CN100374747C - 紧凑型等速接头 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种等速接头，该接头包括一凸元件(4)，该凸元件(4)具有至少两个耳轴(8)和一个具有外径DAE的轴(12)。将每个滚子(32)安装在耳轴(8)上。该接头还包括一凹元件(20)，该凹元件(20)包括用于每个滚子(32)的一对滚道(22，24)并确定了一滚道初基圆PCD。轴(12)的外径DAE与该滚道初基圆的直径PCD之间的比值大于0.55。本发明适用于机动车辆传动中使用的接头。

Description

紧凑型等速接头
技术领域
本发明涉及一种等速接头。
背景技术
等速接头尤其是三角型等速接头，诸如供应商GKN动力传动路线S.A.出售的“GI”型接头。
文献FR-A-2809145中公开了这种类型的等速接头，其具有特定比值的尺寸比，从而减小接头的尺寸或者体积，同时获得结构强度和其寿命之间的平衡。
接头的结构强度涉及在该接头受到静态应力和动态应力时组成该接头的元件的机械强度。接头的寿命涉及滚道、滚子和滚针的接触表面的耐磨(诸如剥落)性能。
根据上述文献，影响结构强度的参数有轴的直径(ds)，耳轴直径，滚子壁厚度及滚子宽度。影响寿命的参数有导向滚道的基圆的直径(PCD)、耳轴直径、滚针长度和滚针直径。
在文献FR-A-2809145中的接头中，轴的直径(ds)与滚道基圆直径(PCD)的比值在0.5至0.55的范围内。滚子宽度与滚子外径的比值等于或者小于0.32，可优选在0.27至0.24的范围内。耳轴直径与滚子直径的比值是在0.54至0.57的范围内。
上述文献阐述了降低滚子宽度与滚子外径的比值对减小接头的尺寸具有显著的效果。
发明内容
本发明的一个目的在于提供一种针对给定的结构强度和寿命具有非常小尺寸的等速接头。
本发明的目的是这样实现的：
根据本发明，提供一种等速接头，该接头包括：一凸元件，该凸元件具有至少两个耳轴和一个沿一第一轴线延伸并具有外径DAE的轴，每一个耳轴设有一个滚动表面，该滚动表面沿一第二轴线延伸，尤其是沿一个垂直于所述第一轴线的轴线延伸，而且具有滚动表面直径DSR；用于每个耳轴的滚子，安装在耳轴上以便绕所述第二轴线旋转，并且能沿该轴自由地滑动，所述滚子具有外径DGE；以及一凹元件，其包括用于每个滚子的一对滚道并确定了一滚道基圆；其特征在于，所述轴的外径DAE与该滚道基圆的直径PCD之间的比值作为接头的第一比值，该第一比值大于0.55。
优选地，所述第一比值大于0.56。
优选地，所述第一比值小于0.59。
优选地，每一个滚子具有一沿辊子的轴线测得的轴向宽度LG，而且该轴向宽度LG与滚子的外径DGE的比值作为接头的第二比值，该第二比值位于0.28至0.32的范围之内。
优选地，所述第二比值在0.30至0.31的范围之内。
优选地，滚动表面的直径DSR与滚子的外径DGE的比值作为接头的第三比值，该第三比值位于0.53至0.58的范围之内。
优选地，滚动表面的直径DSR与轴的外径DAE的比值作为接头的第四比值，该第四比值位于0.86至0.91的范围之内。
优选地，滚针位于每个滚动表面和每个滚子之间，而且滚针的长度LA与滚动表面的直径DSR的比值作为接头的第五比值，该第五比值至少为0.56且小于0.61，而且优选小于0.58。
优选地，所述滚子具有一外径RGE，每个滚道具有半径RP的横截面，而且滚子的外径RGE与横截面的半径RP的比值作为接头的第六比值，该第六比值小于1，优选小于0.997，最好小于0.93。
优选地，所述凹元件确定一小内径DFP，该小内径DFP为在两对相邻滚道之间延伸的部分的内半径的2倍，而且直径DFP与轴的外径DAE的比值作为接头的第七比值，该第七比值位于1.83至1.92的范围内。
优选地，所述滚子只能以绕第二轴线并沿所述轴线旋转的方式运动。
优选地，所述滚子包括一大体上圆柱形的内表面，而且耳轴的滚动表面是一大体上圆柱形的表面。
优选地，所述滚针在滚子的滚动表面和耳轴的滚动表面上滚动。
优选地，所述耳轴和滚动表面都相对所述第一轴线固定。
