專(zhuān)利名稱(chēng)：對(duì)稱(chēng)滾珠滾道等速萬(wàn)向節(jié)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是一種等速萬(wàn)向機(jī)械傳動(dòng)裝置，是一種聯(lián)軸節(jié)。
背景技術(shù)：
目前滾珠滾道等速萬(wàn)向節(jié)有球籠等速萬(wàn)向節(jié)和伸縮式球籠等速萬(wàn)向節(jié)兩種。曲線滾道工藝性差，承載能力低，球籠有軸向力，摩擦大，組裝復(fù)雜等缺點(diǎn)。對(duì)稱(chēng)滾珠滾道等速萬(wàn)向節(jié)可克服以上缺點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
對(duì)稱(chēng)滾珠滾道等速萬(wàn)向節(jié)有基本型(A型)和復(fù)合型(B型)兩種。滾道殼和滾道軸的滾道中心跡線以?xún)蓚鲃?dòng)軸線夾角等分面M對(duì)稱(chēng)，從而獲得等速特性。滾道中心跡線是在和傳動(dòng)軸線相交或有空間偏置的直線(圖1)、連續(xù)光滑的平面曲線(圓錐曲線、三角函數(shù)等)、連續(xù)光滑的空間曲線或是它們的首尾相切的組合曲線(圖 2)。基本型(A型)的所有滾道中心跡線是上述單一跡線繞傳動(dòng)軸線圓周等分旋轉(zhuǎn)而成。 球碗代替球籠確保滾珠在兩傳動(dòng)軸線夾角等分面上，球碗端面有等滾道數(shù)徑向凸起以增加球碗和滾珠的接觸面。滾道數(shù)可為大于等于二的整數(shù)。力矩通過(guò)滾道殼，滾珠，傳到滾道軸上。球碗可在滾道殼、滾道軸、滾道殼蓋的球面之間繞球心(兩傳動(dòng)軸交點(diǎn))擺動(dòng)。滾道殼和滾道軸之間是球面運(yùn)動(dòng)副，球碗和滾道殼蓋也是球面運(yùn)動(dòng)副，這個(gè)球面副之間可用滑動(dòng)軸承或滾珠減少滑動(dòng)摩擦。滾道軸可根據(jù)裝配要求分為星形套和花鍵軸和卡環(huán)。球碗和大多數(shù)的滾道殼、滾道軸可通過(guò)精密鍛造而制成。復(fù)合型(B型)滾道殼、滾道軸滾道同時(shí)有二組、或二組以上的不同的滾道中心跡線，其中二組的滾道殼、滾道軸的中心跡線圖形必須以通過(guò)兩傳動(dòng)軸線交點(diǎn)的軸垂直面Hl 和H2分別對(duì)稱(chēng)(圖3)。每一組是具有二、三、四、五、六個(gè)單一跡線滾道。二組直線中心跡線和傳動(dòng)軸線夾角可分別為+/Y ；三組直線中心跡線和傳動(dòng)軸線夾角可分別為+ Y、0、- γ。 二組圓錐曲線中心跡線的軸向或徑向偏心或偏移分別為+/-el、+/-e2或旋轉(zhuǎn)。扭矩通過(guò)滾道殼，滾珠，傳到星形套，花鍵軸上，復(fù)合型球籠上的軸向力可減小或抵消，減少摩擦，球籠確保滾珠在兩傳動(dòng)軸線夾角等分面上，組與組之間的滾珠和滾道直徑可相等，也可不相等， 軌道中心跡線平面可和傳動(dòng)軸線有偏移距。復(fù)合型二組曲線軌道數(shù)為6，10時(shí)，180度方向軌道開(kāi)口角相反(圖4)；復(fù)合型二組曲線軌道數(shù)為4的倍數(shù)時(shí)，180度方向軌道開(kāi)口角相同。復(fù)合型二組曲線型的滾道中心跡線有極坐標(biāo)下的正弦線(圖3)、正切線等，正弦線峰值點(diǎn)可連接在同一平面的相切與傳動(dòng)軸交點(diǎn)同心的圓弧，這樣遠(yuǎn)離傳動(dòng)軸線平面的軌道有大的軌道開(kāi)口角Ψ，可承受大夾角傳動(dòng)的軸向力，避免摩擦自鎖，同時(shí)提拱保持架的導(dǎo)向力，減少軌道接觸的正壓力，減少傳動(dòng)壓力角，復(fù)合型在傳動(dòng)軸交角大時(shí)，離傳動(dòng)軸線平面近的軌道相等或相近，傳動(dòng)壓力角小，軸向力小，可傳遞大額扭矩。1.極坐標(biāo)下的正弦線的方程可表述為
