專利名稱：用于車輛的成角度偏移球籠式等速萬向節(jié)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于車輛的成角度偏移球籠式等速萬向節(jié)，更具體地涉及一種用于車輛的成角度偏移球籠式等速萬向節(jié)，其可以通過使外圈轉(zhuǎn)動中心和內(nèi)圈轉(zhuǎn)動中心以偏移角相對于彼此對稱定位而在保持外圈外徑的同時補(bǔ)償外圈槽與滾珠之間的接觸表面壓力來增強(qiáng)萬向節(jié)的強(qiáng)度。
背景技術(shù)：
通常，萬向節(jié)所起的作用是在兩個彼此以一角度相接的轉(zhuǎn)軸之間傳遞轉(zhuǎn)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?yàn)榈人偃f向節(jié)甚至當(dāng)驅(qū)動軸與從動軸之間的角很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(dú)立懸架型前輪驅(qū)動車輛的車軸。當(dāng)從軸角度看時，三叉式等速萬向節(jié)設(shè)置在軸的面向發(fā)動機(jī)的一端(即，內(nèi)側(cè)端)，而球籠式萬向節(jié)設(shè)置在軸的面向輪胎的另一端(即，外側(cè)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(shè)置在軸I的面向發(fā)動機(jī)的右端(即，內(nèi)側(cè)端)的三叉式等速萬向節(jié)和設(shè)置在軸I的面向輪胎的左端(即，外側(cè)端)的球籠式等速萬向節(jié)。安裝在軸I右端的三叉式等速萬向節(jié)(其面向發(fā)動機(jī))包括:殼體2，其傳遞發(fā)動機(jī)(未示出)的軸向動力并在其內(nèi)表面上限定有軌道槽；軸1，其接收來自殼體2的轉(zhuǎn)動動力然后轉(zhuǎn)動；三銷架3，其設(shè)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(shè)置在三銷架3的每個樞軸的圓周外表面上；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(shè)置；外滾柱4，其各自安裝在每個內(nèi)滾柱5的圓周外表面上以減小殼體2與軸I之間的摩擦；固定環(huán)8，其安裝在滾針6和每個內(nèi)滾柱5的上端上；保護(hù)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，卡箍11和12夾持保護(hù)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(zhuǎn)動動力，然后轉(zhuǎn)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(zhuǎn)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(hù)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，卡箍19和20夾緊保護(hù)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(gòu)造的常規(guī)等速萬向節(jié)的操作。當(dāng)從發(fā)動機(jī)(未示出)輸出的轉(zhuǎn)動動力通過傳動裝置(未示出)傳遞到殼體2時，殼體2轉(zhuǎn)動。殼體2的轉(zhuǎn)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(zhuǎn)動。軸I的轉(zhuǎn)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(zhuǎn)動。在設(shè)置在軸I的面向發(fā)動機(jī)的右端(即，內(nèi)側(cè)端)的三叉式等速萬向節(jié)中，當(dāng)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(zhuǎn)動角改變，從而產(chǎn)生跟隨車輛的移位的萬向節(jié)角(joint angle)。