一种基于膨胀的无间隙多面棱体安装结构的制作方法

本实用新型涉及减速器性能检测中的多面棱体安装技术，特别涉及一种基于膨胀的无间隙多面棱体安装结构。

背景技术：

精密减速器广泛应用于国民经济和国防工业等各个领域，随着工业自动化技术的发展，对减速器的性能指标要求也越来越高，特别是在机器人领域，减速器的传动效率、转速要求以及负载能力等严重影响着系统工作精度和使用寿命，因此对减速器的性能检测变的尤为重要。

角度测量作为减速器性能检测中的关键技术参数，决定着减速器扭转刚度、空程、背隙及传动误差等关键性能参数的测量精度。在精密减速器高精度综合性能检测仪中，采用圆光栅作为测角元件，圆光栅串联在高低速端轴系中，随着高、低速端做同轴同步转动。由于圆光栅仍存在由于偏心、倾斜和轴系晃动造成的测角误差，需采用多面棱体与光电自准直仪结合的方式作为角度计量标准，对圆光栅测角系统进行角度定位的标定。可将多面棱体安装在高速端输出轴和低速端输入轴工位上，多面棱体与圆光栅就可实现同轴转动，这样就可以通过自准直仪的读数和多面棱体转动的工作面数，计算出转动的真实角度，并与圆光栅输出数显角度比对，从而标定出测角误差。但是由于工位的特殊性，高速端输出轴要求多面棱体可以悬挂安装，且由于高低速端连接处为花键，要求多面棱体安装结构能够与花键轴实现无间隙固定，避免传动时的花键间隙，不对角度传递产生附加误差。由于存在高低速端两个工位，多面棱体安装结构最好可以通用，能够在多个工位情况下保证多面棱体与所连接的轴系无相对转动。

但是目前的多面棱体安装结构连接比较复杂，安装时间较长，使用比较麻烦，并且无法满足精密减速器检测仪对安装结构无间隙、多工位的要求。因此需要设计一种基于膨胀的无间隙多面棱体安装结构，通过摩擦使多面棱体在与高、低速端轴系同步转动过程中无花键间隙，不对角度传递产生附加误差，通过膨胀结构使多面棱体可以稳定悬挂在高速端端面下方，能够在多个工位情况下保证多面棱体与所连接的轴系无相对转动，配合牢固可靠，对减速器检测仪的结构不产生影响。

技术实现要素：

本实用新型的目的是克服现有技术中的不足，提供一种基于膨胀的无间隙多面棱体安装结构，本安装结构能够在多个工位情况下保证多面棱体与所连接的轴系无相对转动，可以实现悬挂多面棱体的要求，同时避免传动时的花键间隙，提高安装精度。

本实用新型所采用的技术方案是：一种基于膨胀的无间隙多面棱体安装结构，包括膨胀部件、安装件和大圆螺母；

所述膨胀部件包括驱动螺杆和套设在所述驱动螺杆外部的膨胀环、锥形件；

所述膨胀环的外壁呈圆柱形，所述膨胀环的内壁上部呈圆柱形、所述膨胀环的内壁下部呈圆锥面；

所述锥形件包括依次连接的膨胀套管、第一接触法兰和方形夹持部分；所述膨胀套管的内壁呈圆柱形，所述膨胀套管的外壁下部呈圆柱形、所述膨胀套管的外壁上部呈圆锥面，所述膨胀套管的圆锥面外壁与所述膨胀环的圆锥面内壁相配合；所述方形夹持部分的中心设有贯穿螺纹孔；

所述驱动螺杆的顶部设置有圆台，所述驱动螺杆的圆台底面与所述膨胀环的上端面直接或间接接触；所述驱动螺杆的中部设置有外螺纹，所述驱动螺杆的外螺纹与所述锥形件的方形夹持部分中心的贯穿螺纹孔相连接；所述驱动螺杆的尾部设置有外六角；

