CN101586630B - 一种球头销联轴器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种球头销联轴器，包括左半联轴器(1)和右半联轴器(2)，左半联轴器(1)和右半联轴器(2)是通过球头销(3)连接传递动力，其中球头销(3)的尾部(33)与左半联轴器(1)连接，右半联轴器(2)上设置滑槽(21)，球头销(3)的球头(31)嵌套在滑槽(21)里面，所述球头(31)外表形成球面(311)，滑槽(21)的侧壁(211)是平面，通过球面(311)与侧壁(211)配合形成多个自由度的运动副。它使到被连接的两轴不但有最少的约束，而且轴向、径向、角向及综合位移得到最大的补偿，同时附加载荷小、结构简单、成本低、装拆方便。

Description

一种球头销联轴器
技术领域：
本发明涉及一种球头销联轴器。
背景技术：
联轴器是机械装置和机械设备中十分重要的零部件之一，其主要功能是联接两轴，实现运动和动力的传递，在实际工程中具有非常广泛的应用。作为机械设计中的标准件在实际工程中得到应用的联轴器有数十种之多，为了保证联轴器的正常工作，被联轴器连接的两轴的轴线应该严格同轴对中，但由于加工装配误差和受力变形等因素的影响，被联轴器连接的两轴轴线可能产生轴向位移、径向位移、角向位移及综合位移等各种偏移形式。可移式刚性联轴器通过工作中组成元件之间的相对运动补偿各种位移。万向联轴器(十字轴式)是通过主、从动轴上的轴叉与中间的十字轴分别以铰接联接，当两轴有角位移时，轴叉绕各自固定轴线回转，而十字轴则作空间运动，从而来补偿两轴间的角位移。我公司在升降机中一直延用国外同机种的进口万向联轴器，联接减速器输出轴与编码器的轴，由于加工和安装误差造成的综合位移，附加载荷较大，一方面容易使联轴器在十字轴轴颈处损坏，另一方面使编码器的使用寿命大大降低，并且拆换不便和成本较高。后来改用钢丝式的弹性联轴器，但钢丝材质的热处理时的淬透性和钢丝的扭转刚度，受变载荷作用时的阻尼值小，内摩擦和磨损较严重。因此，开发研制一种实现被连接的两轴最少的约束，轴向、径向、角向及综合位移得到最大的补偿，同时附加载荷最小的联轴器，一直是机械工程领域及国内外同行业专业人士的科研项目。
发明内容：
本发明的目的在于提供一种球头销联轴器，使到被连接的两轴不但有最少的约束，而且轴向、径向、角向及综合位移得到最大的补偿，同时附加载荷小、结构简单、成本低、装拆方便。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种球头销联轴器，包括左半联轴器和右半联轴器，左半联轴器和右半联轴器是通过球头销连接传递动力，其中球头销的尾部与左半联轴器连接，右半联轴器上设置滑槽，球头销的球头嵌套在滑槽里面，上述所述球头外表形成球面，滑槽的侧壁是平面，通过球面与侧壁配合形成多个自由度的运动副。
本发明与现有技术相比具有如下优点：1)将具有5个自由度的球面与平面运动副成功地应用于联轴器的运动和动力传递上。只要正确地确定球头销球面直径、球面与其颈杆间的直径差、滑槽宽度、滑槽长度，可以满足不同工况的需要，可以具有补偿各种位移的能力，适应性强；2)同时附加载荷得到了最大限度的降低。3)结构简单、性能独特、价格低廉、装拆更换方便快捷、使用范围广，价格只有进口产品的1/2；4)适宜于对被联接两轴同轴对中要求低或达到完全对中所花的代价太高的场合使用，特别在编码器等测控元件与被测运动部件间的联接具有巨大的发展潜力。
上述所述球头销的尾部与球头之间形成杆颈部，球头的直径大于杆颈部的直径。
上述所述滑槽可以是穿过右半联轴器中心的径向直条形滑槽，也可以是偏离右半联轴器中心的直条形滑槽。
所述所述滑槽的两侧壁与左半联轴器垂直。
上述所述球头和滑槽由耐磨材料制造或表面经过镀硬铬处理。
上述所述球头销的尾部与左半联轴器上的螺纹孔螺纹连接，在球头销与左半联轴器端面之间安装有弹簧垫圈。
上述所述左半联轴器的中心孔上通过卡簧安装有螺栓，通过螺栓与锁紧螺钉将左半联轴器与主动轴连接起来。
上述所述右半联轴器中心处开有非圆形槽，从动轴的截面形状与非圆形槽相对应，从动轴嵌套在非圆形槽里面并用锁紧螺钉锁紧。
附图说明：
下面结合附图对本发明作详细的说明。
图1是本发明的机械原理图。
图2是本发明的总装图。
图3是本发明左半联轴器的主视图。
图4是本发明球头销的结构示意图。
图5是本发明右半联轴器的主视图。
图6是图5的右视图。
具体实施方式：
如图1所示，本发明包括左半联轴器1和右半联轴器2，左半联轴器1和右半联轴器2是通过球头销3连接传递动力，球头销3的尾部33与左半联轴器1连接，右半联轴器2上设置滑槽21，球头销3的球头31嵌套在滑槽21里面。
如图2、图3、图4、图5、图6所示，所述球头31外表形成球面311，滑槽21的侧壁211是平面，通过球面311与侧壁211配合形成多个自由度的运动副。球头销3的尾部33与球头31之间形成杆颈部32，球头31的直径大于杆颈部32的直径。所述滑槽21可以是穿过右半联轴器2中心的径向直条形滑槽，也可以是偏离右半联轴器2中心的直条形滑槽。所述滑槽21的两侧壁211与左半联轴器1垂直。球头31和滑槽21由耐磨材料制造或表面经过硬化处理。球头销3的尾部33与左半联轴器1上的螺纹孔11螺纹连接，在球头销3与左半联轴器1端面之间安装有弹簧垫圈4，左半联轴器1的中心孔12上通过卡簧5安装有螺栓6，螺栓6不能轴向移动，螺栓6与主动轴13螺纹连接起来，锁紧螺钉7穿过左半联轴器1上的孔15拧紧在主动轴13上，当然主动轴13与左半联轴器1的连接也可以通过焊接方式来完成。所述右半联轴器2中心处开有非圆形槽22，从动轴8的截面形状与非圆形槽22相对应，从动轴8嵌套在非圆形槽22里面并用锁紧螺钉9锁紧。从动轴8驱动动编码器14。
如图1所示，本发明的左半联轴器1与球头销3在Z轴方向、X轴方向能来回移动实现两个自由度，另外绕X轴可以在一定角度范围内摆动，摆动角度取决于球头31的位置及球头31的直径与杆颈部32的直径差；绕Y轴可以摆动，绕Z轴可以自转。这种具有五个自由度的运动副是在联轴器上的一种全新应用，可实现被连接的两轴最少的约束，轴向、径向、角向及综合位移得到最大的补偿，同时附加载荷最小。球头联轴器结构上由左半联轴器1、右半联轴器2和球头销3组成，球头销3装在左半联轴器1上，右半联轴器2上开设对应的径向滑槽21，构成开式球面与平面的运动副。兼有滑块联轴器径向位移大和万向联轴器角向位移大的特点。
如图2、图3、图4、图5、图6所示，本发明包括左半联轴器1、右半联轴器2和球头销3。球头销3的直径选取根据所传递力的大小来计算得到。而球头销的球头31直径与杆颈部32直径之差取决于被联接两轴许可角位移的大小。右半联轴器2的滑槽21宽度与长度尺寸取决于被联接两轴许用的轴向、径向和综合位移的大小。球头31与滑槽21均采用耐磨材料或表面硬化处理。球头销3通过尾部33的螺纹端并加弹簧垫圈4固定在左半联轴器1上，可以防止球头销3在工作时受到交变载荷的作用产生松动。左半联轴器1用特制螺栓6与锁紧螺钉7实现于主动轴13的联接，从动轴8通过非圆形槽22和紧定螺钉9实现与右半联轴器2联接。两半联轴器间距的确定根据拆装其中任何一个零部件的退出空间决定。装配球头销3不受左右联轴器先后顺序的影响，可从右半联轴器2的滑槽21将球头销3安装于左半联轴器1的对应螺孔11上。同时拆卸时，只用从右半联轴器2的滑槽21中退出，即可完成拆除。左半联轴器1只要将特制螺栓6装入中心孔12，并用轴用挡圈5限定轴向移动，安装在轴上，可以防止左半联轴器1在工作时受交变载荷的作用产生松动。左半联轴器1的拆卸，特制螺栓6和左半联轴器1都有足够的空间从轴上退出，不需移动任何零部件。右半联轴器2上的紧定螺钉9与滑槽21在空间上相错90度，确保拆装紧定螺钉9有足够的空间，右半联轴器2的拆卸和安装也不需要移动任何零部件，也不受左半联轴器1安装顺序的影响。因此拆装非常方便，维护简单费用低。

