具有全表面驱动接触的驱动系统技术方案

一种具有全表面驱动接触的驱动系统。驱动系统倾向于典型的套头‑凹部反作用(驱动)扭矩值处最大化表面接触图案或区域，从而最小化凹部表面接触应力、涂层破坏、凹部铰大和过早套头疲劳失效。本发明专利技术实施例的目的是提供一种具有全表面驱动接触的驱动系统。具体来说，本发明专利技术实施例的目的是提供一种驱动系统，其倾向于在典型的套头‑凹部反作用(驱动)扭矩值处最大化表面接触图案或区域，从而最小化凹部表面接触应力、涂层破坏、凹部铰大和过早套头疲劳失效。

Drive system with full surface drive contact

A drive system with full surface drive contact. The drive system tends to a typical set of anti head recess (drive) at the maximum torque value pattern or surface contact area, thereby minimizing concave surface contact stress, coating damage, concave ream and premature fatigue failure of the sleeve head. The aim of the present invention is to provide a driving system with full surface drive contact. Specifically, the embodiment of the invention is to provide a drive system, which tend to be in a typical set of anti head recess (drive) at the maximum torque value pattern or surface contact area, thereby minimizing concave surface contact stress, coating damage, concave ream and premature fatigue failure of the sleeve head.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有全表面驱动接触的驱动系统专利技术人戴维·C·高斯(DavidC.Goss)相关申请(优先权要求)本申请要求2015年3月19日提交的美国临时申请第62/135390号的权益，其内容全部被纳入本文作为参考。
技术介绍
本专利技术一般涉及驱动系统，例如包含套头和紧固件的驱动系统，以及用于在紧固件中形成凹部的冲头。典型的紧固件驱动系统设计或几何形状产生驱动工具(即套头)和紧固件驱动功能(即凹部)之间不同的表面接触图案。例如，一些驱动系统的几何形状产生“点”接触表面图案，这意味着当套头被旋转以初始接触凹部(接近零的反作用扭矩)时，它在一个点(或围绕凹部的多个点)接触凹部。其它驱动系统的几何形状产生“线”接触表面图案，这意味着当套头被旋转以初始接触时，它在多条线接触凹部。为了把套头放在紧固件的凹部内，套头和凹部之间必须有点间隙。当套头被旋转时，套头和凹部之间的间隙变窄，直到与凹部的侧壁有线接触。点和线接触系统在整个驱动系统中都产生高应力，也可能增加套头故障。也有其它驱动系统的几何形状产生从套头底部到凹部顶部的“区域”接触表面图案。一般来说，“区域”接触表面图案比“线”接触表面图案更有利，而“线”接触表面图案比“点”接触表面图案更有利。然而，即使对于“区域”接触表面图案，当套头-凹部反作用扭矩(即驱动扭矩)增加时，驱动套头的几何形状被弹性变形(即扭曲和压缩)，还有凹部的几何形状(即压缩)，促使套头-凹部接触表面图案改变并且从套头底部移向凹部顶部。当反作用扭矩增加时，表面接触图案面积趋于减小，从而进一步增加套头-凹部接触应力。在凹部顶部增加的接触应力可能会损坏紧固件完成(即涂层)，并且可能导致凹部失效(铰大)。套头上增加的接触应力(和扭曲)可能导致过早磨损、凹部失效和疲劳失效。
技术实现思路
本专利技术实施例的目的是提供一种具有全表面驱动接触的驱动系统。具体来说，本专利技术实施例的目的是提供一种驱动系统，其倾向于在典型的套头-凹部反作用(驱动)扭矩值处最大化表面接触图案或区域，从而最小化套头-凹部表面接触应力、涂层破坏、凹部铰大和过早套头疲劳失效。简而言之，本专利技术的实施例提供一种驱动系统，其包括紧固件，其中紧固件包含驱动表面，其由包含一个或多个弧或者单弧构造的多边形渐开线形成。关于定义驱动表面的弧，优选每个弧都具有恒定的半径(即，是圆的一段)。本专利技术的另一实施例提供了套头，其包含驱动表面，其由包含一个或多个弧或者是单弧构造的多边形渐开线形成。关于定义驱动表面的弧，优选每个弧都具有恒定的半径(即，是圆的一段)。本专利技术的另一实施例提供了冲头，其包含表面，其由包含一个或多个弧或者是单弧构造的多边形渐开线形成。关于定义表面的弧，最好每个弧都具有恒定的半径(即，是圆的一段)。附图说明本专利技术结构和操作的组织和方式，以及进一步的目的和优势，通过参考下面结合附图的描述将得到最佳的理解，其中相似的参考数字代表相似的元件，其中：图1描述了根据本专利技术实施例的凹部(或冲头)；图2是与图1中所示凹部相对应的套头的横截面图；图3显示了插入到图1凹部中的图2中的套头；图4与图3相似，但显示了套头已被旋转为与凹部的驱动壁完全接触之后的套头和凹部。