專利名稱：等速萬向節(jié)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及固定式(非插入式)等速萬向節(jié)，這種萬向節(jié)包括-一個(gè)空心結(jié)構(gòu)的外接合件，具有一條旋轉(zhuǎn)軸線，在其內(nèi)部具有多個(gè)至少部分呈弧形的導(dǎo)槽，這些導(dǎo)槽圍繞所述軸線呈環(huán)形隔開，其中心線在相對(duì)于軸線的子午面上延伸，導(dǎo)槽之間有結(jié)合區(qū)，這些結(jié)合區(qū)與外接合件連為一體，這些結(jié)合區(qū)具有徑向朝內(nèi)的表面；-一個(gè)內(nèi)接合件，布置在外接合件之內(nèi)，具有一條旋轉(zhuǎn)軸線，在其外部配有多個(gè)導(dǎo)槽，這些導(dǎo)槽的中心線位于相對(duì)于內(nèi)接合件旋轉(zhuǎn)軸線的子午面上，內(nèi)接合件的導(dǎo)槽與外接合件的導(dǎo)槽成對(duì)地相對(duì)布置，內(nèi)接合件的導(dǎo)槽之間有結(jié)合區(qū)，這些結(jié)合區(qū)具有徑向朝外的表面；-多個(gè)球，內(nèi)外接合件每一對(duì)相對(duì)的導(dǎo)槽中布置一個(gè)球，以進(jìn)行這些接合件之間的轉(zhuǎn)距傳遞；-一個(gè)環(huán)形結(jié)構(gòu)的殼罩，布置在接合件之間，具有多個(gè)孔以接納各自的球，限定成其中心線位于一個(gè)公共平面上；該殼罩具有內(nèi)外表面，每個(gè)表面同與之相對(duì)的結(jié)合區(qū)表面進(jìn)行配合，使殼罩和內(nèi)接合件進(jìn)行軸向定位；內(nèi)外接合件的導(dǎo)槽和/或殼罩的內(nèi)外表面的構(gòu)形使得當(dāng)萬向節(jié)接合時(shí)，包含球心的公共平面(平分面)基本平分內(nèi)外接合件旋轉(zhuǎn)軸線之間的角。
這種萬向節(jié)下面稱為“所述萬向節(jié)”。
現(xiàn)有技術(shù)所述萬向節(jié)有多種類型，在內(nèi)外接合件的導(dǎo)槽和/或殼罩的內(nèi)外表面的構(gòu)形方面彼此有區(qū)別，公共平面(平分面)據(jù)此進(jìn)行導(dǎo)向，從而使萬向節(jié)具有等速運(yùn)轉(zhuǎn)特性。但是，盡管萬向節(jié)類型不同，殼罩都是通過殼罩的外表面以及與之相對(duì)的結(jié)合區(qū)表面之間的配合在萬向節(jié)中進(jìn)行軸向定位。
從理論上來說，在所述萬向節(jié)中，這些配合的表面應(yīng)為部分球形，殼罩的外表面的形狀和與之相配合的外接合件結(jié)合區(qū)的互補(bǔ)表面之間應(yīng)該非常一致(其間只能留有涂一層潤滑劑的間隙)。實(shí)際上，在標(biāo)準(zhǔn)公差范圍內(nèi)，很難達(dá)到非常一致。
當(dāng)萬向節(jié)傳遞轉(zhuǎn)距時(shí)，萬向節(jié)中的作用力使殼罩推向萬向節(jié)的一端，推向哪一端，取決于萬向節(jié)處于未接合位置時(shí)內(nèi)外接合件的導(dǎo)槽偏離公共平面的方向。殼罩與外接合件結(jié)合區(qū)的配合表面在理論上應(yīng)為部分球形，如果不精確磨削，萬向節(jié)中的作用力可能使殼罩與結(jié)合區(qū)的配合表面運(yùn)轉(zhuǎn)不靈活并發(fā)生楔作用。例如，如果外接合件結(jié)合區(qū)朝內(nèi)的表面在萬向節(jié)縱向截面上曲率半徑大于殼罩的朝外的配合表面，那么，萬向節(jié)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)可能使殼罩不斷發(fā)生運(yùn)轉(zhuǎn)不靈活的現(xiàn)象，其結(jié)果導(dǎo)致發(fā)熱和快速磨損。
如果將一對(duì)配合表面中的一個(gè)表面或者兩個(gè)表面設(shè)計(jì)成不是圍繞具有該表面的組件的旋轉(zhuǎn)軸線的部分球形，而是設(shè)計(jì)成一種圍繞所述軸線的弧形回轉(zhuǎn)表面，其曲率中心不在該軸線上，而是偏離該軸線，那么，上述問題即可解決。目的是獲得這樣的配合表面彼此僅僅在具有這些表面的組件的端部區(qū)域進(jìn)行接觸。為此，在縱向截面上，結(jié)合區(qū)朝內(nèi)的配合表面的曲率半徑應(yīng)略小于殼罩朝外的配合表面的曲率半徑。重要的是，曲率半徑的差別不應(yīng)太大，否則，殼罩和外接合件之間的接觸面積小，從而導(dǎo)致高壓和快速磨損。與在制造過程中要將表面磨削到同樣的曲率半徑比較而言，這種表面曲率半徑的組合允許制造中有較大的公差，但是，即使如此，仍然要嚴(yán)格控制表面構(gòu)形的公差，這樣，制造中就困難一些。
因此，本發(fā)明旨在提出一種解決該問題的萬向節(jié)。
