一种滚珠式三叉杆万向联轴器的制作方法

本实用新型涉及联轴器领域，具体说是涉及到一种滚珠式三叉杆万向联轴器。

背景技术：

随着科技的发展，越来越多的机械设备，例如调距式密炼机，为达到最佳的产品性能需要调整两轴间的距离和角度，因而对机械传动过程中的联轴器提出越来越高的要求。为传递两轴间变距离和角度的转矩，采用的结构一般是万向联轴器。普通的万向联轴器有十字型万向联轴器和球笼式万向联轴器等。十字型万向联轴器在传动过程中会产生附加载荷，引起振动，不适用于高速、轴间角过大的传动；球笼式万向联轴器则存在加工精度高，承载能力低等缺点。

为了克服普通万向联轴器的上述缺点，设计发明了一种滚珠式三叉杆万向联轴器。该新型万向联轴器有着缓冲减振性好，制作成本低，加工和安装方便，承载大，运行可靠，使用寿命长的优点。该新型万向联轴器采用滚珠在滚珠槽里滚动的运动形式，代替了普通万向联轴器滑块直接在槽里滑动，减小了传动过程中的摩擦，降低了联轴器能量损耗，提高了生产效率。并且，该新型万向联轴器可以用于更大轴间角的传动，能够适应于更复杂的传动场景。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种缓冲减振，制作成本低，加工和安装方便，承载大，运行可靠，低损耗，使用寿命长，可以用于大轴间角传动的滚珠式三叉杆万向联轴器。

本实用新型所采用的方案如下：

一种滚珠式三叉杆万向联轴器，包括：输入轴，滑块组件，三叉杆组件，输出轴组件；所述输入轴一端开有键槽，另一端开有三组呈120°分布的滑块槽；所述滑块组件有3套，分别安装在3组所述滑块槽内，并且与所述三叉杆组件连接；所述三叉杆组件通过矩形花键与所述输出轴组件连接。

进一步地，所述滑块组件每套包括：滑块主体，滚珠，滚珠保持架，关节轴承；所述滑块主体为矩形结构，两侧均开有滚珠槽；每套所述滑块组件中所述滚珠有10个，所述滚珠保持架有2个，每5个所述滚珠分别安装在每1个所述滚珠保持架内，所述滚珠保持架通过螺钉安装在所述滑块主体的两侧，所述滚珠能够在所述滑块主体的滚珠槽内滚动，所述滚珠在装配之前，在所述滑块槽的滚珠槽和所述滑块主体的滚珠槽内均匀涂抹润滑脂，以便于实现减小所述滚珠在滚动过程中的摩擦，减小磨损和损耗；所述关节轴承有3套，分别安装在所述滑块主体的中心。

进一步地，所述三叉杆组件包括：三叉杆，润滑毛毡，减振橡胶垫；所述三叉杆的基部分别加工有凸台，中部开有矩形花键槽；所述矩形花键槽在过所述三叉杆三条轴心线的面上开有润滑槽，所述润滑毛毡放置于所述润滑槽内，并且在安装之前充分浸润润滑油；所述关节轴承采用自润滑材料制成，以实现自身的润滑，并且内圈安装在所述三叉杆上构成滑动副；所述减振橡胶垫有3个，分别安放在所述三叉杆的凸台和所述关节轴承之间，起到支撑所述关节轴承和吸收所述关节轴承振动的作用。

进一步地，所述输出轴组件包括：输出轴，输出轴端盖，弹簧；所述输出轴一侧加工为矩形花键的形式，加工出轴肩，并在所述三叉杆的矩形花键槽内滑动，构成滑动副，所述输出轴在所述矩形花键槽滑动过程中，不断由所述润滑毛毡中获得润滑油，以此形成油膜，降低了摩擦系数，从而减小摩擦；所述输出轴端盖通过紧固螺钉安装在所述输出轴矩形花键一侧的末端；所述弹簧连接所述三叉杆的端面与所述输出轴的轴肩。

进一步地，所述保持架采用碳钢材料，以提高强度；所述滚珠采用GCr15材料，并采取淬火加低温回火热处理方式，以提高强度和耐磨性能；所述滑块主体的滚珠槽的截面为曲率和所述滚珠相同，深度为0.1倍所述滚珠直径的圆弧；所述输入轴的滑块槽内开有0.1倍所述滚珠直径深度、和所述滚珠相同曲率的圆弧截面的滚珠槽，所述滚珠分别在所述滑块主体的滚珠槽和所述滑块槽的滚珠槽内滚动，滚动过程中，所述滚珠与所述滑块主体的滚珠槽和所述滑块槽的滚珠槽均为线接触，由此提高了承载能力；所述滑块主体和所述滑块槽的表面采用渗碳淬火热处理方式，以提高强度和耐磨性能；所述三叉杆和所述输出轴之间采用矩形花键传动的形式，提高传动精度和可靠性的同时可以承载更大的载荷。

