等速聯接器及其控制系統的製作方法

2023-04-29 17:08:36 2

專利名稱：等速聯接器及其控制系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及軸之間的聯接器，在特定形式下涉及萬向接頭，尤其涉及具有或者尋求達到相同的瞬時輸入軸和輸出軸角速度的聯接器。
背景技術：
至少從工業革命開始，耦合兩個成一定角度運轉的旋轉軸的問題就擺在工程師們面前。直到今天，人們仍舊主要使用最初由卡登在16世紀開發出來的「萬向節」，儘管其具有固有的缺點，並且在幾乎每個後輪驅動車輛中都能找到這種「萬向節」。
簡單萬向節設計中存在的固有缺陷是，在輸入軸與輸出軸之間除了180度之外的任何角度中，輸出軸的角速度相對輸入軸的角速度按照正弦波動。
通常，例如在後輪驅動車輛的動力傳動系統中，採用了兩個萬向節，將輸入和輸出軸聯接至中間軸。通過保持輸入和輸出軸之間的平行對準並使接頭元件的朝向匹配，對於輸入和輸出軸可以保持相同的角速度，目前將波動限制在中間軸。
但是，由於輸入和輸出軸角速度和中間軸角速度的變化而產生的波動應力需要被吸收在兩個萬向節中。而且在許多應用特別是在公路車輛中，由于振動、機械應力和動力傳遞損耗的產生，不可能在輸入和輸出軸之間保持嚴格的幾何關係。
解決保持輸入和輸出軸對準問題的特別方法被稱為「雙重萬向節」，通常被稱為等速接頭，其由連接至短的中間軸的兩個萬向節和定心裝置構成的組件，所述定心裝置約束兩個萬向節，使其相互保持固定的幾何關係，從而使輸入和輸出軸與中間軸形成相同的角度。這種設置的主要缺點在於，任何軸向和徑向負載向所述定心裝置的傳遞導致磨損加速和摩擦損耗。
許多其他聯接器也被開發出來，以獲得軸之間的等速角速度傳遞。一般地，全部上述聯接器方式都是對於真等速聯接器的近似解決方式，或者以滑動部件的高磨損摩擦損耗為代價獲得幾何的近似。
本發明的目的是解決或改善上述缺點中的至少一個，或者至少提供有益的替代方式。

發明內容
因此，在本發明一個範圍較寬的形式中，提供了一種等速聯接器，其中用於輸入和輸出軸之間的角速度相同瞬時傳遞的條件由控制機構保持，所述聯接器包括(a)輸入軸旋轉軸線(b)輸出軸旋轉軸線(c)控制機構。
所述控制機構適於約束所述聯接器的至少部分，從而獲得等速特性。
在本發明另一個範圍較寬的形式中，提供了一種等速聯接器，其中輸入軸與輸出軸之間的角度受到控制，從而改變斜板凸輪液壓移動裝置的體積特性。
在本發明另一個範圍較寬的形式中，提供了一種雙重等速聯接器，其中用於輸入和輸出軸線之間的角速度相同瞬時傳遞的條件由控制機構保持，所述聯接器包括(a)輸入軸線(b)輸出軸線(c)輸入端軛(d)輸出端軛(e)控制機構在本發明另一個範圍較寬的形式中，提供了一種等速接頭，具有通過萬向節機構旋轉地連接至輸出軸的輸入軸；所述接頭包括機械控制裝置，該控制裝置相對所述輸入軸線和所述輸出軸線約束所述萬向節，從而在使用中在所述輸入軸與所述輸出軸之間的預定角度範圍上保持等速特性。
在本發明另一個範圍較寬的形式中，提供了一種等速接頭，其加入控制機構，所述控制機構以相對被限定為所述輸入軸線和所述輸出軸線的交點的幾何中心的球面幾何學為基礎。
在本發明另一個範圍較寬的形式中，提供了一種用於等速接頭的定心裝置；所述定心裝置具有相對於球面三角形結構而限定的接頭，從而約束所述結構的至少部分在相對所述輸入軸線和所述輸出軸線的交點限定的同動力平面(homokinetic plane)上。
在本發明另一個範圍較寬的形式中，提供了一種相對等速接頭的第二輸出軸約束第一輸入軸以獲得大體上的等速狀態的方法；所述方法包括利用控制裝置，所述控制裝置以一個或多個軸線為中心並圍繞所述軸線樞軸轉動，所述一個或多個軸線穿過定義為輸入軸和輸出軸軸線交點的聯接器中心。


下面將結合

本發明的實施例，其中圖1是根據第一優選實施例的輸入和輸出軸成一直線的完全裝配的等速聯接器的透視圖；圖2是輸入和輸出軸具有角位移的圖1中聯接器的透視圖；圖3是為了清楚而除去某些部件的圖1中聯接器的透視圖；圖4是說明了控制機構原理的圖2中聯接器的透視圖；圖5是圖1中聯接器的全部控制機構的透視圖；圖6是根據第二優選實施例的控制機構的正交視圖；圖7是根據第三優選實施例的連接機構的正交視圖；圖8是根據第四實施例的裝配的等速聯接器的透視圖；圖9是中心管除去的圖8中聯接器的透視圖；圖10是圖9中聯接器的部件的透視圖；圖11是根據第五實施例能夠作為液壓馬達的聯接器裝置的透視圖；圖12是圖11中聯接器的側視圖；圖13是組成圖11中聯接器的主要部件的透視圖；
圖14.1至14.20包括第六至第十實施例的各個視圖；圖15.1至15.4包括第十一實施例的各個視圖；圖16.1至16.14包括第十二至第十五實施例的各個視圖；圖17.1至17.9包括第十六實施例的視圖；圖18.1至18.13包括第十七實施例的視圖；圖19.1包括第十八實施例的透視圖；圖20.1至20.9包括第十九實施例的視圖；圖21.1至21.5包括第二十實施例的視圖；圖22.1至22.7包括第二十一實施例的視圖；和圖23是支持上述實施例的某些共有特徵的一般討論的同動力平面和相關軸的圖形說明。
具體實施例方式
下面將對本發明的大量的各個實施例進行描述。實施例中許多涉及具有輸入軸的系統，所述輸入軸機械地連接至輸出軸，方式是轉矩能夠從輸入軸傳遞至輸出軸，同時保持大體上地「等速」特性。在特殊的形式中，儘管在輸入和輸出軸之間的角度中存在變化，也尋求保持等速特性。
在本說明書中，「等速」特性指這樣一種特性，其中通過軸的全程旋轉使輸入軸的瞬時角速度與輸出軸的瞬時角速度相等。可以理解，等速特性是一個實際目標，基於包括組件中的機械和結構變化在內的參數，各個實施例會在更高或更低的程度上達到這個特性。
在輸入和輸出軸之間的角度允許變化的條件下，在本說明書中這種接頭被定義為萬向等速接頭。
概括地，輸入和輸出軸之間的等速特性是通過使用控制系統獲得的，在本說明書的實施例中，所述控制系統採用機械形式實施，並且在不同實施例中被定義為控制軛、控制機構、連杆機構、約束裝置、插入連接件、定心機構和定心裝置。
在實施例中，輸入和輸出軸的軸線的交點被定義為聯接器中心或幾何中心，並且，在某些實例下，其指兩個軸的軸線的「接觸點」。
所述聯接器中心或幾何中心很重要，因為在大量實施例中，這個點變成等速接頭的公共點，所述控制系統的所有樞軸形成部分的旋轉軸線(以及根據定義的輸入和輸出軸的軸線)經過所述公共點。
並且，在大量實施例中，萬向節機構可以被確定為聯接器的形成部分，並且尤其包括受所述控制系統控制的部分，從而帶來等速特性。在本說明書中，萬向節通常包括內部大體圓形軛，所述內部大體圓形軛位於外部大體圓形軛內並能夠相對所述外部大體圓形軛樞軸地旋轉。所述萬向節機構的軛進而樞軸連接至各個輸入和輸出軸。所述萬向節的運動至少部分地由所述控制機構約束，從而使所述輸入和輸出軸的相關運動具有等速特性，所述控制機構通常採用控制軛的形式。
相對於聯接器中心或者幾何中心以及聯接器的「同動力平面」的施加等速特性的約束狀態將在大多數實施例中說明。
請參看圖23，在本說明書中，同動力平面是位於指示等速聯接器305的輸入軸線303與輸出軸線304之間的角度302的平分線上的平面300。更明確地，同動力平面300被定義為相對由輸入軸線303和輸出軸線304所限定的平面垂直。在圖23的特定實例下，輸入軸線303和輸出軸線304位於頁面中，而同動力平面300將與所述頁面垂直。
在特定形式中，所述控制系統最好參考補角306限定，所述補角306在此實例下被定義為通過聯接器或幾何中心307的輸出軸線304與輸入軸線303的延長線之間的角度。從數學上而言，補角306是180°減去輸入軸與輸出軸之間的角度302。
補角平分線308是補角306的平分線並經過中心307，並且根據定義，與同動力平面300成直角並與平分線301成直角。補角平分線308在圖23中標號為CC並且與參照第一實施例描述的圖4中的軸線C對應。
本發明許多實施例的獨特特性是，控制機構形式的控制系統在全部運轉模式中以軸線308為中心並圍繞該軸對稱地運轉。在特別的實施例中，術語「球面三角形」和「球面幾何學」在用於控制系統309的連接和軸線中使用，它們都圍繞通過中心307的軸線旋轉。
在特定形式中，提供等速特性(或該處的任意近似值)的整個控制系統可以使用圍繞這些軸線後旋的接頭實施，例如滾球軸承或滾柱軸承等，其採用不需要承重滑動面的軸承面。
1、第一實施例下面將參照圖1至圖5說明等速聯接器的第一實施例。
請參看圖1和圖2，其顯示了等速聯接器10，其中輸入軸11耦合至輸出軸12。輸入軸11剛性連接至輸入軸凸臺13。輸出軸12剛性連接至設有軸頸15的輸出軸軛14。
輸出軸軛14通過外部軛軸頸18中的樞軸17和軸承(未示出)樞軸連接至外部軛16。
輸入軸凸臺13能夠圍繞通過內部軛軸頸20定位的軸19樞軸旋轉。
控制軛21通過控制軛軸頸24中的軸23、外部軛軸頸25中的軸承(未示出)和內部軛軸頸26可樞軸旋轉地連接至外部軛16和內部軛22。由控制軛21以及外部軛16和內部軛22的軸頸限定的軸線Y-Y是聯接器10的主軸。
如圖1和圖2所示，所有樞軸軸線以及輸入軸軸線27和輸出軸軸線28在聯接器中心28相交。
如圖3所示，內部軛22和外部軛16為了清楚起見而被除去，以顯示包括第一剪刀臂31和第一剪刀連杆32和33的第一剪刀機構30。在圖3中也可以看到輸入軸外伸部34和輸入軸控制銷35。輸入軸控制銷35的軸線與聯接器中心29相交並位於由輸入軸軸線27和輸入軸凸臺軸線36限定的平面中。
請參看圖4，其中輸入軸11為了清楚起見而被除去，下面將說明剪刀控制機構30的第一半部分的幾何特性。
