空心机械传动轴的制作方法

本实用新型涉及一种空心机械传动轴。

背景技术：

为在机械设备和传动系统中，传动轴的应用非常广泛。在传动递动力的过程中主要承受扭转负荷，有的场合还存在冲击力，因此要求传动轴除了应具有足够的强度、刚度外，还应具有一定的弹性和韧性，以适应不同的工作条件况要求。

在传递不大力矩的场合，一般优先选用实心轴。但相同的外力矩条件下，选用空心轴要比实心轴节省材料，而且减轻空心轴质量，能耗相应降低；当传递较大的力矩且结构允许，一般优先选用空心轴替代材料和截面积相等的实力轴，因为此时空心轴能承受更大的外力矩；根据传动轴圆截面应力分布可以看到，最大剪应力在轴的外圆周上，越接近于传动轴心，剪应力越来越小，到轴心部位时为零，即轴心部位的材料大部分没有充分发挥它的作用，可以说这部分材料相当于白白浪费了。

但是，在实际工作中，有时会认为空心轴比实心轴加工制造困难、可靠度不高，尤其在传递较大力矩时放弃空心轴的应用。

技术实现要素：

针对上述问题，本实用新型提供一种既可节省材料又能保证刚度、强度和韧性的空心机械传动轴。

为达到上述目的，本实用新型一种空心机械传动轴，包括一厚壁空心管，所述厚壁空心管的两端设置有用于封堵厚壁空心管并用于安装轴承或安装联轴器的实心轴头；所述厚壁空心管与实心轴头通过若干个暗销限位并固定联接。

进一步地，所述厚壁空心管为空心的圆柱状结构；所述实心轴头为柱状的阶梯轴头，所述柱状的阶梯轴头直径偏小的一端与厚壁空心管相适配，所述柱状的阶梯轴头直径偏大的一端的直径大于或等于厚壁空心管的外径；所述厚壁空心管的管壁上设置有与暗销相适配的通孔，所述阶梯轴头与通孔对应的位置设置有暗销盲孔，所述通孔和暗销盲孔内设置有暗销，所述暗销的端部与厚壁空心管焊接。

进一步地，所述厚壁空心管沿垂直于管壁的方向且对应阶梯轴头的位置设置有四个通孔，包括与暗销相适配的第一通孔、第二通孔、第三通孔和第四通孔，所述第一通孔和第二通孔的连线位于厚壁空心管的第一直径上，所述第三通孔和第四通孔的连线位于厚壁空心管的第二直径上；所述第一直径与第二直径位于厚壁空心管不同的圆周上；所述经过第一直径、沿平行于厚壁空心管长度方向的截面与第二直径垂直；

所述阶梯轴头对应所述第一通孔、第二通孔、第三通孔和第四通孔的位置设置有第一暗销盲孔、第二暗销盲孔、第三暗销盲孔和第四暗销盲孔；

各通孔及对应的暗销盲孔内设置有暗销，所述暗销的端部与厚壁空心管焊接。

进一步地，所述厚壁空心管的管壁上对应阶梯轴头的位置设置有与暗销相适配的第五通孔、第六通孔和第七通孔，所述第五通孔、第六通孔和第七通孔沿垂直于空心管的管壁的方向设置；经过第五通孔沿平行于厚壁空心管长度方向的截面与经过第六通孔沿平行于厚壁空心管长度方向的截面之间的夹角为60°，经过第六通孔沿平行于厚壁空心管长度方向的截面与经过第七通孔沿平行于厚壁空心管长度方向的截面之间的夹角为60°，且所述第五通孔、第六通孔和第七通孔沿水平方向间隔设置；

所述阶梯轴头对应所述第五通孔、第六通孔、第七通孔和第四通孔的位置设置有第五暗销盲孔、第六暗销盲孔和第七暗销盲孔；

各通孔及对应的暗销盲孔内设置有暗销，所述暗销的端部与厚壁空心管焊接。

进一步地，所述实心轴上暗销盲孔与暗销的配合深度大于或等于8mm。

进一步地，所述暗销与厚壁空心管通孔配合长度大于或等于3mm；

所述暗销远离厚壁空心管中心的端部与厚壁空心管内壁之间的距离大于或等于3mm。

进一步地，所述厚壁空心管与柱状端头接合处的外表面设置有用于焊接的V形坡口。

本实用新型空心机械传动轴，实心轴头与厚壁空心管采用0.06-0.15mm的过盈量，并结合红套的工艺方法，将实心轴头插入厚壁空心管中，同时配合暗销进行限定位，最后采用焊接工艺方法将暗销堵死在厚壁空心管和实心轴头之间，并在厚壁空心管与实心轴头接头位置焊牢、焊实，这样实心轴头与厚壁空心管就固定联接成一空心机械传动轴，在传递转矩的过程中，较大的过盈量、焊接、暗销都能同时传递转矩，加工、制造简易可行，且强度、刚度、弹性和可靠度均得到了保证，在传递较大转矩且机构质量受限的条件下非常适用。

