一种联轴结构及具有其的风机的制作方法

本发明涉及联轴装置技术领域，具体涉及一种联轴结构。本发明还涉及一种具有该联轴结构的风机。

背景技术：

现有的风机中，电机与风叶组件之间的连接大多采用的是螺钉和挡圈的结构，即，采用螺钉和挡圈将风叶端板固定在电机轴的端面上。这种连接结构虽然简单，但同时也具有螺钉易滑丝、容易产生对位不准而损伤电机轴、以及容易致使风叶组件卡死而难以拆下等诸多缺陷。另外，现有的连接方式普遍存在装配效率低下的问题。

技术实现要素：

基于上述现状，本发明的主要目的在于提供一种联轴结构，其能够快速方便地完成联轴装配，提高装配效率，并且在用于风机时能够克服定位难、易损伤电机轴等问题。本发明的另一目的还在于提供一种风机，该风机具有便于装拆和生产效率高的优点。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种联轴结构，用于连接轴部和轴套，所述联轴结构包括转接件，所述轴部的外表面上设有第一卡槽，所述轴套的外表面上设有第二卡槽，所述第二卡槽的底面与所述轴套的内壁面相交，所述转接件部分地嵌于所述第二卡槽中并能够沿所述第二卡槽滑动；当所述轴部插入所述轴套中，并使所述第一卡槽与所述第二卡槽对齐时，所述转接件能够部分地滑入所述第一卡槽中，以便同时接合所述第一卡槽的底面和所述第二卡槽的底面以传递扭矩。

优选地，所述第一卡槽的延伸方向垂直于所述轴部的轴线，和/或，所述第二卡槽的延伸方向垂直于所述轴套的轴线。

优选地，所述第一卡槽的底面和所述第二卡槽的底面均为平面。

优选地，所述轴部上设置有一对第一卡槽，一对第一卡槽相对于所述轴部的轴线对称；和/或，所述轴套上设有一对第二卡槽，一对第二卡槽相对于所述轴套的轴线对称。

优选地，一对第二卡槽的底面之间的距离小于或等于一对第一卡槽的底面之间的距离。

优选地，所述转接件上设有第三卡槽，所述第三卡槽的侧壁面用于同时接合所述第一卡槽的底面和所述第二卡槽的底面。

优选地，所述转接件具有让位孔，以用于供所述轴套穿过，所述第三卡槽与所述让位孔相通。

优选地，还包括偏置件，所述偏置件用于在所述转接件与所述轴套之间施加偏置力，以防止所述转接件与所述第一卡槽脱开接合。

优选地，所述偏置件为压缩弹簧，所述压缩弹簧的第一端设置于所述轴套上，第二端设置于所述转接件上与所述第三卡槽相对的位置处。

优选地，所述压缩弹簧的第一端容纳于定位孔中或套设在定位柱上，和/或，所述压缩弹簧的第二端容纳于定位孔中或套设在定位柱上。

优选地，所述轴部上设有导向槽，所述导向槽沿所述轴部的母线方向延伸，用于在所述轴部插入所述轴套的过程中与所述第三卡槽的槽口边缘滑动配合。

优选地，所述导向槽从所述第一卡槽的一个端部延伸到所述轴部的自由端端面，使得所述导向槽与对应的第一卡槽共同形成l形。

优选地，所述导向槽的底面与对应的第一卡槽的底面共面。

优选地，所述轴部的自由端端面相对于所述轴部的轴线倾斜，使得所述轴部的轴端具有舌尖部。

优选地，所述轴部上设有一对所述导向槽，在所述轴部的圆周方向上，所述舌尖部位于一对导向槽之间的、且距离一对导向槽较远的中点处。

优选地，当所述第三卡槽的槽底面抵接所述轴套的外侧面时，所述第三卡槽的槽口边缘位于所述轴套的内孔中。

一种风机，包括电机和风叶组件，还包括前面所述的联轴结构，其中，所述轴部位于所述电机上，所述轴套位于所述风叶组件上。

本发明的联轴结构通过转接件在轴部和轴套中相对应的卡槽中的滑动，便可实现轴部与轴套的连接，装配过程快捷、方便，可以徒手进行装配而无需工具，并且在装配后可以完全限制轴部与轴套之间的全部相对自由度。进一步地，本发明的联轴结构通过偏置件的作用以及轴部的优选结构，能够快速准确地完成装配，实现一步到位地安装。

