CN111734751A - 多向快接联轴器 - Google Patents

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吴燮伟
陈春庆
张调群
洪凌
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Shanghai Wuyang Electronic Technology Co.,Ltd.
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Wuxi Shensui Ship Equipment Co ltd
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    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D3/00—Yielding couplings, i.e. with means permitting movement between the connected parts during the drive
    • F16D3/16—Universal joints in which flexibility is produced by means of pivots or sliding or rolling connecting parts
    • F16D3/26—Hooke's joints or other joints with an equivalent intermediate member to which each coupling part is pivotally or slidably connected

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Abstract

本发明公开了多向快接联轴器，包括以十字万向节相互连接的主接头和从接头，其中：从接头具有冲头结构，冲头上具有凹陷的内球槽；接头能容纳于一个限位构件内，且该限位构件内侧具有数量于内球槽数量相当的外球槽；外球槽自位于该限位构件深处的驻球窝向外延伸；外球槽沿口与冲头的配合限位间距L3小于滚珠容腔间距L2。由于L3小于L2的关系，转动时能在不需借助球笼的情况下，将滚珠限位在中部附近，进入工况。驻球窝内在非工况状态下，可以驻留滚珠，便于直接拆卸。因而本发明有褪接便利、不拆卸前提下联轴状态可调、同工况下加工精度要求低、节省成本、拆卸修理方便的优点。

