專利名稱：等速聯(lián)接器及其控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及軸之間的聯(lián)接器，在特定形式下涉及萬(wàn)向接頭，尤其涉及具有或者尋求達(dá)到相同的瞬時(shí)輸入軸和輸出軸角速度的聯(lián)接器。
背景技術(shù)：
至少?gòu)墓I(yè)革命開(kāi)始，耦合兩個(gè)成一定角度運(yùn)轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)軸的問(wèn)題就擺在工程師們面前。直到今天，人們?nèi)耘f主要使用最初由卡登在16世紀(jì)開(kāi)發(fā)出來(lái)的“萬(wàn)向節(jié)”，盡管其具有固有的缺點(diǎn)，并且在幾乎每個(gè)后輪驅(qū)動(dòng)車輛中都能找到這種“萬(wàn)向節(jié)”。
簡(jiǎn)單萬(wàn)向節(jié)設(shè)計(jì)中存在的固有缺陷是，在輸入軸與輸出軸之間除了180度之外的任何角度中，輸出軸的角速度相對(duì)輸入軸的角速度按照正弦波動(dòng)。
通常，例如在后輪驅(qū)動(dòng)車輛的動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)中，采用了兩個(gè)萬(wàn)向節(jié)，將輸入和輸出軸聯(lián)接至中間軸。通過(guò)保持輸入和輸出軸之間的平行對(duì)準(zhǔn)并使接頭元件的朝向匹配，對(duì)于輸入和輸出軸可以保持相同的角速度，目前將波動(dòng)限制在中間軸。
但是，由于輸入和輸出軸角速度和中間軸角速度的變化而產(chǎn)生的波動(dòng)應(yīng)力需要被吸收在兩個(gè)萬(wàn)向節(jié)中。而且在許多應(yīng)用特別是在公路車輛中，由于振動(dòng)、機(jī)械應(yīng)力和動(dòng)力傳遞損耗的產(chǎn)生，不可能在輸入和輸出軸之間保持嚴(yán)格的幾何關(guān)系。
解決保持輸入和輸出軸對(duì)準(zhǔn)問(wèn)題的特別方法被稱為“雙重萬(wàn)向節(jié)”，通常被稱為等速接頭，其由連接至短的中間軸的兩個(gè)萬(wàn)向節(jié)和定心裝置構(gòu)成的組件，所述定心裝置約束兩個(gè)萬(wàn)向節(jié)，使其相互保持固定的幾何關(guān)系，從而使輸入和輸出軸與中間軸形成相同的角度。這種設(shè)置的主要缺點(diǎn)在于，任何軸向和徑向負(fù)載向所述定心裝置的傳遞導(dǎo)致磨損加速和摩擦損耗。
許多其他聯(lián)接器也被開(kāi)發(fā)出來(lái)，以獲得軸之間的等速角速度傳遞。一般地，全部上述聯(lián)接器方式都是對(duì)于真等速聯(lián)接器的近似解決方式，或者以滑動(dòng)部件的高磨損摩擦損耗為代價(jià)獲得幾何的近似。
本發(fā)明的目的是解決或改善上述缺點(diǎn)中的至少一個(gè)，或者至少提供有益的替代方式。

發(fā)明內(nèi)容
因此，在本發(fā)明一個(gè)范圍較寬的形式中，提供了一種等速聯(lián)接器，其中用于輸入和輸出軸之間的角速度相同瞬時(shí)傳遞的條件由控制機(jī)構(gòu)保持，所述聯(lián)接器包括(a)輸入軸旋轉(zhuǎn)軸線(b)輸出軸旋轉(zhuǎn)軸線(c)控制機(jī)構(gòu)。
所述控制機(jī)構(gòu)適于約束所述聯(lián)接器的至少部分，從而獲得等速特性。
在本發(fā)明另一個(gè)范圍較寬的形式中，提供了一種等速聯(lián)接器，其中輸入軸與輸出軸之間的角度受到控制，從而改變斜板凸輪液壓移動(dòng)裝置的體積特性。
在本發(fā)明另一個(gè)范圍較寬的形式中，提供了一種雙重等速聯(lián)接器，其中用于輸入和輸出軸線之間的角速度相同瞬時(shí)傳遞的條件由控制機(jī)構(gòu)保持，所述聯(lián)接器包括(a)輸入軸線(b)輸出軸線(c)輸入端軛(d)輸出端軛(e)控制機(jī)構(gòu)在本發(fā)明另一個(gè)范圍較寬的形式中，提供了一種等速接頭，具有通過(guò)萬(wàn)向節(jié)機(jī)構(gòu)旋轉(zhuǎn)地連接至輸出軸的輸入軸；所述接頭包括機(jī)械控制裝置，該控制裝置相對(duì)所述輸入軸線和所述輸出軸線約束所述萬(wàn)向節(jié)，從而在使用中在所述輸入軸與所述輸出軸之間的預(yù)定角度范圍上保持等速特性。
在本發(fā)明另一個(gè)范圍較寬的形式中，提供了一種等速接頭，其加入控制機(jī)構(gòu)，所述控制機(jī)構(gòu)以相對(duì)被限定為所述輸入軸線和所述輸出軸線的交點(diǎn)的幾何中心的球面幾何學(xué)為基礎(chǔ)。
在本發(fā)明另一個(gè)范圍較寬的形式中，提供了一種用于等速接頭的定心裝置；所述定心裝置具有相對(duì)于球面三角形結(jié)構(gòu)而限定的接頭，從而約束所述結(jié)構(gòu)的至少部分在相對(duì)所述輸入軸線和所述輸出軸線的交點(diǎn)限定的同動(dòng)力平面(homokinetic plane)上。
在本發(fā)明另一個(gè)范圍較寬的形式中，提供了一種相對(duì)等速接頭的第二輸出軸約束第一輸入軸以獲得大體上的等速狀態(tài)的方法；所述方法包括利用控制裝置，所述控制裝置以一個(gè)或多個(gè)軸線為中心并圍繞所述軸線樞軸轉(zhuǎn)動(dòng)，所述一個(gè)或多個(gè)軸線穿過(guò)定義為輸入軸和輸出軸軸線交點(diǎn)的聯(lián)接器中心。


下面將結(jié)合

本發(fā)明的實(shí)施例，其中圖1是根據(jù)第一優(yōu)選實(shí)施例的輸入和輸出軸成一直線的完全裝配的等速聯(lián)接器的透視圖；圖2是輸入和輸出軸具有角位移的圖1中聯(lián)接器的透視圖；圖3是為了清楚而除去某些部件的圖1中聯(lián)接器的透視圖；圖4是說(shuō)明了控制機(jī)構(gòu)原理的圖2中聯(lián)接器的透視圖；圖5是圖1中聯(lián)接器的全部控制機(jī)構(gòu)的透視圖；圖6是根據(jù)第二優(yōu)選實(shí)施例的控制機(jī)構(gòu)的正交視圖；圖7是根據(jù)第三優(yōu)選實(shí)施例的連接機(jī)構(gòu)的正交視圖；圖8是根據(jù)第四實(shí)施例的裝配的等速聯(lián)接器的透視圖；圖9是中心管除去的圖8中聯(lián)接器的透視圖；圖10是圖9中聯(lián)接器的部件的透視圖；圖11是根據(jù)第五實(shí)施例能夠作為液壓馬達(dá)的聯(lián)接器裝置的透視圖；圖12是圖11中聯(lián)接器的側(cè)視圖；圖13是組成圖11中聯(lián)接器的主要部件的透視圖；
圖14.1至14.20包括第六至第十實(shí)施例的各個(gè)視圖；圖15.1至15.4包括第十一實(shí)施例的各個(gè)視圖；圖16.1至16.14包括第十二至第十五實(shí)施例的各個(gè)視圖；圖17.1至17.9包括第十六實(shí)施例的視圖；圖18.1至18.13包括第十七實(shí)施例的視圖；圖19.1包括第十八實(shí)施例的透視圖；圖20.1至20.9包括第十九實(shí)施例的視圖；圖21.1至21.5包括第二十實(shí)施例的視圖；圖22.1至22.7包括第二十一實(shí)施例的視圖；和圖23是支持上述實(shí)施例的某些共有特征的一般討論的同動(dòng)力平面和相關(guān)軸的圖形說(shuō)明。
具體實(shí)施例方式
下面將對(duì)本發(fā)明的大量的各個(gè)實(shí)施例進(jìn)行描述。實(shí)施例中許多涉及具有輸入軸的系統(tǒng)，所述輸入軸機(jī)械地連接至輸出軸，方式是轉(zhuǎn)矩能夠從輸入軸傳遞至輸出軸，同時(shí)保持大體上地“等速”特性。在特殊的形式中，盡管在輸入和輸出軸之間的角度中存在變化，也尋求保持等速特性。
在本說(shuō)明書(shū)中，“等速”特性指這樣一種特性，其中通過(guò)軸的全程旋轉(zhuǎn)使輸入軸的瞬時(shí)角速度與輸出軸的瞬時(shí)角速度相等?？梢岳斫猓人偬匦允且粋€(gè)實(shí)際目標(biāo)，基于包括組件中的機(jī)械和結(jié)構(gòu)變化在內(nèi)的參數(shù)，各個(gè)實(shí)施例會(huì)在更高或更低的程度上達(dá)到這個(gè)特性。
在輸入和輸出軸之間的角度允許變化的條件下，在本說(shuō)明書(shū)中這種接頭被定義為萬(wàn)向等速接頭。
概括地，輸入和輸出軸之間的等速特性是通過(guò)使用控制系統(tǒng)獲得的，在本說(shuō)明書(shū)的實(shí)施例中，所述控制系統(tǒng)采用機(jī)械形式實(shí)施，并且在不同實(shí)施例中被定義為控制軛、控制機(jī)構(gòu)、連桿機(jī)構(gòu)、約束裝置、插入連接件、定心機(jī)構(gòu)和定心裝置。
在實(shí)施例中，輸入和輸出軸的軸線的交點(diǎn)被定義為聯(lián)接器中心或幾何中心，并且，在某些實(shí)例下，其指兩個(gè)軸的軸線的“接觸點(diǎn)”。
所述聯(lián)接器中心或幾何中心很重要，因?yàn)樵诖罅繉?shí)施例中，這個(gè)點(diǎn)變成等速接頭的公共點(diǎn)，所述控制系統(tǒng)的所有樞軸形成部分的旋轉(zhuǎn)軸線(以及根據(jù)定義的輸入和輸出軸的軸線)經(jīng)過(guò)所述公共點(diǎn)。
并且，在大量實(shí)施例中，萬(wàn)向節(jié)機(jī)構(gòu)可以被確定為聯(lián)接器的形成部分，并且尤其包括受所述控制系統(tǒng)控制的部分，從而帶來(lái)等速特性。在本說(shuō)明書(shū)中，萬(wàn)向節(jié)通常包括內(nèi)部大體圓形軛，所述內(nèi)部大體圓形軛位于外部大體圓形軛內(nèi)并能夠相對(duì)所述外部大體圓形軛樞軸地旋轉(zhuǎn)。所述萬(wàn)向節(jié)機(jī)構(gòu)的軛進(jìn)而樞軸連接至各個(gè)輸入和輸出軸。所述萬(wàn)向節(jié)的運(yùn)動(dòng)至少部分地由所述控制機(jī)構(gòu)約束，從而使所述輸入和輸出軸的相關(guān)運(yùn)動(dòng)具有等速特性，所述控制機(jī)構(gòu)通常采用控制軛的形式。
相對(duì)于聯(lián)接器中心或者幾何中心以及聯(lián)接器的“同動(dòng)力平面”的施加等速特性的約束狀態(tài)將在大多數(shù)實(shí)施例中說(shuō)明。
請(qǐng)參看圖23，在本說(shuō)明書(shū)中，同動(dòng)力平面是位于指示等速聯(lián)接器305的輸入軸線303與輸出軸線304之間的角度302的平分線上的平面300。更明確地，同動(dòng)力平面300被定義為相對(duì)由輸入軸線303和輸出軸線304所限定的平面垂直。在圖23的特定實(shí)例下，輸入軸線303和輸出軸線304位于頁(yè)面中，而同動(dòng)力平面300將與所述頁(yè)面垂直。
在特定形式中，所述控制系統(tǒng)最好參考補(bǔ)角306限定，所述補(bǔ)角306在此實(shí)例下被定義為通過(guò)聯(lián)接器或幾何中心307的輸出軸線304與輸入軸線303的延長(zhǎng)線之間的角度。從數(shù)學(xué)上而言，補(bǔ)角306是180°減去輸入軸與輸出軸之間的角度302。
補(bǔ)角平分線308是補(bǔ)角306的平分線并經(jīng)過(guò)中心307，并且根據(jù)定義，與同動(dòng)力平面300成直角并與平分線301成直角。補(bǔ)角平分線308在圖23中標(biāo)號(hào)為CC并且與參照第一實(shí)施例描述的圖4中的軸線C對(duì)應(yīng)。
本發(fā)明許多實(shí)施例的獨(dú)特特性是，控制機(jī)構(gòu)形式的控制系統(tǒng)在全部運(yùn)轉(zhuǎn)模式中以軸線308為中心并圍繞該軸對(duì)稱地運(yùn)轉(zhuǎn)。在特別的實(shí)施例中，術(shù)語(yǔ)“球面三角形”和“球面幾何學(xué)”在用于控制系統(tǒng)309的連接和軸線中使用，它們都圍繞通過(guò)中心307的軸線旋轉(zhuǎn)。
在特定形式中，提供等速特性(或該處的任意近似值)的整個(gè)控制系統(tǒng)可以使用圍繞這些軸線后旋的接頭實(shí)施，例如滾球軸承或滾柱軸承等，其采用不需要承重滑動(dòng)面的軸承面。
1、第一實(shí)施例下面將參照?qǐng)D1至圖5說(shuō)明等速聯(lián)接器的第一實(shí)施例。
請(qǐng)參看圖1和圖2，其顯示了等速聯(lián)接器10，其中輸入軸11耦合至輸出軸12。輸入軸11剛性連接至輸入軸凸臺(tái)13。輸出軸12剛性連接至設(shè)有軸頸15的輸出軸軛14。
輸出軸軛14通過(guò)外部軛軸頸18中的樞軸17和軸承(未示出)樞軸連接至外部軛16。
輸入軸凸臺(tái)13能夠圍繞通過(guò)內(nèi)部軛軸頸20定位的軸19樞軸旋轉(zhuǎn)。
控制軛21通過(guò)控制軛軸頸24中的軸23、外部軛軸頸25中的軸承(未示出)和內(nèi)部軛軸頸26可樞軸旋轉(zhuǎn)地連接至外部軛16和內(nèi)部軛22。由控制軛21以及外部軛16和內(nèi)部軛22的軸頸限定的軸線Y-Y是聯(lián)接器10的主軸。
如圖1和圖2所示，所有樞軸軸線以及輸入軸軸線27和輸出軸軸線28在聯(lián)接器中心28相交。
