CN103502669B - 双偏移等速万向节 - Google Patents

Abstract

本发明提供双偏移等速万向节（10）。等速万向节包括外部元件（14）、内部元件（18）、环形元件（20）和多个扭矩传递元件。环形元件具有第一球形外表面、第二球形外表面、球形内表面和贯穿形成的多个穿孔。第一球形外表面和球形内表面具有与内部元件的球形外表面共同的中心。第二球形外表面具有与万向节枢转点和第一球形外表面不同的中心。第二球形外表面的直径与外部元件的内表面的直径互补。环形元件设置在内部元件和外部元件之间。

Description

双偏移等速万向节

要求优先权

本申请要求2011年5月6日提交的美国临时申请No.61/483,148的优先权，该临时申请全文以引用的方式并入本文中。

技术领域

本发明涉及等速万向节，更具体地，本发明涉及双偏移等速万向节。

背景技术

等速万向节是为人们所熟知的机构，用于在两个构件之间提供角度运动的同时传递动力。等速万向节的通用应用是用于将动力从车辆的发动机传递到车辆的驱动轮。等速万向节包括：外部座圈，其上形成有轨道；内部座圈，其上形成有轨道；设置在两个轨道上的多个扭矩传递元件；以及用于扭矩传递元件的引导元件。等速万向节可以被构造成不允许轴向位移的固定式万向节或者允许轴向位移的球笼式万向节。

固定式等速万向节通常采用弧形轨道，扭矩传递元件设置在该弧形轨道中。弧形轨道方便万向节铰接运动，并且可以从万向节的中心偏移以进一步增强万向节铰接运动。然而，这样的弧形轨道（尤其是形成在外部座圈上的弧形轨道）是精密加工的表面。因此，精密加工的表面增加了它们所结合的万向节的成本和复杂度。此外，固定式等速万向节的引导元件是类似地精密形成的，是用于特定内部座圈和外部座圈的常规设计。

允许轴向位移的球笼式等速万向节也是昂贵且复杂的。尽管在内部和外部座圈中存在直的轨道，但是球笼式等速万向节仍然需要许多精密加工的表面。具体地，引导元件的内表面和内部座圈的各部分必须精确地形成。

如针对制造一般地和具体地已知的，每个部件的定价随着部件质量的增加而增大。这样，相对于多个组件能够互换的部件降低了组件的成本。对于等速万向节，可互换的部件很少，尤其是在固定式等速万向节和球笼式等速万向节之间。不同类型的等速万向节的可互换的部件将降低等速万向节的成本，从而降低结合有该等速万向节的车辆的成本。

有利的是提供一种双偏移等速万向节，其包括在固定式等速万向节和球笼式等速万向节之间能够互换的部件，以降低双偏移等速万向节的成本和复杂度。

发明内容

当前由本发明提供的是，令人惊奇地公开了一种双偏移等速万向节，其包括在固定式等速万向节和球笼式等速万向节之间能够互换的部件。

在一个实施例中，本发明涉及等速万向节，其包括外部元件、内部元件、环形元件和多个扭矩传递元件。外部元件限定了外部元件轴线，其中形成有多个外部轨道，并且具有内表面。多个外部轨道平行于外部元件轴线。内部元件限定了内部元件轴线，具有球形外表面，并且具有多个内部轨道。多个内部轨道平行于内部元件轴线，并且球形外表面具有与万向节枢转点不同的中心。环形元件具有第一球形外表面、第二球形外表面、球形内表面和穿过环形元件形成的多个穿孔。第一球形外表面和球形内表面具有与内部元件的球形外表面共同的中心。第二球形外表面具有与万向节枢转点和第一球形外表面不同的中心。第二球形外表面的直径与外部元件的内表面的直径互补。环形元件设置在内部元件和外部元件之间。多个扭矩传递元件设置在穿过环形元件形成的穿孔中。每个扭矩传递元件接触一个外部轨道和一个内部轨道。多个扭矩传递元件与多个外部轨道和多个内部轨道配合，以将环形元件定位在将由外部元件轴线和内部元件轴线形成的角度平分的平面中。

