專利名稱：包括具有有限軸向位移的相對滾道接頭的萬向軸的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種萬向軸，其包括一第一萬向接頭、 一中間軸以及一第二萬向 接頭，其中所述第一萬向接頭為一呈相對滾道接頭形式的同步球形萬向接頭。
背景技術(shù)：
DE 100 60 120Al敘述了用作第一萬向接頭的相對滾道型接頭，其中假定軸向 位移路徑必須隨其中調(diào)整的控制角度而限定。所述相對滾道接頭在其軸向中央位置 時沒有軸向力，所以適于接耦傳動系統(tǒng)中的較小振動。不過，如果在轉(zhuǎn)矩負(fù)載下發(fā) 生一軸向位移，就會產(chǎn)生軸向力，以致于可能會傳遞軸向振動。如果軸向位移路徑 太長，就會失去無軸向力或低軸向力的效果。本發(fā)明的一目的是提出一種應(yīng)用上述 類型接頭的萬向軸，其可大大地有助于解耦傳動系統(tǒng)中的振動。發(fā)明內(nèi)容上述目的通過提出一種萬向軸來達(dá)到，所述萬向軸包括一第一萬向接頭、 一中 間軸以及一第二萬向接頭；其中所述第一萬向接頭為一呈相對滾道接頭形式的同步 球形萬向接頭，所述同步球形萬向接頭包括一帶有第一和第二外球滾道的外接頭部件；一帶有第一和第二內(nèi)球滾道的內(nèi)接頭部件，其中所述第一外球滾道與第 一內(nèi)球滾道一起構(gòu)成朝一第一軸線方向Ril張開的第一滾道對，以及所述第二 外球滾道與第二內(nèi)球滾道一起構(gòu)成朝一第二軸線方向Ri2張開的第二滾道對；在所述滾道對之內(nèi)制導(dǎo)的球，其球心Z定位于一圍繞一接頭中心M的節(jié)圓半徑PCR上；一帶有沿周向分布的保持架窗的球保持架，所述球在所述球保持架內(nèi)保持于一共同中心平面E內(nèi)以及在所述接頭彎曲時在角對分平面上制導(dǎo)，其中 一方面在所述外接頭部件和所述球保持架之間以及另一方面在所述球保持架 和所述內(nèi)接頭部件之間皆設(shè)有軸向間隙以容許一在所述外接頭部件和所述內(nèi)接頭部件之間的相對軸向位移。更具體地說，本發(fā)明主張，在所述接頭處于展開狀態(tài)時，在總軸向位移s和所 述球的所述節(jié)圓半徑PCR之間的比介于0.01及0.09的范圍之間(O.OKS/PCR <0.09)。當(dāng)遵循所述的與接頭大小相關(guān)的軸向位移路徑時，就可防止所述接頭在工 作范圍中產(chǎn)生的軸向合力變得太高。根據(jù)一較佳實(shí)施例，其提出，在所述接頭處于展開狀態(tài)時，所述總軸向位移S 和所述球的所述節(jié)圓半徑PCR之間的比小于0.05(S/PCR<0.05)。如果滾道對的開 度角之間差較小時，則軸向力會特別地低。所以本發(fā)明主張，當(dāng)所述接頭處于展開 狀態(tài)時，在所述外接頭部件和所述內(nèi)接頭部件之間的所述相對軸向位移的終點(diǎn)位置 時，所述第一滾道對或所述第二滾道對的開度角a或卩之中相對較小的角是小于 8°(a<8\(3<8°)。所述滾道對的開度角可進(jìn)一步減小，以致于當(dāng)所述接頭處于展開狀 態(tài)時，在所述外接頭部件和所述內(nèi)接頭部件之間的所述相對軸向位移的一中心位置 時，所述第一滾道對和所述第二滾道對的開度角a和(3的大小相同，兩開度角a 和卩皆小于8°(a<8°A(3<8°)。更具體地說，本發(fā)明主張，在所述第一萬向接頭上所述外接頭部件的內(nèi)面、所 述內(nèi)接頭部件的外面以及所述球保持架的外面及內(nèi)面皆為球形部分的表面，其中在 所述外接頭部件和所述球保持架之間的徑向間隙COR以及在所述球保持架和所述 內(nèi)接頭部件之間的徑向間隙CIR介于0.015mm及0.20mm的范圍之間。該方案使 所述第一萬向接頭的生產(chǎn)可有利地簡化，因?yàn)樗鲱愋徒宇^中這些沒有制導(dǎo)功能但 只用作為軸向止動件的相應(yīng)表面可容易地通過一成型操作或一簡單的車削操作來 制作。