專利名稱：固定式等速萬向節(jié)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種等速萬向節(jié)，更特別地涉及一種用于傳動系統(tǒng)的固定式等速萬向節(jié)，其典型地用在例如用于以相對較大操作角在各轉(zhuǎn)軸之間傳遞轉(zhuǎn)動扭矩的汽車的傳動軸中。
背景技術：
典型地用在車輛的用于傳遞轉(zhuǎn)動扭矩的傳動系統(tǒng)中的等速萬向節(jié)典型地分類成固定式萬向節(jié)和可軸向移動式萬向節(jié)，固定式萬向節(jié)僅容許各軸之間的角位移，可軸向移動式萬向節(jié)容許各軸之間的角位移和軸向位移兩者。與可軸向移動式萬向節(jié)相比，需要固定式等速萬向節(jié)以諸如45°或更大的等相對較大的操作角操作。圖I圖示作為球籠式等速萬向節(jié)(下文稱作球籠式萬向節(jié))已知的傳統(tǒng)固定式等速萬向節(jié)。這種萬向節(jié)包括外座圈11和內(nèi)座圈12，外座圈11具有形成有多個(即六個)夕卜部球溝槽111的球形內(nèi)部空間，內(nèi)座圈12具有多個(即六個)對應的內(nèi)部球溝槽121。多個(即六個)扭矩傳遞球13被容置和導引在由外部球溝槽111及其對應的內(nèi)部球溝槽121以及保持架14所限定的相應軌道內(nèi)，保持架14具有多個(即六個)保持架窗孔141以將多個球13保持在同一平面內(nèi)。在球籠式萬向節(jié)中，外座圈11和內(nèi)座圈12的球?qū)б郎喜?11和121各自具有以一定半徑彎曲的接觸曲面，外部球?qū)б郎喜?11和內(nèi)部球?qū)б郎喜?21的中心C’和C’’分別相對于外座圈11和內(nèi)座圈12的球形萬向節(jié)中心CO沿相反方向偏移相同距離f。外部球溝槽111和內(nèi)部球溝槽121的中心偏移量f用來在外部萬向節(jié)和內(nèi)部萬向節(jié)彼此鉸接在一起時保持等速特性并容納球13的平穩(wěn)運動。漏斗角(funnel angle) Qf限定為當萬向節(jié)位于特定萬向節(jié)操作角時在外部球溝槽111中的球接觸點處的切線與內(nèi)部球溝槽121中的球接觸點處的切線之間的夾角。漏斗角Qf典型地由球的節(jié)圓半徑(PCR)與外部球溝槽111和內(nèi)部球溝槽121的中心偏移量f決定。當在存在漏斗角Θ f情況下將球13壓入溝槽111和121內(nèi)時，隨之產(chǎn)生的軸向力F施加到球上，并因此作為接觸力而抵壓保持架14。因此，中心偏移量f和漏斗角Θ f的選擇成為用于決定萬向節(jié)的強度和耐久性的重要因素。圖2圖示球籠式萬向節(jié)在操作角Θ處的漏斗角0f。在這種結(jié)構(gòu)中，上部球13u和下部球13w的漏斗角Qf相同，且漏斗角0f在萬向節(jié)操作角Θ內(nèi)恒定。圖3圖示典型球籠式萬向節(jié)中的各溝槽的球接觸力F的方向。力Fl、F2、F3和F4具有相同方向，且總的球接觸力計算為這些力之和。圖4圖示保持架14的典型形狀，保持架14具有多個保持架窗孔141，這些保持架窗孔141在共同平面內(nèi)對齊以將球13保持在同一平面內(nèi)。一般而言，固定式萬向節(jié)中的保持架14的強度或耐久性由連接板區(qū)域142 (即兩個相鄰保持架窗孔CW之間的結(jié)構(gòu)區(qū)域)上的壓力決定，其中連接板壓力定義為每連接板區(qū)域142的球接觸力F(由于漏斗角Θ f而存在)。另外，保持架連接板區(qū)域142由保持架窗孔CW的寬度決定，保持架窗孔CW的寬度設計為具有在組裝(在最小組裝角Θ a存在的情況下)過程中以及也在操作(在萬向節(jié)的最大操作角存在的情況下)中能覆蓋整個球運動范圍的尺寸。因此，需要通過選擇合適的中心偏移量f而最優(yōu)化漏斗角Θ f和球運動，以改善保持架14的強度和耐久性。圖5圖示 多個萬向節(jié)鉸接以組裝在一起時的狀態(tài)。在典型固定式萬向節(jié)中，因為操作角Θ設計為具有小于組裝角0a的角度，所以當球13組裝到萬向節(jié)時最大球運動發(fā)生。最小組裝角Θ a限定為當特定球半徑DB小于保持架窗孔141的邊緣和外部球溝槽111的外邊緣之間的容隙I時的角度。因此，為了減小最小組裝角Ga，從萬向節(jié)中心線LO到外部球溝槽111邊緣的距離Dz需要增大，因此導致不利地增加外座圈11和萬向節(jié)的尺寸。圖6圖示當萬向節(jié)處于最小組裝角Ga時的球的運動(Mw)。在萬向節(jié)角存在的情況下，根據(jù)特定溝槽相對于鉸接的中性(基準)面PA的角位置，各球13呈現(xiàn)位于保持架14內(nèi)不同角位置。在該附圖中，如果最小組裝角Ga增加，則最大球運動MW也增加，因此，保持架窗孔141必須也具有增大的寬度CW以獲得球13和保持架連接板142的相應側(cè)面之間的最小容隙δ 2，這使得連接板區(qū)域142減小，這又引起保持架14的強度劣化。如上所述，因為傳統(tǒng)的固定式萬向節(jié)對于保持架設計具有上述限制，因此難于增大保持架連接板區(qū)域142的厚度以提高在操作過程中受到重復壓力的保持架的機械強度，且因此限制以緊湊尺寸設計萬向節(jié)的能力。進而，因為傳統(tǒng)設計要求由必需最小組裝角Ga限定的最小窗孔尺寸，所以如果傳統(tǒng)萬向節(jié)結(jié)構(gòu)應用于具有比傳統(tǒng)六球型萬向節(jié)還多的球的多球式萬向節(jié)，則連接板保持架(以及因此萬向節(jié))的體積成比例地增大。因此，因為萬向節(jié)的尺寸典型地受限以不增加汽車的體積和重量，所以傳統(tǒng)萬向節(jié)設計不利于應用于具有諸如8個或10個球等多于6個的球的固定式萬向節(jié)。

