CN87107116A - 等速复式万向节 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种等速复式万向节1，特别是使用于或为了驱动农业机具用的万向节。复式万向节1具有一个内双叉2和两个外叉3，两者通过十字轴彼此连接。两个万向节的对中是通过一个两面装有导向盘10的中心盘9与外叉3的球面销头7相连来实现的。

Description

一种用于大偏转角的、特别是农业机械传动装置的等速复式万向节，它具有一个内双叉和两个外万向节叉，每个外万向节叉通过一个万向节十字轴与双叉相连。其中外万向节叉通过其对着双叉的端头和一个轴向无法移动、但径向可以运动的中心盘以及具有球面销头或球头及其承受套的附加导向装置相连。

由DE-AS    13    02    735可知一个等速复式万向节的实例，它具有装备球面销头的外万向节叉的强制导向装置。它的中心盘具有与其垂直的园柱形导套与球面销头相配。中心盘在轴端形成的夹角的平分面内被导向。这样的等速复式万向节在实践中可用于大偏转角的情况，特别是在农业中得到应用，人们经常称之为所谓的广角万向节。

按照想象这样的复式万向节在利用所有结构可能性的前提下，在两个外万向节叉的十字轴轴承轴线所在的平面内应能产生大约90°的偏转角。但在遵守结构原理的情况下，在双叉十字轴轴承轴线所属的平面内，即使想达到与上述度数相近的偏转角也是不可能的，因为它受十字轴可以摆动范围的限制。

但是为了增大偏转角也可采用DE-PS    28    02    572所建议的例子，将十字轴设计成非对称的，也就是说两个轴颈做得比另外两个长一些。这种结构方案虽然可增大成问题的万向节偏转角，但同时也增大了摆动所需的结构空间，内双叉的直径变大，较大的直径同时也使重量和回转质量提高。由于这个原因一般考虑在双叉的两个半部间采用焊接连接，但这将使结构元件不再能拆卸，因此在维修时万向节双叉的整个组件必须更换。但其最大的缺点还在于质量的增加。在复式万向节中每个万向节都在不均匀地转动，也就是说它承受着交替的加速和减速过程。采用这样的万向节时，可以通过定中心的方法使两个单独万向节的运动总是在总偏转角中占有相同的偏转角份额，以使旋转运动达到均匀性，从而使输出的旋转运动符合于导入的旋转运动。但是内双叉还是不均匀地转动，这就是为什么质量增加是特别不利的原因。

因此本发明的任务是使复式万向节在同时减少所需结构空间和旋转质量的情况下达到具有大摆角可能性的目的。

根据发明，这项任务是通过下述方式得到解决的，即中心盘在两个彼此有一定间距和位置对中的园柱形导向盘之间作被导向的运动，两个导向盘上开有互相对齐的径向布置的导向槽，导向盘装在双叉的空隙中，并可转动。

由于采用了导向盘与中心盘和径向布置的导向槽相结合的方式，便可在径向形成一个紧密的结构。缝隙式的空隙可使中心盘在相当小的外径下得到很好的导向，而例如在导向盘浮动布置的情况下这是不可能的。因此这就在径向上提供了较大的运动范围，尽管双叉凸缘范围的外径减小了。其直径减小总量应能使双叉的两半部彼此用螺丝拧紧。尽管因此而需较大的结构空间，但仍小于额外获得的自由空间。中心盘的两面布置有导向盘，但这也没有对万向节的结构长度产生不利的影响。一般情况下双叉的两个十字轴轴线间的距离将要增加两个导向盘的厚度。由此带来的限制条件是由于当万向节只绕被支承在外叉中的轴颈轴线偏转时，外叉的叉端和外叉叉端间支承着导向装置的一部分（例如球面销头）的过桥将碰在导向盘上。但按照本发明的解决方法，这种现象将不存在，因为在上述的偏转条件时，导向盘，也即是其上的导向槽将运动到一个位置上，使外叉的叉端和过桥能够伸入到导向槽中，从而节省了轴向结构空间，也就是说相对于传统的解决方法，它可以避免结构空间在轴向的增加。因此虽然外径减小，但并没有引起轴向结构空间的增大。

