专利名称：圆弧槽半球笼式同步万向联轴器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及到一种机械传动部件，特别是一种球笼式同步万向联轴器。
背景技术：
球笼式同步万向联轴器是目前一种较先进的万向联轴器，其结构紧凑，转速同步性好，传动效率高，适宜于高速传动，正日益在国民经济各部门中扩大使用范围。但也存在一些缺陷其结构复杂，制造及安装精度要求高，承载能力及使用寿命未能达到目前正广泛使用的十字轴式万向联轴器的水平，结构中的整体式球笼保持架制约了其承载能力及使用寿命的提高，主要原因是1、整体式球笼位于联轴器内、外环之间，其厚度占去了传力钢球约20％的接触面积，使内、外环的钢球滚道槽分别作用于钢球的上、下球冠，使钢球受一力偶矩作用，内、外环承受较大径向力，整个结构受力状况不佳，是造成加快磨损的重要原因。
2.由于整体式球笼占去了内、外环传递扭矩的关键部位的空间，使内、外环直径减小，内环道槽与钢球的接触应力增大，造成疲劳点蚀，严重影响承载能力及使用寿命。
3、内、外环、球笼三者之间，要求有较精确的配合，为了使内、外环道槽受力不啃边，内、外环道槽截面制作成椭圆形，因此其制造精度要求很高，如果未能达到应有的精度，各个钢球受力不均，会加快磨损，造成联轴器失效。
发明内容
本实用新型的目的就是要提供一种对目前圆弧槽球笼式同步万向联轴器的结构加以改进的，能克服上述不足之处的圆弧槽半球笼式同步万向联轴器，使之制造简单容易，受力状况得到改善，承载能力增大，使用寿命延长。
本实用新型的实施方案是将整体式球笼剖分为两个半球笼，置于内环的轴向两端，两端的半联轴器和端盖的内侧，分别加工一个内球面，与两个半球笼的外球面配合接触，形成两个半球笼在前两者与内环外球面之间的导向槽，两个半球笼与若干钢球接触之处加工成齿，钢球位于两半球笼的齿之间，并一起置于外环内表面上轴向圆弧道槽中，钢球的另一半放置在内环外表面上的轴向圆弧道槽中，而外环上的圆弧道槽中心和内环上圆弧道槽中心分别位于联轴器中心(即两轴轴线交点)的轴向两侧，且其偏心距相等，因此，两半球笼与若干钢球，由于导向槽的约束和两相等偏心距的作用，沿着内环球体圆周形成一个环形闭合受力体系，控制钢球在运转中作有序运动，使主、从动轴转速同步、等速。
本实用新型的具体结构由图1，图2，图3，图4给出图1为本其用新型提出的圆弧槽半球笼式同步万向联轴器的轴向剖视图，其轴间角为0。
图2为图1中A-A剖视图，即本结构轴向角α＝0时，钢球所在位置的横截面图。
图3为钢球在滚道槽中与球笼齿接触情况，即图2中的B-B剖视图。
图4为本结构轴向角为α时各构件所处位置图。
具体实施方式
从上述图中可知该结构包括一个半联轴器1，半联轴器1的内侧轴向端面有一个内球面1.1，半联轴器大端有若干矩形齿1.2。一个圆筒形的外环2，外环2与半联轴器1连接处的端面圆周上均布若干矩形槽2.1，矩形齿1.2嵌入其中连成一整体，外环2的内球面2.2上，有若干以A为中心的轴向圆弧槽2.3。一个圆球体的内环3，内环3的外球面3.1上有若干以B为中心的轴向圆弧槽3.2，内环3上的内环轴3.3两者为一整体。若干个直径为d1的钢球4，钢球4位于外环圆弧槽与内环圆弧槽相组合的滚道球槽中，作为内、外环之间的传力件。一个端盖5、端盖5轴向端面内有一个内球面5.1。两个具有内、外球面的球台状的半球笼6，两半球笼的大端圆周上有若干一定宽度和长度的齿6.1，两半球笼齿6.1位于外环圆弧槽中，分别与钢球左，右两侧接触，如图3所示。半球笼的内球面与内环外球面3.1配合接触，而其外球面，左半球笼与半联轴器内球面1.1配合接触，右半球笼与端盖内球面5.1配合接触。一个垫片组7，垫片组7在外环2与端盖5之间，调整垫片厚度，可使两半球笼、内环、外环及钢球等有适当的运动间隙。一个胶囊8，用于润滑及密封，若干根螺栓9，将半联轴器、外环、垫片、端盖连成联轴器整体。
该实用新型结构的组装是将外环的右端面圆弧槽2.3的槽口对准内环星形齿推进去，再转一个角度，使内、外环圆弧槽对齐，然后按图装配。
以上结构中各构件有如下关系图1和图4中的O点，为联轴器的中心，也即是两轴的交点，A点为外环圆弧糟2.3底线的中心，对O点的偏心距为OA。B点为内环圆弧槽3.2底线的中心，对O点的偏心距为OB。A、B两点分别在O点的两侧，且偏心距OA＝OB。
