專利名稱：用于車輛的球籠式等速萬向節(jié)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種用于車輛的球籠式等速萬向節(jié)，并且更具體地涉及一種用于車輛的球籠式等速萬向節(jié)，其能通過將外圈的滾珠軌道分成外圈的徑向軌道和線性軌道兩部分并將內(nèi)圈的滾珠軌道分成內(nèi)圈的線性軌道和徑向軌道兩部分，而使外圈的徑向軌道轉動中心和內(nèi)圈的徑向軌道轉動中心位于豎直中心軸線上的同一點處同時具有相同的豎直偏移量，來增加最大萬向節(jié)角角度值，并能減小滾珠與外圈之間的接觸壓力。
背景技術：
通常，萬向節(jié)所起的作用是在兩個彼此以夾角相接的轉軸之間傳遞轉動動力(扭矩)。在具有小的動力傳動角的傳動軸情況下，使用鉤型萬向節(jié)、撓性萬向節(jié)等，而在具有大的動力傳動角的前輪驅(qū)動車輛的驅(qū)動軸情況下，使用等速萬向節(jié)。因為等速萬向節(jié)甚至當驅(qū)動軸與從動軸之間的夾角較大時也能以等速度可靠地傳遞動力，所以等速萬向節(jié)主要用于獨立懸架型前輪驅(qū)動車輛的車軸。當從軸的角度觀察時，三叉式等速萬向節(jié)設置在軸的面向發(fā)動機的一端(即，內(nèi)側端)，而球籠式萬向節(jié)設置在軸的面向輪胎的另一端(即，外側端)。圖1是示出常規(guī)等速萬向節(jié)的橫截面視圖，并且圖2是示出圖1所示的常規(guī)等速萬向節(jié)的外觀的示意圖。如圖1和圖2所示，常規(guī)等速萬向節(jié)包括設置在軸I的面向發(fā)動機的右端(即，內(nèi)側端)的三叉式等速萬向節(jié)和設置在軸I的面向輪胎的左端(即，外側端)的球籠式等速萬向節(jié)。安裝在軸I右端上的三叉式等速萬向節(jié)(其面向發(fā)動機)包括:殼體2，其傳遞發(fā)動機(未示出)的轉動動力并在其內(nèi)表面上限定有軌道槽；軸1，其接收來自殼體2的轉動動力并轉動；三銷架3，其設置在殼體2中，連接到軸I的一端以將殼體2和軸I彼此連接，并形成有分別插入到殼體2的軌道槽中的三個樞軸；滾針6，其設置在三銷架3的每個樞軸的外周表面上；內(nèi)滾柱5，其各自圍繞用于三銷架3的每個樞軸的滾針6設置；外滾柱4，其各自安裝在每個內(nèi)滾柱5的外周表面上以減小殼體2與軸I之間的摩擦；固定環(huán)8，其安裝在滾針6的上端上和每個內(nèi)滾柱5的上端上；保護罩10，其一端連接到殼體2，而另一端連接到軸I ;以及卡箍11和12，其夾持保護罩10的兩端。安裝在軸I的左端上的球籠式等速萬向節(jié)(其面向輪胎)包括:內(nèi)圈15，其安裝在軸I的左端上以接收來自三叉式等速萬向節(jié)的轉動動力，然后轉動；外圈13，其圍繞內(nèi)圈15安裝；滾珠16，其用于將內(nèi)圈15的轉動動力傳遞到外圈13 ;用于支撐滾珠16的保持架14 ;傳感器環(huán)17，其圍繞外圈13安裝；保護罩18，其一端連接到軸1，而另一端連接到外圈13 ;以及卡箍19和20，其夾緊保護罩18的兩端。阻尼器21用束箍22和23安裝在軸I的中央處，并且具有安裝在本體212中的配重 211。下面，將說明如上述構造的常規(guī)等速萬向節(jié)的操作。