更具體地說，本發(fā)明主張，在提供必需的機(jī)加工余量的成型操作后，在所述外接頭部件的用于球保持架的內(nèi)球形制導(dǎo)面僅被砂輪初加工及繼而硬化，而所述球 滾道在成型操作后則只被硬化及研磨。制導(dǎo)面和球滾道可在一單一操作過程中進(jìn)行 感應(yīng)硬化。本發(fā)明還主張一有利的尺度方案，即在所述保持架窗中的所述球的軸向間隙 BC介于-0.03mm(壓配合)及O.lOmm(間隙配合)的范圍之間。根據(jù)另一較佳的尺度方案，本發(fā)明主張，在所述第一萬向接頭上，所述滾道對 中的所述球的徑向球間隙BO介于-0.03mm(壓配合)及0.08mm (間隙配合)的范圍 之間。所述數(shù)值范圍，正如在先前所述的那樣，同樣可適用于汽車應(yīng)用中的所有通 用大小的接頭權(quán)利要求7至12敘述了相應(yīng)的第一萬向接頭的一較佳的滾道設(shè)計，其在此引 用作為參考。所以本發(fā)明確保大的彎曲角度在所述第一萬向接頭處變得可能，而且 就算在所述大的彎曲角度，不管軸向位移位置如何，由于滾道力，使有可能保持良 好的球控制條件以及從而對所述第一萬向接頭的一有效的控制。迄今為止，只有人提出將所述滾道設(shè)計用于沒有一軸向位移可能性的固定接頭(DE 103 37 612Al)。 所述第一萬向接頭最好可設(shè)計有六個球或八個球。對于本發(fā)明的萬向軸的第二萬向接頭的設(shè)計，本發(fā)明主張，所述第二萬向接頭 可為一軸向滑動接頭(plungingjoint),更具體地說為一呈三叉式接頭(tripodejoint)、 一 VL滑動接頭或一 XL滑動接頭或一 DO滑動接頭形式的軸向滑動接頭?？蛇x擇 地，本發(fā)明主張，所述第二萬向接頭可以設(shè)計為一固定接頭的形式，更具體地說以 一卡登接頭、一AC接頭、一UF接頭或一相對滾道接頭的形式提供。就后者的選 擇方案來說，本發(fā)明還主張，該中間軸為一軸向滑動單元，所以，即使是這樣構(gòu)成 的本發(fā)明的萬向軸都可接納一值得注意的長度改變。在所有上述變型中，軸向地導(dǎo) 入萬向軸的任何振動都可在該呈一可位移的相對滾道接頭形式的第一萬向接頭中 經(jīng)低-力軸向移位性在圓周中隔斷，其在某程度上難以現(xiàn)有技術(shù)接頭及軸向滑動接 頭來達(dá)成。


以下將敘述附圖所示的本發(fā)明的較佳實(shí)施例。圖1所示為本發(fā)明的萬向軸的相對滾道接頭的一具有六個球的第一實(shí)施例的a) —通過對置球滾道的平面縱剖面圖；b) 球保持架的一展開圖；c) 一通過一保持架窗和一保持架連接板的局部縱剖面圖；d) —根據(jù)c)所示的放大的詳圖。 圖2所示為根據(jù)圖1的在一軸向位移位置的接頭的實(shí)施例的a) —通過對置球滾道的平面縱剖面圖；b) 球保持架的一展開圖；c) 一通過一保持架窗和一保持架連接板的局部縱剖面圖。圖3所示為根據(jù)圖1和圖2的在一通過一保持架窗和一保持架連接板的局部縱 剖面中的接頭的實(shí)施例的a) 在一最大軸向位移的第一位置的視圖；b) 在一中央軸向位置的視圖；C)在一最大軸向位移的第二位置的視圖； d) —根據(jù)b)所示的放大的詳圖。 圖4所示為根據(jù)圖1至圖3的在一具有額外尺寸的通過一保持架窗和一保持架 連接板的局部縱剖面中的接頭的實(shí)施例的a) 在一最大軸向位移的第一位置的視圖；b) 在一中央軸向位置的視圖；C)在一最大軸向位移的第二位置的視圖。 圖5所示為根據(jù)圖1至圖4的接頭的a) —根據(jù)圖3b及4b的視圖；b) —根據(jù)a)所示的放大的詳圖。 圖6所示為根據(jù)圖1至圖5的接頭的a) —根據(jù)圖5a的視圖；b) —根據(jù)a)所示的放大的詳圖。圖7所示為本發(fā)明的萬向軸的相對滾道接頭的一具有六個球及一特定滾道形 狀的第二實(shí)施例的a) —縱剖面圖；b) —軸向視圖。圖8所示為本發(fā)明的萬向軸的相對滾道接頭的一具有一特定滾道形狀及八個 球的第三實(shí)施例的a) A-A的一縱剖面圖；b) 通過第二滾道對的B-B的一縱剖面圖；c) 一軸向視圖。圖9所示為根據(jù)圖7的接頭的示出開度角的一縱剖面圖。 