专利名称：悬臂转子轴结构的制作方法
技术领域：
本发明涉及机械传动领域，特别地，涉及一种悬臂转子轴结构。
背景技术：
在现有的动力传输机构中，常常因为结构的限制而采用单个轴承支撑装有转子的转子轴，其动力由齿轮输出轴通过转子轴的外花键传递，目前的传动轴结构中，由于悬臂的转子轴在工作过程中不可避免地发生挠度变形，且制造、装配过程中产生的误差以及长期使用后的花键副齿面磨损会使位于轴端的花键连接出现角向位移和径向不对称，使得转子旋转精度下降，带来振动问题，其振动效应会传递到机匣，对机构的稳定性造成影响；同时高速旋转的悬臂转子轴若无柔性辅助支撑亦会产生振动并将其振动效应传递给机匣，降低整个机构的可靠性和使用寿命。目前暂无专用于减少悬臂转子轴振动问题和振动效应的装置公开。在花键传递动力时，如图1所示，现有的常规花键联结均采用齿侧定心的直齿渐开线花键，现有技术中转子轴的外壁面的周向上设有外花键12，外花键12包括外花键大径121、外花键小径122及外花键齿侧130，齿轮输出轴的内壁面的轴向上相应的设有内花键42，内花键42包括内花键大径421、内花键小径422和内花键齿侧430，图中所示外花键的齿侧130与相对应的内花键齿侧430相互抵靠，从而完成定心作用。齿侧定心在长期使用后，花键齿面磨损，花键分度圆精度下降，将直接影响轴系的旋转精度。
发明内容
本发明目的在于提供一种带有衬套辅助支撑装置的悬臂转子轴结构，以解决现有转子轴结构中高速旋转的悬臂转子轴产生振动并传递给机匣，导致机构稳定性下降，降低转子的可靠性和使用寿命的技术问题。为实现上述目的，本发明提供了一种悬臂转子轴结构，包括转子轴、设置在转子轴上的转子和用于容纳转子的机匣，齿轮输出轴与转子轴的第一端相连接，轴承设置在转子轴的第二端，转子轴与机匣的贴合部设置有衬套辅助支撑装置。进一步地，衬套辅助支撑装置包括圆筒形的衬套筒、与衬套筒的一端沿轴向相连接的圆筒形的限位套和安装在衬套筒与限位套内部的圆柱面上沿轴向均匀分布的多个凸起的接触环。进一步地，转子轴与齿轮输出轴花键联结；进一步地，转子轴在外壁面的周向设有外花键，外花键在齿长方向上中部外径较大，两侧外径较小，形成一个凸台，齿轮输出轴在内壁面的周向相应设有内花键，内花键的大径与外花键的凸台相抵靠以实现径向定心；进一步地，衬套辅助支撑装置的衬套筒与限位套的材质为聚四氟乙烯。本发明具有以下有益效果:在转子轴工作时，衬套辅助支撑装置设于转子轴与机匣的贴合部，起到了辅助支撑转子轴的作用；同时，通过衬套辅助支撑装置的缓冲减震，有效的减弱转子轴高速转动所产生的振动作用，大大减少了振动对机匣的冲击，提高了机构的可靠性，提升了设备的使用寿命。另外，本发明的悬臂转子轴结构的衬套辅助支撑装置结构十分简单，便于加工制作及安装使用。除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。
构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中:图1是现有技术中齿轮输出轴与转子轴花键联结齿侧定心示意图；图2是本发明优选实施例的悬臂转子轴结构示意图；图3是本发明优选实施例的衬套辅助支撑装置结构示意图；图4是本发明优选实施例的齿轮输出轴与转子轴花键联结大径定心示意图；以及图5是本发明优选实施例的齿轮输出轴与转子轴花键联结的剖视图。
具体实施例方式以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。参见图2，本发明的悬臂转子轴结构包括转子轴1、设于转子轴I上的转子2和用于容纳转子2的机匣3。其中，转子轴I的第一端与齿轮输出轴4相连接，通过齿轮输出轴4将动力带入转予轴I中，转予轴I的第二端设有轴承5，用于支撑转子轴I。转子轴I与机匣3的贴合部设有衬套辅助支撑装置6，通过衬套辅助支撑装置6的辅助支撑效果和减震效果，在辅助支撑悬臂式转子轴I的同时，减少由于转子轴I高速旋转带来的振动效果，并且减弱传递给机匣3的振动作用，增加转子轴I工作的可靠性与精确性，提升整个机构的使用寿命。结合参见图3，本优选实施例中的衬套辅助支撑装置6包括圆筒形的衬套筒61，衬套筒61的一端沿轴向连接有同样圆筒形的限位套62，在限位套62和衬套筒61内部的圆柱面上均匀设有多个凸起的接触环63。衬套辅助支撑装置6安装在转子轴I外表面与机匣3的贴合部，接触环63与转子轴I外表面接触。在转子轴I工作时，衬套辅助支持装置6起到了辅助支撑转子轴I的作用；为了在辅助支撑转子轴I的同时能够更好的减弱振动效果和减少振动效果的传递，衬套筒61与限位套62的材质为柔性的聚四氟乙烯，在转子轴I由于高速旋转而不可避免的产生振动趋势时，通过衬套辅助支撑装置6的缓冲和减震，有效的减小转子轴I高速转动所产生的振动作用，并且减弱了转子轴I的振动对机匣3的冲击效果，从而提高了机构的可靠性，亦提升了设备的使用寿命。