聯軸機構及其萬向聯軸器的制造方法
【專利摘要】本發明公開了一種聯軸機構及其萬向聯軸器，聯軸機構包括通過端面齒嚙合傳動連接的第一旋轉體和第二旋轉體，端面齒為曲線端面齒；萬向聯軸器包括傳動軸及對稱設于傳動軸兩端的端面齒叉頭和十字軸；端面齒叉頭的端面齒為所述曲線端面齒，本發明的聯軸機構及其萬向聯軸器，與工作機器兩軸的連接間隙小，能減小連接面的變形，避免因間隙產生沖擊造成振動大、噪音高和安裝后聯結處出現松動的問題，提高運行平穩度，減少螺栓數量，縮減連接叉頭的體積，節約空間，降低成本；應用于軋鋼機高溫重載的特殊場合，能夠達到承載能力強、對心性能好、運轉更平穩、使用壽命長、傳動精度高、傳動噪音低以及以更小的體積承受更大載荷的效果。
【專利說明】聯軸機構及其萬向聯軸器
【技術領域】
[0001 ] 本發明涉及一種軸連接結構，尤其涉及一種聯軸機構及其萬向聯軸器。
【背景技術】
[0002]聯軸機構是用來聯接不同機構中的兩根軸使之共同旋轉以傳遞扭矩的機械機構，有些聯軸機構還有緩沖、減振和提高軸系動態性能的作用，目前，國內外許多大鋼廠軋機和其他冶金設備上所應用的十字軸式萬向聯軸機構普遍存在以下幾方面的不足:一，十字軸式聯軸機構兩端法蘭與工作機器兩軸的連接是通過平鍵和螺栓連接，安裝找正困難、常出現松動且要求螺栓數量高；二，平鍵連接間隙大，配合聯結易因間隙產生沖擊，振動大、噪音高、運行平穩程度低；不僅承載能力差，而且大量的連接螺栓造成安裝和拆卸困難，勞動強度大、工序繁多，連接叉頭體積龐大，成本高、占據空間大且不便于制造。
[0003]因此，為解決上述問題，需要一種聯軸機構，降低配合間隙，減小連接面的變形，避免因間隙產生沖擊造成振動大、噪音高和安裝后聯結處出現松動的問題，提高運行平穩度，減少螺栓數量，縮減連接叉頭的體積，節約空間，降低成本。
【發明內容】
[0004]有鑒于此，本發明的目的是提供一種聯軸機構及其萬向聯軸器，與工作機器兩軸的連接間隙小，能減小連接面的變形，避免因間隙產生沖擊造成振動大、噪音高和安裝后聯結處出現松動的問題，提高運行平穩度，減少螺栓數量，縮減連接叉頭的體積，節約空間，降低成本。
[0005]本發明的聯軸機構，包括通過端面齒嚙合傳動連接的第一旋轉體和第二旋轉體；所述端面齒為曲線端面齒；
[0006]進一步，所述曲線端面齒為節曲線函數齒，其節曲線函數方程為:x=R*C0S(t)、y=R*sin(t)、zl=A*cos (2n*t),其中R為節曲線投影圓半徑、A為節曲線的振幅、η為節曲線階數、t為轉過的角度；
[0007]進一步，還包括將第一旋轉體和第二旋轉體連接固定的多個螺栓螺母副；
[0008]進一步，所述第一旋轉體和第二旋轉體的連接端分別一體成型的設有可安裝所述螺栓螺母副的法蘭邊；所述曲線端面齒設于相應法蘭邊的外端面；
[0009]本發明還公開了一種應用上述聯軸機構的萬向聯軸器，包括傳動軸和對稱設于傳動軸兩端的萬向聯軸組件；所述萬向聯軸組件包括端面齒叉頭和萬向傳動連接式連接于端面齒叉頭與傳動軸之間的十字軸；所述端面齒叉頭的端面齒為所述曲線端面齒；
[0010]進一步，所述傳動軸包括連接軸和對稱的固定于所述連接軸兩端的連接叉頭，并且分別以連接叉頭和連接軸作為第一旋轉體和第二旋轉體通過所述聯軸機構的連接方式固定連接。
[0011]本發明的有益效果是:本發明的聯軸機構及其萬向聯軸器，與工作機器兩軸的連接間隙小，能減小連接面的變形，避免因間隙產生沖擊造成振動大、噪音高和安裝后聯結處出現松動的問題，提高運行平穩度，減少螺栓數量，縮減連接叉頭的體積，節約空間，降低成本；應用于軋鋼機高溫重載的特殊場合，能夠達到承載能力強、對心性能好、運轉更平穩、使用壽命長、傳動精度高、傳動噪音低以及以更小的體積承受更大載荷的效果。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0012]圖1為本發明的聯軸機構結構示意圖；