所述安装件的顶部设置有用于连接所述锥形件的第一接触法兰或检测仪低速端输入轴的第二接触法兰；所述安装件的中部设置有轴肩定位，多面棱体套设在所述安装件的外部并位于所述轴肩定位的下方，所述轴肩定位的下端面与所述多面棱体的上端面接触，用于限定所述多面棱体的轴向位置；所述安装件的尾部设置有外螺纹，所述大圆螺母从所述安装件尾部的外螺纹旋入夹紧所述多面棱体。

进一步地，在对检测仪高速端圆光栅测角系统进行角度定位标定时，所述多面棱体需安装在高速端输出轴工位上，此时，所述锥形件的第一接触法兰的上端面与高速端输出轴的下端面贴合接触实现轴向定位，所述安装件的第二接触法兰与所述锥形件的第一接触法兰连接；所述驱动螺杆在穿过所述膨胀环后，从所述锥形件的膨胀套管方向旋入尾部的方形夹持部分的贯穿螺纹孔中，使所述膨胀环的下部圆锥面内壁与所述锥形件的上部圆锥面外壁接触，向一个方向旋转所述驱动螺杆的尾部外六角，通过螺纹传动，所述驱动螺杆向下移动，通过所述驱动螺杆的圆台底面与所述膨胀环的上端面受压，带动所述膨胀环下移，所述锥形件的上部圆锥面外壁向外侧挤压所述膨胀环的下部圆锥面内壁，使得所述锥形件与高速端输出轴通过所述膨胀环与高速端输出轴的内花键齿顶圆形成的柱面之间的摩擦力连接在一起。

进一步地，在对检测仪低速端圆光栅测角系统进行角度定位标定时，所述多面棱体需安装在低速端输入轴工位上，此时，所述安装件的第二接触法兰在无需所述膨胀部件下直接与低速端输入轴连接，利用所述多面棱体和所述安装件的自重在低速端输入轴上端面产生的摩擦力，使所述多面棱体与低速端输入轴不会产生相对转动。

进一步地，所述驱动螺杆的圆台底面与所述膨胀环的上端面之间设置有金属垫片，所述膨胀环的外壁直径大于所述金属垫片的外径、小于高速端输出轴的内花键齿顶圆形成的柱面内径；所述膨胀环的上端面与所述金属垫片的下端面相接触，所述金属垫片的上端面与所述驱动螺杆的圆台底面相接触，便于在对检测仪高速端圆光栅测角系统进行角度定位标定时，所述驱动螺杆的圆台能通过所述金属垫片带动所述膨胀环在高速端输出轴的花键中移动。

其中，所述驱动螺杆的圆台外径大于所述金属垫片的内径，可保证带动所述金属垫片向下移动从而带动所述膨胀环向下移动。

进一步地，所述膨胀环的下部圆锥面锥度与所述膨胀环的上部圆锥面锥度相同，直径从上至下逐渐增大；所述膨胀环向所述多面棱体方向移动时，所述膨胀环的下部圆锥面内壁在所述锥形件的上部圆锥面外壁挤压下，所述膨胀环的外柱面向外侧膨胀，使所述膨胀环的外壁与高速端输出轴的内花键齿顶圆形成的柱面紧密贴合；所述膨胀环的下部圆锥面在不受到所述锥形件的上部圆锥面挤压后，能恢复原状。

进一步地，所述膨胀环的侧壁上开设有贯穿所述膨胀环上、下端面的长方形开口，利于所述膨胀环发生形变。

进一步地，所述锥形件的第一接触法兰上开设有用于与所述安装件的第二接触法兰连接的贯穿连接螺纹孔，所述贯穿连接螺纹孔设置有多个，沿圆周方向等间距分布。

进一步地，所述锥形件的第一接触法兰上开设有供拆卸时使用的贯穿拆卸螺纹孔，所述贯穿拆卸螺纹孔设置有两个，沿圆周方向等间距分布，并位于高速端输出轴端面位置；拆卸高速端工位时，在取下所述安装件、所述多面棱体和所述大圆螺母组成的整体后，利用六角扳手与所述驱动螺杆尾部的外六角配合旋转所述驱动螺杆，同时，将内六角螺钉旋入所述锥形件的贯穿拆卸螺纹孔，并使所述内六角螺钉的端部与高速端输出轴端面相接触，通过螺旋传动将所述锥形件顶出。