發(fā)明內(nèi)容
技術問題因此，鑒于與傳統(tǒng)萬向節(jié)相關的缺陷和缺點，本發(fā)明涉及一種固定式等速萬向節(jié)，其具有可靠構(gòu)造、增強的合適強度和耐久性。本發(fā)明也致力于提供一種用于固定式等速萬向節(jié)的改進結(jié)構(gòu)和構(gòu)造，其可有效地應用于當前傳統(tǒng)車輛中廣泛使用的六球型萬向節(jié)，也可有效地應用于可包括很多扭矩傳遞球的八球和十球型等更多高能效的萬向節(jié)。本發(fā)明也致力于為固定式等速萬向節(jié)提供新穎和改進的結(jié)構(gòu)，其還可為球保持架(特別為保持架的連接板部分)提供合適和足夠的強度和耐久性，球保持架典型地由于通過將多個球(即六個或更多個)容置在保持架窗孔中以在萬向節(jié)軸之間傳遞轉(zhuǎn)動扭矩而使高應力重復施加在特別是保持架窗孔上，而易于損壞。
_3] 技術方案如以上簡短公開的，鑒于保持架強度或耐久性，諸如球籠式萬向節(jié)的傳統(tǒng)萬向節(jié)的結(jié)構(gòu)具有上述以及其它缺點和缺陷。為了解決這種傳統(tǒng)萬向節(jié)的缺點和缺陷，本發(fā)明認識到，通過借助于減小保持架中的最大球運動而最優(yōu)地增大保持架連接板區(qū)域，可實現(xiàn)用于改善保持架強度和耐久性的一個有效方法。為了實現(xiàn)這些目的，本發(fā)明使球溝槽形狀具有差異(例如，兩個或多個)偏移量構(gòu)造，所述差異偏移量構(gòu)造具有關于球溝槽角位置而不同的偏移量，其可實現(xiàn)減小所設計的萬向節(jié)組裝角處的最大球運動，并因此增大保持架的連接板區(qū)域。如下文詳細描述的，本發(fā)明提供被構(gòu)造為減小保持架中的最大球運動的溝槽形狀中的差異(兩個或更多個)偏移量。在這種應用中，差異偏移量限定為根據(jù)外座圈和內(nèi)座圈中的特定球溝槽的角位置而應用不同偏移量，優(yōu)選地，通過將較小偏移量應用到具有較大球運動的軌道溝槽并將較大偏移量應用到具有較小球運動的軌道溝槽，而應用不同偏移量。最大球運動限定為當萬向節(jié)鉸接直到它達到萬向節(jié)的最小組裝角時的球的最大運動，其中球運動受中心偏移量影響。并且，當萬向節(jié)在最小組裝角鉸接時，各保持架中的球運動根據(jù)特定球溝槽相對于鉸接的中性(基準)軸的角位置而改變。例如，在具有六球的固定式萬向節(jié)中，如果萬向節(jié)鉸接以組裝，則位于鉸接的中性(基準)軸(例如，圖6中的平面PA)處的兩個球不移動，但其余四球各自移動一定距離，該距離根據(jù)保持架窗孔內(nèi)的球相對于鉸接的中性軸或基準軸的相對角位置而變化。因此，根據(jù)本發(fā)明，如果較小偏移量應用于具有較大球運動的溝槽且較大偏移量應用于具有較小球運動的溝槽，則最大球運動(當萬向節(jié)鉸接為最小組裝角時的球的最大運動，如上文限定的)可減小，而操作特性無任何劣化。因此，在具有差異偏移量的本發(fā)明中，當最大球運動有效減小時，保持架窗孔的尺寸減小，且保持架連接板區(qū)域的厚度可與最大球運動的減小量成比例地增大。因此，本發(fā)明的固定式萬向節(jié)可為保持架提供優(yōu)于未應用本發(fā)明的差異偏移量概念的傳統(tǒng)萬向節(jié)的增強強度。根據(jù)本發(fā)明一方面，一種固定式等速萬向節(jié)包括外座圈，所述外座圈具有內(nèi)球形表面和在所述外座圈的內(nèi)球形表面內(nèi)沿軸向形成的多個導引溝槽，各導引溝槽在其縱向剖面內(nèi)具有圓形形狀；內(nèi)座圈，所述內(nèi)座圈具有外球形表面和在所述內(nèi)座圈的外球形表面內(nèi)沿軸向形成的多個導引溝槽，各導引溝槽在其縱向剖面內(nèi)具有圓形形狀，所述外座圈的所述導引溝槽和所述內(nèi)座圈的所述導引溝槽一起形成繞所述萬向節(jié)的周向設置的多個球?qū)б壍?；多個球，所述多個球設置在所述球?qū)б壍纼?nèi)；以及保持架，所述保持架安裝在所述外座圈的內(nèi)球形表面與所述內(nèi)座圈的外球形表面之間，所述保持架具有多個窗孔，用于將球保持在所述窗孔內(nèi)；其中，所述多個球?qū)б壍腊ú煌瑴喜蹣?gòu)造，所述不同溝槽構(gòu)造具有兩個、更多個或差異中心偏移量，且當所述萬向節(jié)鉸接以組裝時，較小偏移量應用到具有相對較大球運動的軌道，并且較大偏移量應用到具有相對較小球運動的軌道。