专利名称：一种大扭矩的球笼等速万向联轴器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种机械联轴器，具体涉及一种大扭矩的球笼等速万向联轴器。
背景技术：
万向联轴器(俗称万向轴)是主要应用于轧机主传动，也适用于起重、工程、矿山、车辆运输、石油、船舶、造纸机械及其他重型机械的工程部件。现有的万向联轴器多为十字轴式万向联轴器，如SWP型十字轴分体式(JB3241-91)和SWC型十字轴整体式(JB5513-91)。该种联轴器由中间轴和连接在其两端的十字万向关节构成，其十字万向关节又是在十字轴头上安装滚动轴承组成的。该种联轴器具有传动效率高、传动平稳、噪音低的优点，但其十字轴关节本身不能轴向伸缩，伸缩型的十字轴式万向联轴器需在传动轴上附设花键与花键套等伸缩结构，因此具有以下缺陷1、其长度较长，在安装空间有限的场所不适用；2、轴向伸缩时，滑动花键与滑动套间的滑动阻力大，特别是在有安装轴向夹角时，两端的万向关节转动角度不等，功率损失较大；3、因采用了花键，难以达到高的动平衡精度。
发明内容
本实用新型的目的是从经济、实用的角度出发，克服现有技术的缺陷，提供一种大扭矩、短距离、且结构简单、加工容易、传递效率更高、综合效果更好的球笼式等速万向联轴器。
为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是一种大扭矩的球笼等速万向联轴器，包括一中间轴，该中间轴两端各设置有一万向关节；所述万向关节主要由外套、钢球、保持架构成，所述外套套设在中间轴的端部上，外套的内表面上沿周向均布有截面为圆弧形的轴向直槽，中间轴端部的外表面上也沿周向对应均布有截面为圆弧形的轴向直槽，外套上的直槽与中间轴端部的直槽一一对应组成直槽组；所述保持架呈套环状，它嵌设于外套与中间轴端部之间，保持架内表面与中间轴端部的外表面以球面接触配合，其外表面与外套的内表面间留有活动间隙，保持架上对应于各直槽组的位置开设有孔，各孔中嵌设一钢球，该钢球的上下侧分别与直槽组接触配合传递扭矩，并且，在直槽组的两端设置有钢球的轴向限位结构；所述中间轴一端万向关节中的外套作为扭矩输入端，另一端万向关节中的外套作为扭矩输出端。
上述技术方案中的有关内容解释如下1、上述方案中，所述“中间轴”有以下两种情况a、中间轴为一根整轴，在该轴的两轴端直接套设上外套和保持架，设置上钢球，构成万向关节；b、中间轴是由一整轴和两传动轴端构成，这两传动轴端固定连接于整轴的两端，在两传动轴端上套设上外套和保持架，设置上钢球，从而构成万向关节。
2、上述方案中，所述外套的轴向外端上密封连接有端盖，外套的轴向内端与中间轴间以软性密封套密封连接，以此在外套与中间轴间形成一润滑油腔；在该润滑油腔内注入润滑油，起润滑作用。这里的润滑油最好使用锂基脂油。为了注油方便，可在外套的套壁上设置有与润滑油腔相通的油杯，通过油杯向油腔内注油。
3、上述方案中，所述中间轴端部的外表面和保持架的内表面中，只要中间轴端部的外表面为球面，而保持架的内表面可以是球面，也可是圆柱平面，其中的最佳方案是中间轴端部的外表面设计成外凸球面型，保持架的内表面对应设计成内凹球面型，两者相接触配合。
4、上述方案中，所述外套上设置有螺孔和键，通过螺孔与键与设备连接。
5、上述方案中，所述外套的轴向外端上设置有端盖，该端盖对应直槽组设置有圆弧形挡面，该圆弧形挡面与钢球阻挡接触；外套的轴向内端上也设置有端盖，该端盖对应直槽组设置有圆弧形挡面，该圆弧形挡面也与钢球阻挡接触，以此构成钢球的轴向限位结构。
6、上述方案中，可通过增加周向的直槽组和钢球的数量来增加承载能力，使传递的扭矩更大；其直槽组和钢球的数量一般为6-8个，最佳为8个。所述钢球的大小尺寸也按承载要求与直槽组和钢球的数量一起综合设计。
7、上述方案中，外套上与设备的连接处既可按《JB5513-91》、《JB3241-91》中的标准设计制造，以保证旧设备改造中的通用性，又可按特殊要求进行设计制造。
