径向转角联轴器的制作方法

文档序号:5590223阅读:136来源:国知局
专利名称:径向转角联轴器的制作方法
技术领域
本发明涉及联轴器。
背景技术
联轴器在机械传动中有着广泛的应用,它可以将一个轴的运动和动力传递给另一个轴,是一种重要的运动联接部件。联轴器的基本运动要求是,两轴的传动比应恒为常数。常用的联轴器,如齿式、链式、簧式、膜式、轮胎式、弹性柱销式等,均能同时实现轴向、径向和转角相对运动,但是,能实现的径向最大补偿位移一般不超过6.3mm。另一类平面连杆式联轴器,如十字滑块联轴器、Schmit(史密特)联轴器,分别选用的是平面四连杆机构和平面六连杆机构,是一类专用的径向联轴器,能实现较大的径向相对运动位移。十字滑块联轴器能实现最大径向位移Δymax=0.4d,d为轴直径,由于中间十字滑块在运动过程中会产生较大惯性力,所以,适用于低速场合。中国专利号为03228230.3的发明专利说明书中公开了一种可移可转式刚性联轴器,该发明虽对被联接两轴的适应能力比较强,但不适用于高速和重载场合。
而在实际工程应用中,有许多场合需要高速、大功率和较大径向位移偏差的联轴器。如电动列车的传动系统,电机输出轴通过一级圆锥齿轮变向和减速,通过花键联接驱动一侧的列车车轮,转速高,传递的功率大。列车在行驶过程中由于路轨的不平等因素,列车车轮与电机输出轴之间会产生垂直方向的位移即径向位移,最大可达20mm。如果花键轴与列车车轮之间直接刚性联接,则会在圆锥齿轮传动中产生间隙,其它零件也会产生附加载荷,这显然对高速行驶不利。在电动和内燃机混合驱动的军舰上,内燃机和驱动螺旋桨之间的传动系统也存在同样的问题。又比如橡胶轧机上的两个轧辊的运动,在现有的机器上,采用的是由电机带动一对长齿齿轮,两个齿轮分别与两轧辊轴一起转动,从而使两轧辊转动轧制橡胶。当轧制橡胶厚度变化时,需调节两个轧辊的中心距,两个齿轮的中心距也随之发生变化,这样就使得两个齿轮之间产生间隙。印染机械上轧辊的运动也存在同样的问题。

发明内容
本发明的目的是提出一种能满足较大径向运动位移要求且能适合高速大功率应用场合的径向转角联轴器。本发明的进一步目的在于上述径向转角联轴器能满足转角位移的要求。
本发明的总体构思如下要使得由平面连杆机构组成的径向联轴器能适应高速运动场合,关键是使机构中构件在运动过程中的惯性力能自身平衡,对称结构的机构能满足这一要求。另一方面,为满足大功率应用需要,可选用多杆式平面连杆机构。
图1为一种对称结构平面十二连杆机构运动简图。构件x和构件y是机构的两个连架杆,并为两个三副构件,分别作为联轴器的运动输入轴和输出轴。构件x和构件y的尺度之间满足A0A1‾=A0A2‾=A0A3‾=C0C1‾=C0C2‾=C0C3‾,]]>而且, 和 之间分别成120°分布, 和 之间也分别成120°分布。构件e称为连杆,且它们的长度都相等。构件z、z′和z″在B0点构成复合铰链,也称复合转动副,三个构件的长度分别相等,且B0点分别为构件z、z′和z″长度的中点。由机构学可以证明,该对称结构的平面十二连杆机构在运动过程中,构件x和构件y之间能保证恒定传动比为1,即恒定等速;B0点的运动速度恒为0;当两个机架点A0和C0点之间的距离 改变时,也就是联轴器的输入轴和输出轴之间有径向位移时,构件x和构件y之间的恒等速关系,以及B0点的运动速度恒为0的特点都不会改变。由于机构的特点,当两个机架点A0和C0点之间的距离 改变时,仍然能使得构件x和构件y之间保证恒等速的关系,这就满足了作为径向联轴器的最基本的运动要求,可以设计成径向联轴器。