CN1038870C - 活节联轴器 - Google Patents

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Abstract

该联轴器基本组成部件是与空心轴刚性连接的第一法兰(1)，以及与传动轴(3)刚性连接的第二法兰(4)，和两对杆臂(9，10及11，12)和悬套在传动轴上的中间杆件(15)，杆臂支撑在它上面。两法兰同轴线布置，所有杆臂长度相等，且活节点在与传动轴垂直的横平面上的投影为正方形。两对置杆臂在中间杆件上的支承设在各自的中点，且弯成钝角，使中间杆件的活节点处在一圆周线上，该圆周线通过上述正方形的顶点。

Description

活节联轴器
本发明涉及活节联轴器，它尤其适用于铁道机车车辆，用以连接相互间存在一定径向和/或作角位移运动的旋转部件。
此类活节联轴器的不同结构形式，诸如在DE-A-3049054中所述，是大家所熟悉的。在这类联轴器中，主动侧的第一法兰通过第一对和第二对杆臂与被动侧的第二法兰相连，其中设有作为支撑的中间杆件，它以其开孔带间隙地套在传动轴上，并与两对杆臂相互铰接相连。
决定这些联轴器使用寿命的主要因素是联轴器零件相互间的角位移，联轴器不平衡及运动误差，也就是在旋转时传输系数的变化，它形成传动系统强迫振动的激振器的作用。在理想的工作条件下，杆臂的角位移及所承受的不平衡力应尽可能小，另一方面则要保证有足够的径向位移能力。
本发明的目的在于提供进一步改进的联轴器，它以已有活节联轴器的优点为基础，同时不存在或几乎不存在缺点，以提高它在具有要求位移的运转中的使用寿命。
根据本发明，从本文开始所述类型的活节联轴器出发，上述目的由下列方法解决：
a)两个法兰同轴线布置；
b)所有杆臂具有相同的有效长度；
c)一对杆臂在其内端部相互可转动地连接；
d)两对杆臂的活节点在与主动轴垂直的横平面上的投影构成一个正方形的四个顶点；
e)在中间件上两个相对杆臂的支撑设在各杆臂的中点上；
f)在中间杆件上铰接的杆臂的半臂位于中间杆件轴向相对侧面。
根据第一个优良的改进方案，与中间杆件铰接的杆臂向主动轴方向以钝角形弯折，使中间杆件的两个活节轴销处在一个圆周线上，该圆周线通过前面提及的正方形的角。
为将杆臂固定在法兰上，法兰上刚性安装着与驱动轴平行的活节销，杆臂通过大家熟悉的橡胶金属节套固定在活节销上。
根据第一结构方案，在中间杆件上铰接的杆臂各有两个半臂组成，它们通过支承销相互刚性连接，后者同时起到活节支承作用。
有利的结构是将支承销各借助于一球状结构的橡胶金属节套支承在中间杆件上。
按照另一种结构形式，在中间杆件上铰接的各杆臂均是一体的，其上形成一个支承套，中间杆件在其端部各有一个安装支承套的叉口，支承套在叉口中支承在叉口销上。
支承套各通过一个橡胶金属节套支承在叉口销上是有利的。
在此新型的活节联轴器中，为尽最大可能做到中心对称，将所有活节的中点布置在同一圆周线上，此外，所有杆臂长度相等。在中间杆件上铰接的各杆臂是这样布置的，使其处在中间杆件的相对侧面，或处在其中间平面两侧。由此可实现一个特别紧凑的结构形式。对所有的活节点都可采用所熟知的橡胶金属节，因而活节点都有一定的弹性。新型活节联轴器由于这样的结构布置可以实现对于铰接的零件的最佳运动和动力条件，这决定了联轴器的使用寿命以及总体结构的可靠性。
下面将借助于附图对本发明作进一步的阐述，图中对本发明活节联轴器的两个方案实例作了说明。其中：
图1：活节联轴器的主体视图，其中不同部件以相互脱开的方式表示。
图2：图1中活节联轴器带局部剖视的侧视图。
图3：另一结构形式的活节联轴器的立体视图。
图4：图3中活节联轴器带局部剖视的侧视图。
图5：活节联轴器中活节点处在同一圆周线上的示意图。
在图1中，活节联轴器的驱动侧法兰(1)与空心轴(2)相互不可转动地连接，空心轴支承在图中未表示出的车架上，并与驱动马达相连。在驱动空心轴(2)内插着传动轴(3)，它与被驱动法兰(4)相互不可转动地连接，传动轴(3)对驱动空心轴(2)有径向和/或作角位移的运动。在图中所示实施例中相互同轴布置的法兰(1，2)是偏菱形轮廓，它们也可以是其它形状，例如圆形。
在法兰(1，2)外端部的内侧同轴线成对装着活节销(5，6及7，8)。活节销(5，8)通过由杆臂(9，10)组成的第一对杆臂相互连接，活节销(6，7)通过由杆臂(11，12)组成的第二对杆臂相连，其中套位活节销的活节套是橡胶金属活节套，它实际上是由两个同轴轴套以及位于两轴套之间空隙中的橡胶圈组成，橡胶圈可在轴套壁上早期硫化，此类橡胶金属节是大家熟悉的，它使所连接的杆臂与活节销可存在一定的带角度的运动。
从驱动法兰(1)引出的杆臂(9，11)在本实施例中各由两个叠合的板片组成，杆臂(10或12)在外端铰接在所述的板片上，通过销钉(13或14)实现活节连接。
为支承两对杆臂(9，10及11，12)采用了带中孔(16)的中间杆件(15)，传动轴(3)或必要时空心轴(2)的轴端以一定的间隙插入孔中，中间杆件(15)在相对的端部各有一个与轴平行的轴孔，用以可转动地安装支承销(17及18)。在各支承销(17及18)的端部不可转动地固定安装着分成两段的杆臂(10及12)中的半臂。与杆臂(9，11)不同，杆臂(10，12)不是平直的，而弯成钝角状，比外杆臂(10，12)的各半臂处在中间杆件(15)的相对侧面。
为了最大可能地做到中心对称，所有杆臂二端的活节点之间的距离相同，这可以对杆臂在活节联轴器静止位置时布置，使四个活节点的投影落在同一圆周线上，如图5所示。此外对杆臂(10，12)的半臂设计一折角，使支承销(17，18)的中点与前面提及的圆周线叠合。图5中的简略示图编号与图1中杆臂及中间杆件的相应编号一致。
中间杆件(15)上的支承销(17，18)的安装也是带一定角运动的支承，为此，在中间杆件(15)的支承孔(20)中各安装一个大家熟悉的球形橡胶金属套(19)。
在图3和图4中表示的改进结构方案与前面阐述的活节联轴器结构方案功能相同，它只是对个别零件结构作了改变，对相应的零件保持图1和图2中对应的编号。
首先是与驱动法兰(1)铰接的杆臂(21或22)同各端部叉口(23及24)是整体构成的。在叉口部各用一个销钉(13或14)与另一杆臂(25或26)铰接，这些杆臂(25及26)与其中部形成的轴套(27及28)一起构成整体杆臂，杆臂(25，26)的半臂之间如第一实施例一样在中部弯成钝角。另外，半臂各自在轴向一错位的平面延伸，如在图3和图4所示。
中间杆件(29)在本实施例中带有两个端部的叉口部(30，31)，在每个叉口部内，杆臂(25及26)的轴套(27及28)可转动地支承在叉口销(32或33)上，与第一实施例一样，这里的所有杆臂上的铰接孔是以橡胶金属套构成的。
在第二实施例中四个活节点也是形成正方形布置，如图5所示，此外，中间杆件(29)的叉口销的活节点位于同一圆周线上。
根据本发明的活节联轴器以下面的方式工作：
为了简化，以下仅就图1及图2中所示的结构方案进行介绍。
驱动力矩从法兰(1)通过相连的杆臂(9，11)以及与其铰接的杆臂(10，12)传递到传动法兰(4)，并由此传递到传动轴(3)，悬空安装的中间杆件(15)在这里起着支承作用，它阻止各杆臂(9，10或11，12)相互靠近或脱离。这样构成的活节四角形在单个活节点上都有弹性节点，它使传动轴(3)相对在车体架上支承的空心轴(2)允许存在垂直和水平的位移。各单一零件按上述方式布置保证了当给定一个联轴器直径时杆臂相同并是最大的长度，所述直径是外界安装条件所限定的。这样就使之比大家熟悉的结构形式的角位移及相对位移更小，相对位移角的减小使活节的使用寿命提高；运动误差的减小使动态力矩减小。