在設(shè)置在軸I的面向輪胎的左端(即，外側(cè)端)的球籠式等速萬向節(jié)中，外圈13的轉(zhuǎn)動角由于滾珠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(hù)罩10和球籠式等速萬向節(jié)的保護(hù)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(dāng)從發(fā)動機(jī)輸出的扭矩通過軸I傳遞到車輪時，可能在以高速轉(zhuǎn)動的軸I的某一轉(zhuǎn)動角處發(fā)生不平衡轉(zhuǎn)動，這可能導(dǎo)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(zhuǎn)動產(chǎn)生的不希望的振動，安裝在軸I的中央處的阻尼器2可以防止由于不利的振動頻率而發(fā)生在以高速轉(zhuǎn)動的軸I上的轟鳴聲。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，通過保持架14和內(nèi)圈15安裝滾珠16。在轉(zhuǎn)向過程中，滾珠16在外圈13的圓周內(nèi)表面上形成的槽中沿長度方向移動。外圈13的滾珠軌道OBT形成為依循從轉(zhuǎn)動中心r2延伸出的半徑R2，而內(nèi)圈15的滾珠軌道IBT形成為依循從轉(zhuǎn)動中心r3延伸出的半徑R3。在滾珠16的中心處形成于外圈滾珠軌道OBT的轉(zhuǎn)動中心r2與內(nèi)圈滾珠軌道IBT的轉(zhuǎn)動中心r3之間的漏斗角f (funnel angle),對于6-球籠式萬向節(jié)是在12°到15°的范圍內(nèi)，而對于8-球籠式萬向節(jié)是在7°到12°的范圍內(nèi)。漏斗角f便于萬向節(jié)的彎曲和轉(zhuǎn)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(zhuǎn)動中心r2和內(nèi)圈滾珠軌道IBT的轉(zhuǎn)動中心r3定位為以相對于萬向節(jié)轉(zhuǎn)動中心rl的恒定偏移量Rl彼此平行。在彎曲時，保持架14和滾珠16轉(zhuǎn)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(zhuǎn)動中心r2和內(nèi)圈滾珠軌道IBT的轉(zhuǎn)動中心r3相對于萬向節(jié)轉(zhuǎn)動中心rl沿著對應(yīng)于偏移量Rl的半徑轉(zhuǎn)動。但是，根據(jù)朝輕質(zhì)緊湊的球籠式等速萬向節(jié)方向的趨勢，常規(guī)球籠式等速萬向節(jié)的保持架可能要經(jīng)受增強(qiáng)的壓力。

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(shù)中的問題，并且本發(fā)明的目的是提供一種用于車輛的成角度偏移球籠式等速萬向節(jié)，所述成角度偏移球籠式等速萬向節(jié)可以通過使外圈轉(zhuǎn)動中心和內(nèi)圈轉(zhuǎn)動中心以偏移角相對于彼此對稱定位而在保持外圈外徑的同時補(bǔ)償外圈槽與滾珠之間的接觸表面壓力來增強(qiáng)萬向節(jié)的強(qiáng)度。根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供一種用于車輛的成角度偏移球籠式等速萬向節(jié)，包括:連接到軸的端部的內(nèi)圈、安裝在內(nèi)圈外側(cè)的外圈、用于將內(nèi)圈的扭矩傳遞到外圈的多個滾珠、以及具有用于支撐對應(yīng)滾珠的開口的保持架，其中外圈滾珠軌道的轉(zhuǎn)動中心與內(nèi)圈滾珠軌道的轉(zhuǎn)動中心以偏移角對稱。優(yōu)選地，在外圈的槽中的部分的接觸面積通過偏移角而增加，當(dāng)萬向節(jié)角最大化時所述部分實(shí)現(xiàn)相對于滾珠的最小接觸面積。優(yōu)選地，在內(nèi)圈的槽中的部分的接觸面積通過偏移角而減小，當(dāng)萬向節(jié)角最大化時所述部分實(shí)現(xiàn)相對于滾珠的最大接觸面積。保持架的強(qiáng)度可以利用保持架的外徑來增加。球籠式萬向節(jié)可以安裝在軸的面向車輪的外側(cè)端處。偏移角優(yōu)選地介于從-45度到+45度的范圍內(nèi)。相對于萬向節(jié)轉(zhuǎn)動中心rl彼此對稱定位的多個滾珠的節(jié)圓直徑PCD與偏移量Rl的比R1/PCD介于0.040到0.130的范圍內(nèi)。如上所述，在根據(jù)本發(fā)明的用于車輛的成角度偏移球籠式等速萬向節(jié)中，可以通過使外圈轉(zhuǎn)動中心和內(nèi)圈轉(zhuǎn)動中心以偏移角相對于彼此對稱定位而在保持外圈外徑的同時補(bǔ)償外圈槽與滾珠之間的接觸表面壓力來增強(qiáng)萬向節(jié)的強(qiáng)度。本發(fā)明的另外方面和/或優(yōu)點(diǎn)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(shí)踐本發(fā)明而獲知。


