一种可变形外锥鼓形无间隙花键结构的制作方法

本发明涉及机械传动技术，特别涉及一种可变形外锥鼓形无间隙花键结构，主要应用于精密机械传动系统中可分离轴系的快速无间隙连接和传动。

背景技术：

减速器广泛应用于工业自动化行业中，实现将高转速小扭矩转换为低转速大扭矩的作用。现有的机械传动对减速器的性能指标要求也越来越高，特别是在工业机器人领域，减速器作为传动关节，其性能严重影响着系统工作精度与使用寿命，所以对减速器的检测变的尤为重要。

目前市面上现存的减速器检测仪有卧式结构和立式结构，均需要将被测减速器与检测仪连接，包括固定外壳连接和传动轴的连接。此两部分连接的好坏均影响减速器检测的精度，尤其是角度值的测量。外壳通常通过法兰盘或者转接件与检测仪的外壳相连接，传动轴部分通过转接轴将检测仪的高速端和低速端连接，具体实施例可以参照专利申请号为2016110260108，发明名称为一种精密减速器综合性能卧式高精度检测仪的专利申请，以及专利申请号为2016110313533，发明名称为一种精密减速器综合性能立式多自由度高精度检测仪。现有的连接方式中，为了避免过定位现象，均采用固定外壳定位，传动轴不参与定位的方式。为了实现减速器的替换，针对其传动轴的连接，部分方案采用螺栓连接，此方法难以保证较好的同轴度且无法快速替换，传递大扭矩。还有部分方案传动轴采用矩形花键或者渐开线花键连接的方式，但一般类型可用于滑动的花键配合存在间隙会对减速器的角度测量造成误差，需要额外的误差补偿方法实现角度精确测量。

技术实现要素：

本发明的目的是克服现有技术中的不足，提供一种可变形外锥鼓形无间隙花键结构，可以实现传动轴快速连接和拆卸，可以传递较大扭矩且无传动间隙，同时可以容忍一定的同轴度误差，不影响固定外壳的定位，减小对减速器角度测量的影响。本发明结构同时可以应用于其它精密传动机械中，尤其是对需要实现可分离轴系的快速无间隙连接和传动的精密仪器。

本发明所采用的技术方案是：一种可变形外锥鼓形无间隙花键结构，用于被测减速器的输入轴与减速器检测仪的高速端传动轴的连接、被测减速器的输出轴与减速器检测仪的低速端传动轴的连接，包括连接轴和配合孔，所述连接轴连接在被测减速器的输入轴/输出轴上，所述配合孔连接在减速器检测仪的高速端/低速端的传动轴上；所述连接轴为渐开线外花键，所述配合孔为渐开线内花键，所述连接轴和所述配合孔之间通过相互配合的渐开线外花键和渐开线内花键相互连接，以实现大扭矩传动。

进一步的，所述渐开线外花键呈锥状结构，所述渐开线内花键呈与所述渐开线外花键相匹配的锥状结构，同时，所述渐开线外花键的端面开设有具有一深度的十字槽口，使得所述渐开线外花键具有变形弹性，实现所述连接轴与所述配合孔的无间隙接触。

其中，所述十字槽口的开缝宽度为δ，在所述连接轴与所述配合孔无间隙配合连接后，所述开缝宽度δ≠0。

进一步的，所述渐开线外花键采用鼓形齿，所述渐开线内花键采用直齿，实现所述连接轴与所述配合孔配合过程中同轴度误差的容忍，不影响非传动部分的定位。

本发明的有益效果是：本发明可变形外锥鼓形无间隙花键结构中，连接轴和配合孔采用花键配合可以实现大扭矩传动；连接轴和配合孔均呈锥状，且连接轴具有变形弹性，可以实现连接轴与配合孔的无间隙接触；连接轴的渐开线外花键采用鼓形齿以及配合孔的渐开线内花键采用直齿，实现轴孔配合过程中小范围内同轴度误差的容忍，不影响非传动部分的定位。