本發(fā)明概述根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)特征，本發(fā)明提出一種萬向節(jié)，其特征在于，當(dāng)萬向節(jié)傳遞轉(zhuǎn)距時(shí)，它具有殼罩的外表面與外接合件的相對(duì)的結(jié)合區(qū)表面的多個(gè)第一接觸部分，靠近外接合件的一端，它們進(jìn)行接觸，承受住由于萬向節(jié)的幾何形狀而造成的對(duì)殼罩的軸向作用力，它還具有一個(gè)凹陷部分(下面給出定義)，當(dāng)萬向節(jié)處于未接合位置時(shí)，該凹陷部分一般靠近公共平面(平分面)，最好位于每個(gè)相對(duì)的結(jié)合區(qū)表面上的第一接觸表面部分和公共平面之間，或者圍繞公共平面，每個(gè)凹陷部分在導(dǎo)槽之間結(jié)合區(qū)的整個(gè)環(huán)形寬度上延伸，這些導(dǎo)槽與該結(jié)合區(qū)鄰接，還具有殼罩的外表面與外接合件的相對(duì)的結(jié)合區(qū)表面的多個(gè)第二接觸部分，以控制殼罩的軸向滑移，第二接觸部分與第一接觸部分由凹陷部分隔開。
一個(gè)外接合件結(jié)合區(qū)表面的“凹陷部分”是這樣一個(gè)表面部分當(dāng)萬向節(jié)接合和使用以傳遞轉(zhuǎn)距期間，該表面部分不接觸殼罩的相對(duì)的外表面，該表面部分由組件表面上的一個(gè)階梯形部分或者由表面上的一個(gè)在縱向截面上傾斜度陡變的部分與相鄰的第一接觸表面部分隔開，或者由這樣一個(gè)或多個(gè)表面限定，該表面或其中每個(gè)表面具有與相鄰第一接觸表面部分的表面不同的曲率半徑，可以同第一接觸表面部分的表面相切；或者在縱向截面上是直的；或者由在縱向截面上與相鄰第一接觸表面部分的表面在一個(gè)轉(zhuǎn)折點(diǎn)相交的一個(gè)表面限定。
“縱向截面”是萬向節(jié)處于未接合位置時(shí)通過萬向節(jié)旋轉(zhuǎn)軸線的一個(gè)平面上的截面。
目前的萬向節(jié)是在殼罩和一個(gè)接合件的形狀不合適的表面之間、在這些組件的一個(gè)軸向中間部位進(jìn)行接觸，這在很大程度上是出現(xiàn)運(yùn)轉(zhuǎn)不靈活的原因。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)特征，本發(fā)明提出一種萬向節(jié)，其特征在于，當(dāng)萬向節(jié)傳遞轉(zhuǎn)距時(shí)，具有殼罩的外表面與外接合件的相對(duì)的結(jié)合區(qū)表面的多個(gè)硬化的第一和第二接觸部分，第一接觸部分靠近萬向節(jié)的一端，它們進(jìn)行接觸，承受住由于萬向節(jié)的幾何形狀而造成的對(duì)殼罩的軸向作用力，第二接觸部分控制殼罩的軸向滑移；在第一和第二接觸表面部分之間，在每個(gè)相對(duì)的結(jié)合區(qū)表面的整個(gè)環(huán)形寬度上，具有一個(gè)凹陷部分(定義如前)，當(dāng)萬向節(jié)處于未接合位置時(shí)，凹陷部分或每個(gè)凹陷部分一般靠近公共平面(平分面)，其特征還在于，先在結(jié)合區(qū)表面上制造凹陷部分，再對(duì)結(jié)合區(qū)表面進(jìn)行硬化；硬化以后，配有凹陷部分的結(jié)合區(qū)表面不進(jìn)行金屬切削處理，而可選的是要清除由硬化產(chǎn)生的氧化皮。
本發(fā)明還提出一種制造萬向節(jié)外接合件的方法，這種外接合件是精加工品，隨時(shí)可用于所述萬向節(jié)，所述方法包括制造一種外接合件坯件，同時(shí)或以后制造導(dǎo)槽、結(jié)合區(qū)以及每個(gè)結(jié)合區(qū)的表面上的一個(gè)凹陷部分(定義如前)，凹陷部分在結(jié)合區(qū)的整個(gè)環(huán)形寬度上延伸，當(dāng)萬向節(jié)處于未接合位置時(shí)，一般靠近公共平面(平分面)，對(duì)接合件進(jìn)行熱處理，使結(jié)合區(qū)表面堅(jiān)固，但是，在接合件硬化以后，結(jié)合區(qū)表面不進(jìn)行金屬切削的進(jìn)一步處理，而可選的是要清除由硬化產(chǎn)生的氧化皮。
以前提出的一些方案中，在萬向節(jié)各部件之間具有凹陷部分。
日本實(shí)用新型3-112123描述了一種插入式等速萬向節(jié)，其中，在內(nèi)接合件上和/或在殼罩的內(nèi)表面上具有一個(gè)凹陷部分，起潤滑劑存儲(chǔ)器的作用。
文獻(xiàn)US-5433668描述了一種固定式球型等速萬向節(jié)，其中，外接合件中殼罩的軸向間隙通過一個(gè)環(huán)上的多個(gè)指桿調(diào)節(jié)，指桿的端部接觸殼罩的外表面，環(huán)在外接合件的開口端固定到外接合件的結(jié)合區(qū)上。殼罩僅僅接觸指桿，不接觸外接合件。
文獻(xiàn)US-4820240描述了一種固定式球型等速萬向節(jié)，其中，在內(nèi)接合件和殼罩的相對(duì)的表面之間具有軸向間隙，殼罩的相對(duì)的表面和外接合件包括一個(gè)球形導(dǎo)向表面和一個(gè)短支承表面。
文獻(xiàn)US-4156353描述了一種固定式球型等速萬向節(jié)，其中，殼罩的外表面和外接合件的相對(duì)的結(jié)合區(qū)表面僅僅在靠近萬向節(jié)開口端處進(jìn)行接觸，內(nèi)接合件的外表面和殼罩的內(nèi)表面僅僅在靠近萬向節(jié)封閉端處進(jìn)行接觸。
這些方案都不能解決上面提出的問題，也不能控制殼罩的軸向滑移。
