CN103032478A

CN103032478A - 一种空间柔性联轴器

Info

Publication number: CN103032478A
Application number: CN2013100215723A
Authority: CN
Inventors: 吴实渊; 查理·伯特
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2013-01-21
Filing date: 2013-01-21
Publication date: 2013-04-10

Abstract

本发明公开了一种空间柔性联轴器，主要由驱动轴联接部、从动轴联接部、输入法兰、输出法兰、第一轴承、第一链接臂、第二轴承、第二链接臂、第三轴承、第四轴承、耦合质量组成。本发明的提供的空间柔性联轴器，通过设置第一链接臂和第二链接臂，在第一轴承、第二轴承、第三轴承和第四轴承的作用下，使得联轴器可以实现不同的轴度，耦和质量到法兰中心的距离可以随荷载及速度的变化而变化。本发明结构简单，操作方便，有效的减少了现存联轴器存在的扭转振动问题，并较好的解决了以往联轴器存在的传动轴度受限的问题，有着很好的推广价值和应用价值。

Description

一种空间柔性联轴器

技术领域

本发明属于联轴器制造领域，尤其涉及一种空间柔性联轴器。

背景技术

Georgevitch的发明（US#1,716,225，1929年）在传输扭矩的能力，及轴与轴之间允许的角度范围方面均受到限制，由于传输的扭矩与作用于链接臂上的离心力是平衡的，在低速度，大扭矩的条件下，两个链接臂将很容易地同轴性，从而导致系统运动的不稳定，另一方面，该发明采用的链接臂是非橡塑材料，几乎不允许很小的不同轴度，并且链接臂的两端承受极高的应力；1959年，Dorton对上述发明进行了改善，引入了耦合质量，他在一些离心设备如离心压缩机、离心泵、风扇、螺旋桨和引擎等应用了这种机构，他证明采用了耦合质量后，系统可以提供传输大扭矩的能力；1960年至1962年，查尔斯.伯特分析了这种刚性链接臂机构的非线性特征，他提供了链接臂角度与传递扭矩之间关系的曲线图；艾伦的发明（US#4,033,144，1977年）利用了工程等级塑料材料来承受不同轴度，但它们在弯曲和发热时很容易产生疲劳破坏，它们也仅可以容纳很小角度的轴向偏移；查尔斯.伯特和吴实渊（2003年）第一个分析了带弹性链接臂的这种机构的非线性特性，获得了柔性联轴器的输出速度与输入速度波动的比率，他们发现，如果耦合质量太重，也无法传递扭矩。他们首先发明并分析了带空间链接臂的这种机构的非线性特征，他们发现这种空间柔性联轴器可应用于包括在一个发动机出现故障的情况下的垂直起降飞机，在输入轴和输出轴之间存在大的不同轴度时的动力传输设备，及常常存在扭转振动的气轮机、水轮机等；其他非橡塑材料类型的柔性联轴器如万向节，允许不同轴度达10度以上，但他们不提供有助于减少振动的低扭转刚度。

发明内容

本发明的目的在于利用一种空间柔性联轴器，旨在解决现存联轴器存在的扭转振动问题，及联轴器存在的传动角度受到限制的问题。

本发明的目的在于提供一种空间柔性联轴器，所述空间柔性联轴器包括：驱动轴联接部、从动轴联接部、输入法兰、输出法兰、第一轴承、第一链接臂、第二轴承、第二链接臂、第三轴承、第四轴承、耦合质量；所述驱动轴联接部上设置所述输入法兰，所述从动轴联接部上设置所述输出法兰，所述第一轴承安装在所述输入法兰，所述输入法兰连接所述耦和质量，所述第二轴承安装在所述输出法兰上，所述输出法兰连接所述耦和质量，在所述输入法兰和所述输出法兰之间是耦合质量，所述第三轴承设置在面对所述输入法兰的耦合质量上，所述第四轴承设置在面对所述输出法兰的耦合质量上。

