专利名称：一种适用于复合加载的异形十字轴式联轴器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种与电机输出轴连接的联轴器，更特别地说，是指一种适用于复合加载的异形十字轴式联轴器。
背景技术：
万向联轴器利用其机构的特点，使两轴不在同一轴线的情况下能实现连续回转，并可靠地传递运动和动力。万向联轴器最大的特点是具有较大的角向补偿能力，结构紧凑，传动效率高。由于万向联轴器其偏差角度大、传递扭矩高等特点，被广泛应用于各类通用机械场合，如汽车、船舶、飞机及各种加载实验装置中，其中十字轴式万向联轴器(又称虎克铰)应用最为广泛。在复合加载中，被加载对象在受弯矩的作用的同时，还需受正弦运动下的往复扭矩加载，为了减少弯矩与扭矩加载间的耦合，需要用万向联轴器，由于复合加载包括正弦运动形式的往复加载，所以对回程间隙及刚度要求较高。
发明内容
本发明的目的提供一种适用于复合加载的异形十字轴式联轴器，该联轴器是一种异形十字轴式联轴器，即联轴器所用的十字轴是空间垂直相错的，并不相交于一个平面。本联轴器不可单独用于不同轴的运动传递，需要虎克铰成对使用，并且需要引入一个移动副。本发明联轴器采用胀紧结构、连接件结构及侧抱结构与外部机械接口、或者连接轴的两端进行连接，消除了回程间隙，且装配工艺简化，易操作。本发明的一种适用于复合加载的异形十字轴式联轴器，其包括有第一虎克铰铰链
(I)、第二虎克铰铰链(2)、连接轴(3)、胀紧套(4)；第一虎克铰铰链(I)包括有第一侧抱件(11)、第一连接件(12)、第二连接件(13)、第一中心块(14)、第一销(15)和第二销(16)；第一侧抱件(11)上设有凹槽(IlA)，凹槽(IlA)的两侧设有第一通孔(IlB)和第二通孔(IlC)；第一连接件(12)的一端设有第一 L形台(12H)，第一连接件(12)的另一端设有第一凸耳(12F)和第二凸耳(12G)，第一连接件(12)上设有凹槽(12A)，凹槽(12A)的两侧设有第一螺纹孔(12B)和第二螺纹孔(12C);所述第一凸耳(12F)上设有第一销孔(12D)；所述第二凸耳(12G)上设有第二销孔(12E);第一 L形台(12H)用于放置第一侧抱件(11)；第一凸耳(12F)和第二凸耳(12G)之间用于放置第一中心块(14)，第一凸耳(12F)上的第一销孔(12D)和第二凸耳(12G)上的第二销孔(12E)用于放置第一销(15)；第一侧抱件(11)上的凹槽(IlA)与第一连接件(12)上的凹槽(12A)对接形成第一矩形槽，该第一矩形槽用于放置连接轴(3) —端的第一方头(31)； 第二连接件(13)的一端为圆柱体(13J)，第二连接件(13)的另一端上设有第三凸耳(13F)和第四凸耳(13G);所述第三凸耳(13F)上设有第五销孔(13D);所述第四凸耳(13G)上设有第六销孔(13E);第三凸耳(13F)和第四凸耳(13G)之间形成U形槽(13A)，该U形槽(13A)用于放置第一中心块(14)，第三凸耳(13F)上的第五销孔(13D)和第四凸耳(13G)上的第六销孔(13E)用于放置第二销(16);第二连接件(13)的圆柱体(13J)的端面上设有第三螺纹孔(13C);第二连接件(13)的圆柱体(13J)的中部设有锥形腔(13B)，所述锥形腔(13B)用于放置胀紧套(4);胀紧套(4)与第二连接件(13)的圆柱体(13J)的连接为通过螺钉穿过胀紧套(4)上的通孔后螺纹连接在第三螺纹孔(13C)上；第一中心块(14)的相互垂直的面上设置有垂直但不相交的第三销孔(14A)和第四销孔(14B);所述第三销孔(14A)用于第一销(15)穿过；所述第四销孔(14B)用于第二销(16)穿过；第三销孔(14A)的中心线与第四销孔(14B)的中心线不相交于一个平面；第二虎克铰铰链(2)包括有第二侧抱件(21)、第三连接件(22)、第四连接件(23)、第二中心块(24)、第三销(25)和第四销(26)；第二侧抱件(21)上设有凹槽(21A)，凹槽(21A)的两侧设有第三通孔(21B)和第四通孔(21C)；第三连接件(22)的一端设有第二 