专利名称：抗冲击反微差曲率半径滚珠联轴器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种应用于机械设备联接的滚珠联轴器，是一种适用于大负载、有冲击、存在轴不对中或轴交叉的传动轴间联接的滚球联轴器，归属于F16D3/221类。
背景技术：
在本实用新型之前，有专利号为90215888.0的实用新型专利″滚珠联轴器″及专利号为99233444.6的实用新型专利“一种滚珠联轴器”。专利号为90215888.0的“滚珠联轴器”的主动件和从动件用于传动联接的相对表面为圆柱面，圆柱面之间有空隙，直径大于间隙的滚珠嵌在滚道之间，滚珠的分布位于间隙区。在这种滚珠联轴器中，力的传递是通过主动件与从动件上的滚道圆柱面挤压并剪切滚珠来实现的，承载力小、抗冲击性能差；容易出现滚道圆柱面边缘被压溃而失效，缩短联轴器使用寿命。当被联接的轴交叉时，主动件与从动件之间的间隙一边增大，另一边相对减小，滚珠不能保持在圆柱面的中心，导致滚珠在圆柱面中的径向和轴向定位失效，对联轴器的使用寿命产生不利影响。专利号为99233444.6的“一种滚动联轴器”的主动件与从动件用于传动联接的相对表面凹凸交错且留有空隙，滚珠装配在凹凸部分的侧面滚道内，滚珠的半径小于主动件与从动件上的滚道的曲率半径。传力时滚珠主要承受压力，主动件和从动件滚道的接触应力分布比90251888.0联轴器有非常大的改善，但还是不均匀，在滚珠分布圆附近小区域内的接触应力较大，接触应力随与分布圆的距离增大而迅速减小，滚道边部的承载能力没有发挥出来。
发明内容
本实用新型要实现的目标是提供一种可进一步提高联轴器抗冲击能力和承载能力的抗冲击反微差(或负微差)曲率半径滚珠联轴器。
为实现上述目标，本实用新型采用的技术方案是在专利号为99233444.6“一种滚珠联轴器”的基础上，保持其主动件与从动件联接的相对表面呈凹凸交错且留有空隙、滚珠装在凹凸部侧面滚道内的结构，但将其原滚道横截面为半径大于滚珠半径的单一圆弧线改成至少其中一段曲率半径小于滚珠半径的连续光滑曲线，以便小(无)负荷时在主动件滚道及从动件滚道与空心滚珠间形成一微小空间，使原承受负荷较小的边部滚道先接触承受负荷，实现接触应力均化；将原滚珠改为空心滚珠以增大弹性变形减小冲击，增大接触面积减小接触应力，将主动件和从动件的凸齿中间偏根部镂空形成空腔，增大弹性变形能力减小冲击，增大接触面积减小接触应力。
采用如上技术方案提供的抗冲击反微差曲率半径滚珠联轴器，其特点在于当联轴器在承受小负载时，其滚珠首先接触从动件或主动件滚道的两边，而不是滚道的中央部分，随着联轴器负载的增大，滚珠的接触面逐渐扩展至中心区域，微小空间逐渐缩小直至消失，使滚珠与主动件或从动件滚道的相对位置完全接触。随着负载进一步增大，滚道中部的接触应力值比边部增长快，逐渐逼近边部的接触应力，当联轴器达到额定负载时，滚道边部与中部的接触应力基本相等，使滚道的承载能力得到充分发挥，从而提高联轴器的承载能力和使用寿命。采用空心滚珠以增大滚珠的弹性，一方面可延长冲击时间减小因冲击造成的接触应力，另一方面可以增大接触区域，进一步减小接触应力提高联轴器的承载能力和使用寿命。在主动件和从动件的凸齿中间偏根部镂空形成空腔，作用与空心滚珠相似。
图1为本实用新型所述的抗冲击反微差曲率半径滚珠联轴器的剖视示意图，亦为本实用新型的说明书摘要附图。
图2为滚珠与主动件、从动件接触部位处形成微小空间的放大示意图。
图3为滚珠中心接近滚道时滚珠接触圆弧段应变示意图。
图4为本实用新型与99233444.6的单个滚珠在滚道横截面内圆周上的承载能力及承载分布对比示意图。
具体实施方式
以下结合附图与实施例对本实用新型的具体实施方式