根據(jù)本發(fā)明另一方面，一種固定式等速萬向節(jié)包括外座圈，所述外座圈具有內(nèi)球形表面和在所述外座圈的內(nèi)球形表面內(nèi)沿軸向形成的多個導弓I溝槽；內(nèi)座圈,所述內(nèi)座圈具有外球形表面和在所述內(nèi)座圈的外球形表面內(nèi)沿軸向形成的多個導引溝槽，所述外座圈的所述導引溝槽和所述內(nèi)座圈的所述導引溝槽一起形成繞所述萬向節(jié)的周向設置的多個球?qū)б壍溃欢鄠€球，所述多個球設置在所述球?qū)б壍纼?nèi)；以及保持架，所述保持架安裝在所述外座圈的內(nèi)球形表面與所述內(nèi)座圈的外球形表面之間，所述保持架具有多個窗孔，用于將球保持在所述窗孔內(nèi)；其中，所述多個球?qū)б壍谰哂胁煌瑴喜蹣?gòu)造，包括具有第一溝槽構(gòu)造的第一軌道和具有第二溝槽構(gòu)造的第二軌道；其中，所述第一軌道的溝槽構(gòu)造的特征在于所述外座圈的導引溝槽中的每一個成形為具有縱向剖面，所述縱向剖面包括具有中心的第一圓形形狀；所述內(nèi)座圈的導引溝槽中的每一個成形為具有縱向剖面，所述縱向剖面包括具有中心的第二圓形形狀；所述第一圓形形狀的中心和所述第二圓形形狀的中心位于從所述萬向節(jié)的萬向節(jié)中心線分別移離第一偏移距離的相對兩側(cè)處；其中，所述第二軌道的溝槽構(gòu)造的特征在于所述外座圈的導引溝槽中的每一個成形為具有縱向剖面，所述縱向剖面包括具有中心的第一圓形形狀；所述內(nèi)座圈的導引溝槽中的每一個成形為具有縱向剖面，所述縱向剖面包括具有中心的第二圓形形狀；所述第一圓形形狀的中心和所述第二圓形形狀的中心位于從所述萬向節(jié)的萬向節(jié)中心線分別移離第二偏移距離的相對兩側(cè)處，所述第二偏移距離小于所述第一軌道的第一偏移距離；其中，當所述萬向節(jié)鉸接以組裝時，具有較大偏移距離的所述第一軌道位于具有相對較小球運動的軌道處；且當所述萬向節(jié)鉸接以組裝時，具有較小偏移距離的所述第二軌道位于具有相對較大球運動的軌道處。根據(jù)本發(fā)明一個優(yōu)選實施方式，所述萬向節(jié)包括六個球，當在所述萬向節(jié)鉸接以組裝時所述球的最接近所述外座圈底部的角位置限定為O度時，具有較小偏移量的軌道分別應用到位于120度和240度的兩個軌道或者位于60度、120度、240度和300度的四個軌道，除了在該權利要求中所標明的上述軌道的其余軌道具有較大偏移量。根據(jù)本發(fā)明另一優(yōu)選實施方式，所述萬向節(jié)包括八個球，當在所述萬向節(jié)鉸接以組裝時所述球的最接近所述外座圈底部的角位置限定為O度時，具有較小偏移量的軌道分別應用到位于135度和225度的兩個軌道處或者位于45度、135度、225度和315度的四個軌道，除了在該權利要求中所標明的上述軌道的其余軌道具有較大偏移量。根據(jù)本發(fā)明另一優(yōu)選實施方式，萬向節(jié)包括十個球，當在所述萬向節(jié)鉸接以組裝時所述球的最接近所述外座圈底部的角位置限定為O度時，具有較小偏移量的軌道分別應用到位于144度和216度的兩個軌道或者位于36度、144度、216度和324度的四個軌道，除了在該權利要求中所標明的上述軌道的其余軌道具有較大偏移量。根據(jù)本發(fā)明另一優(yōu)選實施方式，球?qū)б壍肋€可包括具有第三溝槽構(gòu)造的第三軌道；其中，所述第三軌道的溝槽構(gòu)造的特征在于所述外座圈的導引溝槽中的每一個成形為具有縱向剖面，所述縱向剖面包括具有中心的第一圓形形狀；所述內(nèi)座圈的導引溝槽中的每一個成形為具有縱向剖面，所述縱向剖面包括具有中心的第二圓形形狀；所述第一圓形形狀的中心和所述第二圓形形狀的中心位于從所述萬向節(jié)的萬向節(jié)中心線分別移離第三偏移距離的相對兩側(cè)處，所述第三偏移距離具有介于所述第一軌道的第一偏移距離和所述第二軌道的第二偏移距離之間的尺寸。當萬向節(jié)鉸接以組裝時，具有中間偏移量的第三軌道通常可應用于具有大致中間量的球運動的軌道。


從以下描述中公開和附圖所示的本發(fā)明的當前優(yōu)選實施方式中將更清楚本發(fā)明的上述以及其它目的、特征和優(yōu)點，其中圖I至3是圖示作為球籠式萬向節(jié)已知的傳統(tǒng)固定式等速萬向節(jié)的橫剖視圖；圖4圖示具有用于將六個球保持于其內(nèi)的六個窗孔的球保持架的典型形狀；圖5是圖示在萬向節(jié)鉸接以組裝時的狀態(tài)的橫剖視圖；圖6是圖示六球型萬向節(jié)的保持架中的球的運動的橫剖視圖；圖7是圖示在萬向節(jié)以最小萬向節(jié)組裝角鉸接的情況下六球型固定式等速萬向節(jié)中的各球的運動的橫剖視圖8是根據(jù)本發(fā)明一個優(yōu)選實施方式圖示差異偏移量(即雙偏移量)應用于六球型萬向節(jié)的應用的右視圖；圖9是根據(jù)本發(fā)明另一優(yōu)選實施方式圖示差異偏移量(即雙偏移量)應用于六球型萬向節(jié)的應用的右視圖；圖10是沿圖8的長線E-E所剖得的橫剖視圖，圖示根據(jù)本發(fā)明一個優(yōu)選實施方式的差異偏移量(即雙偏移量)的應用；圖11是根據(jù)本發(fā)明另一優(yōu)選實施方式圖示差異偏移量(即三個或更多偏移量)應用于六球型萬向節(jié)的應用的右視圖；圖12是根據(jù)本發(fā)明另一優(yōu)選實施方式圖示差異偏移量(即雙偏移量)應用于六球型萬向節(jié)的應用的右視圖；圖13是根據(jù)本發(fā)明一個優(yōu)選實施方式圖示差異偏移量(即雙偏移量)應用于八球 