进一步、所述输入法兰通过第一链接臂连接耦和质量。

进一步、所述输出法兰通过第二链接臂连接耦和质量。

进一步、所述驱动轴联接部、从动轴联接部、输入法兰、输出法兰、第一链接臂、第二链接臂和耦合质量由金属钢制而成。

进一步、所述第一链接臂、第二链接臂、第一轴承、第二轴承、第三轴承、第四轴承和耦合质量的数量为三个及三个以上。

本发明的提供的空间柔性联轴器，通过设置第一链接臂和第二链接臂，在第一轴承、第二轴承、第三轴承和第四轴承的作用下，使得联轴器可以实现不同的传动轴度，耦和质量到法兰中心的距离可以随荷载及速度的变化而变化，本发明结构简单，操作方便，有效的减少了现存联轴器存在的扭转振动问题，并较好的解决了联轴器存在的传动轴度受限的问题，有着很好的推广价值和应用价值。

附图说明

图1是本发明实施例提供的空间柔性联轴器的结构示意图；

图2(a)，(b)分别是本发明实施例提供的空间柔性联轴器同轴时和不同轴时的结构示意图；

图3是本发明实施例提供的空间柔性联轴器的剖视图。

图中：1、驱动轴联接部；2、从动轴联接部；33、输入法兰；34、输出法兰；35、第一轴承；351、第一链接臂；36、第二轴承；361、第二链接臂；37、第三轴承；38、第四轴承；39、耦合质量。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明实施例提供了一种空间柔性联轴器，该空间柔性联轴器包括：驱动轴联接部（1个）、从动轴联接部（1个）、输入法兰（1个）、输出法兰（1个）、第一轴承（4个）、第一链接臂（4个）、第二轴承（4个）、第二链接臂（4个）、第三轴承（4个）、第四轴承（4个）、耦合质量（4个）；驱动轴联接部上设置输入法兰，从动轴联接部上设置输出法兰，第一轴承安装在输入法兰，输入法兰连接耦和质量，第二轴承安装在输出法兰上，输出法兰连接耦和质量，在输入法兰和输出法兰之间是耦合质量，第三轴承设置在面对输入法兰的耦合质量上，第四轴承设置在面对输出法兰的耦合质量上。

作为本发明实施例的一优化方案，输入法兰通过第一链接臂连接耦和质量。

作为本发明实施例的一优化方案，输出法兰通过第二链接臂连接耦和质量。

作为本发明实施例的一优化方案，驱动轴联接部、从动轴联接部、输入法兰、输出法兰、第一链接臂、第二链接臂和耦合质量由金属钢制而成。

以下参照附图，对本发明实施例空间柔性联轴器作进一步详细描述。

如图1、图2和图3所示，本发明提供的的空间柔性联轴器主要由驱动轴联接部1、从动轴联接部2、输入法兰33、输出法兰34、第一轴承35、第一链接臂351、第二轴承36、第二链接臂361、第三轴承37、第四轴承38、耦合质量39组成；驱动轴联接部1上设置输入法兰33，从动轴联接部2上设置输出法兰34，驱动轴联接部1与从动轴联接部2可处于同轴状态，四个完全相同的第一轴承35安装在输入法兰33，四个完全相同的第二轴承36安装在输出法兰34上，在输入法兰33和输出法兰34之间是四个完全相同的耦合质量39，耦合质量39的轴线一般平行于驱动轴联接部1和从动轴联接部2的轴线，四个完全相同的第三轴承37设置在面对输入法兰33的耦合质量39上，四个完全相同的第四轴承38设置在面对输出法兰34的耦合质量39上；输入法兰33通过四个完全相同的联接臂351与耦合质量39相连，耦合质量39通过四个完全相同的联接臂361与输出法兰34相连，第一链接臂351和第二链接臂361完全相同，当在同轴时，第一链接臂351和第二链接臂361处于垂直于驱动轴联接部1和从动轴联接部2的轴线，并组成一个等腰三角形，该等腰三角形由第一链接臂351和第二链接臂361以及两个链接臂内端之间的距离组成；第一链接臂351的内端支点通过第一轴承35连接到输入法兰33，第一链接臂351的外端支点通过第三轴承37相连到耦合质量39，耦合质量39通过第四轴承38连相到第二链接臂361的外端支点，第二链接臂361的内端支点通过第二轴承36连接到输出法兰34，形成四个耦合质量的连接点对称分布于一个限定圆周上；