另外，衬套辅助支撑装置6内的接触环63设置有多个，在衬套筒61与限位套62内部沿圆柱面轴向均匀分布，减小了接触环63与转子轴I的接触面的接触面积，进而有效的减弱了转子轴I高速旋转时带来的摩擦生热的问题，亦便于加工制作；衬套辅助支撑装置6结构十分简单，便于加工制作。如图4、图5所示，本优选实施例的悬臂转子轴结构中，齿轮输出轴4与转子轴I花键联结，转子轴I在外壁面的周向设有外花键12，且外花键12在齿长方向上中部外径较大，两侧外径较小，从而形成一个凸台13 ;齿轮输出轴4的内壁面的周向相应设有内花键42，内花键42的大径与外花键12的凸台13相抵靠，通过保证高精度要求的花键大径，来实现齿轮输出轴4内花键42与外花键12的大径定心。转子轴I上外花键12中部外径较大，两侧外径较小，形成一个凸台13，大径定心是靠该段凸台13实现的，而非在整个外花键12的长度上。采用花键大径定心，可以获得稳健、可靠的定心作用，有助于提高轴系的旋转精度，进而提高整个悬臂转子轴结构的可靠性。且，转子轴的花键轴采用非全齿长的大径定心方式，大径定心为齿长中部的一小段，使得转子轴I可以在径向方向有一定的角度摆动，能减少或者消除花键顶部端点的接触应力，同时可以降低齿轮输出轴4、机匣3以及转子轴I的定位与同轴度的精度要求，具有一定的容差性，减少了加工成本。综上，本发明的悬臂转子轴结构，在转子轴I工作时，衬套辅助支撑装置6设于转子轴I与机匣3的贴合部，起到了辅助支撑转子轴I的作用；同时，通过衬套辅助支撑装置6的缓冲减震，有效的减弱转子轴I高速转动所产生的振动作用以及振动效果的传递，大大减少了振动对机匣3的冲击，提高了悬臂转子轴结构的运转可靠性，提升了设备的使用寿命。另外，齿轮输出轴4的内花键42与转子轴I的外花键12采用大径定心，可以获得稳健、可靠的定心作用，有助于提高轴系的旋转精度；同时转子轴I上外花键12中部外径较大，两侧外径较小，形成一个凸台13，大径定心是靠该段凸台13实现的，使得转子轴I可以在径向方向有一定的角度摆动，能减少或者消除外花键12顶部端点的接触应力，同时可以降低齿轮输出轴4、机匣3以及转子轴I的定位与同轴度的精度要求，具有一定的容差性，减少了加工成本。以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种悬臂转子轴结构，包括转子轴(I)、设置在所述转子轴(I)上的转子(2)和用于容纳所述转子(2)的机匣(3)，齿轮输出轴(4)与所述转子轴(I)的第一端相连接，轴承(5)设置在所述转子轴(I)的第二端，其特征在于:所述转子轴(I)与所述机匣(3)的贴合部设置有衬套辅助支撑装置(6)。
2.根据权利要求1所述的悬臂转子轴结构，其特征在于，所述衬套辅助支撑装置(6)包括圆筒形的衬套筒(61)、与所述衬套筒￠1)的一端沿轴向相连接的圆筒形的限位套(62)和安装在所述衬套筒￠1)与限位套￠2)内部的圆柱面上沿轴向均匀分布的多个凸起的接触环(63)。
3.根据权利要求2所述的悬臂转子轴结构，其特征在于，所述转子轴(I)与所述齿轮输出轴⑷花键联结。
4.根据权利要求3所述的悬臂转子轴结构，其特征在于，所述转子轴(I)在外壁面的周向设有外花键(12)，所述外花键(12)在齿长方向上中部外径较大，两侧外径较小，形成一个凸台(13)，所述齿轮输出轴(4)在内壁面的周向相应设有内花键(42)，所述内花键(42)的大径与所述外花键(12)的所述凸台(13)相抵靠以实现径向定心。
5.根据权利要求2所述 的悬臂转子轴结构，其特征在于，所述衬套辅助支撑装置(6)的所述衬套筒￠1)与所述限位套￠2)的材质为聚四氟乙烯。
全文摘要
本发明提供了一种悬臂转子轴结构，包括转子轴、设置在转子轴上的转子和用于容纳转子的机匣，齿轮输出轴与转子轴第一端相连接，轴承设于转子轴的第二端，转子轴与机匣的贴合部设置有衬套辅助支撑装置。在转子轴工作时，设于转子轴与机匣的贴合部的衬套辅助支撑装置起到了辅助支撑转子轴的作用；同时，通过衬套辅助支撑装置中由柔性材料制成衬套筒和限位套的缓冲减震，有效的减弱转子轴高速转动所产生的振动作用，并减少了振动对机匣的冲击，提高了整个悬臂转子轴结构的可靠性，提升了设备的使用寿命。
文档编号F16C27/00GK103195805SQ20131012128
公开日2013年7月10日 申请日期2013年4月9日 优先权日2013年4月9日
发明者陈冰 申请人:中国航空动力机械研究所