另外,机构中的构件x和y绕固定点转动,结构设计时,使其质心位于转动点,在匀速转动时,惯性力和惯性力矩分别等于0。机构中的所有连杆全部是对称分布,所以,惯性力和惯性力矩能互相抵消而平衡。机构中的构件z、z′和z″,在结构设计时也使其质心位于自身的几何中心,即图中的B0点,而B0点的运动速度恒为0,所以,惯性力恒为0,而由于构件z、z′和z″的转速不一致,它的惯性力矩不等于0。在选择机构的尺度时,使得构件z、z′和z″具有较小的转动加速度,从而使其具有较小的惯性力矩。由于机构的这一特点,设计成的径向联轴器能适应高速运动场合。上述两个连架杆转动点之间的距离就是两轴之间的径向位移偏差。只要能保证两连架杆整周回转,即为双曲柄,两个连架杆转动点之间的距离可以任意改变,所以,这种联轴器能实现两轴之间比较大的径向位移。为了满足两轴间转角位移的要求,将A1、A2、A3、c1、c2和c3处的转动副的结构设计成带有弹性件的结构,变成球面转动副。图2描述了本发明中将图1中机构的复合铰链(复合转动副),变成具有相同运动效应的三个同心圆环结构后的机构结构情况。为了在结构上能方便地实现构件z、z′和z″在B0点构成的复合铰链,在结构设计时,将构件z、z′和z″变成图2所示的三个同心的圆环,圆心即为原来的B0点。这三个圆环之间的相对转动中心仍然为B0点,所以,与图1所示机构的运动效果是等效的。
根据上述构思,本发明的具体方案如下该联轴器具有左、右相对设置的两联接盘即为上述两连架杆,两联接盘之间设有同心且相邻间动配合的大、中、小圆环,大、中、小圆环上各对称固结有2个辐板组件,每个辐板组件联接一连杆,辐板组件与连杆的联接由销轴通过辐板组件上的销接孔与连杆上的销接孔将两者联接,两联接盘上各设有呈均匀分布的3个联接孔,上述与辐板组件联接的连杆以间隔位置的3根连杆为一组,两组连杆分别与两联接盘联接,连杆与联接盘的联接各由联接轴通过连杆上的联接孔与联接盘上对应的联接孔将两者联接;各辐板组件上的销接孔中心至圆环中心的距离h一致;各联接盘上的联接孔中心至各自联接盘中心的距离j一致且与辐板组件上的销接孔中心至圆环中心的距离h相同。
所述联接轴与连杆联接的一侧中部为球体,所述连杆的联接孔内设有与连杆具有球体一侧相配合的橡胶弹性轴套,连杆与橡胶弹性轴套呈弹性联接;所述联接轴与联接盘联接的一侧为锥形且与联接盘的锥形孔紧配合。
上述大、中、小圆环上固结的各辐板组件均由相对设置的左、右辐板组成,左、右辐板上各设有与销轴动配合的铰接孔。
上述大、中、小圆环各由左、右圆环通过螺钉联接而成。
上述大圆环的左、右圆环与中圆环的左、右圆环之间设有轴承,轴承处于大圆环的左、右圆环与中圆环的左、右圆环相对面上的凹槽内;中圆环的左、右圆环与小圆环的左、右圆环之间设有轴承,轴承处于中圆环的左、右圆环与小圆环的左、右圆环相对面上的凹槽内。
上述轴承均采用双圆柱滚子轴承。
现有的技术中,十字滑块联轴器由平面四连杆机构构成、Schmit(史密特)联轴器由平面六连杆机构构成,中国专利号为03228230.3的发明“可移可转式刚性联轴器”选用的是平面八连杆机构,本发明选用的是对称结构的平面十二连杆机构,与现有技术方案相比,本发明具有如下特点1,本发明由平面十二连杆机构构成,与由四连杆机构、六连杆机构和八连杆机构构成的联轴器相比,能承受较大的载荷,传递较大的功率。
2,本发明选用的是对称结构的机构,而且,结构设计时,联轴器的整体也设计成对称结构,所以,惯性力能自身平衡,适用于高速应用场合。