此外还可在中心盘上安装一个销头或一个球头，外叉的过桥具有相应的空隙，球面销头或球头在其中被导向。

为了避免由于槽形结构而可能使中心盘在这些槽内运动出现死点状态，也即阻碍了万向节继续摆动，则根据本发明，将中心盘设计成园形，并在导向盘上装有与中心盘一起起作用的挡销，它在中心盘起动时作用于导向盘一个分力，使导向盘转动。

导向盘最好通过间隔保持器使彼此保持对中连接。

间隔保持器同时也可用作挡销，为此采用两个间隔保持器，它们与导向槽的纵轴线成一不等于90°的夹角。它们的园周与导向盘的旋转轴线间有一径向距离，此距离等于或稍大于中心盘的半径。通过这样的布置可以很简单地避免出现死点的状态。

为了使中心盘靠上挡销时的相应分力尽快地转换为导向盘的旋转运动，最好将导向盘通过滑动或滚动轴承安装在双叉的空隙中。这样的措施同时也改善了效率，降低了引起产生热量的功率损失。与此相反，采用常用的解决方法时，导向盘和中心盘出现一种不规则的运动。

间隔保持器可做成园柱销，也可做成套有一个橡胶轮的销子或者是支承着滚动轴承的销子。特别是采用一个橡胶轮或一个滚动轴承的结构方式时对避免死点位置是很有利的，一方面是由于橡胶的反作用力，一方面是由于滚动轴承较低的摩擦损失。

避开一个可能的死点位置的方法还有：导向装置与其导向槽之间的最小间隙要大于间隔保持器外园与导向盘旋转轴线的径向距离减去园柱形中心盘半径后的差值。

这样的设计避免了在中心盘出现冲击时导向装置和导向槽间的接触，从而不对摩擦关系产生不利的影响，因其避免了附加的摩擦部位。

为了使导向盘在双叉中的支承做成可以旋转的，也可在双叉的空隙中和导向盘上直接加工出供装入滚动体的滚道。这种方法还对所需的结构空间产生有利的影响。为了保证润滑，从而得到良好的摩擦状况，可在导向盘之间和/或导向盘与双叉空隙间采用密封填料。

本发明的实例详细说明如下：

附图表明：

图1为牵引悬挂式农具的拖拉机在曲线上行驶;

图2为通过万向节的一个剖面，此万向节位于这样一个平面内，也就是说他的两轴的偏转角只是绕着外叉中的十字轴轴线形成的;

图3为通过只绕双叉中的十字轴轴线形成偏转角时的复式万向节的一个剖面;

图4为双叉中导向装置的轴向俯视图的一个局部剖面;

图5为图3中A-B向的剖面，但万向节处于伸直的位置;

图6至图9为可供选择的结构形式简图;

图10为与图2相似的一个可供选择的导向装置方案的剖面。

图1示出一例应用情况，它表明一个拖拉机和一个相关的机具，机具由拖拉机的动力输出轴和一个万向轴驱动，此万向轴是由多轴段组成的，其中部铰接处是一个等速复式万向节，将在后面对它作详细说明。

在图2至图4中描述的被设计成广角万向节的等速复式万向节，主要由内双叉2和两个外叉3组成，双叉2由两个彼此相连、各具有两个叉臂的半部2a，2b组成。双叉2的两个半部2a，2b相互连接的方式使得支承十字轴4的孔22位于同一个平面中。

两个外叉3同样具有带孔13的叉臂12，它们与一个中间部相连。中间部或用来连接一个万向轴管，或用来套在异形轴颈上。双叉2的两个半部2a，2b各通过一个十字轴4与外叉3相互连接。十字轴4具有4个轴颈，其中每两个位于一条轴线上，并且轴颈的轴线彼此成90°角。十字轴4的轴颈最好设计成同样的长度。十字轴4通过轴承和轴承套5安装在外叉3的叉臂12上的孔13内或双叉2a，2b的孔中，并且安全环20定位。

