一种残膜回收机防缠绕挑膜装置的制 一种秧草收获机用电力驱动行走机构

多球销式联轴器和转向机构的制作方法

2022-02-22 07:34:21 来源:中国专利 TAG:


1.本发明涉及联轴器领域,且特别地涉及用于车辆转向机构的多球销式联轴器。


背景技术:

2.对于车辆转向机构,尤其是电动助力转向机构,其通常使用蜗轮蜗杆的传动来放大电机的扭矩并驱动齿条完成转向,此类转向机构例如包括管柱式和双小齿轮式的转向机构。
3.上述转向机构中的一种常见的蜗杆系统使用联轴器连接电机的输出轴和蜗杆轴,上述部件以公母轴的形式相互连接,实现了电机扭矩的传递。电机的扭矩将被进一步传递给相互靠紧并啮合的蜗轮蜗杆并得到放大,以驱动整个转向系统中的其他部件。
4.上述蜗杆系统的支撑部分包括位于蜗杆的一侧的调心轴承和位于另一侧的深沟球轴承。为了保证蜗轮蜗杆系统持续稳定的啮合,在蜗杆的设置深沟球轴承的位置,沿蜗轮蜗杆啮合轴线的垂直方向布置有一弹簧。
5.对于例如传动比为21的蜗轮蜗杆,假设电机扭矩为5nm,通过联轴器传递到蜗轮处的扭矩约为100nm(考虑蜗轮蜗杆在扭矩传递过程中的效率损失),进而对于齿条的推动力约为10kn,该扭矩用于推动车轮完成转向动作。通常,为了安静地传递力矩,蜗轮与蜗杆的接触面的制造材料为工程塑料,耐久后这一塑料接触面会产生磨损;此时蜗杆轴线在弹簧力的作用下产生一定角度的偏移(该偏移的最大幅度通常为 /-1.5
°
)调整来保证蜗轮蜗杆耐久前后大致相同的啮合品质。
6.然而,随着电机输出扭矩的提高(例如从5nm提高至8nm)以适应于驱动更高载荷的车辆,耐久之后的蜗轮塑料表面会产生更大的表面磨损,故需要蜗杆具有更大的轴线偏移(补偿)角度。
7.上述位于蜗杆的一侧的调心轴承较容易实现更大的调心角度,但位于电机和蜗杆之间的联轴器的调心能力通常有限。一旦蜗杆轴线的偏移角度超过联轴器设计的补偿能力,系统容易发生诸如振动噪声、扭矩传递滞后、配合齿形磨损形成间隙等一系列问题。
8.因此,亟需在保证扭转刚度的同时,扩大联轴器的调心角度补偿范围。


技术实现要素:

9.本发明的目的在于克服或至少减轻上述现有技术存在的不足,提供一种多球销式联轴器和转向机构。
10.根据本发明的第一方面,提供一种多球销式联轴器,其用于设置在第一部件和第二部件之间以传递扭矩,所述多球销式联轴器包括主体,所述主体包括第一联接件和第二联接件,所述第一联接件用于与第一部件不能相对转动地连接,所述第二联接件用于与第二部件不能相对转动地连接,
11.所述第一联接件包括多球销组件和滚道组件,所述第二联接件包括套管,
12.所述滚道组件包括内滚道保持架和安装于所述内滚道保持架上的n对内滚道,每
对内滚道包括两个内滚道,
13.所述滚道组件套设在所述套管内,且所述内滚道保持架与所述套管不能相对转动,
14.所述多球销组件包括销轴和围绕所述销轴在所述销轴的周向上间隔开设置的n个球环,n不小于3,每个球环被一对所述内滚道在所述周向两侧夹紧。
15.在至少一个实施方式中,所述滚道组件还包括球架和设置于所述球架的2
×
n列小球,所述小球能相对于所述球架在约束空间内各向滚动,
16.每一列所述小球沿所述销轴的轴向排列,
17.所述球架套设于所述内滚道保持架的外周,每个所述内滚道的背向与所述球环相接触的一侧的外周部抵靠至一列所述小球。
18.在至少一个实施方式中,所述滚道组件还包括外滚道,所述外滚道有2
×
n个,
19.所述外滚道呈片状,所述外滚道嵌设在所述套管和所述球架之间,且每一列所述小球抵靠到一个所述外滚道。
20.在至少一个实施方式中,所述第一联接件还包括自调心轴承组件,
21.所述自调心轴承组件包括自调心轴承和轴承套,所述自调心轴承的内圈套设于所述销轴的轴向第一端并与所述销轴不能相对转动地连接,所述自调心轴承的外圈嵌设在所述轴承套的内周且与所述轴承套不能相对转动地连接,
22.所述轴承套和所述套管之间设有用于传递轴向力的推力轴承。
23.在至少一个实施方式中,所述第二联接件还包括减振组件,
24.所述减振组件与所述套管不能相对转动地连接,且所述减振组件至少部分地伸入所述套管的内腔并抵靠到所述销轴的位于所述套管内的轴向端部。
25.在至少一个实施方式中,所述减振组件和所述销轴的彼此接触的面均为球面的一部分。