以O为中心，以R3为半径的圆周为钢球的定位周径。
以0为中心，以R4为半径的圆球面是外环的内球面2.2与内环的外球面3.1的配合接触面。R4＞R3，即钢球的定位周经在内环外径之内。
以A为中心，以R1为半径的圆周是外环圆弧槽2.3的底线，且R1＝R3+d1/2，以B为中心，以R2为半径的圆周是内环圆弧槽3.2的底线，且R2＝R3-d1/2。
该实用新型的运行情况如图4所示当内环沿顺时针方向旋转时，内环上的偏心距B点上升，圆弧槽底推动钢球向右移动，又连环推动右半球笼，再推动对侧钢球及左半球笼，因此，两半球笼及其之间的钢球形成一个环形闭合受力体系，沿着内环外表面作圆周往返运动，控制钢球在同一平面上，作有序运动。与此同时，当内环以O为中心转动时，偏心距OB上升，圆弧滚道槽将变窄，而以外环偏心距A为中心的外环圆弧槽是发散的，使道槽变宽，两者作用，仍使钢球滚道截面不变。由于内、外环上的偏心距点B、A在联轴器中心O的两侧，且偏心距OA＝OB，根据有关球笼式联轴器的文献资料证明，此结构为同步万向联轴器，钢球中心C在两轴夹角的平分面上。
从上述结构及分析可知，本实用新型球笼式联轴器具有以下技术特征1、仍具有现有圆弧槽球笼式同步万向联轴器的技术特征，即转速同步，传动平稳，轴间角大，传动效速高，适宜高速传动。
2、加工制造简单容易，由于球笼作成两半，半球笼与外环没有配合面，内、外环上的外、内圆弧槽球道的横截面为半圆形，而不是现在的椭圆形，加工方便，精度容易达到。
3、提高承载能力，延长使用寿命。球笼不占钢球接触面积，钢球在内、外环之间承受纯剪切作用，受力状况得到改善，内环直径得到增大，钢球定位周径在内环外径之内、受力点位置改善，内环与轴为一整体，传力钢球可以增大，降低接触应力，减少了内环中心花键孔，由于这些措施，承载能力大幅提高，使用寿命延长。
4、装配大为简单容易。
参考文献机械设计手册第三卷机械工业出版社2004.08.
权利要求1.圆弧槽半球笼式同步万向联轴器由半联轴器(1)，外环(2)，内环(3)，若干钢球(4)，端盖(5)，两个半球笼(6)等构成，其特征在于圆筒状的外环(2)的内球面(2.2)上有若干以A点为中心的轴向圆弧槽(2.3)，圆球体的内环(3)的外球面(3.1)上有若干以B点为中心的轴向圆弧槽(3.2)，若干个钢球(4)置于内、外环圆弧槽相组合的圆弧槽(3.2)和(2.3)之内，A和B分别在联轴器中心O的两侧，且AO＝BO，具有内、外球面的球台状的两个半球笼(6)位于内环(3)的轴向两端，其内球面与内环(3)的外球面(3.1)配合接触，而外球面分别与左边的半联轴器(1)的内球面(1.1)和右边的端盖(5)的内球面(5.1)配合接触，两半球笼大端上的齿(6.1)分别在外环(2)的圆弧槽(2.3)内与钢球两侧接触。
2.根据权利要求1所述的联轴器，其特征在于外环(2)的内球面(2.2)与内环(3)的外球面(3.1)直接配合接触。
3.根据权利要求1所术的联轴器，其特征在于外环(2)的内球面(2.2)上的圆弧槽(2.3)和内环(3)的外球面(3.1)上的圆弧槽(3.2)的横截面是半圆形。
4.根据权利要求1所述的联轴器，其特征在于内环(3)和内环轴(3.3)为一个整体。
5.根据权利要求1所述的联轴器，其特征在于若干钢球(4)的定位周径，在内环(2)的外球面(3.1)之内。
专利摘要圆弧槽半球笼式同步万向联轴器，是一种机械传动部件，其结构由半联轴器1，外环2，内环3，若干钢球4，端盖5，两个半球笼6等构成，其特征是外、内环相结合的球面上有若干分别以A、B为中心的圆弧槽2.3和3.1，若干钢球4置于圆弧槽2.3和3.1之内作为传力件，A、B分别位于联轴器中心O两侧，且AO＝BO。两个球台状有内、外球面的半球笼6在内环轴向两端与其配合接触，而外球面分别与半联轴器内球面1.1和端盖内球面5.1配合接触，两半球笼的齿6.1在外环圆弧槽中与钢球两侧接触，因此两半球笼与钢球形成闭合受力体系，可沿内环球面圆周作往返运动，控制钢球在同一平面内，使转速同步。球笼不占钢球接触面积，内环扩大，接触应力降低，承载能力增大，制造简单。
文档编号F16D3/223GK2839728SQ20052009817
公开日2006年11月22日 申请日期2005年9月26日 优先权日2005年9月26日
发明者李振怀, 陈玉稳 申请人:李振怀, 陈玉稳