参考附图，从以下优选实施例的详细描述中，本发明的各个方面对于本领域技术人员而言将变得明显。

附图说明

参考附图，通过以下详细说明，本发明的上述和其它优点对本领域技术人员而言将变得显而易见，其中：

图1为根据本发明实施例的双偏移球笼式等速万向节的横截面图；

图2为图1所示的双偏移球笼式等速万向节的环形元件的横截面图；

图3为图1所示的双偏移球笼式等速万向节的横截面图，万向节示出为处于枢转位置；

图4为图1所示的双偏移球笼式等速万向节的局部横截面细节图，万向节示出为处于枢转位置，并且没有示出万向节的内部元件和第二构件；

图5为根据本发明另一个实施例的双偏移固定式等速万向节的横截面图；

图6为图5所示的双偏移固定式等速万向节的外部元件的横截面图；

图7为图5所示的双偏移固定式等速万向节的横截面图，万向节示出为处于枢转位置；

图8为图5所示的双偏移固定式等速万向节的局部横截面细节图，万向节示出为处于枢转位置，并且没有示出万向节的内部元件和第二构件；

图9为根据本发明另一个实施例的双偏移球笼式等速万向节的横截面图；

图10为图9所示的双偏移球笼式等速万向节的环形元件的横截面图；

图11为图9所示的双偏移球笼式等速万向节的横截面图，万向节示出为处于枢转位置；

图12为图9所示的双偏移球笼式等速万向节的局部横截面细节图，万向节示出为处于枢转位置，并且没有示出万向节的内部元件和第二构件；

图13为根据本发明另一个实施例的双偏移固定式等速万向节的横截面图；

图14为图13所示的双偏移固定式等速万向节的外部元件的横截面图；

图15为图13所示的双偏移固定式等速万向节的横截面图，万向节示出为处于枢转位置；

图16为图3所示的双偏移固定式等速万向节的局部横截面细节图，万向节示出为处于枢转位置，并且没有示出万向节的内部元件和第二构件；

图17为根据本发明另一个实施例的双偏移固定式等速万向节的横截面图；以及

图18为根据本发明另一个实施例的双偏移固定式等速万向节的横截面图。

具体实施方式

应当理解，除了明确地做出相反表示的地方外，本发明可以呈现各种可选的取向和步骤顺序。还应当理解，附图中所示的以及以下说明中所述的特定装置和方法是所附权利要求中限定的本发明概念的简单示例性实施例。从而，涉及所公开实施例的特定尺寸、方向或其它物理特性不被看作是限制性的，除非权利要求明确地以其它方式进行了声明。

图1示出了根据本发明实施例的等速万向节10。等速万向节10优选地包括：第一构件12，其包括外部元件14；第二构件16，其包括内部元件18；环形元件20；以及多个扭矩传递元件22。如图所示，等速万向节10为双偏移球笼式等速万向节，这意味着万向节枢转点由铰接的两个单独的点的中点限定，并且等速万向节10能够轴向移动。

外部元件14是第一构件12的中空圆柱形部分，由刚性材料形成，例如钢。包括外部元件14的第一构件12通常是锻造的，然后在第二操作中进行机加工。然而，应当理解，外部元件14可以采用任何其它的工艺由任何其它的材料形成。作为另外一种选择，外部元件14可以与第一构件12分开地形成并且联接到该第一构件。外部元件14限定了外部元件轴线24和内径26。外部元件轴线24是与内径26等距的一系列点。外部元件轴线24与第一构件12的轴线重合。

多个外部轨道28形成在外部元件14的内表面30中。每个外部轨道28都包括具有直径的弧形轮廓和与外部元件轴线24平行的中心线。作为另外一种选择，外部元件14可以包括具有交替深度的多个外部轨道28。外部元件14包括形成在其中的八个外部轨道28。然而，应当理解，每个外部轨道28可以具有非弧形轮廓，并且在外部元件14中可以形成有任意数量的外部轨道28。多个外部轨道28绕外部元件轴线24等距地间隔开。

内部元件18是中空构件，由刚性材料形成，例如钢。第二构件16和内部元件18可以采用任何其它的工艺由任何其它的材料形成。内部元件18通常与第二构件16分开地形成，并且通过花键设置在第二构件16的端部部分上。然而，应当理解，内部元件18可以与第二构件16一体地形成。

内部元件18包括内部元件外表面32和内部元件内表面34。内部元件外表面32是外部元件18的球形表面，具有与万向节枢转点不同的中心点。内部元件内表面34限定了穿过内部元件18的圆柱形孔。多个花键36形成在内部元件内表面34上，用于使内部元件18与第二构件16驱动地接合。内部元件轴线38是与内部元件内表面34等距的一系列点。

多个内部轨道40形成在内部元件外表面32中。每个内部轨道40都包括具有直径的弧形轮廓和与内部元件轴线38平行的中心线。作为另外一种选择，内部元件18可以包括具有交替深度的多个内部轨道40。每个内部轨道40的弧形轮廓的直径与其对应的每个外部轨道28的弧形轮廓的直径互补。如图1和3所示，每个内部轨道40的深度根据内部元件外表面32与内部元件轴线38相距的距离而变化。内部元件18包括形成在其中的八个内部轨道40。然而，应当理解，每个内部轨道40可以具有非弧形轮廓，并且在内部元件18中可以形成有任意数量的内部轨道40。多个内部轨道40绕内部元件轴线38等距地间隔开。