优选地，所述接头是三角型接头。
结合附图，通过以实施例方式进行的下述描述将更清楚地理解本发明。
附图说明
图1是现有技术中等速接头的横截面视图；
图2示出与图1类似的本发明等速接头。
具体实施方式
图1和图2中的两个接头只是在几何比例上存在区别。因此，图1和图2中的相似部件以相同的附图标记来表示。
在机动车辆传动中使用的接头2基本上包括以下元件：
1)凸元件4或者具有相对中心轴线X-X(垂直于图示平面)均匀分布的三通三角件，该凸元件包括轮毂6和三个径向耳轴8，其中耳轴8的各自轴线Y-Y以120°角度间隔开。每个耳轴8都具有一大体上圆柱形的滚动表面10，该滚动表面10具有以各自耳轴轴线Y-Y为中心的直径DSR。凸元件4具有一小外径DMP和一大外径DMG，其中小外径由轮毂6的外侧直径确定，大外径是沿轴线X-X测得的耳毂8的径向长度的二倍。
将轮毂6借助于在该轮毂6和轴12上互补的凹槽14，16而固定到第一转轴12上。转轴12具有由轴的凹槽14的外径来确定的外径DAE。
将耳轴8和滚动表面10都相对第一轴线X-X来固定。
2)凹元件20或者相对中心轴线X′-X′均匀分布的三通漏斗形元件，其中该中心轴线X′-X′在接头2处于图示的对准位置时与轴线X-X重合。在每个耳轴8的每一侧上，漏斗形元件20形成了一对相面对的滚道22、24。将凹元件20固定到一第二转轴(没有示出)上。漏斗形元件20确定了一小内径DFP和一大内径DFG，其中，该小内径DFP是在两对相邻滚道22，24之间延伸部分23的内半径的2倍，大内径DFG是位于一对滚道的滚道22、24之间弧线25的内半径的2倍。
滚道22，24都具有以点P为中心、半径为RP的圆弧形截面。在传统方式中，滚道22，24确定了以轴线X′-X′为中心且通过三个点P的滚道基圆。该圆的直径用PCD来表示。
对于每个耳轴8而言，机械传动件30包括一个滚子32，该滚子具有与轴线Y-Y重合的旋转轴线Z-Z。将滚子32设计成能在相应的滚道22，24中的一个或者另一个上滚动。
每一个滚子32具有呈球形的一部分的外表面34。该外表面34具有直径DGE。滚子32还包括一内滚动表面36，该内滚动表面36为绕轴线Z-Z构成的一大体上圆柱形的表面并具有直径DGI。滚子具有沿轴线Z-Z测得的宽度LG。因此，滚子32只能以绕第二轴线X-X和沿所述轴线旋转的方式运动。
此外，传动件30具有一圈在滚子32的滚动表面36和耳轴8的滚动表面10上滚动的滚针38。这圈滚针38通过紧固在耳轴8的端部上形成的凹槽44中的卡环40和开裂环42而沿轴向保持在耳轴8上。滚针38的长度为LA。
影响接头尺寸和寿命的参数主要是滚子32的宽度LG，滚道基圆的直径PCD以及滚子的外径DGE。但，这些参数中的每一个对尺寸和寿命的影响都不同。计算和深入的实验令人惊奇地发现最不利的尺寸参数是直径PCD，但是减小该直径将仅仅导致寿命比较小的降低，而上述三个参数中对尺寸影响最小且对寿命影响最大的是滚子外径DGE。
因此，本发明的接头具有轴的外径DAE与滚道基圆直径PCD的比值大于0.55。可优选的是，该比值大于0.56而小于0.59。
滚子32的宽度LG与滚子外径DGE的比值在0.28至0.32的范围内，可优选位于0.30至0.31的范围内。
滚动表面直径DSR与滚子外径DGE的比值在0.53至0.58的范围内。
此外，滚动表面直径DSR与轴的外径DAE之比大于0.86，而且可优选位于0.86至0.91的范围内。这样，可使接头具有一长寿命。
滚针长度LA与滚动表面直径DSR的比值优选至少为0.56且小于0.61，最好小于0.58。
此外，漏斗形元件20的小内径DFP与大内径DFG的比值被设定在0.65至0.68的范围内。凸元件4的小直径DMP与该凸元件4的大直径DMG的比值被设定在0.55至0.6的范围内，而且最好位于0.57至0.58的范围内。
漏斗形元件20的小内径DFP与轴的外径DAE的比值在1.83至1.92的范围内。这样，该比值较大并且导致漏斗形元件和凸元件在错位/滑动图上具有一较大的区域。换言之，该接头形成了一大弯曲角，从而可用于在凸元件4和凹元件20之间给定的相对位移。
