专利名称:具有拼合轭的万向节的制作方法
本发明是关于一种改良设计的虎克式万向节或卡丹式万向节，用于高扭力矩的使用场合。典型的例子如轧钢机。这果采用的“高扭力矩”是指扭力矩属于1-5百万英尺磅或更高。
以上提及的传统虎克式或卡丹式的万向节类，各活节十字头是转动地受各轴承所支承，而各轴承则保持在一对完整轭的各轴承盖中，而各轭是依次与可转的传动或被传动元件连接，特别是在一个水平轧钢机中，一个轭连接轴的一端。而另一个轭是与马达的输出传动轴或者一个工作轧滚连接。
在很多例子中，各个轭是铸造成一整体件，在各轴承盖中制有通孔，整体的轭首先装在十字轴上，跟着，把轴承插入通孔中，最后，各通孔被可拆卸的各侧盖所封闭。然而考虑到这种型式要在高扭力矩下使用，就发觉轴承盖的结构刚度时常由于通孔的关系而不能被接受。
为了克服以上所述的困难，轴承盖中传统的孔已被取消，而采用盲孔。在采用盲孔后，轴承盖的结构刚度与先有的通孔设计比较时，是显著地增加了。可是为了要把带盲孔的轭装在活节十字头上，轭一定要分成分开的相配的两个半截，而每一个半截包括一个轴承盖。不幸的是，分开的轭造成另一个问题，这是由于万向节在操作时两个半截有相对移动的倾向。这相对运动令轴承的装配有不平衡的载荷，因而加速了磨损。相配的两个半截的相对运动也可引至螺拴或螺柱的松脱。而这些螺栓或螺柱是用于连接轭与传动或被传动元件的端面法兰，因而产生接头的破坏。
本发明的主要目的是提供一种改良的装置，当万向节在操作时能可靠地维持分开的相配两个半截之间轴承的同心。本发明的另一个目的是防止连接轭与传动或被传动元件法兰端部的螺栓或螺柱的松脱。
依照本发明，每一个轭的相配的两个半截是独立嵌装成的，在穿过万向节中心的第一轭基准面相对两侧上有各并列相对的表面。在每一个轭的相配两个半截在第二轭基准面上贴接相联的传动或被传动元件的法兰端部。第二轭基准面是与各自的第一轭基准面垂直。第一和第二键各自位于第一和第二轭基准面上。
在下文将要详细说明的本发明的一个优先实施例中，在第一轭基准面上的并列相对的各表面基本上是平的和平行的，并有多个对置的位于中心的键槽。各第一键被置于对置的各键槽中，这些键的承载侧面被紧配着，并与对置各键槽的各相邻侧面配合。在各第二轭基准面上的各第二键最好是和两相配的半截做成一体并由此向后凸出而伸入相连的传动或被传动件法兰端的凹槽中。作用在第一和第二轭的约束力当万向节操作时，互相作用，起防止两相配轭半截之间产生相对运动。因而在保持严格的轴承同心的同时，防止可拆的连接轭和传动或被传动件的螺栓或螺柱的松脱。
用来独立地嵌装两相配轭半截的装置最好包括一个或多个系紧螺栓或相似的连接元件，而这些元件是由垂直于各自第一轭基准面的方向穿过两个相配的半截。
两相配轭半截的各并列表面，在中间键槽的各相对侧边上还有对置着的槽。各垫块被置于这些对置的槽中。这些垫块有两个相对表面，它们与各槽的底部配合，使两相配轭半截在各自第一轭基准面两侧相互横向定位。
现参照附图，对本发明进行详细说明。
图1是本发明的高扭力矩的轧钢机万向节侧视图，其中部份另件被剖开。
图2是图1万向节的部份分解透视图。
图3是图1中沿3-3线的剖面图。
图4是图3中沿4-4线的剖面图。
图5是一个带有十字轴和轴承的轴承盖的放大的部份剖面图。