[0013]圖2為本發明的萬向聯軸器結構示意圖；
[0014]圖3為圖2中A-A剖視圖；
[0015]圖4為本發明的萬向聯軸器的爆炸圖。
【具體實施方式】
[0016]圖1為本發明的聯軸機構結構示意圖，圖2為本發明的萬向聯軸器結構示意圖，圖3為圖2中A-A剖視圖，圖4為本發明的萬向聯軸器的爆炸圖，如圖所示:本實施例的聯軸機構，包括通過端面齒嚙合傳動連接的第一旋轉體I和第二旋轉體2 ;所述端面齒為曲線端面齒；如圖所示，曲線端面齒是一種齒基面沿環形橫波曲線呈波形面的端面齒，具有波形齒形特征，不僅能夠通過齒面間的嚙合傳遞動力，而且利用波峰與波谷之間的配合實現二次嚙合及二次對心，接觸面積大并存在二次承載效果，擁有了更大的承載能力，能夠傳遞大于同類型普通端面齒聯軸器的轉矩，配合精度高，齒面壓力角為齒廓線上各點切線方向與軸線方向的夾角，在一段齒廓線中，弧線曲率呈現由零變大再減小到零的規律，齒面壓力角也相應由大變小再變大，在齒頂和齒根時達到90°，由于壓力角超過65°時會有自鎖現象，可得出兩齒面在工作時具有局部自鎖的特點。該特點不斷將扭轉力轉化為軸向壓緊力，增大了聯接處的緊湊性、避免了松動、消除了沖擊，大大的提高了聯軸器聯接處的咬合特性，不論承受的是切向力、徑向力還是軸向力，聯軸機構均具有很高的剛性；用于聯軸器的輸入和輸出端與其他零件配合能夠降低配合間隙，減小連接面的變形，避免因間隙產生沖擊造成振動大、噪音高和安裝后聯結處出現松動的問題，能提高運行平穩度，減少連接于兩零件之間的螺栓的數量，縮減連接件的體積，節約空間，降低成本，曲線端面齒是發散型結構，并具有中心，裝配時聯接處還會自動對心嚙合，此特性方便了安裝，提高了聯接處的配合精度和傳動精度，降低了傳動噪音，保證了運轉的平穩性、可靠性，減小了軸向竄動，消除了由軸向竄動而威脅主電機正常運轉的危害，延長了主電機的壽命，適用于軋鋼機高溫重載的特殊場合，能夠達到承載能力強、對心性能好、運轉更平穩、使用壽命長、傳動精度高、傳動噪音低以及以更小的體積承受更大載荷的效果；該聯軸機構在軋鋼機萬向聯軸節的應用中體現出的優于傳統端面齒型式聯軸機構的特性:聯接處最高等效應力小于端面齒型式2—3倍、局部變形低于端面齒型式近百倍、無應力集中且無過大的局部變形。
[0017]本實施例中，所述曲線端面齒為節曲線函數齒，其節曲線函數方程為:x=R*cos (t)、y=R*sin (t)、z=A*cos (2n*t),其中R為節曲線投影圓半徑、A為節曲線的振幅、η為節曲線階數、t為節曲線的極角。曲線端面齒的節曲線是以R為半徑的圓柱面曲線，該曲線成為端面齒齒廓面在徑向上的中分線，曲線端面齒均勻的分布在它的節曲線上，且被節曲線在徑向上的延伸面分成了齒頂部分和齒根部分。節曲線是封閉的，設P點U，y, z)為節曲線上任意一點，該點在極角O?2 范圍內沿中心軸旋轉組成了整條節曲線,并在Z方向上存在著η (η為正整數)個變化周期，η被稱為曲線端面齒節曲線的階數；該節曲線函數齒容易加工制造，嚙合接觸面積大且不會造成齒頂過尖的問題。
[0018]本實施例中，還包括將第一旋轉體I和第二旋轉體2連接固定的多個螺栓螺母副3 ;通過螺栓螺母副3的緊固作用使第一旋轉體I和第二旋轉體2軸向緊壓固定在一起，進而利用曲線端面齒的嚙合實現扭矩的傳遞，當然，利用端面齒的配合能自動的實現第一旋轉體I與第二旋轉體2之間的對心，即實現第一旋轉體I與第二旋轉體2的徑向定位，因此在能夠為第一旋轉體I和第二旋轉體2提供軸向壓緊力的連接結構中可無需設置螺栓螺母副3。
