CN108518405A - 一种传动轴及键传动结构 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种传动轴及键传动结构。键传动结构包括传动轴和套设在传动轴上的轴套，所述传动轴包括基体，基体具有用于与轴套止转配合的止转段，止转段的外周设有沿基体的轴向延伸的键槽，所述轴套于与传动轴的键槽相应的位置处设有与键槽适配的配合槽，键槽及配合槽内设有传动键，所述键槽沿垂直于基体的轴向方向的截面为曲面，所述传动键具有与所述曲面适配的适配面。键槽沿垂直于基体的轴向方向的截面为曲面，可以增大传动键与键槽的接触面积，消除了键槽的槽壁上的直角，避免了应力集中现象，同时可以减小传动键与键槽之间的磨损，延长了传动轴的使用寿命。
Description
技术领域
本发明涉及一种传动轴及键传动结构。
背景技术
传动轴是机械设备中常用的传动元件，可以与动力设备的输出轴连接以传动扭矩。现有的传动轴与输出轴之间设有轴套，传动轴与输出轴通过键槽结构连接，一般情况下，在传动轴与轴套的相应位置处设有一个轴向延伸的键槽，在键槽内安装传动键以实现扭矩的传递。但是一个键槽与传动键配合时，传动轴上仅有键槽一个受力点，在需要大力矩传动时，会在键槽处产生应力集中现象，使传动轴的键槽变形。
申请公布号为CN105587747A，申请公布日为2016.05.18的中国发明专利申请公开了一种轴端设有齿轮结构的大扭矩传动轴，该大扭矩传动轴包括传动轴本体（即基体），传动轴本体的一端为用于与轴套止转配合的止转段，止转段的外圆周均布设有至少两个沿基体的轴向延伸的键槽。
上述的轴端设有齿轮结构的大扭矩传动轴通过在传动轴本体的外圆周上均布至少两个键槽，可以使力矩在传动轴的周向上分布更加的平衡、均匀和稳定。但是键槽的横截面为矩形，键槽的底壁与侧壁之间为直角过渡，在通过键槽结构传递力矩时，键槽的底壁与侧壁之间会出现应力集中，同时传动键与键槽的槽壁容易发生磨损，影响传动轴的使用寿命。
发明内容
本发明的目的在于提供一种传动轴，以解决现有技术中传动轴的键槽的横截面为矩形，键槽的底壁与侧壁之间为直角过渡，底壁与侧壁之间会出现应力集中的问题；本发明还提供了一种使用该传动轴的键传动结构。
为了解决上述技术问题，本发明的传动轴的技术方案为：
一种传动轴，包括基体，基体具有用于与轴套止转配合的止转段，止转段的外周设有沿基体的轴向延伸的键槽，所述键槽沿垂直于基体的轴向方向的截面为曲面。
该技术方案的有益效果在于：键槽沿垂直于基体的轴向方向的截面为曲面，可以增大传动键与键槽的接触面积，消除了键槽的槽壁上的直角，避免了应力集中现象，同时可以减小传动键与键槽之间的磨损，延长了传动轴的使用寿命。
所述键槽沿垂直于基体的轴向方向的截面为圆弧面。圆弧面便于加工。
所述键槽至少有两个且沿基体的周向均匀分布。键槽沿基体的周向均匀分布，传动轴在周向上受力均匀，避免力矩施加在传动轴的一侧而出现应力集中。
所述止转段位于基体的轴向两端的端部，所述基体还包括位于基体的轴向中部的导杆段，所述止转段的外径小于导杆段的外径，导杆段与止转段之间通过过渡段连接，过渡段的外径沿止转段至导杆段的方向逐渐增大。导杆段与止转段通过过渡段连接，过渡段的外径逐渐增大，传动轴整体圆滑过渡，避免采用阶梯轴时出现应力集中，可以提高传动轴的载荷能力，延长传动轴的使用寿命。
所述过渡段为圆台型结构。圆台型结构的过渡段加工简单。
本发明的键传动结构的技术方案为：
一种键传动结构，包括传动轴和套设在传动轴上的轴套，所述传动轴包括基体，基体具有用于与轴套止转配合的止转段，止转段的外周设有沿基体的轴向延伸的键槽，所述轴套于与传动轴的键槽相应的位置处设有与键槽适配的配合槽，键槽及配合槽内设有传动键，所述键槽沿垂直于基体的轴向方向的截面为曲面，所述传动键具有与所述曲面适配的适配面。
该技术方案的有益效果在于：键槽沿垂直于基体的轴向方向的截面为曲面，可以增大传动键与键槽的接触面积，消除了键槽的槽壁上的直角，避免了应力集中现象，同时可以减小传动键与键槽之间的磨损，延长了传动轴的使用寿命。
所述键槽沿垂直于基体的轴向方向的截面为圆弧面。圆弧面便于加工。
所述键槽至少有两个且沿基体的周向均匀分布。键槽沿基体的周向均匀分布，传动轴在周向上受力均匀，避免力矩施加在传动轴的一侧而出现应力集中。
所述止转段位于基体的轴向两端的端部，所述基体还包括位于基体的轴向中部的导杆段，所述止转段的外径小于导杆段的外径，导杆段与止转段之间通过过渡段连接，过渡段的外径沿止转段至导杆段的方向逐渐增大。导杆段与止转段通过过渡段连接，过渡段的外径逐渐增大，传动轴整体圆滑过渡，避免采用阶梯轴时出现应力集中，可以提高传动轴的载荷能力，延长传动轴的使用寿命。
所述过渡段为圆台型结构。圆台型结构的过渡段加工简单。
附图说明
图1为本发明的键传动结构的实施例1的传动轴的结构示意图；
图2为图1的传动轴的沿A-A线的剖视图；
