CN103307127B - 轴连接装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种轴连接装置。该轴连接装置包括与传动轴固定连接的第一连接件；与动力轴固定连接的第二连接件；连接第一连接件和第二连接件的连接轴，连接轴包括与第一连接件沿连接轴的轴线可相对摆动连接的第一配合部和与第二连接件连接轴的轴线可相对摆动连接的第二配合部。当动力轴和传动轴存在不同轴度且为小扭矩传递时，由于第一连接件与第一配合部之间、第二连接件与第二配合部之间可相对的摆动，第一连接件与第一配合部的连接、第二连接件与第二配合部的连接相当于柔性连接，使得动力轴和传动轴之间的振动不能相互传递，从而实现动力轴和传动轴的振动隔离。
Description
技术领域
本发明涉及传动结构领域，特别地，涉及一种轴连接装置。
背景技术
在涡轴发动机研制过程中进行高速转子动力学试验研究时，经常碰到较小扭矩传递时高速旋转试验件轴头与动力轴之间的振动相互干扰的技术问题。所谓较小扭矩传递是指传递的扭矩值仅为(0～15)N.m，工作转速则高达(20000～45000)r/min。
现有的轴头之间连接方式主要有直齿花键浮动轴连接、鼓形齿花键浮动轴连接，膜盘连接，尼龙绳连接等。但上述连接并不能在小扭矩传递时，将连接在两端的旋转试验件轴头与动力轴之间的振动隔离。
发明内容
本发明目的在于提供一种轴连接装置，以将小扭矩传递时安装在轴连接装置两端的轴的振动隔离。
为实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种轴连接装置，包括与传动轴固定连接的第一连接件；与动力轴固定连接的第二连接件；连接第一连接件和第二连接件的连接轴，连接轴包括与第一连接件沿连接轴的轴线可相对摆动连接的第一配合部和与第二连接件沿连接轴的轴线可相对摆动连接的第二配合部。
进一步地，第一配合部包括多个沿第一配合部的周向均匀分布的相同的扇形块；第二配合部包括多个沿第二配合部的周向均匀分布的相同的扇形块。
进一步地，扇形块的外表面为轴线垂直于连接轴的中心线的圆柱面。
进一步地，第一连接件包括与传动轴固定连接的第一端部和套设第一配合部的第二端部；第二连接件包括套设第二配合部的第一安装端部和与动力轴固定连接的第二安装端部。
进一步地，第一连接件的第二端部和第二连接件的第一安装端部呈筒状；
第一连接件的第二端部的内壁的横截面与第二连接件的第一安装端部的内壁的横截面均为正多边形。
进一步地，正多边形的边数与扇形块的个数相等。
进一步地，第二端部的内壁与第一配合部形成线接触，第一安装端部的内壁与第二配合部形成线接触。
进一步地，连接轴还包括中间轴，中间轴的两端分别连接第一配合部和第二配合部。
本发明具有以下有益效果：
根据本发明的轴连接装置，传动轴与第一连接件连接，动力轴与第二连接件连接，第一连接件与连接轴的第一配合部沿连接轴的轴线可相对摆动的连接，第二连接件与连接轴的第二配合部沿连接轴的轴线可相对摆动的连接；当动力轴和传动轴存在不同轴度且为小扭矩传递时，由于第一连接件与第一配合部之间、第二连接件与第二配合部之间可相对的摆动，即第一连接件与第一配合部的位置关系、第二连接件与第二配合部的位置关系可进行调节，使得第一连接件与第一配合部的连接、第二连接件与第二配合部的连接相当于柔性连接，使得动力轴和传动轴之间的振动不能相互传递，从而实现动力轴和传动轴的振动隔离。
除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照附图，对本发明作进一步详细的说明。
附图说明
构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是本发明优选实施例的轴连接装置的装配示意图；
图2是本发明优选实施例的第一连接件的结构示意图；
图3是图2的侧视示意图；
图4是本发明另一实施例的第一连接件的结构示意图；
图5是本发明优选实施例的第二连接件的结构示意图；
图6是图5的侧视示意图；以及
图7是本发明优选实施例的连接轴的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。