[0019]本實施例中，所述第一旋轉體I和第二旋轉體2的連接端分別一體成型的設有可安裝所述螺栓螺母副3的法蘭邊(圖中標記為第一旋轉體I的法蘭邊4和第二旋轉體2的法蘭邊5);所述曲線端面齒設于相應法蘭邊(圖中標記為第一旋轉體I的法蘭邊4和第二旋轉體2的法蘭邊5)的外端面，法蘭邊上用于安裝螺栓螺母副的眼孔的軸向投影與曲線端面齒的軸向投影重疊，使第一旋轉體I和第二旋轉體2徑向尺寸得以縮減，利于節約空間，降低成本；并且便于螺栓螺母副3的安裝。
[0020]本實施例的萬向聯軸器，包括傳動軸6和對稱設于傳動軸6兩端的萬向聯軸組件；所述萬向聯軸組件包括端面齒叉頭7和萬向傳動連接式連接于端面齒叉頭7與傳動軸6之間的十字軸8 ;所述端面齒叉頭7的端面齒為所述曲線端面齒，還包括連接于十字軸8與端面齒叉頭7和傳動軸6之間的滾子軸承11和用于固定滾子軸承11的端蓋12，將所述曲線端面齒結構應用于聯軸器的輸入和輸出端與其他零件之間能夠降低配合間隙，減小連接面的變形，避免因間隙產生沖擊造成振動大、噪音高和安裝后聯結處出現松動的問題，能提高運行平穩度，減少連接于兩零件之間的螺栓的數量，縮減連接件的體積，節約空間，降低成本，接觸面積大并存在二次承載效果，擁有了更大的承載能力，能夠傳遞大于同類型普通端面齒聯軸器的轉矩，聯接處最高等效應力小于端面齒型式2— 3倍、局部變形低于端面齒型式近百倍、無應力集中且無過大的局部變形；本實施例中對稱是指相對于傳動軸6的中心點中心對稱。
[0021]本實施例中，所述傳動軸6包括連接軸9和對稱的固定于所述連接軸9兩端的連接叉頭10，并且分別以連接叉頭10和連接軸9作為第一旋轉體I和第二旋轉體2通過所述聯軸機構的連接方式固定連接；當然此處所指的聯軸機構是指第一旋轉體I和第二旋轉體2嚙合后通過所述螺栓螺母副3軸向固定在一起形成的聯軸機構，工作時，對稱設置的兩個端面齒叉頭7 —一對應的連接于工作機器的主動軸和從動軸，本實施例中傳動軸6由連接軸9和兩個連接叉頭10組成，使各部件結構得以簡化，加工方便；本實施例中對稱是指相對于連接軸9的中心點中心對稱。
[0022]最后說明的是，以上實施例僅用以說明本發明的技術方案而非限制，盡管參照較佳實施例對本發明進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解，可以對本發明的技術方案進行修改或者等同替換，而不脫離本發明技術方案的宗旨和范圍，其均應涵蓋在本發明的權利要求范圍當中。
【權利要求】
1.一種聯軸機構,其特征在于:包括通過端面齒哨合傳動連接的第一旋轉體和第二旋轉體；所述端面齒為曲線端面齒。
2.根據權利要求1所述的聯軸機構，其特征在于:所述曲線端面齒為節曲線函數齒，其節曲線函數方程為:x=R*cos (t)、y=R*sin (t)、zl=A*cos (2n*t),其中R為節曲線投影圓半徑、A為節曲線的振幅、η為節曲線階數、t為轉過的角度。
3.根據權利要求1所述的聯軸機構，其特征在于:還包括將第一旋轉體和第二旋轉體連接固定的多個螺栓螺母副。
4.根據權利要求3所述的聯軸機構，其特征在于:所述第一旋轉體和第二旋轉體的連接端分別一體成型的設有可安裝所述螺栓螺母副的法蘭邊；所述曲線端面齒設于相應法蘭邊的外端面。
5.—種應用權利要求1-4任一權利要求所述的聯軸機構的萬向聯軸器,其特征在于:包括傳動軸和對稱設于傳動軸兩端的萬向聯軸組件；所述萬向聯軸組件包括端面齒叉頭和萬向傳動連接式連接于端面齒叉頭與傳動軸之間的十字軸；所述端面齒叉頭的端面齒為所述曲線端面齒。
6.根據權利要求5所述的萬向聯軸器，其特征在于:所述傳動軸包括連接軸和對稱的固定于所述連接軸兩端的連接叉頭，并且分別以連接叉頭和連接軸作為第一旋轉體和第二旋轉體通過所述聯軸機構的連接方式固定連接。
【文檔編號】F16D3/18GK103775520SQ201410036497
【公開日】2014年5月7日 申請日期:2014年1月25日 優先權日:2014年1月25日
【發明者】林超, 趙相路 申請人:重慶大學