從以下結(jié)合附圖的詳細(xì)說明中將更清楚本發(fā)明的目的、特征和優(yōu)點(diǎn)，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；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(shí)施方式的用于車輛的成角度球籠式等速萬向節(jié)在產(chǎn)生萬向節(jié)角之前的橫截面視圖；圖8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)角之后的橫截面視圖；以及圖9是示出圖7所示的球籠式等速萬向節(jié)的基本部件的放大視圖。
具體實(shí)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(shí)施方式并參照

本發(fā)明的一優(yōu)選實(shí)施方式。在研讀下面的詳細(xì)說明時和在參照附圖時也將清楚本發(fā)明的其他優(yōu)點(diǎn)和特征。但是，這些實(shí)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(jié)構(gòu)，而本發(fā)明并不具體局限于這些示例性實(shí)施方式。因此，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能夠理解或認(rèn)識到，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。圖7是示出根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施方式的用于車輛的成角度球籠式等速萬向節(jié)在產(chǎn)生萬向節(jié)角之前的橫截面視圖，圖8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)角之后的橫截面視圖，并且圖9是示出圖7所示的球籠式等速萬向節(jié)的基本部件的放大視圖。如圖7到圖9所示，根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施方式的用于車輛的成角度偏移球籠式等速萬向節(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(cè)；多個滾珠36，其用于將內(nèi)圈35的轉(zhuǎn)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OBT的轉(zhuǎn)動中心r2和內(nèi)圈35的滾珠軌道IBT的轉(zhuǎn)動中心r3彼此間隔開，并且以偏移角α彼此對稱。偏移角α介于從-45度到+45度的范圍內(nèi)。因?yàn)橄鄬τ谌f向節(jié)轉(zhuǎn)動中心rl彼此對稱定位的多個滾珠36的節(jié)圓直徑PCD與偏移量Rl的比Rl/Ρ⑶介于0.040到0.130的范圍內(nèi)，所以在滾珠36的中心處形成于外圈滾珠軌道OBT的轉(zhuǎn)動中心r2與內(nèi)圈滾珠軌道IBT的轉(zhuǎn)動中心r3之間的漏斗角f，對于6-球籠式萬向節(jié)保持在12°到15°的范圍內(nèi)，而對于8-球籠式萬向節(jié)保持在7°到12°的范圍內(nèi)，從而便于萬向節(jié)的彎曲和轉(zhuǎn)動。在下文中，將說明如上述構(gòu)造的根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施方式的用于車輛的成角度偏移球籠式等速萬向節(jié)的操作。在從發(fā)動機(jī)(未示出)輸出的轉(zhuǎn)動動力轉(zhuǎn)動軸時，軸的轉(zhuǎn)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(zhuǎn)動。在此情況下，在根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的用于車輛的成角度偏移球籠式等速萬向節(jié)中，外圈33的轉(zhuǎn)動角被滾珠36改變，從而產(chǎn)生跟隨車輛的移位的萬向節(jié)角。外圈滾珠軌道OBT的轉(zhuǎn)動中心r2和內(nèi)圈滾珠軌道IBT的轉(zhuǎn)動中心r3定位為以偏移角α相對于彼此對稱，由此在保持外圈33的外徑同時通過補(bǔ)償外圈33的槽接觸表面壓力來增強(qiáng)萬向節(jié)的整體強(qiáng)度。