型萬向節(jié)的應用的右視圖；圖14是根據(jù)本發(fā)明另一優(yōu)選實施方式圖示差異偏移量(即雙偏移量)應用于八球型萬向節(jié)的應用的右視圖；圖15是根據(jù)本發(fā)明另一優(yōu)選實施方式圖示差異偏移量(即三個偏移量)應用于八球型萬向節(jié)的應用的右視圖；圖16是根據(jù)本發(fā)明一個優(yōu)選實施方式圖示差異偏移量(即雙偏移量)應用于十球型萬向節(jié)的應用的右視圖；圖17是根據(jù)本發(fā)明另一優(yōu)選實施方式圖示差異偏移量(即雙偏移量)應用于十球型萬向節(jié)的應用的右視圖；以及圖18是根據(jù)本發(fā)明另一優(yōu)選實施方式圖示差異偏移量(即三個偏移量)應用于十球型萬向節(jié)的應用的右視圖。
具體實施例方式參見附圖，本文將列舉本發(fā)明的示例并關聯(lián)本發(fā)明的若干示例性或優(yōu)選實施方式更詳細地描述本發(fā)明的固定式等速萬向節(jié)。然而，這些實施方式的以下描述主要用于例示固定式等速萬向節(jié)的原理和示例性或當前優(yōu)選的構(gòu)造，本發(fā)明并不具體受限于所公開的這些示例性或優(yōu)選的實施方式。因此，本領域技術人員可了解或認識到在不脫離本發(fā)明的主旨和范圍的情況下可進行多種修改和替代。在以下公開內(nèi)容中，為了簡明起見，相同或大體相似的部件或部分用相同參考標號標示。參見圖7至18，在此描述本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，其中萬向節(jié)提供溝槽形狀中的差異偏移量(即兩個、三個以及更多個偏移量)以減小保持架中的最大球運動。圖7圖示當萬向節(jié)鉸接為最小萬向節(jié)組裝角Θ a以組裝時的六球型萬向節(jié)內(nèi)的球的運動，其中位于特定保持架窗孔CW內(nèi)的球的位置根據(jù)球相對于中性或基準軸PA的角位置而改變。一般而言，最小萬向節(jié)組裝角Ga設計為具有比最大操作角(操作過程中萬向節(jié)的最大鉸接角)大的角。因此，當萬向節(jié)處于比最大操作角Θ大的最小萬向節(jié)組裝角Qa時，保持架窗孔141中的最大球運動發(fā)生。因此，如下文進一步細節(jié)所描述的，本發(fā)明關注于通過根據(jù)特定軌道的角位置而對軌道溝槽有效應用差異偏移量，從而減小最大球運動。當六球型萬向節(jié)鉸接為一角度時，位于中性或基準鉸接面PA內(nèi)的兩個球BI和B4不移動，但其余四個球B2、B3、B5和B6在保持架窗孔CW內(nèi)具有沿旋轉(zhuǎn)方向或角方向的運動。球B2、B3、B5和B6分別具有M2、M3、M5和M6的運動，且M2等于M6，M3等于M5。在具有六個球的萬向節(jié)中，M3和M5比M2和M6略大。因此，用于覆蓋最大球運動的保持架窗孔Cff的最佳寬度將由距離M3和M5確定。在此，特別注意，該最大球運動(M3，M5)僅在具有鉸接角Θ a的組裝工藝過程中發(fā)生，而非在具有鉸接角的普通操作條件下發(fā)生。因此，如果減小兩個球B3和B5 (或替代地，四個球B2、B3、B5和B6)的球運動，則可在組裝工藝過程中以及操作中，在球13與保持架連接板142之間無任何干涉的情況下減小最大球運動。一般而言，球運動受到萬向節(jié)角和中心偏移量f的影響。如果中心偏移量f減小，則球運動也可減小。然而，如果中心偏移量f減小，則它導致限制萬向節(jié)的鉸接角。因此，本發(fā)明通過將較大偏移量應用于設有具有較小運動的球的溝槽(例如位置BI和B4) 和將較小偏移量應用于設有具有較大運動的球的溝槽(例如位置B2、B3、B5和B6)，而提供軌道溝槽中的差異偏移量構(gòu)造，以減小最大球運動。借助于這種差異偏移量溝槽構(gòu)造，具有較小偏移量的溝槽作用為減小最大球運動，而具有較大偏移量的溝槽作用為保持與球的平穩(wěn)鉸接。圖8圖示根據(jù)本發(fā)明一個優(yōu)選實施方式將差異偏移量(即雙偏移量)溝槽應用于六球型萬向節(jié)的應用。圖9圖示根據(jù)本發(fā)明另一優(yōu)選實施方式將差異偏移量溝槽應用于六球型萬向節(jié)的應用。在六球型萬向節(jié)中，當萬向節(jié)以最小萬向節(jié)組裝角Ga鉸接時，最大球運動發(fā)生在位置B3和B5。B2和B6的球運動比B3和B5的球運動略小，由于BI和B4位于中性位置，故BI和B4的球運動不發(fā)生。因此，如果如圖8所示較小偏移量溝槽應用于B3和B5且較大偏移量溝槽應用于B1、B2、B4和B6，或者替代地，如果如圖9所示較小偏移量溝槽應用于B2、B3、B5和B6且較大偏移量溝槽應用于BI和B4，則可減小最大球運動，且保持架連接板142的厚度以及保持架連接板142的強度可有效增大。