圖10所示為根據(jù)圖9的給出球滾道中心線的尺寸的接頭的a) 外接頭部件的一縱剖面圖；b) 內(nèi)接頭部件的一縱剖面圖。 圖11所示為本發(fā)明的一具有一作為所述第二萬向接頭的AAR三叉式接頭的萬向軸。圖12所示為本發(fā)明的一具有一作為所述第二萬向接頭的GI三叉式接頭的萬向軸。圖13所示為本發(fā)明的一具有一作為所述第二萬向接頭的VL滑動接頭的萬向軸。圖14所示為本發(fā)明的一具有一作為所述第二萬向接頭的DO滑動接頭的萬向軸。圖15所示為本發(fā)明的一具有一作為所述第二萬向接頭的普通萬向接頭的萬向軸。圖16所示為本發(fā)明的一具有一作為所述第二萬向接頭的AC固定接頭以及一 軸向位移單元的萬向軸。圖17所示為本發(fā)明的一具有一作為所述第二萬向接頭的UF固定接頭以及一 軸向位移單元的萬向軸。圖18所示為本發(fā)明的一具有一作為所述第二萬向接頭的固定相對滾道接頭以及一軸向位移單元的萬向軸。
具體實(shí)施方式
下文將會綜合地描述圖1。本發(fā)明的相對滾道接頭11包括一具有一成型底座 13的外接頭部件12; —具有一插入軸15的一內(nèi)接頭部件14;由第一外球滾道16 及第一內(nèi)球滾道17構(gòu)成的在一接頭中心平面E向該底座13朝一第一方向Ril張 開的第一滾道對；由第二外球滾道18及第二內(nèi)球滾道19構(gòu)成的在接頭中心平面E 向該軸15朝一第二軸向方向Ri2張開的第二滾道對。多對第一和第二滾道對繞該 接頭的圓周分布。第一滾道對16、 17在中心平面E的開度角所給予的符號為a以 及第二滾道對18、 19在中心平面E的開度角所給予的符號為(3。在滾道對中容納 著第一球20,和第二球202，所述球在一帶有沿周向分布的保持架窗22的球保持架 21內(nèi)保持于公共中心平面E。圖中還示出展開的接頭的中心軸A，其與中心平面E 相交于接頭中心M。當(dāng)傳遞轉(zhuǎn)矩時，向底座13的力Fl施加于所述第一球20,以及 向軸15的力F2施加于所述第二球202。在所示的接頭中心位置，所述力Fl和F2 相等，這是因?yàn)殚_度角a和p的大小相同，所以施加于球保持架21的所有軸向力 的和FC等于零。正如從圖c)和d)可見，球保持架21既有一相對于外接頭部件12 的徑向間隙，也有相對于內(nèi)接頭部件14的徑向間隙，由此也具有軸向間隙，而在外接頭部件12和內(nèi)接頭部件14之間的整體軸向間隙則稱為"S"。在所示的實(shí)施例中，外接頭部件12包括一球形內(nèi)面23以及內(nèi)接頭部件14包括一球形外面24。 此外，球保持架21包括一球形外面25和一球形內(nèi)面26。在圖2中的所有與在圖1中的那些相同的部分都會給予相同的參照編號。因此， 可參照上文的敘述。下文將會綜合地描述圖2中的個別視圖。所示的接頭顯示在一 位置，在其中該內(nèi)接頭部件14相對于與外接頭部件12相關(guān)的中心平面E沿第一 方向以一軸向位移路徑S2位移。作為所述位移的結(jié)果，第一滾道對16、 17的開 度角a變得較小，而第二滾道對18、 19的開度角(3則變得較大。所以，在傳遞轉(zhuǎn) 矩時，施加于所述第一球20,的軸向力Fl變得較小以及施加于所述第二球202的軸 向力F2變得較大。軸向力的和FC因此不等于零且朝向軸15。在該位置中，球保 持架從而接頭在整體上不再以一無軸向力的方式位移。在圖3中的所有與在圖1和圖2中的那些相同的部分都會給予相同的參照編 號。因此，可參照上文的敘述。在圖b)中，所示為根據(jù)圖lc的在一中央軸向位置 的接頭的一軸向剖面。放大的詳圖示出該內(nèi)接頭部件14包括相對于球保持架21 的軸向間隙Sli和S2i。此外，可見該球保持架21包括相對于外接頭部件12的軸 向間隙Slo和S2o。所以，圖a)所示的朝一方向的位移路徑Sl相當(dāng)于Sli和Slo 的和以及圖c)所示的朝相反方向的最大位移路徑S2相當(dāng)于S2i和S2o的和。在相 應(yīng)的終點(diǎn)位置時，球保持架21緊靠著內(nèi)接頭部件14和/或外接頭部件12?？偟奈?