輸出軸14設有輸出軸控制銷37。控制銷37的軸線A位於由輸出軸軸線28和通過輸出軸軛軸頸15中心的軸線X-X限定的平面內，並與聯接器中心29相交。
控制軛樞軸銷38剛性地連接在控制軛21的中心，從而其軸線C與聯接器中心29相交。第一剪刀臂31圍繞控制軛樞軸銷38樞軸旋轉並在其外部末端設有樞軸39，其軸線也與聯接器中心29相交。第一剪刀連杆32和33樞軸連接至第一剪刀臂31的樞軸39。第一剪刀連杆32的外端樞軸連接至輸入軸控制銷35(請參看圖3)並且第一剪刀連杆33樞軸連接至輸出軸控制銷37。
因為第一剪刀控制機構30的全部旋轉軸線與聯接器中心29相交，很顯然輸入軸控制銷35離開由輸出軸軸線28和軸線X-X限定的平面的旋轉位移將導致控制軛21圍繞軸線X-X的旋轉。如果樞軸39離開控制軛樞軸銷38和連杆32、33的樞軸中心的中心間距離相等，因而斷定控制軛21的角位移將是輸入軸控制銷35的角位移的一半。
只要軸線A、B和C被限制位於通過聯接器中心29的同一平面內，所述角度比率都適用。如圖5所示，所述控制剪刀機構實際上包括保證滿足此條件的雙重對稱剪刀臂和連杆。所述結構可以被認為位於一系列同心球體上，從而剪刀臂和連杆的標稱樞軸交叉點位於球面三角形的頂點，從而在所述剪刀機構由於來自兩個控制銷的輸入而再改變方向時使所述三角形中的相關角度保持相等。
為了清楚起見，下面的實施例只涉及一半的雙重剪刀控制機構，但是可以理解，所述運動是由全部機構控制的。
請參看圖3和圖4，假設輸出軸12的軸線28保持在如圖所示的方向，即位於通過X-X的水平面中。如果現在輸入軸11向下旋轉，只圍繞軸線X-X，即輸入軸11的軸線27繼續位於與通過輸出軸12的軸線和軸線Y-Y的平面相同的垂直平面中，則在其與第一剪刀連杆32的樞軸連接的軸線B的末端將在以聯接器中心29為中心的球體半徑B上向上遵循一個路徑。該路徑是球體半徑B的小圓並位於與通過輸入軸11和輸出軸12的軸線的垂直平面平行的垂直平面中。連杆32的這個位移促使第一剪刀臂31圍繞固定在控制軛21上的控制軛樞軸銷38旋轉。但是剪刀臂31受到其與連杆33和輸出軸控制銷37的連接的約束。如果由軸線X-X和旋轉軸B限定的平面與通過X-X的水平面之間的角度是α，則剪刀臂31和連杆32、33將以α/2旋轉軸線C進入通過X-X的平面。現在輸入軸軸線27與水平面之間的角度也是α，從而可以斷定軸線Y-Y平分輸入軸軸線27與輸出軸軸線28之間的角度(180-α)。
顯然，軸線Y-Y現在位於平分輸入軸軸線27與輸出軸軸線28之間的鈍角的平面中，並垂直於由軸線27和28限定的平面。該平面是所謂的同動力平面(homo-kinetic plane)，並且軸線Y-Y可以被定義為聯接器的對稱軸。
可以看出，在聯接器10的物理約束下，對於輸入軸11與輸出軸12之間的任何相關角度，軸線Y-Y滿足對於軸線27和28的這種關係，即其位於所述同動力平面中。
這樣就滿足對於等速聯接器的理論條件，其要求輸入和輸出軸軸線在某點接觸並且兩個軸之間的接觸點位於同動力平面中的對稱軸線上。
顯然，元件在所述聯接器中的任何相關運動都是旋轉的並通過滾柱軸承實現。從而極大地消除了由於摩擦產生的轉矩損耗。
2、第二實施例在第二個優選實施例中，前述剪刀控制機構將替換為齒輪機構40，如圖6所示。
請參看圖3、4和6，安裝了主臂41的中心45和太陽齒輪44以圍繞控制軛樞軸銷38旋轉。連接臂42和43分別設有嚙合扇形齒輪48和49，並在他們的外端設有樞軸中心46和47。連接臂42和43在軸50和51上可樞軸旋轉地安裝在主臂41上。
控制機構40的全部旋轉和樞軸轉動軸線沿聯接器10的幾何中心29放射(參看圖4)。連接臂42和43具有相同的長度並與主臂41對向相等的角度。因此樞軸中心46和47以及太陽齒輪44的中心被約束位於以幾何中心29為中心的球體的大圓弧上，並且齒輪44的中心將通常位於所述大圓弧的中點，不管所述圓弧長度的任何變化。
在裝配時，控制機構的樞軸46連接至輸入軸控制銷35，並且樞軸47連接至輸出軸控制銷37。
可以看出，輸入軸11與輸出軸12之間角度的任何變化將導致連接臂42和43的位移。例如，假設連接臂43的樞軸中心保持靜止。在樞軸中心46中由輸入軸控制銷35引起的任何位移將在齒輪44的中心引起所述位移的一半。因此通過控制軛樞軸銷38的軸線將連續平分輸入軸11與輸出軸12之間的餘角並保持在由軸11和12的軸線確定的平面內。因而可以得出結論，軸線Y-Y將被限制位於前面定義的同動力平面中3、第三實施例在參照圖7的第三實施例中，提供了一種連杆系統60，其取代了圖1和圖2中的聯接器10的內部軛26和外部軛27。軸61在其外端剛性地連接至連杆件62和63，連杆件62和63的每一個在其外端具有凸臺64和65。凸臺64和65分別攜帶控制凸耳66和67。連杆系統60還設有連杆臂68和69，連杆臂68和69的每一個設有分別樞軸連接至控制凸耳66和67的末端70和71。連杆臂68和69具有外部末端70並設有輸出軸軛凸耳74和75。
連杆件62和63以及連杆臂68和69位於以軸61的軸線與軸線Y-Y的交點80為中心的球殼內，並且連杆系統60的全部旋轉軸線在軸線交點80相交。
在裝配時軸線交點80與圖1所示聯接器10的幾何中心29一致。
在本實施例中，圖1所示輸入軸11的輸入軸凸臺13圍繞圖7所示連接系統60旋轉，並且輸出軸軛14的輸出軸頸15連接至耳軸74和75。控制軛21的控制軛軸頸24連接至耳軸74和75。
如以前所述，控制軛軸線Y-Y通過使用上述剪刀控制機構或者齒輪控制機構受限保持在同動力平面中。
在本實施例中軸線Y-Y和軸設置在優選角度45度的優勢是，如此產生的空間使上述各種旋轉元件和所述控制機構具有更大的運動自由。
4、第四實施例在圖7所示的第四優選實施例中，提供了一種包括輸入軸111和輸出軸112的雙等速聯接器100。輸入軸111和輸出軸112的每一個都分別設有軛113和114，其中軸111和112樞軸連接至軸線X-X和X』-X』。軛113和114又樞軸連接至連接管115，每個軛113和114能夠分別圍繞軸線Y-Y和Y』-Y』旋轉。
如圖8和9所示，輸入軸111和輸出軸112具有相同的構造，每個都分別設有軸外伸部116和117，每個軸外伸部分別具有控制銷118和119。控制銷118和119的軸線每個都位於由軸111和112的軸線和軸旋轉軸線X-X和X』-X』所限定的平面內，並且與這些軸線的交點相交。
位於連接管115(在圖8和9中為了清楚而移除)的中心的是分別包括上部傳送塊121和下部傳送塊122的控制組件120。塊121和122圍繞控制塊鉸軸129鉸接在一起，鉸軸129位於連接管115的中心軸Z-Z上。鉸軸129通過連接在連接管115內壁上的支點(為了清楚而移除)而支撐。
如圖8所示，在聯接器100的輸入軸末端的全部旋轉軸線都沿軸線X-X和Y-Y的交點放射；類似地，在聯接器100的輸出軸末端的全部旋轉軸線都沿軸線X』-X』和Y』-Y』的交點放射。
輸入軸111圍繞其旋轉軸線X-X和Y-Y在聯接器的物理約束內的任何旋轉將導致控制軸118移動連接的連杆125和126，進而導致傳送塊121和122圍繞鉸軸129旋轉。在控制組件120的輸出末端的相應連杆也被促使複製在輸入端產生的位移，將所述位移傳遞至連接的控制軸119，從而導致輸出軸112圍繞其軸線X』-X』和Y』-Y』進行相應的旋轉。
輸入軸111和112的輸入軸的角位移關於與由軸111和112的軸線限定並通過控制組件120的中心的平面垂直的平面對稱。同樣地，所述平面位於軸111和112的軸線的交點，平分它們之間的角度並包含對稱軸線。因此所述平面是同動力平面並且滿足了輸入和輸出軸等速的條件。
並且，本實施例中的聯接器的部件之間的所有相對運動都是旋轉的並且通過滾柱軸承實現，極大地消除了由於摩擦產生的轉矩損失。
5、第五實施例現在對第五實施例進行說明，第五實施例提供了一種等速聯接器，其中輸入和輸出軸之間的角度通過可變控制機構保持在某個要求值，從而改變斜板凸輪運轉的液壓泵和電機的體積排量。在本優選應用中，循環泵或電機元件結合在聯接器結構中。
在本第五優選實施例中，等速聯接器適於併入可變斜板凸輪液壓位移裝置。
請參看圖11，其示出了具有輸入軸211和輸出軸212的等速聯接器200。對於本領域普通技術人員顯而易見的是，本實施例中的術語「輸入軸」和「輸出軸」可以根據聯接器的應用可交換地分配給這些元件中的每一個。
軸211和212中的每一個的軸線在點220相交，點220與圖11中的軸線X-X和Y-Y的交點一致；點220定義了所述聯接器的幾何中心。軸111和112的軸線之間的角度可以通過適當的控制機構在所述聯接器的物理約束之內隨意不斷改變。所述控制結構還適於將控制軛213的角度保持在與軸211和212之間設定的角度固定的關係。這種關係示於圖12中，其中如果軸211和212之間的補角是α，則控制軛113的旋轉軸線平分角度α。這樣軸線Y-Y受限在同動力平面中旋轉，滿足了等速聯接器的條件。
圖13說明了包括控制軛213、內部軛214和外部軛215的聯接器的不同元件。輸入軸211剛性地連接至設有斜板凸輪耳軸217的斜板凸輪216。
在裝配時，斜板凸輪耳軸217樞軸地連接在內部軛214的內部軛軸頸218中。內部軛214通過其內部軛耳軸219樞軸連接至外部軛215的外部軛軸頸221。進而外部軛215通過其外部軛耳軸222樞軸安裝在輸出軸軛224的輸出軸軛軸頸223。控制軛213(從其軛端顯示)通過控制軛軸頸225連接至內部軛214的延伸的內部軛耳軸219。