由于本發(fā)明萬向節(jié)的凹陷部分，殼罩和外接合件的接觸面積減小到所需的接觸表面部分，因此，使相對(duì)的表面上具有不同的曲率半徑以防殼罩相對(duì)于外接合件發(fā)生楔作用和運(yùn)轉(zhuǎn)不靈活所需的嚴(yán)格公差得以避免。這便于制造，當(dāng)接合件中配置球形結(jié)合區(qū)表面時(shí)，可以解決一個(gè)組件不同部分要進(jìn)行大量切削的差別問題。
因此，在本發(fā)明萬向節(jié)的縱向截面上，外接合件和殼罩的接觸表面部分的構(gòu)形問題變得不太關(guān)鍵。接觸表面部分可以設(shè)計(jì)成真正球形，其優(yōu)越性在于使接觸表面部分在較大的表面面積上進(jìn)行接觸(從而減少磨損)并且避免楔作用問題。
每個(gè)第一接觸表面部分最好基本呈部分球形。為了便于制造，每個(gè)第二接觸表面部分最好也基本呈部分球形。第一和第二接觸表面部分最好位于以外接合件旋轉(zhuǎn)軸線為中心的相同的部分球形表面上。
最好只有外接合件的結(jié)合區(qū)表面才具有凹陷部分。
如上所述，當(dāng)萬向節(jié)處于未接合位置時(shí)，凹陷部分可以在公共平面的兩側(cè)延伸，或者可以在公共平面和相鄰的第一接觸表面之間僅僅在所述平面的一側(cè)延伸。
在制造本發(fā)明萬向節(jié)或外接合件時(shí)，接觸部分和凹陷部分最好在軟狀態(tài)下即在硬化以前與組件一起進(jìn)行制造。因?yàn)闅ふ趾徒雍霞慕佑|面積減小，所以由硬化熱處理引起的接合件球形的變化比較容易調(diào)節(jié)。如果球形表面是機(jī)加工產(chǎn)生的而不是機(jī)加工成形的(例如是通過車削而不是通過成形磨削)，那么，周期時(shí)間可以比較快，因?yàn)樵谳^短的距離上要求進(jìn)刀速度緩慢。另一方面，如果結(jié)合區(qū)表面是機(jī)加工成形的，則刀具加工成本較低，因?yàn)橐尚蔚拿娣e較小。
外接合件凹陷部分的配置及其熱處理之前的成形兩者相結(jié)合，并且具有凹陷部分的表面在熱處理后不進(jìn)行金屬切削的表面處理而可能只是清除氧化皮，因此，無需對(duì)結(jié)合區(qū)進(jìn)行昂貴的熱處理之后的機(jī)加工工序、例如磨削。


現(xiàn)在參照附圖和非限制性實(shí)施例來描述本發(fā)明。
附圖如下圖1是本發(fā)明一個(gè)固定式等速萬向節(jié)沿圖2中箭頭A方向的端視圖；圖2是沿圖1中Ⅱ-Ⅱ線的縱向剖視圖；圖3是圖2剖視圖的局部放大圖，示出一個(gè)凹陷部分；圖4、5和6是類似于圖3的細(xì)部圖，示出凹陷部分的其它形狀；圖7至11示出本發(fā)明一個(gè)固定式萬向節(jié)的一個(gè)外接合件的制造方法。
本發(fā)明的最佳實(shí)施例圖1和2示出一個(gè)固定式等速萬向節(jié)，其主要組件是一個(gè)外接合件10、一個(gè)內(nèi)接合件11、一個(gè)殼罩12以及多個(gè)轉(zhuǎn)矩傳遞球13。
外接合件10是一個(gè)空心杯形組件，具有一個(gè)封閉端14，一個(gè)短軸15從該封閉端延伸。外接合件的旋轉(zhuǎn)軸線以16示出。在外接合件內(nèi)部，具有多個(gè)在圓周上間隔配置的弧形導(dǎo)槽17，這些導(dǎo)槽圍繞接合件軸線進(jìn)行等角度間隔配置，其中心線位于包含軸線16的子午面上。導(dǎo)槽17之間具有結(jié)合區(qū)18，這些結(jié)合區(qū)與接合件連為一體，具有徑向朝內(nèi)的表面。
內(nèi)接合件11在其外表面上配有多個(gè)弧形導(dǎo)槽19，這些導(dǎo)槽的中心線位于包含內(nèi)接合件旋轉(zhuǎn)軸線的多個(gè)子午面上，當(dāng)萬向節(jié)處于所示的對(duì)中狀態(tài)(非接合狀態(tài))時(shí)，內(nèi)接合件的旋轉(zhuǎn)軸線與軸線16重合。導(dǎo)槽19面對(duì)導(dǎo)槽17，一對(duì)一對(duì)地處于相對(duì)位置。在導(dǎo)槽19之間，內(nèi)接合件具有結(jié)合區(qū)23，這些結(jié)合區(qū)與內(nèi)接合件連為一體，具有徑向朝外的表面。內(nèi)接合件是一個(gè)空心組件，具有一個(gè)花鍵孔24，用于進(jìn)行轉(zhuǎn)矩傳遞地接納一個(gè)驅(qū)動(dòng)軸24a。
在圖2所示的縱向剖視圖中，導(dǎo)槽17、19在結(jié)構(gòu)上呈弧形，這種弧形的曲率中心在萬向節(jié)軸向上彼此偏離，以便每對(duì)導(dǎo)槽在接近外接合件的開口端時(shí)彼此偏離。每對(duì)相對(duì)的導(dǎo)槽17、19接納相應(yīng)的一個(gè)轉(zhuǎn)距傳遞球13，球的球心位于一個(gè)公共平面P上。接合件中導(dǎo)槽17、19的偏離結(jié)構(gòu)是這樣的以公知的方式，當(dāng)萬向節(jié)接合時(shí)，圖2所示的公共平面P(平分面)平分接合件旋轉(zhuǎn)軸線之間的角度，從而使萬向節(jié)具有等速特征。
殼罩12是一個(gè)環(huán)形組件，配置在內(nèi)外接合件之間。殼罩12具有多個(gè)孔20，分別接納球13，這樣，這些球的球心位于公共平面P上。