如圖3所示，內(nèi)部軛22和外部軛16為了清楚起見(jiàn)而被除去，以顯示包括第一剪刀臂31和第一剪刀連桿32和33的第一剪刀機(jī)構(gòu)30。在圖3中也可以看到輸入軸外伸部34和輸入軸控制銷35。輸入軸控制銷35的軸線與聯(lián)接器中心29相交并位于由輸入軸軸線27和輸入軸凸臺(tái)軸線36限定的平面中。
請(qǐng)參看圖4，其中輸入軸11為了清楚起見(jiàn)而被除去，下面將說(shuō)明剪刀控制機(jī)構(gòu)30的第一半部分的幾何特性。
輸出軸14設(shè)有輸出軸控制銷37?？刂其N37的軸線A位于由輸出軸軸線28和通過(guò)輸出軸軛軸頸15中心的軸線X-X限定的平面內(nèi)，并與聯(lián)接器中心29相交。
控制軛樞軸銷38剛性地連接在控制軛21的中心，從而其軸線C與聯(lián)接器中心29相交。第一剪刀臂31圍繞控制軛樞軸銷38樞軸旋轉(zhuǎn)并在其外部末端設(shè)有樞軸39，其軸線也與聯(lián)接器中心29相交。第一剪刀連桿32和33樞軸連接至第一剪刀臂31的樞軸39。第一剪刀連桿32的外端樞軸連接至輸入軸控制銷35(請(qǐng)參看圖3)并且第一剪刀連桿33樞軸連接至輸出軸控制銷37。
因?yàn)榈谝患舻犊刂茩C(jī)構(gòu)30的全部旋轉(zhuǎn)軸線與聯(lián)接器中心29相交，很顯然輸入軸控制銷35離開(kāi)由輸出軸軸線28和軸線X-X限定的平面的旋轉(zhuǎn)位移將導(dǎo)致控制軛21圍繞軸線X-X的旋轉(zhuǎn)。如果樞軸39離開(kāi)控制軛樞軸銷38和連桿32、33的樞軸中心的中心間距離相等，因而斷定控制軛21的角位移將是輸入軸控制銷35的角位移的一半。
只要軸線A、B和C被限制位于通過(guò)聯(lián)接器中心29的同一平面內(nèi)，所述角度比率都適用。如圖5所示，所述控制剪刀機(jī)構(gòu)實(shí)際上包括保證滿足此條件的雙重對(duì)稱剪刀臂和連桿。所述結(jié)構(gòu)可以被認(rèn)為位于一系列同心球體上，從而剪刀臂和連桿的標(biāo)稱樞軸交叉點(diǎn)位于球面三角形的頂點(diǎn)，從而在所述剪刀機(jī)構(gòu)由于來(lái)自兩個(gè)控制銷的輸入而再改變方向時(shí)使所述三角形中的相關(guān)角度保持相等。
為了清楚起見(jiàn)，下面的實(shí)施例只涉及一半的雙重剪刀控制機(jī)構(gòu)，但是可以理解，所述運(yùn)動(dòng)是由全部機(jī)構(gòu)控制的。
請(qǐng)參看圖3和圖4，假設(shè)輸出軸12的軸線28保持在如圖所示的方向，即位于通過(guò)X-X的水平面中。如果現(xiàn)在輸入軸11向下旋轉(zhuǎn)，只圍繞軸線X-X，即輸入軸11的軸線27繼續(xù)位于與通過(guò)輸出軸12的軸線和軸線Y-Y的平面相同的垂直平面中，則在其與第一剪刀連桿32的樞軸連接的軸線B的末端將在以聯(lián)接器中心29為中心的球體半徑B上向上遵循一個(gè)路徑。該路徑是球體半徑B的小圓并位于與通過(guò)輸入軸11和輸出軸12的軸線的垂直平面平行的垂直平面中。連桿32的這個(gè)位移促使第一剪刀臂31圍繞固定在控制軛21上的控制軛樞軸銷38旋轉(zhuǎn)。但是剪刀臂31受到其與連桿33和輸出軸控制銷37的連接的約束。如果由軸線X-X和旋轉(zhuǎn)軸B限定的平面與通過(guò)X-X的水平面之間的角度是α，則剪刀臂31和連桿32、33將以α/2旋轉(zhuǎn)軸線C進(jìn)入通過(guò)X-X的平面?，F(xiàn)在輸入軸軸線27與水平面之間的角度也是α，從而可以斷定軸線Y-Y平分輸入軸軸線27與輸出軸軸線28之間的角度(180-α)。
顯然，軸線Y-Y現(xiàn)在位于平分輸入軸軸線27與輸出軸軸線28之間的鈍角的平面中，并垂直于由軸線27和28限定的平面。該平面是所謂的同動(dòng)力平面(homo-kinetic plane)，并且軸線Y-Y可以被定義為聯(lián)接器的對(duì)稱軸。
可以看出，在聯(lián)接器10的物理約束下，對(duì)于輸入軸11與輸出軸12之間的任何相關(guān)角度，軸線Y-Y滿足對(duì)于軸線27和28的這種關(guān)系，即其位于所述同動(dòng)力平面中。
這樣就滿足對(duì)于等速聯(lián)接器的理論條件，其要求輸入和輸出軸軸線在某點(diǎn)接觸并且兩個(gè)軸之間的接觸點(diǎn)位于同動(dòng)力平面中的對(duì)稱軸線上。
顯然，元件在所述聯(lián)接器中的任何相關(guān)運(yùn)動(dòng)都是旋轉(zhuǎn)的并通過(guò)滾柱軸承實(shí)現(xiàn)。從而極大地消除了由于摩擦產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩?fù)p耗。
2、第二實(shí)施例在第二個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，前述剪刀控制機(jī)構(gòu)將替換為齒輪機(jī)構(gòu)40，如圖6所示。
請(qǐng)參看圖3、4和6，安裝了主臂41的中心45和太陽(yáng)齒輪44以圍繞控制軛樞軸銷38旋轉(zhuǎn)。連接臂42和43分別設(shè)有嚙合扇形齒輪48和49，并在他們的外端設(shè)有樞軸中心46和47。連接臂42和43在軸50和51上可樞軸旋轉(zhuǎn)地安裝在主臂41上。
控制機(jī)構(gòu)40的全部旋轉(zhuǎn)和樞軸轉(zhuǎn)動(dòng)軸線沿聯(lián)接器10的幾何中心29放射(參看圖4)。連接臂42和43具有相同的長(zhǎng)度并與主臂41對(duì)向相等的角度。因此樞軸中心46和47以及太陽(yáng)齒輪44的中心被約束位于以幾何中心29為中心的球體的大圓弧上，并且齒輪44的中心將通常位于所述大圓弧的中點(diǎn)，不管所述圓弧長(zhǎng)度的任何變化。
在裝配時(shí)，控制機(jī)構(gòu)的樞軸46連接至輸入軸控制銷35，并且樞軸47連接至輸出軸控制銷37。
可以看出，輸入軸11與輸出軸12之間角度的任何變化將導(dǎo)致連接臂42和43的位移。例如，假設(shè)連接臂43的樞軸中心保持靜止。在樞軸中心46中由輸入軸控制銷35引起的任何位移將在齒輪44的中心引起所述位移的一半。因此通過(guò)控制軛樞軸銷38的軸線將連續(xù)平分輸入軸11與輸出軸12之間的余角并保持在由軸11和12的軸線確定的平面內(nèi)。因而可以得出結(jié)論，軸線Y-Y將被限制位于前面定義的同動(dòng)力平面中3、第三實(shí)施例在參照?qǐng)D7的第三實(shí)施例中，提供了一種連桿系統(tǒng)60，其取代了圖1和圖2中的聯(lián)接器10的內(nèi)部軛26和外部軛27。軸61在其外端剛性地連接至連桿件62和63，連桿件62和63的每一個(gè)在其外端具有凸臺(tái)64和65。凸臺(tái)64和65分別攜帶控制凸耳66和67。連桿系統(tǒng)60還設(shè)有連桿臂68和69，連桿臂68和69的每一個(gè)設(shè)有分別樞軸連接至控制凸耳66和67的末端70和71。連桿臂68和69具有外部末端70并設(shè)有輸出軸軛凸耳74和75。
連桿件62和63以及連桿臂68和69位于以軸61的軸線與軸線Y-Y的交點(diǎn)80為中心的球殼內(nèi)，并且連桿系統(tǒng)60的全部旋轉(zhuǎn)軸線在軸線交點(diǎn)80相交。
在裝配時(shí)軸線交點(diǎn)80與圖1所示聯(lián)接器10的幾何中心29一致。
在本實(shí)施例中，圖1所示輸入軸11的輸入軸凸臺(tái)13圍繞圖7所示連接系統(tǒng)60旋轉(zhuǎn)，并且輸出軸軛14的輸出軸頸15連接至耳軸74和75?？刂栖?1的控制軛軸頸24連接至耳軸74和75。
如以前所述，控制軛軸線Y-Y通過(guò)使用上述剪刀控制機(jī)構(gòu)或者齒輪控制機(jī)構(gòu)受限保持在同動(dòng)力平面中。
在本實(shí)施例中軸線Y-Y和軸設(shè)置在優(yōu)選角度45度的優(yōu)勢(shì)是，如此產(chǎn)生的空間使上述各種旋轉(zhuǎn)元件和所述控制機(jī)構(gòu)具有更大的運(yùn)動(dòng)自由。
4、第四實(shí)施例在圖7所示的第四優(yōu)選實(shí)施例中，提供了一種包括輸入軸111和輸出軸112的雙等速聯(lián)接器100。輸入軸111和輸出軸112的每一個(gè)都分別設(shè)有軛113和114，其中軸111和112樞軸連接至軸線X-X和X’-X’。軛113和114又樞軸連接至連接管115，每個(gè)軛113和114能夠分別圍繞軸線Y-Y和Y’-Y’旋轉(zhuǎn)。
如圖8和9所示，輸入軸111和輸出軸112具有相同的構(gòu)造，每個(gè)都分別設(shè)有軸外伸部116和117，每個(gè)軸外伸部分別具有控制銷118和119?？刂其N118和119的軸線每個(gè)都位于由軸111和112的軸線和軸旋轉(zhuǎn)軸線X-X和X’-X’所限定的平面內(nèi)，并且與這些軸線的交點(diǎn)相交。
位于連接管115(在圖8和9中為了清楚而移除)的中心的是分別包括上部傳送塊121和下部傳送塊122的控制組件120。塊121和122圍繞控制塊鉸軸129鉸接在一起，鉸軸129位于連接管115的中心軸Z-Z上。鉸軸129通過(guò)連接在連接管115內(nèi)壁上的支點(diǎn)(為了清楚而移除)而支撐。
如圖8所示，在聯(lián)接器100的輸入軸末端的全部旋轉(zhuǎn)軸線都沿軸線X-X和Y-Y的交點(diǎn)放射；類似地，在聯(lián)接器100的輸出軸末端的全部旋轉(zhuǎn)軸線都沿軸線X’-X’和Y’-Y’的交點(diǎn)放射。
輸入軸111圍繞其旋轉(zhuǎn)軸線X-X和Y-Y在聯(lián)接器的物理約束內(nèi)的任何旋轉(zhuǎn)將導(dǎo)致控制軸118移動(dòng)連接的連桿125和126，進(jìn)而導(dǎo)致傳送塊121和122圍繞鉸軸129旋轉(zhuǎn)。在控制組件120的輸出末端的相應(yīng)連桿也被促使復(fù)制在輸入端產(chǎn)生的位移，將所述位移傳遞至連接的控制軸119，從而導(dǎo)致輸出軸112圍繞其軸線X’-X’和Y’-Y’進(jìn)行相應(yīng)的旋轉(zhuǎn)。
輸入軸111和112的輸入軸的角位移關(guān)于與由軸111和112的軸線限定并通過(guò)控制組件120的中心的平面垂直的平面對(duì)稱。同樣地，所述平面位于軸111和112的軸線的交點(diǎn)，平分它們之間的角度并包含對(duì)稱軸線。因此所述平面是同動(dòng)力平面并且滿足了輸入和輸出軸等速的條件。
并且，本實(shí)施例中的聯(lián)接器的部件之間的所有相對(duì)運(yùn)動(dòng)都是旋轉(zhuǎn)的并且通過(guò)滾柱軸承實(shí)現(xiàn)，極大地消除了由于摩擦產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩?fù)p失。
5、第五實(shí)施例現(xiàn)在對(duì)第五實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明，第五實(shí)施例提供了一種等速聯(lián)接器，其中輸入和輸出軸之間的角度通過(guò)可變控制機(jī)構(gòu)保持在某個(gè)要求值，從而改變斜板凸輪運(yùn)轉(zhuǎn)的液壓泵和電機(jī)的體積排量。在本優(yōu)選應(yīng)用中，循環(huán)泵或電機(jī)元件結(jié)合在聯(lián)接器結(jié)構(gòu)中。
在本第五優(yōu)選實(shí)施例中，等速聯(lián)接器適于并入可變斜板凸輪液壓位移裝置。
請(qǐng)參看圖11，其示出了具有輸入軸211和輸出軸212的等速聯(lián)接器200。對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員顯而易見(jiàn)的是，本實(shí)施例中的術(shù)語(yǔ)“輸入軸”和“輸出軸”可以根據(jù)聯(lián)接器的應(yīng)用可交換地分配給這些元件中的每一個(gè)。
軸211和212中的每一個(gè)的軸線在點(diǎn)220相交，點(diǎn)220與圖11中的軸線X-X和Y-Y的交點(diǎn)一致；點(diǎn)220定義了所述聯(lián)接器的幾何中心。軸111和112的軸線之間的角度可以通過(guò)適當(dāng)?shù)目刂茩C(jī)構(gòu)在所述聯(lián)接器的物理約束之內(nèi)隨意不斷改變。所述控制結(jié)構(gòu)還適于將控制軛213的角度保持在與軸211和212之間設(shè)定的角度固定的關(guān)系。這種關(guān)系示于圖12中，其中如果軸211和212之間的補(bǔ)角是α，則控制軛113的旋轉(zhuǎn)軸線平分角度α。這樣軸線Y-Y受限在同動(dòng)力平面中旋轉(zhuǎn)，滿足了等速聯(lián)接器的條件。
圖13說(shuō)明了包括控制軛213、內(nèi)部軛214和外部軛215的聯(lián)接器的不同元件。輸入軸211剛性地連接至設(shè)有斜板凸輪耳軸217的斜板凸輪216。
在裝配時(shí)，斜板凸輪耳軸217樞軸地連接在內(nèi)部軛214的內(nèi)部軛軸頸218中。內(nèi)部軛214通過(guò)其內(nèi)部軛耳軸219樞軸連接至外部軛215的外部軛軸頸221。進(jìn)而外部軛215通過(guò)其外部軛耳軸222樞軸安裝在輸出軸軛224的輸出軸軛軸頸223。控制軛213(從其軛端顯示)通過(guò)控制軛軸頸225連接至內(nèi)部軛214的延伸的內(nèi)部軛耳軸219。