图5是清楚地显示了全表面接触的放大视图；图6是显示了在套头被旋转之前的套头和凹部之间的间隙的放大视图；图7和图8显示了图1所示的凹部的一部分，同时也显示了它的某些尺寸；图9和图10显示了图2所示的套头的一部分，同时也显示了它的某些尺寸；图11-13提供与图1中所示凹部相关的视图；图14-21提供与可选实施例相关的视图；图22是对实施例进行比较的视图；以及图23-27描述了凹部的叶瓣之间提供的不同版本的延伸壁。具体实施方式尽管本专利技术可以不同形式实施，附图中有所示并且在本文中将详细描述为特定的实施例，可以理解，本公开旨在作为本专利技术原理的例证，而不是为了限制本专利技术为所描述的范围。本专利技术的多个实施例在本文公开。每个实施例都提供具有全表面驱动接触的驱动系统。更具体地说，每个实施例都包括紧固件，其中紧固件包括凹部，其包含驱动表面，其由多边形渐开线形成或者被提供为单弧构造。关于术语“渐开线”，渐开线是点的轨迹，最初在基圆上，其沿着相切的圆移动到接触的切点，使得其直线距离等于沿着圆弧从初始点到相切的即时点的距离。或者，当直线围绕圆的圆周滚动而不打滑时，渐开线是直线上点的轨迹。当绳子或棉花从其圆柱卷展开时，渐开线通过被例如绳子或棉花片追踪出轨迹得到最佳的可视化。为了产生渐开线轮廓，线可通过展开例如来自圆柱体的绳子被追踪。圆柱体可被称为基圆。在展开过程中的任意点，产生的线(即绳子)都与圆柱体相切并且与渐开线曲线垂直。如果两个渐开线轮廓相互接触，则产生的线将与两个圆柱体都相切，这通常称为压力线。从数学上来说，渐开线曲线是从下面的方程中提取的：其中R＝到渐开线上任意点的半径；θ＝从渐开线开始到半径R的角；以及β＝绳子通过其必须被展开的角。产生的线长度等于以及角度β所对向的基圆圆周长度，从而或者并且通过替换这允许在极坐标(R，θ)中绘制渐开线曲线。把角度写成压力角的函数是很常见的形式。其中是渐开线函数，它的值在许多书中被列成表用于不同的齿轮。这样可以在许多计算中使用，例如使用下面的等式确定不同半径下的齿厚(T1)。应该指出的是，本专利技术所包含的紧固件、套头、冲头等可具有驱动表面，考虑到现实生活中的制造工艺和材料，其在显微镜下不是完美的多边形渐开线。图1描述了凹部10，例如紧固件11或其它结构中的凹部(图1也描述了冲头10的端表面轮廓)，其中凹部10与本专利技术的优选实施例相一致。具体来说，凹部10被配置为提供多个叶瓣12，每个都具有驱动表面14，其由多边形渐开线形成。在优选实施例中，每个驱动表面都由包含两弧的多边形渐开线形成，其中每个弧都具有不同的半径，但每个弧都具有恒定的半径(即，每个弧都是圆的一段)。在每个叶瓣12之间是凹槽16，其提供在相邻叶瓣12之间延伸的壁18。这些壁18及其采用的不同形状将在后文更详细地进行说明。图2提供了对应的外部驱动例如套头20的横截面图，其中套头20被提供为与图1中凹部10相关，并且其中套头20与本专利技术的优选实施例相一致。具体来说，套头20的外表面轮廓对应于图1中所示的凹部10的轮廓，从而套头20被插入到凹部10中，并且可顺时针或逆时针方向旋转从而驱动紧固件，凹部10在紧固件中被形成。套头20对应于凹部10。因此，套头20包含多个叶瓣21，每个叶瓣21都包含驱动表面或驱动壁24，其由多边形渐开线形成。更具体地说，驱动表面24优选由包含两弧的多边形渐开线形成，并且每个弧都具有恒定的半径(即，是圆的一段)。优选地，凹槽21之间的每个壁23都至少是平的、凹圆形、凸点和凹点中的一个，下文将更充分地进行描述。当套头20最初被插入到凹部10中时，套头20和凹部10可如图3所示，其中，在套头20的驱动壁24和凹部10的驱动壁14之间有间隙21。假设套头20随后被顺时针旋转，则套头20和凹部10可如图4所示，其中，套头20的前壁26衔接对应凹部10的驱动壁14，而套头20的后壁28远离相应的凹部10的驱动壁14以提供间隙22。套头20的前壁26和相应的凹部10的驱动壁14之间的全表面接触可在图5中最佳地看到，其提供了套头20的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种紧固件，包含凹部；所述凹部中的驱动表面，所述驱动表面由至少一个多边形渐开线和单弧构造形成。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.03.19 US 62/135,3901.一种紧固件，包含凹部；所述凹部中的驱动表面，所述驱动表面由至少一个多边形渐开线和单弧构造形成。2.根据权利要求1所述的紧固件，其中所述凹部用来提供多个叶瓣，每个叶瓣都包含驱动表面，其由多边形渐开线形成。3.根据权利要求1所述的紧固件，其中所述凹部用来提供多个叶瓣，每个叶瓣都包含驱动表面，其由包含两弧的多边形渐开线形成。4.根据权利要求3所述的紧固件，其中每个弧半径都不同，并且每个弧都具有恒定的半径，其中每个弧都是圆的一段。5.根据权利要求3所述的紧固件，还包含每个叶瓣之间的壁，所述壁是平的。6.根据权利要求3所述的紧固件，还包含每个叶瓣之间的壁，所述壁是凹圆形。7.根据权利要求3所述的紧固件，还包含每个叶瓣之间的壁，所述壁是凸点。8.根据权利要求3所述的紧固件，还包含每个叶瓣之间的壁，所述壁是凹点。9.一种包含驱动表面的套头，所述表面由至少一个多边形渐开线和单弧构造形成。10.根据权利要求9所述的套头，其中所述套头包含多个凹槽，每个凹槽都具有由多边形...

【专利技术属性】
技术研发人员：戴维·C·高斯，
申请(专利权)人：艾库曼特知识产权有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国,US