移路徑S作為Sl和S2的和來獲得，而"S"意謂內(nèi)接頭部件14相對于外接頭部 件12從一接合點(diǎn)到另一接合點(diǎn)的位移。在圖4中的所有與在圖1至圖3中的那些相同的部分都會給予相同的參照編 號。所以，可參照上文的敘述。圖a)、 b)及c)基本上相當(dāng)于圖3的a)、 b)及c)。圖 b)還示出展開的接頭的所述球的從中心軸A至球心Z的節(jié)圓半徑PCR。圖中還示 出本發(fā)明的在最大位移路徑S=S1+S2和節(jié)圓半徑PCR之比的設(shè)計條件范圍為 0.01<S/PCR<0.09。在圖5中的任何與在圖1至圖4中的那些相同的部分都會給予相同的參照編 號。所以，可參照上文的敘述。圖a)所示相當(dāng)于圖4b所示。根據(jù)圖b)的放大詳圖 給出在內(nèi)接頭部件14的外球面24和球保持架21的內(nèi)球面26之間的徑向間隙CIR 以及在球保持架21的外球面25和外接頭部件12的內(nèi)球面23之間的徑向間隙 COR。圖中還給出所述間隙的數(shù)值范圍為0.015<CIR<0.20和0.015<COR<0.20，而所述數(shù)值指的是毫米。在圖6中的任何與在圖1至圖5中的那些相同的部分都會給予相同的參照編號。所以，可參照上文的敘述。圖a)所示相當(dāng)于圖4b所示，而圖b)則示出一放大 的詳圖。圖b)列出在一滾道對16、 17中的球的徑向間隙BO，還有在保持架窗22 中的球20,的軸向間隙BC;而給出的BC的數(shù)值為-0.03〈BCO.1以及BO的數(shù)值 為-0.03〈BCK0.08;所述數(shù)值指的是毫米。圖7所示為本發(fā)明的一具有六對滾道對16、 17;18、 19從而六個球20的相對 滾道接頭的一縱剖面圖和一平面圖。第一和第二滾道對交替地繞著圓周。與圖1 至圖6所示的相同的部分會給予相同的參照編號，在此可參照圖1至圖6的敘述。圖8所示為本發(fā)明的一具有八個球20的相對滾道接頭的貫穿第一滾道對16、 17的A-A的一縱剖面圖以及貫穿第二滾道對18、 19的B-B的一縱剖面圖。第一 和第二滾道對交替地繞著圓周。與圖1至圖6所示的相同的部分會給予相同的參照 編號，在此可參照圖1至圖6的敘述。圖9所示為根據(jù)圖7的接頭，其第一及第二滾道對的開度角a和e分別朝第一 方向Ril和第二方向Ri2張開。如圖10所示的球滾道的滾道中心線的有關(guān)詳情， 同樣地可參照根據(jù)圖8的接頭。所示的外接頭部件12中的第一外球滾道16的中心 線M16包括 一弧，其具有一第一半徑R2及一定位于縱向軸A上的中心02，所 述中心02在朝該底座的方向相對于該中心平面E有一軸向偏移； 一具有較小半徑 R3的連續(xù)連接的弧，其中心03如R2的中心02般在朝該底座的方向具有相同的 軸向偏移；以及一具有相對半徑R1的弧，其中心Ol在朝與具有所述半徑R2、 R3 的弧的中心02、 03相反的方向也即朝開口端的方向相對于該中心平面E有一軸 向偏移，而其中心01定位于一具有半徑R2的環(huán)繞中心02的圓之外。從圖中可 見，在該內(nèi)接頭部件的所示的第一內(nèi)球滾道17的中心線M17相對于外球滾道16 的中心線關(guān)于該中心平面E成鏡像對稱，也就是其包括相同但鏡像對稱的具有半 徑R2'、 R3'及R1'的繞中心02'、 03'、 Ol'的弧。第二外球滾道18的中心線M18包 括一具有一第一半徑R5及一定位于縱向軸A上的中心05的弧，所述中心05在 朝與該具有所述半徑R2的弧的中心02的偏移的相反方向也即朝開口端的方向上 有一軸向偏移。朝著開口端的方向，在該具有半徑R5的弧之后為一具有一相對半 徑R4的弧，其中心04定位于一具有半徑R5的環(huán)繞中心05的圓之外以及其包括 一朝著該中心平面E的軸向偏移，該軸向偏移于相同的方向延伸。從圖中可見，12在該內(nèi)接頭部件14中的第二內(nèi)球滾道19的中心線Mi9相對于第二外球滾道18的 中心線M18成鏡像對稱，即其包括具有半徑R5'及R4'的繞中心05'、 04'的弧但相 對于該中心平面E呈鏡像對稱。