附图说明

以下将参照附图对根据本发明的联轴结构及风机的优选实施方式进行描述。图中：

图1为采用本发明的优选实施方式的联轴结构的风机的分解示意图；

图1a为图1中虚线区域内的放大视图；

图2为图1的风机在装配状态下的主剖视示意图；

图2a为图2中虚线区域内的放大视图；

图3为图1的风机在装配状态下的俯剖视示意图；

图3a为图3中虚线区域内的放大视图；

图4为图2中沿a-a截取的剖视示意图；

图4a为图4中的虚线区域的放大视图；

图5为本发明的联轴结构中的转接件的优选实施方式的主视示意图；

图6为本发明的联轴结构中的轴套的优选实施方式的主视示意图；

图7为图6的俯视示意图；

图8为图7中沿b-b截取的剖视示意图；

图9为图6的左剖视示意图；

图10为本发明的联轴结构中的轴部的优选实施方式的主视示意图；

图11为图10的左视示意图；

图12为沿图10中的c-c截取的剖面图；

图13为图10的俯视示意图。

具体实施方式

本发明根据现有技术的风机中电机与风叶组件之间的连接结构的现状和需求，提供了一种新的联轴结构，其在实现电机轴与风叶组件的快速联轴连接的同时，更是彻底消除了采用螺钉挡圈结构时容易出现的各种问题，诸如螺钉滑丝、对位不准而损伤电机轴、风叶组件卡死而难以拆下等等。

需要说明的是，本发明中虽然是以风机为例进行阐述的，但本发明的联轴结构绝不限于应用在风机中，而是可以应用在其他任何合适的场合。

首先参见图1-图4a，示出了本发明的联轴结构应用于风机中的实例。一般而言，风机包括电机1和风叶组件2，为实现电机1对风叶组件2的驱动，电机轴3需要与风叶组件2进行联轴连接，例如与风叶组件2的风叶端板6进行连接，以向风叶组件2传递扭矩。为克服现有技术的连接方案的各种弊端，本发明在风叶端板6上设置有轴套4，电机轴3可以以轴孔配合的方式插入所述轴套4中，并在轴孔配合的状态下利用转接件5将电机轴3与轴套4实现连接。

因此，一般地，本发明的联轴结构用于连接轴部和轴套，例如前述的电机轴3的一部分和轴套4，所述联轴结构包括转接件5，该转接件5优选为片状结构或板状结构，因而也可称为转接板。

其中，所述轴部的外表面(具体为圆柱面)上设有第一卡槽31，如图1、图1a、图10和图13所示，第一卡槽31具有底面和两个侧壁面。所述轴套4的外表面(例如也为圆柱面)上设有第二卡槽41，第二卡槽41同样具有底面和两个侧壁面，其中，所述第二卡槽41的底面与轴套4的内壁面相交(也即第二卡槽41与所述轴套4的内孔相通)，使得第二卡槽41的底面分成相互分离的两个部分，如图3-图4a、图8和图9所示。所述转接件5能够部分地嵌于所述第二卡槽41中并能够沿所述第二卡槽41滑动，也即，转接件5包括能与第二卡槽41滑动配合的部分。

当所述轴部插入所述轴套4中，并使所述第一卡槽31与所述第二卡槽41对齐时，所述转接件5能够部分地滑入所述第一卡槽31中，以便同时接合所述第一卡槽31的底面和所述第二卡槽41的底面以传递扭矩，装配后的状态可参看图3-图4a。也即，在轴部与轴套4的连接过程中，在不妨碍轴部向轴套4中插入的情况下，转接件5可以先与第二卡槽41接合，待轴部在轴套4中插入到位后，转接件5可沿第二卡槽41滑动，并滑动至同时与第一卡槽31接合，实现将轴部与轴套4的连接，并借助于第一卡槽31的底面和第二卡槽41的底面进行传递扭矩。