圖10圖示圖8的剖面E-E的溝槽構(gòu)造，其包括該溝槽結(jié)構(gòu)中的兩個差異偏移量，即較大偏移量OL和較小偏移量OS。在該附圖中，上溝槽表示具有較大偏移量OL的溝槽，下溝槽表示具有較小偏移量OS的溝槽。參見圖10，進一步詳述本發(fā)明的結(jié)構(gòu)和軌道溝槽。該固定式萬向節(jié)具有外座圈11和內(nèi)座圈12，外座圈11具有形成有多個(例如，該實施方式中的六個)外部球溝槽111的球形內(nèi)部空間，內(nèi)座圈12具有多個(例如六個)對應的上球溝槽121。多個(例如六個)扭矩傳遞球13 (僅示出位于BI位置的球13u和位于B3位置的下部球13w)被容置和導引在由外部球溝槽111及其對應的內(nèi)部(或上部)球溝槽121以及保持架14所限定的相應軌道內(nèi)，保持架14具有多個(例如六個)保持架窗孔141以將多個球13保持在同一平面內(nèi)。在所有軌道中，溝槽構(gòu)造包括的共同特征是，外座圈11和內(nèi)座圈12的球?qū)б郎喜?11和121各自具有以一定半徑彎曲的接觸曲面，這與上文關聯(lián)圖I描述的傳統(tǒng)球籠式萬向節(jié)相似。然而，在位于B1、B2、B4和B6處的軌道(即具有較小球運動的軌道)中，外部導引溝槽111和內(nèi)部導引溝槽121分別在Cl和C2處具有其中心，它們相對于外座圈11和內(nèi)座圈12的球形萬向節(jié)中心CO沿相反方向偏移距離0L。在位于B3和B5處的軌道(即具有較大球運動的軌道)中，外部導引溝槽111和內(nèi)部導引溝槽121分別在C3和C4處具有其中心，且它們相對于外座圈11和內(nèi)座圈12的球形萬向節(jié)中心CO沿相反方向偏移距離OS (其小于0L)。以此方式，通過將較小偏移量應用于具有較大球運動的軌道溝槽并將較大偏移量應用于具有較小球運動的軌道溝槽，本發(fā)明的實施方式提供根據(jù)特定軌道的角位置而定的差異偏移量(即雙偏移)。因此，與諸如球籠式萬向節(jié)的傳統(tǒng)萬向節(jié)以及其它種類的非差異偏移量的萬向節(jié)相比，保持架中的球的最大運動可減小，且保持架連接板142的厚度可增大。借助于上述的差異偏移量，本發(fā)明的萬向節(jié)可在外部萬向節(jié)和內(nèi)部萬向節(jié)彼此鉸接時有效地提供等速特性并容納球13的平穩(wěn)運動。圖11圖示根據(jù)本發(fā)明另一優(yōu)選實施方式將差異偏移量(即三個偏移量)應用于六球型萬向節(jié)的應用。在這種替代性的六球型萬向節(jié)實施方式中，通過將最小偏移量溝槽
(OS)應用于發(fā)生最大球運動的B3和B5，且將中間偏移量的溝槽(OM)應用于發(fā)生中間球運動的B2和B6，以及將最大偏移量溝槽(OL)應用于發(fā)生最小球運動的BI和B4，而應用三個不同偏移量以更有效地控制和優(yōu)化保持架連接板142的厚度。以此方式，位于各球之間的保持架連接板142的相應厚度可進一步被優(yōu)化，由此與上述應用雙偏移量的圖8和9的前述實施方式相比增加了保持架連接板142的平均厚度。圖12圖示本發(fā)明的六球型萬向節(jié)的另一替代性實施方式，其中以不同方式將差異偏移量(即雙偏移量)應用于六球型萬向節(jié)的溝槽。在這種實施方式中，較大偏移量(OL)應用于發(fā)生中間和最小球運動的B2和B6以及B4，較小偏移量(OS)應用于B3和B5 (發(fā)生最大球運動之處)以及BI (雖然它具有最小球運動)。在這種實施方式中，各球之間的保持架連接板142的相應厚度與圖8、9和11的前述實施方式相比未被很好地優(yōu)化。然而，通過應用差異偏移量，這種實施方式與球籠式萬向節(jié)以及其它種類的非差異偏移量萬向節(jié)相t匕，可增加保持架連接板142的平均厚度。此外，通過一個接一個交替地設置較大偏移量和較小偏移量，與具有規(guī)則溝槽結(jié)合形式的圖8、9和11的前述實施方式相比，可更容易和更高效地制造萬向節(jié)的溝槽形狀。圖13和14圖示用于將差異的(例如兩個)偏移量溝槽構(gòu)造應用于八球型萬向節(jié)的兩個示例。在八球型萬向節(jié)中，當萬向節(jié)以最小萬向節(jié)組裝角Ga鉸接時，最大球運動發(fā)生在B4和B6處。B2和B8的球運動比B4和B6的球運動略小，BI、B3、B5和B7的球運動不發(fā)生。因此，如果如圖13所示將較小偏移量溝槽應用于B4和B6且較大偏移量溝槽應用于BI、B2、B3、B5、B7和B8，或替代地，如果如圖14所示較小偏移量溝槽應用于B2、B4、B6和B8且較大偏移量溝槽應用于B1、B3、B5和B7，則最大球運動可減小，且保持架連接板142的厚度及其強度可有效地增大。圖15圖示根據(jù)本發(fā)明另一優(yōu)選實施方式將差異偏移量(即三個偏移量)溝槽應用于八球型萬向節(jié)的應用。