一种轴孔新型连接方式的构件及其制备方法与流程

技术领域

本发明涉及一种轴孔新型连接方式的构件及其制备方法，尤其涉及一种适用于拖拉机随车吊动力传输系统中的轴孔新型连接方式的构件及其制备方法。

背景技术：

花键是轴孔连接在机械应用中的常见的配合应用，用于动力传输，被广泛的应用于交通运输、机械制造、工程机械等工业和民用领域。

拖拉机随车吊是土木工程建设中的重要工程设备，由于拖拉机马力大，加之在工作过程中载荷变化大且频繁，而且在动力传输系统中存在多处应用，工作一段时间后常出现轴孔连接的花键和花键孔磨损断齿，造成连接失效，影响施工效率，间接造成一定的经济损失。

花键连接存在较高的剪切疲劳应力，由于受加工、配合精度和尺寸限制的影响，传递中的载荷会导致单一齿受较高的集中应力（如图1所示），而造成断齿，进而造成连接失效。

现有技术中已经开展了对改善花键的形状和疲劳应力的研究，提出了一些解决办法。

如中国专利（申请号03134183.7），名称为内螺旋花键冷挤压成形加工方法及装置，该方法采用挤压成形，需要一套专用装置，费用高，产品形位精度低，应用领域受到限制，加工周期长。

又如中国专利（申请号201310522021.5），名称为一种内螺旋花件套的制备方法，该方法采用焊接固定，存在焊接应力，配合精度难保证。

又如中国专利（申请号201410596566.5），名称为摩托车离合器中心套结构，该方法采用压铸工艺与中心套本体制成一体的内花键套，所述内花键套由合金钢制成，加工成本高，受磨具及精度限制，缺乏灵活性。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是：提供一种轴孔新型连接方式的构件及其制备方法，以解决上述技术问题。

本发明为解决上述提出的问题所采用的技术方案是：

一种轴孔新型连接方式的构件，包括焊接在液压齿轮泵输入轴3上的扁轴1和焊接在取力器输出轴4上的扁轴套2，所述扁轴套2与输出轴4的对接位置设置有焊接坡口，所述扁轴1通过热装或者压入的方式而固定于扁轴套2内。

所述的输入轴3的端面上开设有供扁轴1嵌入的凹槽5，提高抗剪能力。

所述的凹槽5的深度为15mm。

所述的扁轴1加热到80-90℃进行热装，扁轴套2加热到130-140℃进行热装。

所述的焊接坡口的夹角为70度，以便于两者的焊接。

所述的扁轴1为横截面具有两侧切平面6的扁轴。

所述的切平面6上设置有镀镍层。

所述的镀镍层的厚度为0.03mm。

本发明还提供一种轴孔新型连接方式的构件的制备方法，包括如下步骤：

1）下料：选取圆棒料，从圆棒料上切割符合长度的料；

2）粗车：采用普通车床车削外圆、端面和打定位孔，粗车分两次进行，粗车外圆时，粗车余量为0.5-0.6mm、切削速度为140-180m/min，进给量为0.15-0.20mm/r；

3）钻孔：采用摇臂钻床，中心位置钻一中孔，中孔直径为5-6mm；

4）调质处理：先进行淬火处理，之后在500℃至650℃的温度范围进行高温回火处理，以增强所述传动轴的强度、塑性和韧性，硬度为52-58HRC；

5）精车：采用普通车床或数控车床车削外圆，精车外圆时，精车余量为0.25-0.35mm、切削速度为140-180m/min，进给量为0.15-0.20mm/r；

6）线切割：将钼丝从中孔穿过，线切割机床拉动钼丝切割加工出扁轴和扁轴套；

7）镀镍处理：扁轴为横截面具有两侧切平面的扁轴，切平面表面进行镀镍，并且严格控制镀层尺寸，由于扁轴和扁轴套的加工是分割加工之间的形位间隙一致，只需严格控制镀镍层的厚度即可；