Description

多向快接联轴器
技术领域
本发明涉及一种多向快接联轴器，尤其涉及多向快接联轴器。
背景技术
构成机动车、各种工业机械的动力传递***的等速万向联轴器将驱动侧与从动侧的两轴能够传递转矩地连结，并且，即使所述两轴具有工作角也能够等速地传递旋转转矩。等速万向联轴器大致分为仅允许角度位移的固定式等速万向联轴器和允许角度位移以及轴向位移双方的滑动式等速万向联轴器，例如，在机动车的从发动机向驱动车轮传递动力的驱动轴中，在差速器侧(内盘侧)使用滑动式等速万向联轴器，在驱动车轮侧(外盘侧)使用固定式等速万向联轴器。
万向联轴器具备外侧联轴器构件作为主要的构成构件，所述外侧联轴器构件具有:在内周面形成有供转矩传递单元卡合的滚道槽的杯状部；以及从该杯状部的底部沿轴向延伸的轴部。就该外侧联轴器构件而言，经常通过对实心的棒状材料(棒材)实施锻造加工、减薄拉伸加工等塑性加工、切削加工、热处理、磨削加工等，从而将杯状部与轴部一体成形。
现有技术如公告号CN108602111B的中国发明专利，公开了一种等速万向联轴器的外侧联轴器构件的锻造方法，在该等速万向联轴器中，外侧联轴器构件和内侧联轴器构件的各滚道槽具有圆弧状的滚珠轨道中心线(X、Y)，该滚珠轨道中心线具有相对于联轴器中心(O)在轴向上不存在偏移的曲率中心，包含该滚珠轨道中心线和联轴器中心(O)的平面相对于联轴器的轴线沿周向倾斜，并且，该倾斜方向在成对的外侧联轴器构件的滚道槽与内侧联轴器构件的滚道槽相反。其可以消除相邻的一对滚道槽成形面的冲头间的间隙，将一对滚道槽成形面一体地形成于一个冲头，因此通过结构强度和刚性的提高，能够实现高精度的成形，另外，消除冲头肩部的壁厚薄的区域，因此应力的集中得到缓和，能够提高模具的寿命。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术提供一种褪接便利、不拆卸前提下联轴状态可调、同工况下加工精度要求低、节省成本、拆卸修理方便的多向快接联轴器。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：多向快接联轴器，包括以十字万向节相互连接的主接头和从接头，其中：从接头具有冲头结构，冲头上具有凹陷的内球槽；接头能容纳于一个限位构件内，且该限位构件内侧具有数量于内球槽数量相当的外球槽；外球槽自位于该限位构件深处的驻球窝向外延伸；外球槽沿口与冲头的配合限位间距L3小于滚珠容腔间距L2。由于L3小于L2的关系，转动时能在不需借助球笼的情况下，将滚珠限位在中部附近，进入工况。驻球窝内在非工况状态下，可以驻留滚珠，便于直接拆卸。
为优化上述技术方案，采取的措施还包括：内球槽及外球槽均沿着从接头轴向延伸。外球槽沿口与冲头的配合限位间距的存在使得，内球槽及外球槽均沿着从接头轴向延伸的情况下就能工作，大大降低了制造精度和加工难度。内球槽或外球槽沿着从接头轴向延伸呈与转动方向相反的螺旋。如果在工况下，有轴向较大拖拽力的，可以选择以择一的方式做反向螺旋。在不需要球笼及较低加工成本的情况下仍然能进入正常工况。驻球窝的外球槽限位面的延伸到与内球槽位置附近具有呈大致圆柱形侧面的外球槽限位面。大致圆柱形侧面的外球槽限位面可以降低工艺要求，但不影响夹持效果，进一步降低成本。驻球窝的外球槽限位面的延伸到与内球槽位置附近具有呈大致圆环形柱面的外球槽限位面。大致圆环形柱面的外球槽限位面能使滚珠在工况夹持状态下，即L2大于L1，运动到外球槽限位面圆弧的顶端，使所有滚珠的受力平衡性更好，夹持作用力体现在近似于垂直从接头轴向的一个受力面，提高可靠性。而加工稍复杂了，但仍比现有技术更节省成本。外球槽限位面靠近冲头内沿口距离L1位滚珠直径D的比值L1:D为1.05至1.2。在L1:D处于上述范围时，滚珠从驻球窝内滑出比较顺畅，且能获得较好的工况响应。而D如果过小，会造成应力集中，整个联轴器扭矩承载力变小的情况。从接头轴向方向上附近设有能调节滚珠进入或离开驻球窝的位置调控结构。位置调控结构为从接头轴向上设置的磁诱导装置和/或磁退位装置。上述组件均为电磁铁，利用电磁方式控制滚珠。位置调控结构为与驻球窝联通的第一进气通道和/或与冲头基部附近的第二进气通道。当滚珠的材料不能用磁力控制的情况出现时，以启动方式调控滚珠的位置。还具有与第一进气通道和/或第二进气通道连通的气泵。气泵一般独立设置，仅用于调节滚珠位置并拆卸联轴器时使用。
由于本发明采用了从接头具有冲头结构，冲头上具有凹陷的内球槽；接头能容纳于一个限位构件内，且该限位构件内侧具有数量于内球槽数量相当的外球槽；外球槽自位于该限位构件深处的驻球窝向外延伸；外球槽沿口与冲头的配合限位间距L3小于滚珠容腔间距L2。由于L3小于L2的关系，转动时能在不需借助球笼的情况下，将滚珠限位在中部附近，进入工况。驻球窝内在非工况状态下，可以驻留滚珠，便于直接拆卸。因而本发明具有褪接便利、不拆卸前提下联轴状态可调、同工况下加工精度要求低、节省成本、拆卸修理方便的优点。
附图说明
图1为本发明实施例立体结构示意图；
图2为本发明实施例俯视结构示意图；
图3为本发明实施例剖视结构示意图(圆环弧槽)；
图4为本发明实施例剖视结构示意图(直槽)；
图5为本发明实施例局部放大结构示意图(直槽与圆环弧槽对比)；
图6为本发明实施例差动状态结构示意图；
图7为本发明实施例普通内球槽示意图；
图8为本发明实施例螺旋内球槽构示意图。
具体实施方式
以下结合附实施例对本发明作进一步详细描述。
附图标号说明：主接头1、主接口11、主连接臂12、从接头2、磁诱导装置2a、从连接臂21、冲头22、内球槽22a、限位构件3、磁退位装置3a、从接口31、外球槽32、驻球窝32a、外球槽限位面32b、十字万向节4、滚珠5。
实施例：参照图1至图8。本实施例以优选、交叉替换的形式展示本发明的多向快接联轴器，包括以十字万向节4相互连接的主接头1和从接头2，其中：从接头2具有冲头22结构，冲头22上具有凹陷的内球槽22a；接头2能容纳于一个限位构件3内，且该限位构件3内侧具有数量于内球槽22a数量相当的外球槽32；外球槽32自位于该限位构件3深处的驻球窝32a向外延伸；外球槽32沿口与冲头22的配合限位间距L3小于滚珠容腔间距L2。由于L3小于L2的关系，转动时能在不需借助球笼的情况下，将滚珠5限位在中部附近，进入工况。驻球窝32a内在非工况状态下，可以驻留滚珠5，便于直接拆卸。内球槽22a及外球槽32均沿着从接头2轴向延伸。外球槽32沿口与冲头22的配合限位间距的存在使得，内球槽22a及外球槽32均沿着从接头2轴向延伸的情况下就能工作，大大降低了制造精度和加工难度。内球槽22a或外球槽32沿着从接头2轴向延伸呈与转动方向相反的螺旋。如果在工况下，有轴向较大拖拽力的，可以选择以择一的方式做反向螺旋。在不需要球笼及较低加工成本的情况下仍然能进入正常工况。驻球窝32a的外球槽限位面32b的延伸到与内球槽22a位置附近具有呈大致圆柱形侧面的外球槽限位面32b。大致圆柱形侧面的外球槽限位面32b可以降低工艺要求，但不影响夹持效果，进一步降低成本。驻球窝32a的外球槽限位面32b的延伸到与内球槽22a位置附近具有呈大致圆环形柱面的外球槽限位面32b。大致圆环形柱面的外球槽限位面32b能使滚珠5在工况夹持状态下，即L2大于L1，运动到外球槽限位面32b圆弧的顶端，使所有滚珠5的受力平衡性更好，夹持作用力体现在近似于垂直从接头2轴向的一个受力面，提高可靠性。而加工稍复杂了，但仍比现有技术更节省成本。外球槽限位面32b靠近冲头22内沿口距离L1位滚珠直径D的比值L1:D为1.05至1.2。在L1:D处于上述范围时，滚珠5从驻球窝32a内滑出比较顺畅，且能获得较好的工况响应。而D如果过小，会造成应力集中，整个联轴器扭矩承载力变小的情况。从接头2轴向方向上附近设有能调节滚珠5进入或离开驻球窝32a的位置调控结构。位置调控结构为从接头2轴向上设置的磁诱导装置2a和/或磁退位装置3a。上述组件均为电磁铁，利用电磁方式控制滚珠5。位置调控结构为与驻球窝32a联通的第一进气通道和/或与冲头22基部附近的第二进气通道。当滚珠5的材料不能用磁力控制的情况出现时，以启动方式调控滚珠5的位置。还具有与第一进气通道和/或第二进气通道连通的气泵。气泵一般独立设置，仅用于调节滚珠5位置并拆卸联轴器时使用。
初始状态下，滚珠5位于驻球窝(32a)内。磁退位装置3a可以按需的保持滚珠5的初始位置。此时，联轴器可以空转。当通过磁诱导装置2a将滚珠5引导至内球槽(22a)内，开始工作，进入工况，从接头2与限位构件3差动后，内球槽(22a)与外球槽32之间夹持力作用于滚珠5。
退出工况的原理是根据不同实施例，以反转或磁力或气动方式将滚珠5的位置直接调节回到驻球窝(32a)内。本技术方案通过特定的内球槽(22a)与外球槽32及周边配合结构、装置的组合，大大降低了部件加工精度要求，有的技术方案整套可以收工完成。机加工方案也不需要使用代价较高的成型机器，加工曲面仅需要对称即可，对表面处理的要求也不高。而现有技术中大量采用非线性加工路径，普通加工机械难以一次完成。出于制图清晰的考虑，附图中连接齿条、螺纹等细节均略去，本领域普通技术人员应当了解。
尽管已结合优选的实施例描述了本发明，然其并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，能够对在这里列出的主题实施各种改变、同等物的置换和修改，因此本发明的保护范围当视所提出的权利要求限定的范围为准。