容易想到的是，在转接件5与第一卡槽31实现接合后，可以采取任何合适的措施来防止转接件5产生反向滑动而与第一卡槽31脱开接合。

可以看出，本发明的联轴结构中，转接件5通过与第一卡槽31的底面和第二卡槽41的底面的相互作用而传递扭矩，因而本质上不同于本领域中司空见惯的键连接结构。也即，转接件5不同于键，第一卡槽31和第二卡槽41也不同于键槽。

本发明的联轴结构通过转接件在轴部和轴套中相对应的卡槽中的滑动，便可实现轴部与轴套的连接，装配过程快捷、方便，可以徒手进行装配而无需工具，并且在装配后可以完全限制轴部与轴套之间的全部相对自由度。

特别地，当应用于风机时，由于本发明的联轴结构采用轴部与轴套之间的轴孔配合的方案，风叶组件与电机轴之间的对位精度可由轴孔配合精度来保证，实现容易，同时，也因不再使用螺钉而彻底避免了螺钉滑丝等问题，也不会导致风叶组件卡死而难以拆下。

由于本发明的联轴结构传递扭矩是依靠第一卡槽31的底面和第二卡槽41的底面与转接件5的相互作用，因此，只要这些卡槽的延伸方向不同于轴部(或轴套)的轴线方向即可，即，只要不同于键槽的延伸方向即可。例如，可以相对于各自的轴线倾斜或垂直。当然，在装配状态下，轴部的轴线与轴套4的轴线可以认为是一致的。优选地，如图1-图4a、图10和图13所示，所述第一卡槽31的延伸方向垂直于所述轴部的轴线；如图1-图4a、图7-图9所示，所述第二卡槽41的延伸方向垂直于所述轴套4的轴线。这使得，在装配时，转接件5仅沿径向滑动即可，最大程度地减小了转接件5在轴向上的空间占用程度，同时还使得扭矩传递过程中的受力情况更为合理，如转接件5完全不会受到沿其厚度方向的分力，因为作为板状结构，转接件5在其厚度方向上承受外力的能力最弱。

由于第一卡槽31和第二卡槽41的底面用于传递扭矩，因此，第一卡槽31和第二卡槽41的底面只要不是圆心位于轴部(或轴套)轴线上的圆弧面即可。然而优选地，如图4、图4a和图13所示，所述第一卡槽31的底面为平面；如图4、图4a、图7、图8所示，所述第二卡槽41的底面为平面。将这些卡槽的底面设置成平面，一方面便于加工成型，例如可直接铣削或锯切成型，另一方面还有利于转接件5在其中的滑动配合，如转接件5的相应面也采用平面，从而可沿第二卡槽41的底面直接滑动至第一卡槽31中。

优选地，如图3-图4a、图13所示，所述轴部上设置有一对第一卡槽31，所述一对第一卡槽31相对于所述轴部的轴线对称，并且优选地，所述一对第一卡槽31的底面互相平行；如图3-图4a、图7-图8所示，所述轴套4上设有一对第二卡槽41，所述一对第二卡槽41相对于所述轴套的轴线对称，并且优选地，所述一对第二卡槽41的底面互相平行。通过设置成对的卡槽，可以优化轴部和轴套4的受力情况，并且优选可以使转接件5同时与两侧的卡槽接合，从而使轴部与轴套4之间在两侧同时传递扭矩，提高扭矩传递的可靠性。

优选地，所述一对第二卡槽41的底面之间的距离小于或等于所述一对第一卡槽31的底面之间的距离。这里，“等于”可以包括略大于和略小于，即二者的尺寸偏差在一定的范围内均可认为是“等于”，只要不是在两个卡槽的底面之间形成显著的阶梯即可。如图4a所示，在图示的实施方式中，所述一对第二卡槽41的底面之间的距离略小于所述一对第一卡槽31的底面之间的距离，也即，图中的剖面部分中，轴套4的剩余部分的宽度略小于电机轴3的剩余部分的宽度。

当所述一对第二卡槽41的底面之间的距离等于所述一对第一卡槽31的底面之间的距离时，转接件5上用于与这些底面相接合的面可以是一个平面，从而可以方便地从左到右地(在图4a的示例中)滑动到同时接合第一卡槽31和第二卡槽41；当所述一对第二卡槽41的底面之间的距离小于所述一对第一卡槽31的底面之间的距离时，转接件5上用于与这些底面相接合的面可以是一个阶梯面，同样可以方便地从左到右地(在图4a的示例中)滑动到同时接合第一卡槽31和第二卡槽41。