8）焊接：将所述需焊接的扁轴和输入轴的需焊接的两个表面贴合进行焊接，将所述需焊接的扁轴套和输出轴的需焊接的两个表面贴合进行焊接，并将焊接处进行打磨抛光处理，焊接强度高；

9）装配：扁轴通过热装或者压入的方式而固定于扁轴套内，方便检修更换零部件。

所述的输入轴的端面上开设有供扁轴嵌入的凹槽，提高抗剪能力。

所述的扁轴套与输出轴的对接位置设置有焊接坡口。

所述的镀镍层的厚度为0.03mm。

所述的扁轴1加热到80-90℃进行热装，扁轴套2加热到130-140℃进行热装。

本发明的有益效果在于：1、扁轴套和扁轴配合（如图6所示）和宛如一体，受力面仅为两个，配合精度较易保证，能够将传递中的载荷分散于扁轴和扁轴套，仅通过保证扁轴和扁轴套的强度便能保证连接强度。2、通过受力分析结合使用中的情况，本发明完全能够改善轴孔连接的可靠性，大大的提高了可靠性。3、本发明不要专用设备和模具，结构简单，连接强度高；该方式加工简单、配合精度高，适用于各种尺寸的轴孔连接，灵活成本低。扁轴和扁轴孔的配合为过盈配合，并通过两平面结合约束，扁轴套带动扁轴旋转时能有效地将载荷分散于结合平面，有效的提高了传动配合中的连接强度。经使用与传统的花键连接相比，避免了因应力集中而导致配合连接失效。4、本发明扁轴和扁轴套采用性能一致的材料制成，通过线切割形位间隙一致，严格控制扁轴配合面的镀镍层厚度，保证装配的形位精度，用合金焊条采用坡口钎焊焊接，保证了焊接处的强度。

附图说明

图1是花键的结构示意图；

图2是扁轴的主视图及左视图；

图3是扁轴套的主视图及左视图；

图4是扁轴和输入轴焊接结构示意图；

图5是扁轴套和输出轴焊接结构示意图；

图6是连接装配示意图及A-A截面示意图。

其中，1-扁轴，2-扁轴套，3-输入轴，4-输出轴，5-凹槽，6-切平面。

具体实施方式

下面结合附图进一步说明本发明的实施例。

实施例1，参照图2-6，本具体实施方式所述的一种轴孔新型连接方式的构件，包括焊接在液压齿轮泵输入轴3上的扁轴1和焊接在取力器输出轴4上的扁轴套2，所述扁轴套2与输出轴4的对接位置设置有焊接坡口，所述扁轴1通过热装或者压入的方式而固定于扁轴套2内。

所述的输入轴3的端面上开设有供扁轴1嵌入的凹槽5，提高抗剪能力。

所述的凹槽5的深度为15mm。

所述的扁轴1加热到80℃进行热装，扁轴套2加热到130℃进行热装。

所述的焊接坡口的夹角为70度，以便于两者的焊接。

所述的扁轴1为横截面具有两侧切平面6的扁轴。

所述的切平面6上设置有镀镍层。

所述的镀镍层的厚度为0.03mm。

实施例2，本具体实施方式所述的一种轴孔新型连接方式的构件的制备方法，包括如下步骤：

1）下料：选取圆棒料，从圆棒料上切割长度为55±2mm的料，直径为60mm；

2）粗车：采用普通车床车削外圆、端面和打定位孔，粗车分两次进行，粗车外圆时，粗车余量为0.5mm、切削速度为140m/min，进给量为0.20mm/r；

3）钻孔：采用摇臂钻床，中心位置钻一中孔，中孔直径为5mm；

4）调质处理：先进行淬火处理，之后在620℃的温度范围进行高温回火处理，以增强所述传动轴的强度、塑性和韧性，硬度为HRC55；

5）精车：采用普通车床或数控车床车削外圆，精车外圆时，精车余量为0.35mm、切削速度为180m/min，进给量为0.20mm/r；

6）线切割：将钼丝从中孔穿过，线切割机床拉动钼丝切割加工出扁轴和扁轴套；

7）镀镍处理：扁轴为横截面具有两侧切平面的扁轴，扁轴的厚度为20mm，切平面表面进行镀镍，并且严格控制镀层尺寸，由于扁轴和扁轴套的加工是分割加工之间的形位间隙一致，只需严格控制镀镍层的厚度即可；