該第一外球滾道16和第一內(nèi)球滾道17于該中心 平面E形成所述朝第一方向Ril張開的開度角a，而第二外球滾道18和第二內(nèi)球 滾道19在該中心平面則形成朝相反方向即朝方向Ri2張開的開度角(3。在本發(fā)明 的接頭因本發(fā)明的保持架間隙而有可能作軸向位移時，所述開度角反向地改變，而 接頭則自無軸向力的位置轉(zhuǎn)變至具有返回力的位置。術(shù)語"軸向偏移"分別與術(shù)語"軸向距離"和術(shù)語"軸向偏移量"的意思相同。 圖11至18各自以第一萬向接頭的形式示出本發(fā)明的萬向軸，其包括一類似于 根據(jù)圖7的實(shí)施例的所述類型相對滾道接頭11，進(jìn)一步包括一中間軸31(圖11至 15)以及一具有一整合的軸向滑動單元91的中間軸(圖16至18)，最后分別為一呈 一軸向滑動接頭形式的第二萬向接頭(圖11至14)以及一呈一固定接頭形式的第二 萬向接頭(圖15至18)。第一萬向接頭11的部件如在先前的圖中那樣給予相同的參 照編號。所以，可參照上文的敘述。中間軸31、 91通過一插入式連接與第一萬向 接頭11及第二萬向接頭的部件連接。上述同樣適用于一具有一整合的軸向滑動單 元91的多部件式中間軸，所述軸向滑動單元包括一具有內(nèi)軸齒圈93的套筒部分 92和一插入式軸頸94以及進(jìn)一步具有一具有外軸齒圈96的軸頸部分95，所述外 軸齒圈與所述內(nèi)軸齒圈93的以軸向滑動的方式嚙合。在所述第二萬向接頭中，用雙箭頭V1表示激振力導(dǎo)入所述所述第二萬向接頭。 在中間軸31、 91中，用另一雙箭頭V2表示朝所述第一萬向接頭11的振動傳遞。 在與第一萬向接頭u有關(guān)的詳圖中， 一第三雙箭頭V3最后指的是在第一萬向接頭11中的振動激勵的解耦，其中相對滾道接頭的所述內(nèi)接頭部件不向所述外接頭 部件傳遞任何大的力，所述外接頭部件因而保持于一無振動的狀態(tài)中。所示的第一萬向接頭11的球20,、 202用軸向地反向的力箭頭表示，所述力箭 頭象征由軸向力導(dǎo)致的游動。以下，將只會敘述相應(yīng)的第二萬向接頭。圖11所示一作為所述第二萬向接頭的AAR三叉式接頭41，其包括一具有三 個周向地分布的制導(dǎo)滾道43的外接頭部件42， 一具有周向地分布的三叉臂45的 三叉式星形件44以及轉(zhuǎn)動地保持在所述三叉臂上的可擺動滾子組件46。內(nèi)接頭部 件44可軸向移動地保持于外接頭部件42中且與滾子組件46成滾動接觸，而且其相對于外接頭部件42可作角位移。圖12所示--作為所述第二萬向接頭的GI三叉式接頭51，其包括一具有三個 周向地分布的制導(dǎo)滾道53的外接頭部件52， 一具有周向地分布的三叉臂55的三 叉式星形件54以及可轉(zhuǎn)動地保持在所述三叉臂上的滾子56。內(nèi)接頭部件54可軸 向移動地保持于外接頭部件52中，與滾子56進(jìn)行一滾動運(yùn)動以及可相對于外接頭 部件52作連接。圖13所示一作為所述第二萬向接頭的VL或XL滑動接頭61，其包括一具有 一縱向延伸且與縱向軸相交的外球滾道63的外接頭部件62、 一具有一縱向延伸且 以相反方向與縱向軸相交的內(nèi)球滾道65的內(nèi)接頭部件64、在外球滾道63和內(nèi)球 滾道65構(gòu)成的滾道對內(nèi)制導(dǎo)的又通過一球保持架67保持于一公共平面的轉(zhuǎn)矩傳遞 球66。該球保持架67包括一相對于內(nèi)接頭部件64的軸向間隙以及在外接頭部件 62的一內(nèi)圓柱形制導(dǎo)面68中制導(dǎo)。因此，內(nèi)接頭部件64這樣保持以便相對于外 接頭部件62可軸向地移動和連接。圖14所示一作為所述第二萬向接頭的DO滑動接頭71，其包括一具有一縱向 延伸的外球滾道73的外接頭部件72以及一具有一軸向延伸的內(nèi)球滾道75的內(nèi)接 頭部件74。在由外球滾道73和內(nèi)球滾道75構(gòu)成的滾道對內(nèi)制導(dǎo)的轉(zhuǎn)矩傳遞球76 又通過一球保持架77保持于一公共平面。該球保持架77保持于外接頭部件72的 一內(nèi)圓柱形制導(dǎo)面78中以便軸向可移動和可連接，并且保持于內(nèi)接頭部件74的一 外球形制導(dǎo)面79中以致于只可連接。