CN103133547B - 用于车辆的滑动球笼式等速万向节 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种用于车辆的滑动球笼式等速万向节，其能通过由外圈的两个轨道槽和内圈的两个轨道槽形成轨道槽对来减小内圈与保持架之间的接触面积而将车辆振动减到最小，并能通过将保持架开口数量形成为滚珠数量的一半来减少保持架加工步骤的数量而降低制造成本。滑动球笼式等速万向节包括：外圈，其通过接收来自轴的端部的转动动力而转动，并在其内表面上具有由一对轨道槽形成的轨道槽对；内圈，其安装在外圈中，在其外表面上具有由一对轨道槽形成的轨道槽对，以对应外圈的轨道槽对；多个滚珠，其安装在形成在外圈中的轨道槽对和形成在内圈中的轨道槽对中，用于将外圈的转动动力传递到内圈；以及保持架，其具有用于容纳和支撑每两个滚珠的开口。

Description

用于车辆的滑动球笼式等速万向节
技术领域
本发明涉及一种用于车辆的滑动球笼式等速万向节，并且更特别地涉及一种用于车辆的滑动球笼式等速万向节，其能通过由外圈和内圈的两个轨道槽形成轨道槽对来减小内圈与保持架之间的接触面积而将车辆振动减到最小，并能通过将保持架开口数量形成为滚珠数量的一半来减少保持架加工步骤的数量而降低制造成本。
背景技术
通常，万向节所起的作用是在两个彼此以夹角相接的转轴之间传递转动动力(扭矩)。在具有小的动力传动角的传动轴情况下，使用钩型万向节、挠性万向节等，而在具有大的动力传动角的前轮驱动车辆的驱动轴情况下，使用等速万向节。
因为等速万向节甚至当驱动轴与从动轴之间的夹角很大时也能以等速度可靠地传递动力，所以等速万向节主要用于独立悬架型前轮驱动车辆的车轴。当从轴角度观察时，三叉式等速万向节设置在轴的面向发动机的一端(即，内侧端)，而固定型球笼式万向节设置在轴的面向轮胎的另一端(即，外侧端)。
图1是示出用于车辆的常规滑动等速万向节的横截面视图。
如图1所示，用于车辆的常规滑动等速万向节包括：外圈2，通过接收发动机(未示出)的转动动力而转动并在其内表面上限定有如轨道槽21的槽；安装在外圈2中的内圈3；将外圈2的转动动力传递到内圈3的多个滚珠4；以及支撑滚珠4的保持架5。
外圈2具有平行于中心轴线的轨道槽21以及圆筒形内径22。
内圈3具有平行于中心轴线的轨道槽31以及球形外径32。
通常，多个滚珠4包括六个或八个滚珠。
保持架5具有球形外表面51和球形内表面52，球形外表面51具有球形部分和线形部分，球形内表面52具有球形部分。
下面，将说明如上述构造的用于车辆的常规滑动球笼式等速万向节的操作。
当从发动机(未示出)输出的转动动力通过传动装置(未示出)传递到外圈2、然后通过滚珠4传递到内圈3时，则车轮(未示出)转动。
由保持架5的研磨表面53约束并且也约束在外圈2的轨道槽21与内圈3的轨道槽31之间的滚珠4，传递转动扭矩。在此情况下，保持架5的球形内表面52约束内圈3的球形外表面32，而保持架5的研磨表面53约束滚珠4，从而能够实现轴向滑动和铰接万向节运动。当万向节铰接时，保持架5和滚珠4定位在操作角的二等分线上，从而能够实现等速运动。
因此，当滚珠4在外圈2的轨道槽21中以滑动方式移动时，万向节被铰接，以跟随车辆的移动。
但是，常规滑动球笼式等速万向节配置为，使得传递到轴向移动的内圈3的轴向动力通过内圈3的球形外表面32传递到保持架5的球形内表面52，以推动滚珠4。也就是说，内圈3、保持架5以及滚珠4是子单元，它们同时沿同一轴向方向移动，可能不吸收在怠速过程中由车辆产生的怠速振动，但可将上述怠速振动传递到车辆本体。
另外，在常规滑动球笼式等速万向节中，因为保持架开口的数量等于滚珠的数量，所以可增加用于形成保持架的加工步骤的数量，从而令人不希望地增加制造成本。
发明内容
因此本发明旨在解决发生在现有技术中的上述问题，并且本发明的目的是提供一种用于车辆的滑动球笼式等速万向节，其能通过由外圈的两个轨道槽和内圈的两个轨道槽形成轨道槽对来减小内圈与保持架之间的接触面积而将车辆振动减到最小，并能通过将保持架开口数量形成为滚珠数量的一半来减少保持架加工步骤的数量而降低制造成本。
本发明的另一目的是提供一种用于车辆的滑动球笼式等速万向节，其能通过将保持架开口数量形成为滚珠数量的一半来减少保持架加工步骤的数量而降低制造成本。