8）焊接：将所述需焊接的扁轴和输入轴的需焊接的两个表面贴合进行焊接，将所述需焊接的扁轴套和输出轴的需焊接的两个表面贴合进行焊接，并将焊接处进行打磨抛光处理，焊接强度高；

9）装配：扁轴通过热装或者压入的方式而固定于扁轴套内，方便检修更换零部件。

所述的输入轴的端面上开设有供扁轴嵌入的凹槽，提高抗剪能力。

所述的扁轴套与输出轴的对接位置设置有焊接坡口。

所述的镀镍层的厚度为0.03mm。

所述的扁轴1加热到80℃进行热装，扁轴套2加热到130℃进行热装。

实施例3，本具体实施方式所述的一种轴孔新型连接方式的构件的制备方法，包括如下步骤：

1）下料：选取圆棒料，从圆棒料上切割长度为60±2mm的料，直径为56mm；

2）粗车：采用普通车床车削外圆、端面和打定位孔，粗车分两次进行，粗车外圆时，粗车余量为0.6mm、切削速度为160m/min，进给量为0.18mm/r；

3）钻孔：采用摇臂钻床，中心位置钻一中孔，中孔直径为5mm；

4）调质处理：先进行淬火处理，之后在600℃的温度范围进行高温回火处理，以增强所述传动轴的强度、塑性和韧性，硬度为HRC56；

5）精车：采用普通车床或数控车床车削外圆，精车外圆时，精车余量为0.25mm、切削速度为180m/min，进给量为0.15mm/r；

6）线切割：将钼丝从中孔穿过，线切割机床拉动钼丝切割加工出扁轴和扁轴套；

7）镀镍处理：扁轴为横截面具有两侧切平面的扁轴，扁轴的厚度为18mm，切平面表面进行镀镍，并且严格控制镀层尺寸，由于扁轴和扁轴套的加工是分割加工之间的形位间隙一致，只需严格控制镀镍层的厚度即可；

8）焊接：将所述需焊接的扁轴和输入轴的需焊接的两个表面贴合进行焊接，将所述需焊接的扁轴套和输出轴的需焊接的两个表面贴合进行焊接，并将焊接处进行打磨抛光处理，焊接强度高；

9）装配：扁轴通过热装或者压入的方式而固定于扁轴套内，方便检修更换零部件。

所述的输入轴的端面上开设有供扁轴嵌入的凹槽，提高抗剪能力。

所述的扁轴套与输出轴的对接位置设置有焊接坡口。

所述的镀镍层的厚度为0.03mm。

所述的扁轴1加热到80℃进行热装，扁轴套2加热到130℃进行热装。

本具体实施方式的有益效果在于：1、扁轴套和扁轴配合（如图6所示）和宛如一体，受力面仅为两个，配合精度较易保证，能够将传递中的载荷分散于扁轴和扁轴套，仅通过保证扁轴和扁轴套的强度便能保证连接强度。2、通过受力分析结合使用中的情况，本发明完全能够改善轴孔连接的可靠性，大大的提高了可靠性。3、本发明不要专用设备和模具，结构简单，连接强度高；该方式加工简单、配合精度高，适用于各种尺寸的轴孔连接，灵活成本低。扁轴和扁轴孔的配合为过盈配合，并通过两平面结合约束，扁轴套带动扁轴旋转时能有效地将载荷分散于结合平面，有效的提高了传动配合中的连接强度。经使用与传统的花键连接相比，避免了因应力集中而导致配合连接失效。4、本发明扁轴和扁轴套采用性能一致的材料制成，通过线切割形位间隙一致，严格控制扁轴配合面的镀镍层厚度，保证装配的形位精度，用合金焊条采用坡口钎焊焊接，保证了焊接处的强度。

本发明的具体实施例不构成对本发明的限制，凡是采用本发明的相似结构及变化，均在本发明的保护范围内。