现参照附图，依照本发明的一个高扭力矩万向节的优先实施例，包括一个十字头10，而十字头10是由两个互相垂直的一对同轴十字轴11所组成，一对轭12和12′装在十字轴上。这些轭有向后凸出的螺柱14，它们和各螺母16配合把各轭连接到可转动件20的各法兰18上。如上所述，在轧钢机的使用中，可转动件，通常包括轴，工作轧滚，传动马达输出轴等。轭12，12′各自再分成相配的两半截12a，12a和12b，12b。每一个半截包括一个底部，而这底部有做成一体向前凸出的轴承盖22，而轴承盖22有向内开的盲孔24。各轴承装置26位于各盲孔24内，而每一个轭12，12′的各相配半截被装配在有关的一对十字轴11上，而每一个十字轴11被可转地装在各自的轴承装置26中。
参照图5，每一个轴承装置26最好包括内座圈28，外座圈30及一组或多组的滚子32和34插入在内外座圈28，30之间。一个非金属的推力热圈36被插入在每一个十字轴11的端部及每一个盲孔24底部之间。
这样装配起来的两个相配半截12a，12a和12b，12b具有并列的各相对表面38。现特别参照图3，可见到两个相配的半截12b和12b的并列面38是在第一轭基准面Pb的相对两侧。而两个相配的半截12a，12a的并列相对面38是在另外的第一轭基准面Pa的相对两侧，而第一轭基准面Pa和面Pb垂直。第一轭基准面Pa和Pb都是通过万向节的中心“X”。
在各并列面38上机械加工出面对面的中间位置键槽40。在各键槽40的相对两侧还有面对面的槽42。各第一键44延伸横过第一基准面Pa和Pb被容纳于面对面的键槽40之中。各垫块46亦位于各基准面Pa和Pb上并被容纳于各面对面的槽42中。
各第一键44的两侧面，紧贴地配合在各自相应键槽40的两相邻侧面，以对抗两相配的半截12a，12a和12b，12b在平行于它们各自的第一轭基准面Pa，Pb的方向中相互间的扭力矩。两相配的半截12a，12a和12b，12b被装配在十字轴上以后，最好是利用连接物如系杆48穿过两相配半截独立地嵌装，在这里公开的实施例中，系杆48沿垂直于各自第一轭基准面Pa，Pb的方向穿过各第一键44。这就是说，嵌装着轭12的两相配半截12a，12a的系杆48与第一轭基准面Pa垂直，同时，嵌装着轭12′的两相配半截12b，12b的系杆48与基准面Pb垂直。各螺母50拧在各系杆端部，每一个轭的装配就此完成。
虽然是画出一个系杆连接每一对半截，应理解为也可采用多个系杆，而这些系杆不一定要穿过键44的。
各垫块46的两个相互面对的表面配合各槽42的底部使两相配半截相互侧向地固定在他们各自相应的第一轭基准面Pa，Pb上。各垫块保证各盲孔24的底部对万向节中心X同心地被固定着的。各推力垫圈36为十字头的摆动提供支承表面，和各盲孔的底部配合，把十字头布置成与万向节中心X同心。
应该知道垫块46是特别适用于当两相配半截12a，12a和12b，12b是由单一个铸件切成两块的场合。可是，当各半截是分开铸造的话，垫块是可以省去的。另外，各键44，不一定被布置在中间的位置，在一些例子中当各半截是分开铸造时，可以用相配合的嵌装方来代替各可拆卸的键44。
这样装配和嵌装的两相配轭半截12a，12a和12b，12b是用上述螺柱14和螺母16这种安装装置可拆卸地固定在可转动元件20的端面法兰18上。当这样固定后，各轭半截端面52邻接在第二轭基准面Pc，Pd上的可转元件的法兰18上。轭12的基准面Pa，Pc是互相垂直的，如轭12′的基准面Pb，Pd一样。
在本发明所公开的具体装置中，各第二键54是整体地形成在每一个轭半截上。各第二键54是从轭底面52凸出及进入各端面法兰18的凹槽，因此，把轭12和12′与可转动元件20机械地耦合起来。
在一些例子中，希望把各第二键和端面法兰18做成一体，使它们凸入各轭半截的凹槽中。另一个可供选择是，各可拆卸键可以被放置成延伸横过第二轭基准面Pc，Pd及进入面对着的凹槽，这些凹槽在各轭半截和各自相应的端面法兰18上。