當從發(fā)動機(未示出)輸出的轉動動力通過傳動裝置(未示出)傳遞到殼體2時，殼體2轉動。殼體2的轉動動力通過外滾柱4、內(nèi)滾柱5和滾針6傳遞到三銷架3，然后三銷架3連接在其上的軸I轉動。軸I的轉動動力通過內(nèi)圈15和滾珠16傳遞到外圈13，然后連接到外圈13的車輪(未示出)轉動。在設置在軸I的面向發(fā)動機的右端(即，內(nèi)側端)的三叉式等速萬向節(jié)中，當外滾柱4在殼體2的軌道槽中滑動時，操作上與外滾柱4聯(lián)接的軸I的轉角改變，從而產(chǎn)生萬向節(jié)角(joint angle)，以跟隨車輛的移位。在設置在軸I的面向輪胎的左端(即，外側端)的球籠式等速萬向節(jié)中，外圈13的轉角由于滾珠16的存在而改變，從而產(chǎn)生跟隨車輛的移位的萬向節(jié)角。三叉式等速萬向節(jié)的保護罩10和球籠式等速萬向節(jié)的保護罩18分別起密封三叉式等速萬向節(jié)和球籠式等速萬向節(jié)的作用，從而防止三叉式等速萬向節(jié)和球籠式等速萬向節(jié)被外來雜質(zhì)污染。另外，當從發(fā)動機輸出的扭矩通過軸I傳遞到車輪時，可能在以高速轉動的軸I的某一轉角處發(fā)生不平衡轉動，這可能導致不希望的振動并對驅(qū)動系統(tǒng)操作產(chǎn)生不利影響。為了防止由于不平衡轉動產(chǎn)生的不希望的振動，安裝在軸I中央處的阻尼器2可以防止由于有害的振動頻率而使高速轉動的軸I發(fā)出轟鳴聲。圖3是示出用于車輛的常規(guī)球籠式等速萬向節(jié)的分解視圖，圖4是圖1所示的常規(guī)球籠式等速萬向節(jié)的立體圖，圖5是示出用于車輛的常規(guī)球籠式等速萬向節(jié)在產(chǎn)生萬向節(jié)角之前的橫截面視圖，并且圖6是示出圖5所示的常規(guī)球籠式等速萬向節(jié)在產(chǎn)生萬向節(jié)角之后的橫截面視圖。如圖3到圖6所示，在用于車輛的常規(guī)球籠式等速萬向節(jié)中，由保持架14和內(nèi)圈15安裝滾珠16。在轉向過程中，滾珠16在外圈13的內(nèi)周表面上形成的槽中沿縱向移動。外圈13的滾珠軌道OBT形成為依循從轉動中心r2延伸出的半徑R2的軌跡，而內(nèi)圈15的滾珠軌道IBT形成為依循從轉動中心r3延伸出的半徑R3的軌跡。在滾珠36的中心處形成于外圈滾珠軌道OBT的轉動中心r2與內(nèi)圈滾珠軌道IBT的轉動中心r3之間的漏斗角(funnel angle) f,對于6-球籠式萬向節(jié)是在14至17度的范圍內(nèi)，而對于8-球籠式萬向節(jié)是在8至14度的范圍內(nèi)。漏斗角f便于萬向節(jié)的彎曲和轉動。在此，如果漏斗角f不固定，那么萬向節(jié)可能卡住并且萬向節(jié)的效率可能降低。外圈滾珠軌道OBT的轉動中心r2和內(nèi)圈滾珠軌道IBT的轉動中心r3定位為以相對于萬向節(jié)轉動中心rl的恒定偏移量Rl彼此平行。當產(chǎn)生萬向節(jié)角時，保持架14和滾珠16轉動過內(nèi)圈15的萬向節(jié)角角度的一半，并且外圈滾珠軌道OBT的轉動中心r2和內(nèi)圈滾珠軌道IBT的轉動中心r3相對于萬向節(jié)轉動中心rl沿著對應于偏移量Rl的半徑轉動。但是，常規(guī)球籠式等速萬向節(jié)的限制在于，最大萬向節(jié)角角度是在46至50度的范圍內(nèi)。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明旨在解決上述發(fā)生在現(xiàn)有技術中的問題，并且本發(fā)明的目的是提供一種用于車輛的球籠式等速萬向節(jié)，其能通過將外圈的滾珠軌道分成外圈的徑向軌道和線性軌道兩部分、并將內(nèi)圈的滾珠軌道分成內(nèi)圈的線性軌道和徑向軌道兩部分，而使外圈的徑向軌道轉動中心和內(nèi)圈的徑向軌道轉動中心位于豎直中心軸線上的同一點處并具有相同的豎直偏移量，來增加最大萬向節(jié)角角度值，并能減小滾珠與外圈之間的接觸壓力。