固定式等速万向联轴器的制造方法_2

文档序号:8385719阅读:来源:国知局
反方向的力,保持器145在联轴器中心0位置处稳定。 因此,抑制保持器145的球状外周面1δ2与外侧联轴器构件142的球状内周面146的接触 力、以及保持器145的球状内周面153与内侧联轴器构件143的球状外周面148的接触力, 在高负荷时、高速旋转时联轴器顺畅地动作,抑制转矩损失、发热,由此耐久性提高。 5 CN 104704253 A 说明书 4/19 页
[0017] 如上述那样,在滚道槽交叉式中,通过在外侧联轴器构件142的从滚道槽147的联 轴器中心0向开口侧形成直线状的滚道槽部147b,能够增加有效滚道长度,但可知在具有 使用频率高的工作角时,在抑制联轴器的转矩损失、发热方面存在fp]题。根据图22来说明 其理由。滚道槽147、149与滚珠144通常以接触角(30°~45°左右)接触,因此如图22 所示,滚道槽147、149与滚珠144在从滚道槽147、149的槽底略微分开的滚道槽147、149 的侧面侧的虚线所示的位置接触。在联轴器具有工作角时,在各滚珠144上作用有基于滚 道槽147、149的交叉而形成的楔角成分(省略图示)、基于滚道槽147、149的槽底之间的联 轴器半径方向上的扩展而形成的楔角成分α两方。其中,对于基于滚道槽147、149的交叉 而形成的楔角成分而言,滚道槽147、149的倾斜方向交替地成为相反方向,因此从滚珠 144 向保持器145的球袋部145a作用有相反方向的力,彼此抵消而使力平衡。
[0018] 然而,如图22所示,对于基于滚道槽147、149的槽底之间的联轴器半径方向的扩 展而形成的楔角成分α而言,在图21b中,处于0°~90°以及270°~360°的相位范围 的滚珠144位于直线状的滚道槽部147b、14%,通过朝向开口侧打开的楔角成分 α i而在 该相位范围的滚珠144上作用有朝向开口侧的力。另一方面,处于90°~270。的相位范 围的滚珠144位于圆弧状的滚道槽部147AU4M,因此对于该相位范围的滚珠,通过联轴器 的半径方向上的扩展而产生的楔角成分α 2为0,不产生滚珠144的推出力。因此,对于各 滚珠144,当将基于滚道槽147、149的交叉而形成的楔角成分、和基于滚道槽147、149的槽 底之间的联轴器半径方向上的扩展而形成的楔角成分α合计时,从滚珠144向保持器145 的各球袋部145a作用的力不均衡,存在无法降低保持器145与外侧联轴器构件142的球面 接触部I 52、146以及保持器145与内侧联轴器构件143的球面接触部153、148的接触力的 问题。特别是,在工作角为包含常用角在内的使用频率高的工作角的范围内,在抑制转矩损 失、发热方面还存在很大问题。
[0019] 另外,在图21以及图22所示的等速万向联轴器141中,在将联轴器的轴线n-n向 包含滚珠轨道中心线X与联轴器中心0的平面投影时,直线状的滚道槽部147b相对于该投 影得到的联轴器的轴线平行地形成,另一方面,在将联轴器的轴线n-n向包含滚珠轨道中 心线y与联轴器中心0的平面投影时,直线状的滚道槽部149b相对于该投影得到的联轴器 的轴线平行地形成。因此,在联轴器具有高工作角时,在直线状的滚道槽部147b、149b之间 形成的楔角增大。其结果是,欲使被直线状的滚道槽部147b、14%夹着的滚珠144向开口侧 飞出的力增大。以此为原因,可知保持器145的球袋负载增大,在高工作角时的保持器145 的强度存在问题。