26.在至少一个实施方式中,所述多球销式联轴器还包括螺纹环,所述螺纹环用于使所述多球销式联轴器安装定位,
27.所述螺纹环具有外螺纹,所述螺纹环套设在所述套管的外周并抵靠到所述轴承套的一个轴向端部。
28.在至少一个实施方式中,所述多球销式联轴器还包括推力轴承组件,所述推力轴承组件设置在所述套管的远离所述自调心轴承组件的轴向端部,以用于在所述第二部件和所述套管之间传递轴向力。
29.在至少一个实施方式中,所述推力轴承组件包括在轴向上彼此抵靠的推力轴承和碟形弹簧,所述推力轴承还抵靠在所述套管的远离所述自调心轴承组件的轴向端部。
30.根据本发明的第二方面,提供一种转向机构,其包括电机、联轴器和蜗轮蜗杆组件,其特征在于,所述联轴器为根据本发明的多球销式联轴器,
31.所述多球销式联轴器的所述第一联接件与所述蜗轮蜗杆组件中的蜗杆不能相对转动地连接,所述多球销式联轴器的所述第二联接件与所述电机的输出轴不能相对转动地连接。
32.根据本发明的多球销式联轴器能降低传动过程的振动并能在传动部件之间具有轴向偏移的情况下有效传递扭矩。
33.根据本发明的转向机构在工作过程中不容易产生换向间隙和振动冲击。
附图说明
34.图1是根据本发明的一个实施方式的转向机构的部分结构的剖视图。
35.图2是根据本发明的一个实施方式的多球销式联轴器的分解示意图。
36.图3是根据本发明的一个实施方式的多球销式联轴器的被主体卡套所包围的主体的剖视图。
37.图4是图3中的销轴的剖视图。
38.图5是图3中的安装有球环的多销节的示意图。
39.图6是图5中的多销节的示意图。
40.图7是图6中的球环的示意图。
41.图8是图3的剖视图。
42.图9是图3中的内滚道保持架的示意图。
43.图10是图3中的内滚道的示意图。
44.图11是图3中的球架组件的示意图。
45.图12是图11中的球架的示意图。
46.图13是图3中的外滚道的示意图。
47.图14是图3中的自调心轴承组件的示意图。
48.图15是图14中的轴承套的剖视图。
49.图16是图3中的挡圈的示意图。
50.图17是图3中的套管的示意图。
51.图18是图3中的减振组件的示意图。
52.图19是图18中的转接件的示意图。
53.图20是图18中的杯壳和缓冲件的剖视图。
54.图21是根据本发明的一个实施方式的多球销式联轴器的被轴承组件卡套所包围的推力轴承组件的剖视图。
55.图22是图21的立体示意图。
56.附图标记说明:
57.e电机;w蜗杆;h壳体;h1一级台阶壁;h2二级台阶壁;ia蜗杆孔;ib轴承孔;ic螺纹环孔;
58.m主体;m1第一联接件;m2第二联接件;
59.10螺纹环;11螺纹段;12压管段;13内六角孔;14圆孔;
60.20推力轴承组件;21推力轴承;22碟形弹簧;211轴圈;212座圈;
61.30多球销组件;31销轴;31h内连接孔;31b轴承安装部;31s球面;311销轴挡边;312销轴环槽;32多销节;32r环;32n颈部;33球环;
62.40滚道组件;41内滚道保持架;410内底架;411连接条;41a框凸部;41b挡角;41c倒角;41d兜孔;
63.42内滚道;421底面;422内曲面;423外曲面;424外侧面;425内侧面;
64.43球架;430球架底架;431兜板;4310球兜;432轴向筋;430a球架凸部;430b球架凸
台;430c外滚道挡台;
65.44小球;45外滚道;451周向部;452径向部;451a球垫部;
66.50自调心轴承组件;51自调心轴承;52轴承套;52a大端;52b小端;521台阶壁;522法兰部;52m铆点;
67.60套管;60a大端;60b小端;60c套管槽;61翻边;62挡环;63卡扣;
68.70减振组件;71转接件;711基台;712凸台;713凸耳;71h花键孔;
69.72杯壳;73缓冲件;72s、73s球凹部;
70.80推力轴承;90挡圈;90a缺口;
71.c1主体卡套;c11侧部;c12底部;c2轴承组件卡套;c20半壳;
72.a轴向;r径向。
具体实施方式
73.下面参照附图描述本发明的示例性实施方式。应当理解,这些具体的说明仅用于示教本领域技术人员如何实施本发明,而不用于穷举本发明的所有可行的方式,也不用于限制本发明的范围。