換句話說，參見圖7和圖8，在外圈33的槽中的由參考標(biāo)記‘a(chǎn)’所指示的部分通過偏移角α增大，當(dāng)萬向節(jié)角最大化時所述部分實(shí)現(xiàn)相對于滾珠36的最小接觸面積，而接觸表面壓力可以通過借助于偏移角α增加部分‘a(chǎn)’的接觸面積而減小。在內(nèi)圈35的槽中的由參考標(biāo)記‘b’所指示的部分通過偏移角α減小，當(dāng)萬向節(jié)角最大化時所述部分實(shí)現(xiàn)相對于滾珠36的最大接觸面積。以此方式，即使接觸表面壓力增加，也可以通過偏移角α而減小接觸面積來補(bǔ)償整個槽接觸表面壓力。在此，偏移角α介于從-45度到+45度的范圍內(nèi)。另外，相對于萬向節(jié)轉(zhuǎn)動中心rl彼此對稱定位的多個滾珠36的節(jié)圓直徑PCD與偏移量Rl的比R1/PCD介于0.040到0.130的范圍內(nèi)。如上所述，如果外圈33的槽與內(nèi)圈35之間的接觸表面壓力被補(bǔ)償，那么保持架34的強(qiáng)度可以通過相對增加保持架34的外徑而增強(qiáng)。雖然已經(jīng)在上面詳細(xì)說明了本發(fā)明的示例性實(shí)施方式，但應(yīng)該理解，本領(lǐng)域普通技術(shù)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(quán)利要求限定的本發(fā)明的示例性實(shí)施方式的主旨和范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種用于車輛的成角度偏移球籠式等速萬向節(jié)，包括: 內(nèi)圈，所述內(nèi)圈連接到軸的端部； 外圈，所述外圈安裝在所述內(nèi)圈的外側(cè)； 多個滾珠，所述多個滾珠用于將所述內(nèi)圈的扭矩傳遞到所述外圈； 保持架，所述保持架具有用于支撐所述對應(yīng)滾珠的開口， 其中，外圈滾珠軌道的轉(zhuǎn)動中心與內(nèi)圈滾珠軌道的轉(zhuǎn)動中心以偏移角對稱。
2.如權(quán)利要求1所述的成角度偏移球籠式等速萬向節(jié)，其中，在所述外圈的槽中的部分的接觸面積通過所述偏移角而增加，當(dāng)萬向節(jié)角最大化時所述部分實(shí)現(xiàn)相對于所述滾珠的最小接觸面積。
3.如權(quán)利要求1所述的成角度偏移球籠式等速萬向節(jié)，其中，在所述內(nèi)圈的槽中的部分的接觸面積通過所述偏移角而減小，當(dāng)萬向節(jié)角最大化時所述部分實(shí)現(xiàn)相對于所述滾珠的最大接觸面積。
4.如權(quán)利要求1所述的成角度偏移球籠式等速萬向節(jié)，其中，所述保持架的強(qiáng)度利用所述保持架的外徑而增加。
5.如權(quán)利要求1所述的成角度偏移球籠式等速萬向節(jié)，其中，所述球籠式萬向節(jié)安裝在所述軸的面向車輪的外側(cè)端處。
6.如權(quán)利要求1所述的成角度偏移球籠式等速萬向節(jié)，其中，所述偏移角介于從-45度到+45度的范圍內(nèi)。
7.如權(quán)利要求1所述的成角度偏移球籠式等速萬向節(jié)，其中，相對于萬向節(jié)轉(zhuǎn)動中心Π彼此對稱定位的所述多個滾珠的節(jié)圓直徑PCD與偏移量Rl的比R1/PCD介于0.040到0.130的范圍內(nèi)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種用于車輛的成角度偏移球籠式等速萬向節(jié)，其可以通過使外圈轉(zhuǎn)動中心和內(nèi)圈轉(zhuǎn)動中心以偏移角相對于彼此對稱定位而在保持外圈外徑的同時補(bǔ)償外圈槽與滾珠之間的接觸表面壓力來增強(qiáng)萬向節(jié)的強(qiáng)度。成角度偏移球籠式等速萬向節(jié)包括連接到軸的端部的內(nèi)圈、安裝在內(nèi)圈外側(cè)的外圈、用于將內(nèi)圈的扭矩傳遞到外圈的多個滾珠、以及具有用于支撐對應(yīng)滾珠的開口的保持架，其中外圈滾珠軌道的轉(zhuǎn)動中心與內(nèi)圈滾珠軌道的轉(zhuǎn)動中心以偏移角對稱。
文檔編號F16D3/223GK103104628SQ20111035192
公開日2013年5月15日 申請日期2011年11月9日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月9日
發(fā)明者金必起 申請人:現(xiàn)代威亞株式會社