一种混合摩擦副汽车球铰的制作方法

1.本实用新型涉及球铰技术领域，具体而言，涉及一种混合摩擦副汽车球铰。


背景技术：

2.汽车球铰是汽车底盘关键零部件，其主要作用是连接两构件，并实现两构件间的力的传递和三自由度转动。力矩、刚度、强度、耐久性能是球铰关键性能指标，为了达到球铰长期、灵活、稳定的运转，球铰必须具有较强的承载能力、适当的运转力矩、较强的抗磨损能力。
3.商用车(在设计和技术特征上用于运送人员和货物的汽车,通常包含了所有的载货汽车和9座以上的客车)较乘用车而言，自重更大，载重也更大，所以要求商用车球铰具有更大的承载能力、耐磨损能力，因此采用塑料球销座与金属球销形成球面摩擦副(以下简称“金属对塑球摩擦副”)的乘用车球铰(例如公开号为“cn214534005u”的专利文献)由于塑料材料强度有限，不适用于商用车球铰，而采用金属球销座与金属球销形成球面摩擦副(以下简称“金属对金属摩擦副”)的球铰(例如公开号为“cn209586941u”的专利文献)尽管具有较好的刚度，较大的承载能力，但存在力矩大，运转不灵活，磨损快，成本高等问题。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于提供一种混合摩擦副汽车球铰，以解决金属对塑球摩擦副的球铰不适用商用车球铰，而金属对金属摩擦副的球铰用于商用车球铰又存在力矩大、磨损快的技术问题。
5.本实用新型的实施例通过以下技术方案实现：
6.一种混合摩擦副汽车球铰，包括由金属制成的球销套和球销，球销套的内腔上半部设有内球面，球销的上球面与球销套的内球面形成第一摩擦副；球销套的底部设有底板，底板、球销套及球销的下球面之间围成的空间压装有球座，球座由橡胶或热塑性弹性体制成，球销的下球面与球座形成第二摩擦副。
7.可选地，所述底板与所述球销的底部之间留有间隙。
8.可选地，所述间隙不小于0.5mm。
9.可选地，所述球座接触所述球销的面为弧形面或斜面。
10.可选地，所述球销套的内球面球径不小于所述球销的球径。
11.可选地，所述球销套的内腔下半部为一段或多段圆柱段，或一段或多段圆锥段，或圆柱段和圆锥段的组合。
12.可选地，所述圆柱段的直径或所述圆锥段的小端直径不小于所述球销套的内球面球径。
13.本实用新型至少具有如下优点和有益效果：本实用新型中，球销套和球销均由金属制成，则球销套和球销形成的第一摩擦副为金属对金属摩擦副；球座由橡胶或热塑性弹性体制成，则球销与球座形成的第二摩擦副为金属对橡胶摩擦副或金属对热塑性弹性体摩
擦副，即本实用新型为两种不同形式的第一摩擦副和第二摩擦副的混合摩擦副；
14.在承受垂直于球销轴线且过球心平面的径向方向载荷时(该种球铰主要受该径向方向载荷)，由第一摩擦副及第二摩擦副共同承担，由于金属的模量及强度远远大于塑料材料，所以与现有金属对塑球摩擦副相比，其具有更强的承载能力；同时由于第二摩擦副中球座为橡胶或热塑性弹性体，其接触应力较现有金属对金属摩擦副更小，与现有金属对金属摩擦副相比有更小的摩擦力矩，而且球座被压装在底板、球销套及球销的下球面之间围成的空间(即安装后处于压缩状态)，当球铰使用过程中，第二摩擦副被磨损后，由于橡胶或热塑性弹性体的高弹性及其弹性恢复，可以使球座与球销始终保持接触，解决磨损快的问题；
15.即本实用新型提供的混合摩擦汽车球铰有利于在保证承载能力的同时，降低产品力矩，提高耐磨损耐久能力。
附图说明
16.为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
17.图1为本实用新型提供的一种混合摩擦副汽车球铰的结构示意图；
18.图2为图1的a处放大图；
19.图标：1-球销，2-球销套，2a-内球面，2b-第一段，2c-第二段，2d-第三段，3-球座，4-底板。
具体实施方式
20.如图1所示，一种混合摩擦副汽车球铰，包括由金属制成的球销套2和球销1，球销套2的内腔上半部设有内球面2a，球销1的上球面与球销套2的内球面2a形成第一摩擦副。
21.球销套2的底部设有底板4，底板4、球销套2及球销1的下球面之间围成的空间压装有球座3，球销1的下球面与球座3形成第二摩擦副，本实施例球座3由橡胶制成，另一些实施例中球座3也可有热塑性弹性体制成，使得球座3有一定柔性，而且具有高弹性。
22.由于球销套2和球销1均由金属制成，则球销套2和球销1形成的第一摩擦副为金属对金属摩擦副；由于球座3由橡胶或热塑性弹性体制成，则球销1与球座3形成的第二摩擦副为金属对橡胶摩擦副或金属对热塑性弹性体摩擦副；因此本实用新型为两种不同形式的第一摩擦副和第二摩擦副的混合摩擦副。
23.在承受垂直于球销1轴线且过球心平面的径向方向载荷时(该种球铰主要受该径向方向载荷)，由第一摩擦副及第二摩擦副共同承担，由于金属的模量及强度远远大于塑料材料，所以与现有金属对塑球摩擦副相比，其具有更强的承载能力。
24.同时由于第二摩擦副中球座3为橡胶或热塑性弹性体，其接触应力较现有金属对金属摩擦副更小，与现有金属对金属摩擦副相比有更小的摩擦力矩，而且球座3被压装在底板4、球销套2及球销1的下球面之间围成的空间(即安装后处于压缩状态)，当球铰使用过程中，第二摩擦副被磨损后，由于橡胶或热塑性弹性体的高弹性及其弹性恢复，可以使球座3与球销1始终保持接触，解决磨损快的问题。
25.即本实用新型提供的混合摩擦汽车球铰有利于在保证承载能力的同时，降低产品力矩，提高耐磨损耐久能力。
26.此外，相较于现有金属对金属摩擦副的球铰(如公开号为“cn209586941u”的专利文献)相比，解决磨损快的问题无需另设弹性机构，减少了零件数量，而且采用橡胶制成的球座3或热塑性弹性体制成的球座3，降低了零件的重量，具有轻量化和成本低的优势。
27.球销套2的内腔下半部为一段或多段圆柱段，或一段或多段圆锥段，或圆柱段和圆锥段的组合，本实施例中，具体地，如图2所示，球销套2的内腔下半部依次包括第一段2b、第二段2c和第三段2d，第一段2b和第二段2c为圆锥段，第三段2d与球座3接触且为圆柱段。
28.容易理解的是，在一些实施例中，第一段2b、第二段2c和第三段2d可合并成一个圆柱段或圆锥段；或者在一些实施例中，第二段2c和第三段2d合并成一个圆柱段或圆锥段；或者在一些实例中，也可取消第二段2c，或者第二段2c设计成圆弧面；以上变化均不影响球铰的功能。
29.球销套2内腔上半部的内球面2a球径应不小于球销1的球径，球销套2内腔下半部的圆柱段直径或圆锥段小端直径应不小于球销套2的内球面2a球径。
30.本实施例球座3接触球销1的面设计为弧形面，其它实施例中也可设计为斜面，但应当理解的是，装配后球销1与球座3应保持理论接触面积要求。
31.底板4与球座3下端面接触，且不能与球销1接触，即底板4与球销1的底部之间应留有间隙，通常间隙应不小于0.5mm，以免球铰装配或受载荷时，球销1与底板4接触发生干涉，影响球铰运转。
32.以上仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