殼罩具有一個(gè)外表面21，該表面與外接合件導(dǎo)槽17之間結(jié)合區(qū)18的徑向朝內(nèi)的表面相接觸。殼罩還具有一個(gè)內(nèi)表面22，該表面與內(nèi)接合件11導(dǎo)槽19之間結(jié)合區(qū)23的徑向朝外的表面相接觸。
萬向節(jié)在使用中時(shí)，作用在球和殼罩上的作用力將后者朝外接合件10的開口端進(jìn)行推動(dòng)。因此，殼罩的外表面主要在緊靠外接合件開口端的區(qū)域A支承在外接合件結(jié)合區(qū)18的與之相對(duì)的表面上。在所示的萬向節(jié)中，內(nèi)接合件11的導(dǎo)槽朝外接合件10的封閉端14偏離，外接合件的導(dǎo)槽朝外接合件的開口端偏離。但是，偏離的方向可以顛倒過來，這樣，第一接觸表面部分的位置改變到與外接合件封閉端相鄰的位置。
結(jié)合區(qū)18、23的表面最好呈部分球形，形成分別以外接合件10或內(nèi)接合件11的旋轉(zhuǎn)軸線16為中心的一個(gè)球形的多個(gè)部分。但是，結(jié)合區(qū)表面可以由圍繞所述軸線的一個(gè)弧形回轉(zhuǎn)表面形成，不過，弧形的中心不在軸線上。在另一種布置中，弧形不是圓弧形。結(jié)合區(qū)表面可以按另一種方式由圍繞與接合件旋轉(zhuǎn)軸線偏離的一個(gè)回轉(zhuǎn)軸線的一個(gè)弧形表面形成，該弧形最好但不一定是圓弧形，當(dāng)考慮所有結(jié)合區(qū)表面時(shí)，回轉(zhuǎn)軸線的軌跡是一個(gè)圍繞旋轉(zhuǎn)軸線的圓。對(duì)于一個(gè)本領(lǐng)域技術(shù)人員來說很清楚，結(jié)合區(qū)表面與以旋轉(zhuǎn)軸線為中心的真正球形表面的偏差是小的。
在圖1和2所示的本發(fā)明實(shí)施例中，外接合件結(jié)合區(qū)18朝內(nèi)的表面如標(biāo)號(hào)25所示的那樣凹陷。當(dāng)萬向節(jié)處于圖2所示的未接合位置時(shí)，凹陷部分在公共平面P的兩側(cè)進(jìn)行延伸，其端部限定成階梯形。每個(gè)凹陷部分在結(jié)合區(qū)一側(cè)導(dǎo)槽之間的整個(gè)結(jié)合區(qū)寬度上延伸。
如圖3所示，每個(gè)凹陷部分開始的與外接合件開口端鄰接的表面的階梯形部分以標(biāo)號(hào)26示出，相對(duì)的端部以階梯形部分26a示出。這在凹陷部分25和外接合件開口端之間保留第一接觸表面部分27。這些部分27接觸殼罩的外表面21。表面部分27與殼罩的外表面的接觸承受住在萬向節(jié)使用期間對(duì)殼罩的軸向作用力。
每個(gè)凹陷部分25在凹陷部分的端部相對(duì)于結(jié)合區(qū)表面可以具有不大于150微米(0.150毫米)、例如50至100微米的深度。最佳深度為30至100微米。凹陷部分應(yīng)盡量淺，同時(shí)又避免殼罩的外表面在萬向節(jié)使用和接合期間與凹陷部分朝內(nèi)的表面接觸，凹陷部分的深度不應(yīng)使外接合件導(dǎo)槽的深度減小到在球和導(dǎo)槽之間出現(xiàn)不良接觸的程度。凹陷部分減小了結(jié)合區(qū)上必須準(zhǔn)確成形成部分27的表面部分，從而便于制造。
配置凹陷部分具有這樣的作用基本上避免殼罩與外接合件運(yùn)行不靈活和發(fā)生楔作用，無需對(duì)外接合件上的整個(gè)結(jié)合區(qū)嚴(yán)格保持公差。在轉(zhuǎn)距傳遞下，通過與緊靠外接合件開口端10的結(jié)合區(qū)18的非凹陷第一接觸部分27相接觸，殼罩仍然進(jìn)行令人滿意的導(dǎo)向。
根據(jù)本發(fā)明配置凹陷部分25的另一個(gè)作用是，在殼罩和外接合件的配合表面附近蓄積潤滑劑，使這些表面的潤滑得到改善。
配置凹陷部分還有一個(gè)作用，當(dāng)萬向節(jié)經(jīng)受高轉(zhuǎn)距時(shí)，大徑向作用力可能使外接合件變形而不呈圓形，配置凹陷部分以后，殼罩不大容易被外接合件擠壓。如果不配置凹陷部分，外接合件的變形可能使之緊貼在殼罩上。
如圖1和2所示，外接合件結(jié)合區(qū)上的接觸表面部分27與殼罩的外表面21的配合，在萬向節(jié)使用期間，承受住對(duì)殼罩的軸向作用力。為了控制殼罩相對(duì)于外接合件的軸向滑移，在結(jié)合區(qū)18上具有第二表面部分127，靠近萬向節(jié)的封閉端，與殼罩的外表面21接觸。萬向節(jié)每個(gè)結(jié)合區(qū)上的表面27和127由凹陷部分25隔開。要注意的是，當(dāng)萬向節(jié)處于未接合位置時(shí)，凹陷部分25在公共平面P的兩側(cè)延伸。但是，凹陷部分可以只在接觸部分27和公共平面P之間進(jìn)行延伸。
在制造本發(fā)明萬向節(jié)時(shí)，無需控制外接合件中結(jié)合區(qū)的構(gòu)形，如果結(jié)合區(qū)為一般球形構(gòu)形，那么，在該區(qū)域則要加以控制。外接合件結(jié)合區(qū)和殼罩的內(nèi)外配合表面可以設(shè)計(jì)成精確的部分球形，即圍繞各自圓弧形組件的旋轉(zhuǎn)軸線的h回轉(zhuǎn)表面，其曲率中心位于該旋轉(zhuǎn)軸線上。這樣，可以使確實(shí)進(jìn)行接觸的表面部分配合良好。