根据本发明一方面，提供一种用于车辆的滑动球笼式等速万向节，包括：外圈，其通过接收来自轴的端部的转动动力而转动，并在其内表面上具有由一对轨道槽形成的轨道槽对；内圈，其安装在外圈中，在其外表面上具有由一对轨道槽形成的轨道槽对，以对应外圈的轨道槽对；多个滚珠，其安装在形成在外圈中的轨道槽对和形成在内圈中的轨道槽对中，用于将外圈的转动动力传递到内圈；以及保持架，其具有用于容纳和支撑上述多个滚珠中的每两个滚珠的开口。
外圈的轨道槽对和内圈的轨道槽对可以分别包括多个轨道槽。
在外圈和内圈中，形成在形成轨道槽对的一对轨道槽之间的第二分度角(α)可以小于形成在两个相邻轨道槽对之间的相邻轨道槽之间的第一分度角(β)。
第一分度角(β)和第二分度角(α)可以满足以下等式：
sin-1{D/P.C.D}＝α＝(360/n)-(24/n)
β＝(360/n)-α
其中，D是每个滚珠D0的直径，P.C.D是上述多个滚珠D0的中心之间的节圆直径，并且n是滚珠D0的数量。
在外圈中，形成在相邻轨道槽对之间的球形内表面可以小于形成在一对轨道槽之间的球形内表面，而在内圈中，形成在相邻轨道槽对之间的球形外表面可以小于形成在一对轨道槽之间的球形外表面。
在内圈中，形成在相邻轨道槽对之间的球形外表面可以与保持架的球形内表面接触，而形成在一对轨道槽之间的球形外表面可以不与保持架的球形内表面接触。
保持架的开口的数量可以是滚珠数量的一半，并且上述滚珠中的每两个滚珠可以由保持架的开口支撑。
可以由保持架的开口形成冲角(γ)。
冲角(γ)可以限定在10至40度的范围内。
如上所述，在根据本发明的用于车辆的滑动球笼式等速万向节中，能通过形成外圈的轨道槽对和内圈的轨道槽对来减小内圈与保持架之间的接触面积而将车辆振动减到最小。另外，能通过将保持架开口数量形成为滚珠数量的一半来减少保持架加工步骤的数量而降低制造成本。
本发明的另外方面和/或优点将在下面的说明中部分地阐释，并且部分地将从该说明中清楚，或可以通过实践本发明而获知。
附图说明
从以下结合附图的详细说明中将更清楚本发明的目的、特征和优点，其中：
图1是用于车辆的常规滑动球笼式等速万向节的横截面视图；
图2是根据本发明一实施方式的用于车辆的滑动球笼式等速万向节的主视横截面图；
图3是图2所示的滑动球笼式等速万向节的外圈的立体图；
图4是图2所示的滑动球笼式等速万向节的内圈的主视图；
图5是图2所示的滑动球笼式等速万向节的滚珠和保持架的主视横截面图；以及
图6是图2所示的滑动球笼式等速万向节的保持架的立体图。
具体实施方式
在下文中，将借助于本发明的若干个示例性或优选的实施方式并参照附图说明本发明的一优选实施方式。在研读下面的详细说明和在参照附图时也将清楚本发明的其他优点和特征。
但是，这些实施方式的以下说明主要用于例示本发明的原理和示例性结构，而本发明并不具体局限于这些示例性实施方式。因此，本领域的普通技术人员能够理解或认识到，可以不脱离本发明的主旨和范围而对本发明做出各种修改、更换和其等同替代。
将进一步理解，诸如常用字典中所定义的术语等术语应理解为具有与它们在相关领域和本公开内容中的意义相一致的意义，而不会是以理想化的或过度形式化的含义来理解，除非在本文中另有明确定义。
如图2至图6所示，根据本发明一实施方式的用于车辆的滑动球笼式等速万向节包括：外圈A0，其通过接收来自轴的端部的转动动力而转动，并在其内表面上具有由一对轨道槽A1a和A1b形成的轨道槽对；内圈B0，其安装在外圈A0中，并在其外表面上具有由一对轨道槽B1a和B1b形成的轨道槽对，以对应外圈A0的轨道槽对；多个滚珠D0，其安装在形成在外圈A0中的轨道槽对和形成在内圈B0中的轨道槽对中，用于将外圈A0的转动动力传递到内圈B0；以及保持架C0，其具有用于容纳和支撑这些滚珠D0中的每两个的开口C1。
外圈A0的轨道槽对可以包括三个、四个或更多个轨道槽对。在此情况下，形成在形成轨道槽对的一对轨道槽A1a与A1b之间的第二分度角(divisionangle)(α)小于形成在两个相邻轨道槽对之间的相邻轨道槽之间的第一分度角(β)。另外，因为形成轨道槽对的轨道槽A1a和A1b具有恒定尺寸，所以形成在相邻轨道槽之间的球形内表面A21大于形成在轨道槽对A1a与A1b之间的球形内表面A22。
内圈B0的轨道槽对可以包括三个、四个或更多个轨道槽对。在此情况下，形成在形成轨道槽对的一对轨道槽B1a与B1b之间的第二分度角(α)小于形成在两个相邻轨道槽对之间的相邻轨道槽之间的第一分度角(β)。另外，因为形成轨道槽对的轨道槽B1a和B1b具有恒定尺寸，所以形成在相邻轨道槽之间的球形外表面B21小于形成在轨道槽对B1a与B1b之间的球形外表面B22。