L形台(22H)，第三连接件(22)的另一端设有第五凸耳(22F)和第六凸耳(22G)，第三连接件(22)上设有凹槽(22A)，凹槽(22A)的两侧设有第四螺纹孔(22B)和第五螺纹孔(22C);所述第五凸耳(22F)上设有第七销孔(22D)；所述第六凸耳(22G)上设有第八销孔(22E);第二 L形台(22H)用于放置第二侧抱件(21)；第五凸耳(22F)和第六凸耳(22G)之间用于放置第二中心块(24)，第五凸耳(22F)上的第七销孔(22D)和第六凸耳(22G)上的第八销孔(22E)用于放置第三销(25)；第二侧抱件(21)上的凹槽(21A)与第二连接件(22)上的凹槽(22A)对接形成第二矩形槽，该第二矩形槽用于与外部结构件连接；第四连接件(23)的一端为圆柱体(23J)，第四连接件(23)的另一端上设有第七凸耳(23F)和第八凸耳(23G);所述第七凸耳(23F)上设有第十一销孔(23D);所述第八凸耳(23G)上设有第十二销孔(23E);第七凸耳(23F)和第八凸耳(23G)之间形成U形槽(23A)，该U形槽(23A)用于放置第二中心块(24)，第七凸耳(23F)上的第十一销孔(23D)和第八凸耳(23G)上的第十二销孔(23E)用于放置第四销(26);第四连接件(23)的圆柱体(23J)的中部设有矩形腔(23B)，所述矩形腔(23B)用于放置连接轴(3)的第二方头(32)；第二中心块(24)上垂直但不相交设置有第九销孔(24A)和第十销孔(24B);所述第九销孔(24A)用于第三销(25)穿过；所述第十销孔(24B)用于第四销(26)穿过；连接轴(3)的一端设有第一方头(31)，连接轴(3)的另一端设有第二方头(32)；第一方头(31)放置在第一虎克铰铰链(I)的第一矩形槽内，所述第一矩形槽是由第一侧抱件(11)上的凹槽(IlA)与第一连接件(12)上的凹槽(12A)对接形成；第二方头(32)放置在第二虎克铰铰链(2)的第四连接件(23)的矩形腔(23B)内；胀紧套(4)上设有紧固外缘(41)、圆环锥体(44)和开口(42)，胀紧套(4)的中部为中心通孔(43)，紧固外缘(41)上设有第五通孔(45)。本发明异形十字轴式联轴器的优点在于①异型虎克铰中间结构只有圆柱销与中心块，其装配简单，且加工精度可控制，并且可利用中心块的侧面和圆柱销同时传递扭矩，以增加抗扭刚度。该结构在简化的同时保证了刚度及间隙的要求。
②本发明联轴器不可单独用于不同轴的运动传递，需要两个虎克铰成对使用，并且需要引入一个移动副。③本发明联轴器采用胀紧结构及侧抱结构与传递轴和两端进行连接，其装配简单，精度可控，易于调节。④本发明可广泛应用于不同轴的两轴间的运动与动力传递，特别是对回程间隙要求严格的场合，如舵机的加载、机床测试以及各种加载设备。⑤本发明机械接口更为可靠合理，其中胀紧套连接及侧抱方式连接可靠性高，并且最大程度上减小回程间隙。
图I是本发明异形十字轴式联轴器的外部结构图。图IA是本发明异形十字轴式联轴器与电机输出轴的装配图。图IB是本发明异形十字轴式联轴器的分解图。图2是本发明第一虎克铰铰链的外部结构图。图2A是本发明第一虎克铰铰链的分解图。图2B是本发明第一虎克铰铰链中第二连接件的结构图。图3是本发明第二虎克铰铰链的外部结构图。图3A是本发明第二虎克铰铰链的分解图。图3B是本发明第二虎克铰铰链中第四连接件的结构图。图4是本发明胀紧套的结构图。
权利要求