在這種替代性實施方式中，通過將最小偏移量溝槽(OS)應用于發(fā)生最大球運動的B4和B6、將中間偏移量溝槽(OM)應用于發(fā)生中間球運動的B2和B8、以及將最大偏移量溝槽(OL)應用于發(fā)生最小球運動的B1、B3、B5和B7，而將三個不同偏移量應用于八球型萬向節(jié)，以更有效地控制和優(yōu)化保持架連接板142的厚度。以此方式，可進一步優(yōu)化位于各球之間的保持架連接板142的相應厚度，由此與上述應用雙偏移量的圖13和14的前述實施方式相比增加了保持架連接板142的厚度。圖16和17圖示用于將兩個或差異偏移量溝槽構(gòu)造應用于十球型萬向節(jié)的另外兩個示例。在十球型萬向節(jié)中，當萬向節(jié)以最小萬向節(jié)組裝角Ga鉸接時，最大球運動發(fā)生在B5和B7處。B2和BlO的球運動比B5和B7的球運動略小，B3、B4、B8和B9的球運動與B5和B7的球運動相比非常小，BI和B6的球運動不發(fā)生。因此，如果如圖16所示較小偏移量溝槽應用于B5和B7且較大偏移量溝槽應用于B1、B2、B3、B4、B6、B8、B9和B10，或替代地，如果如圖17所示較小偏移量溝槽應用于B2、B5、B7和BlO且較大偏移量溝槽應用于B1、B3、B4、B6、B8和B9，則可減小最大球運動，且保持架連接板142的厚度以及保持架連接板142的強度可有效地增大。圖18圖示根據(jù)本發(fā)明另一優(yōu)選實施方式將差異偏移量(即三個偏移量)溝槽應用于十球型萬向節(jié)的應用。在這種替代性實施方式中，通過將最小偏移量溝槽(OS)應用于發(fā)生最大球運動的B5和B7、將中間偏移量溝槽(OM)應用于發(fā)生中間球運動的B2和B10、以及將最大偏移量溝槽(OL)應用于發(fā)生最小或較小球運動的B1、B3、B4、B6、B8和B9，而將三個不同偏移量應用于十球型萬向節(jié)以更有效地控制和優(yōu)化保持架連接板142的厚度。以此方式，各球之間的保持架連接板142的相應厚度可進一步優(yōu)化，由此與上述應用了雙偏移量的圖16和17的前述實施方式相比，增加了保持架連接板142的平均厚度。以上關聯(lián)了包括六球、八球和十球的萬向節(jié)的若干實施方式描述了本發(fā)明。然而，本發(fā)明并不局限于此，而是可以與上述相同或相似方式，即，通過將兩個、三個和/或更多個偏移量、或任何可能的差異偏移量組合形式應用于萬向節(jié)的球溝槽，且在相關特定萬向節(jié)中較小偏移量通常應用于具有相對較大球運動的溝槽且較大偏移量通常應用于具有相對較小球運動的溝槽，而應用于具有超過十個球的萬向節(jié)。如上所述，通過將發(fā)明性差異的(兩個或更多個)偏移量構(gòu)造用于萬向節(jié)的軌道溝槽，本發(fā)明可在不犧牲強度和耐久性的情況下為固定式萬向節(jié)提供可靠和有效的構(gòu)造。此夕卜，在溝槽設計中使用有效和優(yōu)化的構(gòu)造，本發(fā)明也可有效地應用于具有較多球——即從六個球到十個球或更多球——的固定式萬向節(jié)。如上所述，主要關聯(lián)本發(fā)明的若干示例性實施方式描述了本發(fā)明的等速萬向節(jié)。本發(fā)明的上述公開的實施方式僅是本發(fā)明的當前優(yōu)選形式的代表例，用于例示而非限定。因此，本領域技術人員將了解或認識到在不脫離所附權利要求限定的本發(fā)明的主旨和范圍的情況下可進行各種修改和替代。
權利要求
1.一種固定式等速萬向節(jié)，包括 外座圈,所述外座圈具有內(nèi)球形表面和在所述外座圈的內(nèi)球形表面內(nèi)沿軸向形成的多個導引溝槽，各導引溝槽在其縱向剖面內(nèi)具有圓形形狀； 內(nèi)座圈,所述內(nèi)座圈具有外球形表面和在所述內(nèi)座圈的外球形表面內(nèi)沿軸向形成的多個導引溝槽，各導引溝槽在其縱向剖面內(nèi)具有圓形形狀，所述外座圈的所述導引溝槽和所述內(nèi)座圈的所述導引溝槽一起形成繞所述萬向節(jié)的周向設置的多個球?qū)б壍溃? 多個球，所述多個球設置在所述球?qū)б壍纼?nèi)；以及 保持架，所述保持架安裝在所述外座圈的內(nèi)球形表面與所述內(nèi)座圈的外球形表面之間，所述保持架具有多個窗孔，用于將球保持在所述窗孔內(nèi)； 其中，所述多個球?qū)б壍腊ú煌瑴喜蹣?gòu)造，所述不同溝槽構(gòu)造具有多個或差異中心偏移量，且當所述萬向節(jié)鉸接以組裝時，較小偏移量應用到具有相對較大球運動的軌道，并且較大偏移量應用到具有相對較小球運動的軌道。
2.如權利要求I所述的等速萬向節(jié)，其中，所述萬向節(jié)包括六個球，當在所述萬向節(jié)鉸接以組裝時所述球的最接近所述外座圈底部的角位置限定為O度時，較小偏移量應用到位于120度和240度的兩個軌道，其余四個位于不同于在該權利要求中所限定的上述位置的位置的軌道具有較大偏移量。
3.如權利要求I所述的等速萬向節(jié)，其中，所述萬向節(jié)包括六個球，當在所述萬向節(jié)鉸接以組裝時所述球的最接近所述外座圈底部的角位置限定為O度時，較小偏移量應用到位于60度、120度、240度和300度的四個軌道，其余兩個位于不同于在該權利要求中所限定的上述位置的位置的軌道具有較大偏移量。
