[发明专利]球形万向联轴节

权利要求书

1.一种用于在第一元件与第二元件之间传递旋转力的万向联轴节，每个所述元件都可绕两个轴线的各自一个轴线转动，两轴线在从180°到偏离180°的预定最大角度x°的角度的连续范围内可变地相交，以使得所述两元件可在最大为2x°的连续范围上相交，所述联轴节包括：

单对齿轮，包括第一齿轮和第二齿轮，第一齿轮包括多个内齿，第二齿轮包括与所述内齿配对啮合的多个外齿，每个齿轮都被固定到对应一个的所述元件上，以随之转动；

每个所述齿轮都具有各自的理论节距表面，其为各个大节距球面的形式，所述大节距球面是同心的，且具有基本上相等的半径，每个所述齿轮具有节距圆，其分别是其中一个所述大节距球上的大圆，从而使得所述节距圆实质上在分开180°的两个极点处彼此相交；

每个内齿的内齿面形成有直边的型廓，其具有部分锥体的形状；

每个外齿的外齿面形成有直边的型廓，其具有带有预定半径的圆柱形中央部分、以及还具有两个具有预定宽度的平面延伸部，两平面延伸部被分别形成在所述圆柱中央部分的每一侧；以及

当所述齿轮以驱动-从动的关系转动时，在整个所述的角度连续范围内，所述轴线在所述大节距球面的中心处相交。

2.根据权利要求1所述的万向联轴节，其特征在于：x至少为30。

3.根据权利要求1所述的万向联轴节，其特征在于：每个所述内齿和每个所述外齿的内部是中空的。

4.根据权利要求1所述的万向联轴节，其特征在于：该万向联轴节以背靠背的形式与第二万向联轴节固定地安装起来，其中，第二万向联轴节与所述万向联轴节基本上相同，从而在所述第一元件和所述第二元件中一个与从所述第二万向联轴节延伸出的第三元件之间实现了4x°的运动的最大连续范围。

5.根据权利要求1所述的万向联轴节，其特征在于：两所述齿轮的各个轮齿都被形成在多个个体较小的理论球面中的一个球面内，这些球面被布置在一个圆上，以使得相继的各个较小球面与相邻较小球面接触处的切点落在所述大节距球的表面上，且各个较小球面上所述接触点之间的距离确定了各个相应轮齿的法向弦齿厚。

6.根据权利要求5所述的万向联轴节，其特征在于：各个所述内齿面的表面与各个个体较小的球面在所述较小球面之间的所述接触点处相切，其中，所述内齿面锥形面上的锥形顶角部分是由一种结构确定，该结构包括：a)所述理论较小球面加上尺寸相等的另外理论较小球面，其中，另外理论较小球面被居中布置成与所述两理论大球面同心；以及(b)形成两条与所述较小中央球面的相反两侧相切、且经过所述较小理论球面中的一个和它的相邻球面之间两切点重相应的一个的相交直线，所述锥形顶角由所述两相交直线在交点(c)处形成的角度确定。

7.根据权利要求6所述的万向联轴节，其特征在于：每个内齿都垂直于第一元件的轴线延伸，且每个外齿都垂直于所述第二元件的轴线延伸。

8.根据权利要求5所述的万向联轴节，其特征在于：各个所述外齿面上的所述平面延伸部的所述预定宽度随着所述最大角度x°的变化而变化，所述延伸部被形成为从初始切点处从中央齿面的每侧延伸出，其中的初始切点位于与所述中央齿面的中心线成x°的位置，所述延伸部至少延伸到所述圆柱中央部分的2x°径向线处，从而使得所述中央齿面每侧的所述平面延伸部的长度超过x°处的所述切点延伸另外一个x°，以及在两齿轮的轴线在以所述最大角度x°相交的条件下，随着所述第二齿轮相对于所述第一齿轮沿着椭圆弧移动，各个所述平面延伸部从所述初始切点的延伸平行于所述圆柱中央部分径向中心的运动直线。

9.根据权利要求5所述的万向联轴节，其特征在于：各个外齿面的圆柱中心部分的所述预定半径等于各个相应外齿的所述法向弦齿厚的一半。

10.根据权利要求5所述的万向联轴节，其特征在于：所述多个个体较小的齿面是十二个，从而每个齿轮具有六个轮齿，且各个内齿面锥形部分的顶角为60°。

11.根据权利要求10所述的万向联轴节，其特征在于：每个所述内齿都被形成在杯形的支撑件中，支撑件被固定到所述可转动元件中的第一元件的端部上，以及还包括安装在所述杯形支撑件中的对中球体，所述对中球体的半径不大于所述大节距球的所述共用中心与相交点(c)之间的距离。