CN102678778B - 可调扭转刚度的挠性联轴器 - Google Patents

可调扭转刚度的挠性联轴器 Download PDF

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熊强
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Abstract

本发明涉及一种可调扭转刚度的挠性联轴器，此联轴器用于轴与轴之间的挠性联接，作为一种新型联轴器，属于机械制造、仪器仪表行业。本发明的可调扭转刚度挠性联轴器不仅具有径向、角向补偿功能；采用弹性波纹管(即：波纹管空气弹簧)作为弹性缓冲元件，转动方向上具有不同程度的减振、缓冲作用；本发明的可调扭转刚度挠性联轴器对扭矩变化反应敏感，并可根据需要可调节弹性波纹管内压力、从而调整联轴器的扭转刚度，更好地满足不同转动速度的减振、缓冲要求。

Description

可调扭转刚度的挠性联轴器
技术领域：
本发明涉及一种可调扭转刚度的挠性联轴器，此联轴器用于轴与轴之间的挠性联接，能使不在同一轴线(轴线夹角较大、或径向偏移较大)的两轴联接，可靠地传递转动和转矩；还在扭转方向上缓冲转动速度，减少冲击；并可通过调节弹性波纹管内腔气体压力，调整其扭转刚度。作为一种新型联轴器，属于机械制造、仪器仪表行业。
背景技术：
本发明以前，在已有技术中，对于挠性联轴器，有：(1)无弹性元件的挠性联轴器，不仅能传递运动和转矩，而且具有不同程度的轴向、径向、角向补偿性能包括齿式联轴器、万向联轴器、链条联轴器、滑块联轴器、波形套筒联轴器等。(2)有弹性元件的挠性联轴器，能传递运动和转矩，具有不同程度的轴向、径向、角向补偿性能；转动上还具有不同程度的减振、缓冲作用，改善传动系统的工作性能；包括：各种金属弹性元件挠性联轴器，如膜片联轴器；非金属弹性元件挠性联轴器，如十字滑块橡胶联轴器、弹性套柱销联轴器、梅花形弹性联轴器、橡胶轮胎式联轴器(只有一只橡胶轮胎，且其轴心线与联轴器轴心线方向一致)。
前述挠性联轴器的扭转刚度是固定不变的，文献(空气弹簧联轴器参数对刚度特性影响仿真分析，中文期刊《船舶工程》，2010年4期)提出的空气弹簧联轴器扭转刚度是可变的。其特征是：空气弹簧联轴器主要由主动空气弹簧、从动空气弹簧及相应的主从动连接部件等构成，其中主动弹簧座固连在主动鼓部件上，从动弹簧座固连在从动部件上；空气弹簧是空气弹簧联轴器的主要弹性元件，数只空气弹簧的轴心线形成封闭多边形，并与相应的空气弹簧座固定连接，主动弹簧与从动弹簧的结构完全相同，主动弹簧、从动弹簧各自相互连通；空气弹簧由气囊和内囊组成，内囊装在气囊的内部，气囊一般为双曲囊式结构，由橡胶和增强材料(帘线)组合制成，内囊由纯橡胶制成。空气弹簧联轴器在投入工作前，须保证空气弹簧处于充气状态，其初始充气压力一般在1.0MPa左右，当联轴器空载时，各空气弹簧保持初始充气压力，构成平衡状态；当扭矩负载作用于联轴器上时，主动弹簧的气囊受压缩作用，其容积减小、内压增大，而从动弹簧的气囊因受拉伸使其容积增大、内压降低，正是这种主从动弹簧气囊间的压力差作用，实现了联轴器对扭矩负载的传递。
发明内容：
上述空气弹簧联轴器的空气弹簧轴向受压，空气弹簧是压缩弹簧，空气弹簧内压力不可调节，多个空气弹簧串联使用，是用于船上联接大扭矩输入的装置。
本发明的目的在于克服上述不足之处，本发明联轴器采用内腔充气的弹性波纹管作为弹性缓冲元件(以下称为波纹管空气弹簧)，波纹管空气弹簧轴向受弯扭共同作用，多个波纹管空气弹簧并联使用，波纹管空气弹簧内压力可调节、从而调整联轴器扭转刚度，是用于机械、仪表行业联接小扭矩输入的装置。
本发明的主要解决方案是这样实现的：
(1)波纹管空气弹簧部件
如图5-7所示，波纹管空气弹簧3由橡胶制成，波纹管的纵截面形状为“V”和“U”字形状(附图中仅表示了“V”字形状)，橡胶内有沿纵向轮廓分布的线状经丝16和缠绕线状经丝16的环形纬丝15；波纹管空气弹簧3靠卡套2的内螺纹旋转夹紧在头座1和尾座4的卡口上，波纹管空气弹簧3、头座1和尾座4构成的封闭空腔；尾座4上有一个气门芯6，气门芯6与尾座4螺纹连接，中间加一个密封圈5密封；由上述零件构成了一个独立的波纹管空气弹簧部件。
(2)可调扭转刚度的挠性联轴器
如图1-4所示，多个波纹管空气弹簧部件分别由内六角螺栓经过导向块7定位后，固定在两端的正多边形底座8上，正多边形底座8的边数等于波纹管空气弹簧部件的个数；成对使用的十字万向轴11的轴颈与轴承10内圈安装，并有轴用卡环13轴向固定，轴承10的外圈装配到正多边形底座8上，左右分别有带密封挡油功能的挡圈12和套筒9轴向固定，套筒9右侧有法兰轴套14限制轴向移动；法兰轴套14带止口定位，用来安装所联接的轴，法兰轴套14的孔内有键槽。
本发明与已有技术相比具有以下优点：
本发明的可调扭转刚度挠性联轴器采用十字轴式万向联轴器作为连接，不仅具有径向、角向补偿功能；采用波纹管空气弹簧作为弹性缓冲元件，转动方向上具有不同程度的减振、缓冲作用；本发明的可调扭转刚度挠性联轴器对扭矩变化反应敏感，并可根据需要可调节波纹管空气弹簧内压力、从而调整联轴器的扭转刚度，更好地满足不同转动速度的减振、缓冲要求。
附图说明：
图1为本发明可调扭转刚度的挠性联轴器的主视图
图2为本发明可调扭转刚度的挠性联轴器的A-A剖视图
图3为本发明可调扭转刚度的挠性联轴器的十字万向轴的主视图
图4为本发明可调扭转刚度的挠性联轴器的十字万向轴的B-B剖视图
图5为本发明中波纹管空气弹簧部件的主视图
图6为本发明中波纹管空气弹簧部件的C-C剖视图
图7为本发明中波纹管空气弹簧部件的D处局部放大图
具体实施方式：
下面将结合附图对各种方式的实施作进一步描述：
波纹管空气弹簧3由橡胶制成，波纹管的纵截面形状为“V”或“U”字形状(附图中仅表示了“V”字形状)，橡胶内有沿纵向轮廓分布的线状经丝16和缠绕线状经丝16的环形纬丝15；波纹管空气弹簧3靠卡套2的内螺纹旋转夹紧在头座1和尾座4的卡口上，波纹管空气弹簧3、头座1和尾座4构成的封闭空腔；尾座4上有一个气门芯6，气门芯6与尾座4螺纹连接，中间加一个密封圈5密封；由上述零件构成了一个独立的波纹管空气弹簧部件。
多个波纹管空气弹簧部件分别由内六角螺栓经过导向块7定位后，固定在两端的正多边形底座8上，正多边形底座8的边数等于波纹管空气弹簧部件的个数；成对使用的十字万向轴11的轴颈与轴承10内圈安装，并有轴用卡环13轴向固定，轴承10的外圈装配到正多边形底座8上，左右分别有挡圈12和套筒9轴向固定，套筒9右侧有法兰轴套14限制轴向移动；法兰轴套14也用来安装所联接的轴，法兰轴套14的孔内有键槽。
下面为本发明的工作原理及工作过程：
在本发明可调扭转刚度的挠性联轴器中，主、从动轴分别安装在左、右边的法兰轴套14孔内、有键传递扭矩；主动轴扭矩通过左边的法兰轴套14和正多边形底座8传递到波纹管空气弹簧部件上，再传递到右边的正多边形底座8和法兰轴套14，从而传递给从动轴，法兰轴套14带止口(环形凸缘)定位法兰轴套14的键槽孔与正多边形底座8的孔同轴度；波纹管空气弹簧3作为弹性缓冲元件，可根据需要可调节波纹管空气弹簧3内压力(每个波纹管空气弹簧3内的压力相同)、从而调整联轴器的扭转刚度。
本发明使用了十字轴式万向联轴器，由于十字轴式万向联轴器左右各有一个轴承10，所以十字轴式万向联轴器不旋转；十字轴式万向联轴器两端分别用轴用卡环13与轴承10的内圈轴向固定，轴承10的外圈分别有套筒9和带密封挡油功能的挡圈12轴向固定在左右边的正多边形底座8上，形成了一个整体。
本发明由于使用了十字轴式万向联轴器，所以具有径向、角向补偿功能。本发明可调扭转刚度的挠性联轴器具有较大的径向、角补偿能力，且结构紧凑。

