[发明专利]交叉滚道滚珠联轴器

说明书

技术领域

本发明涉及一种交叉滚道滚珠联轴器。

背景技术

现有“普通滚道”滚珠联轴器在用于大负载，有冲击的传动中，由于滚珠在滚道中的位 置有时处于自由状态(在滚道中心线方向)而未能及时回到相应位置，易造成滚珠卡死而应 力猛增，往往会使滚道弧面变形而失效，尤其在折角较大时，“普通滚道”滚珠联轴器能传 递的扭矩往往不能充分发挥出来。

如授权公告号为CN 2378570Y的“一种滚珠联釉器”就属于此类“普通滚道”滚珠联轴 器。本申请人对这种“普通滚道”滚珠联轴器进行了深入的研究和试验，发现这种联轴器比 其他的万向联轴器在性能上虽有所改善，但仍然有不足之处。主要缺陷是滚珠在滚道中的运 行轨迹不完全遵循设计上要求的运行轨迹，而这种轨迹偏差不利于滚珠万向联轴器的运行， 主要是由此产生额外的内应力而加大滚道的变形甚至滚道面失效。

发明内容

针对上述情况，本发明的目的在于提供一种交叉滚道滚珠联轴器，它既能显著提高联轴 器的承载能力和抗冲击能力，还能保证联轴器传动关节的灵活性，且结构简单，易于制造， 成本较低，适宜普及推广。

为了实现上述目的，本发明的交叉滚道滚珠联轴器，它由内齿、滚珠和外齿组成滚道传 力副，该滚道传力副中内齿滚道中心线与外齿滚道中心线相互交叉成γ角，且γ角是α角与 β角之和，其内齿、外齿的滚道面均是半径为R的圆柱形弧面。

其中：α角是内齿滚道中心线相交于内齿回转中心线上形成。β角是外齿滚道中心线相 交于外齿回转中心线上形成。滚珠的球面由内齿的滚道面与外齿的滚道面相互包容。滚珠的 球心重合于内齿滚道中心线与外齿滚道中心线的交叉点。内齿和外齿的齿顶均呈锥形，而齿 根无锥度。

本发明采用由内齿、滚珠和外齿组成滚道传力副并使内齿滚道中心线与外齿滚道中心线 相互交叉成γ角，从而能有效地制约滚珠使其始终处在滚道中的交叉点上，此滚珠会随内、 外齿滚道中心线的交叉点移动而移动的技术方案；它克服了现有“普通滚道”滚珠联轴器的 主要缺陷：内齿与外齿的滚道中心线与联轴器的中心线因平行设置而导致滚珠运动轨迹不稳 定和不确定的状况发生，极易造成滚珠卡死，使联轴器内的应力急骤增加而引发的滚道弧面 变形和失效。

本发明相比现有技术的进步点：

(1)由锥形齿廓的内齿和锥形齿廓的外齿两条相交叉的圆柱形弧面包容滚珠形成的两个滚 道传力副，该两个滚道传力副的内齿、外齿滚道中心线相互交叉成γ角，且γ＝α+β，其滚 珠的球心被限制与交叉点与重合；

(2)内齿的圆柱形弧面齿在圆周方向上均匀分布，内齿滚道中心线即内齿的圆柱形弧面的 中心线相交于内齿的回转中心线形成一α角度，内齿两端的圆柱形弧面齿分布节圆半径分别 为R1和R2且R1≠R2，齿顶带锥度，其锥度与内齿滚道中心线即内齿的圆柱形弧面的中心线一 致，齿根为无锥度的直通形；

(3)外齿的圆柱形弧面齿在圆周方向上均匀分布，外齿滚道中心线即外齿的圆柱形弧面的 中心线相交于外齿的回转中心线形成一β角度，外齿两端的圆柱形弧面齿分布节圆半径分别 为R3和R4且R3≠R4，齿顶带锥度，其锥度与外齿滚道中心线即外齿的圆柱形弧面的中心线一 致，齿根为无锥度的直通形；

(4)交叉滚道滚珠联轴器的内齿1圆柱形弧面半径和外齿3圆柱形弧面半径均为R，滚珠半 径也为R。如图1所示，形成内齿1和外齿3两条相交叉的圆柱形弧面包容滚珠2的两个滚道传 力副，滚道传力副中内齿滚道中心线6与外齿滚道中心线5的交叉角为γ，且γ＝α+β。这样 滚珠的球心就与内齿滚道中心线6、外齿滚道中心线5的交点重合，从而制约了滚珠的位置， 如图6所示，理论上滚珠2只能随内齿滚道中心线6、外齿滚道中心线5的交点的移动而移动， 也就是说，随着内齿滚道中心线6、外齿滚道中心线5的交点的移动，滚珠2将被限制性的移 动，即滚珠2在滚道内沿轴线的自由度也被相对限制。又如图7所示，“普通滚道”滚珠联轴 器的内齿滚道中心线6和外齿滚道中心线5是重合的，在此状态时滚珠2滚道内沿轴线方向是 没有限制的，当进入折角运行时，内齿滚道中心线6和外齿滚道中心线5的交点A会离开滚珠2 的球心O比较远，使得滚珠2来不及回到交点A的位置，造成滚珠2在O点受到急骤增加的内应 力并导致滚道变形或滚珠破裂。而在交叉滚道下，滚珠2在折角处的变化过程中总是保持球 心O与交点A的重合，避免了上述内应力的产生；