专利名称：对称式等速万向节及其变异型的制作方法
对称式等速万向节及其变异型 等速万向节是两根传动轴等速传递运动和动力的连接机构。目前有几种常见的等速或近似等速的万向节。1、球笼式等速万向节，它有承载能力低、曲线滚道工艺性差、只可定心等缺点。2、双十字等速万向节，通常不定心，传动轴夹角变化时，传动轴有轴向移动，若在中间加滑动球绞定心，又不是完全的等速万向节，同时双字中间短轴也不勻速转动，有动载荷。3、三叉式近似等速万向节，它不是完全的等速万向节，叉轴有三倍传动轴转速频率的径向跳动，夹角变化范围小。对称式等速万向节利用两轴线夹角的平分面为对称平面，运动副或运动副元素以此平分面对称，以获得等速的特征。有如下的几种变异型基本型(A型)由三个基本零件组成(
图1)。一根传动轴上有N个与轴线成α角的周向均布的支叉轴。轴上穿有带有滚针轴承或滑动轴承的球面滚轮。另一根传动轴有N 个与轴线夹角为α角的滚道。球面滚轮随传动轴的转动和轴交角的变化在滚道里滚动也在支叉轴上轴向滑动。由于它们具有相同的α角，滚道轴线和叉轴轴线以角平分面对称。 支叉和滚道数可为二以上，这样就有多个球面滚动体承载，多达六到八个，由于球面滚轮直径大，承载能力比球笼等速万向节大几倍。将基本型转化为低副型(B型)，两传动轴带有外花键，上面套有两个花键套，花键套可在轴上完成轴向移动，花键套上有两180°分布的且垂直传动轴线的短轴(图幻，短轴通过滚针轴承支承一个开口式摇臂，两传动轴上的左右摇臂通过上下滚针轴承连接。两滚针轴承的轴线通过两传动轴的轴线的交点。两传动轴同时通过球铰连结，球心是两传动轴的轴线的交点。两摇臂夹角相等，四边长度也相等。B型的两传动轴上的移动副(花键)， 花键套上的短轴转动副分别以两传动轴线夹角等分面对称。两摇臂之间的转动副轴线在角平分面上，相交于球铰中心，也就是两传动轴轴线的交点上。如果将中间的球铰设计成滑动球铰，也可得到非定心等速万向节，传动轴也可轴向移动。两传动轴上的花键可用轴向球滚道来代替以减少摩擦。可将B型转化成另一种低副万向节(C型)。取消轴上的花键套，两摇臂分为四摇臂(图幻。传动轴上装一根垂直轴，垂直轴和两摇臂以轴承连接。左右摇臂以球铰连接。 两传动轴之间以球铰连接。由于四摇臂臂长相等，三球铰在夹角平分面上，两传动轴上的垂直轴轴线(转动副)也以夹角平分面对称。左右传动轴的摇臂之间的球铰可加装滚针轴承。D型是基本型的变异。如果滚道轴线和滚道传动轴夹角接近叉轴与该传动轴的夹角，或不等，滚道和叉轴数为三。该型覆盖满足滚道轴线和滚道传动轴轴线不平行、叉轴轴线与叉轴传动轴轴线不垂直以及曲线滚道(图4)的三条件之一的所有万向节。由于它更接近完全等速的基本型，比现有三叉近似等速万向节更接近等速，叉轴传动轴径向振动小、 轴交角变化范围大的特点。曲线滚道是球面的包络面。轴线可为圆弧或其它曲线以及其合成线。A、B、C型都是完全等速万向节。D型是近似等速万向节，但比三叉式近似等速万向节更等速。
权利要求
1.对称式等速万向节的特征是机构运动副或运动副元素以两传动轴线夹角等分面对称，基本型的滚道轴线是直线且分别与对应的叉轴轴线以等分面对称，球面滚轮的球心在等分面上，叉轴数等于滚道数可为大于等于二的整数，叉轴和滚道分别以自己传动轴轴线周向等分，它们之间通过球面滚轮传递运动。
2.对称式等速万向节的两种低副变型的传动轴可在0到70°范围可实现完全等速运动和动力传递，B型的两传动轴上的移动副，花键套上的转动副分别以两传动轴线夹角等分面对称，两摇臂之间的转动副共同轴线在角平分面上，相交于球铰中心，也就是两传动轴轴线的交点上，两传动轴上的花键可用轴向球滚道来代替以减少摩擦，C型的两传动轴上的转动副分别以两传动轴线夹角等分面对称，上下两摇臂之间的球面副球心和两传动轴的球铰中心在角平分面上，三球面副球心在一条直线上。
3.如果滚道轴线和滚道传动轴夹角接近叉轴与该传动轴的夹角，或不等，滚道数、叉轴数都为三，是基本型的变异D型，该型覆盖满足滚道轴线和滚道传动轴轴线不平行、叉轴轴线与叉轴传动轴轴线不垂直以及曲线滚道的三条件之的所有万向节，由于它更接近完全等速的基本型，比现有三叉近似等速万向节更接近等速，叉轴传动轴径向振动小、轴交角变化范围大的特点。曲线滚道的中心线可为圆弧，也可以是其它曲线或其它曲线合成线。
4.对称式等速万向节低副型(B、C型)的球关节可通过是否增加轴向滑动副而设计为定心和不定心的方式，基本型A型和变异D型也可通过在轨道套上是否限制叉轴传动轴的轴向位移而设计为定心和不定心的方式，叉轴传动轴可分解成二零件通过花键和卡环连接。
全文摘要
两传动轴轴线在空间存在夹角平分面。本发明提出运动副以传动轴轴线夹角平分面对称的万向节为对称式等速万向节。它的基本型的一根传动轴上有N根与传动轴轴线夹角为α的周向等分的叉轴(N≥2)。每根叉轴上装有带滑动轴承或滚针的球面滚轮。另一根传动轴套上也有N个与该轴线夹角为α的周向等分的滚道。球面滚轮在滚道里随两传动轴转动或夹角变化而滚动。叉轴和轴套上可有球面和挡销来定心。叉轴轴线和滚道轴线以夹角平分面对称。对称式等速万向节有四种变型，构造简单、制造工艺简单、承载能力大，可替代目前十字、球笼等速万向节、三叉近似等速万向节。
文档编号F16D3/20GK102434592SQ20111013297
公开日2012年5月2日 申请日期2011年5月23日 优先权日2011年5月23日
发明者彭敖勇 申请人:彭敖勇