74.除非特别说明,图中,a表示多球销式联轴器的轴向,该轴向a与电机e和销轴31的轴向一致;r表示多球销式联轴器的径向,该径向r与电机e和销轴31的径向一致。
75.参照图1至图22介绍根据本发明的多球销式联轴器(以下也简称联轴器)以及包括该联轴器的转向机构。
76.根据本发明的转向机构包括电机e、多球销式联轴器和蜗轮蜗杆组件,其中多球销式联轴器连接电机e的输出轴和蜗轮蜗杆组件中的蜗杆w,使得输出轴的扭矩能传递给蜗杆w。
77.蜗杆w容纳于壳体h的内腔,且蜗杆w、联轴器和电机e同轴地设置。在本实施方式中,壳体h的内腔包括至少在轴向一侧开口的孔,该孔包括内径递增的依次衔接的蜗杆孔ia、轴承孔ib和螺纹环孔ic。蜗杆孔ia供蜗杆w穿过,轴承孔ib用于固定下文介绍的轴承套52,螺纹环孔ic用于固定下文介绍的螺纹环10。由于上述三个孔的孔径不同,在蜗杆孔ia和轴承孔ib之间形成垂直于轴向a的一级台阶壁h1,在轴承孔ib和螺纹环孔ic之间形成二级台阶壁h2。一级台阶壁h1用于给轴承套52提供轴向定位,二级台阶壁h2能帮助下文介绍的主体卡套c1在装配过程中自然脱落。
78.参照图1和图2,根据本发明的多球销式联轴器包括主体m、螺纹环10和推力轴承组件20。
79.主体m包括抗扭地连接(不能相对转动地连接)的第一联接件m1和第二联接件m2,其中,第一联接件m1用于连接到蜗杆w,第二联接件m2用于连接到电机e的输出轴。
80.螺纹环10用于固定于容纳蜗杆w的壳体h,以便于联轴器的安装定位。
81.推力轴承组件20用于设置在主体m和电机e之间,以传递轴向载荷。
82.首先,参照图1至图20介绍根据本发明的一个实施方式的主体m。
83.主体m的第一联接件m1包括多球销组件30、滚道组件40和自调心轴承组件50。
84.多球销组件30包括销轴31、多销节32和球环33。
85.销轴31用于与蜗杆w抗扭地连接。参照图4,在本实施方式中,销轴31的第一端(图4
中的销轴31右端)设有内连接孔31h。内连接孔31h具有与蜗杆w的轴向的连接端(图1中的蜗杆w的左端)相锁合的形状,蜗杆w的连接端能伸入内连接孔31h并实现蜗杆w与销轴31的抗扭连接。例如,在本实施方式中,内连接孔31为内六角孔,蜗杆w的连接端为六棱柱形状。
86.销轴31的第一端形成用于套设下文介绍的自调心轴承51的轴承安装部31b,轴承安装部31b的周壁呈圆柱形,且在本实施方式中,轴承安装部31b的外径大于销轴31的轴向上的另一端(第二端,即图4中的左端)的外径。
87.第一端的端部形成有在径向r上凸出的销轴挡边311,销轴挡边311位于轴承安装部31b的一个轴向端部。销轴31的外周在轴向a上靠近第一端处还向径向内侧凹进地形成销轴环槽312,销轴环槽312用于容纳挡圈90,销轴环槽312位于轴承安装部31b的另一个轴向端部。
88.同时参照图16,挡圈90的内径大致等于销轴环槽312的槽底的直径,挡圈90的外径大于轴承安装部31b的外径。挡圈90具有一定的弹性,挡圈90的中孔能以弹性变形的方式在径向上被撑开而套设到销轴环槽312处。为方便挡圈90的安装,挡圈90在周向上具有缺口90a。挡圈90的制作材料例如为弹性钢。
89.销轴31的第二端具有呈球形的球面31s,球面31s用于与下文将详细介绍的减振组件70相配合以实现万向调节的功能。
90.参照图5至图7,在本实施方式中,多球销组件30可以为四销轴组件。
91.参照图6,多销节32包括位于中部的环32r和连接于环32r的外周部的四个沿环32r的径向延伸的颈部32n。优选地,四个颈部32n在环32r的周向上间隔均匀地分布。每个颈部32n的外周套设有一个球环33,球环33的外周面是球面的一部分。优选地,球环33的在所述颈部32n的轴向上(或者说在所述环32r的径向上)的朝向环32r的面的外径小于背向环32r的面的外径。
92.应当理解,颈部32n和球环33之间可以设有滚动体。多销节32套设于销轴31的外周并通过例如过盈配合的方式与销轴31抗扭地连接。
93.参照图3和图8,多球销组件30的外周设有滚道组件40。滚道组件40包括内滚道保持架41、内滚道42、球架43、小球44和外滚道45。