作进一步的详细描述。
如附图1、图2所示，1为主动件，2为空心滚珠，3为从动件，主动件1与从动件3的凸齿中间偏根部位置都有空腔4，空心滚珠2内有与滚珠外球面同心的球形空腔5。主动件1与从动件3相对表面凹凸交错且留有空隙6，空心滚珠2装在主动件1与从动件3凹凸部侧面的滚道内，且主动件1滚道、从动件3滚道与空心滚珠2的相对位置在无(或小)负荷状态时有微小空间7，该微小空间7由空心滚珠2表面与主动件1的滚道或者由空心滚珠2的表面与从动件3的滚道围成，主动件1、从动件3与空心滚珠2接触的滚道横截面轮廊线为连续光滑的曲线，此曲线至少有一段的曲率半径小于空心滚珠2的半径，主动件1、从动件3的凸齿中间偏根部位置有空腔4。这种结构的滚珠联轴器在传递负载时，由于空心滚珠2的球形空腔5和空腔4可产生较大的弹性变形，具有吸收冲击的性能；同时，也由于该弹性变形，增大了主动件1的滚道与空心滚珠2、空心滚珠2与从动件3的滚道间沿滚道轴线方向的接触长度，进而增大了滚道与空心滚珠2间的接触面积，减小了接触应力，从而提高联轴器的承载能力。如附图3所示，当滚珠联轴器在承受小负载时，其空心滚珠2首先接触从动件3或主动件1滚道的两边(不一定是最边缘)，而不是滚道的中央部分，滚道中央并无接触，随着联轴器负荷的增大，滚道与空心滚珠2的接触面逐渐扩展至中心区域，微小空间7逐渐缩小直至消失，使空心滚珠2与主动件1滚道或与从动件3滚道相对位置完全接触无间隙。随着负载进一步增大，滚道中部的接触应力值逐渐接近边部的接触应力，当联轴器达到额定负载时，滚道边部与中部的接触应力基本相等，接触应力在滚道的各方向均匀分布，使滚道的承载能力得到充分发挥，提高联轴器的承载能力和使用寿命。图4为本实用新型与99233444.6的单个滚珠在滚道横截面内圆周上的承载能力及承载分布对比示意图，总的承载能力为圆周上承载能力的矢量和。辐射状斜线区域表示常规正微差滚道横截面内圆周上的承载能力及承载分布，粗网格部分为采用反微差曲率半径所获得的承载能力增量，细网格部分为采用空心滚珠2和空腔4所获得的承载能力增量。
权利要求1.一种抗冲击反微差曲率半径滚珠联轴器，由主动件(1)、空心滚珠(2)、从动件(3)组成，主动件(1)与从动件(3)的相对表面凹凸交错且留有空隙(6)，空心滚珠(2)装在凹凸部侧面的滚道内，其特征在于空心滚珠(2)内有与滚珠外球面同心的球形空腔(5)，主动件(1)滚道或从动件(3)滚道与空心滚珠(2)的相对位置在无负荷状态时有空间(7)；主动件(1)、从动件(3)的凸齿中间有空腔(4)。
2.根据权利要求1所述的抗冲击反微差曲率半径滚珠联轴器，其特征在于形成空间(7)的主动件(1)、从动件(3)与空心滚珠(2)接触的滚道横截面轮廊线为连续光滑的曲线，此曲线一段的曲率半径小于空心滚珠(2)的半径。
专利摘要本实用新型公开了一种抗冲击反微差曲率半径滚珠联轴器，主要由主动件1、滚珠2和从动件3构成。主、从动件的凸齿中间都有空腔4，滚珠2内有与其外球面同心的球形空腔5。主、从动件相对表面凹凸交错且留有空隙6，滚珠2装在凹凸部侧面的滚道内，且滚道与滚珠的相对部位在无负荷时有微小空间7，滚道横截面轮廊线为连续光滑曲线，此曲线至少有一段的曲率半径小于滚珠半径。在传递负载时，由于球形空腔5和凸齿空腔4可产生较大的弹性变形，具有抗冲击的性能；同时，也由于该弹性变形，增大了滚珠与滚道间的接触面积，减小了接触应力，反微差曲率半径的滚道将接触应力进一步均化，滚珠联轴器的承载能力显著提高，具有广泛的应用前景。
文档编号F16D3/16GK2610157SQ0322757
公开日2004年4月7日 申请日期2003年5月4日 优先权日2003年5月4日
发明者刘继清 申请人:刘继清