等速万向节制造技术

一种等速万向节，它包括：其内球面上形成有多个球滚道的钟形壳，这些球滚道沿该钟形壳转动轴线方向延伸；其外球面上形成有多个球滚道的星形套，这些球滚道沿该星形套转动轴线方向延伸并且与钟形壳的球滚道成对；以及位于钟形壳球滚道和星形套球滚道之间的多个球。在该等速万向节中，钟形壳和星形套至少之一的球滚道部分地形成有减载轮廓，用以提供多个减载滚道部分，使得星形套与钟形壳之间的转矩传递期间作用在位于减载滚道部分中的各球上的载荷比作用在位于球滚道的其它部分中的各球上的载荷小。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术总体上涉及一种等速万向节，尤其是涉及一种球笼式等速万向节，该万向节的星形套(内滚道)和钟形壳(外滚道)之间俘获有多个球。
技术介绍
在前轮驱动车辆和四轮驱动车辆中，等速万向节通常例如在用作转向/驱动轮的前轮与驱动轴之间的连接部中使用。这种等速万向节允许改变驱动轴与连接至该万向节的从动轴之间的万向节夹角，同时允许驱动轴和从动轴以等角速度转动。作为一种等速万向节，公知有一种球笼式等速万向节，在该球笼式等速万向节中，该万向节的星形套与钟形壳之间俘获有多个球，使得转矩通过球与形成在星形套和钟形壳中的滚道的内壁的接触点传递。该球笼式等速万向节的星形套具有基本球形的外球面，并且该星形套容纳在具有基本球形的内球面的钟形壳中。在该等速万向节中，沿万向节转动轴线方向延伸的球滚道沿圆周方向等距形成在星形套的外球面和钟形壳的内球面中。形成在星形套和钟形壳中的球滚道的数量与球的数量相同。各球分别位于星形套和钟形壳的相对球滚道中，沿圆周方向测量的球与球之间的间距由介于星形套外圆周面与钟形壳内圆周面之间的球笼(球保持架)固定或保持。在如此构造的球笼式等速万向节中，钟形壳转动轴线与星形套转动轴线之间的角度可通过球在球滚道中的移动而自由改变。另一方面，球在圆周方向上的移动由星形套外球面和钟形壳内球面上的球滚道的侧壁抑制或限制，从而限制星形套与钟形壳的相对转动。在这种结构中，星形套和钟形壳可以等角速度转动，同时允许星形套与钟形壳之间的万向节夹角改变。作为一种如上所述的球笼式等速万向节，公知有一种所谓的UF(undercut free，无底切)式等速万向节，在该万向节中，钟形壳开口端部中的球滚道的形状为与钟形壳转动轴线平行延伸的直滚道。在UF式等速万向节中，钟形壳可形成为其开口的内径增加而钟形壳的外径不增加。对于如此形成的钟形壳，万向节夹角不太可能通过与星形套连接的轴和钟形壳开口端部的内缘相碰而抑制或限制，因而万向节夹角相应地增加。日本专利公报No.2001-153149公开该UF式等速万向节的另一示例，在该示例中，可通过将钟形壳的直滚道形成为每个滚道均沿该滚道的底部与钟形壳转动轴线之间的距离朝向钟形壳开口端增加的方向笔直延伸而进一步增加最大万向节夹角。但是，最大万向节夹角的增加会使公知UF式等速万向节遭受如下问题。星形套外球面和钟形壳内球面在通过它们的转动轴线的平面中呈基本均匀弧形。如钟形壳中的球滚道基本笔直延伸，则球滚道的深度无法处处相同，并且球滚道的某些部分的深度必然减小。此外，万向节转动期间，球在径向上的位移随着最大万向节夹角的增加而增加，从而保持球的球笼的外径增加。球笼直径的增加要求钟形壳的内球面扩大，从而造成钟形壳的球滚道的深度总体上减小。在如上所述的等速万向节中，转矩通过分配有载荷或转矩的各球在钟形壳与星形套之间传递。因此很难确保钟形壳的球滚道深度如上所述较小的部分的使用寿命足够高。为确保这些部分的使用寿命足够高，必须增加整个球滚道的深度并增加球的直径。球滚道深度的增加和球直径的增加必然导致该等速万向节的尺寸和重量增加。上述专利公报中公开的等速万向节很可能由于其球滚道的构造而遭受上述问题。
技术实现思路