4.如權利要求I所述的等速萬向節(jié)，其中，所述萬向節(jié)包括六個球，當在所述萬向節(jié)鉸接以組裝時所述球的最接近所述外座圈底部的角位置限定為O度時，較小偏移量應用到位于120度和240度的兩個軌道，中間偏移量應用到位于60度和300度的兩個軌道,其余兩個位于不同于在該權利要求中所限定的上述位置的位置的軌道具有較大偏移量。
5.如權利要求I所述的等速萬向節(jié)，其中，所述萬向節(jié)包括八個球，當在所述萬向節(jié)鉸接以組裝時所述球的最接近所述外座圈底部的角位置限定為O度時，較小偏移量應用到位于135度和225度的兩個軌道，其余四個位于不同于在該權利要求中所限定的上述位置的位置的軌道具有較大偏移量。
6.如權利要求I所述的等速萬向節(jié)，其中，所述萬向節(jié)包括八個球，當在所述萬向節(jié)鉸接以組裝時所述球的最接近所述外座圈底部的角位置限定為O度時，較小偏移量應用到位于45度、135度、225度和315度的四個軌道，其余兩個位于不同于在該權利要求中所限定的上述位置的位置的軌道具有較大偏移量。
7.如權利要求I所述的等速萬向節(jié)，其中，所述萬向節(jié)包括八個球，當在所述萬向節(jié)鉸接以組裝時所述球的最接近所述外座圈底部的角位置限定為O度時，較小偏移量應用到位于135度和225度的兩個軌道，中間偏移量應用到位于45度和315度的兩個軌道,其余四個位于不同于在該權利要求中所限定的上述位置的位置的軌道具有較大偏移量。
8.如權利要求I所述的等速萬向節(jié)，其中，所述萬向節(jié)包括十個球，當在所述萬向節(jié)鉸接以組裝時所述球的最接近所述外座圈底部的角位置限定為O度時，較小偏移量應用到位于144度和216度的兩個軌道，其余八個位于不同于在該權利要求中所限定的上述位置的位置的軌道具有較大偏移量。
9.如權利要求1所述的等速萬向節(jié)，其中，所述萬向節(jié)包括十個球，當在所述萬向節(jié)鉸接以組裝時所述球的最接近所述外座圈底部的角位置限定為O度時，較小偏移量應用到位于36度、144度、216度和324度的四個軌道，其余六個位于不同于在該權利要求中所限定的上述位置的位置的軌道具有較大偏移量。
10.如權利要求1所述的等速萬向節(jié)，其中，所述萬向節(jié)包括十個球，當在所述萬向節(jié)鉸接以組裝時所述球的最接近所述外座圈底部的角位置限定為O度時，較小偏移量應用到位于144度和216度的兩個軌道，中間偏移量應用到位于36度和324度的兩個軌道,其余六個位于不同于在該權利要求中所限定的上述位置的位置的軌道具有較大偏移量。
11.如權利要求1所述的等速萬向節(jié)，其中，所述萬向節(jié)包括超過十個的球。
12.如權利要求I所述的等速萬向節(jié)，其中，與無如權利要求I中所限定的在其軌道內(nèi)具有兩個、更多個或差異中心偏移量的傳統(tǒng)萬向節(jié)相比，兩個相鄰窗孔之間的保持架連接板區(qū)域的厚度增加。
13.一種固定式等速萬向節(jié)，包括 外座圈,所述外座圈具有內(nèi)球形表面和在所述外座圈的內(nèi)球形表面內(nèi)沿軸向形成的多個導引溝槽； 內(nèi)座圈,所述內(nèi)座圈具有外球形表面和在所述內(nèi)座圈的外球形表面內(nèi)沿軸向形成的多個導引溝槽，所述外座圈的所述導引溝槽和所述內(nèi)座圈的所述導引溝槽一起形成繞所述萬向節(jié)的周向設置的多個球?qū)б壍溃? 多個球，所述多個球設置在所述球?qū)б壍纼?nèi)；以及 保持架，所述保持架安裝在所述外座圈的內(nèi)球形表面與所述內(nèi)座圈的外球形表面之間，所述保持架具有多個窗孔，用于將球保持在所述窗孔內(nèi)； 其中，所述多個球?qū)б壍谰哂胁煌瑴喜蹣?gòu)造，包括具有第一溝槽構(gòu)造的第一軌道和具有第二溝槽構(gòu)造的第二軌道； 其中，所述第一軌道的溝槽構(gòu)造的特征在于所述外座圈的導引溝槽中的每一個成形為具有縱向剖面，所述縱向剖面包括具有中心的第一圓形形狀；所述內(nèi)座圈的導引溝槽中的每一個成形為具有縱向剖面，所述縱向剖面包括具有中心的第二圓形形狀；所述第一圓形形狀的中心和所述第二圓形形狀的中心位于從所述萬向節(jié)的萬向節(jié)中心線分別移離第一偏移距離的相對兩側(cè)處； 其中，所述第二軌道的溝槽構(gòu)造的特征在于所述外座圈的導引溝槽中的每一個成形為具有縱向剖面，所述縱向剖面包括具有中心的第一圓形形狀；所述內(nèi)座圈的導引溝槽中的每一個成形為具有縱向剖面，所述縱向剖面包括具有中心的第二圓形形狀；所述第一圓形形狀的中心和所述第二圓形形狀的中心位于從所述萬向節(jié)的萬向節(jié)中心線分別移離第二偏移距離的相對兩側(cè)處，所述第二偏移距離小于所述第一軌道的第一偏移距離； 其中，當所述萬向節(jié)鉸接以組裝時，具有較大偏移距離的所述第一軌道位于具有相對較小球運動的軌道處；且當所述萬向節(jié)鉸接以組裝時，具有較小偏移距離的所述第二軌道位于具有相對較大球運動的軌道處。