94.首先,结合图8至图10介绍由内滚道保持架41和内滚道42组成的内滚道组件。
95.在本实施方式中,内滚道42有4对,每对内滚道42包括2个在销轴31的周向上相对设置的内滚道42,每个球环33被一对内滚道42在周向两侧夹紧。
96.内滚道保持架41呈柱形框架状,其用于安装内滚道42。内滚道保持架41包括位于轴向a上的两个端部的两个内底架410和沿轴向a延伸的多个连接条411,连接条411将两个内底架410连接在一起。
97.在本实施方式中,内底架410呈具有4个花瓣的花瓣状,每一个花瓣由一个向销轴31的径向外侧凸出的框凸部41a所限定。每一个框凸部41a用于安装一对内滚道42,且框凸部41a还用于与下文中介绍的球架43的球架凸部430a配合定位。
98.每两个相邻的框凸部41a之间的内凹部形成一个挡角41b,挡角用于对多销节32的环32r起限位作用(下文进一步介绍)。
99.在其中一个内底架410的在轴向上背向另一个内底架410的面上(也称该面为入口面),在挡角41b处形成倒角41c,在轴向a上越往内滚道保持架41的内腔去,倒角41c的在入
口面上的径向尺寸越小。倒角41c便于内滚道保持架41与多销节32的装配(下文进一步介绍)。
100.连接条411设置于相邻的框凸部41a之间,每两个相邻的框凸部41a之间设有两个连接条411,即本实施方式中的内滚道保持架41共有8个连接条411。
101.连接条411将轴向上相对的两个框凸部41a连为一对用于安装内滚道42的框凸部41a。每对框凸部41a在周向两侧各形成一个兜孔41d,每个兜孔41d用于嵌设一个内滚道42,从而一对框凸部41a安装一对内滚道42。
102.参照图10,在本实施方式中,内滚道42呈长条形的块状。其长度方向与销轴31的轴向a平行。其长度方向两端的两个底面421为平面,两个底面421之间的侧壁形成一个内曲面422和一个外曲面423。内曲面422为球面的一部分,用于与球环33的球面形状锁合地配合。外曲面423为圆柱面的一部分,用于外切于下文介绍的小球44。
103.两个底面421之间的侧壁还包括两个相背的外侧面424和内侧面425。在本实施方式中,外侧面424和内侧面425均呈平面状,用于配合兜孔41d周围的框架使内滚道42的受约束地被限位。其中,外侧面424的面积小于内侧面425的面积,可以理解为,外侧面424所在侧的实体部分被部分地切去而形成了外曲面423。
104.当内滚道42安装于兜孔41d后,一对内滚道42在球环33的径向两侧(或者说在销轴31的周向两侧)将一个球环33紧密地环抱住。而每个内滚道42上的外曲面423朝向销轴31的外周侧、并抵靠到下文中介绍的小球44。内侧面425朝向内周侧,外侧面424朝向外周侧。内滚道42在兜孔41d内具有少量的摆动空间。
105.接下来,接合图8、图11和图12介绍由球架43和小球44组成的球架组件。球架组件用于套设到内滚道组件的外周。
106.在本实施方式中,球架43上安装8列小球44,每列小球44有3个,每列小球44沿销轴31的轴向a延伸,每列小球44用于抵靠到一个外曲面423。
107.球架43呈柱形框架状,其包括位于轴向a上的两个端部的两个球架底架430和沿轴向a延伸的4个兜板431,兜板431将两个球架底架430连接在一起。每个兜板431在周向两侧各形成一列沿轴向a延伸的球兜4310。
108.球兜4310呈c形,每个球兜4310内容纳一个小球44,小球44优选为钢制的钢球。小球44被浮动地收容于球兜4310内,即,小球44能在球兜4310内滚动、但小球44不会从球兜4310内滚出。
109.在本实施方式中,球架底架430的内周轮廓呈具有4个短花瓣的花瓣状,每一个花瓣由一个向销轴31的径向外侧凸出的球架凸部430a所限定。每一个球架凸部430a用于部分地容纳内滚道保持架41的一个框凸部41a。
110.球架底架430的外周向径向外侧凸出地形成4个球架凸台430b,球架凸台430b一方面用于与下文介绍的套管60的内壁配合,另一方面,轴向a上相对的两个球架凸台430b之间设有一个轴向筋432。轴向筋432用于为下文介绍的外滚道45提供安装基础。