内部元件18利用卡扣环42固定到第二构件，该卡扣环设置在形成于第二构件16的外表面中的凹槽44内。作为另外一种选择，任何其它类型的紧固件可以用来将内部元件18固定到第二构件。

在图2中最清楚地示出的环形元件20设置在外部元件14和内部元件18之间。环形元件20是中空构件，由刚性材料机加工形成，例如钢。然而，应当理解，环形元件20可以采用任何其它的工艺由任何其它的材料形成。环形元件20包括第一球形外表面46、第二球形外表面48和球形内表面50。

多个穿孔52形成为穿过环形元件20。每个穿孔与环形元件轴线54垂直地形成。环形元件20包括贯穿形成的八个穿孔52。然而，应当理解，在环形元件20中可以形成有任何数量的穿孔52。多个穿孔52绕环形元件轴线54等距地间隔开。此外，每个穿孔52可以具有圆柱形形状、大致矩形形状或任何其它形状，并且可以相对于环形元件轴线54倾斜地形成。

第一球形外表面46具有与内部元件外表面32共同的中心点，如图1中最清楚地示出。第一球形外表面46的一部分限定了每个穿孔52的一部分。如图3和4所示，当等速万向节10处于完全枢转位置时，第一球形外表面46接触外部元件14的内表面30。

第二球形外表面48具有与内部元件外表面32不同的中心点，如图1中最清楚地示出。第二球形外表面48的一部分限定了每个穿孔52的一部分。第二球形外表面48设置成靠着且滑动地接合外部元件14的内表面30。第二球形外表面48的直径与外部元件14的内表面30互补。第二球形外表面48和内表面30被精密加工，以用作等速万向节的匹配表面，如在本领域中已知的。

球形内表面50具有与内部元件外表面32共同的中心点，如图1中最清楚地示出。球形内表面50的一部分限定了每个穿孔52的一部分。球形内表面50设置成靠着且滑动地接合内部元件外表面32。球形内表面50的半径与内部元件外表面32的半径互补。球形内表面50和内部元件外表面32被精密加工，以用作等速万向节的匹配表面，如在本领域中已知的。

多个扭矩传递元件22包括设置在每个穿孔52、外部轨道28和内部轨道40中的钢球。每个扭矩传递元件22都是在本领域中已知的滚珠轴承。然而，应当理解，多个扭矩传递元件22可以是任何其它的形状，并且可以由任何其它的刚性材料形成。每个扭矩传递元件22的直径与外部轨道28和内部轨道40中每个的弧形轮廓的直径互补。扭矩传递元件22、外部轨道28和内部轨道40被精密加工，以用作等速万向节的匹配表面，如在本领域中已知的。每个外部轨道28和每个内部轨道40中设置有一个扭矩传递元件22并且与该扭矩传递元件滑动接合。

在使用中，等速万向节10方便第一构件12和第二构件16之间进行铰接运动。如图4所示，当第一球形外表面46接触外部元件14的内表面30时，出现环形元件20相对于外部元件14绕第二球形外表面48的中心点的最大铰接角度。进一步如图4所示，内部元件18和第二构件16相对于环形元件20绕内部元件外表面32的中心点进行铰接运动。第一球形外表面46和内表面30的抵接防止了每个扭矩传递元件22相对于内部元件18的运动，从而限定了内部元件18相对于环形元件20的最大铰接角度。等速万向节10的总的铰接角度通过将环形元件20相对于外部元件14绕第二球形外表面48的中心点的最大铰接角度与内部元件18相对于环形元件20绕内部元件外表面32的中心点的最大铰接角度组合而限定。多个扭矩传递元件22与多个外部轨道28和多个内部轨道40配合，以将环形元件20定位在将由外部元件轴线24和内部元件轴线38形成的角度平分的平面中。

等速万向节10还方便第一构件12和第二构件16之间的轴向位移。当沿着外部元件轴线24和内部元件轴线38之一施加力时，扭矩传递元件22沿着外部轨道28移动，以允许第一构件12相对于第二构件16轴向移动。此外，应当理解，第一构件12和第二构件16可以同时进行铰接运动和轴向位移。

图5-8示出了等速万向节10的可供选择的实施例。等速万向节10的相似的结构特征包括相同的附图标记和角分符号（'）。

等速万向节70优选地包括：第一构件72，其包括外部元件74；第二构件16'，其包括内部元件18'；环形元件20'；多个扭矩传递元件22'；以及保持元件78。如图所示，等速万向节70为双偏移固定式等速万向节，这意味着万向节枢转点由铰接的两个单独的点的中点限定。

外部元件74是第一构件72的中空圆柱形部分，由刚性材料形成，例如钢。如图所示，外部元件74与第一构件72分开地形成并且联接到该第一构件。然而，应当理解，外部元件74可以采用任何其它的工艺由任何其它的材料形成。外部元件74具有内表面76。内表面76限定了第一球形保持表面80、第二球形保持表面81、保持元件肩部82和保持凹槽84。

