專利名稱：軸與孔的聯接的制作方法
技術領域：
本發明涉及用來將一軸可傳動地聯接到一構件孔口上的一個單一元件。
本發明特別適合于將電動馬達凸緣安裝到現行的齒輪單元中，但這種應用并不是唯一的，對于這種齒輪單元的買主來說，經常需要將它們與不同大小的馬達相配合，通過在同一齒輪箱中裝配若干不同的齒輪來獲得不同的變速比，而且所采用的馬達經常具有不同的軸徑。這種減速器的輸入齒輪被可傳動地聯接到一個鋼套筒上，該鋼套裝配在齒輪箱內的軸承中，套筒還帶有一個普通矩形截面鍵槽的孔口。以便接納馬達的驅動軸。馬達驅動軸與孔口的公稱直徑相同，它們借助于普通的鋼鍵實現驅動連接。經常出現的情況是馬達驅動軸的直徑小于孔口。在這種情況下需要裝配一有槽的尼龍套筒來填充軸和孔口之間的環形空隙，并用一根尺寸大于常規尺寸的鋼鍵將它們以驅動的方式相連接，該鋼鍵穿過所述尼龍套筒中的槽。由于在相互驅動接觸中同類金屬之間的摩擦侵蝕，而且傳輸扭矩是通過鍵的作用，比常規高度大的鍵會趨于傾斜，由于馬達和齒軸單元之間安裝用的凸緣彼此經常發生歪斜，從而導致軸和套筒的軸向失調反得齒輪單元中鍵或軸承的故障經常出現。
本發明的目的在于避免這一問題。
根據本發明的一個單一元件，為了在其中可傳動地聯接軸，在構件的孔口上制成一矩形截面的普通鍵槽，其特征在于所說的元件包括使其能夠可傳動地聯接到所說的普通鍵槽中的裝置，還包括一根具有彎曲斷面的花鍵，它可以與所述的孔口中的具有相應彎曲斷面的鍵槽相結合。
為了將具有相同公稱直徑的軸和孔口可傳動地聯接在一起，該裝置最好是一花鍵，它的矩形截面與軸中的鍵槽相同。
彎曲截面鍵最好比矩形截面鍵的周邊寬些。
具有彎曲截面的鍵的蓋過軸的周邊的表面最好是凹形的，它與軸的周邊上的凸形相對應。
而且，具有彎曲截面的鍵的蓋過軸的周邊的表面，最好在其與具有矩形截面的鍵相交的部位進行下切。
為了將軸可驅動地聯接于直徑大于軸的孔口上，單一元件最好還包括一個適于裝配在軸和孔口之間的整體套筒，所述的套筒外周邊制有彎曲截面的花鍵，并在所說套筒內周邊中制有鍵槽裝置，該裝置與軸中的鍵槽具有相同的矩形截面，因此所說的鍵槽可以通過常規的具有矩形截面的分離鍵實現驅動連接。
在套筒外周邊上制成的鍵的中心線和在套筒內周邊上制成的鍵槽中心線最好位于套筒相同半徑上，所說鍵的周邊比所說的鍵槽要寬些。
所說套筒可以是縱向剖分式的。
在這種情況下，該套筒最好沿一直線剖開，該直線與套筒外周邊上的鍵中心線及內周邊上的鍵槽中心線所在的半徑在徑向上正好方向相反。
該單一元件最好由柔性的增強塑料材料制成。
該材料最好是玻璃填充尼龍。
當采用玻璃填充尼龍之類的柔軟增強塑料材料進行制作時，該單一元件可以包括一種壓制件。
當單一元件包括一整體套筒并且筒是由柔性增強塑料材料制成時，該套筒最好在其外周邊上制有許多小的沿縱向延伸并且沿圓周方向彼此間隔開的脊，以消除制造公差。
做為替換方式，單一元件可由有色金屬燒結而成。
在此情況下，金屬最好是磷青銅。
當單一元件包括一整體套筒并且該套筒是由柔性增強塑料經非壓制的方法制成或由有色金屬經燒結而制成時，該套筒的一端最好具有向內突起的凸緣，以便于孔口盲端與軸鄰端相嚙合。
現在參照附圖，在這里僅僅以舉例方式對發明加以描述。
圖1為一齒輪單元的側面剖視圖，它還包括一臺電動馬達通過凸緣安裝的方式安裝在其左端的部分；圖2為一臺類似的齒輪單元的側面剖視圖，它還包括二臺不同的電動馬達分別通過凸緣安裝的方式安裝在其左端位于輸入中心線的上、下側的部分；圖3是作為圖2所示的齒輪單元的一部分的一輸入套筒的放大端面圖；圖4是一種形式的單一元件的放大剖面圖，該元件可以把馬達的驅動軸驅動式地連接在輸入套筒上，該套筒是圖1所示的齒輪單元的一部分；圖5是另一種形式的單一元件的放大端視圖，該元件可以把位于輸入中心線下方的馬達驅動軸驅動式地連接在圖2所示的齒輪單元的輸入套筒上；圖6a和6b用圖解展示了兩種形式單一元件的三種不同尺寸范圍。
