CN102072264A

CN102072264A - 关节式联轴器

Info

Publication number: CN102072264A
Application number: CN 201110009291
Authority: CN
Inventors: 肖科; 罗绍华; 王家序; 顾燕; 刘强
Original assignee: Chongqing University
Current assignee: Chongqing University
Priority date: 2011-01-17
Filing date: 2011-01-17
Publication date: 2011-05-25

Abstract

本发明公开了一种关节式联轴器，包括同轴设置且用于同输入轴固定连接的输入轴法兰盘和用于同输出轴固定连接的输出轴法兰盘，输入轴法兰盘和输出轴法兰盘之间通过关节体固定连接，所述关节体包括芯轴、包裹在芯轴上的橡胶弹性体和套设在橡胶弹性体上的关节套；关节体一端固定设置于输入轴法兰盘内，另一端通过芯轴与输出轴法兰盘固定连接；本发明关节式联轴器，一定程度上减小了回转误差，可自适应调节并补偿制造、装配和传动误差，因而本联轴器传动震动噪音小、经济环保，可靠性高，且很大程度上降低了传动过程中的非平衡力矩；可实现油膜润滑装卸，拆装不磨损配合面，结构紧凑，功率大；可应用于机器人、船舶、水利和武器等工程领域装备。

Description

关节式联轴器

技术领域

本发明涉及一种传动装置，特别涉及一种联轴器。

背景技术

长期以来，机械传动***中的船舶推进***、机器人、工程机械、水利、武器装备和发电机组等动力装置常因输出扭矩和转速的非稳态波动而造成轴系振动和噪声加大，严重时可使高速、高精度的轴承和齿轮过早失效。因此，势必要研究和开发能适应复杂和恶劣工作环境，能承受轴向、径向、扭转和偏转等多向载荷疲劳作用和瞬时冲击的联轴器。

现有技术中，橡胶联轴器在较长时间的使用后，容易存在橡胶的弹性疲劳破坏，弹性体的扭振强度降低，承受的扭矩下降，无法补偿轴系传动机构安装和运行过程中产生的不对中误差；鼓形齿联轴器具有制造精度高、成本高和污染周遭环境的缺点；膜片挠性联轴器在频繁周向扭转力矩和轴向弯曲力矩作用下，联轴器出现振动、噪声和膜片过早开裂等现象。

鉴于人们对联轴器的高要求和现有技术中联轴器的缺点，以及节约贵重金属，发展可持续性和建设环境友好型社会。在充分利用新型高性能复合工程橡胶优点和廉价钢材料的背景下，势必需要开发一种结构紧凑、安装误差小、振动噪音小、可靠性高、功率大和经济环保的联轴器，来满足当前的市场需要。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种具有结构紧凑、安装误差小、振动噪音小、可靠性高、功率大和经济环保等优点的关节式联轴器。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：一种关节式联轴器，包括同轴设置且用于同输入轴固定连接的输入轴法兰盘和用于同输出轴固定连接的输出轴法兰盘，输入轴法兰盘和输出轴法兰盘之间通过关节体固定连接，所述关节体包括芯轴、包裹在芯轴上的橡胶弹性体和套设在橡胶弹性体上的关节套；关节体一端固定设置于输入轴法兰盘内，另一端通过芯轴与输出轴法兰盘固定连接，橡胶弹性体产生预压缩变形。

进一步，关节体以过渡配合的方式设置在输入轴法兰盘内，且关节体为至少两个沿圆周方向均布在输入轴法兰盘上；

进一步，所述芯轴的外表面设置螺旋形凹槽，关节套的内表面设置螺旋形凸台，橡胶弹性体通过硫化成型的方式设置在芯轴与关节套之间，芯轴、橡胶弹性体和关节套粘结为一体结构；