多个外部轨道28'形成在外部元件74的内表面76的圆柱形部分中。每个外部轨道28'都包括具有直径的弧形轮廓和与外部元件轴线24'平行的中心线。作为另外一种选择，外部元件14'可以包括具有交替深度的多个外部轨道28'。外部元件14'包括形成在其中的八个外部轨道28'。然而，应当理解，每个外部轨道28'可以具有非弧形轮廓，并且在外部元件74中可以形成有任意数量的外部轨道28'。多个外部轨道28'绕外部元件轴线24'等距地间隔开。

第一球形保持表面80为外部元件74的内表面76的一部分。第一球形保持表面80由内表面76的在各个外部轨道28'之间的部分限定。第一球形保持表面80具有与环形元件20'的第二球形外表面48'共同的中心点，如图5和6中最清楚地示出。第一球形保持表面80设置成靠着且滑动地接合第二球形外表面48'。第一球形保持表面80的半径与第二球形外表面48'的半径互补。第一球形保持表面80和第二球形外表面48'被精密加工，以用作等速万向节的匹配表面，如在本领域中已知的。第一球形保持表面80形成为与保持元件肩部82相邻。

第二球形保持表面81为外部元件74的内表面76的一部分。第二球形保持表面81由内表面76的在各个外部轨道28'之间的部分限定。当等速万向节70处于枢转位置时，第二球形保持表面81具有与环形元件20'的第一球形外表面46'共同的中心点，如图7和8中最清楚地示出。当等速万向节70处于枢转位置时，第二球形保持表面81的半径与第一球形外表面46'的半径互补。第二球形保持表面81和第一球形外表面46'被精密加工，以用作等速万向节的匹配表面，如在本领域中已知的。第二球形保持表面81形成为与第一球形保持表面80相邻。

保持元件肩部82是外部元件74的内表面76的台阶部分。保持元件肩部82的直径大于外部元件74的内表面76的直径。保持元件肩部82接纳保持元件78。

保持元件78是环形构件，设置在外部元件74中，靠着保持元件肩部82。保持元件78示出为其横截面具有两对相对的平行侧边和倾斜的侧边，但是应当理解，保持元件78可以具有任何其它的横截面形状。横截面的倾斜侧边限定了锥形保持表面86。当保持元件78设置成靠着保持元件肩部82时，锥形保持表面86设置成靠着且滑动地接合第二球形外表面48'。锥形保持表面86和第二球形外表面48'被精密加工，以用作等速万向节的匹配表面，如在本领域中已知的。作为另外一种选择，保持元件78的一部分可以与外部元件74螺纹接合，并且锥形保持表面86可以是球形保持表面。

保持凹槽84是形成在外部元件74的内表面76中的环形凹部。保持凹槽84具有矩形横截面，但是应当理解，保持凹槽84可以是任何其它的形状。保持凹槽84的直径大于保持元件肩部82的直径和内表面76的内径26'。保持凹槽84接纳紧固件88。紧固件88是卡扣环，如本领域中已知的；然而，应当理解，也可以采用其它的紧固件，例如螺纹环、保持销或其它紧固件。

在使用中，等速万向节70方便第一构件72和第二构件16'之间进行铰接运动。如图7和8所示，当第一球形外表面46'接触外部元件74的内表面76时，出现环形元件20'相对于外部元件74的第一球形保持表面80绕第二球形外表面48'的中心点的最大铰接角度。进一步如图7和8所示，内部元件18'和第二构件16'相对于环形元件20'绕内部元件外表面32'的中心点进行铰接运动。第一球形外表面46'和内表面76的抵接防止了每个扭矩传递元件22'相对于内部元件18'的运动，从而限定了内部元件18'相对于环形元件20'的最大铰接角度。等速万向节70的总的铰接角度通过将环形元件20'相对于外部元件74的第一球形保持表面80绕第二球形外表面48'的中心点的最大铰接角度与内部元件18'相对于环形元件20'绕内部元件外表面32'的中心点的最大铰接角度组合而限定。

图9-12示出了等速万向节10的可供选择的实施例。等速万向节10的相似的结构特征包括相同的附图标记和双角分符号（"）。

等速万向节100优选地包括：第一构件12"，其包括外部元件14"；第二构件16"，其包括内部元件18"；环形元件102；以及多个扭矩传递元件22"。如图所示，等速万向节100为双偏移球笼式等速万向节，这意味着万向节枢转点由铰接的两个单独的点的中点限定，并且等速万向节100能够轴向移动。