进一步地，在所述输入轴开有所述滑块槽的一侧，有锥度地自端面向另一面去除材料，以便避免出现在所述输入轴与所述输出轴有较大轴间角的情况下，所述弹簧与所述输入轴发生挤压，从而出现的弹簧受力不均的问题，同时可以释放一定的轴间角，从而实现大轴间角传动。

本实用新型滚珠式三叉杆万向联轴器所能取得的有益效果是：

采用了滚珠滚动代替了滑块直接滑动的形式，线接触代替了面接触；对滚珠、滑块主体以及滑块槽进行热处理工艺；对矩形花键传动部分采用润滑毛毡供油润滑的处理方式，关节轴承采用自润滑材料；在关节轴承与凸台之间设置减振橡胶垫，输出轴的轴向运动设置弹簧；对输入轴连接滑块组件一侧进行倒角处理。与现有的三叉杆万向联轴器相比，有着高度润滑，磨损小，能量损失小，承载大，轴间角度大，运行可靠，使用寿命长，缓冲减振性能好，制作成本低，加工和安装方便等显著优点，可以适应于更复杂的传动场景。

附图说明

图1：本实用新型一种滚珠式三叉杆万向联轴器立体结构图；

图2：本实用新型一种滚珠式三叉杆万向联轴器滑块组件图；

图3：本实用新型一种滚珠式三叉杆万向联轴器滑块主体图；

图4：本实用新型一种滚珠式三叉杆万向联轴器三叉杆组件图；

图5：本实用新型一种滚珠式三叉杆万向联轴器输出轴组件图。

图中：1-输入轴，2-滑块组件，3-三叉杆组件，4-输出轴组件，20-滑块主体，21-滚珠，22-滚珠保持架，23-关节轴承，30-三叉杆，31-润滑毛毡，32-减振橡胶垫，40-输出轴端盖，41-输出轴，42-弹簧。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施作进一步描述。

如图1、2、3、4、5所示，本实用新型一种滚珠式三叉杆万向联轴器，包括：输入轴1，滑块组件2，三叉杆组件3，输出轴组件4；所述输入轴1一端开有键槽，另一端开有三组呈120°分布的滑块槽；所述滑块组件2有3套，分别安装在3组所述滑块槽内，并且与三叉杆组件3连接；所述三叉杆组件3通过矩形花键与所述输出轴组件4连接。

所述滑块组件2每套包括：滑块主体20，滚珠21，滚珠保持架22，关节轴承23；所述滑块主体20为矩形结构，两侧均开有滚珠槽；每套所述滑块组件2的所述滚珠21有10个，所述滚珠保持架22有2个，每5个所述滚珠21安装分别在每1个所述滚珠保持架22内，所述保持架22通过螺钉安装在所述滑块主体20的两侧，所述滚珠21能够在所述滑块主体20的滚珠槽内滚动；所述关节轴承23有3套，分别安装在所述滑块主体20的中心。

所述三叉杆组件3包括：三叉杆30，润滑毛毡31，减振橡胶垫32；所述三叉杆30中部开有矩形花键槽，基部加工有凸台；所述矩形花键槽在过所述三叉杆30三条轴心线的面上开有润滑槽，所述润滑毛毡31放置于所述润滑槽内；每套所述关节轴承23的内圈安装在所述三叉杆30上，构成滑动副；所述减振橡胶垫32有3个，分别安放在所述三叉杆30的凸台和所述关节轴承23之间。

所述输出轴组件4包括：输出轴端盖40，输出轴41，弹簧42；所述输出轴41一侧加工为矩形花键的形式，加工出轴肩，并在所述三叉杆30的矩形花键槽内滑动，构成滑动副；所述输出轴端盖40通过紧固螺钉安装在所述输出轴41矩形花键一侧的末端；所述弹簧42连接所述三叉杆30的端面与所述输出轴41的轴肩。

如图1、2、3、4、5所示，本实用新型一种滚珠式三叉杆万向联轴器工作方法步骤如下：

扭矩和运动输入给所述输入轴1，经所述滑块组件2和三叉杆组件3传给所述输出轴41，实现扭矩的传输。传动过程中，所述滑块组件2在所述输入轴1的滑块槽内滑动，同时通过所述关节轴承24将扭矩传递给所述三叉杆30，继而传递给所述输出轴41，所述输出轴41可以在所述三叉杆组件3的花键槽内轴向滑动，传动过程克服了普通万向联轴器匀速输入而变速输出的缺点；同时，所述关节轴承23在沿所述三叉杆30的轴线运动时，产生的振动可以由所述减振橡胶垫32吸收，所述输出轴41轴向运动产生的振动，可以由所述弹簧42吸收。在运动过程中，所述滑块组件2上的所述滚珠21分别在所述滑块主体20的滚珠槽和所述输入轴1上的滚珠槽内的润滑脂中不断滚动，所述输出轴41不断由所述润滑毛毡32内获得润滑油，配合采用自润滑材料的所述关节轴承23，系统取得更佳的润滑效果，减小磨损提高效率的效果明显。

本实用新型的保护范围不仅局限于此，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据。