专利名称：传动联轴节,特别用于不成一直线的轴之间传动的联轴节的制作方法
技术领域：
本发明涉及在主权利要求1的前序中提到的一种传动联轴节。
此处所提出的这类联轴节典型地适用于以可靠性和结构简单为主要需求的装置中的特别是不处于同一直线上的轴之间的传动，如农业机械中通常会有这样的传动装置。
背景技术：
已公开的日本专利申请03079185A号的摘要中公开了这种联轴节的一个例子。在该文描述的联轴节中，联轴节的构件具有六边形轮廓并相互咬合以保证扭力偶，并且由于联轴节的其中一个构件近似呈类似球体状，而联轴节的另一构件具有相应的容纳腔，该空腔轴向延伸并具有六角形轮廓，从而使得在互相倾斜的轴之间也能传输传动力。
已知的解决方案的一个局限在于，由于相互接触构件之间联结的几何限制，当联轴节的轴之间的相对倾斜超出一定程度，将使传动力的传动逐渐不平稳，当倾斜超出联轴器的几何尺寸所允许的限制时，就有可能造成联轴节的锁死。
发明内容
本发明的一个主要目的是提供一种上述类型的联轴节，该联轴节确保联轴节的轴之间、在预先选定的可能的角度倾斜范围内的正确传动，并避免倾斜角度超出极限，从而防止联轴节的锁死。
本发明的另一个目的是提供一种联轴节，在驱动轴和传动轴之间存在相对张应力或压应力，尤其是存在有将联轴节的元件拉离趋势的应力的情况下，该联轴节能够使传动力在驱动轴和传动轴之间传递。
本发明还有一个目的，就是提供一种总体非常紧凑并且结构简单的联轴节，特别是，用有限数量的零件就可制造这种联轴节，其装配和拆卸都很简单快捷。
以上所提出的目标，以及其它将在下文中描述的目标，均可通过本发明由在所附的权利要求中所述的联轴节来达到。
参照附图，从下面的以非限定性方式描述的优选实施例的详细说明中，本发明的更多特征和优势将体现得更为明显。
图1是根据本发明形成的一个联轴节的分解透视图，图2是图1的联轴节在装配状态的透视图，图3是本发明的联轴节处于初始工作状态时的轴向部分剖面图，在该状态下联轴节元件的旋转轴处于同一直线上，图4是前图的联轴节处于第二工作状态时的轴向部分剖面图，在该状态下联轴节元件的旋转轴以允许的最大倾斜角度彼此倾斜。
具体实施例方式
参照文中所提到的附图，按照本发明制造的联轴节标记为1，用来在一对轴2与3之间传动。图中仅显示了轴2、3的部分结构。
联轴节1包括第一联轴节元件4和第二联轴节元件5，第一联轴节元件4和第二联轴节元件5可固定用于分别绕相应的旋转轴X1和X2与轴2和轴3一起转动。
第一联轴节元件4包含一个近似呈球体的主体6，此主体又由多个片段状部分6a构成，这些片段状部分沿轴X1方向伸长。每一个片段状部分6a的外表面具有弯曲的轮廓，特别是呈类似球形的弯曲轮廓，并由相对的边缘7限定界限。在主体6的自由轴向端，这些边缘7汇聚于共同顶点8；在相对的轴向端，主体6以第一联轴节元件的一个部分9延伸，该部分9的形状为球心角体9a，其功能见下面的描述。类似球形主体6的横截面(垂直于轴X1方向)呈多边形，特别是正六边形的几何形状。
第二联轴节元件5包含一个不可见的轴向腔体10，该腔体构成放置主体6的支座。腔体10沿轴X2方向同轴延伸，具有基本上一致的截面(垂直于轴X2)并具有相应的正六边形轮廓。选择该腔体的截面尺寸稍大于类似球形主体6的最大直径截面的尺寸，使得主体6容纳在腔体10内同时上述部分之间具有很小的径向间隙，由此来确保主体6和相应腔体10之间的共有的扭力偶，同时允许轴X1和X2之间存在相对倾斜度(图4)，这样保证了联轴节元件4和5之间的传动力传递，即使在轴2和3的轴X1和X2相对倾斜的情况下，也能保证传动。
不可见的腔体10形成于第二联轴节元件5的相应部分11内，该部分11的形状也为球心角体11a。
球心角体9a和11a的球形区域属于具有预先选定的共同半径的同一球形轮廓，可认为是同一球体由基本为球截形的中间隔断部分所隔开的两部分。
在第一联轴节元件的部分9上位于主体6与部件9之间限定了肩部表面12(至少部分地组成了球心角体9a的基座)，肩部表面12具有平面环形构形，沿垂直于轴X1的方向延伸。相应地，在第二联轴节元件5的部分11上限定锥形表面13。表面13环绕不可见腔体10延伸以致与球心角体11a毗连，并且其锥形轮廓的母线与轴X2的垂线成一预先选择的角度A倾斜，如图4。