在图10中最清楚地示出的环形元件102设置在外部元件14"和内部元件18"之间。环形元件102是中空构件，由刚性材料机加工形成，例如钢。然而，应当理解，环形元件102可以采用任何其它的工艺由任何其它的材料形成。环形元件102包括锥形外表面104、元件球形外表面106和球形内表面50"。多个穿孔52"形成为穿过环形元件102。

锥形外表面104是环形元件02的锥形部分，如图9和10中最清楚地示出。锥形外表面104的一部分限定了每个穿孔52"的一部分。如图11和12所示，当等速万向节100处于完全枢转位置时，锥形外表面104基本上平行于但是不接触外部元件14"的内表面30"。

元件球形外表面106具有与内部元件外表面32"不同的中心点，如图9中最清楚地示出。元件球形外表面106的一部分限定了每个穿孔52"的一部分。元件球形外表面106设置成靠着且滑动地接合外部元件14"的内表面30"。元件球形外表面106的直径与外部元件14"的内表面30"互补。元件球形外表面106和内表面30"被精密加工，以用作等速万向节的匹配表面，如在本领域中已知的。如图10和12中最清楚地示出，元件球形外表面106不与锥形外表面104相切。在锥形外表面104和元件球形外表面106之间形成有相对于环形元件102沿径向向内指向的表面顶点108。

球形内表面50"具有与内部元件外表面32"共同的中心点，如图9中最清楚地示出。球形内表面50"的一部分限定了每个穿孔52"的一部分。球形内表面50"设置成靠着且滑动地接合内部元件外表面32"。球形内表面50"的半径与内部元件外表面32"的半径互补。球形内表面50"和内部元件外表面32"被精密加工，以用作等速万向节的匹配表面，如在本领域中已知的。

图13-6示出了等速万向节10的可供选择的实施例。等速万向节10的相似的结构特征包括相同的附图标记和三角分符号（"'）。

等速万向节120优选地包括：第一构件122，其包括外部元件24；第二构件6"'，其包括内部元件18"'；环形元件126；多个扭矩传递元件22"'；以及保持元件128。如图所示，等速万向节120为双偏移固定式等速万向节，这意味着万向节枢转点由铰接的两个单独的点的中点限定。

外部元件124是第一构件122的中空圆柱形部分，由刚性材料形成，例如钢。如图所示，外部元件124与第一构件122分开地形成并且联接到该第一构件。然而，应当理解，外部元件124可以采用任何其它的工艺由任何其它的材料形成。外部元件具有内表面130。内表面130限定了第一球形保持表面132、保持元件肩部134和保持凹槽136。

多个外部轨道28'"形成在外部元件124的内表面130的圆柱形部分中。每个外部轨道28"'都包括具有直径的弧形轮廓和与外部元件轴线24"'平行的中心线。作为另外一种选择，外部元件124可以包括具有交替深度的多个外部轨道28"'。外部元件124包括形成在其中的八个外部轨道28"'。然而，应当理解，每个外部轨道28"'可以具有非弧形轮廓，并且在外部元件124中可以形成有任意数量的外部轨道28"'。多个外部轨道28"'绕外部元件轴线24"'等距地间隔开。

第一球形保持表面132为外部元件124的内表面130的一部分。第一球形保持表面132由内表面130的在各个外部轨道28'"之间的部分限定。第一球形保持表面132具有与环形元件126的元件球形外表面138共同的中心点，如图14和16中最清楚地示出。第一球形保持表面132设置成靠着且滑动地接合元件球形外表面138。第一球形保持表面132的半径与元件球形外表面138的半径互补。第一球形保持表面132和元件球形外表面138被精密加工，以用作等速万向节的匹配表面，如在本领域中已知的。第一球形保持表面132形成为与保持元件肩部134相邻。

保持元件肩部134是外部元件124的内表面130的台阶部分。保持元件肩部134为圆柱形形状，并且其直径大于外部元件124的内表面30的直径。保持元件肩部134接纳保持元件128。

保持元件128是环形构件，设置在外部元件124中，靠着保持元件肩部134。保持元件128示出为其横截面具有两对相对的平行侧边和倾斜的侧边，但是应当理解，保持元件128可以具有任何其它的横截面形状。横截面的弧形侧边限定了锥形保持表面140。当保持元件128设置成靠着保持元件肩部134时，锥形保持表面140设置成靠着且滑动地接合元件球形外表面138。锥形保持表面140和元件球形外表面138被精密加工，以用作等速万向节的匹配表面，如在本领域中已知的。作为另外一种选择，保持元件128的一部分可以与外部元件124螺纹接合，并且锥形保持表面140可以是球形保持表面。

保持凹槽136是形成在外部元件124的内表面130中的环形凹部。保持凹槽136具有矩形横截面，但是应当理解，保持凹槽136可以是任何其它的形状。保持凹槽136的直径大于保持元件肩部134的直径和内表面130的内径26"'。保持凹槽136接纳紧固件142。紧固件142是卡扣环，如本领域中已知的；然而，应当理解，也可以采用其它的紧固件，例如螺纹环、保持销或其它紧固件。