聯(lián)接器200的輸出軸212還設(shè)有氣缸座226。氣缸座226設(shè)有徑向排列的氣缸227。每個(gè)氣缸227接收活塞228，活塞228在其壓縮端設(shè)有密封229，并在相對(duì)端設(shè)有球窩230。每個(gè)活塞228通過(guò)其球窩230連接至連桿232的第一末端231。連桿232的第二末端233連接至斜板凸輪216的球窩234。
在裝配時(shí)，當(dāng)輸入軸211和輸出軸212同軸對(duì)準(zhǔn)時(shí)，斜板凸輪216的正面朝向垂直于輸出軸212的軸線進(jìn)而氣缸227的軸線。在這種實(shí)例下，輸入軸211和輸出軸212圍繞此公共軸線的旋轉(zhuǎn)將使活塞228固定在氣缸227中。當(dāng)輸入軸211和輸出軸212之間引入角度α?xí)r，通過(guò)所述控制機(jī)構(gòu)，對(duì)于聯(lián)接器200的每次旋轉(zhuǎn)在每個(gè)氣缸227中通過(guò)活塞228引起往復(fù)的徑向位移。
當(dāng)角度增加α?xí)r，在聯(lián)接器200的旋轉(zhuǎn)內(nèi)在氣缸227中由活塞228的往復(fù)運(yùn)動(dòng)引起的體積排量增加。
這種結(jié)構(gòu)可能帶來(lái)的優(yōu)點(diǎn)是A.現(xiàn)有技術(shù)采用分桿式等速接頭，等速接頭的內(nèi)部元件保持與氣缸座同軸，并且等速接頭的外部元件形成斜板凸輪。采用這種構(gòu)造，所述組件的全部轉(zhuǎn)矩通過(guò)等速接頭和轉(zhuǎn)矩傳遞件以比斜板凸輪小的半徑傳遞，從而轉(zhuǎn)矩傳遞裝置承受較高負(fù)載。
B.采用本發(fā)明的結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)矩可以通過(guò)兩種方法傳遞至斜板凸輪或者從斜板凸輪傳遞出來(lái)，所述兩種方法都優(yōu)于現(xiàn)有技術(shù)1.轉(zhuǎn)矩由連接至氣缸座的軸傳遞一在這種情況下，所述轉(zhuǎn)矩傳遞裝置的半徑比斜板凸輪大，結(jié)果轉(zhuǎn)矩傳遞裝置與現(xiàn)有技術(shù)相比承受較低負(fù)載。
2.轉(zhuǎn)矩由連接至斜板凸輪的軸傳遞—在這種情況下，等速接頭的轉(zhuǎn)矩傳遞裝置不承受設(shè)備的工作轉(zhuǎn)矩，通過(guò)聯(lián)接器傳遞的惟一負(fù)載是轉(zhuǎn)動(dòng)氣缸座必需的轉(zhuǎn)矩。
6、第六實(shí)施例參照?qǐng)D14的本實(shí)施例提供了一種改進(jìn)虎克型(Hook’s type)的接頭，其中軸線A5由于齒輪和杠桿的系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)而持續(xù)地位于同動(dòng)力平面上，所述齒輪和杠桿安裝這種方式設(shè)置，即通過(guò)保持軸線A3與第一起動(dòng)齒輪軸線之間的傾斜角度與軸線A4與第二起動(dòng)齒輪軸線之間的傾斜角度相同，第一起動(dòng)齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)速度和度數(shù)總是與第二起動(dòng)齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)速度和度數(shù)相同。作為選擇，也可以設(shè)想只有杠桿的系統(tǒng)，其中所述杠桿執(zhí)行與上述杠桿類似的功能。
下面將說(shuō)明幾個(gè)實(shí)現(xiàn)本實(shí)施例的優(yōu)選方法。在每個(gè)優(yōu)選方法中，提供了兩個(gè)平分的改進(jìn)虎克型接頭，如圖14.6所示?？梢钥闯?，圖14.6所示接頭與圖14.1所述接頭相同，除了圖14.1所述十字形件6被省略，并且圓形件7位于軛4從而其可以圍繞軸線A4旋轉(zhuǎn)。環(huán)形件7和軛4的尺寸使組件可以安裝在連接至軛3的環(huán)形件5中。圖14.6所示部件與本發(fā)明的所有優(yōu)選實(shí)施例相同。
圖14.7說(shuō)明了十字形件，其臂中的兩個(gè)具有比另外兩個(gè)臂長(zhǎng)的相同軸線，從而所述兩個(gè)較長(zhǎng)的臂具有至少等于較大環(huán)形件5外直徑的組合長(zhǎng)度，并且所述兩個(gè)較短的臂具有小于環(huán)形件7外直徑的組合長(zhǎng)度，從而當(dāng)裝配時(shí)，較長(zhǎng)的臂在軸線A5連接圖14.6所示接頭的兩個(gè)半部分，并且十字形件在環(huán)形件7內(nèi)自由地在軸線A5上旋轉(zhuǎn)。
圖14.8是具有四個(gè)互相嚙合的傘齒輪的圖14.7所示十字形件，所述四個(gè)互相嚙合的傘齒輪其中之一位于所述十字形件的每一個(gè)臂上并自由旋轉(zhuǎn)。位于十字形件的較短臂上的兩個(gè)齒輪具有剛性地連接至它們的杠桿，但是本圖中未示出。
圖14.9顯示了具有剛性地連接的杠桿臂的齒輪之一。所述杠桿臂在其末端具有球形物25。在下面討論的參數(shù)之內(nèi)，杠桿臂的長(zhǎng)度和其沿所述齒輪軸線的偏移都無(wú)嚴(yán)格要求。一個(gè)這樣的齒輪位于十字形件的每個(gè)較短臂上，從而杠桿臂在所述十字形件的相對(duì)側(cè)向外延伸。連接至齒輪之一的杠桿臂必須對(duì)準(zhǔn)齒的一半，與其他杠桿臂和齒輪的對(duì)準(zhǔn)，從而十字形件的兩個(gè)較長(zhǎng)臂的軸線在它們與其他兩個(gè)齒輪嚙合旋轉(zhuǎn)時(shí)平分兩個(gè)杠桿之間的角度。
圖14.10顯示了具有球形件的軛，所述球形件剛性連接至所述軛內(nèi)表面的中心，兩個(gè)軛都連接有這種球形件。
圖14.11顯示了為桿的連桿件，在任一端的球窩適于在其一端連接至如圖14.9所示的杠桿末端上的球狀物，并且在其另一端連接至如圖14.10所示的軛件中心中的球狀物。
在圖14.6、圖14.7、圖14.8、圖14.9、圖14.10和圖14.11中描述并顯示的部件被裝配，從而十字形件的較長(zhǎng)臂延伸穿過(guò)環(huán)形件5和7紅的孔，使所述環(huán)形件通過(guò)十字形件的較長(zhǎng)臂相對(duì)彼此定位并自由地圍繞軸線A5旋轉(zhuǎn)，并且十字形件也自由地在軸線A5上旋轉(zhuǎn)。在裝配后各種部件的位置是，當(dāng)軸1和2的軸線成一直線時(shí)，所述部件部分具有如圖14.12和視圖軸線A3和A4所示相對(duì)位置，并且位于十字形件的較短臂上的齒輪都是同軸的，并且軸線A5垂直于軸線A3、A4、A1和A2的平面。
在圖14.12中描述的接頭有意地顯示出軛3比軛4大，目的是為了說(shuō)明各個(gè)部件之間的關(guān)系。連接件13(如圖14.11所示)在一端連接至位于杠桿11一端的球形物，并且在另一端連接至固定在軛3的內(nèi)表面中心上的球形物。類似的連接件14類似地在接頭的另一半連接，并且每個(gè)連接件的長(zhǎng)度和兩個(gè)杠桿臂11和12的長(zhǎng)度如下確定。著重考慮的是，在杠桿臂11的軸線的點(diǎn)和固定至軛3的中心的球狀物的中心以及杠桿11末端的球狀物的中心所形成的三角形與在接頭另外一半類似形成的三角形具有相同的內(nèi)角；換言之，如此形成的兩個(gè)三角形在此實(shí)施例中除了尺寸外應(yīng)當(dāng)相同。
如果杠桿臂的中心線凸出至十字形件(或下面說(shuō)明的盤(pán)形件)的中心，則三角形的內(nèi)角在接頭旋轉(zhuǎn)時(shí)總是保持不變。但是，如果杠桿臂的中心線凸出至從十字形件的中心偏移的點(diǎn)，則三角形的內(nèi)角隨著接頭的旋轉(zhuǎn)而連續(xù)變化。如果杠桿臂的中心線從十字形件的中心偏移，重要的是兩個(gè)杠桿臂偏移的程度使接頭的任意側(cè)都形成相同的三角形。
可以看出，隨著上述接頭的運(yùn)轉(zhuǎn)，上述兩個(gè)三角形的圍繞其各自的基座搖擺并且圍繞杠桿臂的軸線的所述點(diǎn)搖擺，結(jié)果是當(dāng)軸線A3和A4共軸時(shí)，兩個(gè)杠桿的軸線也與軸線A3和A4共軸，并且只要軸線A3和A4不共軸，杠桿臂和相關(guān)齒輪的軸線在它們圍繞軸線A5旋轉(zhuǎn)時(shí)總是平分軸線A3和A4之間的角度，結(jié)果是起動(dòng)桿11和12以及它們相關(guān)的齒輪總是相同地傾斜向軸線A3和A4，結(jié)果是隨著軛3圍繞軸線A3旋轉(zhuǎn)以及軛4圍繞軸線A4旋轉(zhuǎn)，與軛圍繞其軸線旋轉(zhuǎn)相比，杠桿11和12以及它們相關(guān)的齒輪將圍繞其軸線以不同的速率方向旋轉(zhuǎn)不同的角度。但是，所述杠桿和相關(guān)的齒輪將以相同的速率彼此相反旋轉(zhuǎn)相同的角度，結(jié)果是軸線AS將持續(xù)位于同動(dòng)力平面并且所述接頭將成為等速接頭運(yùn)轉(zhuǎn)，因?yàn)闊o(wú)論所述軸彼此的傾斜角度如何，軸1和2的角速度將總是相同，并且即使在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中所述傾斜角度改變，軸1和2的角速度仍將總是相同。
7、第七實(shí)施例在另一個(gè)實(shí)施例中，圖14所示十字形件和四個(gè)傘齒輪和相關(guān)杠桿由另外的元件替代，所述元件適于將兩個(gè)嚙合齒輪保持在這樣一個(gè)位置上，當(dāng)軸1和2的軸線成一直線時(shí)，它們各自的軸線垂直于兩個(gè)齒輪的軸線并且軸線A5垂直于所述兩個(gè)齒輪的軸線之間的平面并位于該平面中心。杠桿臂剛性地固定在每個(gè)齒輪上并且球形物位于每個(gè)杠桿臂末端上。請(qǐng)參看圖14.13，所述元件適于保持兩個(gè)齒輪的元件是盤(pán)形件，所述盤(pán)形件的直徑將適于在環(huán)形件7中。盤(pán)形件具有兩個(gè)凸耳，用于為環(huán)形件5和7定位并提供軸線。盤(pán)形件具有穿過(guò)它的矩形孔，以允許兩個(gè)齒輪通過(guò)所述盤(pán)形件進(jìn)行嚙合。盤(pán)形件可以自由地圍繞軸線A5旋轉(zhuǎn)。盤(pán)形件從每個(gè)表面具有兩個(gè)凸出部分，并且用于每個(gè)齒輪的軸線由這些凸出部分保持。圖14.14是兩個(gè)齒輪安裝到位的盤(pán)形件的側(cè)面正視圖。其中之一剛性連接至每個(gè)齒輪的杠桿臂被部分地示出。所述盤(pán)形件和相關(guān)齒輪和杠桿的運(yùn)轉(zhuǎn)與相對(duì)于十字形件和四個(gè)傘齒輪詳細(xì)說(shuō)明的運(yùn)轉(zhuǎn)相同并且適用相同的思考。
8、第八實(shí)施例圖14中所示的另一個(gè)實(shí)施例是一個(gè)杠桿系統(tǒng)，設(shè)置用于在上述十字形件的四個(gè)臂的每一個(gè)上樞軸旋轉(zhuǎn)，其中它們的作用與所塑四個(gè)相互嚙合齒輪的設(shè)置相同。
9、第九實(shí)施例圖14中所示的另一個(gè)實(shí)施例如下，所述另一個(gè)實(shí)施例可以采用十字形件和四個(gè)傘齒輪或者盤(pán)形件和兩個(gè)齒輪或者僅僅是杠桿系統(tǒng)。連接至每個(gè)軛的內(nèi)表面中心的球形件被省略，并且每個(gè)軛在軛的內(nèi)側(cè)面上形成有精確的凹槽，從而在裝配時(shí)位于杠桿臂末端的球狀物位于所述凹槽中，因此隨著所述接頭的運(yùn)轉(zhuǎn)并且當(dāng)軸線A3和A4相互之間改變角度時(shí)，造成每個(gè)杠桿上的球狀物經(jīng)過(guò)所述凹槽。如果按照上述方式構(gòu)建，不能獲得上述三角形以保持起動(dòng)齒輪軸線與軸線A3和A4之間的正確關(guān)系，因此必須采用不同的裝置來(lái)保持齒輪和杠桿的軸線以及它們各自的起動(dòng)軛的軸線之間的相同傾角。一種方法是采用當(dāng)軸線A3和A4之間的角度改變時(shí)產(chǎn)生的環(huán)形件5和7的剪刀作用。采用這種剪刀作用的一種方法是根據(jù)情況將桿剛性地固定至十字形件的較長(zhǎng)臂之一或者盤(pán)形件的凸出物之一，從而它根據(jù)情況朝向垂直于十字形件的四個(gè)臂的平面或者盤(pán)形件的表面，使用了兩個(gè)杠桿臂，所述杠桿臂其中之一的一端可旋轉(zhuǎn)地固定在每個(gè)環(huán)形件5和7上，另一端固定在一個(gè)元件上，所述元件通過(guò)沿所述桿滑動(dòng)的元件連接兩個(gè)杠桿臂的另一端，所述桿根據(jù)情況固定在十字形件的臂和盤(pán)形件上，從而所述桿持續(xù)的平分環(huán)形件5和7之間的角度。圖14.15表示出了這種剪刀機(jī)構(gòu)。
也可以理解，只要不背離本發(fā)明，齒輪和杠桿的各種其他結(jié)構(gòu)也能夠像此處披露的一樣用于保持各種部件之間的所述關(guān)系。
業(yè)已發(fā)現(xiàn)，對(duì)于第六至第九實(shí)施例，有益的是提供單獨(dú)的裝置，從而在只要軸線A3和A4不共軸時(shí)保證十字形件的較短臂平分軸線A3和A4之間的角度，并且在第七實(shí)施例中，有益的是提供單獨(dú)的裝置，從而在只要軸線A3和A4不共軸時(shí)保證圖14.13中所述的元件的平面平分軸線A3和A4之間的角度。在兩種實(shí)例下，這種定心裝置可以像對(duì)于第八實(shí)施例中所述那樣利用元件5和7之間的所述剪刀作用。