角度A等于轴X1与轴X2之间的最大允许倾斜角度。事实上，在图4中可以清晰地看到，当轴间达到此最大倾斜度时，表面12和13相互接触。更具体地说，这两个表面达到彼此相切地相互邻接，在联轴节元件绕各自轴转动的时候，其中一个表面在另一个表面上相对滚动。因此表面12和13构成了用于限制联轴节的轴X1和X2之间的相对倾斜角的装置，并且如此选择最大允许倾斜(角度A)，以便对于低于预选界限值的值，保证相互接触的部件之间的正确传动，并且防止超过这个界限值，从而避免了联轴节锁死的危险。有利地，选择最大允许倾斜角度的优选值在25度～35度之间的范围内。这样，不管轴X1和X2的相对空间定向如何，表面12和13为联轴节的元件在最大张角(aperture)时提供了元件之间的相互支撑，因此保证了联轴节对于由特定应用强加的轴2和轴3的任何相对定位的传动能力。
同时应该指出，球心角体9a和11a具有共同的球心，为同一球体的两部分。这个共同的球心与联轴节的虚拟旋转中心重合，如图4中的C点所示。
联轴节1还设置有一个壳状元件14，用来以小径向间隙容纳联轴节的部分9和11，使得用球窝型相互耦合方式来约束部分9、11，壳体14与球心角体9a、11a之间具有共同的旋转中心。
壳体14最好做成主要呈半球形的两个半壳14a和14b，这两个半壳能够互相连接，如通过可松开的机械耦合来连接。有利的是，这种耦合可以使用用来与对应的凹槽16相啮合的唇部15，例如相对的一对唇部和凹槽分别形成在两个半壳上，来构成受约束的相互连接。
应该注意，壳体14利用球窝型相互耦合方式对联轴节元件4和5的限制作用是为了使得即使在轴2和轴3之间存在应力的情况下也能够在轴2和3之间传动，尤其是在轴向张应力或压应力的情况下允许传动。
壳体14在联轴节元件的旋转轴X1和X2的区域还分别有开口17，以允许这些元件的各自轴向端18和19的插入。自然地，开口17的程度使得在上至最大允许倾斜角度(角度A)的范围内允许联轴节元件4和5之间的相对倾斜。
端部18和19分别具有用于连接轴2、3的附件18a、19a。附件18a和19a呈圆柱形柄状，其上分别开通孔18b和19b。柄部用来啮合形成在轴2和轴3的轴向端部上的相应的支座(具有横向通孔的不可见空腔)，借助将弹簧锁销18c和19c打入相应的孔18b和19b中，而将轴固定在联轴节上。尽管上述附件的实施例是一个优选的选择，然而每个柄部18a和19a还可具有平面18d和19d，用来实现轴与联轴节之间的可能不同种类的连接。
每个部分9和11还可以包含另一个肩部9b和11b。在这两个肩部之间安装一个起保护作用的管形联轴节盖20，用来容纳和遮盖壳体14及容纳在其中的相互连接的联轴节元件。
有利地，肩部9b和11b具有环形凹槽21，以利于通过夹具22或类似夹紧装置将保护性的联轴节盖20的轴向端夹紧在相应的肩部上。
最后，需要指出的是，第一联轴节元件4的主体6和相应的球心角体形部分9可以做成一体，腔体10可以与第二联轴节元件的部分11形成为一个整体。这样，使用有限数量的零件就可以制造联轴节1，具体来说是4个主要零件，即联轴节部分9和11，以及壳体14的两个半壳。
这样本发明达到了所提出的目标，并且相对已知的解决方案具有许多优势。
需要特别指出的一个优点是，使用本发明的联轴节能够在最大张角时使联轴节元件之间达到邻接，并且避免了联轴节的锁死。
第二个优点是，由于提供了用来以球窝型耦合方式容纳联轴节元件的壳体，所以使得本发明的联轴节具有自支撑能力，使轴向张应力或压应力也能像通常的万向节一样被传递。
更进一步的好处在于，由于使用有限数量的零件就可以制造联轴节，其结构简单，装配和拆卸都很简单快捷，并且零件尺寸很小，因此联轴节整体结构很紧凑。
权利要求
1.一种用于在第一轴和第二轴(2，3)之间传递传动力的传动联轴节，包含第一联轴节元件和第二联轴节元件(4，5)，该第一和第二联轴节元件可相互联结用于轴之间的传动，每个元件(4，5)可绕各自的第一旋转轴或第二旋转轴(X1、X2)旋转，该第一联轴节元件(4)包含近似为类似球体的主体(6)，该主体由多个相邻的片段状部分(6a)形成，这些片段状部分具有弯曲的外部轮廓的表面并且以多边形外形限定主体的横截第一轴(X1)的横截面，该类似球体的主体(6)能够与第二联轴节元件(5)的不可见轴向腔体(10)相接合，该腔体(10)的横截第二轴(X2)的横截面具有与所述主体(6)的轮廓一致的多边形外形，并且它们的尺寸使得第一联轴节元件(4)容纳在第二联轴节元件(5)内，同时具有相互的扭力偶和使联轴节元件的轴相对倾斜的能力，以便在具有不成一直线的轴线的所述轴(2，3)之间传递传动力，其特征在于，该联轴节在联轴节元件(4，5)上包括用于限制联轴节元件的旋转轴(X1，X2)的相对倾斜角的装置，以便上至预先选择的最大倾斜角(A)的范围内允许倾斜的轴(2，3)之间的正确传动。