进一步地，所述安装件的顶部柱面与低速端输入轴的内花键齿顶圆形成的柱面相配合，所述安装件的第二接触法兰的上平面与低速端输入轴的上端面接触，形成止口配合，保证所述多面棱体与低速端输入轴的同轴度。

本实用新型的有益效果是：本实用新型一种基于膨胀的无间隙多面棱体安装结构能够实现多面棱体悬挂安装的工位要求，且能够在多个工位情况下保证多面棱体与所连接的轴系无相对转动，配合牢固可靠，同时避免传动时的花键间隙，不对角度传递产生附加误差，提高安装精度。本安装结构操作简单，节约多面棱体安装时间，提高工作效率，且能保证多面棱体与轴系的同轴度。

附图说明

图1：本实用新型一种基于膨胀的无间隙多面棱体安装结构在高速端安装工位剖面示意图；

图2：本实用新型一种基于膨胀的无间隙多面棱体安装结构中驱动螺杆的结构示意图；

图3：本实用新型一种基于膨胀的无间隙多面棱体安装结构中膨胀环的结构示意图；

图4：本实用新型一种基于膨胀的无间隙多面棱体安装结构中锥形件的结构示意图；

图5：本实用新型一种基于膨胀的无间隙多面棱体安装结构中安装件的结构示意图；

图6：本实用新型一种基于膨胀的无间隙多面棱体安装结构拆卸时剖面示意图；

图7：本实用新型一种基于膨胀的无间隙多面棱体安装结构在低速端安装工位剖面示意图。

附图标注：1、驱动螺杆，2、金属垫片，3、膨胀环，4、锥形件，5、安装件，6、多面棱体，7、大圆螺母，8、高速端输出轴，9、低速端输入轴，10、贯穿连接螺纹孔，11、贯穿拆卸螺纹孔。

具体实施方式

为能进一步了解本实用新型的实用新型内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：

如附图1至图7所示，一种基于膨胀的无间隙多面棱体安装结构，用于将多面棱体6无间隙固定在高、低速端花键工位上。安装结构包括膨胀部件、安装件5和大圆螺母7。所述膨胀部件包括驱动螺杆1和套设在所述驱动螺杆1外部的金属垫片2、膨胀环3、锥形件4。

所述膨胀环3的外壁呈圆柱形，所述膨胀环3的外壁直径大于所述金属垫片2的外径、小于高速端输出轴8的内花键齿顶圆形成的柱面内径；所述膨胀环3的内壁上部呈圆柱形、所述膨胀环3的内壁下部呈圆锥面，所述膨胀环3的内壁直径从上至下逐渐增大。所述膨胀环3的上端面与所述金属垫片2的下端面相接触，所述金属垫片2的上端面与所述驱动螺杆1的圆台底面相接触，便于在对检测仪高速端圆光栅测角系统进行角度定位标定时，所述驱动螺杆1的圆台能通过所述金属垫片2带动所述膨胀环3在所述高速端输出轴8的花键中移动。所述膨胀环3向所述多面棱体6方向移动时，所述膨胀环3的下部圆锥面内壁在所述锥形件4的上部圆锥面外壁挤压下，所述膨胀环3的外柱面向外侧膨胀，最终使所述膨胀环3的外壁与所述高速端输出轴8的内花键齿顶圆形成的柱面紧密贴合；所述膨胀环3的下部圆锥面在不受到所述锥形件4的上部圆锥面挤压后，能变形恢复原状。所述膨胀环3的侧壁上开设有贯穿所述膨胀环3上、下端面的长方形开口，利于所述膨胀环3发生形变。