10、第十實(shí)施例現(xiàn)在參照?qǐng)D14說(shuō)明一種進(jìn)一步的、惟一的和新穎的裝置，所述裝置提供一種約束裝置以通過(guò)將軸線AS約束在同動(dòng)力平面上從而促進(jìn)等速連接。
這種進(jìn)一步的新穎裝置提供描述兩個(gè)相同球面三角形，每個(gè)所述球面三角形位于下述接頭的每個(gè)半部分中。
對(duì)于上述等速萬(wàn)向接頭，采用了如圖6所示元件，但是在本新的實(shí)施例中并參照附圖14.16，提供了盤(pán)形件15。所述盤(pán)形件具有兩個(gè)銷或耳軸16，凸耳16提供環(huán)形件5和7之間的連接裝置并形成軸線A5。所述盤(pán)形件具有通過(guò)所述盤(pán)中心的孔17。可以看出，當(dāng)圖14.6所示接頭的兩個(gè)半部分使用圖14.16所示盤(pán)形件裝配時(shí)，全部軸線A1、A2、A3、A4和A5相交于一點(diǎn)。為了本發(fā)明的公開(kāi)，全部所述軸相交的點(diǎn)被稱為“幾何中心”。
請(qǐng)參看圖14.17，其也提供了一種雙端曲柄狀元件，所述曲柄狀元件在每個(gè)末端具有曲柄銷18，其中所述曲柄銷成角度，從而在裝配時(shí)每個(gè)曲柄銷的軸線A6都處于與所述幾何中心相交的半徑上。
當(dāng)裝配時(shí)并參看圖14.18，曲柄狀元件的軸穿過(guò)如圖14.16所示的盤(pán)形件的孔，從而一個(gè)曲柄銷位于所述盤(pán)形件的任意一側(cè)。
請(qǐng)參看圖14.19，該圖顯示了在接頭的兩個(gè)軛中，銷19固定在軛件3的內(nèi)側(cè)弧或表面上，并且另一個(gè)銷20同樣地固定在軛件4的內(nèi)側(cè)表面或弧上，從而每個(gè)所述銷的軸線也位于與所述幾何中心相交的半徑上。所述銷的位置使它們彼此位于所述接頭的相同側(cè)，而不是沿對(duì)角相對(duì)。
請(qǐng)參看圖14.20，提供了另一種元件21，其在一端具有孔22，從而元件21可以位于銷19上，并具有另一個(gè)孔23，從而元件21的另一端可以位于第一銷18上，并提供了另外一個(gè)類似元件，其一端位于銷20上，另一端位于第二銷18上。元件21任意一端上的孔之間的長(zhǎng)度或者更正確地講是角度將如下設(shè)置。
在裝配接頭時(shí)并且當(dāng)接頭處在軸線A1和A2成一直線并且軸線A3和A4共軸的位置時(shí)，曲柄銷18的軸線位于軸線A5、A1和A2的平面上，并且銷19和20的軸線每一個(gè)都位于軸線A3和A4以及A1和A2的平面上。元件21任意一端中的孔之間的角度使本段所述的關(guān)系被保持或是正確的。
采用上述新穎的約束裝置，可以看出，通過(guò)首先是銷19的軸線與軸線A1之間、其次是軸線A1與第一曲柄銷的軸線之間、第三是第一曲柄銷的軸線與銷19的軸線之間的大圓弧描述了球面三角形。在接頭另一側(cè)上的相關(guān)元件之間描述了類似的球面三角形?？梢钥闯觯S著接頭在軸1和2相互傾斜的任何時(shí)候旋轉(zhuǎn)，在旋轉(zhuǎn)的每一點(diǎn)上形成了惟一的球面三角形，并且這個(gè)三角形在接頭的每個(gè)半部分上形成，結(jié)果是曲柄狀件的軸線首先向軸線A1、其次向軸線A2相等地傾斜，從而盤(pán)形件15的平面并因此軸線A5受約束而連續(xù)保持在接頭的同動(dòng)力平面上。
11、第十一實(shí)施例圖15的實(shí)施例首先提供了一種如圖15.1所述將在下面說(shuō)明的連桿機(jī)構(gòu)，其次提供了一種下面說(shuō)明的采用所述連桿機(jī)構(gòu)的等速萬(wàn)向接頭。
請(qǐng)參看圖15.1，所述連桿機(jī)構(gòu)包括下述元件。元件1和2是類似的元件，每個(gè)元件具有形成在每一末端的孔，所述孔的軸線相交于一點(diǎn)。元件3和4也是兩個(gè)類似的元件并與元件1和2相似，不同之處是元件3和4具有以比元件1和2的直徑更大的直徑形成在每個(gè)末端上的孔。元件1和2通過(guò)軸5相互連接。定位銷6連接元件1和3，以使元件1和3可以圍繞軸線A1相對(duì)彼此轉(zhuǎn)動(dòng)。所述元件按照一種方式裝配，使軸5的垂直軸線與軸線A1相交?？梢钥闯觯捎眠@種轉(zhuǎn)配，通過(guò)軸5相連的元件1和2將圍繞軸線A1一致地旋轉(zhuǎn)，并且類似地，如果元件3和4被相互保持在固定關(guān)系，則它們也將圍繞軸線A1一致地旋轉(zhuǎn)，從而它們的軸線、軸線A2也將圍繞軸線A1旋轉(zhuǎn)，并且軸線A1、A2和軸5的垂直軸線將總是相交于上述連桿機(jī)構(gòu)的所述幾何中心。
采用上述連桿機(jī)構(gòu)的一個(gè)應(yīng)用是現(xiàn)在要進(jìn)行說(shuō)明的等速萬(wàn)向接頭。圖15.2說(shuō)明了一個(gè)軸，一端制有孔，使軸能夠被穿過(guò)所述孔。圖15.3說(shuō)明了一種通常用于例如常用的虎克型接頭(普通萬(wàn)向節(jié))的萬(wàn)向接頭中的軛?？?3和14制成在所述軛的臂上，從而所述軛通過(guò)定位銷8和9相對(duì)于上述連桿機(jī)構(gòu)分別位于孔13和14中。軸10位于軸5上，從而作為軸10垂直軸線的軸線A3在連桿機(jī)構(gòu)的所述幾何中心與軸線A1和A2相交。類似地，可以看出，在如上所述裝配時(shí)，作為軛件12的垂直軸線的軸線A4也在連桿機(jī)構(gòu)的所述幾何中心與軸線A1和A2相交?？梢钥闯觯捎眠@種裝配，在軸線A3和A4相互不成一條直線或者不共軸的任何時(shí)候，軸10和軛12分別圍繞軸線A3和A4的旋轉(zhuǎn)將導(dǎo)致元件1和2圍繞軸線A1一致地旋轉(zhuǎn)，同時(shí)元件3和4也將圍繞軸線A1一致地旋轉(zhuǎn)但方向與元件1和2地旋轉(zhuǎn)方向相反。采用這種裝配，可以看出，只要當(dāng)軸線A3和A4相互不成一條直線或者不共軸并且軸5的垂直軸線不成條直線或者不共軸時(shí)，則軸線A1的旋轉(zhuǎn)平面總是平分軸線A2的旋轉(zhuǎn)平面和軸5的垂直軸線之間的角度，并且軸線A1的旋轉(zhuǎn)平面垂直于軸線A3和A4之間的平面，因此等速接頭的要求總是得到滿足。
圖15.4表示了連桿機(jī)構(gòu)與軸10和軛12裝配以形成上述等速接頭。在該表示中，軸線A3和A4成一直線并且軸線A2和軸5的垂直軸線也成一直線或共軸。在該表示中，軸線A2和軸5的垂直軸線位于紙平面上，而軸線A1以與元件1、2、3、4中的孔之間的角度相同的傾角從底部進(jìn)入所述紙。在該特別表示中，可以看出，如果軸10在所述紙平面上逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)并且軛12在所述紙平面上順時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)，則軸5將圍繞軸線A1旋轉(zhuǎn)并且軸線A2將也圍繞沿相反方向A1旋轉(zhuǎn)。
此處公開(kāi)了一種具有三條交叉軸線的連桿機(jī)構(gòu)，其中兩條軸線相對(duì)于第三條軸線旋轉(zhuǎn)。還公開(kāi)了一種利用所述連桿機(jī)構(gòu)的等速萬(wàn)向接頭，并且是一種具有至少三條交叉軸線的連桿機(jī)構(gòu)，其中兩條軸線相對(duì)于第三條軸線旋轉(zhuǎn)。本實(shí)施例應(yīng)當(dāng)利用相同的控制系統(tǒng)，所述控制系統(tǒng)包括第一實(shí)施例的控制軛和控制銷，從而將軸線限制在所述同動(dòng)力平面中。
12、第十二實(shí)施例用于本實(shí)施例的術(shù)語(yǔ)“球面幾何學(xué)”如下，并參照?qǐng)D16。圖16.1是對(duì)于球體的描述，并且球面三角形和相關(guān)三面體顯示于其上。請(qǐng)參看圖16.1，軸線2和3是球體1的直徑。球面三角形側(cè)AD、AO和AZ分別是三面體面角D、Z和O的截取大圓弧，并且角度A、B和C是球面三角形AD、AO和AZ的內(nèi)角。進(jìn)一步參看圖16.1，可以看出，如果球面三角形AD、AO和AZ圍繞半徑4、半徑5或直徑3旋轉(zhuǎn)，則旋轉(zhuǎn)直徑在球體內(nèi)描繪出圓錐體。請(qǐng)進(jìn)一步參看圖1，可以看出，如果任何的面角D、Z和O變化，則其截取大圓弧也與球面三角形AD、AO和AZ一樣變化。很明顯球面幾何學(xué)的規(guī)則都適用。
請(qǐng)參看上述說(shuō)明，用于本實(shí)施例的術(shù)語(yǔ)“球面幾何學(xué)”表述接頭的部件按照一種方式運(yùn)動(dòng)，即它們描繪出或者形成球面幾何形狀或函數(shù)。
本實(shí)施例的主要目的首先是為一種類型的等速萬(wàn)向接頭提供基礎(chǔ)，所述等速萬(wàn)向接頭具有插入第一旋轉(zhuǎn)軸與第二旋轉(zhuǎn)軸之間的元件，其中每個(gè)移動(dòng)或者運(yùn)轉(zhuǎn)的插入元件描繪出球面幾何形狀或函數(shù)，并且本發(fā)明的第二目的是基于球面幾何學(xué)提供等速萬(wàn)向接頭的數(shù)個(gè)特殊且新穎的重復(fù)說(shuō)明。
從下面的說(shuō)明中可以看出，在球面幾何學(xué)15上的基礎(chǔ)等速接頭勝過(guò)不同于球體的幾何體提供尺寸減小的接頭以及不具有滑動(dòng)(sliding)和/或滑行(skidding)部件的接頭。
上述第六實(shí)施例提供了一種裝置，用于在接頭的每個(gè)半部分中形成同樣的球面三角形，以提供一種在所述接頭的同動(dòng)力平面上保持插入元件的裝置。上面提到的實(shí)施例描述了一種定心裝置，包括在任一端具有曲柄銷的軸，并提供兩個(gè)軛，每個(gè)軛具有位于內(nèi)表面上的銷，并且所述曲柄銷和所述銷的延伸軸線插入上述接頭的幾何中心。為了清楚起見(jiàn)，第六實(shí)施例中所述接頭包括具有如圖16.2所示兩個(gè)半部分的改進(jìn)虎克型接頭。插入連接件示于圖16.3，并且包括盤(pán)形件16，孔17位于盤(pán)形件16的中心，并且兩個(gè)凸耳16固定在盤(pán)形件16上，從而兩個(gè)凸耳通過(guò)將所述兩個(gè)凸耳定位在圖16.2所示的孔8、9、10和11中而連接圖16.2所示的接頭的兩個(gè)半部分。圖16.5說(shuō)明了軸件12，其具有位于任意末端的臂13和曲柄銷18，所述末端的朝向方式正如在裝配后所述曲柄銷的延伸軸線A6與所述接頭的幾何中心相交。圖16.4說(shuō)明了裝配有盤(pán)形件15的軸12。圖16.6顯示了軛件3和4，每個(gè)軛件具有從所述軛件的內(nèi)表面伸出的銷19和20，每個(gè)銷的朝向使裝配時(shí)每個(gè)銷的延伸軸線與所述接頭的幾何中心相交。所述軛的裝配使銷19和20位于所述接頭的相同側(cè)面，或者換言之銷19和20的延伸軸線不成一直線或共軸。圖16.7提供了另一個(gè)元件21的兩種實(shí)例，所述元件在任一末端具有孔22，并且所述元件的長(zhǎng)度以及所述孔之間的角度使接頭裝配時(shí)第一個(gè)這種元件位于銷20上并且第二個(gè)這種元件位于銷18上。每個(gè)元件21的長(zhǎng)度和每個(gè)元件21中的孔22之間的角度，使得在所述接頭裝配時(shí)并且當(dāng)軸線A1和A2成一直線時(shí)，形成了如圖16.8所示具有邊G、H、I和J、K、L的球面三角形，每個(gè)三角形位于所述接頭的每個(gè)半部分中并且根據(jù)實(shí)例直角位于輸入或輸出軸的軸線上。第一元件21在第一直角球面三角形上形成邊I，并且第一元件21在第二直角球面三角形上形成邊J。
圖16.8A和圖16.8B都是根據(jù)上述實(shí)施例的接頭。通過(guò)圖16.8A和圖16.8B以及上述分析可以看出，在輸入軸和輸出軸的軸線相互傾斜的任何時(shí)候，對(duì)于任何可能的旋轉(zhuǎn)位置和角度位置都形成惟一的球面三角形，并且可以進(jìn)一步看出，根據(jù)結(jié)構(gòu)在所述接頭的每一個(gè)半部分中形成的所述球面三角形必須彼此相等，結(jié)果是如圖16.1所示并且由凸耳16定位的軸線A5的旋轉(zhuǎn)平面必須總是平分在輸入軸和輸出軸的軸線之間時(shí)常存在的角度。
雖然上述接頭和定心裝置利用球面三角形來(lái)提供所述定心裝置，除了所述定心裝置之外的其余部件在旋轉(zhuǎn)時(shí)都描繪出以接頭的幾何中心為中心的盤(pán)形或平面，并且這些盤(pán)形中的每一個(gè)可以通過(guò)簡(jiǎn)單的平面幾何學(xué)描繪。從下面說(shuō)明可以看出，最好根據(jù)本發(fā)明修改上述接頭，其能夠提供一種結(jié)構(gòu)，使得所述部件和部件之間的關(guān)系描繪出球面幾何學(xué)中的外形和形狀，而不是平面幾何學(xué)中的外形和形狀。