因此，內(nèi)接頭部件74相對于外接頭部件72 可軸向移動和連接地制導(dǎo)。根據(jù)圖15的萬向軸示出了一作為所述第二萬向接頭的卡登接頭或普通萬向接 頭81，其包括一第一萬向接頭叉82和一可相對于所述第一萬向接頭叉82作90° 轉(zhuǎn)動的第二萬向接頭叉83，其中，后者與中間軸31以承套方式連接。兩個接頭又 通過軸頸十字頭84可鉸接地彼此連接。軸向滑動單元未示出，但可設(shè)想其設(shè)置于 中間軸31的遮斷的部分。圖16所示為一作為所述第二萬向接頭的AC固定接頭(角接觸接頭)，其包括 一具有外環(huán)形彎曲球滾道103的外接頭部件102以及一具有內(nèi)環(huán)形彎曲球滾道105 的內(nèi)接頭部件104。在由相同的外球滾道103和內(nèi)球滾道105組成的形成指向所述 中間軸的開度角的滾道對中，容納著由一球保持架107保持于一公共平面的轉(zhuǎn)矩傳 遞球106。球保持架107可轉(zhuǎn)動地保持及軸向地支承于外接頭部件102的一內(nèi)球形制導(dǎo)面108。在兩接頭ll、 101之間的一軸向位移可在軸向滑動單元91內(nèi)進(jìn)行。圖17所示為一作為所述第二萬向接頭的UF固定接頭(無底切接頭)，其包括一 具有外軸向無底切滾道113的外接頭部件112以及一具有內(nèi)軸向無底切滾道115的 內(nèi)接頭部件114，其中在成對的形成指向所述中間軸的開度角的外球滾道113和內(nèi) 球滾道115中容納著由一球保持架117保持于一公共平面的傳遞轉(zhuǎn)矩的球116。球 保持架117可轉(zhuǎn)動地保持及軸向地支承于外接頭部件112的一內(nèi)球形制導(dǎo)面118。 所述接頭因而為一固定接頭，所以在所述第一萬向接頭11和所述第二萬向接頭111 之間的軸向位移在軸向滑動單元91之內(nèi)進(jìn)行。在圖18中，提供的所述第二萬向接頭為一相對滾道接頭ll'，其在該情況下以 一無軸向位移可能性的固定接頭的接式來提供。其部件如同在所述第一萬向接頭 11的情況下給予相同的參照編號。在所述第一萬向接頭11和所述第二萬向接頭11' 之間的軸向位移可以前述的方式在軸向滑動單元91之內(nèi)進(jìn)行。
權(quán)利要求
1.一種萬向軸，其包括一第一萬向接頭、一中間軸以及一第二萬向接頭；其中所述第一萬向接頭為一呈相對滾道接頭形式的同步球形萬向接頭(11)，所述同步球形萬向接頭包括一帶有第一和第二外球滾道(16、18)的外接頭部件(12)；一帶有第一和第二內(nèi)球滾道(17、19)的內(nèi)接頭部件(14)，其中所述第一外球滾道(16)和第一內(nèi)球滾道(17)一起構(gòu)成朝一第一軸線方向Ri1張開(α)的第一滾道對(16、17)以及所述第二外球滾道(18)和第二內(nèi)球滾道(19)一起構(gòu)成朝一第二軸線方向Ri2張開(β)的第二滾道對(18、19)；在所述滾道對之內(nèi)制導(dǎo)的球(20)，所述球的球心Z定位于一圍繞一接頭中心M的節(jié)圓半徑PCR上；一帶有沿周向分布的保持架窗(22)的球保持架(21)，所述球(20)在所述球保持架內(nèi)保持于一公共中心平面E以及在所述接頭彎曲時于角對分平面上制導(dǎo)，其中一方面在所述外接頭部件(12)和所述球保持架(21)之間以及另一方面在所述球保持架(21)和所述內(nèi)接頭部件(14)之間皆設(shè)有軸向間隙以容許一在所述外接頭部件(12)和所述內(nèi)接頭部件(14)之間的相對軸向位移S。