[0020] 而且,在摩擦损失、传递效率方面,如图24所示,在以往的球笼型等速万向联轴器 101中,当负载有转矩时,滚珠104由于向一方向按压保持器1〇 5的力W,在部位I处与内侧 联轴器构件103和保持器105接触,在部位J处与外侧联轴器构件1〇2和保持器105接触, 因由此产生的摩擦损失,除导致传递效率降低的上述问题以外,还存在如下问题。
[0021]即,在以往的球笼型等速万向联轴器101中,为了抑制联轴器的组装时的弯曲动作 性的恶化,保持器105的球袋l〇5a与滚珠104的嵌合为过盈嵌合(例如,-50 μ m~-10 μ m 左右)。其理由在于,如果将球袋105a与滚珠104的嵌合设为间隙嵌合,则保持器1〇5的 球袋l〇5a内的滚珠104的位移自由度增加,由于仅向一方向产生的球袋负载W,保持器1〇5 向二等分平面的几何约束被破坏由此弯曲动作性变差。这样,在以往的等速万向联轴器101 6 CN 104704253 A 说明书 5/19 页 中,具有因伴随于保持器105的球袋105a与滚珠104过盈嵌合而产生的摩擦损失的增大引 起的传递效率降低的问题。对于该保持器的球袋与滚珠的嵌合的问题,在上述的图25以及 图26所示的滚道槽交叉式的等速万向联轴器中也并未关注,作为以往的问题而遗留。
[0022]鉴于以上的问题,本发明的目的在于,提供一种如下的小型的固定式等速万向联 轴器,其转矩损失及发热少、高效率、能够具有高工作角,并且在高工作角时的强度、耐久性 也优异。
[0023] 用于解决课题的手段
[0024]为了实现上述目的,本发明人进行了各种研宄,其结果是,为了实现转矩损失以及 发热少且局效率化,使滚道槽在周向上交叉,并且通过具有相对于联轴器中心在轴向上不 存在偏移的曲率中心的圆弧状的第一滚道槽部覆盖使用频率高的工作角的范围,并且为了 增加针对最大工作角的有效滚道长度,通过具有与第一滚道槽部不同的形状的第二滚道槽 部覆盖使用频率低的高工作角的范围,除这一成为基础的想法以外,着眼于球袋与滚珠的 嵌合的问题,通过因进一步抑制转矩损失、发热而进一步实现高效率化的新的想法以及如 下的见解,形成了本发明。
[0025] 即,本发明基于通过认真研究和实验而发现以下见解。
[0026] (1)作为前提条件,滚道槽交叉式的固定式等速万向联轴器能够通过结构性的效 果抑制保持器与外侧联轴器构件及内侧联轴器构件的球面接触从而抑制摩擦损失。
[0027] (2)并且,发现由于保持器的球袋负载在周向上彼此产生不同,因此保持器向二等 分平面的几何拘束稳定,能够将保持器的球袋间隙δ设定为正间隙侧。
[0028] ⑶但是,上述的正间隙存在上限,已验证当间隙过大时保持器的球袋内的滚珠的 移动自由度增大,保持器从二等分平面的位置偏离,根据情况弯曲动作性会降低。
[0029]作为用于实现上述目的技术手段,本发明为一种固定式等速万向联轴器,其具备: 外侧联轴器构件,其在球状内周面形成有沿轴向延伸的多个滚道槽,且具有在轴向上分开 的开口侧和里侧;内侧联轴器构件,其在球状外周面形成有与所述外侧联轴器构件的滚道 槽成对的多个滚道槽;多个滚珠,它们夹设于所述外侧联轴器构件的滚道槽与所述内侧联 轴器构件的滚道槽之间并传递转矩;保持器,其具有收容该滚珠的球袋,且具有与所述外侧 联轴器构件的球状内周面和所述内侧联轴器构件的球状外周面嵌合的球状外周面和球状 内周面,所述固定式等速万向联轴器的特征在于,所述外侧联轴器构件的滚道槽由位于里 侧的第一滚道槽部7a和位于开口侧的第二滚道槽部7b构成,所述第一滚道槽部7a具有圆 