13、第十三實(shí)施例請(qǐng)參看圖16的圖16.9，其提供了一種元件22，該元件是盤(pán)形件并在中心具有孔32。其用途和功能與上面針對(duì)第十二實(shí)施例說(shuō)明的元件15相同。元件22具有兩個(gè)剛性連接的銷23和24。元件25、26、27和33的每一個(gè)都相同地形成部件，所述部件形成為以圖16.9所示裝配件為中心的弧，并且元件25、26、27和33的每一個(gè)都可以在銷23和24上自由旋轉(zhuǎn)。為了完成所述接頭，對(duì)于圖16.6所示元件相同地設(shè)置了兩個(gè)軛，一個(gè)這樣的軛位于銷28和29上，另外一個(gè)軛位于銷30和31上。設(shè)置了定心裝置，如在第一個(gè)所述接頭中披露的一樣，所述接頭包括元件12、13、18、19、20和21，如圖16.5、16.6和16.7所示。圖16.10說(shuō)明了所示裝配的接頭，輸入軸和輸出軸的軸線成一直線并且所示視圖直接沿圖16.2中編號(hào)為軸2的軸線。在此視圖中只有軛3的分叉的末端是可見(jiàn)的?？梢钥闯?，隨著最后所述接頭的運(yùn)轉(zhuǎn)，在輸入軸和輸出軸的軸線相互傾斜的任何時(shí)候，則由銷23、28和31的軸線形成的三面體的截取弧形成球面三角形，并且銷24、29和30的軸線形成的三面體的截取弧形成另一個(gè)球面三角形，除了當(dāng)銷28和31共軸時(shí)每圈有兩次在所述接頭的任意一側(cè)即刻未有三面體形成。還可以看出，隨著接頭銷28、29、30和31的運(yùn)轉(zhuǎn)，每個(gè)都描繪出大圓弧并且大圓弧存在于銷28和31的軸線之間并且存在于銷29和30的軸線之間。可以看出，隨著最后所述接頭的運(yùn)轉(zhuǎn)，在所述接頭中形成了四個(gè)恒定變化的球面三角形，因?yàn)槌俗詈笏龅那蛎嫒切瓮?，還有與上述定心裝置相關(guān)的兩個(gè)球面三角形。
14、第十四實(shí)施例參照?qǐng)D16的圖16.11說(shuō)明了遵循球面幾何學(xué)而不是平面幾何學(xué)的另一種改進(jìn)方式。這種改進(jìn)方式提供了圖16.9所示相同的連桿機(jī)構(gòu)，除了元件27和33被省略之外。請(qǐng)參看圖16.12，其也提供了如圖16.6所示的兩個(gè)軛，除了每個(gè)軛上的臂被省略或者縮短之外，可以看出，為了將銷19和20保持在接頭的相同側(cè)面，需要延長(zhǎng)所述縮短臂中的至少一個(gè)，從而根據(jù)實(shí)例將銷20或19定位在需要的位置上。采用這種迭代法可以看出，運(yùn)轉(zhuǎn)與上述接頭相同，除了與銷23和24相關(guān)的球面三角形都是形成在銷23和31的軸線與由銷31繪出的弧與銷23的旋轉(zhuǎn)平面的弧相交的點(diǎn)之間的直角球面三角形之外，并且相同的三角形形成在與銷24、30和銷24的弧相關(guān)的另一側(cè)上。
可以看出，在上三個(gè)所述接頭中，所述定心裝置自身能夠通過(guò)所述接頭傳輸動(dòng)力，并且在所述接頭中其確實(shí)獲取負(fù)載的一部分。因此有可能構(gòu)建單獨(dú)由所述定心裝置構(gòu)成的等速接頭，所述定心裝置通過(guò)銷19、20和圖16.5和圖16.7所述的元件共同提供。
請(qǐng)參看圖16.13，軸12通過(guò)軸承裝置36和相關(guān)固定架剛性地位于表面上。軸37和38也以這樣的方式剛性地固定，從而雖然它們的軸線之間的角度可以固定或者變化，它們的軸線總是相交于軸12的中心，并且兩個(gè)曲柄銷1 8的軸線以及銷19和20的軸線也相交于同一點(diǎn)。
對(duì)于普通工人而言顯而易見(jiàn)的是這種裝配件可以裝入獨(dú)立支撐裝置中，例如中空球節(jié)，從所述球節(jié)中延伸出管道以定位軸37和38。
15、第十五實(shí)施例請(qǐng)參看圖16，下面將說(shuō)明另一個(gè)實(shí)施例。雖然每個(gè)上述實(shí)施例都可以在廣義上被劃分為改進(jìn)的虎克型接頭，還有完全不同的更類似于萬(wàn)向節(jié)的實(shí)施例。請(qǐng)參看圖16.14，其提供了一種與圖16.12所示大體相同的元件，除了由元件25描繪的球面三角形的球形平面是至少該尺寸和形狀的固體元件36，并且類似地，在所述接頭的另一側(cè)，由元件26描繪的球形平面是至少該尺寸和形狀的固體元件36。(盡管圖16.14中的圖像外觀中所述裝配件是對(duì)稱的)。制成在每個(gè)固體元件36和37中的是凹槽，所述凹槽描繪出大圓弧，如果銷30和31存在于這種重復(fù)說(shuō)明中則這些大圓弧將由銷30和31描繪。如圖16.15所示，還提供了兩個(gè)軛38和39，每個(gè)這種軛具有延伸并且彎曲的臂并且每個(gè)軛具有形成在每個(gè)軛38和39的內(nèi)表面中的凹槽40和41，從而隨著接頭的運(yùn)轉(zhuǎn)，所述球體以滑動(dòng)(sliding)或滑行(skidding)在所述凹槽中滾動(dòng)。這種接頭的裝配與上述說(shuō)明相似，其中使用了軛，除了球體插入在軛39與固體元件36以及軛38與固體元件37之間。在最后敘述的重復(fù)說(shuō)明中，第三和第四球面三角形通過(guò)銷23的軸線與球體的中心以及球體的路徑與銷23旋轉(zhuǎn)平面相交的大圓弧形成并且類似地位于另一側(cè)，第一和第二球面三角形通過(guò)所述定心裝置如上所述形成。
從上述說(shuō)明可以看出，一個(gè)可能的共同特征是所有移動(dòng)元件用于描繪球面幾何學(xué)路徑和本說(shuō)明書(shū)中所述的結(jié)構(gòu)類型，相信可以大體構(gòu)成等速接頭的形式，所述等速接頭沒(méi)有滑動(dòng)(sliding)和/或滑行(skidding)元件。還可以將全部的組成元件減小至簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)的元件，但是在與未遵守球面幾何學(xué)函數(shù)的等速接頭相關(guān)的現(xiàn)有技術(shù)的全部重復(fù)說(shuō)明中，其需要滑動(dòng)(sliding)和/或滑行(skidding)元件以及的具有非常復(fù)雜結(jié)構(gòu)的元件。
16、第十六實(shí)施例圖17.1由圖16.2的復(fù)印并且表示了眾所周知并且在前面的實(shí)施例中提到過(guò)的改進(jìn)的虎克型接頭的兩個(gè)半部分。請(qǐng)參看圖17.2，本第十六實(shí)施例的方法提供了兩個(gè)軛3和4，每個(gè)軛具有如前面的實(shí)施例所述的位于所述軛的內(nèi)側(cè)弓形表面上的銷19和20。圖17.3和圖17.4表示了目前描述或披露的定心裝置才具有的元件。圖17.3表示了圓環(huán)形件，其內(nèi)直徑大于圖17.1所示環(huán)形件5的直徑。圖17.4是另一種圓環(huán)形件，其內(nèi)直徑大于圖17.3所示圓環(huán)形件的外直徑。請(qǐng)參看圖17.3，圓環(huán)形件21具有完全相反的兩個(gè)凸耳或耳軸24和25和具有軸承裝置22和23的孔，以允許或促進(jìn)將環(huán)形件21裝配在圖17.6所示軸線A5上。請(qǐng)參看圖17.4，圓環(huán)形件26具有兩個(gè)完全相反的具有軸承裝置的孔，以允許或促進(jìn)將圓環(huán)形件26與圓環(huán)形件21裝配，其中凸耳或耳軸24和25分別位于軸承裝置27和28中。請(qǐng)進(jìn)一步參看圖17.4，元件29和30是軸線與環(huán)形件26的半徑共軸的銷，并且每個(gè)所述銷分別從所述軸承裝置27和28的中心等角度設(shè)置。圓環(huán)形件21和26如圖17.5所示裝配并且如圖17.6所示相對(duì)于所述接頭進(jìn)一步裝配。提供了兩個(gè)如圖17.7所述的弓形件，每個(gè)弓形件具有孔32與33之間的弧或角度，當(dāng)軸1和2的軸線相互成一直線時(shí)上述弧或角度與元件29與19以及元件30與20之間的角度相同，從而在如圖17.6所示的接頭的第一半部分上形成第一球面三角形，在如圖17.6所示的接頭的第二半部分上形成第二球面三角形，并且第一球面三角形由銷29與19、銷19與軸1的軸線以及軸1的軸線與銷29之間的大圓弧形成。第二球面三角形通過(guò)所述接頭第二半部分中的相應(yīng)點(diǎn)和元件之間存在的大圓弧形成。
可以看出，此處披露的裝配件有效地執(zhí)行了與第十二實(shí)施例中所述裝配件相同的功能，第十二實(shí)施例中在任意末端具有曲柄銷的軸被用于執(zhí)行此處披露的環(huán)形件26和銷29、30相同的任務(wù)。
此處披露的裝配件方便了圖17.8所示元件的使用。在圖17.8中所示的元件是適于連接至所述接頭中心的軸件，作為輸入軸或輸出軸來(lái)代替軛件之一。為了促進(jìn)此處披露的定心機(jī)構(gòu)的運(yùn)轉(zhuǎn)，圖17.8所示元件具有形成在其中的弓形凹槽36，以允許環(huán)形件21和26通過(guò)所述弓形凹槽并位于其中，提供了銷27以根據(jù)實(shí)例執(zhí)行與銷19或20相同的任務(wù)。圖17.9說(shuō)明了第十一實(shí)施例披露的連桿機(jī)構(gòu)?？梢钥闯?，此處披露的定心裝置與圖17.8所示元件一起特別適于用作等速接頭的適當(dāng)?shù)亩ㄐ难b置，所述等速接頭利用圖17.9所示連桿裝置。在這種應(yīng)用中，軸承22和23分別通過(guò)銷38和39定位。
本實(shí)施例是所述定心裝置的另一實(shí)例，所述定心裝置在等速接頭的第一半部分形成第一球面三角形，并且在等速接頭的第二半部分形成第二球面三角形，由于所述球面三角形不斷變化但是隨著所述接頭的運(yùn)轉(zhuǎn)而保持相同，從而將所述接頭的元件保持或約束在同動(dòng)力平面上。
17、第十七實(shí)施例請(qǐng)參看圖18，本實(shí)施例是先前接頭的結(jié)合，所述接頭與在第十六實(shí)施例中披露的定心裝置的特殊實(shí)例的節(jié)略實(shí)例一起披露。
請(qǐng)參看圖18，圖18.1是軛件1，軛件1連接有軸2并且在所述軛件中具有孔4和5。銷3從軛件1的內(nèi)側(cè)弓形表面凸出。銷3的軸線A1與孔4的軸線A2和軸2的軸線A3相交。圖18.2是在側(cè)面上具有四個(gè)等間隔孔7、8、9和10的圓形件6。圖18.3是外直徑小于圓形件6內(nèi)直徑的另一個(gè)圓形件11。圓形件11在側(cè)面上具有四個(gè)等間隔孔12、13、14和15。
圖18.4和圖18.5分別是軸件16的側(cè)視圖和俯視圖，軸件16具有穿過(guò)它的孔17和與它連接的凸起18。兩個(gè)弓形件19和20連接至凸起18，一個(gè)弓形件僅用于平衡目的，另一個(gè)用于為銷21提供制成裝置。銷21的軸線A5與軸線A4和A6相交，分別是軸16和孔17的軸線。
圖18.6說(shuō)明了部分圓形件22和23。元件22具有銷24，銷24裝配至孔25中并由軸承裝置26支撐，從而元件22可以在軸線A7上旋轉(zhuǎn)。
元件22具有與軸線A7等間隔的銷27和28。
圖18.6說(shuō)明了具有兩個(gè)孔30和31的弓形件，提供了兩個(gè)這種元件。
各種部件的裝配示于圖18.8、圖18.9和圖18.10中，所述附圖分別是裝配的接頭的俯視圖、側(cè)視截面圖和側(cè)視圖。一個(gè)元件29裝配在銷27和3上，而第二元件裝配在銷28和21上。
圖18.11是裝配的接頭的另一視圖，其中元件未編號(hào)。
圖18.12是由上述裝配件形成的兩個(gè)球面三角形。第一球面三角形具有由元件3、27和24之間形成的大圓弧，而第二球面三角形由件21、28和24之間的大圓弧形成?？梢钥闯觯?dāng)元件2和16的軸線共軸時(shí)，則上述球面三角形是直角球面三角形，并且隨著所述接頭的運(yùn)轉(zhuǎn)，當(dāng)軸線A4和A3不共軸的任何時(shí)候，則所述球面三角形連續(xù)變化，但是保持相同，結(jié)果是元件11、6和23之間的銷連接裝置60受約束在接頭的同動(dòng)力平面上連續(xù)旋轉(zhuǎn)。
請(qǐng)參看圖18.13，其表示了一個(gè)球體，形成了球面三角形A、B、C和A、E、D，顯示了它們的關(guān)系并且相應(yīng)元件示于括號(hào)中。
作為圖18.4和18.5中說(shuō)明并披露的元件的替代物，元件11設(shè)有一系列槽脊和凹槽或者切入內(nèi)圓形表面的鍵槽，并且孔12和13被省略。在這種實(shí)施例中，臂剛性地固定在替代元件11上，以將銷21定位在與此處所述相同的相對(duì)位置上。
18、第十八實(shí)施例請(qǐng)參看圖19.1，本實(shí)施例引入了雙重的前面實(shí)施例中披露的相等球面三角形定心機(jī)構(gòu)，以成為第一實(shí)施例的聯(lián)接器中采用的剪刀機(jī)構(gòu)。
19、第十九實(shí)施例請(qǐng)參看圖20，本實(shí)施例具有兩種形式，第一種是用于聯(lián)接具有固定角軸向位移的兩個(gè)軸的等速接頭或聯(lián)接器，第二種是用于聯(lián)接具有可變角軸向位移的兩個(gè)軸的等速接頭或聯(lián)接器。在兩種實(shí)例下，兩個(gè)軸的延長(zhǎng)軸線相交于一點(diǎn)，在第二種實(shí)例下，軸線也可以是共軸的。
請(qǐng)參看圖20.1，其提供了一種裝置以剛性地定位至少三個(gè)銷或耳軸，所述銷或耳軸從中心軸線相等地徑向隔開(kāi)，并且彼此等角度地隔開(kāi)，從而所述銷或耳軸的延伸軸線相交于一點(diǎn)。圖20.1顯示了這種元件的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，并且所示實(shí)施例位于部分球形凹面的底部并且位于部分球形凸面的頂部，并且具有從所述元件中心輻射出的三個(gè)相同尺寸的臂以及提供了三個(gè)孔，每個(gè)孔位于每個(gè)臂上用于接收銷。