現參照附圖，圖1所展示的雙級減速器的整體主箱10，實質上與圖2展示的雙級減速器的整體主箱110是一樣的。唯一的區別在于主箱10適于支撐在底座12上，而主箱110是由法蘭112加以安裝的，主箱10包括一內腹板14，該腹板由一個止動螺釘定位(未示出)，還包括一個帶有軸承座18的端板16和一個馬達安裝凸緣20，裝在軸承座18中的軸承24內的一個鋼套22，具有一個輸入齒桿26，齒桿26可用任何合適的方式，如壓合、粘接、一種鍵、止轉楔或細齒與鋼套22實現可傳動地連接。輸入齒桿26與一個齒輪28相嚙合，該齒輪28被牢固地固定在中間軸30上，而該中間軸又被安裝在主箱10中的軸承32上，齒桿34與中間軸成為一體，與一牢固的固定在輸出軸38上的輸出齒輪36相嚙合。此輸出軸38被裝在主箱10里的軸承座40上，以便與軸套22及齒桿26同軸。
圖2展示的減速器有些部分與圖1展示的減速器相對應，這些部分使用相同的標號，只是在標號前再加上數字1。例如在圖2中輸出軸標號為138，中間軸34和輸出軸38之間的中心距與軸134和138之間的中心距相同，但齒桿26和34比齒桿126和134的節圓直徑小，而齒輪28和36比齒輪128，136節圓直徑大。因此圖1展示的減速器比圖2展示的減速器其減速比明顯的大。
所以，圖1展示的齒輪單元需要帶有小傳動軸44的小馬達42，在所述的實施例中，小傳動軸44與在軸套22遠離齒桿26的末端的孔46具有相同的公稱直徑。傳動軸44上有一個橫截面為矩形的普通的鍵槽48，并且通過一單一元件50(見圖4)被可傳動地聯接到孔口46內，元件50是從一種柔性增強塑料材料的壓制件上按一定長度進行切割而制成的。該增強塑料材料是由百分之三十至百分之四十的玻璃填充尼龍組成的。元件50有一根與在其中可傳動嚙合的鍵槽48相同矩形橫截面的花鍵52，所述的鍵上帶有倒角54，并有一根與孔口46中所制成的彎曲截面的鍵槽相對應的彎曲截面的花鍵56，它用來與孔口46的鍵槽相嚙合。(該鍵槽沒有作專門展示，但可參照圖3中類似的鍵槽176)。花鍵56的周邊寬于鍵52，花鍵56中能夠蓋住驅動軸44的圓周的那部分表面58為凹陷形，它與所述的圓周表面的形狀相對應，從而給于元件50以最大的支撐，以防止扭矩通過它時而產生傾斜。在鍵52和表面58接合處具有一下切部60，以確保所述的表面不妨礙與傳動軸44的周邊緊密的接觸。柔性塑料元件50避免了對馬達/齒輪單元傳動界面的侵蝕并能調整由于齒輪單元上的安裝凸緣20與電動馬達42的安裝凸緣相互歪斜而造成的不同軸度。
圖2展示的齒輪單元可被各種不同大小的馬達驅動，這樣兩個馬達142和143被局部圖解成具有不同尺寸，包括不同大小的傳動軸144和145。軸144、145的直徑都比軸套122的遠離齒桿126端部的孔徑146小得多。傳動軸144、145有不同尺寸的普通鍵槽148和149。不同尺寸的馬達142和143要求端板116具有供選擇使用的安裝凸緣120或121。傳動軸144和145通過單一構件162和163分別有選擇地可傳動連接到孔徑146中，單一構件162、163除尺寸之外都是相同的。現在將對圖5所示的構件162以實施例的方式進行詳細描述。
它是由百分之三十至百分之四十玻璃填充尼龍柔性增強塑料材料模制而成的。構件162包括一個套164，此套164適合裝于軸144和孔146之間，所述的套在其一端有一向內伸出的凸緣166，以適于孔146的盲端與軸144的鄰端間的接合，軸套164的外圓上有許多周向間隔著的沿徑向延伸的小脊168，用以消除制造公差。鍵槽170具有與鍵槽148相同的矩形斷面，它位于套筒164的內圓周面上，所述的內圓周和鍵槽170在其遠離凸緣166的一端有倒角172。軸套164的外表面上還有一彎曲截面的花鍵174，以便裝入孔146中的具有相應彎曲截面的鍵槽176中(見圖3)。鍵槽148和170可以用通常的矩形斷面的鋼鍵171傳動地內連，圖中用虛線表示之。鍵174和鍵槽170的中心線保持在軸套164的同一半徑上，盡管它們彼此相當接近。鍵174比鍵槽170周邊要寬一些，以保持適當強度。柔性塑料元件162的工作原理完全類似于上文描述的表面上不相似的構件50。從而也可以避免馬達/減速器驅動表面的摩擦腐蝕，并能調節由于齒輪單元上的凸緣120和電動馬達142上的凸緣之間的歪斜所造成的不同軸度。
本發明在圖5展示改型的實施例中，軸套164是軸向剖分的。