8、上述方案中，“所述保持架上对应于各直槽组的位置开设有孔”，其中提到的孔具体可以是方孔或圆孔，方孔较佳，使钢球和保持架之间呈点接触紧密配合。
本实用新型设计原理是一方面，以钢球直槽配合结构来传递扭矩，而直槽在轴向上设计的有一定长度，钢球可在直槽内滚动，使本联轴器本身具有了伸缩性能，并且，钢球在直槽上的纯滚动所具有的极小阻力特性可吸收掉大部分轴向的振动；另一方面，设计有保持架，钢球嵌于保持架上，保持架与中间轴端部间以球面接触，以达到万向转动效果，满足一定的轴间夹角的要求；保持架的作用是将周向均布的钢球保持在主动轴和从动轴的二个等分面上，从而实现了任意转角、任意安装形式下，主动轴与从动轴等转速传动。
由于上述技术方案运用，本实用新型与现有技术相比具有下列优点1、由于本实用新型采用钢球直槽配来来传递扭矩，大大缩短连接距离，可适用于安装空间狭小的场合；2、由于本实用新型的直槽有一定长度，钢球可沿直槽滚动，从而使联轴器本身具有了轴向伸缩功能，并且，钢球在直槽上滚动的阻力很小，大约为现有十字轴式联轴器中一般滑动花键的滑动阻力的1/6，因此功率损失很小；3、由于本实用新型特殊构造，钢球可沿直槽滚动，运转时，大部分的轴向振动通过钢球在直槽上的纯滚动所具有的极小的阻力特性吸收，因而吸收振动性好；4、由于本实用新型以钢球在直槽上滚动实现轴向伸缩功能，不设滑动花键，所以能达到高的动平衡精度，尤其适合高速运转场所；5、由于本实用新型在外套与中间轴端间设置了润滑油腔，确保了运转中润滑工作。
6、制造成本低，与现有同类产品相比较，约降低了1/4。
7、安装方便，本联轴器两端有较充分的伸缩量，一般不用移动设备就可轻松安装，并且，允许的安装误差较大，轴心对中非常简便。
附图1为本实用新型的结构示意图；附图2为附图1的A-A向剖视图；附图3为附图1的左视图。
以上附图中1、中间轴；2、外套；3、钢球；4、保持架；5、直槽；6、孔；7、端盖；8、软性密封套；9、润滑油腔；10、油杯；11、螺孔；12、键；13、圆弧形挡面；14、端盖；15、圆弧形挡面；16、卡钩。
具体实施方式
以下结合附图及实施例对本实用新型作进一步描述实施例参见附图1～3所示，一种大扭矩的球笼等速万向联轴器，包括一中间轴1，该中间轴1两端各设置有一万向关节，该万向关节由外套2、钢球3、保持架4构成，所述外套2套设在中间轴1的端部上，外套2的内表面上沿周向均布有八个截面为圆弧形的轴向直槽5，中间轴1端部的外表面上也沿周向对应均布有八个截面为圆弧形的轴向直槽5，外套2上的八个直槽5和中间轴1端部的八个直槽5一一对应组成八个直槽组；所述保持架4为套环状，它嵌设于外套2与中间轴1端部之间，它的内表面与中间轴1端部的外表面以球面接触配合，其外表面与外套2的内表面间留有活动空间，保持架4上对应于直槽组的位置开设有孔6，各孔6中嵌设一钢球3，该钢球3的上下侧分别与直槽组接触配合传递扭矩，并且，在直槽组的两端设置有钢球3的轴向限位结构；所述中间轴1一端万向关节中的外套2作为扭矩输入端，另一端万向关节中的外套2作为扭矩输出端。
参见附图3所示，两外套2上均设置有螺孔11和键12，通过螺孔11与键12与外界设备连接。
参见附图1所示，外套2的轴向外端上密封连接有端盖7，外套2的轴向内端与中间轴1间以软性密封套8密封连接，以此在外套与中间轴间形成一润滑油腔9；并在外套2的套壁上沿周向均布设置有与润滑油腔9相通的四个油杯10，以此便于向润滑油腔内注入锂基脂油。所述端盖7朝钢球的一面上对应直槽组设置有圆弧形挡面13，该圆弧形挡面13与钢球3阻挡接触，所述外套的轴向内端上也延伸设置有一端盖14，该端盖14朝钢球3的一面也设置有圆弧形挡面15，该圆弧形挡面15也与钢球3阻挡接触，以此构成钢球3的轴向限位结构；软性密封套8一端连接在端盖14下缘，一端套在中间轴1上以卡钩16固定；并且，所述的孔6为方孔，钢球3与该方孔间以点接触紧密配合。本实施例中的中间轴1为一较短整轴，以此获得最小的连接距离。中间轴1端部的外表面为外凸球面型，保持架4的内表面对应为内凹球面型，两者相接触滑动配合；保持架4的外表面为球面，外套2的内表面为弧面或圆柱平面均可，两者间要有一定地活动间隙，要保证外套2的内表面不会限制影响保持架4的位置状态。