對(duì)于本實(shí)施例的目的，其涉及用于具有固定角位移的軸的接頭或者聯(lián)接器，提供了兩個(gè)如圖20.1所示的這種元件，第一個(gè)這種元件的凹陷內(nèi)表面具有比第二個(gè)這種元件的凸出外表面更大的半徑，這種半徑的區(qū)別大于在圖20.2中示出并在下面說(shuō)明的連桿件的徑向厚度。圖20.2示出了弧形或部分球面件，其具有大體平行的側(cè)面和從任意末端凸出的銷，從而所述銷的延伸軸線相交于一點(diǎn)，所述點(diǎn)也被平分兩個(gè)銷的軸線并垂直于所述元件內(nèi)部或凹陷平面的射線相交。一個(gè)這種銷從所述凹陷側(cè)面伸出，而第二個(gè)這種銷從所述凸出側(cè)面伸出。所述外部或凸出側(cè)面的半徑小于圖1所示元件的第一或者較大實(shí)例，而內(nèi)部或凹陷平面的半徑大于圖20.1所示元件的第二或者較小實(shí)例。
對(duì)于本實(shí)施例的目的，其涉及用于具有固定角位移的軸的接頭或者聯(lián)接器，提供了圖20.1所示元件三種實(shí)例，每個(gè)都具有相同的尺寸，并且每個(gè)這種元件在任意末端的銷的軸線之間的角距離等于其將聯(lián)接的軸的固定角位置，但是在任何實(shí)例下該角度都不大于圖20.1所示元件中的任意兩個(gè)孔之間的較小大圓弧的角度減去圖20.2所示弧形元件的銷的軸線與其最接近的末端之間的角度。
上述元件如下裝配。
1.從圖2所示元件的三種實(shí)例的每一個(gè)的凸出側(cè)面伸出的銷被可旋轉(zhuǎn)地定位在圖20.1所示元件的較大實(shí)例的凹陷表面中的孔中。
2.從圖20.2所示元件的凹陷側(cè)面中伸出的銷被可旋轉(zhuǎn)地定位在圖20.1所示元件較小實(shí)例凸出表面中的孔中。
上述元件及其裝配提供了一個(gè)三層裝配件，其中圖20.2所示元件的三種實(shí)例中的每一個(gè)連接或聯(lián)接在圖20.1所示元件的較大實(shí)例中的孔與圖20.1所示元件的較小實(shí)例中的孔之間，并且其中從圖20.2所示元件的三種實(shí)例中的每一種伸出的銷中的每一個(gè)的軸線以及圖20.1所示元件的兩種實(shí)例的孔中的每一種的延伸軸線相交于一點(diǎn)。另外，采用上述裝配件，圖2所述元件的三種實(shí)例中的每一種的銷的軸線之間的弧位于以全部前述軸線的交點(diǎn)為中心的大圓弧上，前述軸線即在圖20.1所示元件的較大實(shí)例中的三個(gè)孔中的每一個(gè)的延伸軸線和圖20.1所示元件的較小實(shí)例中的三個(gè)孔的延伸軸線以及從圖20.2所示元件的三種實(shí)例中的每一種伸出的每一個(gè)銷的軸線。另外，圖20.1所示元件的每種實(shí)例的軸線也相交于同一點(diǎn)。
圖20.3是上述裝配件的不考慮透視的示意性側(cè)視截面圖。對(duì)于圖20.3，元件1是圖20.1所示元件的較大實(shí)例，元件2和3是圖20.2所示元件的第一和第二種實(shí)例，元件6是圖20.1所示元件的較小實(shí)例，元件4、5、7和8是如上所述從元件2和3伸出的銷，并且每個(gè)這種銷位于圖20.1所示元件的較大或較小實(shí)例的孔中。軸線A1、A3、A4和A6分別是銷7、4、8和5的延伸軸線，并且軸線A2和A5分別是元件6和1的軸線。
上述裝配件提供了一種等速連桿系統(tǒng)，借助該系統(tǒng)，如果軸線A2和A5相互保持固定關(guān)系并且元件1圍繞軸線A5旋轉(zhuǎn)，則在元件1和6之間通過(guò)圖20.2所示元件的三種實(shí)例(其中兩種在圖20.2所示視圖中可見(jiàn))中的每一種連桿將導(dǎo)致元件6圍繞軸線A2以與元件1圍繞軸線A5旋轉(zhuǎn)相同的角速度旋轉(zhuǎn)，反之亦然，因?yàn)槿绻?圍繞軸線A2旋轉(zhuǎn)，則所述連桿將導(dǎo)致元件1圍繞軸線A5以與元件6相同的角速度旋轉(zhuǎn)。
采用上述裝配件或者連桿系統(tǒng)，可以為具有固定角位移的兩個(gè)軸提供一種等速聯(lián)接器或接頭。上述裝配件是通過(guò)圖20.4所示的方框示意性地表示，需要注意圖20.5，其表示了完整的接頭或聯(lián)接器。
對(duì)于圖20.5，支座12是具有拐角15的固體支座，圍繞拐角15需要將軸功率從第一軸傳輸至第二軸11。軸10通過(guò)軸承和安裝裝置13剛性地安裝在支座12上，并且軸11類似地通過(guò)軸承和安裝裝置14剛性地安裝在支座12上。采用任何適合的連接裝置來(lái)將軸10剛性地連接在裝配件9上，從而其固定在元件6上并與軸線A2共軸，如圖20.3所示，并且類似地，采用任何適合的連接裝置來(lái)將軸10剛性地連接在裝配件9上，從而其固定在元件1上并與軸線A2共軸，如圖20.3所示。點(diǎn)B是所述上述軸線以及軸10和11的軸線的交點(diǎn)。這種裝配件將以恒定或相同的角速度將功率從軸10傳輸至軸11。
為了提供能夠在具有變化的角軸向偏移的軸之間傳輸功率的等速萬(wàn)向接頭或聯(lián)接器，首先提供了一種與示于圖20.3的上述裝配件相同的裝配件，和圖20.2所示元件的三個(gè)另外的實(shí)例以及圖20.1所示元件的一個(gè)另外的實(shí)例，其中圖20.2所示元件的三個(gè)另外的實(shí)例和圖20.1所示元件的一個(gè)另外的實(shí)例具有減小的半徑，以相對(duì)于較早的裝配件形成添加在下面或更居中于點(diǎn)B的另一層。雖然所述元件的物理尺寸減小，它們的角大小于較高層中的那些相關(guān)元件相同，從而全部軸線相交于一點(diǎn)。
圖20.6表示了用于提供適于包括在接頭或聯(lián)接器中的裝配件的實(shí)施例，接頭或聯(lián)接器中所述軸相互具有可變化的角度關(guān)系。元件22是圖20.1所示元件第三種實(shí)例并具有與所述元件的最初兩個(gè)實(shí)例(即元件1和6)相同的角尺寸。元件16和17是圖20.2所示元件的第四和第五實(shí)例，并且它們具有與最初三個(gè)實(shí)例相同的角尺寸。應(yīng)當(dāng)指出，圖20.2所示元件的第三和第六實(shí)例在圖20.6中未示出。軸23剛性地連接至元件22的凹陷表面的中心，并且軸24剛性地連接至元件1的凸出表面，從而在圖20.6所示的裝配件的位置上，軸23和24相互共軸并且與元件1和22的軸線共軸。所有軸線都會(huì)聚在點(diǎn)B。
為了使最后說(shuō)明的裝配件用作等速萬(wàn)向接頭，需要提供一種座架或聯(lián)接器，其提供軸23和24的軸線的角運(yùn)動(dòng)，同時(shí)約束軸23和24的軸線，從而每當(dāng)所述軸的軸線不共軸時(shí)，它們都相交于一點(diǎn)。當(dāng)上述圖20.6中的裝配件由圖20.7中的方框表示法示意性地表示時(shí)，首先注意圖20.8，其表示出了軸與上述裝配件之間的重要關(guān)系。在本實(shí)施例的接頭的運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中，重要的是，圖20.6所示點(diǎn)B總是落在軸23的軸線上，并且軸24的軸線上的點(diǎn)總是落在以點(diǎn)B為中心的球面上。如果構(gòu)建得具有足夠的強(qiáng)度和公差，圖20.6所示裝配件將保持要求的關(guān)系，或者將設(shè)置約束裝置以保持所述關(guān)系，這種約束結(jié)構(gòu)的一個(gè)實(shí)例示于圖20.9中。
請(qǐng)參看圖9，軛25具有適于接收軸24的軸承裝置26，從而軸24可以在軸承裝置26中旋轉(zhuǎn)。軸承裝置27適于接收軸23，從而軸23可以在軸承裝置27中旋轉(zhuǎn)，但是被剛性地保持，從而作為圖20.6和圖20.8中所示的10的點(diǎn)B總是位于軸線A7和A8的交點(diǎn)。軸線A7是對(duì)于外殼28內(nèi)的軸承裝置27的軸線，軸線A8是對(duì)于外殼28的軸線。
可以看出，采用例如圖20.6所示并在此處披露的裝配件并且進(jìn)行約束使圖20.6所示點(diǎn)B是全部上述軸線的點(diǎn)，則提供了一種等速萬(wàn)向接頭，不需要任何與旋轉(zhuǎn)表面不同的承重滑動(dòng)面，并且具有全部的執(zhí)行元件，能夠?qū)⑥D(zhuǎn)矩從第一軸傳遞或傳輸至第二軸，第二軸是部分球面結(jié)構(gòu)并在球面系統(tǒng)中運(yùn)轉(zhuǎn)。
請(qǐng)求保護(hù)一種具有所披露結(jié)構(gòu)中固有的特性的接頭和基于球面幾何學(xué)的接頭，以及具有首先在圖20.3中說(shuō)明的結(jié)構(gòu)的接頭和其次在圖20.6中說(shuō)明的結(jié)構(gòu)的接頭，并且請(qǐng)求保護(hù)一種在圖20.5和圖20.9中說(shuō)明的安裝裝置。
20、第二十實(shí)施例請(qǐng)參看圖21，本實(shí)施例提供了圖21.3所示裝配件的兩個(gè)實(shí)例，該裝配件是球面四桿機(jī)構(gòu)，所述連桿中的四個(gè)軸線A1、A2、A3和A4中每一個(gè)的延伸軸線延伸至單一點(diǎn)，并且每個(gè)軸線之間的弧形成大圓弧。
在所述雙軛件5的中心設(shè)置了安裝裝置，從而圖21.3所示裝配件的兩個(gè)實(shí)例被保持在雙軛件5內(nèi)，相互關(guān)系如圖21.4所示。在21.4中，點(diǎn)P1和P2分別表示十字形件1和2，C1和C2分別是以點(diǎn)P1和P2為中心的球體的大圓。
銷(未示出)從軸3和4延伸，從而每個(gè)這種銷的軸線當(dāng)裝配后分別從點(diǎn)P1和P2徑向延伸并且在圖21.3所示裝配件的每個(gè)實(shí)例中對(duì)于軸線A3形成軸線。
可以看出，采用這種裝配件，如果設(shè)置裝置使圖21.3所示裝配件的兩個(gè)實(shí)例隨著所述接頭的運(yùn)轉(zhuǎn)而一致地移動(dòng)，則軸1和雙軛件5之間的角度件保持與軸4和雙軛件5之間的角度相同，并且對(duì)于雙重卡登型等速接頭的必須條件將得到滿足。
保證圖21.3所示裝配件的兩個(gè)實(shí)例一致地移動(dòng)的一個(gè)方法是將元件6的第一實(shí)例與元件6的第二實(shí)例剛性地連接，并且類似地剛性地連接元件7的兩個(gè)實(shí)例。
剛性地連接元件6的每個(gè)實(shí)例的一個(gè)方法使提供如圖21.5所示單一元件，其中銷10和11為軸線A2的兩個(gè)實(shí)例中的每一個(gè)提供軸線并且孔12是軸線A1。
無(wú)需進(jìn)一步說(shuō)明就可以看出，元件7的兩個(gè)實(shí)例也可以構(gòu)建為如圖21.5所示的單一元件。
20、第二十一實(shí)施例請(qǐng)參看圖22，其說(shuō)明了另一個(gè)實(shí)施例，用于約束第十七實(shí)施例的機(jī)構(gòu)，從而由該機(jī)構(gòu)形成的球面三角形隨著所述接頭的運(yùn)轉(zhuǎn)保持相同。
圖22.1是圖18.12所示機(jī)構(gòu)的進(jìn)一步說(shuō)明。圖22.2是第十八實(shí)施例中披露的機(jī)構(gòu)的說(shuō)明。圖22.3是根據(jù)第十七和第十八實(shí)施例的等速接頭的分解視圖。圖22.4、圖22.5和圖22.6是該接頭的裝配視圖，在圖22.3中編號(hào)為7的球面裝配件為第十八實(shí)施例的實(shí)質(zhì)披露的連桿。
請(qǐng)參看圖22.1，可以看出臂或桿1可以自由地圍繞軸線A1樞軸旋轉(zhuǎn)并且臂或桿1可以自由地圍繞軸線A2樞軸旋轉(zhuǎn)，從而角度4和5將彼此不同，所述角度4和5分別是桿1與桿3以及桿2與桿3之間地角度。本公開(kāi)是為了提供一種裝置，借助這種裝置角度4和5將持續(xù)地大體相同，結(jié)果是由所述機(jī)構(gòu)形成的球面三角形保持彼此相同。
根據(jù)本實(shí)施例，請(qǐng)參看圖22.7，提供了一種如圖1所披露的機(jī)構(gòu)，加入了插在臂1和臂2之間的齒輪6。臂1和臂2每個(gè)都設(shè)置有輪齒以與齒輪3嚙合。采用這種機(jī)構(gòu)，可以看出，角度4和角度5總是保持彼此相同，結(jié)果是由所述機(jī)構(gòu)形成的球面三角形也總是保持彼此相同。
根據(jù)本實(shí)施例，披露了一種如圖22.7所示的定心機(jī)構(gòu)，并提供了如圖22.3、22.4、22.5、22.6所示的等速接頭，其中所述定心機(jī)構(gòu)由圖22.7所示的機(jī)構(gòu)代替。
概要實(shí)施例概要第一實(shí)施例一種等速聯(lián)接器，其中所有旋轉(zhuǎn)元件的軸線相交于輸入和輸出軸軸線的交點(diǎn)。所述聯(lián)接器設(shè)有控制軛和控制機(jī)構(gòu)，其中所述控制軛限定了一個(gè)旋轉(zhuǎn)軸線，平分所述聯(lián)接器的輸入軸軸線和輸出軸軸線之間的補(bǔ)角。
所述控制機(jī)構(gòu)采用雙剪刀張配件的形式，其中所有連桿都具有沿所述輸入和輸出軸軸線放射的軸線，所述控制連桿的樞軸中心有效地位于相同球面三角形的頂點(diǎn)。
第二實(shí)施例一種等速聯(lián)接器，其中所有元件都與第一實(shí)施例中的元件相同，除了控制機(jī)構(gòu)包括齒輪機(jī)構(gòu)之外，其中兩個(gè)連桿臂設(shè)有與太陽(yáng)齒輪嚙合的扇形齒輪，該裝配件控制所述控制軛的軸線以位于輸入和輸出軸軸線之間的補(bǔ)角平分線上。