参见图1，本发明的优选实施例提供了一种轴连接装置，与传动轴1固定连接的第一连接件10；与动力轴2固定连接的第二连接件20；连接第一连接件10和第二连接件20的连接轴30，连接轴30包括与第一连接件10沿连接轴30的轴线可相对摆动连接的第一配合部31和与第二连接件20沿连接轴30的轴线可相对摆动连接的第二配合部32。根据本发明的轴连接装置，传动轴1与第一连接件10连接，动力轴与第二连接件20连接，第一连接件10与连接轴30的第一配合部31沿轴向可相对摆动的连接，第二连接件20与连接轴30的第二配合部32沿轴向可相对摆动的连接；当动力轴2和传动轴1存在不同轴度且为小扭矩传递时，由于第一连接件10与第一配合部31之间、第二连接件20与第二配合部32之间可相对的摆动，即第一连接件10与第一配合部31的位置关系、第二连接件20与第二配合部32的位置关系可进行调节，使得第一连接件10与第一配合部31的连接、第二连接件20与第二配合部32的连接相当于柔性连接，使得动力轴2和传动轴1之间的振动不能相互传递，从而实现动力轴2和传动轴1的振动隔离。
具体地，请结合参见图2和图3，在本实施方式中，第一连接件10包括与传动轴1固定连接的第一端部11和套设连接轴30的第一配合部31的第二端部12。第一连接件的第一端部11和第二端部12均呈筒状，第一端部11的内壁的横截面呈圆形，以将传动轴1插入第一端部11的内部；第二端部12的内壁的横截面为正多边形结构，以与连接轴30配合。第二端部12的圆周壁上沿轴向开有多个螺钉安装孔，通过螺钉将第一连接件10与传动轴1固定连接成一体，使得第一连接件10带动传动轴1转动。
请结合参见图4，在另一实施方式中，第一连接件10呈直筒状结构，第一连接件10的外壁为圆柱面，以嵌入传动轴1的轴端预设的安装槽中，第一连接件10的内壁的横截面呈正多边形机构，以与连接轴30配合。第一连接件10的圆周壁上沿轴向开有多个螺钉安装孔，通过螺钉将第一连接件10与传动轴1固定连接成一体，使得第一连接件10带动传动轴1转动。
请结合参见图5和图6，第二连接件20包括套设连接轴30的第二配合部32的第一安装端部21和与动力轴2固定连接的第二安装端部22。第二连接件20的第一安装端部21和第二安装端部22均呈筒状；第一安装端部21的内壁的横截面呈正多边形结构，以与连接轴30配合；第二安装端部22的内壁的横截面呈圆形，以将动力轴2插入第二安装端部22，第二安装端部22和动力轴2上设有相对应的径向通孔，通孔内穿入一与通孔的直径相适配的尼龙丝绳3，尼龙丝绳3伸出第二安装端部22通孔两端外的部分被烫成类似半球形的形状，以将第二连接件20和动力轴2固定成一体，且当传动轴发生卡滞时，可及时剪断尼龙丝绳3，使得动力轴2与第二连接件20脱离，避免动力轴2或轴连接装置被扭断。
在另一实施方式中，第二连接件20的结构可与第一连接件10的结构相同。
请结合参见图7，连接轴30用来连接第一连接件10和第二连接件20，连接轴30包括与第一连接件10沿连接轴30的轴线可相对摆动连接的第一配合部31和与第二连接件20沿连接轴30的轴线可相对摆动连接的第二配合部32及连接第一配合部31和第二配合部32的中间轴33。第一配合部31包括多个沿第一配合部31的周向均匀分布的相同的扇形块；第二配合部32包括多个沿第二配合部32的周向均匀分布的相同的扇形块。组成第一配合部31的扇形块的个数与上述的第一连接件10的内壁横截面的正多边形的边数相对应，组成第二配合部32的扇形块的个数与上述的第二连接件20的内壁横截面的正多边形的边数相对应，以方便加工和装配。扇形块的外表面为轴线垂直于连接轴30的中心线的圆柱面。当第一连接件10的第二端部12的内壁与第一配合部31配合时，第一配合部31的扇形块就会与第二端部12的内壁面接触，由于扇形块的外表面呈圆柱状，第二端部12的内壁面的任一面为平面，因此第一连接件10的第二端部12的内壁与第一配合部31的接触为线接触，多根接触线组成一个正多边形；同理，第二连接件20的第一安装端部21的内壁与第二配合部32的接触也为线接触，多根接触线组成一个正多边形。且第一连接件10的内壁与第一配合部31、第二连接件20的内壁与第二配合部32之间采用过渡配合，使得接触线可沿第一配合部31或第二配合部32的圆柱面的周向短距离的来回移动，对第一配合部31与第一连接件10之间的位置关系、第二配合部32与第二连接件20之间的位置关系进行微量调节。当动力轴2和传动轴1之间存在较小的不同轴度且为小扭矩传递时，接触线会沿着圆柱面的周向移动，使得第一连接件10与第一配合部31、第二连接件20与第二配合部32的连接相当于柔性连接，柔性连接可将动力轴2和传动轴1之间的振动隔离，使得动力轴2和传动轴1互不干扰。
