[实用新型]一种球铰传动轴

摘要

本实用新型公开了一种球铰传动轴，其属于机械行业传动系统的传动轴。它解决了现有技术十字轴式传动轴的结构不够紧凑、密封差、易于磨损、承载能力低、易于疲劳断裂的缺陷及球笼式/球叉式传动轴结构复杂、制造工艺水平要求高、钢球与滚道接触面积小、接触应力大的弊端。本实用新型通过在球头外表面设置滑道并与钢球的滑靴相配合，从而使钢球与滑靴之间为球面接触、滑靴与滑道之间为平面或曲面接触，大大增加了传动件之间的接触面积，有效降低了各传动压力面之间的压强，提高了零部件的寿命，且使钢球的受力剪切面基本上位于钢球的最大直径上，传递扭矩的能力增强。本实用新型具有结构简单、制造方便，承载能力大、可靠性高的综合优点。

主权项

一种球铰传动轴，包括球窝、球头、球头柄、端盖、钢球，其特征在于：球窝的内腔设置球窝球面（S1），端盖内腔设置端盖球面（S2），球头外表面设置球头球面（S3），球窝球面（S1）和端盖球面（S2）具有相等的球径，球头球面（S3）可与球窝球面（S1）和端盖球面（S2）共球心并形成球面滑动配合；球窝和端盖通过基准端面（P）贴合固定装配在一起并拥有共同的主回转轴（W），主回转轴（W）通过球窝球面（S1）和端盖球面（S2）的球心并与基准端面（P）垂直，球窝球面（S1）和端盖球面（S2）的球心位于基准端面（P）上，从而使球窝球面（S1）和端盖球面（S2）的球心重合并使球窝球面（S1）和端盖球面（S2）共球面，球头被包裹装配在球窝球面（S1）和端盖球面（S2）围成的球腔内，使球头球面（S3）与球窝球面（S1）和端盖球面（S2）的球心重合；端盖的外端口（E‑2）的开口直径小于球头球面（S3）的球径，从而保证球头球面（S3）不会脱离球窝球面（S1）和端盖球面（S2）围成的球腔并与之保持球面间正确的滑动配合关系；球窝的基准端面（P）上还设置有沿主回转轴（W）周向均布的至少1个内凹钢球定位球面Ⅰ（R1），钢球定位球面Ⅰ（R1）的球心位于基准端面（P）上并保持与球窝球面（S1）的球心等距离，该距离的大小等于或接近球窝球面（S1）的球面半径；与上述钢球定位球面Ⅰ（R1）相匹配，对应地，端盖的基准端面（P）上也设置有沿主回转轴（W）周向均布的至少1个内凹钢球定位球面Ⅱ（R2）并与球窝的内凹钢球定位球面Ⅰ（R1）对应配合，相对应配合的钢球定位球面Ⅱ（R2）和钢球定位球面Ⅰ（R1）保持同心共球面的关系，并围成等于或接近半球面的空腔，该空腔球面包裹在对应的钢球（F）的外球面上并保持球面间正确的滑动配合关系；球头（H）的副回转轴（J）通过球头球面（S3）的球心并与球头柄（H‑1）的轴线重合，球头球面（S3）上还设置有围绕副回转轴（J）周向均布的至少1条滑道（L），从而与上述钢球定位球面Ⅰ（R1）和钢球定位球面Ⅱ（R2）相匹配；每条滑道（L）均具有对称面，该对称面通过副回转轴（J）及球头球面（S3）的球心；与滑道（L）相匹配，可以设置滑靴（G），滑靴（G）对应滑动配合在滑道（L）的沟槽内，滑靴底面（G‑2）与滑道底面（L‑1）滑动配合，滑靴侧面（G‑3）与滑道侧面（L‑2）滑动配合，而滑靴顶面（G‑1）与球窝球面（S1）及端盖球面（S2）配合；滑靴顶面（G‑1）上还设置有钢球定位球面Ⅲ（R3），钢球定位球面Ⅲ（R3）与对应的钢球定位球面Ⅰ（R1）和钢球定位球面Ⅱ（R2）可合围成一个球腔包裹配合在钢球（F）的外球面上，钢球（F）可在该球腔内自由转动；当球窝、球头、球头柄、端盖、钢球和滑靴按上述装配关系装配在一起后，钢球（F）便被限制在了钢球定位球面Ⅰ（R1）和钢球定位球面Ⅱ（R2）内，而滑靴（G）则被限制在球窝球面（S1）和滑道底面（L‑1）之间并同时受滑道侧面和钢球（F）的约束；球头和球头柄可相对于球窝摆动，从而可使球窝的主回转轴（W）和球头（H）的副回转轴（J）之间产生夹角；当球窝与机器的动力接口连接在一起后，球窝便在动力接口的驱动下转动，并通过钢球（F）将转矩传递给滑靴（G），滑靴（G）又通过滑道（L）将转矩传递给球头和球头柄，从而驱动球头和球头柄转动，并进一步通过球头柄向与球头柄连接的下一级传动部件传递动力。