第三實(shí)施例一種等速聯(lián)接器，其中第一實(shí)施例中的剪刀機(jī)構(gòu)或者第二實(shí)施例中的齒輪機(jī)構(gòu)控制所述控制軛的軸線以位于輸入和輸出軸軸線之間的補(bǔ)角平分線上，但是所述內(nèi)部軛和外部軛從完整的圓形改為部分的弓形。
第四實(shí)施例一種等速聯(lián)接器，其中支撐所述輸入和輸出軸末端的旋轉(zhuǎn)元件由連接管隔開(kāi)并且所述連接管支撐控制機(jī)構(gòu)，從而所述管軸線被約束位于輸入和輸出軸軸線之間的補(bǔ)角平分線上。
第五實(shí)施例一種等速聯(lián)接器，其中輸入和輸出軸之間的角度可以通過(guò)控制機(jī)構(gòu)時(shí)常變化，所述控制機(jī)構(gòu)還約束控制軛的朝向，從而其旋轉(zhuǎn)軸線位于輸入和輸出軸軸線之間的補(bǔ)角平分線上。所述聯(lián)接器裝有斜板凸輪可變液壓位移裝置。
其他實(shí)施例在一種形式的實(shí)施例中，提供了第一形式的等速聯(lián)接器，其中控制機(jī)構(gòu)可以采用控制元件的有限裝配適用于輸入和輸出軸軸線之間的特別的固定角度。所述控制元件基于球面幾何學(xué)形式。
在第二種形式中，類似控制元件的擴(kuò)展裝配適于提供用于等速聯(lián)接器的控制機(jī)構(gòu)，其中輸入和輸出軸之間的角度是可變的。
在另一個(gè)實(shí)施例中提供了一種等速聯(lián)接器，其具有第一實(shí)施例所述形式的控制機(jī)構(gòu)。最初的形式(如PR5731所披露)包括第一實(shí)施例的剪刀機(jī)構(gòu)的一半和PR5992的雙重剪刀系統(tǒng)的改進(jìn)。
在另一個(gè)實(shí)施例中，用于等速聯(lián)接器的條件通過(guò)各種連桿來(lái)實(shí)現(xiàn)，以約束控制軛旋轉(zhuǎn)軸線的對(duì)準(zhǔn)，從而所述軸線平分所述聯(lián)接器的輸入軸和輸出軸軸線之間的補(bǔ)角。所述控制連桿根據(jù)球面三角形的弧而形成。
在另一個(gè)實(shí)施例中披露了一種連桿機(jī)構(gòu)，它是例如在雙萬(wàn)向接頭中常用的內(nèi)部和外部軛系統(tǒng)或者萬(wàn)向節(jié)系統(tǒng)的原理的新穎實(shí)現(xiàn)。它是采取第四優(yōu)選實(shí)施例中利用的軛機(jī)構(gòu)的形式。
而另一個(gè)實(shí)施例披露了一種用于等速聯(lián)接器的定心機(jī)構(gòu)，包括相互嚙合的小齒輪和杠桿的系統(tǒng)，以控制所述聯(lián)接器的兩個(gè)半部分之間的角度關(guān)系。
特別請(qǐng)參看參照?qǐng)D1至4說(shuō)明的第一實(shí)施例，可以看出，在參照?qǐng)D23詳細(xì)說(shuō)明的介紹部分中提到的大量特征通過(guò)該實(shí)施例展現(xiàn)出來(lái)，包括(a)與剪刀機(jī)構(gòu)協(xié)作并形成用于包括內(nèi)部軛和外部軛的萬(wàn)向節(jié)裝配件的控制機(jī)構(gòu)的控制軛圍繞補(bǔ)角平分線308(圖4中指出的C)完全對(duì)稱運(yùn)轉(zhuǎn)。
(b)所述控制機(jī)構(gòu)的全部軸線通過(guò)聯(lián)接器中心307(也稱為幾何中心)。
(c)由采用內(nèi)部軛和外部軛形式的萬(wàn)向節(jié)機(jī)構(gòu)提供的輸入軸與輸出軸之間的另外的大體非受約束的連桿受采用控制軛形式的控制機(jī)構(gòu)約束，在這種情況下，軸線YY(參看圖1)位于同動(dòng)力平面上。
盡管對(duì)本發(fā)明的一些實(shí)施方式進(jìn)行了展示和描述，本領(lǐng)域技術(shù)人員將會(huì)理解在不偏離本發(fā)明的原理和實(shí)質(zhì)的實(shí)例下，可對(duì)這些實(shí)施例進(jìn)行改變。
權(quán)利要求
1.一種等速聯(lián)接器，其中用于輸入軸和輸出軸之間的角速度相同瞬時(shí)傳輸?shù)臈l件通過(guò)控制機(jī)構(gòu)得到保持，所述聯(lián)接器包括(a)輸入軸旋轉(zhuǎn)軸線；(b)輸出軸旋轉(zhuǎn)軸線；(c)控制機(jī)構(gòu)；所述控制機(jī)構(gòu)適于約束所述聯(lián)接器的至少部分以獲得等速特性。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的等速聯(lián)接器，其特征在于全部旋轉(zhuǎn)軸線相交于共同點(diǎn)，所述點(diǎn)被定義為所述聯(lián)接器的幾何中心。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的等速聯(lián)接器，其特征在于所述控制機(jī)構(gòu)的元件受到約束，以作為以所述聯(lián)接器的所述幾何中心為中心的球面大圓弧上的圓弧運(yùn)動(dòng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的等速聯(lián)接器，其特征在于所述控制機(jī)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)軸線位于所述輸入和輸出軸線的補(bǔ)角平分線上。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的等速聯(lián)接器，其特征在于所述輸入旋轉(zhuǎn)軸線對(duì)于所述軸的軸線以直角終結(jié)在具有旋轉(zhuǎn)軸線的凸臺(tái)中，所述軸線的交點(diǎn)與所述聯(lián)接器的幾何中心重合。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的等速聯(lián)接器，其特征在于所述凸臺(tái)適于圍繞內(nèi)部軛的第一內(nèi)部軛軸頸對(duì)的軸線旋轉(zhuǎn)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的等速聯(lián)接器，其特征在于所述第一內(nèi)部軛設(shè)有第二內(nèi)部軛軸頸對(duì)，所述第一和第二內(nèi)部軛軸頸對(duì)相互以直角限定旋轉(zhuǎn)軸線并相交于一點(diǎn)，所述點(diǎn)與所述聯(lián)接器的所述幾何中心重合。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的等速聯(lián)接器，其特征在于所述內(nèi)部軛的第一內(nèi)部軛軸頸對(duì)的每個(gè)軸頸與所述聯(lián)接器的所述幾何中心距離相等。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的等速聯(lián)接器，其特征在于所述內(nèi)部軛的第二內(nèi)部軛軸頸對(duì)的每個(gè)軸頸與所述聯(lián)接器的所述幾何中心距離相等。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的等速聯(lián)接器，其特征在于所述第二內(nèi)部軛軸頸對(duì)適于圍繞外部軛的第一外部軛軸頸對(duì)的軸線旋轉(zhuǎn)。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的等速聯(lián)接器，其特征在于所述外部軛設(shè)有第二外部軛軸頸對(duì)，所述第一和第二外部軛軸頸對(duì)限定了旋轉(zhuǎn)軸線，所述旋轉(zhuǎn)軸線與所述聯(lián)接器的所述幾何中心相交。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的等速聯(lián)接器，其特征在于所述第一外部軛軸頸對(duì)的每個(gè)軸頸與所述聯(lián)接器的所述幾何中心距離相等。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的等速聯(lián)接器，其特征在于所述第二外部軛軸頸對(duì)的每個(gè)軸頸與所述聯(lián)接器的所述幾何中心距離相等。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的等速聯(lián)接器，其特征在于控制軛被提供為具有一般的U形形式，在其外部末端具有控制軛軸頸。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的等速聯(lián)接器，其特征在于所述控制軛軸頸適于圍繞所述外部軛的所述第一外部軛軸頸對(duì)的軸線旋轉(zhuǎn)。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的等速聯(lián)接器，其特征在于所述控制軛軸頸的每個(gè)軸頸與所述聯(lián)接器的所述幾何中心距離相等。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的等速聯(lián)接器，其特征在于所述外部軛設(shè)有第二外部軛軸頸對(duì)，所述第一和第二外部軛軸頸對(duì)限定了旋轉(zhuǎn)軸線，所述旋轉(zhuǎn)軸線與所述聯(lián)接器的所述幾何中心相交。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的等速聯(lián)接器，其特征在于所述外部軛的所述第一外部軛軸頸對(duì)的每個(gè)軸頸與所述聯(lián)接器的所述幾何中心距離相等。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的等速聯(lián)接器，其特征在于所述外部軛的所述第二外部軛軸頸對(duì)的每個(gè)軸頸與所述聯(lián)接器的所述幾何中心距離相等。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的等速聯(lián)接器，其特征在于所述輸出旋轉(zhuǎn)軸線終結(jié)于一般為U形的輸出軸線軛的底部的中心，所述輸出軸線軛在外部末端具有輸出軸線軸頸，所述輸出軸線軸頸對(duì)所述輸出軸線的軸線以直角限定軸線。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的等速聯(lián)接器，其特征在于所述輸出軸線軛的所述輸出軸線軸頸適于圍繞所述第二外部軛軸頸對(duì)的軸線旋轉(zhuǎn)。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的等速聯(lián)接器，其特征在于所述輸出軸線軸頸對(duì)的每個(gè)軸頸與所述聯(lián)接器的所述幾何中心距離相等。
23.根據(jù)以上權(quán)利要求中任何一個(gè)所述的等速聯(lián)接器，其特征在于所述軸頸的全部所述旋轉(zhuǎn)軸線和所述輸入和輸出軸線相交于所述聯(lián)接器的所述幾何中心。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的等速聯(lián)接器，其特征在于所述控制軛設(shè)有樞銷，所述樞銷連接在所述一般為U形的控制軛的底部中心，從而所述樞銷的軸線與所述控制軛的控制軛軸頸的軸線成直角并與所述聯(lián)接器的所述幾何中心相交。
25.根據(jù)權(quán)利要求24所述的等速聯(lián)接器，其特征在于所述控制軛設(shè)有輸出軸線控制銷，所述輸出軸線控制銷連接在所述一般為U形的輸出軸線軛的一個(gè)臂上，從而所述控制銷的軸線位于由所述輸出軸線和由所述輸出軸線軛軸頸限定的軸線所確定的平面內(nèi)并與所述聯(lián)接器的所述幾何中心相交。
26.根據(jù)權(quán)利要求25所述的等速聯(lián)接器，其特征在于所述輸出軸線軛控制銷與所述輸出軸線成預(yù)定角度。
27.根據(jù)權(quán)利要求26所述的等速聯(lián)接器，其特征在于所述輸入軸線凸臺(tái)設(shè)有輸入軸線控制銷，從而所述控制銷的軸線位于由所述輸入軸線和所述凸臺(tái)的所述旋轉(zhuǎn)軸線限定的平面中，并且與所述聯(lián)接器的所述幾何中心相交。
28.根據(jù)權(quán)利要求27所述的等速聯(lián)接器，其特征在于所述輸入軸線控制銷與所述輸入軸線成預(yù)定角度。
29.根據(jù)權(quán)利要求28所述的等速聯(lián)接器，其特征在于所述控制銷與所述輸入軸線和所述輸出軸線的所述角度是相等的。
30.根據(jù)權(quán)利要求29所述的等速聯(lián)接器，其特征在于所述控制機(jī)構(gòu)采用雙剪刀裝配件的形式。
31.根據(jù)權(quán)利要求30所述的等速聯(lián)接器，其特征在于所述剪刀裝配件包括(a)第一和第二剪刀臂；(b)第一和第二剪刀連桿；(c)剪刀臂樞軸。
32.根據(jù)權(quán)利要求31所述的等速聯(lián)接器，其特征在于第一和第二剪刀臂樞軸地安裝在它們對(duì)于所述控制軛樞銷的中心。
33.根據(jù)權(quán)利要求32所述的等速聯(lián)接器，其特征在于所述剪刀臂在它們的外部末端設(shè)有樞軸，所述樞軸與所述控制軛樞銷距離相等，并且所述樞軸的軸線與所述聯(lián)接器的所述幾何中心相交。
34.根據(jù)權(quán)利要求33所述的等速聯(lián)接器，其特征在于所述剪刀臂樞軸可樞軸旋轉(zhuǎn)地連接至所述第一和第二剪刀連桿，從而每個(gè)剪刀臂的第一末端由所述第一剪刀連桿連接至所述輸入軸控制銷，并且每個(gè)剪刀臂的第二末端由所述第二剪刀連桿連接至所述輸出軸控制銷。