外臂3及其叉臂12通过一个过桥6相互连接，过桥6具有球面销头7。

双叉2具有一个中央空隙11，空隙11位于与双叉半部2a，2b中的两个十字轴4的轴颈轴线平行的平面内。此外空隙11的中心线位于两个十字轴4的轴颈轴线的中央。空隙11呈园柱形，两个外形为园柱形的导向盘10安装在空隙中，并可转动。这两个导向盘10彼此间有一个轴向间隔，其中安放中心盘9。中心盘9具有与其成直角，并和球面销头7相配的导套8，它基本上是一个园柱形套筒，具有一个导向孔23，其孔径与球面销头7的外径相配。导套8的外表面24同样也是园柱形。导套8伸入到导向盘10内的导向槽17中。导向槽17被做成长形，其端部为园形，它们与球面销头导套8的外表面24相配。导向槽17的纵轴线通过导向盘10的旋转轴线，并作径向延伸。导向槽17尺寸的确定，要使摆角造成的中心盘9和球面销头导套8的径向运动具有足够的自由度。球面销头导套8的外表面24和导向槽17，更确切地说与其壁面之间规定了一个与导向槽17的纵轴线相垂直的横向最小间隙X。此最小间隙X必须是够大，以保证在导套8的外表面24碰到导向槽17的壁面以前，中心盘9的园柱形外缘就提前靠到将两个导向盘10联结在一起的间隔保持器（或挡销）15或套在其上的橡胶轮16上。

挡销同时又是间隔保持器15，它可以被设计成间隔螺栓，也就是说具有两个台阶的螺栓，台阶的直径小于平均直径。间隔保持器15同导向盘10的旋转轴线O的连接线与导向槽17的纵轴线成一角度。这种布置保证中心盘9的外缘在碰撞间隔保持器15的周边（例如其上的橡胶轮16）时，产生一个能使导向盘10转动的分力F，这就防止球面销头导套8固死在一个位置上或使力的作用方向与导向槽17的纵轴线完全垂直。由于中心盘9和具有导向槽17的导向盘10的综合作用的结果，中心盘9的外径可以做得相当小。尽管如此，仍然可以得到一个很好的导向和达到一个相当大的径向运动的可能性，这也附合图2所示的情况。

虽然由于附加布置了导向盘10，使导向装置的中央部分设计得较厚，但这并不是缺点，因为由图3所示的剖面中可以看出，外叉3的叉臂12和过桥6的一部分可以伸入到导向槽17内去。导向盘10的布置及其运动总是能够使导向槽处于象图3所示的状态，也就是说总能使叉端12在偏转时伸入导向槽17中（图3）。这样就可保证导向盘10的厚度不会给复式万向节1的偏转能力带来不利的影响。

导向盘10通过轴承14被支承在空隙11中，主要采用了滚动轴承，从而使摩擦力减至相当小。轴承14通过密封填料18，21使之密封，以防润滑介质向内、向外散失或灰尘侵入。

双叉的两个半部2a，2b可以彼此焊接，或用螺栓相互连接。做成法兰形状的半部2a，2b的中间部分车制成一个凹陷区，在装配状态下形成空隙11。在空隙11和导向盘10的外径上加工成安装滚动体的相应滚道以代替在该处装置整体的滚动轴承。图6至图9表示出可供选择的方案，作为原理图它们只示出了主要部分。图6示出根据图2至图5的原理。

在图7原则性表示的解决方案中，挡销15及其角度位置是通过导向槽17的特殊曲线来实现的。在与导套8的外廓24接触时产生使导向盘10旋转的分力，图8的方案也采用了同样的原理。

图9的原理是挡销15突入到槽17的边缘线内。

较好的实施方案是图2至6和图10，这些方案可以实现本发明的全部优点。图10的实施方案是在两个双叉2a，2b的自由空间中，被导向的中心盘9装有球面销头7，它们从其中心向两个外叉3的方向轴向凸出。两个外叉3各装有一个过桥6，它连接两个叉臂，并在其中央支承着一个球面销头导套8，球面销头导套8具有一个园柱孔23，以用作球面销头7的导向孔。