在图16中最清楚地示出的环形元件126设置在外部元件124和内部元件18"'之间。环形元件126是中空构件，由刚性材料机加工形成，例如钢。然而，应当理解，环形元件126可以采用任何其它的工艺由任何其它的材料形成。环形元件126包括锥形外表面144、元件球形外表面138和球形内表面50"'。多个穿孔52"'形成为穿过环形元件126。

锥形外表面144是环形元件126的锥形部分，如图13和16中最清楚地示出。锥形外表面144的一部分限定了每个穿孔52"'的一部分。如图15和16所示，当等速万向节120处于完全枢转位置时，锥形外表面144基本上平行于并且接触外部元件124的内表面130。

元件球形外表面138具有与内部元件外表面32"'不同的中心点，如图13中最清楚地示出。元件球形外表面138的一部分限定了每个穿孔52"'的一部分。元件球形外表面138设置成靠着且滑动地接合外部元件124的内表面130。元件球形外表面138的直径与外部元件124的内表面130互补。元件球形外表面138和内表面130被精密加工，以用作等速万向节的匹配表面，如在本领域中已知的。如图16中最清楚地示出，元件球形外表面138不与锥形外表面144相切。在锥形外表面144和元件球形外表面138之间形成有相对于环形元件126沿径向向内指向的表面顶点146。

在使用中，等速万向节120方便第一构件122和第二构件16"'之间进行铰接运动。如图15和16所示，当锥形外表面144接触外部元件124的内表面130时，出现环形元件126相对于外部元件124的第一球形保持表面32绕元件球形外表面138的中心点的最大铰接角度。进一步如图15所示，内部元件18"'和第二构件16"'相对于环形元件126绕内部元件外表面32"'的中心点进行铰接运动。锥形外表面44和内表面130的抵接防止了每个扭矩传递元件22"'相对于内部元件18"'的运动，从而限定了内部元件18"'相对于环形元件126的最大铰接角度。等速万向节120的总的铰接角度通过将环形元件126相对于外部元件124的第一球形保持表面132绕元件球形外表面138的中心点的最大铰接角度与内部元件18"'相对于环形元件126绕内部元件外表面32'"的中心点的最大铰接角度组合而限定。

图17示出了等速万向节70的可供选择的实施例。等速万向节70的相似的结构特征包括相同的附图标记。

等速万向节150优选地包括：第一构件152，其包括外部元件154；第二构件16'，其包括内部元件18'；环形元件20'；多个扭矩传递元件22'；以及保持元件156。如图所示，等速万向节150为双偏移固定式等速万向节，这意味着万向节枢转点由铰接的两个单独的点的中点限定。

外部元件154是第一构件152的中空圆柱形部分，由刚性材料形成，例如钢。如图所示，外部元件154与第一构件152一体地形成。然而，应当理解，外部元件154可以与第一构件52分开地形成并且联接到该第一构件。外部元件154具有内表面158。内表面158限定了第一球形保持表面160、第二球形保持表面161和保持元件肩部162。

多个外部轨道166形成在外部元件154的内表面158的圆柱形部分中。每个外部轨道166都包括具有直径的弧形轮廓和与外部元件轴线168平行的中心线。作为另外一种选择，外部元件154可以包括具有交替深度的多个外部轨道166。外部元件154包括形成在其中的八个外部轨道166。然而，应当理解，每个外部轨道166可以具有非弧形轮廓，并且在外部元件154中可以形成有任意数量的外部轨道166。多个外部轨道166绕外部元件轴线168等距地间隔开。

第一球形保持表面160为外部元件154的内表面158的一部分。第一球形保持表面160形成在外部元件154的与第一构件152相对的端部上。第一球形保持表面60由内表面158的在各个外部轨道166之间的部分限定。第一球形保持表面160具有与环形元件20'的第二球形外表面48'共同的中心点。第一球形保持表面160设置成靠着且滑动地接合第二球形外表面48'。第一球形保持表面160的半径与第二球形外表面48'的半径互补。第一球形保持表面160和第二球形外表面48'被精密加工，以用作等速万向节的匹配表面，如在本领域中已知的。第一球形保持表面80形成为与保持元件肩部82相邻。

第二球形保持表面161为外部元件154的内表面158的一部分。第二球形保持表面161由内表面158的在各个外部轨道166之间的部分限定。当等速万向节150处于枢转位置时，第二球形保持表面161具有与环形元件20'的第一球形外表面46'共同的中心点。当等速万向节150处于枢转位置时，第二球形保持表面161的半径与第一球形外表面46'的半径互补。第二球形保持表面161和第一球形外表面46'被精密加工，以用作等速万向节的匹配表面，如在本领域中已知的。第二球形保持表面161形成为与第一球形保持表面160相邻。