111.在本实施方式中,球架凸台430b在周向上位于球架凸部430a的中部。每个球架凸台430b的周向两侧各形成一个向径向外侧凸出的外滚道挡台430c,在轴向a上相对的两个外滚道挡台430c之间嵌设一个外滚道45。
112.接下来,结合图8和图13介绍外滚道45。
113.外滚道45呈片状,其例如由金属薄片弯折或冲压而形成。在本实施方式中,滚道组件40包括8个外滚道45。
114.外滚道45包括沿销轴31的周向延伸的周向部451和沿销轴31的径向r延伸的径向部452。周向部451呈曲面形状,径向部452呈大致平面状,径向部452相对于周向部451向径向外侧翻折。
115.周向部451的在周向上远离径向部452的部分形成球垫部451a。球垫部451a用于嵌设在小球44的外周和下文介绍的套管60的内周。球垫部451a的内周壁是圆柱面的一部分,球垫部451a的内周壁外切于小球44。由于在本实施方式中,在轴向a上的每列有3个小球44,因此相应地球垫部451a也形成三个在轴向a上分开的部分;应当理解,每个外滚道45上的球垫部451a也可以不具有缝隙。
116.外滚道45在轴向a上的长度大致等于球架43的两个球架底架430之间的轴向距离。当外滚道45与球架组件安装时,周向部451的两个轴向端部分别抵靠于两个相对的球架底架430的外滚道挡台430c,球垫部451a抵靠在一列小球44的外周;径向部452抵靠到球架43的轴向筋432。
117.整个滚道组件40容纳于套管60的内腔,下文在介绍第二联接件m2时作进一步介绍。
118.接下来,结合图1、图3、图14和图15介绍自调心轴承组件50。自调心轴承组件50用于设置在销轴31的第一端,并实现销轴31和壳体h的连接。自调心轴承组件50包括自调心轴承51和轴承套52。
119.自调心轴承51与销轴31过盈配合地套设于轴承安装部31b,并且,自调心轴承51的内圈在轴向两侧分别抵靠到挡圈90和销轴挡边311。
120.自调心轴承51嵌套在轴承套52的内腔。轴承套52呈环状,其轴向两端分别为大端52a和小端52b,大端52a的内径大于小端52b的内径。
121.小端52b处具有向径向内侧延伸的环形的台阶壁521,台阶壁521用于抵靠到自调心轴承51的外圈。
122.台阶壁521的内周部在轴向a上向背离大端52a的方向翻折而形成法兰部522,法兰部522为下文介绍的推力轴承80提供了安装基础。
123.轴承套52用于过盈配合地嵌设在壳体h的内腔的轴承孔ib。
124.在轴向a上,轴承套52的内腔的尺寸略大于自调心轴承51的尺寸,当自调心轴承51设置于轴承套52的内腔后,轴承套52的大端52a的端面略微地凸出于自调心轴承51的外圈的轴向表面。
125.自调心轴承51的外圈与轴承套52在径向上松配合。轴承套52的大端52a的端面的内周边缘预设多个(本实施方式中为4个)在周向上均匀分布的铆点52m。当调心轴承51与轴承套52完成装配后,在铆点52m处利用无铆钉连接技术,对调心轴承51与轴承套52的连接区域加压,使调心轴承51和轴承套52铆接在一起。
126.接下来介绍主体m的第二联接件m2,第二联接件m2包括套管60和减振组件70。
127.首先,结合图3、图8和图17介绍套管60。
128.套管60呈圆管状,其内周壁部分地向径向外侧凹陷地形成四个在周向上均匀分布、并沿轴向a延伸的套管槽60c。在周向上,套管槽60c的轮廓与球架43的球架凸台430b的
轮廓形状对应,因此,球架43能嵌设在套管60的内腔。
129.套管60在轴向a上的两个端部分别为大端60a和小端60b。
130.套管60在大端60a处受自调心轴承组件50的轴承套52限位。优选地,套管60和轴承套52之间设有用于传递轴向力的推力轴承80。
131.大端60a具有向径向外侧翻折、继而再向轴向翻折的翻边61,翻边61用于为推力轴承80提供定位。
132.具体地,推力轴承80包括轴圈82(也称内圈)和座圈81(也称外圈)。轴圈82与轴承套52过盈配合地连接,轴圈82的内周壁套设在法兰部522外,轴圈82的轴向端面抵靠在轴承套52的小端52b的轴向端面上。座圈81过盈配合地嵌套在翻边61所形成的内部空间内。
133.套管60的小端60b具有向径向内侧翻折的挡环62(参照图3),挡环62一方面为下文中介绍的减振组件70提供轴向定位,另一方面也为下文中介绍的推力轴承组件20提供轴向定位。
