向球头总成中，所述的套筒的作用是用来固定弹簧，从而防止因球头销摆动而使弹簧发生偏移，另外由于弹簧具有弹性，因此，在使用过程中，当球头销受到轻度磨损时，弹簧的自动复位补偿功能在一定程度上延长转向球头总成的使用寿命。然而，上述结构的转向球头总成存在的很大问题在于对弹簧的弹性性能要求极高，所以该转向球头总成相应的制造成本就比较高，另外，由于受球头孔空间的限制，此处的弹簧不可能用很粗的弹簧钢丝来制作，因此，弹簧在转向球头总成使用过程中易发生断裂现象，尤其当该结构的转向球头总成在重型卡车上使用时发生断裂的情况就更加频繁，从而不但大大缩短了转向球头总成的使用寿命，而且也降低其使用的安全指数。

为解决上述技术问题，一专利号为ZL201120167758.6(公告号为CN202091348U)的中国实用新型专利《汽车球头总成》披露了这样一种包括球壳、球头、支撑件和弹性件的汽车球头总成，其中：球壳为一体成型结构，在球壳的顶部和底部均设置有通孔；在球壳底部通孔上设置有底盖；球头位于球壳内；支撑件位于球壳的底部，并且支撑件的顶面设置有与球头外形相匹配的凹面；弹性件位于支撑件与底盖之间。该汽车球头总成提供的汽车球头总成，弹性件就可以将支撑件顶起，并使得支撑件可以与球头保持紧密接触，当球头与支撑件出现磨损后，弹性件可以将两者顶紧在一起。与现有技术相比，该汽车球头总成可以避免由于球头和支撑件磨损而出现球头松垮的问题。通过对此项技术的研究，本申请发明人发现虽然这种弹性件可以在一定程度上减轻球头的磨损情况，但随着时间的增加，弹性件的弹性变化大，容易产生扭力变化大且不稳定的现象，而且生产过程中这种汽车球头总成的报废率高，且疲劳强度达不到汽配标准100万次，因此需要对现有的汽车球头总成作进一步的改进。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是针对上述现有技术现状而提供一种使用寿命长且扭力变化小的汽车球头总成。

本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案为：该汽车球头总成，包括球壳、安装在所述球壳内的球座、安装在所述球座上的芯轴以及安装在所述球壳底部的封板，其特征在于：所述球座底部与封板之间还设有蝶形弹簧和垫片，在所述垫片受到外力工装的状态下，所述垫片正好能压缩变形与蝶形弹簧紧密接触。

进一步地，所述蝶形弹簧与垫片的外径之差不得大于0.5mm。该蝶形弹簧与垫片的外径之差不得大于0.5mm，以保证在受到外力压力工装的状态下垫片正好能压缩变形与蝶形弹簧紧密接触，其具有使用寿命长、扭力变化小的特点。

进一步地，所述蝶形弹簧压缩变形前的高度不得低于0.88mm。

进一步地，所述蝶形弹簧压缩变形后的高度范围介于0～0.06mm或0～0.08mm之间。在垫片受到外力工装的状态下，蝶形弹簧压缩变形后的高度范围介于0～0.06mm或0～0.08mm之间，是蝶形弹簧最理想的位移，足以克服摩擦阻力并推动球座，使芯轴与球座间的间隙获得有效的补偿，以达到摆动力矩控制在1-4N.m，同时使疲劳实验能达到100万次，最终使得汽车球头总成仍可按预定的压力维持正常工作。

进一步地，所述垫片包括中部设置有通孔的垫片本体，且所述垫片本体的外周壁具有呈向上延伸同时内外延伸的边沿。该垫片本体的外周壁整体呈向上内凹的弧形状，在受到外力压力工装的状态下，垫片本体能压缩变形以对蝶形弹簧提供较强的预紧力。