因此，本专利技术的一个目的是提供一种使用寿命提高但尺寸和重量不增加的等速万向节。为实现上述和/或其它目的，按照本专利技术一个方面，提供一种等速万向节，它包括(a)其内球面上形成有多个球滚道的钟形壳，这些球滚道沿该钟形壳转动轴线方向延伸；(b)其外球面上形成有多个球滚道的星形套，这些球滚道沿该星形套转动轴线方向延伸并且与该钟形壳的球滚道成对；以及(c)位于该钟形壳的球滚道和该星形套的球滚道之间的多个球，其中，该钟形壳和该星形套至少之一的球滚道部分地形成有卸载或减载轮廓(relief profile)，用以提供多个减载滚道部分，使得星形套与钟形壳之间的转矩传递期间作用在位于该减载滚道部分中的球上的载荷比作用在位于该球滚道的其它部分中的球上的载荷小。在如上所述构造的等速万向节转动时，置于形成在星形套外球面内的球滚道与形成在钟形壳内球面内的球滚道之间的各球用来传递载荷，以便进行该星形套与该钟形壳之间的转矩传递。由于该球滚道如上所述部分地形成有卸载或减载轮廓，因此该球的一部分随着由该星形套的转动轴线和该钟形壳的转动轴线形成的角度(即万向节夹角)的改变而在该万向节转动期间移入该减载滚道部分中。在这种情况下，转矩传递期间作用在位于该减载滚道部分中的各球上的载荷比作用在位于该球滚道的其它部分中的各球上的载荷小。因此，要求该减载滚道部分的机械强度比该球滚道的其它部分的机械强度小，从而即使该减载滚道部分的深度减小也能确保足够高的使用寿命。因此，通过以减载轮廓形成深度减小的球滚道的一部分，用以提供该减载滚道部分，该球滚道的小深度部仍显示出足够高的使用寿命。此外，该减载滚道部分中的所需深度的减小使得该万向节的设计自由度加大，例如在该球滚道的曲率半径以及该球的尺寸方面，并且使得该等速万向节的尺寸和重量减小。按照本专利技术的另一方面，提供一种等速万向节，它包括(a)其内球面上形成有多个球滚道的钟形壳，这些球滚道沿该钟形壳转动轴线方向延伸；(b)其外球面上形成有多个球滚道的星形套，这些球滚道沿该星形套转动轴线方向延伸并且与该钟形壳的球滚道成对；以及(c)位于该钟形壳的球滚道与该星形套的球滚道之间的多个球，其中，该钟形壳和该星形套至少之一的球滚道部分地形成有减载轮廓，用以提供多个减载滚道部分，使得位于该减载滚道部分中的各球与该球滚道的内壁之间沿圆周方向看去的间隙比位于该球滚道的其它部分中的各球与该球滚道的内壁之间的间隙大。在如上所述构造的等速万向节中，转矩传递期间作用在位于该减载滚道部分中的各球上的载荷比作用在位于该球滚道的其它部分中的球上的载荷小，从而即使该减载滚道部分的深度减小也能确保足够高的使用寿命。此外，该减载滚道部分中的所需深度的减小使得该万向节的设计自由度加大，例如在该球滚道的曲率半径以及该球的尺寸方面，并且使得该等速万向节的尺寸和重量减小。附图说明从以下结合附图对优选实施例的说明中可清楚看出本专利技术的上述和/或其它目的、特征和优点，其中，相同部件用相同标号表示，在附图中图1为本专利技术等速万向节一实施例的纵向截面图；图2为图1的等速万向节的钟形壳的局部纵向截面图；图3为图1的等速万向节的星形套的局部纵向截面图；图4为该钟形壳的局部纵向截面图；图5为该星形套的局部纵向截面图；图6A至6C示出一球与球滚道之间的接合的示例；图7示出球的位置与球接触对应球滚道的侧壁时的接触角之间的关系；图8示出球的位置与PCR间隙之间的关系；以及图9A至9D示出该等速万向节的转动相位与各球的位置之间的关系。具体实施例方式下面结合附图详细说明本专利技术一示例性实施例。图1所示依照本专利技术实施例的等速万向节10总体上包括与驱动轴(未示出)一端部连接的星形套11和与从动轴12连成一体的钟形壳13。该等速万向节10还包括置于星形套11与钟形壳13之间且用来在星形套11与钟形壳13之间传递转矩的多个球14(在该实施例中为六个球)，和保持这些球14的球笼15。图1示出该等速万向节10处于万向节夹角θ等于最大角度θmax时的状态。如图1所示，通孔16形成在星形套11中，该通孔沿该星本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种等速万向节，它包括（ａ）其内球面上形成有多个球滚道的钟形壳，这些球滚道沿所述钟形壳的转动轴线方向延伸；（ｂ）其外球面上形成有多个球滚道的星形套，这些球滚道沿所述星形套的转动轴线方向延伸并且与所述钟形壳的球滚道成对；以及（ｃ）位于所述钟形壳的球滚道和所述星形套的球滚道之间的多个球，其中，所述钟形壳和所述星形套至少之一的球滚道部分地形成有减载轮廓，用以提供多个减载滚道部分，使得在所述星形套与所述钟形壳之间的转矩传递期间作用在位于所述减载滚道部分中的各球上的载荷比作用在 位于所述球滚道的其它部分中的各球上的载荷小。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：松本巧，松田尚，二村哲雄，松浦孝一，铃木聪，中井信治，
申请(专利权)人：丰田自动车株式会社，株式会社捷太格特，
类型：发明
国别省市：JP[日本]