134.小端60b的外周还设有若干(在本实施方式中为4个)凸出的卡扣63,卡扣63用于为下文中介绍的推力轴承组件20提供径向定位。
135.套管60的大端60a的外径小于轴承套52的外径,从而为下文介绍的螺纹环10提供了定位空间。
136.套管60例如可以通过旋锻、冲压或机加工制作而成。
137.接下来,结合图3、图18、图19和图20介绍减振组件70。减振组件70用于为销轴31提供轴向缓冲。
138.减振组件70包括转接件71、杯壳72和缓冲件73。转接件71与套管60抗扭地连接。
139.结合图13和图14,转接件71包括基台711和凸台712。基台711呈圆盘状,基台711的朝向套管60的大端60a的中间凸出地形成圆柱形的凸台712,凸台712用于安装杯壳72。转接件71的中部还开设有花键孔71h,花键孔71h用于与电机e的输出轴相连,例如,输出轴上设有与花键孔71h相匹配的公花键。
140.转接件71的外周向径向外侧凸出地形成4个凸耳713,凸耳713用于伸入套管60的套管槽60c,从而使转接件71与套管60抗扭地连接。
141.优选地,转接件71由工程塑料制成,其具有较合适的变形能力。花键孔71h在与公花键配合时,花键孔71h被公花键轻微撑开从而实现转接件71与公花键的无间隙配合。
142.杯壳72呈杯状,杯壳72例如通过冲压形成。杯壳72套设于转接件71的凸台712,且杯壳72能相对于凸台712在轴向a上作小范围的移动(下文介绍缓冲间隙时读者将更容易理解该小范围的移动)。在轴向a上,杯壳72的内腔、或者说在杯壳72和转接件71之间设有缓冲件73。缓冲件73例如由橡胶制成,橡胶制的缓冲件73例如通过硫化工艺成型于杯壳72的内腔。
143.当杯壳72套设于凸台712时,在初始状态下,凸台712抵靠到缓冲件73、但杯壳72不抵靠到基台711,即,杯壳72与基台711之间在轴向a上具有缓冲间隙。由于缓冲件73能在轴向a上发生弹性变形,这使得销轴31能在小范围内相对于转接件71在轴向a上发生位移。
144.杯壳72的在轴向a上朝向销轴31的端面的中部凹进地形成球面状的球凹部72s,相应地,紧贴杯壳72的缓冲件73在相应位置处也形成球凹部73s。球凹部72s用于与销轴31的球面31s相抵靠。优选地,球面31s所对应的球的半径略小于球凹部72s所对应的球的半径。
145.球面31s抵靠在球凹部72s,使得当销轴31相对于轴向a发生偏斜时,球凹部72s仍能对销轴31实现有效的对中定位。
146.由此,当第一联接件m1和第二联接件m2连接后,在轴向a上,作为联轴器的一个连接端部的销轴31在一侧抵靠杯壳72、在另一侧受与销轴31相连的自调心轴承组件50的限制而相对于第二联接件m2被限位。在周向上,销轴31和转接件71能无间隙地传递扭矩。
147.优选地,结合图3,在第一联接件m1和第二联接件m2连接形成主体m、且主体m未与转向机构的其它零部件装配的情况下,为增加第一联接件m1和第二联接件m2的连接牢固程度,在例如零部件运输过程中防止第一联接件m1和第二联接件m2彼此脱开,可以在主体m外加设主体卡套c1。
148.主体卡套c1呈中空的盖状,其具有圆管状的侧部c11和位于侧部c11的轴向端部的半封闭的底部c12。底部c12的半封闭表现为底部c12的中央具有通孔。主体卡套c1从套管60的小端60b处套入套管60,并向轴承套52所在侧移动,最终使底部c12抵靠到套管60的翻边61,此时侧部c11与轴承套52过盈配合地包围在轴承套52的外周。主体卡套c1的制作材料例如包括塑料。
149.在主体m与转向机构的壳体h装配的过程中,主体卡套c1会在装配过程中脱落,下文在介绍联轴器的装配过程时将作进一步介绍。脱落的主体卡套c1可以作为包装材料回收之后再次利用。
150.接下来,结合图1和图2介绍螺纹环10。螺纹环10用于给装配到壳体h的主体m提供轴向定位。
151.螺纹环10呈短管状,其外周壁在轴向a上至少部分地设有外螺纹,该外螺纹能与壳体h的内腔的螺纹环孔ic的内螺纹螺合,以确定螺纹环10在壳体h上的轴向位置。
152.螺纹环10的朝向壳体h的内腔的轴向端面抵靠在轴承套52的轴向端面上,从而给轴承套52提供了在轴向a上的一侧的定位。轴承套52在轴向a上另一侧的定位靠壳体h的内腔的一级台阶壁h1提供。