根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供一種用于車輛的球籠式等速萬向節(jié)，包括:內(nèi)圈，其安裝在軸的端部處；外圈，其安裝在內(nèi)圈外側；多個滾珠，其用于將內(nèi)圈的轉動動力傳遞到外圈；以及保持架，其具有用于支撐滾珠的開口 ；其中，外圈的滾珠軌道分成由外圈徑向軌道和鄰接外圈徑向軌道的外圈線性軌道構成的兩部分，內(nèi)圈的滾珠軌道分成由內(nèi)圈線性軌道和鄰接內(nèi)圈線性軌道的內(nèi)圈徑向軌道構成的兩部分，當不產(chǎn)生萬向節(jié)角時，外圈徑向軌道的轉動中心和內(nèi)圈徑向軌道的轉動中心位于豎直中心軸線上的同一點處，并且具有相同的豎直偏移量。外圈徑向軌道的轉動中心和內(nèi)圈徑向軌道的轉動中心可以位于在豎直中心軸線上的萬向節(jié)轉動中心的上方的同一點處。當外圈徑向軌道的轉動中心和內(nèi)圈徑向軌道的轉動中心位于豎直中心軸線上的萬向節(jié)轉動中心的上方時，偏移量f I與節(jié)圓直徑P⑶的比fl/P⑶可以是在O至0.2的范圍內(nèi)。外圈徑向軌道的轉動中心和內(nèi)圈徑向軌道的轉動中心可以位于在豎直中心軸線上的萬向節(jié)轉動中心的下方的同一點處。當外圈徑向軌道的轉動中心和內(nèi)圈徑向軌道的轉動中心位于豎直中心軸線上的萬向節(jié)轉動中心的下方時，偏移量fl與節(jié)圓直徑PCD的比fl/PCD可以大于O。外圈線性軌道的傾角可以是在O至10度的范圍內(nèi)。內(nèi)圈線性軌道的傾角可以是在O至10度的范圍內(nèi)。當不產(chǎn)生萬向節(jié)角時，滾珠可以位于具有傾角的外圈線性軌道與具有傾角的內(nèi)圈線性軌道之間。當產(chǎn)生萬向節(jié)角時，一個或多個滾珠可以位于外圈徑向軌道與內(nèi)圈徑向軌道之間。當產(chǎn)生萬向節(jié)角時，萬向節(jié)角可以最大變?yōu)?4度。如上所述，在根據(jù)本發(fā)明的用于車輛的球籠式等速萬向節(jié)中，能通過將外圈的滾珠軌道分成外圈的徑向軌道和線性軌道兩部分、并將內(nèi)圈的滾珠軌道分成內(nèi)圈的線性軌道和徑向軌道兩部分，而使外圈的徑向軌道轉動中心和內(nèi)圈的徑向軌道轉動中心位于豎直中心軸線上的同一點處同時具有相同的豎直偏移量，來增加最大萬向節(jié)角角度值，并能減小滾珠與外圈之間的接觸壓力。本發(fā)明的另外方面和/或優(yōu)點將在下面的說明中部分地闡釋，并且部分地將從該說明中清楚，或可以通過實踐本發(fā)明而獲知。


從以下結合附圖的詳細說明中將更清楚本發(fā)明的目的、特征和優(yōu)點，其中:圖1是示出常規(guī)等速萬向節(jié)的橫截面視圖；圖2是示出圖1所示的常規(guī)等速萬向節(jié)的外觀的示意圖；圖3是示出用于車輛的常規(guī)球籠式等速萬向節(jié)的分解視圖；圖4是圖1所示的常規(guī)球籠式等速萬向節(jié)的立體圖5是示出用于車輛的常規(guī)球籠式等速萬向節(jié)在產(chǎn)生萬向節(jié)角之前的橫截面視圖；圖6是示出圖5所示的常規(guī)球籠式等速萬向節(jié)在產(chǎn)生萬向節(jié