所述锥形件4包括依次连接的膨胀套管、第一接触法兰和方形夹持部分。所述膨胀套管的内壁呈圆柱形，所述膨胀套管的外壁下部呈圆柱形、所述膨胀套管的外壁上部呈圆锥面，所述膨胀环3的上部圆锥面锥度与所述膨胀环3的下部圆锥面锥度相同，直径从上至下逐渐增大，使得所述膨胀套管的圆锥面外壁能与所述膨胀环3的圆锥面内壁配合。所述锥形件4的第一接触法兰上开设有用于与所述安装件5的第二接触法兰连接的贯穿连接螺纹孔10，所述贯穿连接螺纹孔10设置有四个，沿圆周方向等间距分布。所述锥形件4的第一接触法兰上还开设有供拆卸时使用的贯穿拆卸螺纹孔11，所述贯穿拆卸螺纹孔11设置有两个，沿圆周方向等间距分布，并位于所述高速端输出轴8端面位置；拆卸高速端工位时，先取下所述锥形件4第一接触法兰与所述安装件5的第二接触法兰处的连接螺钉，将所述安装件5、所述多面棱体6和所述大圆螺母7组成的整体取下，利用六角扳手与所述驱动螺杆1尾部的外六角配合向另一个方向旋转所述驱动螺杆1，同时，将两个内六角螺钉旋入所述锥形件4的贯穿拆卸螺纹孔11，并使所述内六角螺钉的端部与所述高速端输出轴8端面相接触，通过螺旋传动将所述锥形件4顶出。位于所述锥形件4尾部的所述方形夹持部分，外侧呈方形，所述锥形件4使用时可利用扳手夹持在所述方形夹持部分；所述方形夹持部分中心设有贯穿螺纹孔，可将所述驱动螺杆1通过贯穿螺纹孔旋入所述锥形件4。

所述驱动螺杆1的顶部设置有圆台，所述驱动螺杆1的圆台底面与所述金属垫片2的上端面相接触，所述驱动螺杆1的圆台外径大于所述金属垫片2的内径，可保证带动所述金属垫片2向下移动从而带动所述膨胀环3向下移动。所述驱动螺杆1的中部设置有外螺纹，所述驱动螺杆1的外螺纹与所述锥形件4的方形夹持部分中心的贯穿螺纹孔相连接；所述驱动螺杆1的尾部设置有外六角，便于使用外六角扳手旋转所述驱动螺杆1。

所述安装件5的顶部设置有用于连接所述锥形件4的第一接触法兰或检测仪低速端输入轴9的第二接触法兰，所述第二接触法兰上开设有用于与所述锥形件4连接的圆形通孔，所述圆形通孔与所述锥形件4的第一接触法兰上的贯穿连接螺纹孔10一一对应。所述安装件5的顶部柱面与所述低速端输入轴9的内花键齿顶圆形成的柱面相配合，所述安装件5的第二接触法兰的上平面与所述低速端输入轴9的上端面接触，形成止口配合，保证所述多面棱体6与所述低速端输入轴9的同轴度。所述安装件5的中部设置有轴肩定位，所述多面棱体6套设在所述安装件5的外部并位于所述轴肩定位的下方，所述轴肩定位的下端面与所述多面棱体6的上端面接触，用于限定所述多面棱体6的轴向位置。所述安装件5的尾部设置有外螺纹，所述大圆螺母7从所述安装件5尾部的外螺纹旋入，通过螺纹传动夹紧所述多面棱体6。