保持元件肩部162是外部元件154的内表面158的台阶部分。保持元件肩部162形成在外部元件154的与第一构件152相对的端部上。保持元件肩部162为圆柱形形状，并且其直径大于外部元件154的内表面158的直径。保持元件肩部162接纳保持元件156。

保持元件156是环形构件，设置在外部元件154中，靠着保持元件肩部162。保持元件156示出为其横截面具有两对相对的平行侧边和倾斜的侧边，但是应当理解，保持元件156可以具有任何其它的横截面形状。横截面的倾斜侧边限定了锥形保持表面170。当保持元件156设置成靠着保持元件肩部162时，锥形保持表面170设置成靠着且滑动地接合第二球形外表面48'。锥形保持表面170和第二球形外表面48'被精密加工，以用作等速万向节的匹配表面，如在本领域中已知的。保持元件包括提取唇缘172。提取唇缘172是从保持元件156沿径向向内延伸的环形隆起。

多个外部元件支柱174与外部元件154一体地形成，以将保持元件156靠着保持元件肩部162固定。在保持元件156设置成靠着保持元件肩部162之后，压机或其它工具用来使每个外部元件支柱174弹性变形而离开外部元件154的内表面158。作为另外一种选择，压机或工具可以用来使外部元件154自身变形以形成外部元件支柱174。

图18示出了等速万向节70的可供选择的实施例。等速万向节70的相似的结构特征包括相同的附图标记。

等速万向节180优选地包括：第一构件182，其包括外部元件184；第二构件16'，其包括内部元件18'；环形元件20'；多个扭矩传递元件22'；以及螺纹保持元件186。如图所示，等速万向节180为双偏移固定式等速万向节，这意味着万向节枢转点由铰接的两个单独的点的中点限定。

外部元件184是第一构件182的中空圆柱形部分，由刚性材料形成，例如钢。如图所示，外部元件184单独形成并且联接到第一构件182。外部元件184具有内表面188。内表面188限定了第一球形保持表面190、第二球形保持表面191和保持元件肩部192。

保持元件肩部192是内表面188的台阶部分，其上形成有螺纹。保持元件肩部192形成在外部元件184的与第一构件182相邻的端部上。保持元件肩部192为圆柱形形状，并且其直径大于外部元件184的内表面188的直径。保持元件肩部192接纳螺纹保持元件186。

螺纹保持元件186是设置在外部元件184中的螺纹圆柱形构件，与保持元件肩部192螺纹接合。如图所示，螺纹保持元件186包括工具接合凹部194和元件接合凹部196。工具接合凹部194形成为与元件接合凹部196相对，并且优选地为六边形形状。然而，应当理解，工具接合凹部196可以是任何其它的形状。元件接合凹部196包括锥形保持表面198。当螺纹保持元件186设置成靠着保持元件肩部192时，锥形保持表面198设置成靠着且滑动地接合第二球形外表面48'。锥形保持表面198的半径与第二球形外表面48'的半径互补。锥形保持表面198和第二球形外表面48'被精密加工，以用作等速万向节的匹配表面，如在本领域中已知的。

根据专利法的规定，已经针对被认为是代表本发明的优选实施例而描述了本发明。然而，应该指出的是，在不脱离本发明的精神或范围的情况下，本发明可以以除了具体地所示和所述之外的方式实施。

Claims (20)

1.一种等速万向节，其包括：

外部元件，该外部元件具有外部元件轴线、形成在该外部元件中的多个外部轨道、以及内表面，所述多个外部轨道平行于所述外部元件轴线；

内部元件，该内部元件具有内部元件轴线、球形外表面和多个内部轨道，所述多个内部轨道平行于所述内部元件轴线，该球形外表面具有与万向节枢转点不同的中心；

环形元件，该环形元件具有第一球形外表面、第二球形外表面、球形内表面和穿过环形元件而形成的多个穿孔，第一球形外表面和球形内表面具有与内部元件的球形外表面共同的中心，第二球形外表面具有与万向节枢转点和第一球形外表面不同的中心，第二球形外表面的直径与外部元件的内表面的直径互补，环形元件设置在内部元件和外部元件之间；以及

多个扭矩传递元件，所述多个扭矩传递元件设置在穿过环形元件而形成的穿孔中，每个扭矩传递元件接触一个外部轨道和一个内部轨道，其中多个扭矩传递元件与多个外部轨道和多个内部轨道配合，以将环形元件定位在将由外部元件轴线和内部元件轴线形成的角度平分的平面中。