圖1至3所示的凹陷部分限定在配有這些凹陷部分的表面上的階梯形部分之間，這些階梯形部分在表面上的傾斜度為陡變，傾斜度的變化可以是任何合適的角度。
圖4示出另一種布置情況。表面部分30和31是外接合件結(jié)合區(qū)內(nèi)表面上的第一和第二接觸表面，是從外接合件旋轉(zhuǎn)軸線16上的點(diǎn)A起半徑相同的圓弧形。凹陷部分由表面32和33限定，這些表面分別從偏離軸線16的點(diǎn)B和C起是圓弧形。限定凹陷部分的弧形表面32和33在相交處進(jìn)行融合，分別與表面部分30和31相切。由圖可見，當(dāng)萬向節(jié)處于未接合位置時(shí)，凹陷部分圍繞公共平面P。
如圖5所示，表面部分34和35是殼罩外表面和外接合件結(jié)合區(qū)上的第一和第二接觸表面部分。凹陷部分36由端部部分37和38限定，這些端部部分與表面部分34和35形狀不同，由一個(gè)弧形表面部分39連接，該弧形表面部分的中心位于萬向節(jié)的旋轉(zhuǎn)軸線上，但是其半徑大于殼罩外表面的半徑。表面部分34和端部部分37像表面部分35和端部部分38那樣在轉(zhuǎn)折點(diǎn)處相交。當(dāng)萬向節(jié)處于未接合位置時(shí)，凹陷部分也是圍繞公共平面P。
如圖6所示，表面部分40和41是殼罩外表面和外接合件結(jié)合區(qū)上的第一和第二接觸部分。凹陷部分42由兩個(gè)表面部分43和44限定，這兩個(gè)表面部分在橫截面上是直的，在標(biāo)號(hào)45處進(jìn)行融合。表面部分43和44在其端部46和47與結(jié)合區(qū)表面41相切。當(dāng)萬向節(jié)處于未接合位置時(shí)，凹陷部分圍繞公共平面P。
凹陷部分不必如圖示那樣的對(duì)稱，可以在其端部具有不同的形狀，例如一端為圖3所示的階梯形狀，而另一端為圖6所示的直線形狀?？梢赃M(jìn)行其它的組合，但是在所有情況下，凹陷部分在任一側(cè)導(dǎo)槽之間整個(gè)結(jié)合區(qū)寬度上進(jìn)行延伸。當(dāng)萬向節(jié)處于未接合位置時(shí)，凹陷部分可以圍繞公共平面P或者處于公共平面P和第一接觸表面部分之間。
在每個(gè)實(shí)施例中，凹陷部分25,32、33,36和42任一側(cè)每個(gè)結(jié)合區(qū)18表面的多個(gè)部分，最好是具有相同球形表面的部分，或者是具有上述回轉(zhuǎn)表面的部分。但是，如果需要，這些部分可以位于不同的回轉(zhuǎn)表面上。
所示的固定式萬向節(jié)是殼罩的內(nèi)外部分球形表面彼此同心的一種萬向節(jié)。在某些固定式萬向節(jié)中，這些表面不同心，殼罩的一端比另一端厚。本發(fā)明同樣適用于這樣的萬向節(jié)。
圖7至11示出圖1至3所示外接合件的一種制造方法。
圖7示出一個(gè)普通鉆孔鍛件50。該鍛件具有一個(gè)鐘形部分51和一個(gè)桿部52。首先，在桿端54標(biāo)號(hào)53處使鉆定中心。
如圖8所示，下一步是車削鍛件的外部型面。這樣，鐘形部分51的外表面機(jī)加工成一個(gè)槽55以接納一個(gè)密封套夾。桿部在標(biāo)號(hào)57處機(jī)加工成一個(gè)短軸，然后短軸車削鍵槽，桿部的端部部分58進(jìn)行車削，然后加工螺紋。
如圖9所示，第三步是在鐘形部分內(nèi)制造球形表面59，并且對(duì)外接合件的前面65和喇叭口切面66進(jìn)行機(jī)加工。球形表面59在下一步銑削好導(dǎo)槽之后在導(dǎo)槽之間配有結(jié)合區(qū)表面。球形表面59在靠近外接合件封閉端的標(biāo)號(hào)60處凹陷。球形表面還圍繞公共平面P配有一個(gè)環(huán)形槽61。槽61的橫截面可以是圖1至6所示的任意形狀，但是示出的形狀是圖2和3所示的形狀。
如圖10所示，導(dǎo)槽62分兩步進(jìn)行銑削。第一步是粗銑削，第二步是精銑削。導(dǎo)槽之間有結(jié)合區(qū)，每個(gè)結(jié)合區(qū)具有槽61所配置的一個(gè)凹陷部分61a。圖11示出多個(gè)導(dǎo)槽62和結(jié)合區(qū)63。由圖9和10可見，凹陷部分在相鄰導(dǎo)槽之間結(jié)合區(qū)的整個(gè)環(huán)形寬度上進(jìn)行延伸。
導(dǎo)槽銑削之后，在桿部57上加工鍵槽，在桿部58上加工螺紋。
現(xiàn)在對(duì)外接合件進(jìn)行熱處理，使導(dǎo)槽和結(jié)合區(qū)的表面硬化。熱處理操作例如可以是感應(yīng)淬火或者是表面滲碳。硬化以后，結(jié)合區(qū)63的表面不進(jìn)行金屬切削的表面處理，而可選的是要清除由硬化工序所產(chǎn)生的氧化皮。如果需要，導(dǎo)槽可以進(jìn)行機(jī)加工或磨削。
由此可見，具有凹陷部分的結(jié)合區(qū)不進(jìn)行任何昂貴的后熱處理，由于在結(jié)合區(qū)上配置凹陷部分，這是可以的，這減小了結(jié)合區(qū)和殼罩外表面之間的接觸面積。
