[发明专利]球关节万向节

说明书

技术领域

本发明涉及机械传动构件领域，特别是涉及到了一种球关节万向节。

背景技术

万向节是机械传动领域中经常会用到的传动部件，其可以实现夹角不固定的两轴之间的旋转动力的传动，因而在汽车、车床以及机器人等需要复杂传动机构的领域中均得到了十分广泛地应用。

目前市场上常见的万向节主要有两种，即十字轴关节万向节和球关节式万向节，关于十字轴关节万向节。其中十字轴式万向节是一种不等速万向节，其包括一个十字轴，两个万向节叉和四个滚针轴承，两万向节叉上的孔分别套在十字轴的两对轴颈上。滚针轴承装在十字轴轴颈和万向节叉孔间，滚针轴承外圈靠卡环轴向定位。这样当主动轴转动时，从动轴既可随之转动，又可绕十字轴中心在任意方向摆动，这样就适应了夹角和距离同时变化的需要。实际生产中，十字轴万向节在汽车行业中得到了十分广泛地应用。

此处所述的球关节式万向节主要是指球笼式万向节和球叉式万向节。此处着重介绍球笼式万向节的结构。球笼式万向节包括星形套、主动轴、球壳、钢球和保持架，其中星形套以内花键与主动轴相连，其外表面有弧形凹槽，形成内滚道，球壳的内表面有相应的弧形凹槽，形成外滚道。钢球分别装在由六组内外滚道所对出的空间里，并被保持架限定在同一个平面内。使用时，球笼式万向节的动力由主动轴及星形套经钢球传到球壳输出，关于球笼式万向节的结构，公布号为CN103832464A的中国专利申请中有相关的介绍，此处不再做赘述。

通过以上介绍可知，十字轴关节万向节中需要在万向节叉上打孔以安装滚针轴承和十字轴，并且在装配好以后，十字轴的与万向节叉装配的部分在万向节工作时直接参与传力，需要较高的强度，因此不论是从制造来说，还是从使用来说，十字轴关节万向节的小型化程度均是受限的，在一些特殊的小空间传动场合无法满足使用要求。对于球笼式万向节来说，一方面需要在星形套上加工弧形凹槽，另一方面钢球的装配还需要用到保持架，再加上由于要实现对球壳的装配，球壳实际上是通过一个个的悬臂爪与钢球配合，而且悬臂爪在球笼式万向节工作时也直接参与传力，因此球笼式万向节的小型化程度也是受限的，无法满足一些特殊的小空间传动场合的使用要求。

综上所述，目前市场上常见的万向节普遍存在着无法实现小(微)型化、不能满足小空间传动使用要求的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种球关节万向节，以解决现有万向节无法实现微型化，不能满足小空间传动使用要求的问题。

为了解决上述问题，本发明的球关节万向节采用以下技术方案：球关节万向节，包括两个万向节叉和关节球，每个万向节叉均包括叉头和相对设置的卡板，叉头包括叉臂，所述卡板位于相应的叉臂上，卡板的内侧设有与关节球对应的球窝，另外，卡板的内侧设有圆锥形的回转面，所述回转面形成的圆锥形自卡板内侧向外逐渐变大，关节球被卡在两个万向节叉的卡板之间，两万向节叉的相邻的卡板的回转面相切贴合。

所述回转面位于相应卡板的边缘处并使得卡板的外轮廓形成锥台形。

所述万向节叉包括前端的U形部和固定在U形部上的尾轴，所述叉臂由所述U形部所形成的U形的立臂构成。

所述万向节叉为一体式结构，所述叉臂为弹性叉臂。

由于本发明的球关节万向节的万向节叉的卡板的内侧设有圆锥形的回转面，关节球被卡在两个万向节叉的卡板之间，并且两万向节叉的相邻的卡板的回转面相切贴合，因此，在使用的时候，关节球实际上仅仅是作为两个万向节叉的连接结合部件使用，因此对关节球本身的大小可不作要求，仅需保证万向节叉球窝与关节球之间为滑动配合，传力以及传动则是靠相邻卡板间的互推来实现，而卡板是通过球窝与关节球配合，因此可以最大化的缩小，同时作为传力和传动部件的直接作用部件，卡板本身无需做过多的破坏性结构，从而更加易于保证强度，这也在一定程度上为了卡板的缩小提供了条件。综上所述，本发明的球关节万向节更加有利于实现微型化，解决了现有万向节不能满足小空间传动使用要求的问题。

更进一步的，直接将卡板的外边缘设为回转面可以最大化的减小卡板的体积；采用弹性叉臂可以直接将卡板卡在关节球上，方便了对万向节叉和关节球之间的装配，简化了二者之间的装配结构。

附图说明

图1是球关节万向节的实施例的结构示意图；

图2是万向节叉的结构示意图。

具体实施方式

球关节万向节的实施例，如图1-2所示，该球关节万向节包括万向节叉101和关节球102。