CN103216540A - 一种球笼式双压力角等速万向节 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种球笼式双压力角等速万向节，包括钟形壳、设在钟形壳内的星形套、设在钟形壳和星形套之间的钢球，所述钟形壳内侧壁上设有容置钢球的外球道，所述星形套外侧壁上设有容置钢球的内球道，所述钢球设在外球道和内球道之间并通过保持架约束，所述外球道的球道壁面包括两个曲面Ⅰ且每个曲面Ⅰ均与设在外球道内的钢球相切，所述外球道内的钢球与两个曲面Ⅰ的交点和该钢球球心三点所确定的平面与钟形壳上球道壁的交线为两个半径均大于钢球半径的圆弧Ⅰ。本发明增加了产品配合精度，钢球和球道底部有一定的间隙，方便油脂进入，对内部组件进行充分润滑，降低高速运转状态下的发热量和磨损量，提高驱动轴的传动效率和使用寿命。
Description
技术领域
本发明涉及球笼式万向节领域，具体涉及一种球笼式双压力角等速万向节。
背景技术
目前应用最广泛的汽车驱动轴主要由固定式等速万向节、移动式等速万向节和连接轴组成。固定式等速万向节承载着汽车驱动轮转动力矩的输入，尤其是与连接轴之间的变角度力矩传递，是汽车驱动***中的重要机构。现有固定式等速万向节通过保持架约束钢球在钟形壳和星形套轴向均布的球道内，以球道圆弧尺寸大于钢球直径的单点接触形式或球道圆弧尺寸约等于钢球直径的单圆弧接触形式传递运动，实现等速万向节一定条件下力矩的特殊传递。其能够满足固定式等速万向节的一般使用要求，但存在一定的制约因素：单点接触球道的等速万向节在高速运转时易磨损，常有配合不紧密、运动精度低等现象，不仅关系到等速万向节的使用性能，还影响其使用寿命；而单圆弧接触球道等速万向节工件散热效果差，工作时易出现局部热量急剧上升。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供一种球笼式双压力角等速万向节，增加了产品配合精度，钢球和球道底部有一定的间隙，方便油脂进入，对内部组件进行充分润滑，降低高速运转状态下的发热量和磨损量，提高驱动轴的传动效率和使用寿命。
为解决上述现有的技术问题，本发明采用如下方案：一种球笼式双压力角等速万向节，包括钟形壳、设在钟形壳内的星形套、设在钟形壳和星形套 之间的钢球，所述钟形壳内侧壁上设有容置钢球的外球道，所述星形套外侧壁上设有容置钢球的内球道，所述钢球设在外球道和内球道之间并通过保持架约束，所述外球道的球道壁面包括两个曲面Ⅰ且每个曲面Ⅰ均与设在外球道内的钢球相切，所述外球道内的钢球与两个曲面Ⅰ的交点和该钢球球心三点所确定的平面与钟形壳上球道壁的交线为两个半径均大于钢球半径的圆弧Ⅰ。
作为优选，两个曲面Ⅰ相交。
作为优选，两个圆弧Ⅰ的半径和弧长均相等且圆心不重合。
作为优选，所述内球道壁面包括两个曲面Ⅱ且每个曲面Ⅱ均与设在该球道内的钢球相切，所述内球道内的钢球与每个曲面Ⅱ的接触点和该钢球球心三点所确定的平面与内球道壁相交的交线为两个半径均大于钢球半径的圆弧Ⅱ。
作为优选，两个曲面Ⅱ相交。
作为优选，两个圆弧Ⅱ的半径和弧长均相等且圆心不重合。
作为优选，所述圆弧Ⅱ和圆弧Ⅰ的半径相等。
作为优选，两个曲面Ⅰ的交线为圆弧Ⅲ，所述内球道壁面包括两个曲面Ⅱ且每个曲面Ⅱ均与设在内球道内的钢球相切，内球道内的钢球与每个曲面Ⅱ的切点和该钢球球心三点所确定的平面与钟形壳上球道壁相交的交线为两个半径均大于钢球半径的圆弧Ⅱ，两个曲面Ⅱ相交，两个曲面Ⅱ的交线为圆弧Ⅳ，两个圆弧Ⅱ的半径和弧长均相等且圆心不重合，所述圆弧Ⅱ和圆弧Ⅰ的半径相等，所述圆弧Ⅲ的圆心和圆弧Ⅳ的圆心分别等距位于所有钢球球心所确定的圆的圆心两边。
作为优选，所述钟形壳口部内侧壁与口部端面通过倒角Ⅰ过渡。
作为优选，所述外球道底端与钟形壳的底部通过倒角Ⅱ过渡。