技术特征：
1.一种混合摩擦副汽车球铰，包括由金属制成的球销套(2)和球销(1)，其特征在于：球销套(2)的内腔上半部设有内球面(2a)，球销(1)的上球面与球销套(2)的内球面(2a)形成第一摩擦副；球销套(2)的底部设有底板(4)，底板(4)、球销套(2)及球销(1)的下球面之间围成的空间压装有球座(3)，球座(3)由橡胶或热塑性弹性体制成，球销(1)的下球面与球座(3)形成第二摩擦副。2.根据权利要求1所述的混合摩擦副汽车球铰，其特征在于：所述底板(4)与所述球销(1)的底部之间留有间隙。3.根据权利要求2所述的混合摩擦副汽车球铰，其特征在于：所述间隙不小于0.5mm。4.根据权利要求1-3任意一项所述的混合摩擦副汽车球铰，其特征在于：所述球座(3)接触所述球销(1)的面为弧形面或斜面。5.根据权利要求1-3任意一项所述的混合摩擦副汽车球铰，其特征在于：所述球销套(2)的内球面(2a)球径不小于所述球销(1)的球径。6.根据权利要求1-3任意一项所述的混合摩擦副汽车球铰，其特征在于：所述球销套(2)的内腔下半部为一段或多段圆柱段，或一段或多段圆锥段，或圆柱段和圆锥段的组合。7.根据权利要求6所述的混合摩擦副汽车球铰，其特征在于：所述圆柱段的直径或所述圆锥段的小端直径不小于所述球销套(2)的内球面(2a)球径。

技术总结
本实用新型涉及球铰技术领域，提供了一种混合摩擦副汽车球铰，包括由金属制成的球销套和球销，球销套的内腔上半部设有内球面，球销的上球面与球销套的内球面形成第一摩擦副；球销套的底部设有底板，底板、球销套及球销的下球面之间围成的空间压装有球座，球座由橡胶或热塑性弹性体制成，球销的下球面与球座形成第二摩擦副。本实用新型有利于在保证承载能力的同时，降低产品力矩，提高耐磨损耐久能力。提高耐磨损耐久能力。提高耐磨损耐久能力。


技术研发人员：易荣华 王小聪
受保护的技术使用者：成都望锦汽车部件有限公司
技术研发日：2023.04.13
技术公布日：2023/7/14