35.根據(jù)權(quán)利要求1至29中任何一個(gè)所述的等速聯(lián)接器，其特征在于所述控制機(jī)構(gòu)采用相互嚙合的齒輪機(jī)構(gòu)的形式。
36.根據(jù)權(quán)利要求35所述的等速聯(lián)接器，其特征在于所述齒輪機(jī)構(gòu)包括(a)主支撐臂；(b)太陽(yáng)齒輪；(c)第一和第二連桿臂；(d)第一和第二連桿樞軸。
37.根據(jù)權(quán)利要求36所述的等速聯(lián)接器，其特征在于所述主支撐臂樞軸地安裝在其在所述控制軛樞銷上的中點(diǎn)。
38.根據(jù)權(quán)利要求37所述的等速聯(lián)接器，其特征在于所述太陽(yáng)齒輪樞軸地安裝在所述控制軛樞銷上。
39.根據(jù)權(quán)利要求38所述的等速聯(lián)接器，其特征在于所述主支撐臂在其外部末端設(shè)有第一和第二樞軸。
40.根據(jù)權(quán)利要求39所述的等速聯(lián)接器，其特征在于所述第一和第二樞軸軸線沿所述聯(lián)接器的所述幾何中心成放射狀。
41.根據(jù)權(quán)利要求40所述的等速聯(lián)接器，其特征在于由所述第一樞軸與所述控制軛樞銷以及所述第二樞軸與所述控制軛銷在所述幾何中心所對(duì)的角度相等。
42.根據(jù)權(quán)利要求41所述的等速聯(lián)接器，其特征在于所述第一和第二兩桿臂在第一末端設(shè)有輪齒段，從而當(dāng)所述連桿臂樞軸地安裝在所述主支撐臂的所述樞軸上時(shí)與所述太陽(yáng)齒輪嚙合。
43.根據(jù)權(quán)利要求42所述的等速聯(lián)接器，其特征在于所述第一和第二連桿臂在第二末端設(shè)有軸頸。
44.根據(jù)權(quán)利要求43所述的等速聯(lián)接器，其特征在于所述第一和第二連桿臂的所述第二末端的所述軸頸的軸線沿所述聯(lián)接器的所述幾何中心成放射狀。
45.根據(jù)權(quán)利要求44所述的等速聯(lián)接器，其特征在于第一和第二連桿臂相同。
46.根據(jù)權(quán)利要求45所述的等速聯(lián)接器，其特征在于由所述太陽(yáng)齒輪的樞軸中心與所述第一和第二連桿臂的所述第一和第二末端限定的球面三角形相同。
47.根據(jù)權(quán)利要求46所述的等速聯(lián)接器，其特征在于所述第一連桿臂通過(guò)所述第一連桿臂的軸頸樞軸地連接至所述輸入軸控制銷。
48.根據(jù)權(quán)利要求47所述的等速聯(lián)接器，其特征在于所述第二連桿臂通過(guò)所述第二連桿臂的軸頸樞軸地連接至所述輸出軸控制銷。
49.根據(jù)以上權(quán)利要求中任意一個(gè)所述的等速聯(lián)接器，其特征在于術(shù)語(yǔ)輸入軸和輸出軸可以相互交換地使用。
50.根據(jù)以上權(quán)利要求中任意一個(gè)所述的等速聯(lián)接器，其特征在于全部樞軸連接都是通過(guò)深槽球軸承實(shí)現(xiàn)的。
51.根據(jù)以上權(quán)利要求1至48中任意一個(gè)所述的等速聯(lián)接器，其特征在于全部樞軸連接都是通過(guò)滾針軸承實(shí)現(xiàn)的。
52.根據(jù)以上權(quán)利要求中任意一個(gè)所述的等速聯(lián)接器，其特征在于所述軸線和控制機(jī)構(gòu)的全部相關(guān)運(yùn)動(dòng)都是可旋轉(zhuǎn)的。
53.一種等速聯(lián)接器，其中輸入軸與輸出軸之間的角度受控，從而改變斜板凸輪液壓移動(dòng)裝置的體積特性。
54.根據(jù)權(quán)利要求53所述的等速聯(lián)接器，其特征在于所述聯(lián)接器的等速特性通過(guò)控制軛保持，從而所述控制軛的旋轉(zhuǎn)軸線位于所述輸入軸和輸出軸的補(bǔ)角平分線上。
55.根據(jù)權(quán)利要求54所述的等速聯(lián)接器，其特征在于所述輸入軸剛性地連接至斜板凸輪，其中所述斜板凸輪的表面垂直于所述軸的軸線。
56.根據(jù)權(quán)利要求55所述的等速聯(lián)接器，其特征在于所述斜板凸輪設(shè)有球窩的等距徑向排列。
57.根據(jù)權(quán)利要求56所述的等速聯(lián)接器，其特征在于所述輸出軸剛性地連接至氣缸座，所述氣缸座設(shè)有氣缸的等距徑向排列，所述氣缸以所述輸出軸的軸線為中心，并且所述氣缸的軸線平行于所述輸出軸的軸線。
58.根據(jù)權(quán)利要求57所述的等速聯(lián)接器，其特征在于所述球窩的數(shù)量等于所述氣缸的數(shù)量。
59.根據(jù)權(quán)利要求58所述的等速聯(lián)接器，其特征在于所述氣缸設(shè)有活塞，所述活塞適于在所述氣缸中往復(fù)滑動(dòng)，從而改變所述氣缸的體積。
60.根據(jù)權(quán)利要求59所述的等速聯(lián)接器，其特征在于所述活塞的球窩通過(guò)連接桿連接至所述斜板凸輪的球窩，所述連接桿設(shè)有球形末端。
61.一種雙重等速聯(lián)接器，其中用于輸入和輸出軸線之間的角速度相同瞬時(shí)傳輸?shù)臈l件通過(guò)控制機(jī)構(gòu)得到保持，所述聯(lián)接器包括(a)輸入軸線；(b)輸出軸線；(c)輸入端軛；(d)輸出端軛；(e)控制機(jī)構(gòu)。
62.根據(jù)權(quán)利要求61所述的聯(lián)接器，其特征在于所述輸入軸線終結(jié)在輸入軸線凸臺(tái)中，所述輸入軸線凸臺(tái)具有對(duì)所述輸入軸線成直角的旋轉(zhuǎn)軸線，并且所述輸入軸線和所述輸入凸臺(tái)旋轉(zhuǎn)軸線的交點(diǎn)限定所述聯(lián)接器的輸入幾何中心。
63.根據(jù)權(quán)利要求62所述的聯(lián)接器，其特征在于所述輸出軸線終結(jié)在輸出軸線凸臺(tái)中，所述輸出軸線凸臺(tái)具有對(duì)所述輸出軸線成直角的旋轉(zhuǎn)軸線，并且所述輸出軸線和所述輸出凸臺(tái)旋轉(zhuǎn)軸線的交點(diǎn)限定所述聯(lián)接器的輸出幾何中心。
64.根據(jù)權(quán)利要求63所述的聯(lián)接器，其特征在于所述輸入凸臺(tái)適于圍繞所述輸入軛的第一輸入軛軸頸對(duì)的軸線旋轉(zhuǎn)。
65.根據(jù)權(quán)利要求63所述的聯(lián)接器，其特征在于所述輸出凸臺(tái)適于圍繞所述輸出軛的第一輸出軛軸頸對(duì)的軸線旋轉(zhuǎn)。
66.根據(jù)權(quán)利要求65所述的聯(lián)接器，其特征在于所述輸入端軛設(shè)有第二輸入軛軸頸對(duì)，所述第二輸入軛軸頸對(duì)與所述第一輸入軛軸頸對(duì)的軸線以直角限定旋轉(zhuǎn)軸線，其中所述第一和第二輸入軛軸頸對(duì)的所述軸線相交于所述輸入聯(lián)接器中心。
67.根據(jù)權(quán)利要求66所述的聯(lián)接器，其特征在于所述輸出端軛設(shè)有第二輸出軛軸頸對(duì)，所述第二輸出軛軸頸對(duì)與所述第一輸出軛軸頸對(duì)的軸線以直角限定旋轉(zhuǎn)軸線，其中所述第一和第二輸出軛軸頸對(duì)的所述軸線相交于所述輸出聯(lián)接器中心。
68.根據(jù)權(quán)利要求67所述的聯(lián)接器，其特征在于每個(gè)所述輸入和輸出軛軸頸對(duì)的軸頸分別圍繞所述輸入和輸出聯(lián)接器中心對(duì)稱設(shè)置。
69.根據(jù)權(quán)利要求68所述的聯(lián)接器，其特征在于所述第二輸入軛軸頸對(duì)樞軸地連接至連接管輸入端的連接管軸頸的輸入端對(duì)。
70.根據(jù)權(quán)利要求68所述的聯(lián)接器，其特征在于所述第二輸出軛軸頸對(duì)樞軸地連接至連接管輸出端的連接管軸頸的輸出端對(duì)。
71.根據(jù)權(quán)利要求70所述的聯(lián)接器，其特征在于所述輸入軸線凸臺(tái)設(shè)有控制銷，所述控制銷連接至所述輸入軸線凸臺(tái)，從而所述控制銷的軸線位于由所述輸入軸線和所述凸臺(tái)的旋轉(zhuǎn)軸線限定的平面內(nèi)，并與所述輸入聯(lián)接器中心相交。
72.根據(jù)權(quán)利要求71所述的聯(lián)接器，其特征在于所述輸出軸線凸臺(tái)設(shè)有控制銷，所述控制銷連接至所述輸出軸線凸臺(tái)，從而所述控制銷的軸線位于由所述輸出軸線和所述凸臺(tái)的旋轉(zhuǎn)軸線限定的平面內(nèi)，并與所述輸出聯(lián)接器中心相交。
73.根據(jù)權(quán)利要求72所述的聯(lián)接器，其特征在于每一個(gè)所述控制銷的軸線與每一個(gè)所述輸入和輸出軸線成預(yù)定角度，所述角度相同。
74.根據(jù)權(quán)利要求73所述的聯(lián)接器，其特征在于所述控制機(jī)構(gòu)包括(a)上和下傳輸塊；(b)傳輸塊鉸軸；(c)上和下塊樞軸；(d)上和下控制連桿。
75.根據(jù)權(quán)利要求74所述的聯(lián)接器，其特征在于所述控制機(jī)構(gòu)在所述連接管中被在中心支撐，并且與每個(gè)所述輸入和輸出聯(lián)接器中心距離相等。
76.根據(jù)權(quán)利要求75所述的聯(lián)接器，其特征在于每個(gè)所述上和下傳輸塊樞軸地安裝在所述鉸軸上，其中所述鉸軸軸線與所述連接管的中心軸線重合并且與所述輸入和輸出聯(lián)接器中心相交。
77.根據(jù)權(quán)利要求76所述的聯(lián)接器，其特征在于所述上和下傳輸塊設(shè)有兩個(gè)樞軸，每個(gè)鉸軸都在所述塊的每個(gè)外部末端。
78.根據(jù)權(quán)利要求77所述的聯(lián)接器，其特征在于所述樞軸在所述上和下傳輸塊的輸入端的軸線與所述輸入聯(lián)接器中心相交。
79.根據(jù)權(quán)利要求78所述的聯(lián)接器，其特征在于所述樞軸在所述上和下傳輸塊的輸出端的軸線與所述輸出聯(lián)接器中心相交。
80.根據(jù)權(quán)利要求71所述的聯(lián)接器，其特征在于在所述上和下傳輸塊的輸入端的每個(gè)樞軸可樞軸旋轉(zhuǎn)地連接至輸入軸線控制銷，并且在所述上和下傳輸塊的輸出端的每個(gè)所述樞軸可樞軸旋轉(zhuǎn)地連接至輸出軸線控制銷。
81.根據(jù)權(quán)利要求60至80中任意一個(gè)所述的聯(lián)接器，其特征在于所有樞軸連接適于深槽球軸承。
82.根據(jù)權(quán)利要求60至80中任意一個(gè)所述的聯(lián)接器，其特征在于所有樞軸連接適于滾針軸承。
83.根據(jù)權(quán)利要求60至82中任意一個(gè)所述的聯(lián)接器，其中所述軸線和控制機(jī)構(gòu)的全部相關(guān)運(yùn)動(dòng)是可旋轉(zhuǎn)的。
84.一種等速接頭，具有輸入軸，所述輸入軸通過(guò)萬(wàn)向節(jié)機(jī)構(gòu)可旋轉(zhuǎn)地連接至輸出軸；所述接頭包括機(jī)械控制裝置，其相對(duì)于所述輸入軸線和所述輸出軸線約束所述萬(wàn)向節(jié)，從而在使用時(shí)等速特性在輸入軸與輸出軸之間的角度的預(yù)定范圍上得到保持。
85.一種等速接頭，包括一種控制機(jī)構(gòu)，所述機(jī)構(gòu)相對(duì)于幾何中心以球面幾何學(xué)為基礎(chǔ)，所述幾何中心被定義為所述接頭的輸入軸線與輸出軸線之間的交點(diǎn)。
86.用于等速接頭的定心裝置，所述定心裝置包括現(xiàn)對(duì)于球面三角形結(jié)構(gòu)限定的接頭，以將等速接頭的至少部分約束在同動(dòng)力平面上，所述同動(dòng)力平面相對(duì)于所述等速接頭的輸入軸線和輸出軸線的交點(diǎn)而確定。
87.一種相對(duì)于等速接頭的第二輸出軸約束第一輸出軸從而獲得大體恒定速度特性的方法，所述方法包括利用控制裝置，所述控制裝置以通過(guò)聯(lián)接器中心的一條或多條軸線為中心并圍繞其樞軸旋轉(zhuǎn)，所述聯(lián)接器中心被定義為所述輸入軸軸線與所述輸出軸軸線的交點(diǎn)。
全文摘要
一種等速聯(lián)接器(10，305)，其通過(guò)控制機(jī)構(gòu)或者控制系統(tǒng)(21，309)可旋轉(zhuǎn)地將輸入軸(11)連接至輸出軸(12)，所述控制機(jī)構(gòu)在一種形式下包括萬(wàn)向節(jié)設(shè)置，所述萬(wàn)向節(jié)設(shè)置包括可旋轉(zhuǎn)地連接至外部軛(16)的內(nèi)部軛(22)。所述控制機(jī)構(gòu)包括控制軛(21)，將所述聯(lián)接器的至少部分約束位于所述聯(lián)接器的同動(dòng)力平面上或者與所述同動(dòng)力平面相關(guān)。所述控制機(jī)構(gòu)圍繞補(bǔ)角平分線(308)對(duì)稱運(yùn)轉(zhuǎn)。在另一種設(shè)置中，所述聯(lián)接器包括雙重等速接頭，其中所述控制機(jī)構(gòu)位于連接兩個(gè)接頭的控制管中。在另一種設(shè)置中，輸入軸(11)與輸出軸(12)之間的角度受到控制，從而改變斜板凸輪液壓移動(dòng)裝置的體積特性。
文檔編號(hào)F16D3/30GK1511235SQ02810622
公開(kāi)日2004年7月7日 申請(qǐng)日期2002年3月26日 優(yōu)先權(quán)日2001年3月26日
發(fā)明者格萊恩·亞歷山大·湯普森, 格萊恩 亞歷山大 湯普森 申請(qǐng)人:格萊恩·亞歷山大·湯普森, 格萊恩 亞歷山大 湯普森