一种基于楔键连接的组合式转轴结构的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种组合式转轴结构，具体涉及一种基于楔键连接的组合式转轴结构。
【背景技术】
[0002]碳-碳复合材料具有优异的防热、承载能力，但其过高的热传导能力将导致与其配合的结构温度过高。高温合金材料具有较高的耐温性能和较低的热传导能力。为综合利用两种材料的性能，采用楔键结构实现两种材料转轴的连接，保证转轴同时具有较高的耐温性能和较低的热传导性能。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是提供一种基于楔键连接的组合式转轴结构，既具有较高的耐温性能，还拥有较低的热传导性能。
[0004]本发明所述的一种基于楔键连接的组合式转轴结构，包括压环、连接螺杆、第一锁紧螺母、第二锁紧螺母，还包括碳-碳转轴、多个楔键、金属转轴；
[0005]碳-碳转轴为圆柱台，圆柱台上部直径大于其下部直径，圆柱台上部底面为轴肩，圆柱台下部外壁上沿周向均匀设置多个平面为配合面，配合面的数量与楔键的数量相同，碳-碳转轴的中心设有安装连接螺杆的碳-碳转轴连接孔；
[0006]碳-碳转轴下面为金属转轴，金属转轴上部为桶状结构，桶状结构内壁对应配合面的位置设置金属转轴斜面，金属转轴斜面的斜度与楔键斜面的斜度相同，碳-碳转轴中心设有安装连接螺杆的金属转轴连接孔；
[0007]楔键为上宽下窄的长方体结构，设置具有斜度的楔键斜面，楔键斜面的相对面为没有斜度的楔键平面；楔键设置在碳-碳转轴的圆柱台下部外壁和金属转轴的上部桶装结构内壁之间，楔键上端面通过压环与碳-碳转轴的轴肩压紧，键平面与碳-碳转轴上的配合面紧密接触，楔键斜面与金属转轴上的金属转轴斜面紧密接触；
[0008]连接螺杆穿过碳-碳转轴连接孔和金属转轴连接孔，通过连接螺杆上端的第一锁紧螺母和连接螺杆下端的第二锁紧螺母进行固定。
[0009]本发明所述的一种基于楔键连接的组合式转轴结构，其中，所述楔键的数量为2个或者4个。
[0010]本发明所述的一种基于楔键连接的组合式转轴结构，其中，所述楔键斜面为
1:100ο
[0011]本发明所述的一种基于楔键连接的组合式转轴结构，还包括第一垫片和第二垫片，第一锁紧螺母与碳-碳转轴的上端面之间设置有第一垫片，第二锁紧螺母与金属转轴的凹槽底面之间设置有第二垫片。
[0012]本发明所述的一种基于楔键连接的组合式转轴结构，其中，所述碳-碳转轴采用碳-碳复合材料制成，所述楔键和金属转轴采用高温合金材料制成。
[0013]本发明设计了一种基于楔键连接的组合式转轴结构，采用楔键结构，通过轴向预紧可以实现碳-碳转轴和金属转轴的无间隙连接，利用碳-碳复合材料优异的防热能力和承载能力，以及高温合金材料较高的耐温性能和较低的热传导能力，保证转轴结构同时具有较高的耐温性能和较低的热传导性能。
【附图说明】
[0014]图1为组合式转轴结构示意图。
[0015]图2为碳-碳转轴示意图。
[0016]图3为碳-碳转轴结构示意图。
[0017]图4为楔键示意图。
[0018]图5为金属转轴示意图。
[0019]图6为金属转轴结构示意图。
[0020]其中，1、碳-碳转轴，2、压环，3、楔键，4、连接螺杆，5、金属转轴，6、第一垫片，7、第一锁紧螺母，8、第二垫片，9、第二锁紧螺母，101、配合面，102、轴肩，103、碳-碳转轴连接孔，301、楔键斜面，302、楔键平面，501、金属转轴斜面，502、金属转轴连接孔。
【具体实施方式】
[0021]下面结合附图和实施例对本发明进行进一步描述。
[0022]本发明是一种基于楔键连接的组合式转轴结构，如图1所示，包括碳-碳转轴1，压环2，2个楔键3，连接螺杆4，金属转轴5，第一垫片6，第一锁紧螺母7，第二垫片8，第二锁紧螺母9。
[0023]如图2和图3所示，碳-碳转轴I采用碳-碳复合材料制成，为圆柱台结构，圆柱台上部直径大于其下部直径，圆柱台上部底面为轴肩102，轴肩102与压环2的上端面配合；所述圆柱台下部外壁上沿周向相隔180度设置有2个凹陷的平面，即配合面101，配合面101与楔键3配合，进而与金属转轴5配合，实现转动；碳_碳转轴I的中心设有通孔，即碳-碳转轴连接孔103，用于安装连接螺杆4。
[0024]如图4所示，楔键3采用高温合金材料制成，为上宽下窄的长方体结构，设置有斜度为1:100的楔键斜面301，与金属转轴5上的金属转轴斜面501配合；所述楔键斜面301的相对面为楔键平面302，与碳-碳转轴I上的配合面101配合。
[0025]如图1所示，碳-碳转轴I套装在金属转轴5内部，金属转轴5位于碳-碳转轴I下方。如图5和图6所示，金属转轴5采用高温合金材料制成，上部为桶状结构，桶状结构内壁沿周向均匀设置金属转轴斜面501，金属转轴斜面501的数量和位置，分别与碳-碳转轴I的配合面101的数量和位置相配合，金属转轴斜面501的斜度与楔键3的楔键斜面301的斜度相配合；金属转轴5下部设有凹槽，用于安装第二锁紧螺母9 ;金属转轴5的中心设有通孔，即金属转轴连接孔502，用于安装连接螺杆4。