聯接器200的輸出軸212還設有氣缸座226。氣缸座226設有徑向排列的氣缸227。每個氣缸227接收活塞228，活塞228在其壓縮端設有密封229，並在相對端設有球窩230。每個活塞228通過其球窩230連接至連杆232的第一末端231。連杆232的第二末端233連接至斜板凸輪216的球窩234。
在裝配時，當輸入軸211和輸出軸212同軸對準時，斜板凸輪216的正面朝向垂直於輸出軸212的軸線進而氣缸227的軸線。在這種實例下，輸入軸211和輸出軸212圍繞此公共軸線的旋轉將使活塞228固定在氣缸227中。當輸入軸211和輸出軸212之間引入角度α時，通過所述控制機構，對於聯接器200的每次旋轉在每個氣缸227中通過活塞228引起往復的徑向位移。
當角度增加α時，在聯接器200的旋轉內在氣缸227中由活塞228的往復運動引起的體積排量增加。
這種結構可能帶來的優點是A.現有技術採用分杆式等速接頭，等速接頭的內部元件保持與氣缸座同軸，並且等速接頭的外部元件形成斜板凸輪。採用這種構造，所述組件的全部轉矩通過等速接頭和轉矩傳遞件以比斜板凸輪小的半徑傳遞，從而轉矩傳遞裝置承受較高負載。
B.採用本發明的結構，轉矩可以通過兩種方法傳遞至斜板凸輪或者從斜板凸輪傳遞出來，所述兩種方法都優於現有技術1.轉矩由連接至氣缸座的軸傳遞一在這種情況下，所述轉矩傳遞裝置的半徑比斜板凸輪大，結果轉矩傳遞裝置與現有技術相比承受較低負載。
2.轉矩由連接至斜板凸輪的軸傳遞—在這種情況下，等速接頭的轉矩傳遞裝置不承受設備的工作轉矩，通過聯接器傳遞的惟一負載是轉動氣缸座必需的轉矩。
6、第六實施例參照圖14的本實施例提供了一種改進虎克型(Hook’s type)的接頭，其中軸線A5由於齒輪和槓桿的系統的運轉而持續地位於同動力平面上，所述齒輪和槓桿安裝這種方式設置，即通過保持軸線A3與第一起動齒輪軸線之間的傾斜角度與軸線A4與第二起動齒輪軸線之間的傾斜角度相同，第一起動齒輪的轉動速度和度數總是與第二起動齒輪的轉動速度和度數相同。作為選擇，也可以設想只有槓桿的系統，其中所述槓桿執行與上述槓桿類似的功能。
下面將說明幾個實現本實施例的優選方法。在每個優選方法中，提供了兩個平分的改進虎克型接頭，如圖14.6所示。可以看出，圖14.6所示接頭與圖14.1所述接頭相同，除了圖14.1所述十字形件6被省略，並且圓形件7位於軛4從而其可以圍繞軸線A4旋轉。環形件7和軛4的尺寸使組件可以安裝在連接至軛3的環形件5中。圖14.6所示部件與本發明的所有優選實施例相同。
圖14.7說明了十字形件，其臂中的兩個具有比另外兩個臂長的相同軸線，從而所述兩個較長的臂具有至少等於較大環形件5外直徑的組合長度，並且所述兩個較短的臂具有小於環形件7外直徑的組合長度，從而當裝配時，較長的臂在軸線A5連接圖14.6所示接頭的兩個半部分，並且十字形件在環形件7內自由地在軸線A5上旋轉。
圖14.8是具有四個互相嚙合的傘齒輪的圖14.7所示十字形件，所述四個互相嚙合的傘齒輪其中之一位於所述十字形件的每一個臂上並自由旋轉。位於十字形件的較短臂上的兩個齒輪具有剛性地連接至它們的槓桿，但是本圖中未示出。
圖14.9顯示了具有剛性地連接的槓桿臂的齒輪之一。所述槓桿臂在其末端具有球形物25。在下面討論的參數之內，槓桿臂的長度和其沿所述齒輪軸線的偏移都無嚴格要求。一個這樣的齒輪位於十字形件的每個較短臂上，從而槓桿臂在所述十字形件的相對側向外延伸。連接至齒輪之一的槓桿臂必須對準齒的一半，與其他槓桿臂和齒輪的對準，從而十字形件的兩個較長臂的軸線在它們與其他兩個齒輪嚙合旋轉時平分兩個槓桿之間的角度。
圖14.10顯示了具有球形件的軛，所述球形件剛性連接至所述軛內表面的中心，兩個軛都連接有這種球形件。
圖14.11顯示了為杆的連杆件，在任一端的球窩適於在其一端連接至如圖14.9所示的槓桿末端上的球狀物，並且在其另一端連接至如圖14.10所示的軛件中心中的球狀物。
在圖14.6、圖14.7、圖14.8、圖14.9、圖14.10和圖14.11中描述並顯示的部件被裝配，從而十字形件的較長臂延伸穿過環形件5和7紅的孔，使所述環形件通過十字形件的較長臂相對彼此定位並自由地圍繞軸線A5旋轉，並且十字形件也自由地在軸線A5上旋轉。在裝配後各種部件的位置是，當軸1和2的軸線成一直線時，所述部件部分具有如圖14.12和視圖軸線A3和A4所示相對位置，並且位於十字形件的較短臂上的齒輪都是同軸的，並且軸線A5垂直於軸線A3、A4、A1和A2的平面。
在圖14.12中描述的接頭有意地顯示出軛3比軛4大，目的是為了說明各個部件之間的關係。連接件13(如圖14.11所示)在一端連接至位於槓桿11一端的球形物，並且在另一端連接至固定在軛3的內表面中心上的球形物。類似的連接件14類似地在接頭的另一半連接，並且每個連接件的長度和兩個槓桿臂11和12的長度如下確定。著重考慮的是，在槓桿臂11的軸線的點和固定至軛3的中心的球狀物的中心以及槓桿11末端的球狀物的中心所形成的三角形與在接頭另外一半類似形成的三角形具有相同的內角；換言之，如此形成的兩個三角形在此實施例中除了尺寸外應當相同。
如果槓桿臂的中心線凸出至十字形件(或下面說明的盤形件)的中心，則三角形的內角在接頭旋轉時總是保持不變。但是，如果槓桿臂的中心線凸出至從十字形件的中心偏移的點，則三角形的內角隨著接頭的旋轉而連續變化。如果槓桿臂的中心線從十字形件的中心偏移，重要的是兩個槓桿臂偏移的程度使接頭的任意側都形成相同的三角形。
可以看出，隨著上述接頭的運轉，上述兩個三角形的圍繞其各自的基座搖擺並且圍繞槓桿臂的軸線的所述點搖擺，結果是當軸線A3和A4共軸時，兩個槓桿的軸線也與軸線A3和A4共軸，並且只要軸線A3和A4不共軸，槓桿臂和相關齒輪的軸線在它們圍繞軸線A5旋轉時總是平分軸線A3和A4之間的角度，結果是起動杆11和12以及它們相關的齒輪總是相同地傾斜向軸線A3和A4，結果是隨著軛3圍繞軸線A3旋轉以及軛4圍繞軸線A4旋轉，與軛圍繞其軸線旋轉相比，槓桿11和12以及它們相關的齒輪將圍繞其軸線以不同的速率方向旋轉不同的角度。但是，所述槓桿和相關的齒輪將以相同的速率彼此相反旋轉相同的角度，結果是軸線AS將持續位於同動力平面並且所述接頭將成為等速接頭運轉，因為無論所述軸彼此的傾斜角度如何，軸1和2的角速度將總是相同，並且即使在運轉過程中所述傾斜角度改變，軸1和2的角速度仍將總是相同。
7、第七實施例在另一個實施例中，圖14所示十字形件和四個傘齒輪和相關槓桿由另外的元件替代，所述元件適於將兩個嚙合齒輪保持在這樣一個位置上，當軸1和2的軸線成一直線時，它們各自的軸線垂直於兩個齒輪的軸線並且軸線A5垂直於所述兩個齒輪的軸線之間的平面並位於該平面中心。槓桿臂剛性地固定在每個齒輪上並且球形物位於每個槓桿臂末端上。請參看圖14.13，所述元件適於保持兩個齒輪的元件是盤形件，所述盤形件的直徑將適於在環形件7中。盤形件具有兩個凸耳，用於為環形件5和7定位並提供軸線。盤形件具有穿過它的矩形孔，以允許兩個齒輪通過所述盤形件進行嚙合。盤形件可以自由地圍繞軸線A5旋轉。盤形件從每個表面具有兩個凸出部分，並且用於每個齒輪的軸線由這些凸出部分保持。圖14.14是兩個齒輪安裝到位的盤形件的側面正視圖。其中之一剛性連接至每個齒輪的槓桿臂被部分地示出。所述盤形件和相關齒輪和槓桿的運轉與相對於十字形件和四個傘齒輪詳細說明的運轉相同並且適用相同的思考。
8、第八實施例圖14中所示的另一個實施例是一個槓桿系統，設置用於在上述十字形件的四個臂的每一個上樞軸旋轉，其中它們的作用與所塑四個相互嚙合齒輪的設置相同。
9、第九實施例圖14中所示的另一個實施例如下，所述另一個實施例可以採用十字形件和四個傘齒輪或者盤形件和兩個齒輪或者僅僅是槓桿系統。連接至每個軛的內表面中心的球形件被省略，並且每個軛在軛的內側面上形成有精確的凹槽，從而在裝配時位於槓桿臂末端的球狀物位於所述凹槽中，因此隨著所述接頭的運轉並且當軸線A3和A4相互之間改變角度時，造成每個槓桿上的球狀物經過所述凹槽。如果按照上述方式構建，不能獲得上述三角形以保持起動齒輪軸線與軸線A3和A4之間的正確關係，因此必須採用不同的裝置來保持齒輪和槓桿的軸線以及它們各自的起動軛的軸線之間的相同傾角。一種方法是採用當軸線A3和A4之間的角度改變時產生的環形件5和7的剪刀作用。採用這種剪刀作用的一種方法是根據情況將杆剛性地固定至十字形件的較長臂之一或者盤形件的凸出物之一，從而它根據情況朝向垂直於十字形件的四個臂的平面或者盤形件的表面，使用了兩個槓桿臂，所述槓桿臂其中之一的一端可旋轉地固定在每個環形件5和7上，另一端固定在一個元件上，所述元件通過沿所述杆滑動的元件連接兩個槓桿臂的另一端，所述杆根據情況固定在十字形件的臂和盤形件上，從而所述杆持續的平分環形件5和7之間的角度。圖14.15表示出了這種剪刀機構。
也可以理解，只要不背離本發明，齒輪和槓桿的各種其他結構也能夠像此處披露的一樣用於保持各種部件之間的所述關係。
業已發現，對於第六至第九實施例，有益的是提供單獨的裝置，從而在只要軸線A3和A4不共軸時保證十字形件的較短臂平分軸線A3和A4之間的角度，並且在第七實施例中，有益的是提供單獨的裝置，從而在只要軸線A3和A4不共軸時保證圖14.13中所述的元件的平面平分軸線A3和A4之間的角度。在兩種實例下，這種定心裝置可以像對於第八實施例中所述那樣利用元件5和7之間的所述剪刀作用。
10、第十實施例現在參照圖14說明一種進一步的、惟一的和新穎的裝置，所述裝置提供一種約束裝置以通過將軸線AS約束在同動力平面上從而促進等速連接。
這種進一步的新穎裝置提供描述兩個相同球面三角形，每個所述球面三角形位於下述接頭的每個半部分中。