进一步，所述芯轴的外表面沿径向凸起呈球面状，关节套的内表面沿径向凹陷成球面状；

进一步，所述关节体的刚度等级相同，且刚度等级标识刻印于关节体轴向外端面；

进一步，所述关节体芯轴两端面设有带护锥的B型中心孔；

进一步，所述输入轴法兰盘设有与输入轴固定配合的锥形孔；所述锥形孔圆锥面设有环形油槽；

进一步，所述输入轴法兰盘包括法兰盘体Ⅰ和硬度高于法兰盘体Ⅰ的衬套；所述衬套设置与输入轴固定配合的锥形孔；所述锥形孔圆锥面设有环形油槽；

进一步，所述输出轴法兰盘包括法兰盘体Ⅱ和硬度高于法兰盘体Ⅱ并可与输出轴花键配合的花键衬套；

进一步，所述输出轴法兰盘体Ⅱ远离输入轴法兰盘一端的端面设有迷宫式油封槽。

本发明的有益效果：

1、本发明关节式联轴器，输入与输出轴法兰盘通过关节体以过渡配合的方式固定连接，关节体在周向扭转力矩和轴向弯曲力矩作用下发生可控的弹性变形，使本联轴器可自适应复杂和恶劣工作环境，承受轴向、径向、扭转和偏转等多向载荷疲劳作用和瞬时冲击，过滤非稳态波动干扰能力强。2、本发明关节体在内嵌输入轴法兰盘前，其橡胶弹性体周向设有一定的预压缩变形量，在装入输入轴法兰盘后产生一定预压缩变形量，受载后承载的关节体数量增多，受力趋向均匀，从而消除在硫化和加载时产生的拉伸应力，提高关节式联轴器承载能力和刚度，同时减小回转轴线上的漂移。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述：

附图1为本关节式联轴器的整体结构半剖视图；

附图2为图1沿A-A向剖视图。

具体实施方式

附图1为本关节式联轴器的整体结构半剖视图，附图2为图1沿A-A向剖视图。如图所示，本发明的关节式联轴器，包括同轴设置且用于同输入轴固定连接的输入轴法兰盘1和用于同输出轴固定连接的输出轴法兰盘2，输入轴法兰盘1和输出轴法兰盘2之间通过关节体3固定连接，具体为输入轴法兰盘1上设置安装孔，关节体3固定安装在安装孔内，所述关节体3包括芯轴3a、包裹在芯轴上的橡胶弹性体3b和套设在橡胶弹性体上的关节套3c；芯轴3a、橡胶弹性体3b和关节套3c通过硫化成型粘结为一体，关节体3在装进输入轴法兰盘1之前，通过径向挤压橡胶弹性体3b使其产生一定量的预压缩变形后将关节体3一端固定设置于输入轴法兰盘1内，采用孔用弹性挡圈5将其轴向固定，另一端通过芯轴3a和固定螺母3d与输出轴法兰盘2固定连接。本发明关节式联轴器，输入与输出轴法兰盘通过关节体以过渡配合的方式固定连接，关节体在周向扭转力矩和轴向弯曲力矩作用下发生可控的弹性变形，使本联轴器可自适应复杂和恶劣工作环境，承受轴向、径向、扭转和偏转等多向载荷疲劳作用和瞬时冲击，过滤非稳态波动干扰能力强。另外，本发明关节体在内嵌输入轴法兰盘前，其橡胶弹性体周向设有一定的预压缩变形量，在装入输入轴法兰盘后产生一定预压缩变形量，受载后承载的关节体数量增多，受力趋向均匀，从而消除在硫化和加载时产生的拉伸应力，提高关节式联轴器承载能力和刚度，同时减小回转轴线上的漂移。

作为对本技术方案的进一步改进，关节体3以过渡配合的方式设置在输入轴法兰盘1内，且关节体3为10个沿圆周方向均布在输入轴法兰盘1上。连接可靠，受载后承载的关节体数量增多，受力均匀、功率大。

作为对本技术方案的进一步改进，所述芯轴3a的外表面设置螺旋形凹槽，关节套3c的内表面设置螺旋形凸台，具体为阿基米德螺旋状，橡胶弹性体3b通过硫化成型的方式设置在芯轴3a与关节套3c之间，芯轴3a、橡胶弹性体3b和关节套3c粘结为一体结构。所述芯轴3a的外表面沿径向凸起呈球面状，关节套3c的内表面沿径向凹陷成球面状。该结构不仅加工方便、粘接面积大、附着力小、运动副数量多，从而提高了刚度和可靠性以及增大了关节体灵活性；而且硫化成型后粘结更加牢固，附加应力小，同时增强弹性体的扭振强度。

作为对本技术方案的进一步改进，所述关节体3的刚度等级相同，且刚度等级标识刻印于关节体轴向外端面。该标识位于直观位置处，安装与拆卸时不容易混淆。

作为对本技术方案的进一步改进，所述关节体芯轴3a两端面设有带护锥的B型中心孔4。B型中心孔4的结构集设计、制造、装配和测量基准于一体，重复精度高，同轴度和跳动值小。