附图说明

图1：本发明可变形外锥鼓形无间隙花键在应用中的立体剖面示意图；

图2：本发明结构中被测减速器以及其附属连接机构的立体剖面示意图；

图3：本发明结构中被测减速器输出端的连接轴外形的示意图；

图4：本发明可变形外锥鼓形无间隙花键中轴孔的配合的剖面示意图。

附图标注：1、配合孔；2、连接轴；3、被测减速器；4、高速端筒体；5、转接件；6、低速端筒体。

具体实施方式

为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：

如附图1至图4所示，一种可变形外锥鼓形无间隙花键结构，应用于被测减速器3的输入轴与减速器检测仪的高速端传动轴的连接、被测减速器3的输出轴与减速器检测仪的低速端传动轴的连接。与被测减速器3固定外壳连接的转接件5通过止口定位与高速端筒体4以及低速端筒体6压紧。

本发明可变形外锥鼓形无间隙花键结构包括连接轴2和配合孔1。所述连接轴2连接在被测减速器3的输入轴/输出轴上，其具体连接方式根据被测减速器3的型号确定，可选择螺栓连接等可拆分式连接方式连接。所述配合孔1连接在减速器检测仪的高速端/低速端的传动轴上，其连接方式为可拆分式连接方式。所述连接轴2为渐开线外花键，所述配合孔1为渐开线内花键，所述连接轴2和所述配合孔1之间通过相互配合的渐开线外花键和渐开线内花键相互连接，以实现大扭矩传动。

所述渐开线外花键呈锥状结构，所述渐开线内花键呈与所述渐开线外花键相匹配的锥状结构，同时，所述渐开线外花键的端面开设有具有一定深度的十字槽口，使得所述渐开线外花键具有一定的变形弹性，实现所述连接轴2与所述配合孔1的无间隙接触。其中，所述十字槽口的开缝宽度为δ，在所述连接轴2与所述配合孔1无间隙配合连接后，所述开缝宽度δ≠0。

所述渐开线外花键采用鼓形齿，所述渐开线内花键采用直齿，实现所述连接轴2与所述配合孔1配合过程中小范围内同轴度误差的容忍，不影响非传动部分的定位。

如图2所示，被测减速器3、转接件5、输入连接轴2和输出连接轴2作为被连接整体与减速器检测仪的高低速端连接。

与低速端筒体6和轴系连接的具体实施过程如下：

1)当被连接整体与低速端筒体6和轴系连接时，在转接件5在轴向位置未达到平面定位前，输出端连接轴2的渐开线外花键与输出端配合孔1接触。

2)当被连接整体继续沿轴向方向下行，输出端连接轴2的渐开线外花键变形，十字槽口开缝宽度减小，消除输出端连接轴2和输出端配合孔1的花键间隙。

3)当转接件5在轴向位置达到平面定位后，输出端连接轴2和输出端配合孔1在渐开线外花键变形作用下保持内外花键无间隙配合，且渐开线外花键十字槽口开缝宽度为δ≠0。

与高速端筒体4和轴系连接的具体实施过程如下：

4)当被连接整体与高速端筒体4和轴系连接时，在高速端筒体4在轴向位置未达到与转接件5平面定位前，输入端连接轴2的渐开线外花键与输入端配合孔1接触。

5)当高速端筒体4继续沿轴向方向下行，输入端连接轴2的渐开线外花键变形，十字槽口开缝宽度减小，消除输入端连接轴2和输入端配合孔1的花键间隙。

6)当高速端筒体4在轴向位置达到与转接件5平面定位后，输入端连接轴2和输入端配合孔1在渐开线外花键变形作用下保持内外花键无间隙配合，且渐开线外花键十字槽口开缝宽度为δ≠0。

尽管上面结合附图对本发明的优选实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，并不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可以做出很多形式，这些均属于本发明的保护范围之内。