Claims (1)

1.一种可调扭转刚度的挠性联轴器，其特征是：波纹管空气弹簧(3)由橡胶制成，波纹管的纵截面形状为“V”或“U”字形状，橡胶内有沿纵向轮廓分布的线状经丝(16)和缠绕线状经丝(16)的环形纬丝(15)；波纹管空气弹簧(3)靠卡套(2)的内螺纹旋转夹紧在头座(1)和尾座(4)的卡口上，波纹管空气弹簧(3)、头座(1)和尾座(4)构成封闭空腔；尾座(4)上有一个气门芯(6)，气门芯(6)与尾座(4)螺纹连接，中间加一个密封圈(5)密封；一个独立的波纹管空气弹簧部件，包括：波纹管空气弹簧(3)、卡套(2)、头座(1)、尾座(4)、密封圈(5)和气门芯(6)；多个波纹管空气弹簧部件分别由内六角螺栓经过导向块(7)定位后，固定在两端的正多边形底座(8)上，正多边形底座(8)的边数等于波纹管空气弹簧部件的个数；成对使用的十字万向轴(11)的轴颈与轴承(10)内圈安装，并有轴用卡环(13)轴向固定，轴承(10)的外圈装配到正多边形底座(8)上；十字万向轴(11)右端的轴承(10)外圈左边有带密封挡油功能的挡圈(12)、右边有套筒(9)，挡圈(12)的固定和套筒(9)右侧的法兰轴套(14)的固定限制轴向移动，十字万向轴(11)左端的轴承(10)与右端的轴承(10)的安装结构相同；法兰轴套(14)带止口定位，用来安装所联接的轴，法兰轴套(14)的孔内有键槽。 
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Assignee: Yingyang Non-Woven Machinery Co., Ltd., Jiangsu

Assignor: Jiangnan University

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Denomination of invention: Flexible coupler with adjustable torsional rigidity

Granted publication date: 20150114

License type: Common License

Record date: 20150709

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Effective date of registration: 20200902

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Patentee after: Xinghua Yunyuan metal products Co., Ltd

Address before: 1800 No. 214122 Jiangsu city of Wuxi Province Li Lake Avenue

Patentee before: Jiangnan University

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