R = Rm+T*sin (Ji /2* θ / θ max)Rm是軌道中點(diǎn)M半徑，R是正弦線上的任一點(diǎn)半徑，θ是任一點(diǎn)的極角 (-θ max ^ Θ ( emax)，T是最大振幅(小于保持架徑向厚度的一半)，emax是正弦線對(duì)應(yīng)的單邊最大極角。2.極坐標(biāo)下的正切線的方程可表述為θ = K*tan ( π /2* (R-Rm) /T)K值的大小控制中點(diǎn)M的軌道開(kāi)口角。3.球面正弦線的方程可表述為((圖5)R = Rmβ = K*sin(3i/2* θ / θ max)Rm是軌道中點(diǎn)M半徑，R是正弦線上的任一點(diǎn)半徑，θ是任一點(diǎn)軸向極角 (-θ max ^ θ彡θ max), θ max是正弦線對(duì)應(yīng)的單邊最大極角。β是傳動(dòng)軸周向位移角度。球面正弦線的優(yōu)點(diǎn)是滾珠和球籠的徑向位置不變，球籠窗側(cè)面可用圓弧代替平面。可用于軌道中心軌跡的空間曲線有很多，可用數(shù)控銑床加工滾道。對(duì)于兩傳動(dòng)軸交角小而且變化不大且兩軸有較大的相對(duì)軸向位移時(shí)，可采用復(fù)合型伸縮等速萬(wàn)向節(jié)(圖6)。滾道數(shù)為3到6。


圖1直線基本型圖2組合平面曲線基本型圖3復(fù)合型極坐標(biāo)正弦軌道跡線圖4復(fù)合型軌坐標(biāo)正弦軌道等速萬(wàn)向節(jié)圖5球面正弦軌道跡線圖6復(fù)合型伸縮等速萬(wàn)向節(jié)
具體實(shí)施例方式本等速萬(wàn)向節(jié)由軌道殼、軌道軸、保持架(球籠或球碗)、密封套、軌道殼蓋、油脂、 螺栓，滾珠等組成。扭矩通過(guò)滾道殼、滾珠、傳到滾道軸上，球碗可在滾道殼、滾道軸、滾道殼蓋、的球面之間繞球心(兩傳動(dòng)軸交點(diǎn))擺動(dòng)，滾道殼和滾道軸之間是球面副，球碗和滾道殼蓋也是球面副，滾珠球心在兩傳動(dòng)軸的角平分面上。當(dāng)兩傳動(dòng)軸軸線夾角變化時(shí)，角平分面也改變位置。軌道殼、軌道軸、保持架由優(yōu)質(zhì)合金鋼通過(guò)精密模鍛而成。熱處理后，可磨削和硬表面加工形成精確軌道面。
權(quán)利要求
1.對(duì)稱(chēng)式滾珠滾道等速萬(wàn)向節(jié)的特征是滾道殼、滾道軸的滾道、滾道中心跡線以?xún)蓚鲃?dòng)軸線夾角等分面對(duì)稱(chēng)，滾道中心跡線是在和傳動(dòng)軸線相交或有空間偏置的直線、光滑連續(xù)的平面曲線(圓錐曲線、三角函數(shù)等)、光滑連續(xù)的空間曲線或是它們的首尾相切的光滑組合曲線，軌道中心跡線的平面曲線所在的平面可和傳動(dòng)軸線相交、平行(可有偏移距)或在同一平面內(nèi)，基本型(A型)的所有滾道中心跡線是上述單一跡線繞傳動(dòng)軸線圓周等分旋轉(zhuǎn)而成，球碗代替球籠確保滾珠在兩傳動(dòng)軸線夾角等分面上，球碗端面有等滾道數(shù)徑向凸起以增加球碗和滾珠的接觸面，滾道數(shù)可為大于等于二的整數(shù)，力矩通過(guò)滾道殼，滾珠，傳到滾道軸上，球碗可在滾道殼、滾道軸、滾道殼蓋的球面之間繞球心(兩傳動(dòng)軸交點(diǎn))擺動(dòng)， 滾道殼和滾道軸之間是球面運(yùn)動(dòng)副，球碗和滾道殼蓋也是球面運(yùn)動(dòng)副，這個(gè)球面運(yùn)動(dòng)副之間可用球面滑動(dòng)軸承或滾珠減少滑動(dòng)摩擦，滾道軸可根據(jù)裝配要求拆分為星形套和花鍵軸和卡環(huán)，球碗和有些滾道殼、滾道軸可通過(guò)精密鍛造或熱后磨削而制成，滾道可修形，提高承載能力，獨(dú)特的指狀球碗可提高滾道深度，提高承載能力。