在对检测仪高速端圆光栅测角系统进行角度定位标定时，所述多面棱体6需安装在高速端输出轴8工位上，此时，所述驱动螺杆1依次穿过所述金属垫片2，所述膨胀环3(圆柱面过渡到锥形面方向)，从所述锥形件4的膨胀套管方向旋入尾部的方形夹持部分的贯穿螺纹孔中，使所述膨胀环3的下部圆锥面内壁与所述锥形件4的上部圆锥面外壁轻微接触；使用外六角扳手旋转所述驱动螺杆1，向一个方向旋转所述驱动螺杆1的尾部外六角，通过螺纹传动，所述驱动螺杆1向下移动，通过所述驱动螺杆1的圆台与所述金属垫片2和所述膨胀环3的受压，带动所述金属垫片2和所述膨胀环3向所述多面棱体6方向移动，所述锥形件4的上部圆锥面外壁向外侧挤压所述膨胀环3的下部圆锥面内壁，所述膨胀环3的外柱面向外侧膨胀，最终使所述膨胀环3的外柱面与所述高速端输出轴8的内花键齿顶圆形成的柱面挤压接触、紧密贴合，接触表面产生的摩擦力将所述锥形件4与所述高速端输出轴8牢固地连接在一起；并且，由于螺纹具有自锁能力，所述驱动螺杆1与所述锥形件4不会发生相对移动，所述膨胀环3保持压紧膨胀状态，所述锥形件4平稳固定在所述高速端输出轴8端面。所述锥形件4的第一接触法兰的上端面与高速端输出轴8的下端面贴合接触实现轴向定位，所述安装件5的第二接触法兰与所述锥形件4的第一接触法兰通过内六角螺钉相连接，所述多面棱体6安装在所述安装件5的轴肩定位处，并通过所述大圆螺母7与所述安装件5的螺纹连接对所述多面棱体6进行压紧。拆卸安装结构时，先取下所述锥形件4的第一接触法兰与所述安装件5的第二接触法兰处的连接螺钉，将所述安装件5、所述多面棱体6和所述大圆螺母7组成的整体取下，利用六角扳手与所述驱动螺杆1尾部的外六角配合向另一个方向旋转所述驱动螺杆1，同时，将两个内六角螺钉旋入所述锥形件4的贯穿拆卸螺纹孔11，并使所述内六角螺钉的端部与所述高速端输出轴8端面相接触，通过螺旋传动将所述锥形件4顶出。

在对检测仪低速端圆光栅测角系统进行角度定位标定时，所述多面棱体6需安装在低速端输入轴9工位上，此时，无需所述膨胀部件，将拆卸下的所述安装件5、所述多面棱体6和所述大圆螺母7组成的整体倒置在所述低速端输入轴9中；所述安装件5与所述低速端输入轴9形成止口配合，利用所述多面棱体6和所述安装件5的自重在所述低速端输入轴9上端面产生的摩擦力，使所述多面棱体6与所述低速端输入轴9不会产生相对转动。

使用时，所述驱动螺杆1依次穿过所述金属垫片2，所述膨胀环3(圆柱面过渡到锥形面方向)，从所述锥形件4膨胀套管方向旋入尾部方形夹持部分的贯穿螺纹孔中，使其所述膨胀环3的内锥面与所述锥形件4的外锥面轻微接触。

工作时，利用扳手夹持在所述锥形件4尾部方形夹持部分，将所述膨胀部件放入所述高速端输出轴8中，直至所述锥形件4的第一接触法兰上端面与所述高速输入轴端面接触；利用六角扳手向一个方向旋转所述驱动螺杆1，通过螺纹传动，所述驱动螺杆1向下移动，所述膨胀环3的外柱面向外侧膨胀变形，最终使所述膨胀环3的外柱面与所述高速端输出轴8的内花键齿顶圆形成的柱面挤压接触、紧密贴合；所述锥形件4平稳固定在所述高速端输出轴8端面；所述安装件5的第二接触法兰与所述锥形件4的第一接触法兰通过内六角螺钉相连接；所述多面棱体6的上端面与所述安装件5的轴肩定位下端面接触；所述大圆螺母7旋入所述安装件5的外螺纹处，通过螺纹传动压紧所述多面棱体6。

拆卸时，先取下所述锥形件4的第一接触法兰和所述安装件5的第二接触法兰处的连接螺钉；将所述安装件5、所述多面棱体6和所述大圆螺母7组成的整体取下；利用六角扳手向另一个方向旋转所述驱动螺杆1；将两个内六角螺钉旋入所述锥形件4的贯穿拆卸螺纹孔11，通过螺旋传动将所述锥形件4顶出；所述膨胀环3的内锥面不受到所述锥形件4的外锥面挤压后，变形恢复原状；将所述膨胀部件整体取出。

将拆卸下的所述安装件5、所述多面棱体6和所述大圆螺母7组成的整体倒置在所述低速端输入轴9中；所述安装件5与所述低速端输入轴9形成止口配合。

尽管上面结合附图对本实用新型的优选实施例进行了描述，但是本实用新型并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，并不是限制性的，本领域的普通技术人员在本实用新型的启示下，在不脱离本实用新型宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可以做出很多形式，这些均属于本实用新型的保护范围之内。