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的萬向軸，其特征在于在所述第一萬向接頭，所述總軸向間隙S和所述球(20)的所述節(jié)圓半徑PCR 之間的比，在所述接頭于展開狀態(tài)時，介于0.01及0.09的范圍之間 (0.01<S/PCR<0.09)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的萬向軸，其特征在于在所述第一萬向接頭，所述總軸向間隙S和所述球(20)的所述節(jié)圓半徑PCR 之間的比，在所述接頭于展開狀態(tài)時，小于0.05(S/PCRO.05)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1或3任一項(xiàng)所述的萬向軸，其特征在于 在所述第一萬向接頭，當(dāng)所述接頭于展開狀態(tài)時，在所述外接頭部件(12)和所述內(nèi)接頭部件(M)之間的所述相對軸向位移的終點(diǎn)位置時，所述第一滾道對(16、 17) 或所述第二滾道對(18、19)的開度角a或(3之中相對較小的角是小于8'(a〈8'vl3〈8')。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的萬向軸，其特征在于在所述第一萬向接頭，當(dāng)所述接頭于展開狀態(tài)時，在所述外接頭部件(12)和所述內(nèi)接頭部件(14)之間的所述相對軸向位移的一中心位置時，所述第一滾道對(16、 17)和所述第二滾道對(18、 19)的幵度角a和|3的大小相同，兩開度角a和(3皆小 于8°(a<8°A(3<8°)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1至5任一項(xiàng)所述的萬向軸，其特征在于在所述第一萬向接頭，所述外接頭部件(12)的內(nèi)面(23)、所述內(nèi)接頭部件(14) 的外面(24)以及所述球保持架(21)的外面(25)及內(nèi)面(26)皆為球形部分的表面，其中 在所述外接頭部件(12)和所述球保持架(21)之間的徑向間隙COR以及在所述球保 持架(21)和所述內(nèi)接頭部件(14)之間的徑向間隙CIR各自介于0.015mm及0.20mm的范圍之間。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1至6任一項(xiàng)所述的萬向軸，其特征在于 在所述第一萬向接頭，所述第一外球滾道(16)的滾道中心線M16在中央包括一具有半徑R2且其中心02沿第一方向自所述接頭的中心平面E偏移一軸向偏移 量的弧，而且所述滾道中心線M16在所述弧之后沿第一方向漸增地徑向地向內(nèi)偏 離所述半徑R2;以及所述第一內(nèi)球滾道(17)的滾道中心線M17在中央包括一具有 半徑R2'且其中心02'沿第二方向自所述接頭的中心平面E偏移一軸向偏移量的 弧，而且所述滾道中心線M17在所述弧之后沿第二方向漸增地徑向地向內(nèi)偏離所 述半徑R2'。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的萬向軸，其特征在于在所述第一萬向接頭，所述第一外球滾道(16)的滾道中心線M16在具有所述 半徑R2的所述弧之后，在所述第一方向包括一具有較小半徑R3且朝相同方向彎 曲并連續(xù)連接前述弧的??；以及所述第一內(nèi)球滾道(17)的滾道中心線M17在具有 所述半徑R2'的所述弧之后，在所述第二方向包括一具有較小半徑R3'且朝相同方 向彎曲并連續(xù)連接前述弧的弧。
9. 根據(jù)權(quán)利要求7至8任一項(xiàng)所述的萬向軸，其特征在于 在所述第一萬向接頭，所述第一外球滾道(16)的滾道中心線M16在具有所述半徑R2的所述弧之后，沿所述第二方向漸增地徑向向外偏離所述半徑R2;以及 所述第一內(nèi)球滾道(17)的滾道中心線M17在具有所述半徑R2'的所述弧之后，沿所 述第一方向漸增地徑向向外偏離所述半徑R2'。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的萬向軸，其特征在于在所述第一萬向接頭，所述第一外球滾道(16)的滾道中心線M16在具有所述半徑R2的所述弧之后，在所述第二方向包括一具有半徑Rl且彎曲部分反向延伸 以及連續(xù)連接前述弧且中心Ol定位于一具有所述半徑R2的環(huán)繞中心02的圓之 外的??；以及所述第一內(nèi)球滾道(17)的滾道中心線M17在具有所述半徑R2'的所述 弧之后，在所述第一方向包括一具有半徑R1'且彎曲部分反向延伸以及連續(xù)連接前 述弧且中心Ol，定位于一具有所述半徑R2'的環(huán)繞中心02'的圓之外的弧。