有益效果：
本发明采用上述技术方案提供的一种球笼式双压力角等速万向节，具有以下优点：
1、外球道的壁面通过两个曲面Ⅰ与设在该球道内的钢球相切，该球道内的钢球与每个曲面Ⅰ的切点和该钢球球心三点所确定的平面与钟形壳上球道壁相交的交线为两个半径均大于钢球半径的圆弧Ⅰ，使钢球和球道底部有一定的间隙，方便油脂进入，对内部组件进行充分润滑，降低高速运转状态下的发热量和磨损量，提高驱动轴的传动效率和使用寿命，增加了钢球和钟形壳上的球道配合精度。
2、内球道的壁面通过两个曲面Ⅱ与设在该球道内的钢球相切，该球道内的钢球与每个曲面Ⅱ的接触点和该钢球球心三点所确定的平面与钟形壳上球道壁相交的交线为两个半径均大于钢球半径的圆弧Ⅱ，使钢球和球道底部有一定的间隙，方便油脂进入，对内部组件进行充分润滑，降低高速运转状态下的发热量和磨损量，提高驱动轴的传动效率和使用寿命，增加了钢球和钟形壳上的球道配合精度。
3、由于钢球和内外球道均双点接触，这样钢球和两个球道为双压力角四点接触设计，能够有效增加整个产品的配合精度。
4、内球道中心和外球道中心相对钢球球心偏置，即圆弧Ⅲ的圆心和圆弧Ⅳ的圆心等距离位于钟形壳内钢球球心所在圆的圆心两侧，有效保证了等速万向节以等角速度旋转形式完成力矩传递任务。
5、内球道底端与钟形壳底部之间过渡倒角式设计可有效防止产品在热处理工序时发生开裂，降低产品过程报废，具有加工经济性优势。
6、钟形壳口部倒角式设计，方便保持架的装入，提升产品组装效率，同时节约材料消耗，具有低成本高效率的特点。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明中钟形壳的结构示意图；
图3为本发明中钟形壳以及星形套上的球道和钢球配合的结构示意图；
图4为本发明中星形套的结构示意图；
图5为本发明中保持架的局部结构示意图。
具体实施方式
如图1至5所示，一种球笼式双压力角等速万向节，包括钟形壳4、设在钟形壳4内的星形套3、设在钟形壳4和星形套3之间的钢球1，所述钟形壳4内侧壁上设有容置钢球1的外球道，所述星形套3外侧壁上设有容置钢球1的内球道，所述钢球1设在外球道和内球道之间并通过保持架2约束，所述外球道的球道壁面包括两个曲面Ⅰ41且每个曲面Ⅰ41均与设在外球道内的钢球1相切，所述外球道内的钢球1与两个曲面Ⅰ41的交点和该钢球1球心三点所确定的平面与钟形壳4上球道壁的交线为两个半径均大于钢球1半径的圆弧Ⅰ411。两个曲面Ⅰ41相交，两个曲面Ⅰ41的交线为圆弧Ⅲ。两个圆弧Ⅰ411的半径和弧长均相等且圆心不重合。所述内球道的球道壁面包括两个曲面Ⅱ31且每个曲面Ⅱ31均与设在内球道内的钢球1相切，所述内球道内的钢球1与两个曲面Ⅱ31的交点和该钢球1球心三点所确定的平面与内球道壁的交线为两个半径均大于钢球1半径的圆弧Ⅱ311。两个曲面Ⅱ31相交，两个曲面Ⅱ31的交线为圆弧Ⅳ。两个圆弧Ⅱ311的半径和弧长均相等且圆心不重合。所述圆弧Ⅱ311和圆弧Ⅰ411的半径相等。所述圆弧Ⅲ的圆心和圆弧Ⅳ的圆心分别等距位于所有钢球1球心所确定的圆的圆心两边。所述钟形壳4口部内侧壁与口部端面通过倒角Ⅰ6过渡。所述外球道底端与钟形壳4的底部通过倒角Ⅱ7过渡。
本实施例中，钢球数优选6粒，相应的外球道和内球道数均为6道，保持架2上的球孔也为6个；在使用中，星形套3通过与主动轴配合由主动轴带动转动，再通过钢球1和保持架2将力矩传递给钟形壳4进而带动钟形壳4旋转，由于外球道中心和内球道中心相对钢球偏置，即圆弧Ⅲ的圆心和圆弧Ⅳ的圆心分别等距位于6粒钢球1球心所确定的圆的圆心两边，这样保证了当星形套3通过钢球1和保持架2带动钟形壳4旋转时，6粒钢球1球心所确定的平面始终位于星形套3的中心轴和钟形壳4的中心轴交角的平分面上，有效保证了等速万向节以等角速度形式进行力矩传递任务；外球道底端与钟形壳4底部之间过渡倒角式设计可有效防止产品在热处理工序时发生开裂，降低产品过程报废，具有加工经济性优势；钟形壳4端部倒角式设计，方便保持架的装入，提升产品组装效率，同时节约材料消耗，具有低成本高效率的特点。