在内圈B0中，形成在相邻轨道槽对之间的球形外表面B21与保持架的球形内表面接触，而形成在一对轨道槽B1a与B1b之间的球形外表面B22不与保持架C0的球形内表面C2接触。因此，内圈B0与保持架C0之间的接触面积相应地减小，从而将车辆振动减到最小。
保持架C0的开口C1的数量是滚珠D0数量的一半，并且形成冲角(punchingangle)(γ)，以确保保持架C0的可加工性。冲角(γ)限定在10至40度的范围内。通过这种配置，能保持保持架C0的强度，同时减少保持架C0的加工步骤的数量。
保持架C0的开口C1支撑这些滚珠D0中的每两个滚珠D0。形成在外圈A0的轨道槽对A1a与A1b之间的第一分度角(β)和形成在内圈B0的轨道槽对B1a与B1b之间的第二分度角(α)满足以下等式：
sin-1{D/P.C.D}＝α＝(360/n)-(24/n)
β＝(360/n)-α
其中，D是每个滚珠D0的直径，P.C.D是这些滚珠D0中心之间的节圆直径，并且n是滚珠D0的数量。
上述滑动球笼式等速万向节的操作如下。
当从发动机(未示出)输出的转动动力通过传动装置(未示出)传递到外圈A0，然后通过滚珠D0传递到内圈B0时，则车轮(未示出)转动。
每两个滚珠D0容纳在保持架C0的开口C1中、并由保持架C0的开口C1支撑。另外，滚珠D0约束在外圈A0的一对轨道槽A1a和A1b与内圈B0的一对轨道槽B1a和B1b之间，以将转动扭矩传递到内圈B0。在此情况下，保持架C0的球形内表面C2约束内圈B0的球形外表面B21，且保持架C0的开口C1约束滚珠D0，从而能够实现轴向滑动和铰接万向节运动。
因此，当滚珠D0在外圈A0的轨道槽A1a和A1b以及内圈B0的轨道槽B1a和B1b中以滑动方式移动时，万向节被铰接，以跟随车辆的移动。
当万向节铰接时，保持架C0和滚珠D0定位在操作角的二等分线上，从而能够等速运动。
虽然已经在上面详细说明了本发明的示例性实施方式，但应该理解，本领域普通技术人员可以清楚，本文说明的基本发明性概念的许多变化和修改仍将落在如由所述权利要求限定的本发明的示例性实施方式的主旨和范围内。

Claims (1)

1.一种用于车辆的滑动球笼式等速万向节，包括：
外圈，所述外圈通过接收来自轴的端部的转动动力而转动，并在其内表面上具有由一对轨道槽形成的轨道槽对；
内圈，所述内圈安装在所述外圈中，在其外表面上具有由一对轨道槽形成的轨道槽对，以对应所述外圈的轨道槽对；
多个滚珠，所述多个滚珠安装在形成在所述外圈中的轨道槽对和形成在所述内圈中的轨道槽对中，用于将所述外圈的转动动力传递到所述内圈；以及
保持架，所述保持架具有用于容纳并支撑所述多个滚珠中的每两个滚珠的开口；
其中，在所述外圈和所述内圈中，形成在形成所述轨道槽对的一对轨道槽之间的第二分度角α小于形成在两个相邻轨道槽对之间的相邻轨道槽之间的第一分度角β；
其中，所述第一分度角β和所述第二分度角α满足以下等式：
sin-1{D/P.C.D}＝α＝(360/n)-(24/n)
β＝(360/n)-α
其中，D是每个滚珠(D0)的直径，P.C.D是所述多个滚珠(D0)的中心之间的节圆直径，并且n是滚珠(D0)的数量；
其中，所述保持架的开口的数量是所述滚珠数量的一半，并且所述滚珠中的每两个滚珠由所述保持架的开口支撑；
其中，由所述保持架的开口形成冲角(γ)；
其中，所述冲角(γ)限定在10至40度的范围内；
其中，所述外圈(A0)包括一弧长，所述弧长是在垂直于所述外圈(A0)的中心线的横截面上的、且形成在所述外圈(A0)的相邻轨道槽对的一轨道槽(A1a)和相邻轨道槽对的另一轨道槽(A1b)之间的球形内表面(A21)的长度，并且比另一弧长更长，所述另一弧长是在垂直于所述外圈(A0)的中心线的横截面上的、且形成在所述外圈(A0)的一对轨道槽(A1a，A1b)之间的球形内表面(A22)的长度；
在所述内圈(B0)中，形成在相邻轨道槽对之间的球形外表面(B21)与所述保持架(C0)的球形内表面接触，而形成在一对轨道槽(B1a、B1b)之间的球形外表面(B22)不与所述保持架(C0)的球形内表面接触。
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