14.如權利要求13所述的等速萬向節(jié)，其中，所述萬向節(jié)包括六個球，當在所述萬向節(jié)鉸接以組裝時所述球的最接近所述外座圈底部的角位置限定為O度時，具有較小偏移量的所述第二軌道分別應用到位于120度和240度的兩個軌道或者位于60度、120度、240度和300度的四個軌道，且具有較大偏移量的所述第一軌道應用到其余的位于不同于在該權利要求中所限定的上述位置的位置的軌道。
15.如權利要求13所述的等速萬向節(jié)，其中，所述球?qū)б壍肋€包括具有第三溝槽構(gòu)造的第三軌道； 所述第三軌道的溝槽構(gòu)造的特征在于所述外座圈的導引溝槽中的每一個成形為具有縱向剖面，所述縱向剖面包括具有中心的第一圓形形狀；所述內(nèi)座圈的導引溝槽中的每一個成形為具有縱向剖面，所述縱向剖面包括具有中心的第二圓形形狀；所述第一圓形形狀的中心和所述第二圓形形狀的中心位于從所述萬向節(jié)的萬向節(jié)中心線分別移離第三偏移距離的相對兩側(cè)處，所述第三偏移距離具有介于所述第一軌道的第一偏移距離和所述第二軌道的第二偏移距離之間的尺寸；以及 其中，所述萬向節(jié)包括六個球，當在所述萬向節(jié)鉸接以組裝時所述球的最接近所述外 座圈底部的角位置限定為O度時，具有較小偏移量的所述第二軌道應用到位于120度和240度的兩個軌道，且具有中間偏移量的所述第三軌道應用到位于60度和300度的兩個軌道，且具有較大偏移量的所述第一軌道應用到其余的位于不同于在該權利要求中所限定的上述位置的位置的軌道。
16.如權利要求13所述的等速萬向節(jié)，其中，所述萬向節(jié)包括八個球，當在所述萬向節(jié)鉸接以組裝時所述球的最接近所述外座圈底部的角位置限定為O度時，具有較小偏移量的所述第二軌道分別應用到位于135度和225度的兩個軌道或者位于45度、135度、225度和315度的四個軌道，且具有較大偏移量的所述第一軌道應用到其余的位于不同于在該權利要求中所限定的上述位置的位置的軌道。
17.如權利要求13所述的等速萬向節(jié)，其中，所述球?qū)б壍肋€包括具有第三溝槽構(gòu)造的第三軌道； 所述第三軌道的溝槽構(gòu)造的特征在于所述外座圈的導引溝槽中的每一個成形為具有縱向剖面，所述縱向剖面包括具有中心的第一圓形形狀；所述內(nèi)座圈的導引溝槽中的每一個成形為具有縱向剖面，所述縱向剖面包括具有中心的第二圓形形狀；所述第一圓形形狀的中心和所述第二圓形形狀的中心位于從所述萬向節(jié)的萬向節(jié)中心線分別移離第三偏移距離的相對兩側(cè)處，所述第三偏移距離具有介于所述第一軌道的第一偏移距離和所述第二軌道的第二偏移距離之間的尺寸；以及 其中，所述萬向節(jié)包括八個球，當在所述萬向節(jié)鉸接以組裝時所述球的最接近所述外座圈底部的角位置限定為O度時，具有較小偏移量的所述第二軌道應用到位于135度和225度的兩個軌道，且具有中間偏移量的所述第三軌道應用到位于45度和315度的兩個軌道，且具有較大偏移量的所述第一軌道應用到其余的位于不同于在該權利要求中所限定的上述位置的位置的軌道。
18.如權利要求13所述的等速萬向節(jié)，其中，所述萬向節(jié)包括十個球，當在所述萬向節(jié)鉸接以組裝時所述球的最接近所述外座圈底部的角位置限定為O度時，具有較小偏移量的所述第二軌道分別應用到位于144度和216度的兩個軌道或者位于36度、144度、216度和324度的四個軌道，且具有較大偏移量的所述第一軌道應用到其余的位于不同于在該權利要求中所限定的上述位置的位置的軌道。
19.如權利要求13所述的等速萬向節(jié)，其中，所述球?qū)б壍肋€包括具有第三溝槽構(gòu)造的第三軌道； 所述第三軌道的溝槽構(gòu)造的特征在于所述外座圈的導引溝槽中的每一個成形為具有縱向剖面，所述縱向剖面包括具有中心的第一圓形形狀；所述內(nèi)座圈的導引溝槽中的每一個成形為具有縱向剖面，所述縱向剖面包括具有中心的第二圓形形狀；所述第一圓形形狀的中心和所述第二圓形形狀的中心位于從所述萬向節(jié)的萬向節(jié)中心線分別移離第三偏移距離的相對兩側(cè)處，所述第三偏移距離具有介于所述第一軌道的第一偏移距離和所述第二軌道的第二偏移距離之間的尺寸；以及 其中，所述萬向節(jié)包括十個球，當在所述萬向節(jié)鉸接以組裝時所述球的最接近所述外座圈底部的角位置限定為O度時，具有較小偏移量的所述第二軌道應用到位于144度和216度的兩個軌道，且具有中間偏移量的所述第三軌道應用到位于36度和324度的兩個軌道，且具有較大偏移量的所述第一軌道應用到其余的位于不同于在該權利要求中所限定的上述位置的位置的軌道。
20.如權利要求13所述的等速萬向節(jié)，其中，所述萬向節(jié)包括超過十個的球。
全文摘要
球?qū)б壍腊ㄔO有不同溝槽構(gòu)造并具有兩個、更多個或差異中心偏移量的第一軌道和第二軌道，且當萬向節(jié)鉸接以組裝時，較小偏移量應用到具有相對較大球運動的軌道，且較大偏移量應用到具有相對較小球運動的軌道。
文檔編號F16D3/20GK102985714SQ201080067958
公開日2013年3月20日 申請日期2010年8月23日 優(yōu)先權日2010年8月23日
發(fā)明者吳勝卓, 金兌洪, 趙香徹 申請人:現(xiàn)代威亞株式會社