)角之后的橫截面視圖；圖7是示出根據(jù)本發(fā)明一實施方式的用于車輛的球籠式等速萬向節(jié)的立體圖；圖8是示出圖7所示的用于車輛的球籠式等速萬向節(jié)的橫截面視圖；圖9是沿圖8的線A-A截取的橫截面視圖；圖10是示出在徑向軌道的轉動中心位于萬向節(jié)轉動中心上方時圖7所示的球籠式等速萬向節(jié)的橫截面視圖；圖11是示出在徑向軌道的轉動中心位于萬向節(jié)轉動中心上方時在圖7所示的球籠式等速萬向節(jié)中的外圈的基本部件的詳細的橫截面視圖；圖12是示出在徑向軌道的轉動中心位于萬向節(jié)轉動中心下方時圖7所示的球籠式等速萬向節(jié)的橫截面視圖；圖13是示出在徑向軌道的轉動中心位于萬向節(jié)轉動中心下方時在圖7所示的球籠式等速萬向節(jié)中的外圈的基本部件的詳細的橫截面視圖；圖14是示出圖7所示的球籠式等速萬向節(jié)在產(chǎn)生萬向節(jié)角時的橫截面視圖；以及圖15是示出在圖7所示的球籠式等速萬向節(jié)中的基本部件在產(chǎn)生萬向節(jié)角時的詳細的橫截面視圖。
具體實施例方式在下文中，將借助于本發(fā)明的若干個示例性或優(yōu)選的實施方式并參照

本發(fā)明的一優(yōu)選實施方式。在研讀下面的詳細說明時和在參照附圖時也將清楚本發(fā)明的其他優(yōu)點和特征。但是，這些實施方式的以下說明主要用于例示本發(fā)明的原理和示例性結構，而本發(fā)明并不具體局限于這些示例性實施方式。因此，本領域的普通技術人員能夠理解或認識至IJ，可以不脫離本發(fā)明的主旨和范圍而對本發(fā)明做出各種修改、更換和其等同替代。如圖7到圖15所示，根據(jù)本發(fā)明一實施方式的用于車輛的球籠式等速萬向節(jié)包括:內(nèi)圈35，其安裝在軸的端部處；外圈33，其安裝在內(nèi)圈35的外側；多個滾珠36，其用于將內(nèi)圈35的轉動動力傳遞到外圈33 ;以及保持架34，其具有用于支撐滾珠36的開口。在此，外圈33的滾珠軌道33B分成兩部分，這兩部分由具有從萬向節(jié)轉動中心O延伸出的半徑Rl的外圈徑向軌道33B1和具有傾角33C的外圈線性軌道33B2組成，外圈線性軌道33B2鄰接外圈徑向軌道33B1。內(nèi)圈35的滾珠軌道35B分成兩部分，這兩部分由具有傾角35C的內(nèi)圈線性軌道35B2和具有從萬向節(jié)轉動中心O延伸出的半徑R2的內(nèi)圈徑向軌道35B1構成，內(nèi)圈徑向軌道35B1鄰接內(nèi)圈線性軌道35B2。當不產(chǎn)生萬向節(jié)角時，外圈徑向軌道33B1的轉動中心OlA和內(nèi)圈徑向軌道35B1的轉動中心02A位于豎直中心軸線Z上的同一點處，并且具有相同的豎直偏移量fl、f2。圖10是示出在徑向軌道的轉動中心位于萬向節(jié)轉動中心上方時圖7所示的球籠式等速萬向節(jié)的橫截面視圖；以及圖11是示出在徑向軌道的轉動中心位于萬向節(jié)轉動中心上方時在圖7所示的球籠式等速萬向節(jié)中的外圈的基本部件的詳細的橫截面視圖。如圖10和圖11所示，外圈徑向軌道33B1的轉動中心OlA和內(nèi)圈徑向軌道35B1的轉動中心02A位于豎直中心軸線Z上的同一點處，并且具有相同的豎直偏移量fl。另外，如上所述，當外圈徑向軌道33B1的轉動中心OlA和內(nèi)圈徑向軌道35B1的轉動中心02A位于豎直中心軸線Z上的萬向節(jié)轉動中心O的上方時，偏移量f I與節(jié)圓直徑P⑶的比f 1/P⑶是在O至0.2的范圍內(nèi)。