为了使转接件5能够同时接合一对第一卡槽31和一对第二卡槽41，优选地，如图1、图1a、图4、图4a和图5所示，所述转接件5上设有第三卡槽51，所述第三卡槽51具有槽口、两个侧壁面510、以及连接两个侧壁面的槽底面，其中，两个侧壁面510用于接合所述一对第一卡槽31的底面和所述一对第二卡槽41的底面。也即，在装配状态下，两个第二卡槽41的底面之间的部分和两个第一卡槽31的底面之间的部分位于所述第三卡槽51中，而转接件5上第三卡槽51的侧壁面以外的实体部分则位于第一卡槽31和第二卡槽41中。因此，在转接件5以其第三卡槽51的槽口部分跨接第二卡槽41的两个底面后，只需要进一步沿第二卡槽41的底面滑动，就可以随后接合一对第一卡槽31的底面，使装配过程更为容易。

优选地，在装配后所述第三卡槽51的槽底面可以抵接所述轴套4的外侧面，从而用作限位面，如图4和图4a所示，优选地，第三卡槽51的槽底面可以设置成与轴套4的外侧面半径相同的圆柱面，以保证限位可靠。

优选地，如图5所示，所述转接件5具有让位孔52，以用于供所述轴套4穿过，所述第三卡槽51与所述让位孔52相通，即，第三卡槽51的槽口位于所述让位孔52中。让位孔52的形状可以是任意设置的，只要能保证轴套4顺利穿过即可，然而优选地，如图5所示，让位孔52为圆孔，其直径大于轴套4的外直径。

在装配时，可以先利用让位孔52将转接件5套在轴套4上，当套至第二卡槽41的位置时，便可利用第三卡槽51使转接件5接合第二卡槽41。之后，将轴部插入轴套4中，当插至第一卡槽31与第二卡槽41对齐时，便可以滑动转接件5而使之接合第一卡槽31，至此便可完成装配。

优选地，如图1-图2a、图4-图4a所示，本发明的联轴结构中还可包括偏置件7，所述偏置件7用于在所述转接件5与所述轴套4之间施加偏置力，以防止所述转接件5与所述第一卡槽31脱开接合，即防止所述轴部的两个第一卡槽31的底面之间的部分从所述第三卡槽51中脱出。在偏置件7的作用下，第三卡槽51的槽底面可始终保持与轴套4的外侧面的抵接。在轴部与轴套4进行连接之前，转接件5可以先安装至轴套4上，并安装好偏置件7，随后，在将轴部插入轴套4中的过程中，可以例如手动地按压转接件以克服偏置件7的偏置力，使转接件5朝向与第二卡槽41脱开接合的方向滑动，以便给轴部让位，此后，当轴部插入到位后，松开对转接件5的按压，转接件5便可在偏置件7的偏置力下自动地复位，实现与第一卡槽31的接合，完成装配。

优选地，如图1-图2a、图4-图4a所示，所述偏置件7为压缩弹簧，所述压缩弹簧的第一端设置于所述轴套4上，例如设置在一对第二卡槽41之间的位置处，第二端设置于所述转接件5上与所述第三卡槽51的槽口相对的位置处，这样，压缩弹簧可始终为转接件5提供复位力，以使得转接件5能够自动朝向接合第一卡槽31的方向滑动。

优选地，所述压缩弹簧的第一端可以容纳于定位孔中或套设在定位柱上，同样，所述压缩弹簧的第二端也可以容纳于定位孔中或套设在定位柱上，从而实现对压缩弹簧的牢固限位。例如，如图1-图2a、图4-图4a所示，在图示的优选实施方式中，压缩弹簧的第二端套设在转接件5上设置的定位柱53上，第一端容纳于轴套4上设置的定位孔42中。之所以在轴套4上设置定位孔42、在转接件5上设置定位柱53，主要是考虑加工的难易程度。在转接件5为板状结构的前提下，由于定位柱或定位孔的轴线方向平行于板状结构的板面，而受限于板状结构的厚度，显然设置定位柱要比设置定位孔更为容易，例如，如图5所示，在转接件5的让位孔52的孔边缘设置两条槽缝54，这两条槽缝54之间剩余的部分即构成定位柱53。而在轴套4的外圆柱面上设置定位孔42(参见图7-图9)则显然比设置定位柱结构更为容易。