Claims (10)

1.多向快接联轴器，包括以十字万向节(4)相互连接的主接头(1)和从接头(2)，其特征是：所述的从接头(2)具有冲头(22)结构，所述的冲头(22)上具有凹陷的内球槽(22a)；所述的接头(2)能容纳于一个限位构件(3)内，且该限位构件(3)内侧具有数量于所述的内球槽(22a)数量相当的外球槽(32)；所述的外球槽(32)自位于所述的该限位构件(3)深处的驻球窝(32a)向外延伸；所述的外球槽(32)沿口与所述的冲头(22)的配合限位间距L3小于滚珠容腔间距L2。
2.根据权利要求1所述的多向快接联轴器，其特征是：所述的内球槽(22a)及外球槽(32)均沿着从接头(2)轴向延伸。
3.根据权利要求1所述的多向快接联轴器，其特征是：所述的内球槽(22a)或外球槽(32)沿着从接头(2)轴向延伸呈与转动方向相反的螺旋。
4.根据权利要求1所述的多向快接联轴器，其特征是：所述的驻球窝(32a)的外球槽限位面(32b)的延伸到与所述的内球槽(22a)位置附近具有呈大致圆柱形侧面的外球槽限位面(32b)。
5.根据权利要求1所述的多向快接联轴器，其特征是：所述的驻球窝(32a)的外球槽限位面(32b)的延伸到与所述的内球槽(22a)位置附近具有呈大致圆环形柱面的外球槽限位面(32b)。
6.根据权利要求1所述的多向快接联轴器，其特征是：所述的外球槽限位面(32b)靠近所述的冲头(22)内沿口距离L1位所述的滚珠直径D的比值L1:D为1.05至1.2。
7.根据权利要求1所述的多向快接联轴器，其特征是：所述的从接头(2)轴向方向上附近设有能调节所述的滚珠(5)进入或离开所述的驻球窝(32a)的位置调控结构。
8.根据权利要求7所述的多向快接联轴器，其特征是：所述的位置调控结构为所述的从接头(2)轴向上设置的磁诱导装置(2a)和/或磁退位装置(3a)。
9.根据权利要求7所述的多向快接联轴器，其特征是：所述的位置调控结构为与所述的驻球窝(32a)联通的第一进气通道和/或与所述的冲头(22)基部附近的第二进气通道。
10.根据权利要求9所述的多向快接联轴器，其特征是：还具有与所述的第一进气通道和/或第二进气通道连通的气泵。
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