P⑶是關于萬向節(jié)轉動中心O彼此對置的兩個滾珠36的中心之間的距離。圖12是示出在徑向軌道的轉動中心位于萬向節(jié)轉動中心下方時圖7所示的球籠式等速萬向節(jié)的橫截面視圖；以及圖13是示出在徑向軌道的轉動中心位于萬向節(jié)轉動中心下方時在圖7所示的球籠式等速萬向節(jié)中的外圈的基本部件的詳細的橫截面視圖。如圖12和圖13所示，外圈徑向軌道33B1的轉動中心OlA和內(nèi)圈徑向軌道35B1的轉動中心02A位于豎直中心軸線Z上的萬向節(jié)轉動中心下方的同一點上，并且具有相同的豎直偏移量f2。另外，當外圈徑向軌道33B1的轉動中心OlA和內(nèi)圈徑向軌道35B1的轉動中心02A位于豎直中心軸線Z上的萬向節(jié)轉動中心O的下方時，偏移量f2與節(jié)圓直徑PCD的比f2/PCD大于O。萬向節(jié)轉動中心O對應這樣的點，即兩個水平中心軸線X和Y與豎直中心軸線Z在所述點處相交。外圈線性軌道33B2的傾角33C和內(nèi)圈線性軌道35B2的傾角35C是在O至10°的范圍內(nèi)。外圈33的內(nèi)周表面33A與外圈徑向軌道33B1之間的距離LI對應相對于滾珠36的接觸深度。保持架34的外周表面34A具有半徑R3A，并且與外圈33的內(nèi)周表面33A接觸。保持架34的內(nèi)周表面34B具有半徑R3B，并且與內(nèi)圈35的外周表面35A接觸。當不產(chǎn)生萬向節(jié)角時，滾珠36位于具有傾角33C的外圈線性軌道33B2與具有傾角35C的內(nèi)圈線性軌道35B2之間，給予滾珠36方向性，由此便于萬向節(jié)的致動。圖14是示出圖7所示的球籠式等速萬向節(jié)在產(chǎn)生萬向節(jié)角時的橫截面視圖；以及圖15是示出在圖7所示的球籠式等速萬向節(jié)中的基本部件在產(chǎn)生萬向節(jié)角時的詳細的橫截面視圖。如圖14和圖15所不，當產(chǎn)生萬向節(jié)角時,至少一個滾珠36位于外圈徑向軌道33B1與內(nèi)圈徑向軌道35B1之間，產(chǎn)生漏斗角(funnel angle)fu。漏斗角fu從滾珠36的中心開始而形成于外圈徑向軌道33B1的轉動中心OlA與內(nèi)圈徑向軌道35B1的轉動中心02A之間，由此便于萬向節(jié)的彎曲和轉動。在下文中，將說明如上述構造的根據(jù)本發(fā)明一實施方式的用于車輛的球籠式等速萬向節(jié)的操作。在從發(fā)動機(未示出)輸出的轉動動力轉動軸時，軸的轉動動力通過內(nèi)圈35和滾珠36傳遞到外圈33，然后連接到外圈33的車輪(未示出)轉動。在此情況下，在根據(jù)本發(fā)明實施方式的用于車輛的球籠式等速萬向節(jié)中，外圈33的轉角被滾珠36改變，從而產(chǎn)生最大為54°的萬向節(jié)角以跟隨車輛的移位。當產(chǎn)生萬向節(jié)角時，至少一個滾珠36位于外圈徑向軌道33B1與內(nèi)圈徑向軌道35B1之間。當滾珠36位于外圈徑向軌道33B1上時，外圈33的內(nèi)周表面33A與外圈徑向軌道33B1之間的距離LI相對較長。因此，滾珠36與外圈33之間的接觸表面增加，由此減小它們之間的接觸壓力。雖然已經(jīng)在上文詳細說明了本發(fā)明的示例性實施方式，但應該理解，本領域普通技術人員可以清楚，在此說明的基本發(fā)明概念的許多變化和修改仍將落在如由所述權利要求限定的本發(fā)明的示例性實施方式的主旨和范圍內(nèi)。
