[发明专利]三脚型恒速率万向接头

说明书

发明概述

本发明涉及一种三脚型恒速率万向接头，它包括：一个具有旋转轴线的主接头部件，该主接头部件具有三个绕旋转轴线周向间隔分布并沿纵向延伸的滚道；一个具有旋转轴线的副接头部件，该副接头部件具有三个托架，每个托架具有各自的轴线并伸入主接头部件的滚道中；由各个托架所支承的滚子，每个滚子都有各自的轴线和外圆周面，其中外圆周面是关于轴线的回转面并且与主接头部件中相应滚道的对边相啮合，滚子被限制在其相应托架中以便绕托架轴线旋转和沿纵向移动，并且能在其对应的滚道中倾斜。

这类三脚型接头在后面被称之为特种三脚接头。

迄今为止，在特种三脚接头中每个滚子的外圆周面大体上呈部分球形，而主接头部件中与相应的滚子外圆周面啮合的每个滚道的对边呈部分圆柱形。部分球形滚子的表面曲率半径基本上与部分圆柱形滚道的表面曲率半径相同，尽管实际上由于滚道侧边的曲率半径与滚子外圆周面的曲率半径稍有不同而使滚子与滚道侧边之间的接触区域减小。

在上面所述普通三脚接头中出现的一个问题是，当接头在铰接条件下(即两个接头部件的旋转轴线相互倾斜)旋转时，在接头部件之间会出现轴向力。这种轴向力是三阶力，也就是说，它们的频率是接头旋转速度的三倍，当接头铰接角度增大时它们也随之增加。

当这种接头用在前轮驱动汽车的驱动轴上时，这种力的影响特别明显。由于这两种接头元件具有相互插入的能力，即可以相对地沿轴向移动，所以它们通常被用作内接头以适应汽车悬架运动时驱动轴总长度的变化。这样使用接头导致的一个问题是“颤动”，其中由接头产生的轴向力被传递给汽车装置，并在一定条件下表现为颤动而被汽车乘客感觉到。当汽车加速时颤动尤其是一个问题，这是因为带有大量驱动设备的汽车前部的升高增大了驱动轴内侧万向接头的铰接角度，同时由接头传递的大扭矩也加剧了这个问题。在现代客车中这个问题更加严重，装配时更容易遇到需要增大内侧万向接头的铰接角度的问题。

有几种万向接头的颤动小于先前已知的特种三脚万向接头，其中的一些接头是通常的三脚型但滚子装配更复杂。这种复杂性使得接头的制造成本昂贵。

本发明的主要目的是提供一种特种三脚型恒速率万向接头，其中可以克服或减少上面所述的颤动问题，并且与带有附加零件的更加复杂的接头相比，它可以相对减少费用。

按照本发明，我们提供这样一种特种三脚恒速率万向接头，其中副接头部件托架的轴线与垂直于副接头部件旋转轴线的平面倾斜和/或偏离副接头部件的旋转轴线，每个滚子的外圆周面是大体凸弧形母线绕滚子轴线形成的回转面，该弧线的半径大于滚子的赤道半径。

为方便起见，弧形母线的半径在这里被称为滚子的子午线半径，滚子的赤道半径是环绕滚子轴线的最大半径。

可以发现依靠上述方法，再通过减少在接头部件间出现的三阶轴向力，就可以减少颤动问题。根据本发明的接头，其成本也小于采用附加零件的接头的成本。

滚子的子午线半径大约是滚子赤道半径的1.5倍。

按照本发明，接头中滚子外圆周面的外形是一个半径大于滚子赤道半径的大体弧形母线绕滚子轴线形成的回转面，这意味着，这类滚子的表面实际上是一个筒形。与这样的滚子表面相配合，主接头部件中滚道的每个对边不可能是纵轴线延伸经过滚道中心的单一圆柱体的对置部分圆柱体，而必须是不同圆柱体的部分，这些圆柱体的半径稍大于环绕滚子轴线回转形成滚子圆周表面的大体弧形母线的曲率半径。

在主接头部件旋转轴线截面的纵向上，每个滚子侧面的曲率半径优选地大于或者等于滚子子午线半径的1.05倍。

下面参照附图并利用实施例对本发明进行描述，其中：

图1是按照本发明的万向接头的第一实施例的局部剖视图； 

图2是图1所示接头的副接头部件的轴视图；

图3示意表示了图1所示接头的滚子和滚道的构形；

图4和图5分别是按照本发明的接头的另一实施方案的轴视图及其副接头部件的纵向局部剖视图。

参照图1和图2，一个三脚型恒速率万向接头包括一个外部主接头部件10，其基本成杯形之部分11的圆周侧壁12形成一个内腔13，内腔的一端由支座14封闭，而短轴15从支座上伸出。短轴15上有一个花键轴段16，以便与另一旋转部件啮合从而传递扭矩。当利用这种接头，通常是在汽车的驱动轴装置中用来驱动汽车轮时，这种其它部件通常是差动轮系的输出部件。

接头部件10的旋转轴线标记为17。