1.一种适用于复合加载的异形十字轴式联轴器，其特征在于异形十字轴式联轴器包括有第一虎克铰铰链(I)、第二虎克铰铰链(2)、连接轴(3)、胀紧套(4)； 第一虎克铰铰链(I)包括有第一侧抱件(11)、第一连接件(12)、第二连接件(13)、第一中心块(14)、第一销(15)和第二销(16)； 第一侧抱件(11)上设有凹槽(IlA)，凹槽(IlA)的两侧设有第一通孔(IlB)和第二通孔(IlC)； 第一连接件(12)的一端设有第一 L形台(12H)，第一连接件(12)的另一端设有第一凸耳(12F)和第二凸耳(12G)，第一连接件(12)上设有凹槽(12A)，凹槽(12A)的两侧设有第一螺纹孔(12B)和第二螺纹孔(12C);所述第一凸耳(12F)上设有第一销孔(12D);所述第二凸耳(12G)上设有第二销孔(12E);第一 L形台(12H)用于放置第一侧抱件(11);第一凸耳(12F)和第二凸耳(12G)之间用于放置第一中心块(14)，第一凸耳(12F)上的第一销孔(12D)和第二凸耳(12G)上的第二销孔(12E)用于放置第一销(15)； 第一侧抱件(11)上的凹槽(IlA)与第一连接件(12)上的凹槽(12A)对接形成第一矩形槽，该第一矩形槽用于放置连接轴(3) —端的第一方头(31)； 第二连接件(13)的一端为圆柱体(13J)，第二连接件(13)的另一端上设有第三凸耳(13F)和第四凸耳(13G);所述第三凸耳(13F)上设有第五销孔(13D);所述第四凸耳(13G)上设有第六销孔(13E);第三凸耳(13F)和第四凸耳(13G)之间形成U形槽(13A)，该U形槽(13A)用于放置第一中心块(14)，第三凸耳(13F)上的第五销孔(13D)和第四凸耳(13G)上的第六销孔(13E)用于放置第二销(16);第二连接件(13)的圆柱体(13J)的端面上设有第三螺纹孔(13C);第二连接件(13)的圆柱体(13J)的中部设有锥形腔(13B)，所述锥形腔(13B)用于放置胀紧套(4);胀紧套(4)与第二连接件(13)的圆柱体(13J)的连接为通过螺钉穿过胀紧套(4)上的通孔后螺纹连接在第三螺纹孔(13C)上； 第一中心块(14)的相互垂直的面上设置有垂直但不相交的第三销孔(14A)和第四销孔(14B);所述第三销孔(14A)用于第一销(15)穿过；所述第四销孔(14B)用于第二销(16)穿过；第三销孔(14A)的中心线与第四销孔(14B)的中心线不相交于一个平面； 第二虎克铰铰链(2)包括有第二侧抱件(21)、第三连接件(22)、第四连接件(23)、第二中心块(24)、第三销(25)和第四销(26)； 第二侧抱件(21)上设有凹槽(21A)，凹槽(21A)的两侧设有第三通孔(21B)和第四通孔(21C)； 第三连接件(22)的一端设有第二 L形台(22H)，第三连接件(22)的另一端设有第五凸耳(22F)和第六凸耳(22G)，第三连接件(22)上设有凹槽(22A)，凹槽(22A)的两侧设有第四螺纹孔(22B)和第五螺纹孔(22C);所述第五凸耳(22F)上设有第七销孔(22D);所述第六凸耳(22G)上设有第八销孔(22E);第二 L形台(22H)用于放置第二侧抱件(21);第五凸耳(22F)和第六凸耳(22G)之间用于放置第二中心块(24)，第五凸耳(22F)上的第七销孔(22D)和第六凸耳(22G)上的第八销孔(22E)用于放置第三销(25)； 第二侧抱件(21)上的凹槽(21A)与第二连接件(22)上的凹槽(22A)对接形成第二矩形槽，该第二矩形槽用于与外部结构件连接； 