CN109404430A - 一种固定型万向节 - Google Patents

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王路路
牛国强
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    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D3/00—Yielding couplings, i.e. with means permitting movement between the connected parts during the drive
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    • F16D3/20—Universal joints in which flexibility is produced by means of pivots or sliding or rolling connecting parts one coupling part entering a sleeve of the other coupling part and connected thereto by sliding or rolling members
    • F16D3/22—Universal joints in which flexibility is produced by means of pivots or sliding or rolling connecting parts one coupling part entering a sleeve of the other coupling part and connected thereto by sliding or rolling members the rolling members being balls, rollers, or the like, guided in grooves or sockets in both coupling parts
    • F16D3/223—Universal joints in which flexibility is produced by means of pivots or sliding or rolling connecting parts one coupling part entering a sleeve of the other coupling part and connected thereto by sliding or rolling members the rolling members being balls, rollers, or the like, guided in grooves or sockets in both coupling parts the rolling members being guided in grooves in both coupling parts

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Abstract

本发明公开了一种固定型万向节，包括外壳、内轮和滚珠，外壳的内表面设有环绕轴线间隔设置的外球道；内轮沿轴线设有轴孔，内轮的外表面设有环绕轴线间隔设置的内球道，内球道与所述的外球道相对应，对应的内球道和外球道构成球道，滚珠嵌置于球道中；相邻的球道之间在走向和形状上以外壳或内轮的轴向为参照呈相反设置，使得固定型万向节在节转动时，外壳和内轮受到的应力不再集中在外壳和内轮之间的转动轴线上，降低外壳和内轮受力而破裂或受损的可能性，提高整个固定型万向节的可靠性。