權利要求
1.一種用于車輛的球籠式等速萬向節(jié)，包括: 內(nèi)圈，所述內(nèi)圈安裝在軸的端部處； 外圈，所述外圈安裝在所述內(nèi)圈的外側； 多個滾珠，所述多個滾珠用于將所述內(nèi)圈的轉動動力傳遞到所述外圈；以及 保持架，所述保持架具有用于支撐所述滾珠的開口； 其中，所述外圈的滾珠軌道分成由外圈徑向軌道和鄰接所述外圈徑向軌道的外圈線性軌道構成的兩部分，所述內(nèi)圈的滾珠軌道分成由內(nèi)圈線性軌道和鄰接所述內(nèi)圈線性軌道的內(nèi)圈徑向軌道構成的兩部分，當不產(chǎn)生萬向節(jié)角時，所述外圈徑向軌道的轉動中心和所述內(nèi)圈徑向軌道的轉動中心位于在豎直中心軸線上的同一點處，并且具有相同的豎直偏移量。
2.如權利要求1所述的球籠式等速萬向節(jié)，其中，所述外圈徑向軌道的轉動中心和所述內(nèi)圈徑向軌道的轉動中心位于在豎直中心軸線上的萬向節(jié)轉動中心的上方的同一點處。
3.如權利要求2所述的球籠式等速萬向節(jié)，其中，當所述外圈徑向軌道的轉動中心和所述內(nèi)圈徑向軌道的轉動中心位于在豎直中心軸線上的萬向節(jié)轉動中心的上方時，偏移量Π與節(jié)圓直徑P⑶的比fl/P⑶在O至0.2的范圍內(nèi)。
4.如權利要求1所述的球籠式等速萬向節(jié)，其中，所述外圈徑向軌道的轉動中心和所述內(nèi)圈徑向軌道的轉動中心位于在豎直中心軸線上的萬向節(jié)轉動中心的下方的同一點處。
5.如權利要求4所述的球籠式等速萬向節(jié)，其中，當所述外圈徑向軌道的轉動中心和所述內(nèi)圈徑向軌道的轉動中心位于在豎直中心軸線上的萬向節(jié)轉動中心的下方時，偏移量Π與節(jié)圓直徑P⑶的比fl/P⑶大于O。
6.如權利要求1所述的球籠式等速萬向節(jié)，其中，所述外圈線性軌道的傾角在O至10度的范圍內(nèi)。
7.如權利要求1所述的球籠式等速萬向節(jié)，其中，所述內(nèi)圈線性軌道的傾角在O至10度的范圍內(nèi)。
8.如權利要求1所述的球籠式等速萬向節(jié)，其中，當不產(chǎn)生萬向節(jié)角時，所述滾珠位于具有傾角的所述外圈線性軌道與具有傾角的所述內(nèi)圈線性軌道之間。
9.如權利要求1所述的球籠式等速萬向節(jié)，其中，當產(chǎn)生萬向節(jié)角時，一個或多個滾珠位于所述外圈徑向軌道與所述內(nèi)圈徑向軌道之間。
10.如權利要求9所述的球籠式等速萬向節(jié)，其中，當產(chǎn)生萬向節(jié)角時，所述萬向節(jié)角最大變?yōu)?4度。
全文摘要
提供用于車輛的球籠式等速萬向節(jié)，其包括安裝在軸端部處的內(nèi)圈、安裝在內(nèi)圈外側的外圈、用于將內(nèi)圈的轉動動力傳遞到外圈的多個滾珠、以及具有用于支撐滾珠的開口的保持架，其中，外圈的滾珠軌道分成由外圈徑向軌道和鄰接外圈徑向軌道的外圈線性軌道組成的兩部分，內(nèi)圈的滾珠軌道分成由內(nèi)圈線性軌道和鄰接內(nèi)圈線性軌道的內(nèi)圈徑向軌道構成，且當不產(chǎn)生萬向節(jié)角時，外圈徑向軌道的轉動中心和內(nèi)圈徑向軌道的轉動中心位于豎直中心軸線上的同一點處，并有相同的豎直偏移量。
文檔編號F16D3/22GK103115078SQ20111042631
公開日2013年5月22日 申請日期2011年12月19日 優(yōu)先權日2011年11月16日
發(fā)明者金必起 申請人:現(xiàn)代威亞株式會社