2.根据权利要求1所述的等速万向节，其中所述等速万向节是固定式等速万向节。

3.根据权利要求1所述的等速万向节，其中所述等速万向节是球笼式等速万向节。

4.根据权利要求1所述的等速万向节，其中第二球形外表面的直径与由外部元件的内表面的在各个外部轨道之间的部分限定的第一球形保持表面的直径互补。

5.根据权利要求2所述的等速万向节，其中外部元件的外部轨道的一部分限定了外部元件内部球形表面，该外部元件内部球形表面与环形元件的第二球形外表面接触并互补。

6.根据权利要求1所述的等速万向节，其中所述等速万向节还包括保持元件，该保持元件设置成靠着外部元件，与环形元件的第二球形外表面接触。

7.根据权利要求6所述的等速万向节，其中保持元件包括内表面，保持元件的内表面与环形元件的第二球形外表面接触并互补。

8.根据权利要求6所述的等速万向节，其中外部元件中还形成有保持特征结构，该保持特征结构用以将保持元件保持在外部元件中。

9.根据权利要求6所述的等速万向节，其中保持元件设置成抵靠多个外部轨道的末端。

10.根据权利要求8所述的等速万向节，其中保持特征结构是形成在外部元件中、用以接纳紧固件的凹槽。

11.根据权利要求8所述的等速万向节，其中保持特征结构包括由外部元件的一部分形成的至少一个支柱。

12.根据权利要求6所述的等速万向节，其中保持元件与外部元件螺纹接合。

13.根据权利要求6所述的等速万向节，其中保持元件中形成有用以驱动地接合紧固工具的孔口。

14.一种等速万向节，其包括：

外部元件，该外部元件具有外部元件轴线、形成在该外部元件中的多个外部轨道、以及内表面，所述多个外部轨道平行于所述外部元件轴线；

内部元件，该内部元件具有内部元件轴线、球形外表面和多个内部轨道，所述多个内部轨道平行于所述内部元件轴线，该球形外表面具有与万向节枢转点不同的中心；

环形元件，该环形元件具有锥形外表面、元件球形外表面、球形内表面和穿过环形元件而形成的多个穿孔，元件球形外表面具有与万向节枢转点和球形内表面不同的中心，元件球形外表面的直径与外部元件的内表面的直径互补，环形元件设置在内部元件和外部元件之间；以及

多个扭矩传递元件，所述多个扭矩传递元件设置在穿过环形元件而形成的穿孔中，每个扭矩传递元件接触一个外部轨道和一个内部轨道，其中多个扭矩传递元件与多个外部轨道和多个内部轨道配合，以将环形元件定位在将由外部元件轴线和内部元件轴线形成的角度平分的平面中。

15.根据权利要求14所述的等速万向节，其中所述等速万向节是固定式等速万向节。

16.根据权利要求14所述的等速万向节，其中所述等速万向节是球笼式等速万向节。

17.根据权利要求15所述的等速万向节，其中外部元件的外部轨道的一部分限定了外部元件内部球形表面，该外部元件内部球形表面与环形元件的元件球形外表面接触并互补。

18.根据权利要求14所述的等速万向节，其中所述等速万向节还包括保持元件，该保持元件设置成靠着外部元件，与元件球形外表面接触，该保持元件包括内表面，保持元件的内表面与元件球形外表面接触并互补。

19.根据权利要求16所述的等速万向节，其中当等速万向节处于完全枢转位置时，元件球形外表面影响锥形外表面和多个外部轨道之间的接触。

20.一种固定式等速万向节，其包括：

外部元件，该外部元件具有外部元件轴线、在外部元件中形成的多个外部轨道、外部元件内部球形表面和保持特征结构，所述多个外部轨道平行于外部元件轴线，并且外部轨道的一部分限定了所述外部元件内部球形表面；

内部元件，该内部元件具有内部元件轴线、球形外表面和多个内部轨道，所述多个内部轨道平行于所述内部元件轴线，该球形外表面具有与万向节枢转点不同的中心；

环形元件，该环形元件具有第一球形外表面、第二球形外表面、球形内表面和穿过环形元件形成的多个穿孔，第一球形外表面和球形内表面具有与内部元件的球形外表面共同的中心，第二球形外表面具有与万向节枢转点和第一球形外表面不同的中心，第二球形外表面的直径与外部元件内部球形表面的直径互补，环形元件设置在内部元件和外部元件之间；以及

多个扭矩传递元件，所述多个扭矩传递元件设置在穿过环形元件形成的穿孔中，每个扭矩传递元件接触一个外部轨道和一个内部轨道，

保持元件，该保持元件设置成靠着保持特征结构和多个外部轨道的末端，保持元件与第二球形外表面接触，保持元件包括与元件球形外表面接触并互补的内表面，其中多个扭矩传递元件与多个外部轨道和多个内部轨道配合，以将环形元件定位在将由外部元件轴线和内部元件轴线形成的角度平分的平面中。