优选地，所述压缩弹簧的最大压缩量小于所述定位柱53到所述轴套4的最大距离，由此可以在装配后利用压缩弹簧进行限位，防止转接件5从轴套4上脱落。

优选地，如图1-图2a、图10-图12，所述轴部上设有导向槽32，优选为一对导向槽32，所述导向槽32沿所述轴部的母线方向延伸，用于在所述轴部插入所述轴套4的过程中与所述第三卡槽51的槽口边缘55(参见图5)滑动配合。导向槽32可有效防止在轴部插入轴套4的过程中二者之间发生相对转动，从而能够保证在轴部插入到位时第一卡槽31与第二卡槽41恰好对齐，不需要通过旋转进行调节，有利于进一步提高装配效率。

优选地，如图10-图12所示，所述导向槽32从所述第一卡槽31的一个端部延伸到所述轴部的自由端端面33，使得所述导向槽32与对应的第一卡槽31共同形成l形。当导向槽32设有一对时，则一对导向槽32和前述的一对第一卡槽31一样，都相对于所述轴部的同一轴线对称。换句话说，一对导向槽32分别从一对第一卡槽31的相互靠近的一对端部延伸到轴部的自由端端面33。容易理解，对于图10中可见的第一卡槽31和位于背面不可见的第一卡槽31而言，各自的上端部为相互靠近的一对端部，各自的下端部也为相互靠近的一对端部。结合图10和图11可以看出，在图示的实施方式中，两个导向槽32均从相应的第一卡槽31的下端部延伸到轴部的自由端端面33。也就是说，每个导向槽32均与相应的第一卡槽31连通，从而使得第三卡槽51的槽口边缘55在相对于导向槽32滑动的过程中，可以在到达滑动终点时直接滑入第一卡槽31中，由此更进一步地提高装配效率。

优选地，每个导向槽32的底面与对应的第一卡槽31的底面共面。由于导向槽32从第一卡槽31的端部开始延伸，因此导向槽32的一个边缘(图10中的下边缘)与第一卡槽31的下端部平齐，即位于同一条母线上，使得导向槽32的该边缘没有侧壁，导向槽32的横截面为直角凹槽(参见图12)，形状与第三卡槽51的槽口边缘55的形状相吻合，因而导向效果更好。

对于轴部上设有导向槽32的各个实施方式，在具体装配时，可首先手动地按压转接件5，使得第三卡槽51的槽口边缘55产生让位，然后将轴部插入轴套4中，待插入一定的深度后，松开对转接件5的按压，转接件5开始复位滑动，直至第三卡槽51的槽口边缘55与导向槽32接合，之后将轴部继续插入，便可自动完成后面的装配过程，即在相对滑动到位后第三卡槽51的槽口边缘55进一步滑动到第一卡槽31中。

优选地，如图1-图2a、图10所示，所述轴部的自由端端面33相对于所述轴部的轴线倾斜，使得所述轴部的轴端具有舌尖部34。舌尖部34及倾斜的自由端端面33可以用于在轴部插入轴套4的初期阶段按压第三卡槽51的槽口边缘55，从而减少甚至免除手动按压转接件5的工作，进一步提高装配效率。

优选地，在所述轴部的圆周方向上，所述舌尖部34位于一对导向槽32之间的、且距离一对导向槽32较远的中点处。由于在轴部的圆周方向上，一对导向槽32之间有两个中点，即一对导向槽32之间的对称线处的直径的两个端点，显然，每个中点到一对导向槽32的距离相等，但这两个中点距离同一个导向槽32的距离是不相等的。如图10和11所示，由于导向槽32位于第一卡槽31的下端部，因此，在圆周向方向上距离导向槽32较远的中点为两个第一卡槽31的上端部的中间位置，也即图中的最上方的位置。这种情况下，两个导向槽32关于通过舌尖部34中心的直径(即图11中的竖直方向的直径)对称，因此，当利用舌尖部34和倾斜的自由端端面33按压第三槽口51的槽口边缘55时，一旦自由端端面33同时按压到两个槽口边缘55，就能够保证两个槽口边缘55到对应的导向槽32的距离相等，从而随后只需要直接将轴部向轴套4中插入，不需要做任何调整，即可顺利完成后续的装配工作，即，导向槽32自动接合槽口边缘55、以及槽口边缘55进一步自动滑动到第一卡槽31中。

