一种长伸缩万向轴的制作方法

本发明属于万向联轴器技术领域，具体涉及一种长伸缩万向轴。

背景技术：

十字轴式万向联轴器是一种通用的传动基础件，它的主要特点是可以连接不在同一轴线的两传动轴系，并能可靠地传递扭矩和运动，具有承载能力高，使用寿命长，运转平稳，无噪音，轴向补偿量大，维护保养简单等优点。

十字轴式万向轴联轴器按其轴承固定方式有SWP型（剖分式轴承座），SWZ型（整体轴承座）、SWC型（整体叉头）以及SWB型（半叉）四种。在我国SWP型、SWC型、SWZ型已经制订了行业标准，形成了专业化生产，取得了很好的经济效益和社会效益。

而现有SWP型十字轴式万向联轴器的伸缩量已经不能满足日益增长的工业要求，即使在满足其伸缩量时，在传递转矩时也很难达到动态平衡，将浪费损失大量动力，扭矩传递效率低。

技术实现要素：

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种长伸缩万向轴，以解决现有SWP型万向轴伸缩量不足以及长伸缩量时动态平衡差的问题。

为达到上述目的，本发明采取的技术方案是：

一种长伸缩万向轴，包括花键套组，设于花键套组内的花键轴，以及设置在花键套组和花键轴上的平衡槽，花键套组包括花键套，以及与花键通过止口定位连接设置的叉头。

优选地，花键轴和花键套均与十字包连接。

优选地，十字包还与法兰连接。

优选地，花键套组还包括用于定位花键和叉头的螺母、放松垫片以及饺制孔用螺栓。

优选地，平衡槽内设有若干平衡块。

优选地，平衡块包括通过螺钉固定连接的左平衡块和右平衡块。

优选地，平衡槽比平衡块宽度大0.4mm-0.6mm。

优选地，花键轴、花键套材质为合金钢。

本发明提供的长伸缩万向轴，具有以下有益效果：

（1）长伸缩量：花键套组包括花键套，以及与花键套通过止口定位连接设置的叉头，花键套组采用组合结构，且花键套内腔直径大于花键外径，这样增大了花键在花键套内伸缩的空间，花键套组中的伸缩量L部分即为为内腔长度，L长度上无花键，其伸缩量L是SWP型（JB3241-2005）中的大伸缩长型-F伸缩量的2-3倍。

（2）传递强度稳定：花键套组中叉头和花键套用止口定位，并用铰制孔螺栓定位压紧，这样在花键套加长的情况下同样能保证传递强度，提高定位精度和传递扭矩的可靠性，同时具有拆装、维修方便的优点。

（3）平衡精度高：花键轴、花键套上车制平衡槽，在平衡槽上加装平衡块而不是采用焊接方式调节平衡精度，通过选择不同重量和数量的的平衡块，可以按照平衡精度的要求随时精确调整，避免焊接式平衡块粗放的平衡方式，动平衡精度较高，等级可达G2.5，同时可避免焊接应力和焊接裂纹产生的质量隐患。

（4）万向轴花键套经调质处理，整体机械性能好，花键轴经高频淬火处理确保有较高的硬度和强度。

（5）万向轴连接螺栓均采用10级以上高强度标准螺栓，安全性好。

（6）万向轴主要零件螺母、放松垫片以及饺制孔用螺栓均采用模锻件，体积小、重量轻，强度高。

附图说明

图1为长伸缩万向轴结构示意图。

图2为长伸缩万向轴结构示意图花键套剖面图。

图3为长伸缩万向轴伸缩量结构示意图。

图4为长伸缩万向轴花键套组结构示意图。

图5为长伸缩万向轴动态平衡架结构示意图。

图6为长伸缩万向轴平衡块结构局部结构示意图。

图7为长伸缩万向轴平衡块A-A局部放大图。

图8为长伸缩万向轴平衡块结构示意图。

其中，1、花键套组；2、平衡块；3、花键轴；4、十字包；5、法兰；6、平衡槽；7、花键套；8、花键；9、端盖；10、叉头；11、螺母；12、防松垫片；13、饺制螺栓；14、支撑点；15、动平衡机输入轴；16、动平衡架；17、左平衡块；18、右平衡块；19、螺钉。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的技术方案的实施方式进行详细地说明：