图3为本发明的键传动结构的实施例1的轴套的结构示意图；
图4为本发明的键传动结构的实施例1的传动键的结构示意图；
图5为本发明的键传动结构的实施例1的装配示意图；
图6为本发明的键传动结构的实施例3的传动轴的结构示意图。
图中各标记：1.导杆段；2.止转段；3.过渡段；4.键槽；5.中心孔；6.螺纹孔；7.轴套；8.传动键；9.传动轴。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施方式作进一步说明。
本发明的键传动结构的实施例1，如图1至图5所示，包括传动轴9和套设在传动轴9上的轴套7，传动轴9上设有键槽4，轴套7上的与键槽4相应的位置处设有配合槽，键槽4与配合槽内设有传动键8。传动轴9包括基体，基体具有位于基体的轴向中部的导杆段1和位于基体的轴向两端的止转段2，止转段2用于与轴套7止转配合以传递扭矩；在其他实施例中，止转段2也可以位于基体的中部，也可以仅位于基体轴向一端的端部。
基体整体为圆柱型结构，止转段2的外径小于导杆段1的外径，止转段2与导杆段1之间通过过渡段3连接，过渡段3的外径沿止转段2至导杆段1的方向逐渐增大。在本实施例中，过渡段3为圆台型结构，过渡段3的两端的外径分别与止转段2的外径以及导杆段1的外径对应相等。
基体的轴向两端的止转段2的其中一个上设有中心孔5、另一个上设有螺纹孔6，中心孔5方便传动轴加工时对心，螺纹孔6便于传动轴与其他设备连接。止转段2的外周上设有沿止转段2的轴向延伸的键槽4，键槽4的一端延伸至止转段2的轴向端面、另一端延伸至过渡段3的轴向端面。在本实施例中，键槽4沿止转段2的周向均匀分布有三个，可以使传动轴9在周向上受力均匀，避免力矩施加在传动轴9的一侧而出现应力集中；在其他实施例中，键槽4也可以为一个、两个、四个或六个等其他数量，具体的根据传动轴的规格确定。
键槽4沿垂直于基体的轴向方向的截面为曲面，可以增大传动键8与键槽的接触面积，消除了槽壁上的直角，避免了应力集中现象，同时可以减小传动键8与键槽之间的磨损，延长了传动轴9的使用寿命。在本实施例中，键槽4的槽壁为圆弧面，圆弧面便于加工。
传动键8整体为立方柱型结构，传动键8具有用于与键槽4的槽壁配合的适配面，该适配面为圆弧面，传动键8的相邻两个侧面之间通过圆弧过渡，避免出现棱角，轴套9上的配合槽为与传动键8适配的U型槽，U型槽的槽底与槽壁之间通过圆弧过渡。
本发明的键传动结构的实施例2，与实施例1的区别在于：实施例1中键槽沿垂直于基体的轴向方向的截面为圆弧面，在本实施例中，键槽沿垂直于基体的轴向方向的截面也可以为椭圆面。
本发明的键传动结构的实施例3如图6所示，与实施例1的区别在于：实施例1中传动轴的过渡段为圆台型结构以实现外径沿止转段至导杆段的方向逐渐增大，在本实施例中，圆台的外周面为曲面，圆滑过渡。
本发明还提供了一种传动轴的实施例，其具体结构与上述的键传动结构的任一实施例中的传动轴的具体结构相同，此处不再赘述。
Claims (10)
1.一种传动轴，包括基体，基体具有用于与轴套止转配合的止转段，止转段的外周设有沿基体的轴向延伸的键槽，其特征在于：所述键槽沿垂直于基体的轴向方向的截面为曲面。
2.根据权利要求1所述的传动轴，其特征在于：所述键槽沿垂直于基体的轴向方向的截面为圆弧面。
3.根据权利要求1或2所述的传动轴，其特征在于：所述键槽至少有两个且沿基体的周向均匀分布。
4.根据权利要求1或2所述的传动轴，其特征在于：所述止转段位于基体的轴向两端的端部，所述基体还包括位于基体的轴向中部的导杆段，所述止转段的外径小于导杆段的外径，导杆段与止转段之间通过过渡段连接，过渡段的外径沿止转段至导杆段的方向逐渐增大。
5.根据权利要求4所述的传动轴，其特征在于：所述过渡段为圆台型结构。
6.一种键传动结构，包括传动轴和套设在传动轴上的轴套，所述传动轴包括基体，基体具有用于与轴套止转配合的止转段，止转段的外周设有沿基体的轴向延伸的键槽，所述轴套于与传动轴的键槽相应的位置处设有与键槽适配的配合槽，键槽及配合槽内设有传动键，其特征在于：所述键槽沿垂直于基体的轴向方向的截面为曲面，所述传动键具有与所述曲面适配的适配面。
7.根据权利要求6所述的键传动结构，其特征在于：所述键槽沿垂直于基体的轴向方向的截面为圆弧面。
8.根据权利要求6或7所述的键传动结构，其特征在于：所述键槽至少有两个且沿基体的周向均匀分布。
9.根据权利要求6或7所述的键传动结构，其特征在于：所述止转段位于基体的轴向两端的端部，所述基体还包括位于基体的轴向中部的导杆段，所述止转段的外径小于导杆段的外径，导杆段与止转段之间通过过渡段连接，过渡段的外径沿止转段至导杆段的方向逐渐增大。
10.根据权利要求9所述的键传动结构，其特征在于：所述过渡段为圆台型结构。
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