對於上述等速萬向接頭，採用了如圖6所示元件，但是在本新的實施例中並參照附圖14.16，提供了盤形件15。所述盤形件具有兩個銷或耳軸16，凸耳16提供環形件5和7之間的連接裝置並形成軸線A5。所述盤形件具有通過所述盤中心的孔17。可以看出，當圖14.6所示接頭的兩個半部分使用圖14.16所示盤形件裝配時，全部軸線A1、A2、A3、A4和A5相交於一點。為了本發明的公開，全部所述軸相交的點被稱為「幾何中心」。
請參看圖14.17，其也提供了一種雙端曲柄狀元件，所述曲柄狀元件在每個末端具有曲柄銷18，其中所述曲柄銷成角度，從而在裝配時每個曲柄銷的軸線A6都處於與所述幾何中心相交的半徑上。
當裝配時並參看圖14.18，曲柄狀元件的軸穿過如圖14.16所示的盤形件的孔，從而一個曲柄銷位於所述盤形件的任意一側。
請參看圖14.19，該圖顯示了在接頭的兩個軛中，銷19固定在軛件3的內側弧或表面上，並且另一個銷20同樣地固定在軛件4的內側表面或弧上，從而每個所述銷的軸線也位於與所述幾何中心相交的半徑上。所述銷的位置使它們彼此位於所述接頭的相同側，而不是沿對角相對。
請參看圖14.20，提供了另一種元件21，其在一端具有孔22，從而元件21可以位於銷19上，並具有另一個孔23，從而元件21的另一端可以位於第一銷18上，並提供了另外一個類似元件，其一端位於銷20上，另一端位於第二銷18上。元件21任意一端上的孔之間的長度或者更正確地講是角度將如下設置。
在裝配接頭時並且當接頭處在軸線A1和A2成一直線並且軸線A3和A4共軸的位置時，曲柄銷18的軸線位於軸線A5、A1和A2的平面上，並且銷19和20的軸線每一個都位於軸線A3和A4以及A1和A2的平面上。元件21任意一端中的孔之間的角度使本段所述的關係被保持或是正確的。
採用上述新穎的約束裝置，可以看出，通過首先是銷19的軸線與軸線A1之間、其次是軸線A1與第一曲柄銷的軸線之間、第三是第一曲柄銷的軸線與銷19的軸線之間的大圓弧描述了球面三角形。在接頭另一側上的相關元件之間描述了類似的球面三角形。可以看出，隨著接頭在軸1和2相互傾斜的任何時候旋轉，在旋轉的每一點上形成了惟一的球面三角形，並且這個三角形在接頭的每個半部分上形成，結果是曲柄狀件的軸線首先向軸線A1、其次向軸線A2相等地傾斜，從而盤形件15的平面並因此軸線A5受約束而連續保持在接頭的同動力平面上。
11、第十一實施例圖15的實施例首先提供了一種如圖15.1所述將在下面說明的連杆機構，其次提供了一種下面說明的採用所述連杆機構的等速萬向接頭。
請參看圖15.1，所述連杆機構包括下述元件。元件1和2是類似的元件，每個元件具有形成在每一末端的孔，所述孔的軸線相交於一點。元件3和4也是兩個類似的元件並與元件1和2相似，不同之處是元件3和4具有以比元件1和2的直徑更大的直徑形成在每個末端上的孔。元件1和2通過軸5相互連接。定位銷6連接元件1和3，以使元件1和3可以圍繞軸線A1相對彼此轉動。所述元件按照一種方式裝配，使軸5的垂直軸線與軸線A1相交。可以看出，採用這種轉配，通過軸5相連的元件1和2將圍繞軸線A1一致地旋轉，並且類似地，如果元件3和4被相互保持在固定關係，則它們也將圍繞軸線A1一致地旋轉，從而它們的軸線、軸線A2也將圍繞軸線A1旋轉，並且軸線A1、A2和軸5的垂直軸線將總是相交於上述連杆機構的所述幾何中心。
採用上述連杆機構的一個應用是現在要進行說明的等速萬向接頭。圖15.2說明了一個軸，一端制有孔，使軸能夠被穿過所述孔。圖15.3說明了一種通常用於例如常用的虎克型接頭(普通萬向節)的萬向接頭中的軛。孔13和14製成在所述軛的臂上，從而所述軛通過定位銷8和9相對於上述連杆機構分別位於孔13和14中。軸10位於軸5上，從而作為軸10垂直軸線的軸線A3在連杆機構的所述幾何中心與軸線A1和A2相交。類似地，可以看出，在如上所述裝配時，作為軛件12的垂直軸線的軸線A4也在連杆機構的所述幾何中心與軸線A1和A2相交。可以看出，採用這種裝配，在軸線A3和A4相互不成一條直線或者不共軸的任何時候，軸10和軛12分別圍繞軸線A3和A4的旋轉將導致元件1和2圍繞軸線A1一致地旋轉，同時元件3和4也將圍繞軸線A1一致地旋轉但方向與元件1和2地旋轉方向相反。採用這種裝配，可以看出，只要當軸線A3和A4相互不成一條直線或者不共軸並且軸5的垂直軸線不成條直線或者不共軸時，則軸線A1的旋轉平面總是平分軸線A2的旋轉平面和軸5的垂直軸線之間的角度，並且軸線A1的旋轉平面垂直於軸線A3和A4之間的平面，因此等速接頭的要求總是得到滿足。
圖15.4表示了連杆機構與軸10和軛12裝配以形成上述等速接頭。在該表示中，軸線A3和A4成一直線並且軸線A2和軸5的垂直軸線也成一直線或共軸。在該表示中，軸線A2和軸5的垂直軸線位於紙平面上，而軸線A1以與元件1、2、3、4中的孔之間的角度相同的傾角從底部進入所述紙。在該特別表示中，可以看出，如果軸10在所述紙平面上逆時針旋轉並且軛12在所述紙平面上順時針旋轉時，則軸5將圍繞軸線A1旋轉並且軸線A2將也圍繞沿相反方向A1旋轉。
此處公開了一種具有三條交叉軸線的連杆機構，其中兩條軸線相對於第三條軸線旋轉。還公開了一種利用所述連杆機構的等速萬向接頭，並且是一種具有至少三條交叉軸線的連杆機構，其中兩條軸線相對於第三條軸線旋轉。本實施例應當利用相同的控制系統，所述控制系統包括第一實施例的控制軛和控制銷，從而將軸線限制在所述同動力平面中。
12、第十二實施例用於本實施例的術語「球面幾何學」如下，並參照圖16。圖16.1是對於球體的描述，並且球面三角形和相關三面體顯示於其上。請參看圖16.1，軸線2和3是球體1的直徑。球面三角形側AD、AO和AZ分別是三面體面角D、Z和O的截取大圓弧，並且角度A、B和C是球面三角形AD、AO和AZ的內角。進一步參看圖16.1，可以看出，如果球面三角形AD、AO和AZ圍繞半徑4、半徑5或直徑3旋轉，則旋轉直徑在球體內描繪出圓錐體。請進一步參看圖1，可以看出，如果任何的面角D、Z和O變化，則其截取大圓弧也與球面三角形AD、AO和AZ一樣變化。很明顯球面幾何學的規則都適用。
請參看上述說明，用於本實施例的術語「球面幾何學」表述接頭的部件按照一種方式運動，即它們描繪出或者形成球面幾何形狀或函數。
本實施例的主要目的首先是為一種類型的等速萬向接頭提供基礎，所述等速萬向接頭具有插入第一旋轉軸與第二旋轉軸之間的元件，其中每個移動或者運轉的插入元件描繪出球面幾何形狀或函數，並且本發明的第二目的是基於球面幾何學提供等速萬向接頭的數個特殊且新穎的重複說明。
從下面的說明中可以看出，在球面幾何學15上的基礎等速接頭勝過不同於球體的幾何體提供尺寸減小的接頭以及不具有滑動(sliding)和/或滑行(skidding)部件的接頭。
上述第六實施例提供了一種裝置，用於在接頭的每個半部分中形成同樣的球面三角形，以提供一種在所述接頭的同動力平面上保持插入元件的裝置。上面提到的實施例描述了一種定心裝置，包括在任一端具有曲柄銷的軸，並提供兩個軛，每個軛具有位於內表面上的銷，並且所述曲柄銷和所述銷的延伸軸線插入上述接頭的幾何中心。為了清楚起見，第六實施例中所述接頭包括具有如圖16.2所示兩個半部分的改進虎克型接頭。插入連接件示於圖16.3，並且包括盤形件16，孔17位於盤形件16的中心，並且兩個凸耳16固定在盤形件16上，從而兩個凸耳通過將所述兩個凸耳定位在圖16.2所示的孔8、9、10和11中而連接圖16.2所示的接頭的兩個半部分。圖16.5說明了軸件12，其具有位於任意末端的臂13和曲柄銷18，所述末端的朝向方式正如在裝配後所述曲柄銷的延伸軸線A6與所述接頭的幾何中心相交。圖16.4說明了裝配有盤形件15的軸12。圖16.6顯示了軛件3和4，每個軛件具有從所述軛件的內表面伸出的銷19和20，每個銷的朝向使裝配時每個銷的延伸軸線與所述接頭的幾何中心相交。所述軛的裝配使銷19和20位於所述接頭的相同側面，或者換言之銷19和20的延伸軸線不成一直線或共軸。圖16.7提供了另一個元件21的兩種實例，所述元件在任一末端具有孔22，並且所述元件的長度以及所述孔之間的角度使接頭裝配時第一個這種元件位於銷20上並且第二個這種元件位於銷18上。每個元件21的長度和每個元件21中的孔22之間的角度，使得在所述接頭裝配時並且當軸線A1和A2成一直線時，形成了如圖16.8所示具有邊G、H、I和J、K、L的球面三角形，每個三角形位於所述接頭的每個半部分中並且根據實例直角位於輸入或輸出軸的軸線上。第一元件21在第一直角球面三角形上形成邊I，並且第一元件21在第二直角球面三角形上形成邊J。
圖16.8A和圖16.8B都是根據上述實施例的接頭。通過圖16.8A和圖16.8B以及上述分析可以看出，在輸入軸和輸出軸的軸線相互傾斜的任何時候，對於任何可能的旋轉位置和角度位置都形成惟一的球面三角形，並且可以進一步看出，根據結構在所述接頭的每一個半部分中形成的所述球面三角形必須彼此相等，結果是如圖16.1所示並且由凸耳16定位的軸線A5的旋轉平面必須總是平分在輸入軸和輸出軸的軸線之間時常存在的角度。
雖然上述接頭和定心裝置利用球面三角形來提供所述定心裝置，除了所述定心裝置之外的其餘部件在旋轉時都描繪出以接頭的幾何中心為中心的盤形或平面，並且這些盤形中的每一個可以通過簡單的平面幾何學描繪。從下面說明可以看出，最好根據本發明修改上述接頭，其能夠提供一種結構，使得所述部件和部件之間的關係描繪出球面幾何學中的外形和形狀，而不是平面幾何學中的外形和形狀。