本实施例中，两个曲面Ⅰ41也可不相交，而在两个曲面Ⅰ41之间设置凹槽，使钢球和球道底部的间隙更大，更加方便油脂进入以降低高速运转状态下的发热量和磨损量，同样，两个曲面Ⅱ31也可不相交，而在两个曲面Ⅱ31之间设置凹槽；两个曲面Ⅰ41与钟形壳4内壁面可以采用倒角或圆角过渡，方便安装钢球，同样，两个曲面Ⅱ31与星形套3外壁也可采用倒角或圆角过渡；圆弧Ⅰ411和圆弧Ⅱ311的半径略大于钢球半径，如大于0.05mm-2mm，可优选为1mm；外球道均布在钟形壳4内壁上，内球道均布在星形套3外壁上。
Claims (10)
1.一种球笼式双压力角等速万向节，包括钟形壳（4）、设在钟形壳（4）内的星形套（3）、设在钟形壳（4）和星形套（3）之间的钢球（1），所述钟形壳（4）内侧壁上设有容置钢球（1）的外球道，所述星形套（3）外侧壁上设有容置钢球（1）的内球道，所述钢球（1）设在外球道和内球道之间并通过保持架（2）约束，其特征在于：所述外球道的球道壁面包括两个曲面Ⅰ（41）且每个曲面Ⅰ（41）均与设在外球道内的钢球（1）相切，所述外球道内的钢球（1）与两个曲面Ⅰ（41）的交点和该钢球（1）球心三点所确定的平面与钟形壳（4）上球道壁的交线为两个半径均大于钢球（1）半径的圆弧Ⅰ（411）。
2.根据权利要求1所述的一种球笼式双压力角等速万向节，其特征在于：两个曲面Ⅰ（41）相交。
3.根据权利要求2所述的一种球笼式双压力角等速万向节，其特征在于：两个圆弧Ⅰ（411）的半径和弧长均相等且圆心不重合。
4.根据权利要求1或2所述的一种球笼式双压力角等速万向节，其特征在于：所述内球道的球道壁面包括两个曲面Ⅱ（31）且每个曲面Ⅱ（31）均与设在内球道内的钢球（1）相切，所述内球道内的钢球（1）与两个曲面Ⅱ（31）的交点和该钢球（1）球心三点所确定的平面与内球道壁的交线为两个半径均大于钢球（1）半径的圆弧Ⅱ（311）。
5.根据权利要求4所述的一种球笼式双压力角等速万向节，其特征在于：两个曲面Ⅱ（31）相交。
6.根据权利要求5所述的一种球笼式双压力角等速万向节，其特征在于：两个圆弧Ⅱ（311）的半径和弧长均相等且圆心不重合。
7.根据权利要求4所述的一种球笼式双压力角等速万向节，其特征在于：所述圆弧Ⅱ（311）和圆弧Ⅰ（411）的半径相等。
8.根据权利要求3所述的一种球笼式双压力角等速万向节，其特征在于：两个曲面Ⅰ（41）的交线为圆弧Ⅲ，所述内球道的球道壁面包括两个曲面Ⅱ（31）且每个曲面Ⅱ（31）均与设在该球道内的钢球（1）单点接触，所述内球道内的钢球（1）与每个曲面Ⅱ（31）的切点和该钢球（1）球心三点所确定的平面与内球道壁相交的交线为两个半径均大于钢球（1）半径的圆弧Ⅱ（311），两个曲面Ⅱ（31）相交，两个曲面Ⅱ（31）的交线为圆弧Ⅳ，两个圆弧Ⅱ（311）的半径和弧长均相等且圆心不重合，所述圆弧Ⅱ（311）和圆弧Ⅰ（411）的半径相等，所述圆弧Ⅲ的圆心和圆弧Ⅳ的圆心分别等距位于所有钢球（1）球心所确定的圆的圆心两边。
9.根据权利要求1或2或3或5或6或7或8所述的一种球笼式双压力角等速万向节，其特征在于：所述钟形壳（4）口部内侧壁与口部端面通过倒角Ⅰ（6）过渡。
10.根据权利要求1或2或3或5或6或7或8所述的一种球笼式双压力角等速万向节，其特征在于：所述外球道底端与钟形壳（4）的底部通过倒角Ⅱ（7）过渡。
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