153.在本实施方式中,在轴向a上,螺纹环10的外周壁形成两个区段,分别为螺纹段11和压管段12;螺纹环10的内周壁形成两个区段,分别形成内六角孔13和圆孔14。
154.螺纹段11具有外螺纹,压管段12的外径小于螺纹段11的外径,压管段12与轴承套52抵接。
155.内六角孔13用于与装配工具配合,方便旋拧螺纹环10。应当理解,内六角孔13也可以呈其它异形的孔状。
156.圆孔14容纳套管60的翻边61。优选地,圆孔14的内壁与翻边61不接触。应当理解,圆孔14也可以具有其它形状。
157.接下来,结合图1、图2、图21和图22介绍推力轴承组件20。推力轴承组件20安装在套管60和电机e的壳体之间,用于传递轴向力。
158.推力轴承组件20包括彼此在轴向a上抵靠的推力轴承21和碟形弹簧22(或者是膜片弹簧)。推力轴承21与套管60接触,碟形弹簧22与电机e的壳体接触。
159.推力轴承21的座圈212(也称外圈)在轴向a上抵靠到套管60的挡环62、并在径向上被卡扣63收容限位,推力轴承21的轴圈211(也称内圈)套设在电机e的壳体的外周。
160.碟形弹簧22的小端抵靠于轴圈211,碟形弹簧22的大端抵靠到电机e的壳体的一个
轴向端面。
161.优选地,为便于轴承组件20在与联轴器的其它零部件装配前的例如备料和运输过程中,在轴承组件20的外周设置轴承组件卡套c2,以将推力轴承21和碟形弹簧22受约束地组合在一起。
162.在本实施方式中,轴承组件卡套c2呈环形,且在轴向a上,轴承组件卡套c2在两个端部均具有半封闭的端壁,以给推力轴承21和碟形弹簧22提供轴向约束。
163.轴承组件卡套c2例如可以在径向r上打开而分成两个半壳c20,两个半壳c20依靠锁扣结构c21连接在一起。在收入推力轴承组件20的过程中,将两个半壳c20分开,而沿径向将轴承组件20置入轴承组件卡套c2的内腔。
164.轴承组件卡套c2的制作材料例如包括塑料。在装配轴承组件20时,将轴承组件20从轴承组件卡套c2内取出,轴承组件卡套c2可以回收并重复利用。
165.接下来,介绍根据本发明的联轴器的一种装配方法。包括:
166.s1(准备轴承组件20),将推力轴承21和碟形弹簧22预装配成轴承组件20,并将轴承组件20预收容在轴承组件卡套c2内。
167.s2(分别准备球架组件,减振组件70,多销节32和球环33的预装配件以及自调心轴承组件50),将小球44装配于球架43,形成球架组件;将转接件71、杯壳72和缓冲件73装配成减振组件70;将多销节32和球环33装配在一起;将自调心轴承51和轴承套52装配成自调心轴承组件50。
168.s3(装配第一联接件m1),将减振组件70从套管60的大端60a压入套管60的内腔,使凸耳713嵌入套管槽60c,转接件71抵靠到挡环62。
169.(通过步骤s4至s10形成第二联接件m2)
170.s4,将自调心轴承组件50压装到销轴31上,将挡圈90嵌入销轴环槽312内、以对自调心轴承组件50进行轴向定位。
171.s5,在轴承套52的法兰部522上压装推力轴承80。
172.s6,将多销节32和球环33的预装配件压装到销轴31上。
173.s7,将内滚道保持架41以入口面(具有倒角41c的轴向端面)朝向轴承套52所在侧的初始姿态套设到多销节32的外周,在该过程中,多销节32顺着倒角41c而将入口面的内底架410向外周撑开发生弹性变形、使多销节32被收容在两个内底架410之间,且位于两个内底架410的挡角41b分别从轴向a上的两侧抵靠住多销节32。
174.s8,将内滚道42装入内滚道保持架41的兜孔41d内,使内滚道42的内曲面422与球环33的球面贴紧、内滚道42的外曲面423朝向外周侧。
175.s9,将球架组件套设到内滚道组件的外周,使每一个球架凸部430a容纳一个框凸部41a、且小球44抵靠到内滚道42的外曲面423。
176.s10,将外滚道45安装到球架组件,外滚道45在轴向的两侧由两个球架底架430的外滚道挡台430c夹紧,外滚道45的径向部452抵靠于轴向筋432,球垫部451a衬在小球44的外周侧。