驱动轴联接部1的轴线和从动轴联接部2的轴线可以处于相互不同轴的位置，在典型情况下显示轴线之间的夹角约为15度，由于球面轴承第一轴承35、第二轴承36、第三轴承37和第四轴承38的作用，可以容纳这样的不同轴度；其中可以看到组成对的第一链接臂351和第二链接臂361之间的角度在一个360度的旋转过程中变化，其中有两个关键的位置，第一，当输入法兰33和输出法兰34之间的距离最小时，与之对应的成对的第一链接臂351和第二链接臂361之间的角度最小，而当输入法兰351和输出法兰361的距离最大时，与之对应的成对的第一链接臂351和第二链接臂361之间的角度最大，两个关键的位置在圆周上相差180度；成对的链接臂之间的角度变化将改变耦合质量39到法兰中心之间的距离。相应地，在联轴器的每个完整的循环过程中，耦合质量39到法兰中心之间的距离将周期性的变化。即每对联轴臂每旋转360度时，耦合质量39到法兰中心之间的距离将完成周期性变化。其它成对的链接臂也都一样，因为所有成对的链接臂的形状和尺寸以及它们在联轴器的装配都是相同的；由于球面轴承的作用，成对的链接臂之间的角度变化，以及耦合质量39到法兰中心之间的距离变化，将通过球面轴承第一轴承35、第二轴承36、第三轴承37和第四轴承38来调节，球面轴承允许联轴器系统中径向和轴向的任何角度变化，耦合质量39到法兰中心之间的距离可以调整至任何位置；由于第一链接臂351与输入法兰33之间的连接点对应于第二链接臂361与输出法兰34之间的连接点，耦合质量39与法兰中心之间的距离变化的相互补充一致，因此，驱动轴联接部1与从动轴联接部2之间存在着常速关系。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种空间柔性联轴器，其特征在于，所述空间柔性联轴器包括：驱动轴联接部、从动轴联接部、输入法兰、输出法兰、第一轴承、第一链接臂、第二轴承、第二链接臂、第三轴承、第四轴承、耦合质量；

所述驱动轴联接部上设置所述输入法兰，所述从动轴联接部上设置所述输出法兰，所述第一轴承安装在所述输入法兰，所述输入法兰连接所述耦和质量，所述第二轴承安装在所述输出法兰上，所述输出法兰连接所述耦和质量，在所述输入法兰和所述输出法兰之间是耦合质量，所述第三轴承设置在面对所述输入法兰的耦合质量上，所述第四轴承设置在面对所述输出法兰的耦合质量上。

2.如权利要求1所述的空间柔性联轴器，其特征在于，所述输入法兰通过第一链接臂连接耦和质量。

3.如权利要求1所述的空间柔性联轴器，其特征在于，所述输出法兰通过第二链接臂连接耦和质量。

4.如权利要求1所述的空间柔性联轴器，其特征在于，所述驱动轴联接部、从动轴联接部、输入法兰、输出法兰、第一链接臂、第二链接臂和耦合质量由金属钢制而成。

5.如权利要求1所述的空间柔性联轴器，其特征在于，所述第一链接臂、第二链接臂、第一轴承、第二轴承、第三轴承、第四轴承和耦合质量的数量为三个及三个以上。