2.復(fù)合型(B型)滾道殼、滾道軸滾道同時(shí)有二組、或二組以上的不同的滾道中心跡線 (A型復(fù)合)，其中的二組的滾道殼、滾道軸的中心跡線必須以通過(guò)兩傳動(dòng)軸線交點(diǎn)和它的軸線垂直的平面對(duì)稱(chēng)，所有滾道繞軸線旋轉(zhuǎn)周向等分均布，每一組是具有二、三、四、五、六個(gè)單一跡線滾道，二組直線中心跡線和傳動(dòng)軸線夾角可分別為+/_ Y，三組直線中心跡線和傳動(dòng)軸線夾角可分別為+ Y、0、- Y，二組圓錐曲線中心跡線的軸向或徑向偏心或偏移分別為+/-el、+/-e2或旋轉(zhuǎn)，力矩通過(guò)滾道殼，滾珠，傳到星形套、花鍵軸上，復(fù)合型球籠上的軸向力可減小或抵消，減少摩擦，球籠確保滾珠球心在兩傳動(dòng)軸線夾角等分面上，組與組之間的滾珠和滾道直徑可相等，也可不相等，軌道中心平面曲線跡線所在平面可和傳動(dòng)軸線相交，平行(可有偏移距)或在同一平面內(nèi)。
3.復(fù)合型二組平面曲線型的滾道中心跡線有極坐標(biāo)下的正弦線、正切線等，正弦線峰值點(diǎn)可連接在同一平面的相切與傳動(dòng)軸交點(diǎn)同心的圓弧，這樣遠(yuǎn)離傳動(dòng)軸線平面的軌道有大的軌道開(kāi)口角，可承受大夾角傳動(dòng)的軸向力，避免摩擦自鎖，同時(shí)提供保持架的導(dǎo)向力， 減少軌道接觸的正壓力，減少傳動(dòng)壓力角，復(fù)合型在傳動(dòng)軸交角大時(shí)，離傳動(dòng)軸線平面近的軌道相同或相近，傳動(dòng)壓力角小，軸向力小，可傳遞大額扭矩。
4.復(fù)合型二組空間曲線型的滾道中心跡線有柱面螺旋線、球坐標(biāo)下的球面正弦線、正切線等空間曲線，滾珠球面中心軌跡線在球面，球籠窗口兩內(nèi)側(cè)平面可為圓弧修形，減少滾珠和球籠的的接觸應(yīng)力，同時(shí)保證滾珠在軸線交角的角平分面上。
5.對(duì)于有二組到三組的直線中心跡線的復(fù)合型等速萬(wàn)向節(jié)，當(dāng)Y夾角很小時(shí)，可演變?yōu)榫哂行A角的帶球籠的伸縮式等速萬(wàn)向節(jié)，若軸交角小時(shí)，繼續(xù)簡(jiǎn)化為外滾道殼傾角為零，滾道軸的滾道中心線是圓錐曲線等以通過(guò)滾道軸球心的軸線垂面對(duì)稱(chēng)的平面曲線或它們的組合線，變?yōu)椴粠蚧\的伸縮式近似等速萬(wàn)向節(jié)。
全文摘要
兩傳動(dòng)軸軸線在空間存在夾角平分面。對(duì)稱(chēng)式滾珠滾道等速萬(wàn)向節(jié)的特征是滾道殼、滾道軸的滾道、滾道中心跡線以?xún)蓚鲃?dòng)軸線夾角等分面對(duì)稱(chēng)。滾道中心跡線是和傳動(dòng)軸線有平面或空間夾角(有偏置)平面上的直線、平面曲線(圓錐曲線、三角函數(shù)等曲線)、空間曲線或是它們的首尾相切的組合曲線。本發(fā)明有單一滾道的基本型和多組滾道的復(fù)合型。滾道殼、滾道軸的滾道繞各自軸線旋轉(zhuǎn)周向等分均布。滾道殼、滾道軸通過(guò)在滾道里的滾珠保持架確保所有滾珠球心在夾角平分面上。比現(xiàn)有等速萬(wàn)向節(jié)有更優(yōu)越的加工工藝性、高效率、高承載力、低噪聲震動(dòng)，可廣泛應(yīng)用于汽車(chē)、工程機(jī)械等機(jī)械傳動(dòng)行業(yè)。
文檔編號(hào)F16D3/223GK102392858SQ20111034454
公開(kāi)日2012年3月28日 申請(qǐng)日期2011年11月4日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月4日
發(fā)明者彭敖勇 申請(qǐng)人:彭敖勇