13、第十三實施例請參看圖16的圖16.9，其提供了一種元件22，該元件是盤形件並在中心具有孔32。其用途和功能與上面針對第十二實施例說明的元件15相同。元件22具有兩個剛性連接的銷23和24。元件25、26、27和33的每一個都相同地形成部件，所述部件形成為以圖16.9所示裝配件為中心的弧，並且元件25、26、27和33的每一個都可以在銷23和24上自由旋轉。為了完成所述接頭，對於圖16.6所示元件相同地設置了兩個軛，一個這樣的軛位於銷28和29上，另外一個軛位於銷30和31上。設置了定心裝置，如在第一個所述接頭中披露的一樣，所述接頭包括元件12、13、18、19、20和21，如圖16.5、16.6和16.7所示。圖16.10說明了所示裝配的接頭，輸入軸和輸出軸的軸線成一直線並且所示視圖直接沿圖16.2中編號為軸2的軸線。在此視圖中只有軛3的分叉的末端是可見的。可以看出，隨著最後所述接頭的運轉，在輸入軸和輸出軸的軸線相互傾斜的任何時候，則由銷23、28和31的軸線形成的三面體的截取弧形成球面三角形，並且銷24、29和30的軸線形成的三面體的截取弧形成另一個球面三角形，除了當銷28和31共軸時每圈有兩次在所述接頭的任意一側即刻未有三面體形成。還可以看出，隨著接頭銷28、29、30和31的運轉，每個都描繪出大圓弧並且大圓弧存在於銷28和31的軸線之間並且存在於銷29和30的軸線之間。可以看出，隨著最後所述接頭的運轉，在所述接頭中形成了四個恆定變化的球面三角形，因為除了最後所述的球面三角形外，還有與上述定心裝置相關的兩個球面三角形。
14、第十四實施例參照圖16的圖16.11說明了遵循球面幾何學而不是平面幾何學的另一種改進方式。這種改進方式提供了圖16.9所示相同的連杆機構，除了元件27和33被省略之外。請參看圖16.12，其也提供了如圖16.6所示的兩個軛，除了每個軛上的臂被省略或者縮短之外，可以看出，為了將銷19和20保持在接頭的相同側面，需要延長所述縮短臂中的至少一個，從而根據實例將銷20或19定位在需要的位置上。採用這種迭代法可以看出，運轉與上述接頭相同，除了與銷23和24相關的球面三角形都是形成在銷23和31的軸線與由銷31繪出的弧與銷23的旋轉平面的弧相交的點之間的直角球面三角形之外，並且相同的三角形形成在與銷24、30和銷24的弧相關的另一側上。
可以看出，在上三個所述接頭中，所述定心裝置自身能夠通過所述接頭傳輸動力，並且在所述接頭中其確實獲取負載的一部分。因此有可能構建單獨由所述定心裝置構成的等速接頭，所述定心裝置通過銷19、20和圖16.5和圖16.7所述的元件共同提供。
請參看圖16.13，軸12通過軸承裝置36和相關固定架剛性地位於表面上。軸37和38也以這樣的方式剛性地固定，從而雖然它們的軸線之間的角度可以固定或者變化，它們的軸線總是相交於軸12的中心，並且兩個曲柄銷1 8的軸線以及銷19和20的軸線也相交於同一點。
對於普通工人而言顯而易見的是這種裝配件可以裝入獨立支撐裝置中，例如中空球節，從所述球節中延伸出管道以定位軸37和38。
15、第十五實施例請參看圖16，下面將說明另一個實施例。雖然每個上述實施例都可以在廣義上被劃分為改進的虎克型接頭，還有完全不同的更類似於萬向節的實施例。請參看圖16.14，其提供了一種與圖16.12所示大體相同的元件，除了由元件25描繪的球面三角形的球形平面是至少該尺寸和形狀的固體元件36，並且類似地，在所述接頭的另一側，由元件26描繪的球形平面是至少該尺寸和形狀的固體元件36。(儘管圖16.14中的圖像外觀中所述裝配件是對稱的)。製成在每個固體元件36和37中的是凹槽，所述凹槽描繪出大圓弧，如果銷30和31存在於這種重複說明中則這些大圓弧將由銷30和31描繪。如圖16.15所示，還提供了兩個軛38和39，每個這種軛具有延伸並且彎曲的臂並且每個軛具有形成在每個軛38和39的內表面中的凹槽40和41，從而隨著接頭的運轉，所述球體以滑動(sliding)或滑行(skidding)在所述凹槽中滾動。這種接頭的裝配與上述說明相似，其中使用了軛，除了球體插入在軛39與固體元件36以及軛38與固體元件37之間。在最後敘述的重複說明中，第三和第四球面三角形通過銷23的軸線與球體的中心以及球體的路徑與銷23旋轉平面相交的大圓弧形成並且類似地位於另一側，第一和第二球面三角形通過所述定心裝置如上所述形成。
從上述說明可以看出，一個可能的共同特徵是所有移動元件用於描繪球面幾何學路徑和本說明書中所述的結構類型，相信可以大體構成等速接頭的形式，所述等速接頭沒有滑動(sliding)和/或滑行(skidding)元件。還可以將全部的組成元件減小至簡單結構的元件，但是在與未遵守球面幾何學函數的等速接頭相關的現有技術的全部重複說明中，其需要滑動(sliding)和/或滑行(skidding)元件以及的具有非常複雜結構的元件。
16、第十六實施例圖17.1由圖16.2的複印並且表示了眾所周知並且在前面的實施例中提到過的改進的虎克型接頭的兩個半部分。請參看圖17.2，本第十六實施例的方法提供了兩個軛3和4，每個軛具有如前面的實施例所述的位於所述軛的內側弓形表面上的銷19和20。圖17.3和圖17.4表示了目前描述或披露的定心裝置才具有的元件。圖17.3表示了圓環形件，其內直徑大於圖17.1所示環形件5的直徑。圖17.4是另一種圓環形件，其內直徑大於圖17.3所示圓環形件的外直徑。請參看圖17.3，圓環形件21具有完全相反的兩個凸耳或耳軸24和25和具有軸承裝置22和23的孔，以允許或促進將環形件21裝配在圖17.6所示軸線A5上。請參看圖17.4，圓環形件26具有兩個完全相反的具有軸承裝置的孔，以允許或促進將圓環形件26與圓環形件21裝配，其中凸耳或耳軸24和25分別位於軸承裝置27和28中。請進一步參看圖17.4，元件29和30是軸線與環形件26的半徑共軸的銷，並且每個所述銷分別從所述軸承裝置27和28的中心等角度設置。圓環形件21和26如圖17.5所示裝配並且如圖17.6所示相對於所述接頭進一步裝配。提供了兩個如圖17.7所述的弓形件，每個弓形件具有孔32與33之間的弧或角度，當軸1和2的軸線相互成一直線時上述弧或角度與元件29與19以及元件30與20之間的角度相同，從而在如圖17.6所示的接頭的第一半部分上形成第一球面三角形，在如圖17.6所示的接頭的第二半部分上形成第二球面三角形，並且第一球面三角形由銷29與19、銷19與軸1的軸線以及軸1的軸線與銷29之間的大圓弧形成。第二球面三角形通過所述接頭第二半部分中的相應點和元件之間存在的大圓弧形成。
可以看出，此處披露的裝配件有效地執行了與第十二實施例中所述裝配件相同的功能，第十二實施例中在任意末端具有曲柄銷的軸被用於執行此處披露的環形件26和銷29、30相同的任務。
此處披露的裝配件方便了圖17.8所示元件的使用。在圖17.8中所示的元件是適於連接至所述接頭中心的軸件，作為輸入軸或輸出軸來代替軛件之一。為了促進此處披露的定心機構的運轉，圖17.8所示元件具有形成在其中的弓形凹槽36，以允許環形件21和26通過所述弓形凹槽並位於其中，提供了銷27以根據實例執行與銷19或20相同的任務。圖17.9說明了第十一實施例披露的連杆機構。可以看出，此處披露的定心裝置與圖17.8所示元件一起特別適於用作等速接頭的適當的定心裝置，所述等速接頭利用圖17.9所示連杆裝置。在這種應用中，軸承22和23分別通過銷38和39定位。
本實施例是所述定心裝置的另一實例，所述定心裝置在等速接頭的第一半部分形成第一球面三角形，並且在等速接頭的第二半部分形成第二球面三角形，由於所述球面三角形不斷變化但是隨著所述接頭的運轉而保持相同，從而將所述接頭的元件保持或約束在同動力平面上。
17、第十七實施例請參看圖18，本實施例是先前接頭的結合，所述接頭與在第十六實施例中披露的定心裝置的特殊實例的節略實例一起披露。
請參看圖18，圖18.1是軛件1，軛件1連接有軸2並且在所述軛件中具有孔4和5。銷3從軛件1的內側弓形表面凸出。銷3的軸線A1與孔4的軸線A2和軸2的軸線A3相交。圖18.2是在側面上具有四個等間隔孔7、8、9和10的圓形件6。圖18.3是外直徑小於圓形件6內直徑的另一個圓形件11。圓形件11在側面上具有四個等間隔孔12、13、14和15。
圖18.4和圖18.5分別是軸件16的側視圖和俯視圖，軸件16具有穿過它的孔17和與它連接的凸起18。兩個弓形件19和20連接至凸起18，一個弓形件僅用於平衡目的，另一個用於為銷21提供製成裝置。銷21的軸線A5與軸線A4和A6相交，分別是軸16和孔17的軸線。
圖18.6說明了部分圓形件22和23。元件22具有銷24，銷24裝配至孔25中並由軸承裝置26支撐，從而元件22可以在軸線A7上旋轉。
元件22具有與軸線A7等間隔的銷27和28。
圖18.6說明了具有兩個孔30和31的弓形件，提供了兩個這種元件。
各種部件的裝配示於圖18.8、圖18.9和圖18.10中，所述附圖分別是裝配的接頭的俯視圖、側視截面圖和側視圖。一個元件29裝配在銷27和3上，而第二元件裝配在銷28和21上。
圖18.11是裝配的接頭的另一視圖，其中元件未編號。
圖18.12是由上述裝配件形成的兩個球面三角形。第一球面三角形具有由元件3、27和24之間形成的大圓弧，而第二球面三角形由件21、28和24之間的大圓弧形成。可以看出，當元件2和16的軸線共軸時，則上述球面三角形是直角球面三角形，並且隨著所述接頭的運轉，當軸線A4和A3不共軸的任何時候，則所述球面三角形連續變化，但是保持相同，結果是元件11、6和23之間的銷連接裝置60受約束在接頭的同動力平面上連續旋轉。
請參看圖18.13，其表示了一個球體，形成了球面三角形A、B、C和A、E、D，顯示了它們的關係並且相應元件示於括號中。
作為圖18.4和18.5中說明並披露的元件的替代物，元件11設有一系列槽脊和凹槽或者切入內圓形表面的鍵槽，並且孔12和13被省略。在這種實施例中，臂剛性地固定在替代元件11上，以將銷21定位在與此處所述相同的相對位置上。