弧状部分,所述圆弧状部分具有相对于联轴器中心0在轴向上不存在偏移的曲率中心,所 述第一滚道槽部7a相对于联轴器的轴线N-N沿周向倾斜,且在周向上相邻的所述第一滚道 槽部7a的倾斜方向彼此形成为相反方向,为了增加针对最大工作角的有效滚道长度,所述 第二滚道槽部7b具有与所述第一滚道槽部7a不同的形状,所述第一滚道槽部 7a与所述第 二滚道槽部7b在与所述联轴器中心0相比靠开口侧处连接,所述内侧联轴器构件的滚道槽 以工作角为0°的状态下包含所述联轴器中心O的平面P为基准,与所述外侧联轴器构件的 成对的滚道槽形成为镜像对称,形成所述滚珠与所述保持器的球袋的嵌合从过盈嵌合跨至 间隙嵌合的范围的球袋间隙δ。这里,上述联轴器的轴线是指成为联轴器的旋转中心的长 度方向的轴线,是指后述的实施方式中的联轴器的轴线Ν-Ν。权利要求书中所记载的联轴器 的轴线也相同。 7 CN 104704253 A 说明书 6/19 页
[0030] 根据上述结构,能够实现一种固定式等速万向联轴器,其转矩损失以及发热少效 率极高,并且由于低发热化而寿命提高并实现小型化,且能够具有高工作角,并且在高工作 角时的强度、耐久性也优异。
[0031] 具体而言,优选为,将上述的球袋间隙δ设为-30 μπι< S彡40 μπι。由此,能够 实现转矩损失以及发热少且高效率化,并且还能够消除联轴器的组装时的弯曲动作性的问 题。能够消除弯曲动作性的问题的理由后述。需要说明的是,随着球袋间隙δ在正间隙侧 增大,在可能产生因球袋内的滚珠的晃动而形成的撞击声的情况下,能够适当下调地设定 球袋间隙S的上限。考虑到这种方面,作为进一步实现转矩损失以及发热少且高效率化的 更适当的设定,优选为,将球袋间隙S的范围设为- 10μπι< δ彡20μπι。
[0032] 这里,在将球袋的轴向尺寸设为Η,将滚珠4的直径设为Db时(参照图6),球袋间 隙S由下式表示。
[0033] 球袋间隙δ =保持器的球袋的轴向尺寸H-滚珠的直径Db
[0034] 因此,在滚珠的直径Db比球袋的轴向尺寸H大的情况下成为负间隙,相反在滚珠 的直径Db比球袋的轴向尺寸H小的情况下成为正间隙。
[0035] 另外,在本说明书以及权利要求中,形成滚珠与保持器的球袋的嵌合从过盈嵌合 跨至间隙嵌合的范围的球袋间隙δ是指,能够形成从上述的负间隙跨至正间隙的范围的 球袋间隙S。
[0036] 作为滚道槽的结构,将连接上述的第一滚道槽部7a和第二滚道槽部7b的点与联 轴器中心0进行连结而得到的直线L与工作角为0°的状态下包含联轴器中心〇的平面P 所成的角度设定为β,能够根据使用状态,适当地设定该角度β。对于β的角度而言,当 考虑机动车用等速万向联轴器的常用工作角度范围时,通过设定为3~10°能够在各种车 型中通用。但是,这里,角度β定义为上述直线L与上述平面P上的直线所成的角中的最 小的角。并且,在实施方式以及权利要求书中也相同。
[0037] 通过将上述第一滚道槽部7a的圆弧状部分的曲率中心配置在联轴器的轴线N-N 上,能够使滚道槽深度均匀,并且能够容易地进行加工。另外,通过使第一滚道槽部7a的圆 弧状部分的曲率中心与联轴器的轴线N-N相比在半径方向上偏移,能够调节联轴器的里侧 的滚道槽深度,从而能够确保最佳的滚道槽深度。
[0038] 上述第二滚道槽部%具有圆弧状部分。另外,第二滚道槽部7b的圆弧状部分具 有与第一滚道槽部7a相比靠半径
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