圖中用虛線165表示，該剖分線在徑向上正好與鍵174和鍵槽170的中心線所在的半徑方向相反，以便增加構件162鍵174和鍵槽170的中心線位于該半徑上，以便增加構件162的柔韌性。在另一改型的實例中凸緣166被省略了，并且構件162可以通過如下的方式來制造，即從一壓制的柔性增強塑料材料件上，按一定的長度進行切割。
在本發明圖4圖5所示的兩個改型實施例中，構件50和162可由磷青銅這種有色金屬燒結制成。
這樣就可以避免馬達/齒輪單元傳動面間的摩擦腐蝕問題。只不過需要采用大約10％的柔性增強塑料組分，而且造價更貴一些。
值得注意的是不同大小齒輪單元有不同尺寸的鋼套，例如與他們的輸入齒桿相連的鋼套22和122，這些齒輪單元需要相應尺寸范圍的元件，例如50和162，其一種范圍示于圖6a和6b中，首先，小孔徑尺寸的鋼套可傳動地聯接在公稱直徑相同的馬達軸上，如象與元軸套元件50相聯的孔一樣。其次，相同孔徑的鋼套可驅動地聯接一個馬達軸。此馬達軸徑比孔徑小，這種聯接是通過一套筒型構件如162和一個通常的鋼鍵如171而實現的。第二種中間尺寸范圍的部件在圖6c至6e中展示第三種大尺寸范圍的在圖6f至6h中展示，借助上述的敘述，本段中所涉及的附圖本身就具有解釋性，而且這些附圖僅在于說明可能發生的尺寸范圍。
本發明廣泛地適用于任何的機械結構中的軸構件與孔的聯接。
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權利要求
1.一種組件，供可傳動地連接兩個構件用，所述兩構件包括一個構件(22)，有一個孔口(46)；和一個軸(44)，構制得使其在構件(22)的孔口(46)中不干涉配合，軸(44)的表面形成有矩形截面的鍵槽(48)；其特征在于，所述組件還有一個單一元件(50)供在軸(44)與構件(22)傳遞傳動力，單一元件(50)包括一個傳動部分(52)和花鍵(56)，傳動部分(52)在單一元件的內表面上形成，適宜將傳動力從軸上的鍵槽(48)傳遞給單元件(50)，花鍵(56)的外表面呈半圓形，與構件(22)孔口(46)內表面上形成的相應半圓形的鍵槽接合，且與單一元件(50)的內表面相交，形成沿單一元件(50)縱向延伸的角隅。
2.如權利要求1所述的組件，其特征在于，花鍵(56)半圓形的外表面與花鍵(56)的內表面成銳角相交，從而形成一個沿單一元件(50)縱向延伸的銳角角隅。
3.如權利要求1或2所述的組件，其特征在于，單一元件(50)的內表面呈弧形。
4.如以上任一權利要求所述的組件，其特征在于，傳動部分(52)有一個矩形花鍵，與軸的鍵槽(48)相對應。
5.如權利要求4所述的組件，其特征在于，單一元件(50)在內表面與矩形花鍵(52)的會合處從下部切開。
6.如以上任一權利要求所述的組件，其特征在于，單一元件(50)由增強塑料材料構成。
7.如權利要求1-5中任項一權利要求所述的組件，其特征在于，單一元件(50)由充有玻璃的尼龍構成。
8.如權利要求1-5中任一項權利要求所述的組件，其特征在于，單一元件(50)由經燒結的非鐵質金屬構成。
9.如權利要求1-5中任一項權利要求所述的組件，其特征在于，單一元件(50)由磷青銅構成。
10.如權利要求2-9中任一項權利要求所述的組件，其特征在于，單一元件(50)的內表面制成對應于軸(44)弧形外圓周的正確形狀，且軸(44)除軸的鍵槽(48)處外截面呈圓形。
全文摘要
一軸由一矩形截面鋼鍵可傳動地聯接到一孔口。在該軸的直徑小于孔時,可在其間填入一帶槽的尼龍軸套,并且一個厚鋼鍵插入該槽。因標準鍵或原鍵失效,可采用由塑料材料或有色金屬制成的單一元件。該元件包括一可進入孔口的配合鍵槽中的具有彎曲截面的花鍵、當軸和孔口公稱直徑相同時,元件包括一矩形截面的花鍵、它可以和軸中的普通鍵槽嚙合、當軸直徑小于孔口時,元件還包括一軸套、活軸套在外圓周上帶有制成彎曲截面的鍵、在內周邊上帶有制成矩形截面的鍵槽,借助一分離的標準鍵將其傳動地聯接到軸中的普通鍵槽中。
文檔編號F16D1/08GK1228513SQ99102578
公開日1999年9月15日 申請日期1999年2月24日 優先權日1992年9月9日
發明者P·A·莫雷里, K·F·泰勒, D·馬金 申請人:戴維布朗工程有限公司