外接合件可以用其它方法制造，例如可以鍛造成具有粗加工的結(jié)合區(qū)和導(dǎo)槽，然后將結(jié)合區(qū)加工成所需的形狀，并且對(duì)導(dǎo)槽進(jìn)行銑削。在結(jié)合區(qū)加工期間，凹陷部分也就形成了。加工鍵槽和螺紋以后，外接合件進(jìn)行熱處理，但是，在熱處理之后，無需對(duì)結(jié)合區(qū)表面進(jìn)行金屬切削，而可選的是從結(jié)合區(qū)表面清除氧化皮。
在外接合件的另一種制造方法中，可以將外接合件精密定形，用定形刀具使結(jié)合區(qū)制成所需形狀，包括凹陷部分，而導(dǎo)槽進(jìn)行粗加工。然后，導(dǎo)槽進(jìn)行精銑，外接合件進(jìn)行熱處理，使導(dǎo)槽和結(jié)合區(qū)堅(jiān)固，但是，結(jié)合區(qū)表面無需進(jìn)行進(jìn)一步的表面處理，而可選的是清除由熱處理所產(chǎn)生的氧化皮。在另一種方法中，導(dǎo)槽可以采用精密定形法用定形刀具進(jìn)行光制，然后，結(jié)合區(qū)與凹陷部分一起進(jìn)行車削，組件進(jìn)行熱處理，如果需要，結(jié)合區(qū)表面要清除氧化皮但無需進(jìn)行金屬切削。
也可以同時(shí)用定形刀具光制結(jié)合區(qū)和導(dǎo)槽。凹陷部分可以與結(jié)合區(qū)一起制造或者然后再進(jìn)行機(jī)加工。熱處理之后，結(jié)合區(qū)無需進(jìn)行金屬切削，而可選的是清除氧化皮。
熱處理以后，外接合件可以進(jìn)行校準(zhǔn)，可以完全或部分地涂覆例如一氮化鈦或磷酸鋅。
以上說明或以下權(quán)利要求、或者附圖中公開的特征，通過具體實(shí)施例或者按照一種起所公開的作用的裝置或一種達(dá)到所公開的適當(dāng)效果的方法加以描述，這些特征可以分別地或者組合地進(jìn)行應(yīng)用，從而以各種不同的方式來實(shí)施本發(fā)明。
權(quán)利要求
1.一種固定式(非插入式)等速萬向節(jié)，它包括一個(gè)空心結(jié)構(gòu)的外接合件(10)，該外接合件具有一條旋轉(zhuǎn)軸線(16)，在其內(nèi)部具有至少部分呈弧形的導(dǎo)槽(17)，這些導(dǎo)槽圍繞軸線(16)呈環(huán)形隔開，其中心線在相對(duì)于軸線的子午面上延伸，多個(gè)結(jié)合區(qū)(18)，限定在所述導(dǎo)槽之間，與外接合件連為一體，具有徑向朝內(nèi)的表面；一個(gè)內(nèi)接合件(11)，布置在外接合件之內(nèi)，具有一條旋轉(zhuǎn)軸線，多個(gè)至少部分呈弧形的導(dǎo)槽(19)，布置在內(nèi)接合件的外部，其中心線在相對(duì)于內(nèi)接合件旋轉(zhuǎn)軸線的多個(gè)子午面上延伸，內(nèi)接合件的這些導(dǎo)槽與外接合件的導(dǎo)槽(17)成對(duì)地相對(duì)布置，多個(gè)結(jié)合區(qū)(23)，限定在內(nèi)接合件的導(dǎo)槽之間，內(nèi)接合件的結(jié)合區(qū)具有徑向朝外的表面；多個(gè)球(13)，內(nèi)外接合件每一對(duì)相對(duì)的導(dǎo)槽(17,19)中布置一個(gè)球，以進(jìn)行這些接合件之間的轉(zhuǎn)距傳遞；一個(gè)環(huán)形結(jié)構(gòu)的殼罩(12)，布置在內(nèi)外接合件(11,10)之間，具有多個(gè)孔(20)以接納各自的球(13)，限定成其中心線位于一個(gè)公共平面(P)上；該殼罩具有內(nèi)外表面(21,22)，這些表面分別接觸內(nèi)外接合件上的結(jié)合區(qū)表面；殼罩的外表面(21)與外接合件的相對(duì)的結(jié)合區(qū)(18)表面的第一接觸部分(27,30,343,40)，所述第一接觸部分靠近外接合件的一端(A)，當(dāng)萬向節(jié)傳遞轉(zhuǎn)距時(shí)，它們進(jìn)行接觸，承受住由于萬向節(jié)的幾何形狀而造成的對(duì)殼罩的軸向作用力，內(nèi)外接合件的導(dǎo)槽(19,17)和/或殼罩的內(nèi)外表面(21,22)的構(gòu)形使得當(dāng)萬向節(jié)接合時(shí)，所述公共平面(P)基本平分內(nèi)外接合件旋轉(zhuǎn)軸線之間的角，其特征在于，在外接合件的每個(gè)結(jié)合區(qū)表面上具有一個(gè)凹陷部分(25；32,33；36；42)，當(dāng)萬向節(jié)處于未接合位置時(shí)，該凹陷部分靠近公共平面(P)，每個(gè)凹陷部分包括外接合件的一個(gè)表面部分(32,33；37,38,39；43-47)，當(dāng)萬向節(jié)接合和使用傳遞轉(zhuǎn)距時(shí)，不接觸殼罩的相對(duì)的外表面，并且在同結(jié)合區(qū)(18)鄰接的導(dǎo)槽(17)之間結(jié)合區(qū)的整個(gè)環(huán)形寬度上進(jìn)行延伸；它還具有外接合件相對(duì)的結(jié)合區(qū)(18)表面與殼罩的外表面(21)的第二接觸部分(127,31,35,41)，以控制殼罩的軸向滑移，第二接觸部分與第一接觸部分由凹陷部分(25；32,33；36；42)隔開。