3,本发明的连杆与输入、输出构件之间的转动副中设有橡胶弹性轴套,这就将原来的转动副扩大为球面副。当连杆与输入、输出构件之间是转动副联接时,输入轴和中间圆环以及输出轴和中间圆环之间只能实现在与输入轴输出轴轴线相垂直的平面内的转动,同样,输入轴和输出轴之间也只能实现在与输入轴输出轴轴线相垂直的平面内的转动,也就是输入轴和输出轴之间只能实现径向位移。当连杆与输入、输出构件之间扩大为球面副联接时,输入轴和中间圆环以及输出轴和中间圆环之间不仅能实现沿径向的位移,而且能实现转角位移,也就是输入轴和输出轴之间能实现径向位移和转角位移。


为了使本发明的内容更容易被清楚的理解,下面根据本发明的具体实施例并结合附图,对本发明作进一步详细的说明,其中图1为十二连杆机构运动简图;图2为与图1所示的十二连杆机构具有相同运动效应的同心圆环结构运动简图;图3为本发明的实施例结构简图;图4为图3A-A剖视图;图5为联接盘示图。
具体实施例方式
图3至图5所示的实施例具有相对设置的左、右两联接盘1。两联接盘1之间设有同心且相邻间动配合的大、中、小圆环3、4、5。由于加工工艺的需要,大圆环3由左、右圆环3-1、3-2通过螺钉联接而成,中圆环4由左、右圆环4-1、4-2通过螺钉联接而成,小圆环5由左、右圆环5-1、5-2通过螺钉联接而成。大圆环的左、右圆环3-1、3-2与中圆环的左、右圆环4-1、4-2相对面上设有凹槽,凹槽内设有双圆柱滚子轴承9。中圆环的左、右圆环4-1、4-2与小圆环的左、右圆环5-1、5-2的相对面上设有凹槽,凹槽内设有双圆柱滚子轴承8,由于空间的限制,轴承8选择2个小规格的双圆柱滚子轴承,两轴承8之间由轴承隔套12相隔。大圆环3与中圆环4之间可相对转动,中圆环4与小圆环5之间可相对转动。上述的大、中、小圆环构成复合转动副即为图2中的构件z、z′和z″在B0点构成的复合铰链。
大、中、小圆环3、4、5上各对称设有两辐板组件13、14、15。上述辐板组件均由相对设置的左、右辐板组成,图3中显示了大圆环3上的辐板组件13由相对设置的左、右辐板13-1和13-2组成;小圆环15上的辐板组件15由相对设置的左、右辐板15-1和15-2组成。由于大、中、小圆环各由左、右圆环组成,所以大圆环3上的两辐板组件13是分别设置在大圆环3的左、右圆环3-1、3-2上,中圆环4上的两辐板组件14是分别设置在中圆环4的左、右圆环4-1、4-2上,小圆环5上的两辐板组件15是分别设置在小圆环5的左、右圆环5-1、5-2上。所有辐板组件的左、右辐板焊接在对应的圆环上。在辐板组件的左、右辐板上设有相对的销轴孔,各辐板销轴孔中心至各自圆环中心的距离h是一致的(见图4)。每对左、右辐板之间设有连杆6,连杆6与图2中的连杆是一致的。左、右辐板与连杆6的联接采取在左、右辐板上的销轴孔与连杆6的幅板端销轴孔内固定有轴套11,销轴2插入轴套11内且为动配合而构成转动副。
在两联接盘1上各设有均匀分布即呈等间距120°分布的三联接孔1-1(见图5),联接盘1上的联接孔中心至各自联接盘中心的距离j一致且与辐板上的销轴孔中心至圆环中心的距离h相同。间隔位置的3根连杆为一组,即图4中的3根连杆6-1为一组,另3根连杆6-2为一组。每组连杆的三连杆分属于大、小、中圆环,两组连杆分别与两联接盘1联接,连杆6通过联接轴7与联接盘1上对应的联接孔联接。所述联接轴7与连杆6联接的一侧中部为球体7-1,连杆6的联接孔内设有与连杆6具有球体7-1一侧相配合的橡胶弹性轴套17,连杆6的球体7-1与橡胶弹性轴套17之间形成球面副呈球面弹性联接。联接轴7与联接盘1联接的一例为锥形且与联接盘1的锥形孔1-1紧配合,并由螺母16固定。本发明在应用时,两联接盘1分别联接输入轴和输出轴。