以上描述的装置，提供一个出色的及高效率装置，当万向节在操作时，可防止在每一个轭的两相配半截之间的相对运动，这即是保证各十字轴轴承26保持同心度，及防止螺母16从螺柱14上松脱。特别是，在第一轭的基准面Pa，Pb上的各第一键44，和在第二轭基准面Pc，Pd上各轭底面52以及各法兰18间的接触面，这两者之间有着重要的联合作用。前者有效地抵抗两相配轭半载相互间平行于它们各自相应的第一轭基准面Pa，Pb的相对扭矩，而后者抵抗两相配轭半截横过第二轭基面Pc，PD的相对扭力。最终能得到一个轴向和径向都紧凑的，在高扭力矩情况下能长时期可靠操作的万向节。
权利要求
1.一个高扭力矩万向节在二个可转动元件的装有法兰的端部之间提供传动连接，其特征为该万向节包括(1)一个十字头，是由互相垂直的二对同轴的十字轴形成。(2)一对轭，每一个轭是分成独立的两相配半截，每一个半截包括一个底部，底部有整体的向前凸出的轴承盖，在轴承盖中有盲孔。(3)各轴承容纳在各上述盲孔中，每一个轭的两相配半截是适用于装配在一对上述十字轴上。每一个十字轴是轴颈转动地被装在一个上述轴承中，这样装配的两相配半截的底部有多个并列的表面，位于通过万向节中心的第一轭基准面的两对侧。(4)第一嵌装装置延伸横过上述第一轭基准面用作抵抗这样装配成的两相配半截在平行于各该第一轭基准面方向的相对扭矩。(5)安装，把这样装配成的两相配半截可拆地安装到相应的一个该做成法兰的端部上，该两相配半截和该各做成法兰的端部有共同接触表面，这些表面位于垂直于各自第一轭基准面的第二轭基准面上。(6)第二嵌装装置延伸横过上述各第二轭基准面以便把这样装配起来的、嵌装起来的、安装起来的两相配半截机械地耦合到它们各自相应的做成法兰的端部上去。
2.根据权利要求
1的万向节，其特征为，它更包括连接装置用于独立地嵌装，这样的装配起来的两相配半截。
3.根据权利要求
2的万向节，其特征为，该连接装置延伸穿过该两相配半截的方向是与它们各自的第一轭基准面垂直。
4.根据权利要求
3的万向节，其特征为，该连接装置延伸穿过该第一嵌装装置。
5.根据权利要求
3的万向节，其特征为，该第一嵌装装置包括最少一个第一键，第一键延伸进入该并列面中相补相对的各键槽中。
6.根据权利要求
5的万向节，其特征为，该各第一键和该各相补相对的键槽是位于中心，其中，该连接装置是延伸穿过该各第一键。
7.根据权利要求
6的万向节，其特征为，它还包括位于该各并列面中的各面对面的槽，各隔离片容纳于上述各槽中，上述各隔离片有相向面对着的表面和上述各槽的底部一起，把该两相配轭半截在他们各自的第一轭基准面两侧相互定位。
8.根据权利要求
1的万向节，其特征为，第二嵌装装置包括和该两半截形成一体的各第二键，这些第二键向后凸出，进入上述各法兰端部中的凹槽内。
专利摘要
高扭矩万向节的十字头有二对相互垂直的可转地装在轴承中的同心十字轴，轴承同心地装在各轭轴承帽的盲孔中，轭被分成相配两截，每截上有一轴承盖。两相配半截被独立嵌装，具有位于通过万向节中心的第一轭基准面两侧的各并列相对表面。两相配半截的端面贴在位于第二轭基准面的旋转件法兰端上。相互垂直的第一和第二基准面上各有第一和第二键。万向节操作时作用在第一和第二轭基准面上的约束力共同限制两相配半截间的相对运动。
文档编号F16D3/26GK86103958SQ86103958
公开日1986年12月17日 申请日期1986年6月12日
发明者老罗伯特·K·凯林 申请人:摩根建设公司导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan