等速万向节制造技术

等速万向节包含两根其相对端部各带有半球形法兰的轴，法兰内各设置半圆柱形凹槽，法兰的轴线相交于万向节的几何中心。该万向节带有两个十字轴，各具有一滑动地支承在相应的半圆柱形槽内的半圆柱形部分和一个半环状的圆柱形部分，该两部分的轴线互相垂直。中央连接件有两条半环状的圆柱形槽，它们的轴线是重合的，并构成穿过万向节几何中心的中央连接件的轴线，两条槽分别滑动地支承一个半环状的圆柱形部分。（*该技术在2015年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及用于传动系统的等速万向节，该万向节特别适用于机动车例如前轮驱动的车辆的传动轴上，但是，也适用于两根至少在一定时间内需要互相倾斜的转动轴之间传递旋转运动的任何场合。人们最熟悉的万向节可能就是Cardan万向节，该万向节包含两个互相垂直的置于各轴端部的轴叉，在其端部各带有沿垂直于相应轴的轴线延伸的孔，在该孔内转动地装上普通十字连接件的两个相对臂的端部。这种万向节可以进行较大角度的旋转运动的传动，而两轴的速度按每分钟的转数表示总是一样的，当输入轴以等速度转动时，输出轴的速度在每一转周中则周期地变化。其原因在于Cardan万向节不能满足输出轴的瞬间速度始终与恒定的输入速度保持一致所需的基本关系，即，第一，两轴间的接触平面必须在空间保持恒定;第二，该接触平面必须垂直于由两轴的转动轴线决定的平面;第三，该接触平面与各轴的轴线所交的角度必须等于万向节总的连接角的一半。采用双Cardan万向节(由两个万向节串连而成)可以达到近似恒定的速度，在这种双万向节中，第一万向节的输出件与另一万向节的输入件合成一体。两轴的端部装有相配的支承和对中机构。这种万向节仅仅在一个连接角下可作为一个真正的恒速万向节来工作，而在其他的连接角下，其输出速度的变化则比例如单一的Cardan万向节小得多。然而，在许多用途中，即使这样减小了的速度的变化也是不允许的。采用Rzeppa万向节可以达到真正等速所需的关系，这种万向节含有由若干滚珠传动连接的内座圈和外座圈，这些滚珠由轴向偏置的子午弯曲槽而定位于等速平面内，并且通过置于两座圈之间的隔圈保持在该平面内。这种万向节所传递的扭力是通过万向节偏转时与滚珠座圈滑动接触时很小的接触面积来传递的，因此，在较大的连接角的情况下，万向节受到很大磨损。实际上，滚珠的球形表面与座圈的内部凸面相接触，这就意味着上述接触基本上是点接触，故表面应力很高。只是因为在绝大多数用途中大的连接角很少用而且仅仅在短时间内出现，所以上述情况在实践中是允许的。但是，如果Rzeppa万向节在很大的连接角度下而且速度很高和/或扭力很大的情况下工作较长时间，那么，万向节的磨损以及发热和噪音就很大，它将会过早地破坏。德国专利No.914208公开了一种等速万向节，在这种万向节中，在两轴的相对端部都带有两条半圆柱形的凹槽，在每个凹槽中，可滑动地支承着各自的、一般为U形的构件或十字轴的半圆柱形部分。在U形构件或十字轴的每个叉臂的端部都带有一个由圆柱形部分限定的孔，该孔的轴线垂直于相关凹槽的轴线。有一个中央连接销可转动地支承在全部4个孔内。该连接销可滑动地支承一个固定在两个导引销上的导引件，所述的两导引销与相应的半圆柱形部分的内表面滑动接合，并且可转动地固定在相应的一根轴的端部。上述这种万向节是通连接销与十字轴的接合表面来传递扭力的。由于十字轴的接合表面是圆柱形的，所以中央销的尺寸必需相对小些，否则万向节的总尺寸就会变得过大而超出允许范围。这就意味着接合表面必须小，这将会导致高的表面载荷高，而高的表面载荷又会引起润滑失效，并使接合面严重磨损、最终导致焊合或咬住(如果万向节传递很大扭力的话)。而且，当两轴互相倾斜时，导引件就会在导引销上作纵向往复运动，这些意味着万向节不平衡，从而在万向节高速转动时出现不允许的振动。因此，本专利技术的目的是提供一种能克服已知万向节的上述缺点的等速万向节，且制造简易，成本低，能够在高速和大连接角下长时间工作不发生明显的磨损或过早的破坏。本专利技术的另一目的提供一种始终保持至少是近似的静态和动态平衡的等速万向节。按照本专利技术的一种等速万向节包含两根轴，在该两轴的相对端部各形成相应的半圆柱形凹槽，该凹槽的轴线相交于万向节的几何中心。