作为优选，所述垫片为碟形垫片。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于采用蝶形弹簧与垫片两者的结合，解决了现有的球头转向总成中球座磨损量过大时，弹簧的过分伸张使弹力下降所导致的轴向力也相应地降低的问题，在使用过程中，当芯轴因摩损而出现间隙时，蝶形弹簧的恢复变形能力足以克服摩擦阻力并推动球座，使芯轴与球座间的间隙获得补偿、消失，设置垫片解决了当生产中各配件公差累积时，垫片的变形能补偿这些公差对摆动力矩的影响，垫片还能防止因增设蝶形弹簧后因局部受力过大而将其趋于均匀化，以使得蝶形弹簧要求在较小的变形空间内能产生较大的弹力，并同时还能够维持较小的弹力变化范围，此外，在受到外力压力工装的状态下垫片正好能压缩变形与蝶形弹簧紧密接触，其具有使用寿命长、扭力变化小的特点，同时还能保证汽车在规定的保养周期内不会因芯轴的超前磨损、松垮而造成的频繁更换。

附图说明

图1为本实用新型实施例中工装前的结构示意图；

图2为本实用新型实施例中工装中的结构示意图；

图3为图2中I处的结构放大图；

图4为本实用新型实施例中工装中盖上封板后的结构示意图；

图5为本实用新型实施例中工装后的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本实用新型作进一步详细描述。

如图1～5所示，为本实用新型的一个较佳实施例。本汽车球头总成包括球壳1、安装在球壳1内的球座2、安装在球座2上的芯轴3以及安装在球壳1底部的封板4，球座2底部与封板4之间还设有蝶形弹簧5和碟形垫片6，该碟形垫片6包括中部设置有通孔的垫片本体，且碟形垫片6本体的外周壁具有呈向上延伸同时内外延伸的边沿，整体呈向上内凹的弧形状。

工装时，按图2中的顺序依次被装入球壳1内，按设计要求规定的压力向球壳1底部的工装施压，此力依次传递至碟形垫片6完成压缩变形，压垫片的工装7板面C与碟形垫片6接触后把蝶形弹簧5压平，碟形垫片6受到外力但是还没有变形，外力继续加大才使碟形垫片6变形后面B与面A紧密接触，碟形垫片6与面C接触的面与面B有一定的距离0.06-0.08mm，但当去除外力后蝶形弹簧5的回复弹力把碟形垫片6弹起来，但不能把碟形垫片6最底端顶出面B，待工装完成后装上封板4(参见图3和图4)，汽车球头总成内的各部件组成一封闭力系，碟形垫片6正好能压缩变形与蝶形弹簧5紧密接触，蝶形弹簧5的外径大于碟形垫片6且两者的外径之差优选为0.3mm，蝶形弹簧5变形前的高度不得低于0.88mm，而蝶形弹簧5压缩变形后的高度范围介于0～0.06mm或0～0.08mm之间。这个距离能使得蝶形弹簧5在较小的变形空间内能产生较大的弹力，并维持较小的弹力变化范围，以最终达到摆动力矩控制在1-4N.m，疲劳实验能达到100万次的目的。在蝶形弹簧5产生变形的情况下汽车球头总成正常工作，系统内力基本保持衡定，即使出现磨损形成些间隙也会在碟形垫片6的衡定压力作用下自动消除，使得汽车球头总成仍维持正常工作。

Claims (6)

1.一种汽车球头总成，包括球壳(1)、安装在所述球壳(1)内的球座(2)、安装在所述球座(2)上的芯轴(3)以及安装在所述球壳(1)底部的封板(4)，其特征在于：所述球座(2)底部与封板(4)之间还设有蝶形弹簧(5)和垫片，在所述垫片受到外力工装的状态下，所述垫片正好能压缩变形与蝶形弹簧(5)紧密接触。

2.根据权利要求1所述的汽车球头总成，其特征在于所述蝶形弹簧(5)与垫片的外径之差不得大于0.5mm。

3.根据权利要求1或2所述的汽车球头总成，其特征在于所述蝶形弹簧(5)压缩变形前的高度不得低于0.88mm。

4.根据权利要求1或2所述的汽车球头总成，其特征在于所述蝶形弹簧(5)压缩变形后的高度范围介于0～0.06mm或0～0.08mm之间。

5.根据权利要求1或2所述的汽车球头总成，其特征在于所述垫片包括中部设置有通孔的垫片本体，且所述垫片本体的外周壁具有呈向上延伸同时内外延伸的边沿。

6.根据权利要求1或2所述的汽车球头总成，其特征在于所述垫片为碟形垫片(6)。