11. 根據(jù)權(quán)利要求7至IO任一項(xiàng)所述的萬向軸，其特征在于 在所述第一萬向接頭，所述第二外球滾道(18)的滾道中心線M18在中央包括一具有半徑R5且其中心05沿第二方向自所述接頭的中心平面E偏移一軸向偏移 量的弧，而且所述滾道中心線M18在所述弧之后沿所述第二方向漸增地徑向地向 外偏離所述半徑R5;所述第二內(nèi)球滾道(19)的滾道中心線M19在中央包括一具有 半徑R5'且其中心05'沿第一方向自所述接頭的中心平面E偏移一軸向偏移量的 弧，而且所述滾道中心線M19在所述弧之后沿所述第一方向漸增地徑向地向外偏 離所述半徑R5'。
12. 根據(jù)權(quán)利要求ll所述的萬向軸，其特征在于在所述第一萬向接頭，所述第二外球滾道(18)的滾道中心線M18在具有所述 半徑R5的所述弧之后，在所述第二方向包括一具有半徑R4且彎曲部分反向延伸 以及連續(xù)連接前述弧且中心04定位于一具有所述半徑R5的環(huán)繞中心05的圓之 外的弧；以及所述第二內(nèi)球滾道(19)的滾道中心線M19在具有所述半徑R5'的所述 弧之后，在所述第一方向包括一具有半徑R4'且彎曲部分反向延伸以及連續(xù)連接前 述弧且中心04'定位于一具有所述半徑R5'的環(huán)繞中心05'的圓之外的弧。
13. 根據(jù)權(quán)利要求1至12任一項(xiàng)所述的萬向軸，其特征在于 所述第二萬向接頭可為一軸向滑動接頭，更具體地說為一呈一三叉式接頭(41、51)、 一 VL滑動接頭或一 XL滑動接頭(61)或一 DO滑動接頭(71)形式的軸向滑動 接頭。
14. 根據(jù)權(quán)利要求I至12任一項(xiàng)所述的萬向軸，其特征在于.-所述第二萬向接頭可以一固定接頭的形式提供，更具體地說以一卡登接頭(81)、 一AC接頭(lOl)、 一UF接頭(lll)或一相對滾道接頭(ir)的形式提供。
15. 根據(jù)權(quán)利要求1至14任一項(xiàng)所述的萬向軸，其特征在于 所述中間軸包括一軸向滑動單元(91)。
16. 根據(jù)權(quán)利要求1至15任一項(xiàng)所述的萬向軸，其特征在于在變形后，所述第一萬向接頭的所述外接頭部件(12)的內(nèi)球面(23)僅被砂輪初 加工及硬化以及所述球滾道(16、 18)僅被硬化及研磨。
全文摘要
一種萬向軸，包括一第一萬向接頭、一中間軸以及一第二萬向接頭；其中所述第一萬向接頭為一呈相對滾道接頭形式的同步球形萬向接頭(11)，所述同步球形萬向接頭包括一帶有第一和第二外球滾道(16、18)的外接頭部件(12)；一帶有第一和第二內(nèi)球滾道(17、19)的內(nèi)接頭部件(14)，其中所述第一外球滾道(16)和第一內(nèi)球滾道(17)一起構(gòu)成朝一第一軸線方向Ri1張開(α)的第一滾道對(16、17)以及所述第二外球滾道(18)和第二內(nèi)球滾道(19)一起構(gòu)成朝一第二軸線方向Ri2張開(β)的第二滾道對(18、19)；在所述滾道對之內(nèi)制導(dǎo)的球(20)，所述球的球心Z定位于一圍繞一接頭中心M的節(jié)圓半徑PCR上；一帶有沿周向分布的保持架窗(22)的球保持架(21)，所述球(20)在所述球保持架內(nèi)保持于一公共中心平面E內(nèi)以及在所述接頭彎曲時于角對分平面上制導(dǎo)，其中一方面在所述外接頭部件(12)和所述球保持架(21)之間以及另一方面在所述球保持架(21)和所述內(nèi)接頭部件(14)之間皆設(shè)有軸向間隙以容許一在所述外接頭部件(12)和所述內(nèi)接頭部件(14)之間的相對軸向位移。
文檔編號F16D3/223GK101326379SQ200680041154
公開日2008年12月17日 申請日期2006年6月22日 優(yōu)先權(quán)日2005年9月8日
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