第四连接件(23)的一端为圆柱体(23J)，第四连接件(23)的另一端上设有第七凸耳(23F)和第八凸耳(23G);所述第七凸耳(23F)上设有第十一销孔(23D);所述第八凸耳(23G)上设有第十二销孔(23E);第七凸耳(23F)和第八凸耳(23G)之间形成U形槽(23A)，该U形槽(23A)用于放置第二中心块(24)，第七凸耳(23F)上的第十一销孔(23D)和第八凸耳(23G)上的第十二销孔(23E)用于放置第四销(26);第四连接件(23)的圆柱体(23J)的中部设有矩形腔(23B)，所述矩形腔(23B)用于放置连接轴(3)的第二方头(32)； 第二中心块(24)上垂直但不相交设置有第九销孔(24A)和第十销孔(24B);所述第九销孔(24A)用于第三销(25)穿过；所述第十销孔(24B)用于第四销(26)穿过； 连接轴(3)的一端设有第一方头(31)，连接轴(3)的另一端设有第二方头(32);第一方头(31)放置在第一虎克铰铰链(I)的第一矩形槽内，所述第一矩形槽是由第一侧抱件(11)上的凹槽(IlA)与第一连接件(12)上的凹槽(12A)对接形成；第二方头(32)放置在第二虎克铰铰链(2)的第四连接件(23)的矩形腔(23B)内； 胀紧套⑷上设有紧固外缘(41)、圆环锥体(44)和开口(42)，胀紧套(4)的中部为中心通孔(43)，紧固外缘(41)上设有第五通孔(45)。
2.根据权利要求I所述的适用于复合加载的异形十字轴式联轴器，其特征在于胀紧套(4)为一体成型件，所选加工材料为65Mn弹簧钢。
3.根据权利要求I所述的适用于复合加载的异形十字轴式联轴器，其特征在于异形十字轴式联轴器的运动关系为电机的运动经电机的输出轴(5)及胀紧套(4)传递给第一虎克铰铰链(I)的第二连接件(13)上；第二连接件(13)通过第五销孔(13D)与第六销孔(13E)将运动及动力传递给第二销(16)，然后利用第二销(16)与第一中心块(14)上的第四销孔(14B)将运动及动力传递至第一中心块(14)上，同时第二连接件(13)通过第三凸耳(13F)和第四凸耳(13G)之间的U形槽(13A)将动力传递给第一中心块(14);第一中心块(14)利用安装在第三销孔(14A)内的第一销(15)，所述第一中心块(14)将运动及动力传递至第一连接件(12)及第一侧抱件(11)上，通过对接形成的第一矩形槽的紧固形式将运动及动力传递至连接轴(3)的第一方头(31);连接轴(3)的第二方头(32)与第二虎克铰铰链(2)的第四连接件(23)上的矩形腔(23B)形成一个移动副，所述移动副将运动及动力传递至第四连接件(23)，第四连接件(23)通过第十一销孔(23D)与第十二销孔(23E)将运动及动力传递给第三销(25)上,然后利用第三销(25)与第二中心块(24)上的第九销孔(24A)将运动及动力传递至第二中心块(24)，同时第四连接件(13)通过第七凸耳(23F)和第八凸耳(23G)之间的U形槽(23A)将动力传递给第二中心块(24);第二中心块(24利用安装在第十销孔(24B)内的第四销(26)，所述第二中心块(24)将运动及动力传递至第三连接件(22)及第二侧抱件(21)，通过对接形成的第二矩形槽的紧固形式将运动及动力传递至被加载对象，最终完成运动及动力的传递。
全文摘要
本发明公开了一种适用于复合加载的异形十字轴式联轴器，其包括有第一虎克铰铰链、第二虎克铰铰链、连接轴和胀紧套；连接轴的一端与第一虎克铰铰链连接，连接轴的另一端与第二虎克铰铰链连接；胀紧套安装在第一虎克铰铰链的另一端上，且第一虎克铰铰链的另一端与电机的输出轴连接。本发明联轴器所用的十字轴是空间垂直相错的，并不相交于一个平面。本联轴器不可单独用于不同轴的运动传递，需要成对使用，并且需要引入一个移动副。本发明联轴器采用胀紧结构及侧抱结构与外部机械接口进行连接。
文档编号F16D3/26GK102619892SQ20121009471
公开日2012年8月1日 申请日期2012年4月1日 优先权日2012年4月1日
发明者于靖军, 宗光华, 徐杰, 毕树生, 裴旭 申请人:北京航空航天大学