Description

一种固定型万向节
技术领域
本发明涉及一种车辆用的万向节，特别涉及一种固定型万向节。
背景技术
等速驱动轴是把两个轴线不重合的轴连接起来，并使两轴以相同的角速度传递运动的机构，其作用是将发动机的动力从变速器传递到汽车轮，满足车辆传动轴外端转角的要求。
现有的等速驱动轴包括安装在车轮端的第一万向节、中间轴和安装在变速箱端的第二万向节，中间轴两端分别与第一万向节和第二万向节相连接；第一万向节为了适应车轮转角需要，通常为固定型万向节，其为球形转动结构，其轴向固定并以球心为转动中心；第二万向节通常为了适应等速驱动轴的轴向长度变化，通常设置可转动且轴向延伸的移动型万向节。
所述固定型万向节包括外壳和内轮，外壳的内表面设有六个环绕轴线、间隔设置的外球道，外球道以轴线为导引方向延伸；内轮沿轴线设有轴孔，所述中间轴套接于轴孔中，内轮的外表面设有环绕轴线、间隔设置的六个内球道，内球道与所述的外球道相对应，每一对应的内球道和外球道构成一条球道，内球道和外球道之间设有保持架，保持架环绕轴线间隔设有球孔，球孔与球道相对应，滚珠嵌置于球道和球孔中；滚珠受到球道的约束，使得滚珠沿球道运动。
现有结构的缺点在于：相邻的球道之间完全以轴线为中心间隔设置，每一条球道的形状及其轴向设置完全一致，所有滚珠中心基本上处于同一平面内，形成一个球心分布面，当内轮与外壳发生转动时，穿过球形中心的转动轴线将球心分布面分割为两半，其中一个半面上的滚珠朝向外壳的端口方向移动，另一个半面上的滚珠朝向外壳的壳底方向移动，这两个方向的滚珠使得外壳和内轮在靠近转动轴线的部位受到最大的累积转向应力，特别是固定型万向节发生大转角，外壳和内轮易受到大应力而破裂或变形，导致整个等速驱动轴故障或受损而减少寿命，为了避免这种情况的出现，就必须增加外壳和内轮的尺寸或者提高材料的受力等级，这不仅增加整个万向节的制造成本，也会在一定程度上减小固定型万向节的适用范围。
发明内容
本发明是为了克服上述现有技术中缺陷，通过将球道的走向设置优化，使得滚珠对外壳和内轮的作用应力不再集中在转动轴线附近，而是将转动力分布在整个外壳和内轮上，使得外壳和内轮降低受力而破裂或受损的可能性，提高整个固定型万向节的可靠性。
为实现上述目的，本发明提供一种固定型万向节，包括外壳、内轮和滚珠，外壳的内表面设有环绕轴线间隔设置的外球道；内轮沿轴线设有轴孔，内轮的外表面设有环绕轴线间隔设置的内球道，内球道与所述的外球道相对应，对应的内球道和外球道构成球道，滚珠嵌置于球道中；其中，相邻的球道之间在走向和形状上以外壳或内轮的轴向为参照呈相反设置，当固定型万向节转动时，相邻球道中的滚珠沿着各自的球道以相反的方向运动，形成两个球心分布平面，间隔球道中的滚珠处于同一球心分布面上，相邻球道中的滚珠与球道的接触点不在外壳或内轮的同一径向平面上，使得外壳和内轮受到的应力不再集中在外壳和内轮之间的转动轴线上，降低外壳和内轮受力而破裂或受损的可能性，提高整个固定型万向节的可靠性，并提高扭矩的传递能力，在保持原受力、变形的指标下，可以对应减小固定型万向节的尺寸以增加适用范围，或降低制造固定型万向节的材料和加工等级，以降低制造的成本。
上述技术方案中，进一步优选地，所述的球道为八个；当内轮与外壳之间转动时，穿过固定万向节球形中心的转动轴线两侧的球道中的滚珠数量和滚珠移动方向对等，使得扭矩的传递更加均衡。
进一步优选地，所述的内轮与外轮的轴线共线时，所有滚珠的球心处于同一个球心分布面上，使得固定万向节发生转向时相邻球道中滚珠的球心之间的分离距离最小化，也促使外壳与内轮之间的转角最大化。
进一步优选地，所述的外壳和内轮之间还设有保持架，保持架上设有与球道相对应的滚珠孔，保持架在转动过程中其转动轴线处也不再集中受力而导致损坏。
与现有技术相比，本发明通过将固定万向节中相邻的球道在以外壳或内轮的轴向为参照的走向及形状上相反设置，固定型万向节在节转动时，外壳和内轮受到的应力不再集中在外壳和内轮之间的转动轴线上，降低外壳和内轮受力而破裂或受损的可能性，提高整个固定型万向节的可靠性；保持架也不会过载受力而损坏；同时滚珠传递扭矩而与球道的接触点也发交替变化，便于控制外壳与内轮的形变，提高扭矩的传递能力；通过将球道设置为八个，使得扭矩的传递及外壳、内轮的受力更加均衡，同时，传递同等扭矩的情况下，滚珠、球道的尺寸可以缩小，可以相应降低固定型万向节的尺寸，提高固定型万向节的适用范围。
附图说明
图1是本发明一种固定型万向节的立体图；
图2是本发明一种固定型万向节的分解立体图；
图3是本发明一种固定型万向节的分解立体图（保持架隐去）。
结合附图在其上标记以下附图标记：
1-外壳；11-第一外球道；111-第一外球道端口线；12-第二外球道；121-第二外球道端口线；2-；21-第一内球道；211-第一内球道端口线；22-第二内球道；221-第二内球道端口线；23-轴孔；3-滚珠；4-保持架；41-滚珠孔；5-轴线。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明的一个具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。
本发明提供一种固定万向节如图1至3所示，包括外壳1、内轮2和滚珠3，外壳1的内表面设有环绕轴线5间隔设置的外球道；内轮2沿轴线设有轴孔23，内轮2的外表面设有环绕轴线5间隔设置的内球道，内球道与所述的外球道相对应，对应的内球道和外球道构成球道，轴线5构成了外壳和内轮的轴向方向，内球道和外球道之间设有保持架4，保持架环绕轴线间隔设有滚珠孔41，滚珠孔41与球道相对应，滚珠3嵌置于球道和滚珠孔41中；外球道包括第一外球道11和第二外球道12，第一外球道11与第二外球道12之间相邻，第一外球道11与第二外球道12之间在走向和形状上以外壳或内轮的轴向为参照呈相反设置，在外壳和内轮的一端，第二外球道端口线121比第一外球道端口线111更加靠近外壳1的边缘，同时，内球道包括第一内球道21和第二外球道22，第一内球道21与第二内球道22之间相邻，第一内球道21与第二内球道22之间在走向和形状上以外壳或内轮的轴向为参照呈相反设置，在外壳和内轮的同一端，第一内球道端口线211比第二内球道端口线221更加靠近内轮的轴孔23边缘，在外壳和内轮的另一端，端口线的正好相反；第一外球道11与第一内球道21相对应构成完整的第一球道，第而外球道12与第二内球道22相对应构成完整的第二条球道，第一球道与第二球道之间在走向和形状上以外壳或内轮的轴向为参照呈相反设置，球道为八个；所述的内轮2与外轮1的轴线共线时，所有滚珠的球心处于同一个球心分布面上。
与现有技术相比，本发明通过将固定万向节中相邻的球道在以外壳或内轮的轴向为参照的走向及形状上相反设置，固定型万向节在节转动时，外壳和内轮受到的应力不再集中在外壳和内轮之间的转动轴线上，降低外壳和内轮受力而破裂或受损的可能性，提高整个固定型万向节的可靠性；保持架也不会过载受力而损坏；同时滚珠传递扭矩而与球道的接触点也发交替变化，便于控制外壳与内轮的形变，提高扭矩的传递能力；通过将球道设置为八个，使得扭矩的传递及外壳、内轮的受力更加均衡，同时，传递同等扭矩的情况下，滚珠、球道的尺寸可以缩小，可以相应降低固定型万向节的尺寸，提高固定型万向节的适用范围。
以上公开的仅为本发明的一个具体实施例，但是，本发明并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种固定型万向节，包括外壳、内轮和滚珠，外壳的内表面设有环绕轴线间隔设置的外球道；内轮沿轴线设有轴孔，内轮的外表面设有环绕轴线间隔设置的内球道，内球道与所述的外球道相对应，对应的内球道和外球道构成球道，滚珠嵌置于球道中；其特征在于，相邻的球道之间在走向和形状上以外壳或内轮的轴向为参照呈相反设置。
2.根据权利要求1所述的固定型万向节，其特征在于，所述的球道为八个。
3.根据权利要求1或2所述的固定型万向节，其特征在于，所述的内轮与外轮的轴线共线时，所有滚珠的球心处于同一个球心分布面上。
4.根据权利要求3所述的固定型万向节，其特征在于，所述的外壳和内轮之间还设有保持架，保持架上设有与球道相对应的滚珠孔。
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