18、第十八實施例請參看圖19.1，本實施例引入了雙重的前面實施例中披露的相等球面三角形定心機構，以成為第一實施例的聯接器中採用的剪刀機構。
19、第十九實施例請參看圖20，本實施例具有兩種形式，第一種是用於聯接具有固定角軸向位移的兩個軸的等速接頭或聯接器，第二種是用於聯接具有可變角軸向位移的兩個軸的等速接頭或聯接器。在兩種實例下，兩個軸的延長軸線相交於一點，在第二種實例下，軸線也可以是共軸的。
請參看圖20.1，其提供了一種裝置以剛性地定位至少三個銷或耳軸，所述銷或耳軸從中心軸線相等地徑向隔開，並且彼此等角度地隔開，從而所述銷或耳軸的延伸軸線相交於一點。圖20.1顯示了這種元件的一個優選實施例，並且所示實施例位於部分球形凹面的底部並且位於部分球形凸面的頂部，並且具有從所述元件中心輻射出的三個相同尺寸的臂以及提供了三個孔，每個孔位於每個臂上用於接收銷。
對於本實施例的目的，其涉及用於具有固定角位移的軸的接頭或者聯接器，提供了兩個如圖20.1所示的這種元件，第一個這種元件的凹陷內表面具有比第二個這種元件的凸出外表面更大的半徑，這種半徑的區別大於在圖20.2中示出並在下面說明的連杆件的徑向厚度。圖20.2示出了弧形或部分球面件，其具有大體平行的側面和從任意末端凸出的銷，從而所述銷的延伸軸線相交於一點，所述點也被平分兩個銷的軸線並垂直於所述元件內部或凹陷平面的射線相交。一個這種銷從所述凹陷側面伸出，而第二個這種銷從所述凸出側面伸出。所述外部或凸出側面的半徑小於圖1所示元件的第一或者較大實例，而內部或凹陷平面的半徑大於圖20.1所示元件的第二或者較小實例。
對於本實施例的目的，其涉及用於具有固定角位移的軸的接頭或者聯接器，提供了圖20.1所示元件三種實例，每個都具有相同的尺寸，並且每個這種元件在任意末端的銷的軸線之間的角距離等於其將聯接的軸的固定角位置，但是在任何實例下該角度都不大於圖20.1所示元件中的任意兩個孔之間的較小大圓弧的角度減去圖20.2所示弧形元件的銷的軸線與其最接近的末端之間的角度。
上述元件如下裝配。
1.從圖2所示元件的三種實例的每一個的凸出側面伸出的銷被可旋轉地定位在圖20.1所示元件的較大實例的凹陷表面中的孔中。
2.從圖20.2所示元件的凹陷側面中伸出的銷被可旋轉地定位在圖20.1所示元件較小實例凸出表面中的孔中。
上述元件及其裝配提供了一個三層裝配件，其中圖20.2所示元件的三種實例中的每一個連接或聯接在圖20.1所示元件的較大實例中的孔與圖20.1所示元件的較小實例中的孔之間，並且其中從圖20.2所示元件的三種實例中的每一種伸出的銷中的每一個的軸線以及圖20.1所示元件的兩種實例的孔中的每一種的延伸軸線相交於一點。另外，採用上述裝配件，圖2所述元件的三種實例中的每一種的銷的軸線之間的弧位於以全部前述軸線的交點為中心的大圓弧上，前述軸線即在圖20.1所示元件的較大實例中的三個孔中的每一個的延伸軸線和圖20.1所示元件的較小實例中的三個孔的延伸軸線以及從圖20.2所示元件的三種實例中的每一種伸出的每一個銷的軸線。另外，圖20.1所示元件的每種實例的軸線也相交於同一點。
圖20.3是上述裝配件的不考慮透視的示意性側視截面圖。對於圖20.3，元件1是圖20.1所示元件的較大實例，元件2和3是圖20.2所示元件的第一和第二種實例，元件6是圖20.1所示元件的較小實例，元件4、5、7和8是如上所述從元件2和3伸出的銷，並且每個這種銷位於圖20.1所示元件的較大或較小實例的孔中。軸線A1、A3、A4和A6分別是銷7、4、8和5的延伸軸線，並且軸線A2和A5分別是元件6和1的軸線。
上述裝配件提供了一種等速連杆系統，藉助該系統，如果軸線A2和A5相互保持固定關係並且元件1圍繞軸線A5旋轉，則在元件1和6之間通過圖20.2所示元件的三種實例(其中兩種在圖20.2所示視圖中可見)中的每一種連杆將導致元件6圍繞軸線A2以與元件1圍繞軸線A5旋轉相同的角速度旋轉，反之亦然，因為如果元件1圍繞軸線A2旋轉，則所述連杆將導致元件1圍繞軸線A5以與元件6相同的角速度旋轉。
採用上述裝配件或者連杆系統，可以為具有固定角位移的兩個軸提供一種等速聯接器或接頭。上述裝配件是通過圖20.4所示的方框示意性地表示，需要注意圖20.5，其表示了完整的接頭或聯接器。
對於圖20.5，支座12是具有拐角15的固體支座，圍繞拐角15需要將軸功率從第一軸傳輸至第二軸11。軸10通過軸承和安裝裝置13剛性地安裝在支座12上，並且軸11類似地通過軸承和安裝裝置14剛性地安裝在支座12上。採用任何適合的連接裝置來將軸10剛性地連接在裝配件9上，從而其固定在元件6上並與軸線A2共軸，如圖20.3所示，並且類似地，採用任何適合的連接裝置來將軸10剛性地連接在裝配件9上，從而其固定在元件1上並與軸線A2共軸，如圖20.3所示。點B是所述上述軸線以及軸10和11的軸線的交點。這種裝配件將以恆定或相同的角速度將功率從軸10傳輸至軸11。
為了提供能夠在具有變化的角軸向偏移的軸之間傳輸功率的等速萬向接頭或聯接器，首先提供了一種與示於圖20.3的上述裝配件相同的裝配件，和圖20.2所示元件的三個另外的實例以及圖20.1所示元件的一個另外的實例，其中圖20.2所示元件的三個另外的實例和圖20.1所示元件的一個另外的實例具有減小的半徑，以相對於較早的裝配件形成添加在下面或更居中於點B的另一層。雖然所述元件的物理尺寸減小，它們的角大小於較高層中的那些相關元件相同，從而全部軸線相交於一點。
圖20.6表示了用於提供適於包括在接頭或聯接器中的裝配件的實施例，接頭或聯接器中所述軸相互具有可變化的角度關係。元件22是圖20.1所示元件第三種實例並具有與所述元件的最初兩個實例(即元件1和6)相同的角尺寸。元件16和17是圖20.2所示元件的第四和第五實例，並且它們具有與最初三個實例相同的角尺寸。應當指出，圖20.2所示元件的第三和第六實例在圖20.6中未示出。軸23剛性地連接至元件22的凹陷表面的中心，並且軸24剛性地連接至元件1的凸出表面，從而在圖20.6所示的裝配件的位置上，軸23和24相互共軸並且與元件1和22的軸線共軸。所有軸線都會聚在點B。
為了使最後說明的裝配件用作等速萬向接頭，需要提供一種座架或聯接器，其提供軸23和24的軸線的角運動，同時約束軸23和24的軸線，從而每當所述軸的軸線不共軸時，它們都相交於一點。當上述圖20.6中的裝配件由圖20.7中的方框表示法示意性地表示時，首先注意圖20.8，其表示出了軸與上述裝配件之間的重要關係。在本實施例的接頭的運轉過程中，重要的是，圖20.6所示點B總是落在軸23的軸線上，並且軸24的軸線上的點總是落在以點B為中心的球面上。如果構建得具有足夠的強度和公差，圖20.6所示裝配件將保持要求的關係，或者將設置約束裝置以保持所述關係，這種約束結構的一個實例示於圖20.9中。
請參看圖9，軛25具有適於接收軸24的軸承裝置26，從而軸24可以在軸承裝置26中旋轉。軸承裝置27適於接收軸23，從而軸23可以在軸承裝置27中旋轉，但是被剛性地保持，從而作為圖20.6和圖20.8中所示的10的點B總是位於軸線A7和A8的交點。軸線A7是對於外殼28內的軸承裝置27的軸線，軸線A8是對於外殼28的軸線。
可以看出，採用例如圖20.6所示並在此處披露的裝配件並且進行約束使圖20.6所示點B是全部上述軸線的點，則提供了一種等速萬向接頭，不需要任何與旋轉表面不同的承重滑動面，並且具有全部的執行元件，能夠將轉矩從第一軸傳遞或傳輸至第二軸，第二軸是部分球面結構並在球面系統中運轉。
請求保護一種具有所披露結構中固有的特性的接頭和基於球面幾何學的接頭，以及具有首先在圖20.3中說明的結構的接頭和其次在圖20.6中說明的結構的接頭，並且請求保護一種在圖20.5和圖20.9中說明的安裝裝置。
20、第二十實施例請參看圖21，本實施例提供了圖21.3所示裝配件的兩個實例，該裝配件是球面四桿機構，所述連杆中的四個軸線A1、A2、A3和A4中每一個的延伸軸線延伸至單一點，並且每個軸線之間的弧形成大圓弧。
在所述雙軛件5的中心設置了安裝裝置，從而圖21.3所示裝配件的兩個實例被保持在雙軛件5內，相互關係如圖21.4所示。在21.4中，點P1和P2分別表示十字形件1和2，C1和C2分別是以點P1和P2為中心的球體的大圓。
銷(未示出)從軸3和4延伸，從而每個這種銷的軸線當裝配後分別從點P1和P2徑向延伸並且在圖21.3所示裝配件的每個實例中對於軸線A3形成軸線。
可以看出，採用這種裝配件，如果設置裝置使圖21.3所示裝配件的兩個實例隨著所述接頭的運轉而一致地移動，則軸1和雙軛件5之間的角度件保持與軸4和雙軛件5之間的角度相同，並且對於雙重卡登型等速接頭的必須條件將得到滿足。
保證圖21.3所示裝配件的兩個實例一致地移動的一個方法是將元件6的第一實例與元件6的第二實例剛性地連接，並且類似地剛性地連接元件7的兩個實例。
剛性地連接元件6的每個實例的一個方法使提供如圖21.5所示單一元件，其中銷10和11為軸線A2的兩個實例中的每一個提供軸線並且孔12是軸線A1。
無需進一步說明就可以看出，元件7的兩個實例也可以構建為如圖21.5所示的單一元件。
20、第二十一實施例請參看圖22，其說明了另一個實施例，用於約束第十七實施例的機構，從而由該機構形成的球面三角形隨著所述接頭的運轉保持相同。
圖22.1是圖18.12所示機構的進一步說明。圖22.2是第十八實施例中披露的機構的說明。圖22.3是根據第十七和第十八實施例的等速接頭的分解視圖。圖22.4、圖22.5和圖22.6是該接頭的裝配視圖，在圖22.3中編號為7的球面裝配件為第十八實施例的實質披露的連杆。