本专利技术的万向节还有两个十字轴，它们各有一个滑动地支承在相应的半圆柱形凹槽内的半圆柱形的外部分，和一个具有与一个中央连接件的相应的圆柱形表面形成旋转滑动接合的圆柱形表面的内部分，其轴线垂直于半圆柱形外部分，内部分的两个圆柱形表面的轴线相叠合，并构成穿过几何中心的中央连接件的轴线，其特征在于，内部分的圆柱形表面仅仅是半圆柱形的，且该万向节带有连接两个十字轴的连接机构，其位置设置在两个十字轴之间传递旋转运动而使两个十字轴被迫绕中央连接件的轴线作距离相等但方向相反的转动。本专利技术的万向节可看作相当于两个欧氏联轴节，其中一个联轴节的输出件(也就是中央连接件)构成另一联轴节的输入件，重要的差异在于，全部接合表面都是半圆柱形的，且全部圆柱体的轴线相交于万向节的几何中心。当两轴直线对准时，整个万向节就像一个实体那样转动，通过两个转动的联轴节将扭力从一根轴传递到中央连接件，所述的联轴节分别由轴上的半圆柱凹槽与相关的十字轴的半圆柱形部分相接合、以及由十字轴的半环状圆柱形表面与中央连接件的圆柱形表面相接合而构成。通过两个位于万向节另一侧的相应的转动联轴节将扭力从中央连接件传递到另一根轴。如果两根轴互相倾斜，每个联轴节的表面就会发生绕其表面轴线的、相对的往复滑动的转动运动，且万向节每一侧的两个联轴节的滑动运动是互相垂直而且不同相的。事实上，与中央连接件接合的十字轴的表面仅仅是半圆柱形的，能够与中央连接件的相同长度部分相接合，因此，它们在沿中央连接件轴线方向上具有较大的接合长度，这又意味着，在十字轴与中央连接件之间传递扭力的面积比上述的德国专利所述的大得多。如果每个十字轴的内部分是半环状圆柱形的，而且中央连接件带有两个半环状圆柱形凹槽，每个凹槽滑动地支承一个相应的内部分，那么十字轴与中央连接件之间的转动联轴节的安全可靠性及其传递扭力的能力还可进一步提高。为了使本专利技术的万向节像一个真正等速万向节那样工作，上述的条件必需满足，特别是中央连接件的轴线必须等分连接角。中央连接件的轴线有两个自由度，也就是说，它可以在通过万向节几何中心并垂直于中央连接件中的两个半环状圆柱形凹槽的表面的平面上移动，又可在垂直于通过万向节几何中心并包含两轴线的平面上移动。但是，两个十字轴连接在一起(最好是传动齿连接)的方式使它们总是绕中央连接件的轴线作距离相等而方向相反的转动，因此，中心轴线必定总是在上述的第一平面内等分连接角处。很容易看出，在一个平面上与中央连接件的轴线位置控制相配合的万向节的几何形状将意味着中央连接件的轴线能自动地移动到在另一平面上也等分连接角的位置上。本专利技术的万向节能够在大的连接角下高速度长时间运行而不会过早地破坏，其垂直原因就是载荷的传递是通过各种半圆柱形表面的大面积进行的，而不是像Rzeppa万向节那样通过若干实际是点接触处来传递的。由于滑动接触有大的表面积，所以赫兹表面应力载荷减至最小，这有利于润滑，并能在高速下传递大扭力，同时又保持万向节结构十分紧凑。本专利技术的万向节的静载荷承受能力必须是高的，即使在大的连接角下也如此，因为绝大多数零件承受的是压缩或剪切载荷而不是弯曲载荷。本专利技术的万向节本质上能自行对中，并且其旋转直径也就是沿垂直于传动轴之轴线方向上的最大尺寸(此尺寸对于汽车设计师是重要的)本来就较小。两个十字轴联接在一起的方式可使它们以各种方法实现沿相反方向转动相同的距离，但是，其联接机构最好包含在每个半环状圆柱形部分的圆柱形内表面上形成的传动齿和两个可转动地安装在中央连接件上互相啮合并与相应的一个半环本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种等速万向节包含两根轴（２），在它们各自的相对端部设有相应的半圆柱形凹槽（６），两轴的轴线在万向节的几何中心（２０）处相交，所述万向节还包含两个十字轴（１０），每个十字轴含有一个滑动地支承在相应的半圆柱形凹槽（６）内的半圆柱形的外部分（８）和一个具有一个与中央连接件（１６）的相应圆柱形表面形成转动滑动接合的圆柱形表面（其轴线垂直于半圆柱形部分（８）的轴线）的内部分（１２），该内部分（１２）的两个圆柱形表面的轴线（１８）是重叠的，并且就是中央连接件（１６）的穿过几何中心（２０）的轴线，上述结构的特征在于，内部分（１２）的圆柱形表面仅仅是半圆柱形的，并且带有连接两个十字轴（１０）的连接机构（２２，２６，３２），上述连接机构的位置设置可在两个十字轴（１０）之间传递转动而使两十字轴（１０）被迫绕中央连接件（１６）的轴线（１８）作距离相等但方向相反的转动。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：约翰C卡登，
申请(专利权)人：利卡卡登IPR有限公司，
类型：发明
国别省市：GB[英国]