此外，滚子外径DGE是该滚子外半径RGE的2倍。
滚子32的外半径RGE与滚道22，24的半径RP之比小于1，优选小于0.997，最好小于0.93。该比值避免了在表面34的轴端和滚道22，24之间的高接触压力，并引起小的轴向反作用力和小的振动。
在图2中，图1接头的外侧由点划线2′来表示。可以看到，本发明的接头具有更小的体积。
通过利用上述特定的比值，对于给定的结构强度和寿命而言接头会变得更紧凑。此外，本发明的接头在操作时产生很小的振动和很小的噪音。

Claims (15)

1.一种等速接头，该接头包括：
一凸元件(4)，该凸元件(4)具有至少两个耳轴(8)和一个沿一第一轴线(X-X)延伸并具有外径DAE的轴(12)，每一个耳轴(8)设有一个滚动表面(10)，该滚动表面沿一第二轴线(Y-Y)延伸，尤其是沿一个垂直于所述第一轴线(X-X)的轴线延伸，而且具有滚动表面直径DSR；
用于每个耳轴(8)的滚子(32)，安装在耳轴(8)上以便绕所述第二轴线(Y-Y)旋转，并且能沿该轴自由地滑动，所述滚子(32)具有外径DGE；以及
一凹元件(20)，其包括用于每个滚子(32)的一对滚道(22，24)并确定了一滚道基圆；
其特征在于，所述轴(12)的外径DAE与该滚道基圆的直径PCD之间的比值作为接头的第一比值，该第一比值大于0.55。
2.根据权利要求1所述的等速接头，其特征在于，所述第一比值大于0.56。
3.根据权利要求1或2所述的等速接头，其特征在于，所述第一比值小于0.59。
4.根据权利要求1或2所述的等速接头，其特征在于，每一个滚子(32)具有一沿辊子的轴线(Z-Z)测得的轴向宽度LG，而且该轴向宽度LG与滚子(32)的外径DGE的比值作为接头的第二比值，该第二比值位于0.28至0.32的范围之内。
5.根据权利要求4所述的等速接头，其特征在于，所述第二比值在0.30至0.31的范围之内。
6.根据权利要求1或2所述的等速接头，其特征在于，滚动表面(10)的直径DSR与滚子(32)的外径DGE的比值作为接头的第三比值，该第三比值位于0.53至0.58的范围之内。
7.根据权利要求1或2所述的等速接头，其特征在于，滚动表面(10)的直径DSR与轴的外径DAE的比值作为接头的第四比值，该第四比值位于0.86至0.91的范围之内。
8.根据权利要求1或2所述的等速接头，其特征在于，滚针(38)位于每个滚动表面(10)和每个滚子(32)之间，而且滚针(38)的长度LA与滚动表面(10)的直径DSR的比值作为接头的第五比值，该第五比值至少为0.56且小于0.61，而且优选小于0.58。
9.根据权利要求1或2所述的等速接头，其特征在于，所述滚子(32)具有一外径RGE，每个滚道(22，24)具有半径RP的横截面，而且滚子的外径RGE与横截面的半径RP的比值作为接头的第六比值，该第六比值小于1，优选小于0.997，最好小于0.93。
10.根据权利要求1或2所述的等速接头，其特征在于，所述凹元件(20)确定一小内径DFP，该小内径DFP为在两对相邻滚道(22，24)之间延伸的部分(23)的内半径的2倍，而且直径DFP与轴的外径DAE的比值作为接头的第七比值，该第七比值位于1.83至1.92的范围内。
11.根据权利要求1或2所述的等速接头，其特征在于，所述滚子(32)只能以绕第二轴线(Y-Y)并沿所述轴线旋转的方式运动。
12.根据权利要求11所述的等速接头，其特征在于，所述滚子(32)包括一大体上圆柱形的内表面(36)，而且耳轴(8)的滚动表面(10)是一大体上圆柱形的表面。
13.根据权利要求12所述的等速接头，其特征在于，所述滚针(38)在滚子(32)的滚动表面(36)和耳轴(8)的滚动表面(10)上滚动。
14.根据权利要求1或2所述的等速接头，其特征在于，所述耳轴(8)和滚动表面(10)都相对所述第一轴线(X-X)固定。
15.根据权利要求1或2所述的等速接头，其特征在于，所述接头是三角型接头。
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