請參看圖22.1，可以看出臂或杆1可以自由地圍繞軸線A1樞軸旋轉並且臂或杆1可以自由地圍繞軸線A2樞軸旋轉，從而角度4和5將彼此不同，所述角度4和5分別是杆1與杆3以及杆2與杆3之間地角度。本公開是為了提供一種裝置，藉助這種裝置角度4和5將持續地大體相同，結果是由所述機構形成的球面三角形保持彼此相同。
根據本實施例，請參看圖22.7，提供了一種如圖1所披露的機構，加入了插在臂1和臂2之間的齒輪6。臂1和臂2每個都設置有輪齒以與齒輪3嚙合。採用這種機構，可以看出，角度4和角度5總是保持彼此相同，結果是由所述機構形成的球面三角形也總是保持彼此相同。
根據本實施例，披露了一種如圖22.7所示的定心機構，並提供了如圖22.3、22.4、22.5、22.6所示的等速接頭，其中所述定心機構由圖22.7所示的機構代替。
概要實施例概要第一實施例一種等速聯接器，其中所有旋轉元件的軸線相交於輸入和輸出軸軸線的交點。所述聯接器設有控制軛和控制機構，其中所述控制軛限定了一個旋轉軸線，平分所述聯接器的輸入軸軸線和輸出軸軸線之間的補角。
所述控制機構採用雙剪刀張配件的形式，其中所有連杆都具有沿所述輸入和輸出軸軸線放射的軸線，所述控制連杆的樞軸中心有效地位於相同球面三角形的頂點。
第二實施例一種等速聯接器，其中所有元件都與第一實施例中的元件相同，除了控制機構包括齒輪機構之外，其中兩個連杆臂設有與太陽齒輪嚙合的扇形齒輪，該裝配件控制所述控制軛的軸線以位於輸入和輸出軸軸線之間的補角平分線上。
第三實施例一種等速聯接器，其中第一實施例中的剪刀機構或者第二實施例中的齒輪機構控制所述控制軛的軸線以位於輸入和輸出軸軸線之間的補角平分線上，但是所述內部軛和外部軛從完整的圓形改為部分的弓形。
第四實施例一種等速聯接器，其中支撐所述輸入和輸出軸末端的旋轉元件由連接管隔開並且所述連接管支撐控制機構，從而所述管軸線被約束位於輸入和輸出軸軸線之間的補角平分線上。
第五實施例一種等速聯接器，其中輸入和輸出軸之間的角度可以通過控制機構時常變化，所述控制機構還約束控制軛的朝向，從而其旋轉軸線位於輸入和輸出軸軸線之間的補角平分線上。所述聯接器裝有斜板凸輪可變液壓位移裝置。
其他實施例在一種形式的實施例中，提供了第一形式的等速聯接器，其中控制機構可以採用控制元件的有限裝配適用於輸入和輸出軸軸線之間的特別的固定角度。所述控制元件基於球面幾何學形式。
在第二種形式中，類似控制元件的擴展裝配適於提供用於等速聯接器的控制機構，其中輸入和輸出軸之間的角度是可變的。
在另一個實施例中提供了一種等速聯接器，其具有第一實施例所述形式的控制機構。最初的形式(如PR5731所披露)包括第一實施例的剪刀機構的一半和PR5992的雙重剪刀系統的改進。
在另一個實施例中，用於等速聯接器的條件通過各種連杆來實現，以約束控制軛旋轉軸線的對準，從而所述軸線平分所述聯接器的輸入軸和輸出軸軸線之間的補角。所述控制連杆根據球面三角形的弧而形成。
在另一個實施例中披露了一種連杆機構，它是例如在雙萬向接頭中常用的內部和外部軛系統或者萬向節系統的原理的新穎實現。它是採取第四優選實施例中利用的軛機構的形式。
而另一個實施例披露了一種用於等速聯接器的定心機構，包括相互嚙合的小齒輪和槓桿的系統，以控制所述聯接器的兩個半部分之間的角度關係。
特別請參看參照圖1至4說明的第一實施例，可以看出，在參照圖23詳細說明的介紹部分中提到的大量特徵通過該實施例展現出來，包括(a)與剪刀機構協作並形成用於包括內部軛和外部軛的萬向節裝配件的控制機構的控制軛圍繞補角平分線308(圖4中指出的C)完全對稱運轉。
(b)所述控制機構的全部軸線通過聯接器中心307(也稱為幾何中心)。
(c)由採用內部軛和外部軛形式的萬向節機構提供的輸入軸與輸出軸之間的另外的大體非受約束的連杆受採用控制軛形式的控制機構約束，在這種情況下，軸線YY(參看圖1)位於同動力平面上。
儘管對本發明的一些實施方式進行了展示和描述，本領域技術人員將會理解在不偏離本發明的原理和實質的實例下，可對這些實施例進行改變。
權利要求
1.一種等速聯接器，其中用於輸入軸和輸出軸之間的角速度相同瞬時傳輸的條件通過控制機構得到保持，所述聯接器包括(a)輸入軸旋轉軸線；(b)輸出軸旋轉軸線；(c)控制機構；所述控制機構適於約束所述聯接器的至少部分以獲得等速特性。
2.根據權利要求1所述的等速聯接器，其特徵在於全部旋轉軸線相交於共同點，所述點被定義為所述聯接器的幾何中心。
3.根據權利要求2所述的等速聯接器，其特徵在於所述控制機構的元件受到約束，以作為以所述聯接器的所述幾何中心為中心的球面大圓弧上的圓弧運動。
4.根據權利要求3所述的等速聯接器，其特徵在於所述控制機構的旋轉軸線位於所述輸入和輸出軸線的補角平分線上。
5.根據權利要求4所述的等速聯接器，其特徵在於所述輸入旋轉軸線對於所述軸的軸線以直角終結在具有旋轉軸線的凸臺中，所述軸線的交點與所述聯接器的幾何中心重合。
6.根據權利要求5所述的等速聯接器，其特徵在於所述凸臺適於圍繞內部軛的第一內部軛軸頸對的軸線旋轉。
7.根據權利要求6所述的等速聯接器，其特徵在於所述第一內部軛設有第二內部軛軸頸對，所述第一和第二內部軛軸頸對相互以直角限定旋轉軸線並相交於一點，所述點與所述聯接器的所述幾何中心重合。
8.根據權利要求7所述的等速聯接器，其特徵在於所述內部軛的第一內部軛軸頸對的每個軸頸與所述聯接器的所述幾何中心距離相等。
9.根據權利要求8所述的等速聯接器，其特徵在於所述內部軛的第二內部軛軸頸對的每個軸頸與所述聯接器的所述幾何中心距離相等。
10.根據權利要求9所述的等速聯接器，其特徵在於所述第二內部軛軸頸對適於圍繞外部軛的第一外部軛軸頸對的軸線旋轉。
11.根據權利要求10所述的等速聯接器，其特徵在於所述外部軛設有第二外部軛軸頸對，所述第一和第二外部軛軸頸對限定了旋轉軸線，所述旋轉軸線與所述聯接器的所述幾何中心相交。
12.根據權利要求11所述的等速聯接器，其特徵在於所述第一外部軛軸頸對的每個軸頸與所述聯接器的所述幾何中心距離相等。
13.根據權利要求12所述的等速聯接器，其特徵在於所述第二外部軛軸頸對的每個軸頸與所述聯接器的所述幾何中心距離相等。
14.根據權利要求13所述的等速聯接器，其特徵在於控制軛被提供為具有一般的U形形式，在其外部末端具有控制軛軸頸。
15.根據權利要求14所述的等速聯接器，其特徵在於所述控制軛軸頸適於圍繞所述外部軛的所述第一外部軛軸頸對的軸線旋轉。
16.根據權利要求15所述的等速聯接器，其特徵在於所述控制軛軸頸的每個軸頸與所述聯接器的所述幾何中心距離相等。
17.根據權利要求16所述的等速聯接器，其特徵在於所述外部軛設有第二外部軛軸頸對，所述第一和第二外部軛軸頸對限定了旋轉軸線，所述旋轉軸線與所述聯接器的所述幾何中心相交。
18.根據權利要求17所述的等速聯接器，其特徵在於所述外部軛的所述第一外部軛軸頸對的每個軸頸與所述聯接器的所述幾何中心距離相等。
19.根據權利要求18所述的等速聯接器，其特徵在於所述外部軛的所述第二外部軛軸頸對的每個軸頸與所述聯接器的所述幾何中心距離相等。
20.根據權利要求19所述的等速聯接器，其特徵在於所述輸出旋轉軸線終結於一般為U形的輸出軸線軛的底部的中心，所述輸出軸線軛在外部末端具有輸出軸線軸頸，所述輸出軸線軸頸對所述輸出軸線的軸線以直角限定軸線。
21.根據權利要求20所述的等速聯接器，其特徵在於所述輸出軸線軛的所述輸出軸線軸頸適於圍繞所述第二外部軛軸頸對的軸線旋轉。
22.根據權利要求21所述的等速聯接器，其特徵在於所述輸出軸線軸頸對的每個軸頸與所述聯接器的所述幾何中心距離相等。
23.根據以上權利要求中任何一個所述的等速聯接器，其特徵在於所述軸頸的全部所述旋轉軸線和所述輸入和輸出軸線相交於所述聯接器的所述幾何中心。
24.根據權利要求23所述的等速聯接器，其特徵在於所述控制軛設有樞銷，所述樞銷連接在所述一般為U形的控制軛的底部中心，從而所述樞銷的軸線與所述控制軛的控制軛軸頸的軸線成直角並與所述聯接器的所述幾何中心相交。
25.根據權利要求24所述的等速聯接器，其特徵在於所述控制軛設有輸出軸線控制銷，所述輸出軸線控制銷連接在所述一般為U形的輸出軸線軛的一個臂上，從而所述控制銷的軸線位於由所述輸出軸線和由所述輸出軸線軛軸頸限定的軸線所確定的平面內並與所述聯接器的所述幾何中心相交。
26.根據權利要求25所述的等速聯接器，其特徵在於所述輸出軸線軛控制銷與所述輸出軸線成預定角度。
27.根據權利要求26所述的等速聯接器，其特徵在於所述輸入軸線凸臺設有輸入軸線控制銷，從而所述控制銷的軸線位於由所述輸入軸線和所述凸臺的所述旋轉軸線限定的平面中，並且與所述聯接器的所述幾何中心相交。
28.根據權利要求27所述的等速聯接器，其特徵在於所述輸入軸線控制銷與所述輸入軸線成預定角度。
29.根據權利要求28所述的等速聯接器，其特徵在於所述控制銷與所述輸入軸線和所述輸出軸線的所述角度是相等的。
30.根據權利要求29所述的等速聯接器，其特徵在於所述控制機構採用雙剪刀裝配件的形式。
31.根據權利要求30所述的等速聯接器，其特徵在於所述剪刀裝配件包括(a)第一和第二剪刀臂；(b)第一和第二剪刀連杆；(c)剪刀臂樞軸。
32.根據權利要求31所述的等速聯接器，其特徵在於第一和第二剪刀臂樞軸地安裝在它們對於所述控制軛樞銷的中心。
33.根據權利要求32所述的等速聯接器，其特徵在於所述剪刀臂在它們的外部末端設有樞軸，所述樞軸與所述控制軛樞銷距離相等，並且所述樞軸的軸線與所述聯接器的所述幾何中心相交。
34.根據權利要求33所述的等速聯接器，其特徵在於所述剪刀臂樞軸可樞軸旋轉地連接至所述第一和第二剪刀連杆，從而每個剪刀臂的第一末端由所述第一剪刀連杆連接至所述輸入軸控制銷，並且每個剪刀臂的第二末端由所述第二剪刀連杆連接至所述輸出軸控制銷。