Claims (7)

1.一种活节联轴器，用于储如铁道机车车辆，用以将发动机功率从安装在车体构架或转向架构架上的驱动空心轴传递到由空心轴套住并带一定位移运动的传动轴，它有一个与空心轴刚性连接的第一法兰以及与传动轴刚性连接的第二法兰，其中，一个法兰的端部通过第一和第二对杆臂活节与另一法兰端部相连，两对杆臂活节是径向相对布置的，并由悬套在空心轴上的中间杆件铰接支承，其特征是：
a)两法兰(1，4)是同轴线布置的；
b)所有杆臂(9，10，11，12或21，22，25，26)的有效长度相等；
c)杆臂对(9，10及11，12或21，25及22，26)在其里端是相互可转动地连接；
d)两对杆臂(9，10及11，12或21，25及22，26)的活节点在与传动轴(3)垂直的横平面上的投影构成一个正方形；
e)两对置杆臂(10，12或25，26)在中间杆件(15，29)上的支承点设置在各自的中点上；以及
f)在中间杆件(15，29)上铰接的杆臂(10，12或25，26)的半臂布置在中间杆件(15，29)的轴向相对侧。
2.根据权利要求1的活节联轴器，其特征是，与中间杆件(15，29)铰接的杆臂(10，12或25，26)向传动轴(3)方向弯成钝角，中间杆件(15，29)的活节销轴处在同一圆周线上，该圆周通过前述正方形的顶点。
3.根据权利要求1或2的活节联轴器，其特征是，在法兰(1，4)上与传动轴(3)平行刚性安装着活节销(5，6，7，8)，杆臂通过橡胶金属活节套安装在销上。
4.根据权利要求1或2的活节联轴器，其特征是，在中间杆件(15)上铰接的杆臂(10，12)由两个半臂组成，半臂由一支承销(17，18)相互刚性连接，后者同时起到活节支承作用。
5.根据权利要求4的活节联轴器，其特征是，支承销(17，18)各借助一个球状的橡胶金属节套(19)支承在中间杆件(15)上。
6.根据权利要求1或2的活节联轴器，其特征是，在中间杆件(29)上铰接的杆臂(25，26)为整体杆臂，它有一轴套(27，28)，中间杆件(29)在端部各有一叉口(30，31)，用以安装轴套(27，28)，轴套在叉口(30，31)内支承在叉口销(32，33)上。
7.根据权利要求6的活节联轴器，其特征是，轴套(27，28)各借助于一个橡胶金属节套支承在叉口销(32，33)上。
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