这种设计的优点是在给定的外径条件下它可以增大径向行程，从而进一步增大偏转的可能性。按照图2所示的实施方案，球面销头7具有一个比球面销头导套8小的外径。因此中心盘9可有一个较大的径向行程。径向行程对于外叉3与双叉2之间的相对偏转是很重要的。

有关的符号对照表

1    复式万向节

2，2a，2b    双叉

3    外叉

4    十字轴

5    轴承衬套

6    过桥

7    球面销头

8    球面销头导套

9    中心盘

10    导向盘

11    空隙

12    叉臂

13    外叉中的孔

14    轴承

15    间隔保持器/挡销

16    橡胶轮

17    导向槽

18    密封填料

19    轴承密封填料

20    安全环

21    密封填料

22    孔

23    导套孔

24    外表面

X    最小间隙

F    分力

O    旋转轴线

Claims (13)

1、一种用于大偏转角的、特别是农业机械传动装置的等速复式万向节，它具有一个内双叉和两个外万向节叉，每个外万向节又通过一个万向节十字轴与双叉相连，其中外万向节叉通过其对着双叉的端头同一个轴向无法移动、但径向可以运动的中心盘以及具有球面销头或球头及其承受套的附加导向装置相连，其特征是，中心盘(9)在两个彼此保持一定间距并且位置对中的园柱形导向盘(10)之间做被导向的运动，两个导向盘(10)上各开有一条互相对准的径向延伸的导向槽(17)，导向装置(7或8)以一定的间隙穿过并凸出于这些导向槽(17)，园柱形导向盘(10)装设在双叉的空隙(11)中，并可以转动。

2、根据权利要求1的等速复式万向节，其特征是，中心盘（9）被设计成园形，导向盘（10）上装有与中心盘（9）一起起作用的挡销（15），此挡销在中心盘（9）起动时引起一个作用于导向盘（10）并使之作旋转运动的分力（F）。

3、根据权利要求1的等速复式万向节，其特征是，导向盘（10）装有位于导向槽（17）范围内或插入其槽口范围内并作用于导向装置（7）外廓的挡销（15），它在导向装置（7）起动时引起一个作用于导向盘（10）并使之作旋转运动的分力（F）。

4、根据权利要求1的等速复式万向节，其特征是，导向盘（10）通过间隔保持器（15）彼此位置时对中地连接起来。

5、根据权利要求2或3和4的等速复式万向节，其特征是，间隔保持器（15）被设计成园柱销，同时又用作挡销（15）。

6、根据权利要求2或3的等速复式万向节，其特征是，规定装两个挡销（15），它们与导向槽（17）的纵轴线之间的夹角不等于90°。

7、根据权利要求6的等速复式万向节，其特征是，挡销（15）的外园与导向盘（10）的旋转轴线（0）之间有一径向距离，它等于或稍大于中心盘（9）或导向装置（7）的半径。

8、根据权利要求4或5的等速复式万向节，其特征是，间隔保持（15）被设计成套有橡胶轮的销钉。

9、根据权利要求4的等速复式万向节，其特征是，间隔保持器（15）被设计成滚动轴承的支承销。

10、根据权利要求1或3的等速复式万向节，其特征是，导向盘（10）通过滑动或滚动轴承（14）被支承在双叉（2）的空隙（11）中。

11、根据权利要求1或3和7的等速复式万向节，其特征是，导向装置（7）与其导向槽（17）之间的最小间隙（X）大于间隔保持器（15）园周的径向距离减去园柱形中心盘（9）半径后的差值。

12、根据权利要求10的等速复式万向节，其特征是，双叉（2）中的空隙（11）和导向盘（10）上具有供直接装入滚动体的滚道。

13、根据权利要求1或3的等速复式万向节，其特征是，在导向盘（10）之间和/或导向盘（10）和双叉（2）的空隙（11）之间采用密封填料（18，21）

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