35.根據權利要求1至29中任何一個所述的等速聯接器，其特徵在於所述控制機構採用相互嚙合的齒輪機構的形式。
36.根據權利要求35所述的等速聯接器，其特徵在於所述齒輪機構包括(a)主支撐臂；(b)太陽齒輪；(c)第一和第二連杆臂；(d)第一和第二連杆樞軸。
37.根據權利要求36所述的等速聯接器，其特徵在於所述主支撐臂樞軸地安裝在其在所述控制軛樞銷上的中點。
38.根據權利要求37所述的等速聯接器，其特徵在於所述太陽齒輪樞軸地安裝在所述控制軛樞銷上。
39.根據權利要求38所述的等速聯接器，其特徵在於所述主支撐臂在其外部末端設有第一和第二樞軸。
40.根據權利要求39所述的等速聯接器，其特徵在於所述第一和第二樞軸軸線沿所述聯接器的所述幾何中心成放射狀。
41.根據權利要求40所述的等速聯接器，其特徵在於由所述第一樞軸與所述控制軛樞銷以及所述第二樞軸與所述控制軛銷在所述幾何中心所對的角度相等。
42.根據權利要求41所述的等速聯接器，其特徵在於所述第一和第二兩桿臂在第一末端設有輪齒段，從而當所述連杆臂樞軸地安裝在所述主支撐臂的所述樞軸上時與所述太陽齒輪嚙合。
43.根據權利要求42所述的等速聯接器，其特徵在於所述第一和第二連杆臂在第二末端設有軸頸。
44.根據權利要求43所述的等速聯接器，其特徵在於所述第一和第二連杆臂的所述第二末端的所述軸頸的軸線沿所述聯接器的所述幾何中心成放射狀。
45.根據權利要求44所述的等速聯接器，其特徵在於第一和第二連杆臂相同。
46.根據權利要求45所述的等速聯接器，其特徵在於由所述太陽齒輪的樞軸中心與所述第一和第二連杆臂的所述第一和第二末端限定的球面三角形相同。
47.根據權利要求46所述的等速聯接器，其特徵在於所述第一連杆臂通過所述第一連杆臂的軸頸樞軸地連接至所述輸入軸控制銷。
48.根據權利要求47所述的等速聯接器，其特徵在於所述第二連杆臂通過所述第二連杆臂的軸頸樞軸地連接至所述輸出軸控制銷。
49.根據以上權利要求中任意一個所述的等速聯接器，其特徵在於術語輸入軸和輸出軸可以相互交換地使用。
50.根據以上權利要求中任意一個所述的等速聯接器，其特徵在於全部樞軸連接都是通過深槽球軸承實現的。
51.根據以上權利要求1至48中任意一個所述的等速聯接器，其特徵在於全部樞軸連接都是通過滾針軸承實現的。
52.根據以上權利要求中任意一個所述的等速聯接器，其特徵在於所述軸線和控制機構的全部相關運動都是可旋轉的。
53.一種等速聯接器，其中輸入軸與輸出軸之間的角度受控，從而改變斜板凸輪液壓移動裝置的體積特性。
54.根據權利要求53所述的等速聯接器，其特徵在於所述聯接器的等速特性通過控制軛保持，從而所述控制軛的旋轉軸線位於所述輸入軸和輸出軸的補角平分線上。
55.根據權利要求54所述的等速聯接器，其特徵在於所述輸入軸剛性地連接至斜板凸輪，其中所述斜板凸輪的表面垂直於所述軸的軸線。
56.根據權利要求55所述的等速聯接器，其特徵在於所述斜板凸輪設有球窩的等距徑向排列。
57.根據權利要求56所述的等速聯接器，其特徵在於所述輸出軸剛性地連接至氣缸座，所述氣缸座設有氣缸的等距徑向排列，所述氣缸以所述輸出軸的軸線為中心，並且所述氣缸的軸線平行於所述輸出軸的軸線。
58.根據權利要求57所述的等速聯接器，其特徵在於所述球窩的數量等於所述氣缸的數量。
59.根據權利要求58所述的等速聯接器，其特徵在於所述氣缸設有活塞，所述活塞適於在所述氣缸中往復滑動，從而改變所述氣缸的體積。
60.根據權利要求59所述的等速聯接器，其特徵在於所述活塞的球窩通過連接杆連接至所述斜板凸輪的球窩，所述連接杆設有球形末端。
61.一種雙重等速聯接器，其中用於輸入和輸出軸線之間的角速度相同瞬時傳輸的條件通過控制機構得到保持，所述聯接器包括(a)輸入軸線；(b)輸出軸線；(c)輸入端軛；(d)輸出端軛；(e)控制機構。
62.根據權利要求61所述的聯接器，其特徵在於所述輸入軸線終結在輸入軸線凸臺中，所述輸入軸線凸臺具有對所述輸入軸線成直角的旋轉軸線，並且所述輸入軸線和所述輸入凸臺旋轉軸線的交點限定所述聯接器的輸入幾何中心。
63.根據權利要求62所述的聯接器，其特徵在於所述輸出軸線終結在輸出軸線凸臺中，所述輸出軸線凸臺具有對所述輸出軸線成直角的旋轉軸線，並且所述輸出軸線和所述輸出凸臺旋轉軸線的交點限定所述聯接器的輸出幾何中心。
64.根據權利要求63所述的聯接器，其特徵在於所述輸入凸臺適於圍繞所述輸入軛的第一輸入軛軸頸對的軸線旋轉。
65.根據權利要求63所述的聯接器，其特徵在於所述輸出凸臺適於圍繞所述輸出軛的第一輸出軛軸頸對的軸線旋轉。
66.根據權利要求65所述的聯接器，其特徵在於所述輸入端軛設有第二輸入軛軸頸對，所述第二輸入軛軸頸對與所述第一輸入軛軸頸對的軸線以直角限定旋轉軸線，其中所述第一和第二輸入軛軸頸對的所述軸線相交於所述輸入聯接器中心。
67.根據權利要求66所述的聯接器，其特徵在於所述輸出端軛設有第二輸出軛軸頸對，所述第二輸出軛軸頸對與所述第一輸出軛軸頸對的軸線以直角限定旋轉軸線，其中所述第一和第二輸出軛軸頸對的所述軸線相交於所述輸出聯接器中心。
68.根據權利要求67所述的聯接器，其特徵在於每個所述輸入和輸出軛軸頸對的軸頸分別圍繞所述輸入和輸出聯接器中心對稱設置。
69.根據權利要求68所述的聯接器，其特徵在於所述第二輸入軛軸頸對樞軸地連接至連接管輸入端的連接管軸頸的輸入端對。
70.根據權利要求68所述的聯接器，其特徵在於所述第二輸出軛軸頸對樞軸地連接至連接管輸出端的連接管軸頸的輸出端對。
71.根據權利要求70所述的聯接器，其特徵在於所述輸入軸線凸臺設有控制銷，所述控制銷連接至所述輸入軸線凸臺，從而所述控制銷的軸線位於由所述輸入軸線和所述凸臺的旋轉軸線限定的平面內，並與所述輸入聯接器中心相交。
72.根據權利要求71所述的聯接器，其特徵在於所述輸出軸線凸臺設有控制銷，所述控制銷連接至所述輸出軸線凸臺，從而所述控制銷的軸線位於由所述輸出軸線和所述凸臺的旋轉軸線限定的平面內，並與所述輸出聯接器中心相交。
73.根據權利要求72所述的聯接器，其特徵在於每一個所述控制銷的軸線與每一個所述輸入和輸出軸線成預定角度，所述角度相同。
74.根據權利要求73所述的聯接器，其特徵在於所述控制機構包括(a)上和下傳輸塊；(b)傳輸塊鉸軸；(c)上和下塊樞軸；(d)上和下控制連杆。
75.根據權利要求74所述的聯接器，其特徵在於所述控制機構在所述連接管中被在中心支撐，並且與每個所述輸入和輸出聯接器中心距離相等。
76.根據權利要求75所述的聯接器，其特徵在於每個所述上和下傳輸塊樞軸地安裝在所述鉸軸上，其中所述鉸軸軸線與所述連接管的中心軸線重合併且與所述輸入和輸出聯接器中心相交。
77.根據權利要求76所述的聯接器，其特徵在於所述上和下傳輸塊設有兩個樞軸，每個鉸軸都在所述塊的每個外部末端。
78.根據權利要求77所述的聯接器，其特徵在於所述樞軸在所述上和下傳輸塊的輸入端的軸線與所述輸入聯接器中心相交。
79.根據權利要求78所述的聯接器，其特徵在於所述樞軸在所述上和下傳輸塊的輸出端的軸線與所述輸出聯接器中心相交。
80.根據權利要求71所述的聯接器，其特徵在於在所述上和下傳輸塊的輸入端的每個樞軸可樞軸旋轉地連接至輸入軸線控制銷，並且在所述上和下傳輸塊的輸出端的每個所述樞軸可樞軸旋轉地連接至輸出軸線控制銷。
81.根據權利要求60至80中任意一個所述的聯接器，其特徵在於所有樞軸連接適於深槽球軸承。
82.根據權利要求60至80中任意一個所述的聯接器，其特徵在於所有樞軸連接適於滾針軸承。
83.根據權利要求60至82中任意一個所述的聯接器，其中所述軸線和控制機構的全部相關運動是可旋轉的。
84.一種等速接頭，具有輸入軸，所述輸入軸通過萬向節機構可旋轉地連接至輸出軸；所述接頭包括機械控制裝置，其相對於所述輸入軸線和所述輸出軸線約束所述萬向節，從而在使用時等速特性在輸入軸與輸出軸之間的角度的預定範圍上得到保持。
85.一種等速接頭，包括一種控制機構，所述機構相對於幾何中心以球面幾何學為基礎，所述幾何中心被定義為所述接頭的輸入軸線與輸出軸線之間的交點。
86.用於等速接頭的定心裝置，所述定心裝置包括現對於球面三角形結構限定的接頭，以將等速接頭的至少部分約束在同動力平面上，所述同動力平面相對於所述等速接頭的輸入軸線和輸出軸線的交點而確定。
87.一種相對於等速接頭的第二輸出軸約束第一輸出軸從而獲得大體恆定速度特性的方法，所述方法包括利用控制裝置，所述控制裝置以通過聯接器中心的一條或多條軸線為中心並圍繞其樞軸旋轉，所述聯接器中心被定義為所述輸入軸軸線與所述輸出軸軸線的交點。
全文摘要
一種等速聯接器(10，305)，其通過控制機構或者控制系統(21，309)可旋轉地將輸入軸(11)連接至輸出軸(12)，所述控制機構在一種形式下包括萬向節設置，所述萬向節設置包括可旋轉地連接至外部軛(16)的內部軛(22)。所述控制機構包括控制軛(21)，將所述聯接器的至少部分約束位於所述聯接器的同動力平面上或者與所述同動力平面相關。所述控制機構圍繞補角平分線(308)對稱運轉。在另一種設置中，所述聯接器包括雙重等速接頭，其中所述控制機構位於連接兩個接頭的控制管中。在另一種設置中，輸入軸(11)與輸出軸(12)之間的角度受到控制，從而改變斜板凸輪液壓移動裝置的體積特性。
文檔編號F16D3/30GK1511235SQ02810622
公開日2004年7月7日 申請日期2002年3月26日 優先權日2001年3月26日
發明者格萊恩·亞歷山大·湯普森, 格萊恩 亞歷山大 湯普森 申請人:格萊恩·亞歷山大·湯普森, 格萊恩 亞歷山大 湯普森