在本实施方式中，第一连接件10和第二连接件20的内壁横截面均为正六边形，第一配合部31和第二配合部32分别由六个扇形块组成。第一配合部31插入到第一连接件10内部，可与第一连接件10的内壁形成线接触，多根接触线组成一个正六边形。当动力轴2和传动轴1之间存在较小的不同轴度时，正六边形可沿第一配合部31或第二配合部32的圆柱面的周向短距离的来回移动，对第一配合部31与第一连接件10之间的位置关系、第二配合部32与第二连接件20之间的位置关系进行微量调节，将动力轴2和传动轴1之间的振动隔离，使得动力轴2和传动轴1互不干扰。
从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：
根据本发明的轴连接装置，传动轴与第一连接件连接，动力轴与第二连接件连接，第一连接件与连接轴的第一配合部沿连接轴的轴线可相对摆动的连接，第二连接件与连接轴的第二配合部沿连接轴的轴线可相对摆动的连接；当动力轴和传动轴存在不同轴度且为小扭矩传递时，由于第一连接件与第一配合部之间、第二连接件与第二配合部之间可相对的摆动，即第一连接件与第一配合部的位置关系、第二连接件与第二配合部的位置关系可进行调节，使得第一连接件与第一配合部的连接、第二连接件与第二配合部的连接相当于柔性连接，使得动力轴和传动轴之间的振动不能相互传递，从而实现动力轴和传动轴的振动隔离。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种轴连接装置，其特征在于，包括
与传动轴(1)固定连接的第一连接件(10)；
与动力轴(2)固定连接的第二连接件(20)；
连接所述第一连接件(10)和所述第二连接件(20)的连接轴(30)，所述连接轴(30)包括与所述第一连接件(10)沿所述连接轴(30)的轴线可相对摆动连接的第一配合部(31)和与所述第二连接件(20)沿所述连接轴(30)的轴线可相对摆动连接的第二配合部(32)；
所述第二连接件(20)包括套设所述连接轴(30)的所述第二配合部(32)的第一安装端部(21)和与所述动力轴(2)固定连接的第二安装端部(22)；
所述第二连接件(20)的所述第一安装端部(21)和所述第二安装端部(22)均呈筒状；
所述第一安装端部(21)的内壁的横截面呈正多边形结构，以与所述连接轴(30)配合；
所述第二安装端部(22)的内壁的横截面呈圆形，以将所述动力轴(2)插入所述第二安装端部(22)，所述第二安装端部(22)和所述动力轴(2)上设有相对应的径向通孔，所述通孔内穿入一与所述通孔的直径相适配的尼龙丝绳(3)，所述尼龙丝绳(3)伸出所述第二安装端部(22)所述通孔两端外的部分被烫成类似半球形的形状，以将所述第二连接件(20)和所述动力轴(2)固定成一体，且当传动轴发生卡滞时，可及时剪断所述尼龙丝绳(3)，以使所述动力轴(2)与所述第二连接件(20)脱离，避免所述动力轴(2)或轴连接装置被扭断。
2.根据权利要求1所述的轴连接装置，其特征在于，
所述第一配合部(31)包括多个沿所述第一配合部(31)的周向均匀分布的相同的扇形块；所述第二配合部(32)包括多个沿所述第二配合部(32)的周向均匀分布的相同的扇形块。
3.根据权利要求2所述的轴连接装置，其特征在于，
所述扇形块的外表面为轴线垂直于所述连接轴(30)的中心线的圆柱面。
4.根据权利要求2所述的轴连接装置，其特征在于，
所述第一连接件(10)包括与所述传动轴(1)固定连接的第一端部(11)和套设所述第一配合部(31)的第二端部(12)。
5.根据权利要求4所述的轴连接装置，其特征在于，
所述第一连接件(10)的所述第二端部(12)和所述第二连接件(20)的所述第一安装端部(21)呈筒状；
所述第一连接件(10)的所述第二端部(12)的内壁的横截面与所述第二连接件(20)的所述第一安装端部(21)的内壁的横截面均为正多边形。
6.根据权利要求5所述的轴连接装置，其特征在于，
所述正多边形的边数与所述扇形块的个数相等。
7.根据权利要求5所述的轴连接装置，其特征在于，
所述第二端部(12)的内壁与所述第一配合部(31)形成线接触，所述第一安装端部(21)的内壁与所述第二配合部(32)形成线接触。
8.根据权利要求1所述的轴连接装置，其特征在于，
所述连接轴(30)还包括中间轴(33)，所述中间轴(33)的两端分别连接所述第一配合部(31)和所述第二配合部(32)。
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