2.如权利要求1所述的联轴节，其中所述限制装置包含分别在第一和第二联轴节元件(4，5)上确定的至少第一表面和第二表面(12，13)，在联轴节元件(4，5)的轴(X1，X2)之间呈预先选定的最大倾斜角(A)时所述表面(12，13)能够相互接触和彼此压靠。
3.如权利要求1或权利要求2所述的联轴节，其中选择所述表面(12，13)的轮廓，使得在联轴节元件(4，5)之间传递传动力期间，在轴之间呈最大倾斜度(A)时，所述表面(12，13)彼此相切地相互接触。
4.如权利要求3所述的联轴节，其中所述表面中的一个(12)具有平面形状，在与相应联轴节元件(4)的旋转轴横切的方向上延伸；所述表面中的另一个(13)具有锥形形状，该锥形形状的母线倾斜于相应联轴节元件(5)旋转轴的垂面，所成角度与在联轴节的轴之间所选择的最大倾斜角度(A)相等。
5.如权利要求2到4中任意一条所述的联轴节，其中所述表面(12，13)基本上为环状区域，并且其位置布置为彼此面对，以便在联轴节元件(4，5)的轴(X1，X2)之间呈预先选择的最大倾斜度(A)时相互重叠。
6.如前述权利要求中的一条或多条所述的联轴节，其中所述第一和第二联轴节元件(4，5)包括第一部分和第二部分(9，11)，所述部分(9，11)的形状为球心角体(9a，11a)，所述球心角体(9a，11a)形成具有预先选定半径的共同球形轮廓的部分；提供具有球形内表面的壳体元件(14)，该壳体(14)和球心角体(9a，11a)之间具有共同的旋转中心，壳体(14)用来容纳球心角体形部分(9a，11a)并使用球窝型相互耦合方式来约束它们。
7.如权利要求6所述的联轴节，其中壳体(14)由至少两个主要为半球形的部件(14a，14b)构成。
8.如权利要求2到7的任意一条所述的联轴节，其中主体(6)作为第一部分(9)的延长部分同轴延伸，并且第一表面(12)构成第一球心角体形部分(9)和主体(6)之间的肩部。
9.如权利要求8所述的联轴节，其中第一肩部表面(12)至少部分地构成了形成第一部分(9)的球心角体(9a)的基座。
10.如权利要求6所述的联轴节，其中第一联轴节元件(4)的主体(6)与相应的球心角体形部分(9a，9)做成一体。
11.如权利要求6所述的联轴节，其中腔体(10)与相应的联轴节元件(5)的第二部分(11)同轴地形成，第二表面(13)环绕腔体(10)延伸以致与第二部分(11)的球形区域毗连。
12.如权利要求11所述的联轴节，其中第二联轴节元件(5)的腔体(10)与相应的球心角体形部分(11a，11)做成一体。
13.如权利要求6所述的联轴节，其中壳体(14)在联轴节元件(4，5)的旋转轴(X1，X2)的区域内有开口(17)，用于联轴节元件(4，5)的各自轴向端(18，19)的插入，所述轴向端(18，19)用来连接到相应的传动轴(2，3)，所述开口(17)的程度使得在上至预先选择的最大倾斜角度(A)的范围内允许联轴节元件(4，5)之间的相对倾斜。
全文摘要
一种用于实现第一轴和第二轴(2，3)之间传动的联轴节，包括第一联轴节元件和第二联轴节元件(4，5)。每个部件(4，5)分别绕第一和第二旋转轴(X1，X2)转动，两部件相互耦合，实现轴间传动。第一联轴节元件(4)包含一个类似球体的主体(6)，此主体(6)由多个相邻的片段状部分(6a)构成，这些片段状部分(6a)具有弯曲外部轮廓的表面并用多边形外形限定了主体的横截第一轴(X1)的横截面。类似球状的主体(6)可以与第二联轴节元件(5)的不可见轴向腔体(10)相接合；腔体(10)在横截第二轴(X2)的方向上的横截面具有与主体(6)轮廓相对应的多边形外形；它们的尺寸设计使得第一联轴节元件(4)位于第二联轴节元件(5)内，具有相互的扭力偶和使联轴节元件的轴相对倾斜的能力，用于在所述的具有不成直线的轴线的轴(2，3)之间实现传动。在联轴节元件(4，5)上设有限制联轴节元件的旋转轴(X1，X2)之间相对倾斜角的装置，以便在上至一个预先选择的最大倾斜角(A)的范围内允许倾斜的轴(2，3)之间正确传动。
文档编号F16D3/18GK1839268SQ200380110520
公开日2006年9月27日 申请日期2003年10月8日 优先权日2003年10月8日
发明者彼得·普莱尔 申请人:加斯帕尔多塞米纳特里奇有限公司