177.s11(第一联接件m1和第二联接件m2装配在一起形成主体m),将由步骤s4至s10形成的第二联接件m2从第一联接件m1的套管60的大端60a插入套管60的内部,球架凸台430b和外滚道45的径向部452卡在套管槽60c内,套管60的翻边61卡住推力轴承80。
178.s12(主体m加装主体卡套c1),卡套c1从套管60的小端60b套入主体m,从外周侧将第一联接件m1和第二联接件m2封装在一起。
179.s13(主体m安装到壳体h内),将主体m从壳体h一端的开口装入壳体h的内腔,使轴承套52抵靠到一级台阶壁h1;在该过程中,主体卡套c1将由于抵靠到二级台阶壁h2而在轴承套52逐渐伸入轴承孔ib的过程中脱落。之后,将螺纹环10旋入螺纹环孔ic、至螺纹环10将轴承套52在轴向a上压紧。此外,在该步骤中,在自调心轴承组件50的铆点52m处铆接自调心轴承51和轴承套52。
180.s14(安装推力轴承组件20),将轴承组件20从轴承组件卡套c2中取出,将轴承组件20的推力轴承21套装到电机e的壳体的外周,电机e的输出轴伸入花键孔71h,推力轴承21同时压入卡扣63的内周,并保证碟形弹簧22在轴向上具有一定的预紧力。
181.至此,完成联轴器的装配。应当理解,上述步骤中的部分步骤,或是某个步骤中的部分环节的安装顺序可以前后调整。
182.最后说明根据本发明的联轴器所提供的减振和调心的作用及其至少具有的优点:
183.(i)自调心轴承51的外圈和轴承套52在径向上松配合,自调心轴承51的内圈和销轴31紧配合,多球销组件30受滚道组件40约束地与套管60抗扭连接,且减振组件70为销轴31提供轴向缓冲和对中调节。通过这种布置,适当放大自调心轴承51的轴向游隙,仍能保证换向时扭矩顺滑,且不会有相关冲击噪声。
184.(ii)多球销组件包括多个球环33和多列小球44,传动过程中的承载能力大。
185.(iii)具有一定弹性的外滚道45嵌设在球架组件和套管60之间,保证了滚道组件40和套管60之间的周向无间隙传动。
186.(iv)小球44作为直线滚动副,在换向机构连续启停的过程中,能消除摩擦力陡升陡降的问题。且球架组件安装方便。
187.(v)多球销组件30与滚道组件40配合,实现了销轴31和套管60之间的万向摆动和传动,能在第一联接件m1和第二联接件m2存在较大的轴向偏斜(例如 /-5
°
)的情况下传递扭矩。
188.(vi)减振组件70允许主体m的第一联接件m1和第二联接件m2发生在轴向a上的略微的相对移动,从而可以降低对自调心轴承51的轴向间隙的控制要求。
189.(vii)滚道组件40在约束多球销组件30的同时,给销轴31提供了各向调心的支承,即使例如由塑料制成的蜗轮发生较大的磨损、蜗杆w发生大角度的偏移,与蜗杆w相连的销轴31仍处于可控的工作位置,第一联接件m1和第二联接件m2之间的扭矩传递不受影响。
190.(viii)外滚道45既保证了传动刚度,又使得第一联接件m1和第二联接件m2之间在周向上能无间隙地传递扭矩,降低了零部件的公差要求,降低生产成本的同时增加生产的可靠性。
191.(ix)用于连接电机e的转接件71、起减振作用的缓冲件73、起各向调节作用的多球销组件30和滚道组件40均集成在套管60的内部,自调心轴承组件50和推力轴承组件20均与套管60相连,整个联轴器模块化程度高,空间利用率高,装配便捷。
192.(x)根据本发明的转向机构在来回换向、持续启动停止的过程中,不容易产生换向间隙和振动冲击,不容易因摩擦力波动而产生系统震颤。
193.当然,本发明不限于上述实施方式,本领域技术人员在本发明的教导下可以对本
发明的上述实施方式做出各种变型,而不脱离本发明的范围。例如:
194.(i)根据本发明的多球销组件除了设置为如实施方式中的包括四个球环33的四销轴组件外,还可以具有其它数量的球环。
195.(ii)虽然本发明中联轴器的第一联接件m1连接了作为第一部件的蜗杆w、第二联接件m2连接了作为第二部件的电机e的输出轴,然而,根据本发明的联轴器还可以用于除转向机构外的其它传动机构,即第一部件和第二部件可以是其它需要传递扭矩的部件。
再多了解一些

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