权利要求
1.一种径向转角联轴器,具有左、右相对设置的两联接盘(1),其特征在于两联接盘(1)之间设有同心且相邻间动配合的大、中、小圆环(3、4、5),大、中、小圆环(3、4、5)上各对称固结有2个辐板组件,每个辐板组件联接一连杆(6),辐板组件与连杆(6)的联接由销轴(2)通过辐板组件上的销接孔与连杆(6)上的销接孔将两者联接,两联接盘(1)上各设有呈均匀分布的3个联接孔(1-1),上述与辐板组件联接的连杆(6)以间隔位置的3根连杆为一组,两组连杆分别与两联接盘(1)联接,连杆(6)与联接盘(1)的联接各由联接轴(7)通过连杆(6)上的联接孔与联接盘(1)上对应的联接孔将两者联接;各辐板组件(13、14、15)上的销接孔中心至圆环中心的距离h一致;各联接盘上的联接孔(1-1)中心至各自联接盘中心的距离j一致且与辐板组件上的销接孔中心至圆环中心的距离h相同。
2.根据权利要求1所述的径向转角联轴器,其特征在于所述联接轴(7)与连杆(6)联接的一侧中部为球体(7-1),所述连杆(6)的联接孔内设有与连杆(6)具有球体(7-1)一侧相配合的橡胶弹性轴套(17),连杆(6)与橡胶弹性轴套(17)呈弹性联接;所述联接轴(7)与联接盘(1)联接的一侧为锥形且与联接盘(1)的锥形孔(1-1)紧配合。
3.根据权利要求1或2所述的径向转角联轴器,其特征在于大、中、小圆环(3、4、5)上的各辐板组件(13、14、15)均由相对设置的左、右辐板组成,连杆(6)联接在左、右辐板之间。
4.根据权利要求3所述的径向联轴器,其特征在于大、中、小圆环(3、4、5)各由左、右圆环(3-1、3-2)、(4-1、4-2)、(5-1、5-2)组成。
5.根据权利要求4所述的径向转角联轴器,其特征在于大圆环的左、右圆环(3-1、3-2)与中圆环的左、右圆环(4-1、4-2)之间设有轴承(9),轴承(9)处于大圆环的左、右圆环(3-1、3-2)与中圆环的左、右圆环(4-1、4-2)相对面上的凹槽内;中圆环的左、右圆环(4-1、4-2)与小圆环的左、右圆环(5-1、5-2)之间设有轴承(8),轴承(8)处于中圆环的左、右圆环(4-1、4-2)与小圆环的左、右圆环(5-1、5-2)相对面上的凹槽内。
6.根据权利要求5所述的径向转角联轴器,其特征在于上述轴承(8、9)均采用双圆柱滚子轴承。
全文摘要
一种径向转角联轴器,具有左、右相对设置的两联接盘,两联接盘之间设有同心且相邻间动配合的大、中、小圆环,大、中、小圆环上各对称固结有2个辐板组件,每个辐板组件联接一连杆,辐板组件与连杆的联接由销轴通过辐板组件上的销接孔与连杆上的销接孔将两者联接,两联接盘上各设有呈均匀分布的3个联接孔,上述与辐板组件联接的连杆以间隔位置的3根连杆为一组,两组连杆分别与两联接盘联接,连杆与联接盘的联接各由联接轴通过连杆上的联接孔与联接盘上对应的联接孔将两者联接;各辐板组件上的销接孔中心至圆环中心的距离h一致;各联接盘上的联接孔中心至各自联接盘中心的距离j一致且与辐板组件上的销接孔中心至圆环中心的距离h相同。本发明能满足较大径向运动位移要求且能适合高速大功率应用场合和能满足转角位移的要求。
文档编号F16D3/02GK1818408SQ20051007077
公开日2006年8月16日 申请日期2005年5月19日 优先权日2005年5月19日
发明者曹清林, 陈修祥 申请人:江苏技术师范学院
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