2．一種固定式(非插入式)等速萬向節(jié)，它包括一個(gè)空心結(jié)構(gòu)的外接合件(10)，該外接合件具有一條旋轉(zhuǎn)軸線(16)，在其內(nèi)部具有至少部分呈弧形的導(dǎo)槽(17)，這些導(dǎo)槽圍繞軸線(16)呈環(huán)形隔開，其中心線在相對(duì)于軸線的子午面上延伸，多個(gè)結(jié)合區(qū)(18)，限定在所述導(dǎo)槽之間，與外接合件連為一體，具有徑向朝內(nèi)的表面；一個(gè)內(nèi)接合件(11)，布置在外接合件之內(nèi)，具有一條旋轉(zhuǎn)軸線，多個(gè)至少部分呈弧形的導(dǎo)槽(19)，布置在內(nèi)接合件的外部，其中心線在相對(duì)于內(nèi)接合件旋轉(zhuǎn)軸線的多個(gè)子午面上延伸，內(nèi)接合件的這些導(dǎo)槽與外接合件的導(dǎo)槽(17)成對(duì)地相對(duì)布置，多個(gè)結(jié)合區(qū)(23)，限定在內(nèi)接合件的導(dǎo)槽之間，內(nèi)接合件的結(jié)合區(qū)具有徑向朝外的表面；多個(gè)球(13)，內(nèi)外接合件每一對(duì)相對(duì)的導(dǎo)槽(17,19)中布置一個(gè)球，以進(jìn)行這些接合件之間的轉(zhuǎn)距傳遞；一個(gè)環(huán)形結(jié)構(gòu)的殼罩(12)，布置在內(nèi)外接合件(11,10)之間，具有多個(gè)孔(20)以接納各自的球(13)，限定成其中心線位于一個(gè)公共平面(P)上；該殼罩具有內(nèi)外表面(21,22)，這些表面分別接觸內(nèi)外接合件上的結(jié)合區(qū)表面；殼罩的外表面(21)與外接合件的相對(duì)的結(jié)合區(qū)(18)表面的第一接觸部分(27,30,343,40)，所述第一接觸部分靠近外接合件的一端(A)，當(dāng)萬向節(jié)傳遞轉(zhuǎn)距時(shí)，它們進(jìn)行接觸，承受住由于萬向節(jié)的幾何形狀而造成的對(duì)殼罩的軸向作用力，內(nèi)外接合件的導(dǎo)槽(19,17)和/或殼罩的內(nèi)外表面(21,22)的構(gòu)形使得當(dāng)萬向節(jié)接合時(shí)，所述公共平面(P)基本平分內(nèi)外接合件旋轉(zhuǎn)軸線之間的角，其特征在于，在外接合件的每個(gè)結(jié)合區(qū)表面上具有一個(gè)凹陷部分(25；32,33；36；42)，當(dāng)萬向節(jié)處于未接合位置時(shí)，該凹陷部分位于結(jié)合區(qū)表面的第一接觸表面部分(27,30,34,40)和公共平面(P)之間，或者圍繞所述公共平面，每個(gè)凹陷部分包括外接合件的一個(gè)表面部分(32,33；37,38,39；43-47)，當(dāng)萬向節(jié)接合和使用傳遞轉(zhuǎn)距時(shí)，該凹陷部分不接觸殼罩的相對(duì)的外表面，該凹陷部分由所述組件表面上的一個(gè)在縱向截面上傾斜度陡變的部分與相鄰的第一接觸表面部分(27)隔開，該傾斜度陡變的部分可以形成一個(gè)階梯形部分(26)；或者由這樣一個(gè)或多個(gè)表面(32,33)限定，該表面或其中每個(gè)表面具有與相鄰第一接觸表面部分(30)的表面不同的曲率半徑，可以同第一接觸表面部分的表面相切；或者在縱向截面(43,44)上是直的；或者由在縱向截面上與相鄰第一接觸表面部分的表面在一個(gè)轉(zhuǎn)折點(diǎn)(34,37)相交的一個(gè)表面限定，每個(gè)凹陷部分在同結(jié)合區(qū)(18)鄰接的導(dǎo)槽(17)之間結(jié)合區(qū)的整個(gè)環(huán)形寬度上進(jìn)行延伸；它還具有外接合件的相對(duì)的結(jié)合區(qū)(18)表面和殼罩的外表面(21)的第二接觸部分(127,31,35,41)，以控制殼罩的軸向滑移，第二接觸部分與第一接觸部分由凹陷部分(25；32,33；36；42)隔開。
3．根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的萬向節(jié)，其中，外接合件結(jié)合區(qū)(18)表面的所述第一和第二接觸部分(27；32,33；34；35；40；41；127)加以硬化，其特征在于，先在結(jié)合區(qū)(18)的表面上制造凹陷部分(25,32,33,36,42)，再對(duì)所述結(jié)合區(qū)表面進(jìn)行硬化，硬化以后，配有凹陷部分的結(jié)合區(qū)表面不進(jìn)行金屬切削處理，而可選的是要清除由所述硬化產(chǎn)生的氧化皮。
4．根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的萬向節(jié)，其特征在于，外接合件的第一接觸表面部分(27,32,34,40)基本呈部分球形。
5．根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的萬向節(jié)，其特征在于，外接合件的第二接觸表面部分(127,33,35,41)基本呈部分球形。
6．根據(jù)權(quán)利要求4和5所述的萬向節(jié)，其特征在于，外接合件的第一和第二接觸表面部分(27,32,34,40；127,33,35,41)位于以外接合件旋轉(zhuǎn)軸線(16)為中心的相同的部分球形表面上。