Claims (9)

1.一种球头销联轴器，包括左半联轴器(1)和右半联轴器(2)，其特征在于：左半联轴器(1)和右半联轴器(2)是通过球头销(3)连接传递动力，其中球头销(3)的尾部(33)与左半联轴器(1)连接，右半联轴器(2)上设置滑槽(21)，球头销(3)的球头(31)嵌套在滑槽(21)里面，所述球头(31)外表形成球面(311)，滑槽(21)的侧壁(211)是平面，通过球面(311)与侧壁(211)配合形成多个自由度的运动副。
2.根据权利要求1所述的一种球头销联轴器，其特征在于：球头销(3)的尾部(33)与球头(31)之间形成杆颈部(32)，球头(31)的直径大于杆颈部(32)的直径。
3.根据权利要求1或2所述的一种球头销联轴器，其特征在于：所述滑槽(21)是穿过右半联轴器(2)中心的径向直条形滑槽。
4.根据权利要求1或2所述的一种球头销联轴器，其特征在于：所述滑槽(21)的两侧壁(211)与左半联轴器(1)垂直。
5.根据权利要求4所述的一种球头销联轴器，其特征在于：球头(31)和滑槽(21)由耐磨材料制造或表面经过硬化处理。
6.根据权利要求4所述的一种球头销联轴器，其特征在于：球头销(3)的尾部(33)与左半联轴器(1)上的螺纹孔(11)螺纹连接，在球头销(3)与左半联轴器(1)端面之间安装有弹簧垫圈(4)。
7.根据权利要求4所述的一种球头销联轴器，其特征在于：螺栓(6)穿过左半联轴器(1)的中心孔(12)并通过卡簧(5)卡紧，通过螺栓(6)与锁紧螺钉(7)将左半联轴器(1)与主动轴(13)连接起来。
8.根据权利要求4所述的一种球头销联轴器，其特征在于：所述右半联轴器(2)中心处开有非圆形槽(22)，从动轴(8)的截面形状与非圆形槽(22)相对应，从动轴(8)嵌套在非圆形槽(22)里面并用锁紧螺钉(9)锁紧。
9.根据权利要求1或2所述的一种球头销联轴器，其特征在于：所述滑槽(21)是偏离右半联轴器(2)中心的直条形滑槽。
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