作为对本技术方案的进一步改进，所述输入轴法兰盘设有与输入轴固定配合的锥形孔1c；所述锥形孔圆锥面设有环形油槽1d。在装配或拆卸时，向环形油槽中注入高压油可使配合锥面瞬间形成高压油膜，从而实现法兰盘与输入轴的油润滑装卸。

作为对本技术方案的进一步改进，所述输入轴法兰盘包括法兰盘体Ⅰ1a和硬度高于法兰盘体Ⅰ的衬套1b；所述衬套设置与输入轴固定配合的锥形孔；所述锥形孔圆锥面设有环形油槽。法兰盘采用组合式结构，法兰盘体Ⅰ采用硬度较低的材料可增大其抗扭性能，而衬套采用较硬的材料可增强抗磨性能，使法兰盘综合性能达到最佳。

作为对本技术方案的进一步改进，所述输出轴法兰盘包括法兰盘体Ⅱ2a和硬度高于法兰盘体Ⅱ并可与输出轴花键配合的花键衬套2c。法兰盘采用组合式结构，法兰盘体Ⅱ采用硬度较低的材料可增大其抗扭性能，而花键衬套采用较硬的材料可增强抗磨性能，使法兰盘综合性能达到最佳。

作为对本技术方案的进一步改进，所述输出轴法兰盘体Ⅱ远离输入轴法兰盘一端的端面设有迷宫式油封槽2b。迷宫式油封槽与迷宫式油封配合使用，实现防水、防尘和防漏等功能，有利于延长联轴器和输出轴的寿命。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims

1.一种关节式联轴器，包括同轴设置且用于同输入轴固定连接的输入轴法兰盘（1）和用于同输出轴固定连接的输出轴法兰盘（2），其特征在于：输入轴法兰盘（1）和输出轴法兰盘（2）之间通过关节体（3）固定连接，所述关节体（3）包括芯轴（3a）、包裹在芯轴上的橡胶弹性体（3b）和套设在橡胶弹性体上的关节套（3c）；关节体（3）一端固定设置于输入轴法兰盘（1）内，另一端通过芯轴（3a）与输出轴法兰盘（2）固定连接，橡胶弹性体（3b）产生预压缩变形。

2.根据权利要求1所述的关节式联轴器，其特征在于：关节体（3）以过渡配合的方式设置在输入轴法兰盘（1）内，且关节体（3）为至少两个沿圆周方向均布在输入轴法兰盘（1）上。

3.根据权利要求2所述的关节式联轴器，其特征在于：所述芯轴（3a）的外表面设置螺旋形凹槽，关节套（3c）的内表面设置螺旋形凸台，橡胶弹性体（3b）通过硫化成型的方式设置在芯轴（3a）与关节套（3c）之间，芯轴（3a）、橡胶弹性体（3b）和关节套（3c）粘结为一体结构。

4.根据权利要求3所述的关节式联轴器，其特征在于：所述芯轴（3a）的外表面沿径向凸起呈球面状，关节套（3c）的内表面沿径向凹陷成球面状。

5.根据权利要求1所述的关节式联轴器，其特征在于：所述关节体（3）的刚度等级相同，且刚度等级标识刻印于关节体轴向外端面。

6.根据权利要求1所述的关节式联轴器，其特征在于：所述关节体芯轴（3a）两端面设有带护锥的B型中心孔（4）。

7.根据权利要求1所述的关节式联轴器，其特征在于：所述输入轴法兰盘设有与输入轴固定配合的锥形孔（1c）；所述锥形孔圆锥面设有环形油槽(1d)。

8. 根据权利要求1所述的关节式联轴器，其特征在于：所述输入轴法兰盘包括法兰盘体Ⅰ(1a)和硬度高于法兰盘体Ⅰ的衬套(1b)；所述衬套设置与输入轴固定配合的锥形孔；所述锥形孔圆锥面设有环形油槽。

9.根据权利要求1所述的关节式联轴器，其特征在于：所述输出轴法兰盘包括法兰盘体Ⅱ(2a)和硬度高于法兰盘体Ⅱ并可与输出轴花键配合的花键衬套(2c)。

10.根据权利要求1所述的关节式联轴器，其特征在于：所述输出轴法兰盘体Ⅱ远离输入轴法兰盘一端的端面设有迷宫式油封槽（2b）。