优选地，当所述第三卡槽51的槽底面抵接所述轴套4的外侧面时，所述第三卡槽51的槽口边缘55位于所述轴套4的内孔中。此时，在装配过程中可以完全不需要手动按压转接件5，只需要将舌尖部34对准两个槽口边缘55之间的空间插入，就能确保倾斜的自由端端面33自动地同时按压到两个槽口边缘55，从而只需要继续将轴部向轴套4中插入，即可顺利完成后续的所有装配工作。

特别地，在该联轴结构的优选实施方式中，由于偏置件7设置在与第三卡槽51的槽口相对的位置处，也即偏置件7正对两个槽口边缘55的中间位置，因此，在将轴部插入轴套4的过程中，操作者甚至不需要朝轴套4的内孔中观看，只需要将舌尖部34的中心位置对准外部的偏置件7的方位，就能保证顺利完成所有的装配工作，一步到位，十分高效。

下面再详细说明本发明的联轴结构的优选实施方式的工作过程及优点。

该优选的联轴结构包括：轴部，轴部上设有一对第一卡槽31，一对导向槽32，倾斜的自由端端面33和舌尖部34；轴套4，轴套4上设有一对第二卡槽41和定位孔42；转接件5，转接件5上设有第三卡槽51，让位孔52和定位柱53；以及偏置件7，具体是压缩弹簧。其中，转接件5通过让位孔52装在轴套4的第二卡槽41中，可沿第二卡槽41作垂直于轴套4轴线方向的滑动；压缩弹簧的一端安装在转接件5上的定位柱53上，另一端安装在轴套4的定位孔42中，以防止脱落；在压缩弹簧的弹力作用下，转接件在未联轴的情况下沿轴套4的第二卡槽41滑向压缩弹簧一侧，直到第三卡槽51的槽底面抵接轴套4的外圆柱面。

在联轴装配时，将轴部的舌尖部34的中心位置对准压缩弹簧的方位，将轴部插入轴套4的内孔中，转接件5在轴部的自由端端面33的作用下作径向滑动，给轴部让位，之后轴部的导向槽32滑过第三卡槽51的槽口边缘55，直到轴部的第一卡槽31对准槽口边缘55，转接件5弹起进入第一卡槽31，一步到位地完成装配。

在拆卸时，只需要按压转接件5一下，使第三卡槽51的槽口边缘55与第一卡槽31脱开接合，即可将轴部从轴套4中拔出，且一旦开始拔动，就可以松开对转接件5的按压，从而可轻松、快速地完成拆卸。

可见，本发明的联轴结构可以在不需要任何工具的情况下徒手完成装卸，工作效率得到极大的提高，且装配精度不受操作者的作业水平和态度的影响。

本发明的联轴结构尤其适用于风机，可快速实现电机与风叶组件的联轴装配和拆卸，便于更换或维修电机和/或风叶组件，有利于提高风机的生产效率，降低风机的生产成本。

本发明还提供了一种风机，如图1-图4a所示，该风机包括电机1和风叶组件2，还包括本发明前面所述的联轴结构，其中，所述轴部位于所述电机1上，例如为电机轴3的一部分，所述轴套4位于所述风叶组件2上，该轴套4例如还具有法兰部，通过该法兰部与风叶端板6固定连接。

本领域的技术人员容易理解的是，在不冲突的前提下，上述各优选方案可以自由地组合、叠加。

应当理解，上述的实施方式仅是示例性的，而非限制性的，在不偏离本发明的基本原理的情况下，本领域的技术人员可以针对上述细节做出的各种明显的或等同的修改或替换，都将包含于本发明的权利要求范围内。