7．根據(jù)權(quán)利要求1至3之一所述的萬向節(jié)，其特征在于，結(jié)合區(qū)表面的第一接觸部分和第二接觸部分不位于相同的部分球形表面上或回轉(zhuǎn)表面上。
8．根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的萬向節(jié)，其特征在于，在殼罩的外表面(22)和外接合件結(jié)合區(qū)(18)的表面中，只有所述外接合件結(jié)合區(qū)表面才具有凹陷部分。
9．根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的萬向節(jié)，其特征在于，每個(gè)凹陷部分的深度在凹陷部分的端部相對(duì)于結(jié)合區(qū)表面不大于150微米。
10．根據(jù)權(quán)利要求9所述的萬向節(jié)，其特征在于，每個(gè)凹陷部分的深度在凹陷部分的端部相對(duì)于結(jié)合區(qū)表面為50至100微米。
11．根據(jù)權(quán)利要求9所述的萬向節(jié)，其特征在于，每個(gè)凹陷部分的深度在凹陷部分的端部相對(duì)于結(jié)合區(qū)表面為30至50微米。
12．一種根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的萬向節(jié)的外接合件，這種外接合件是精加工品，隨時(shí)可用于所述萬向節(jié)，并具有經(jīng)過硬化的結(jié)合區(qū)表面，其特征在于，先在外接合件的結(jié)合區(qū)(18)上制造凹陷部分(25；32,33；36；42)，再對(duì)所述結(jié)合區(qū)表面進(jìn)行硬化，硬化以后，結(jié)合區(qū)表面不進(jìn)行金屬切削處理，而可選的是要清除由所述硬化產(chǎn)生的氧化皮。
13．根據(jù)權(quán)利要求12所述的外接合件，其特征在于，每個(gè)凹陷部分的深度在凹陷部分的端部相對(duì)于結(jié)合區(qū)表面不大于150微米。
14．根據(jù)權(quán)利要求13所述的外接合件，其特征在于，每個(gè)凹陷部分的深度在凹陷部分的端部相對(duì)于結(jié)合區(qū)表面為50至100微米。
15．根據(jù)權(quán)利要求13所述的外接合件，其特征在于，每個(gè)凹陷部分的深度在凹陷部分的端部相對(duì)于結(jié)合區(qū)表面為30至50微米。
16．一種根據(jù)權(quán)利要求1至11之一所述的萬向節(jié)的外接合件的制造方法，這種外接合件是精加工品，隨時(shí)可用于所述萬向節(jié)，其特征在于，所述方法包括制造一種外接合件坯件(50)，同時(shí)或以后制造導(dǎo)槽(17)、結(jié)合區(qū)(18)以及外接合件的結(jié)合區(qū)的表面上的凹陷部分(25；32,33；36；42)，然后對(duì)所述接合件進(jìn)行熱處理，使結(jié)合區(qū)表面和導(dǎo)槽堅(jiān)固，但是，在接合件硬化以后，結(jié)合區(qū)表面不進(jìn)行金屬切削的進(jìn)一步處理，而可選的是要清除由所述硬化產(chǎn)生的氧化皮。
17．根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其特征在于，每個(gè)凹陷部分的深度在凹陷部分的端部相對(duì)于結(jié)合區(qū)表面不大于150微米。
18．根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其特征在于，每個(gè)凹陷部分的深度在凹陷部分的端部相對(duì)于結(jié)合區(qū)表面為50至100微米。
19．根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其特征在于，每個(gè)凹陷部分的深度在凹陷部分的端部相對(duì)于結(jié)合區(qū)表面為30至50微米。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種固定式球型等速萬向節(jié),它包括一個(gè)外接合件(10),該外接合件具有接納球的導(dǎo)槽(17)及位于導(dǎo)槽之間的結(jié)合區(qū)(18)。所述結(jié)合區(qū)接觸一個(gè)殼罩(12)的外表面(21),并配有凹陷部分(25),凹陷部分在結(jié)合區(qū)的整個(gè)環(huán)形寬度上延伸。所述凹陷部分位于殼罩的外表面和相對(duì)的結(jié)合區(qū)表面的第一和第二接觸部分之間。凹陷部分減小了必須精確成形的面積,因此便于結(jié)合區(qū)表面的成形。所述結(jié)合區(qū)經(jīng)過硬化,但是,硬化以前,可以設(shè)置凹陷部分(25)。硬化之后,設(shè)有凹陷部分的結(jié)合區(qū)表面不進(jìn)行金屬切削的處理,而可選的是清除由硬化產(chǎn)生的氧化皮。
文檔編號(hào)F16D3/224GK1230246SQ9719782
公開日1999年9月29日 申請(qǐng)日期1997年10月29日 優(yōu)先權(quán)日1996年10月31日
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