上述实施例只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围。凡根据本实用新型精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。
权利要求1.一种大扭矩的球笼等速万向联轴器，包括一中间轴[1]，该中间轴[1]两端各设置有一万向关节，其特征在于所述万向关节主要由外套[2]、钢球[3]、保持架[4]构成，所述外套[2]套设在中间轴[1]的端部上，外套[2]的内表面上沿周向均布有截面为圆弧形的轴向直槽[5]，中间轴[1]端部的外表面上也沿周向对应均布有截面为圆弧形的轴向直槽[5]，外套[2]上的直槽[5]与中间轴[1]端部的直槽[5]一一对应组成直槽组；所述保持架[4]呈套环状，它嵌设于外套[2]与中间轴[1]端部之间，保持架[4]内表面与中间轴[1]端部的外表面以球面接触配合，其外表面与外套[2]的内表面间留有活动间隙，保持架[4]上对应于各直槽组的位置开设有孔[6]，各孔[6]中嵌设一钢球[3]，该钢球[3]的上下侧分别与直槽组接触配合传递扭矩，并且，在直槽组的两端设置有钢球[3]的轴向限位结构；所述中间轴[1]一端万向关节中的外套[2]作为扭矩输入端，另一端万向关节中的外套[2]作为扭矩输出端。
2.根据权利要求1所述的球笼等速万向联轴器，其特征在于所述外套[2]的轴向外端上密封连接有端盖[7]，外套[2]的轴向内端与中间轴[1]间以软性密封套[8]密封连接，以此在外套与中间轴间形成一润滑油腔[9]。
3.根据权利要求2所述的球笼等速万向联轴器，其特征在于所述外套[2]的套壁上设置有与润滑油腔[9]相通的油杯[10]。
4.根据权利要求1所述的球笼等速万向联轴器，其特征在于所述中间轴[1]端部的外表面为外凸球面型，保持架[4]的内表面对应为内凹球面型，两者相接触配合。
5.根据权利要求1所述的球笼等速万向联轴器，其特征在于所述外套[2]上设置有螺孔[11]和键[12]，通过螺孔[11]与键[12]与设备连接。
6.根据权利要求1所述的球笼等速万向联轴器，其特征在于所述外套[2]的轴向外端上设置有端盖[7]，该端盖[7]对应直槽组设置有圆弧形挡面[13]，该圆弧形挡面[13]与钢球[3]阻挡接触；外套[2]的轴向内端上也设置有端盖[14]，该端盖[14]对应直槽组设置有圆弧形挡面[15]，该圆弧形挡面[15]也与钢球[3]阻挡接触，以此构成钢球[3]的轴向限位结构。
专利摘要一种大扭矩的球笼等速万向联轴器，包括一中间轴，该中间轴两端各设置有一万向关节，其特征在于万向关节主要由外套、钢球、保持架构成，外套套设在中间轴的端部上，外套的内表面上沿周向均布有截面为圆弧形的轴向直槽，中间轴端部的外表面上也对应均布有直槽，外套上的直槽与中间轴端部的直槽一一对应组成直槽组；所述保持架呈套环状，它嵌设于外套与中间轴端部之间，保持架内表面与中间轴端部的外表面以球面接触配合，其外表面与外套的内表面间留有活动间隙，保持架上对应于各直槽组的位置开设有孔，在各孔中嵌设一钢球，该钢球的上下侧分别与直槽组接触配合传递扭矩，并且，在直槽组的两端设置有钢球的轴向限位结构。本实用新型的特点是大扭矩、短距离、且结构简单、加工容易、传递效率高、综合效果好。
文档编号F16D3/223GK2826063SQ20052007646
公开日2006年10月11日 申请日期2005年10月14日 优先权日2005年10月14日
发明者沈海红, 许永泉 申请人:苏州苏万万向节有限公司