附图说明

图1是本实用新型结构示意图；

图2是本实用新型暗销与实心轴头及厚壁空心管的连接示意图；

图3是图2的剖视图；

图4是本实用新型暗销与实心轴头及厚壁空心管的另一种连接示意图；

图5是图4的剖视图。

具体实施方式

下面结合说明书附图对本实用新型做进一步的描述。

实施例1

结合图1，本实施例中提供一种空心机械传动轴，包括一厚壁空心管3，所述厚壁空心管的两端设置有用于封堵厚壁空心管并用于安装轴承或安装联轴器的实心轴头1；所述厚壁空心管与实心轴头通过若干个暗销2限位并固定联接。具体的，厚壁空心管为空心的圆柱状结构，所述实心轴头包括与厚壁空心管空心相适配的阶梯轴头和设置在阶梯轴头端部的柱状端头，所述柱状端头的直径大于或等于厚壁空心管的外径，所述厚壁空心管与柱状端头接合处的外表面设置有用于焊接的V形坡口4；厚壁空心管的管壁上设置有与暗销相适配的通孔，所述阶梯轴头与通孔对应的位置设置有暗销盲孔，所述通孔和暗销盲孔内设置有暗销，暗销的外端与厚壁空心管的管壁通过塞焊5焊接。

本实施例中，厚壁空心管为钢管，阶梯轴头上的暗销盲孔与暗销的配合深度大于或等于8mm；

所述暗销与厚壁空心管通孔的配合长度大于或等于3mm；

所述暗销远离厚壁空心管中心的端部与厚壁空心管内壁之间的距离大于或等于3mm。

实施例2

结合图2和图3，作为实施例1的具体方案，所述厚壁空心管沿垂直于管壁的方向且对应阶梯轴头的位置设置有四个通孔，包括与暗销相适配的第一通孔、第二通孔、第三通孔和第四通孔，所述第一通孔和第二通孔的连线位于厚壁空心管的第一直径上，所述第三通孔和第四通孔的连线位于厚壁空心管的第二直径上；所述第一直径与第二直径位于厚壁空心管不同的圆周上；所述经过第一直径、沿平行于厚壁空心管长度方向的截面与第二直径垂直；

所述阶梯轴头对应所述第一通孔、第二通孔、第三通孔和第四通孔的位置设置有第一暗销盲孔、第二暗销盲孔、第三暗销盲孔和第四暗销盲孔；

各通孔及对应的暗销盲孔内设置有暗销，所述暗销的端部与厚壁空心管焊接。

本实施中，通过实心轴头与厚壁空心管联接处设置4只暗销，4只暗销分为2组，同一组的2只暗销对称布置在厚壁空心管的同一径向圆周上，2组暗销呈十字交叉轴向间隔分布，利用这种布置方式使得每个暗销受力更加均衡。

实施例3

结合图4和图5，本实施例与实施例2的不同之处在于，本是实力中暗销的个数及位置与实施例2不同，本实施例中厚壁空心管的管壁上对应阶梯轴头的位置设置有与暗销相适配的第五通孔、第六通孔和第七通孔，所述第五通孔、第六通孔和第七通孔沿垂直于空心管的管壁的方向设置；经过第五通孔沿平行于厚壁空心管长度方向的截面与经过第六通孔沿平行于厚壁空心管长度方向的截面之间的夹角为60°，经过第六通孔沿平行于厚壁空心管长度方向的截面与经过第七通孔沿平行于厚壁空心管长度方向的截面之间的夹角为60°，且所述第五通孔、第六通孔和第七通孔沿水平方向间隔设置；

所述阶梯轴头对应所述第五通孔、第六通孔、第七通孔和第四通孔的位置设置有第五暗销盲孔、第六暗销盲孔和第七暗销盲孔；

各通孔及对应的暗销盲孔内设置有暗销，所述暗销的端部与厚壁空心管焊接。

具体的厚壁空心管为厚壁空心管。

本实施例中，利用空心轴头与厚壁空心管联接处设置了多个暗销，其布置方法可按径向和轴向同时均匀布置的方式，也即各暗销呈螺旋形布置，这种布置方式保证了每个暗销受力均衡。

本实用新型空心机械传动轴，将实心轴头插入厚壁空心管中，配合暗销进行限定位，最后采用焊接工艺方法将暗销堵死在厚壁空心管和实心轴头之间，并在厚壁空心管与实心轴头接头位置焊牢、焊实，这样实心轴头与厚壁空心管就固定联接成一空心机械传动轴，然后按图纸进行加工，轴头部分可用于安装轴承、联轴器等零部件，这种空心机械传动轴加工、制造简易可行，且强度、刚度和可靠度得到了保证，在传递较大转矩且机构质量受限的条件下非常适用。

以上，仅为本实用新型的较佳实施例，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求所界定的保护范围为准。