[0026]本实施例中所述碳-碳转轴I的配合面101为2个，实际应用中可根据需求均匀设置多个配合面101，例如，相隔90度设置4个配合面101，同时对楔键3的数量和金属转轴5的结构做出相应的变化。
[0027]本发明所述的一种基于楔键连接的组合式转轴结构，其组装后的结构如图1所示。碳-碳转轴I套装在金属转轴5内部，金属转轴5位于碳-碳转轴I下方，楔键3设置在碳-碳转轴I的圆柱台下部外壁和金属转轴5的上部桶装结构内壁之间；楔键3上端面通过压环2与碳-碳转轴I的轴肩102压紧，楔键平面302与碳-碳转轴I上的配合面101紧密接触，楔键斜面301与金属转轴5上的金属转轴斜面501紧密接触；碳-碳转轴I和金属转轴5通过连接螺杆4、第一锁紧螺母7、第二锁紧螺母9连接固定，连接螺杆4穿过碳-碳转轴连接孔103和金属转轴连接孔502，通过连接螺杆4上端的第一锁紧螺母7和连接螺杆4下端的第二锁紧螺母9进行固定，第一锁紧螺母7与碳-碳转轴I的上端面之间设置有第一垫片6，第二锁紧螺母9与金属转轴5的凹槽底面之间设置有第二垫片8，通过拧紧第一锁紧螺母7和第二锁紧螺母9给楔键斜面301和金属转轴斜面501配合上施加轴向力，使楔键锁紧实现转动。
[0028]上面对本发明的实施例作了详细说明，上述实施方式仅为本发明的最优实施例，但是本发明并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化。
【主权项】
1.一种基于楔键连接的组合式转轴结构，包括压环(2)、连接螺杆(4)、第一锁紧螺母(7)、第二锁紧螺母(9)，其特征在于:还包括碳-碳转轴(I)、多个楔键(3)、金属转轴(5);其中， 碳-碳转轴(I)为圆柱台，圆柱台上部直径大于其下部直径，圆柱台上部底面为轴肩(102)，圆柱台下部外壁上沿周向均匀设置多个平面为配合面(101)，配合面(101)的数量与楔键(3)的数量相同，碳-碳转轴(I)的中心设有安装连接螺杆(4)的碳-碳转轴连接孔(103); 碳-碳转轴(I)下面为金属转轴(5)，金属转轴(5)上部为桶状结构，桶状结构内壁对应配合面(101)的位置设置金属转轴斜面(501)，金属转轴斜面(501)的斜度与楔键斜面(301)的斜度相同，碳-碳转轴(I)中心设有安装连接螺杆(4)的金属转轴连接孔(502); 楔键(3)为上宽下窄的长方体结构，设置具有斜度的楔键斜面(301)，楔键斜面(301)的相对面为没有斜度的楔键平面(302);楔键(3)设置在碳-碳转轴(I)的圆柱台下部外壁和金属转轴(5)的上部桶装结构内壁之间，楔键(3)上端面通过压环(2)与碳-碳转轴(I)的轴肩(102)压紧，键平面(302)与碳-碳转轴(I)上的配合面(101)紧密接触，楔键斜面(301)与金属转轴(5)上的金属转轴斜面(501)紧密接触； 连接螺杆⑷穿过碳-碳转轴连接孔(103)和金属转轴连接孔(502)，通过连接螺杆(4)上端的第一锁紧螺母(7)和连接螺杆(4)下端的第二锁紧螺母(9)进行固定。2.按照权利要求1所述的一种基于楔键连接的组合式转轴结构，其特征在于:所述楔键⑶的数量为2个或者4个。3.按照权利要求1所述的一种基于楔键连接的组合式转轴结构，其特征在于:所述楔键斜面(301)的斜度为1:100。4.按照权利要求1所述的一种基于楔键连接的组合式转轴结构，其特征在于:还包括第一垫片(6)和第二垫片(8)，第一锁紧螺母(7)与碳-碳转轴(I)的上端面之间设置有第一垫片(6)，第二锁紧螺母(9)与金属转轴(5)的凹槽底面之间设置有第二垫片(8)。5.按照权利要求1所述的一种基于楔键连接的组合式转轴结构，其特征在于:碳-碳转轴(I)采用碳-碳复合材料制成，楔键(3)和金属转轴(5)采用高温合金材料制成。
【专利摘要】本发明是一种基于楔键连接的组合式转轴结构，包括碳-碳转轴、多个楔键、金属转轴、连接螺杆、第一垫片、第一锁紧螺母、第二垫片、第二锁紧螺母；连接螺杆穿过碳-碳转轴连接孔和金属转轴连接孔，连接螺杆的上端先后安装第一垫片和第一锁紧螺母，连接螺杆的下端先后安装第二垫片和第二锁紧螺母，通过拧紧第一锁紧螺母和第二锁紧螺母给楔键斜面和金属转轴斜面配合上施加轴向力，使楔键锁紧实现转动。本发明采用楔键结构，通过轴向预紧实现碳-碳转轴和金属转轴的无间隙连接，利用碳-碳复合材料优异的防热能力和承载能力，以及高温合金材料较高的耐温性能和较低的热传导能力，保证转轴结构同时具有较高的耐温性能和较低的热传导性能。
【IPC分类】F16D1/033, F16D1/04
【公开号】CN105114478
【申请号】CN201510603425
【发明人】杨浩, 韩旭, 高扬, 王宗伟, 吴宏伟, 常志鹏, 田震
【申请人】北京临近空间飞行器系统工程研究所, 中国运载火箭技术研究院
【公开日】2015年12月2日
【申请日】2015年9月21日