根据本申请的一个实施例，如图1所示，本方案所提供的长伸缩万向轴包括花键套组1，套设于花键套组1内的花键轴3和花键8，以及设置在花键套组1和花键轴3上的平衡槽6；所述花键8还套设于花键轴3外；所述花键套组1包括花键套7，以及与花键套7通过止口定位连接设置的叉头10。

花键轴3和花键套7均与十字包4上十字轴连接，十字包4上十字轴还与法兰5连接，起到连接固定的作用。

如图4所示，花键套组1中花键套7和叉头10用止口定位，在饺制孔用螺栓13配合螺母11以及放松垫片12的作用下，将叉头10和花键套7定位并压紧，这样在花键套7加长的情况下保证也能传递强度，且在保证定位精度和传递扭矩的同时，也具有拆卸和维修方便的特点。

花键轴和花键套材质均为合金钢。

平衡槽6内设有若干平衡块2，如图6所示，平衡块2包括通过螺钉19固定连接的左平衡块17和右平衡块18。

如图6所示，左平衡块17和右平衡块18是由两个圆环组在一起，内径R1与平衡槽6根部外圆相匹配，经剖开后不同的θ角有不同的重量，左平衡块17和右平衡块18组在一起，在两接合面上钻孔攻丝，平衡槽6比平衡块2宽度大0.4-0.6mm，且优选为平衡槽6比平衡块2宽度大0.5mm。

如图7所示，装平衡块2组成时，先将一左平衡块17放入平衡槽6中使两斜面贴靠在一起，再将另右平衡块18放入，螺纹孔对齐后将螺钉19拧入，当螺钉19顶住平衡槽6根部使左平衡块17和右平衡块18整体往外，使左右两斜面紧靠平衡槽两斜面上，这样装拆方便，同时在检修时可以调整平衡块2组成的数量来达到联轴器的平衡要求。

如图8所示，拆平衡块2时先将螺钉19拧松取出，再将左平衡块17往左方向推出，右平衡18右方向推出，错开后即可取出平衡块。

如图2所示，该剖面结构为花键副，其外层为花键套7，内层为花键轴3，为确保花键轴3在花键套7中的伸缩灵活，花键副侧隙间距为0.03mm-0.08mm，顶隙间距为0.05mm-0.08mm。

该花键副内花键套7和花键轴3均采用热处理强化，硬度达到40-55HRC，并且其通过线切割和磨削加工，保证配合面粗糙度Ra0.8，这样保证花键8重合度大于90%,提高花键8的承载能力和耐磨性。

伸缩长度具体原理如图3所示，万向轴通过花键套7与花键轴3的花键副配合，保证了传递的扭矩，花键副的配合长度即花键8的有效长度是一定的，因为花键副有间隙，即花键轴3可以在花键套7内自由滑动即轴向伸缩。

右端的花键轴3整体往左压，直到压到左端端盖9处时即为万向轴的最短长度L1,往右拉出直到最大万向轴的长度L2，伸缩量即是L2-L1,也就是花键套7的内腔长度。

本长伸缩万向轴主要特征是花键套组1采用组合结构，花键套7内腔直径大于花键轴3外径，这样加长了花键轴3在花键套7内伸缩的空间，花键套组成中的伸缩量L部分即为花键套组1内腔长度。

其伸缩量L是万向联轴器SWP型（JB3241-2005）中的大伸缩长型-F伸缩量的2-3倍，而SWP型（JB3241-2005）的最大伸缩量为150-380mm，本长伸缩万向轴最大伸缩量为300-1000mm，远远大于向联轴器SWP型（JB3241-2005）的最大伸缩量。

在达到长伸缩量时，同时也需要保证传递扭矩时的动态平衡。

动平衡原理具体如图5所示，将万向轴放入动平衡架，通过两端法兰止口配合，两端法兰螺栓连接将万向轴固定在动平衡架16中，整个动平衡架16通过两端滚动支撑点14放在动平衡机上。

输入平衡槽与支点的距离及平衡块2加装位置外圆大小，动平衡机通过输入轴的转动带动万向轴旋转，相应的电子检测将不平衡量的大小及方位显示在检测仪上，操作者就可以选取相应大小的平衡块2组成装入两端的平衡槽6内，再进行动平衡试验，直到不平衡量在允许的范围内。

虽然结合附图对发明的具体实施方式进行了详细地描述，但不应理解为对本专利的保护范围的限定。在权利要求书所描述的范围内，本领域技术人员不经创造性劳动即可做出的各种修改和变形仍属本专利的保护范围。