CN104389916B - 双叶轴式万向联轴器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种双叶轴式万向联轴器；包括两个相对且90°交叉安装在壳体内的双叶轴叉，双叶轴叉呈马鞍形，下部基座为法兰盘，上部为两个同轴的沿反方向向外伸出的轴头；壳体为空心的腰鼓状，其轴向中心开设通孔，便于双叶轴叉的轴头伸入到鼓形体的空腔中安装；壳体鼓形体的圆周壁上还径向均布着4个轴承孔，轴承孔两两相对且轴线垂直相交；轴承孔内设有轴承杯，与双叶轴叉的轴头形成活动连接。本发明将原先整体式十字轴的结构，改设计为两个“马鞍形”双叶轴叉，满足角位移用的间隙留在两个“马鞍形”双叶轴叉的轴向之间，从而合理地利用了有限的空间，以增厚增强各部件的强度，从而也增大万向轴的承载能力。

Description

双叶轴式万向联轴器

技术领域

本发明涉及联轴器技术领域，具体地说，是一种能够传递较大转矩和承受强大脉冲载荷的双叶轴式万向联轴器。

背景技术

目前，十字轴式万向联轴器作为机械产品轴系传动最常用的连接和传动装置，已广泛应用于冶金、矿山、化工、通用、农机、轻纺和交通运输等行业，其功能是连接两轴共同回转以传递扭矩和运动，补偿所连两轴相对位移和改善系统传递动力学特性。

传统十字轴式万向联轴器的结构如图1、2和3所示(图2为图1的爆炸图，图3为图1的横截面剖视图)。图中，联轴器100由十字轴03和两个呈十字交叉的法兰叉头02组装而成；十字轴03的轴头上套有带圆柱滚子04的轴承杯05，法兰叉头02的两个叉头部分开有轴承孔，用于安装所述轴承杯05；十字轴03插进轴承孔后就与法兰叉头02形成了转动关节，因此两个法兰叉头02就以十字轴03的两个轴为中心线，在相互垂直的两个方向上作回转运动，成为万向联轴器。法兰叉头02的底座法兰盘上一般还设有加强固定用的端面键01，十字轴03轴头的端部在放置调整垫片08后由卡簧07固定，并拧上油堵06。

传统十字轴式万向联轴器在重载荷或具有强大脉冲载荷的场合使用时，经常会出现十字轴折断、叉头变形或断裂、滚针破损、卡簧崩裂或脱落等事故，导致轴承损坏或整个联轴器的报废，造成设备故障或安全事故。因为受到结构的限制，如果单纯为增强十字轴强度，在加粗十字轴直径的同时，则会相应削减原法兰叉头的强度，因此现阶段迫切需要对这一部分的矛盾在结构上作设计改善。

发明内容

本发明的目的是：针对上述现有技术的不足，提供一种能够提高联轴器整体强度的新结构产品，即叶轴式万向联轴器。它具有承载转矩大、可在强大交变载荷下安全运转的特点。

为了实现本发明上述目的，采用以下技术方案：

一种双叶轴式万向联轴器，包括两个相对且90°交叉安装在壳体内的双叶轴叉，所述双叶轴叉呈马鞍形，下部基座为法兰盘，上部为两个同轴的沿反方向向外伸出的轴头；所述壳体为空心的腰鼓状，其轴向中心开设通孔，便于所述双叶轴叉的轴头伸入到鼓形体的空腔中安装；壳体鼓形体的圆周壁上还径向均布着4个轴承孔，轴承孔两两相对且轴线垂直相交；所述轴承孔内设有轴承杯，与所述双叶轴叉的轴头形成活动连接；装配时，两个双叶轴叉相对地从壳体的通孔处伸进，轴头套进各自对应的轴承杯中形成转动关节，使得两个双叶轴叉在壳体中呈十字交叉的状态。

作为本发明的进一步改进，所述轴承杯内圆柱表面上分布有若干个圆柱滚子；所述圆柱滚子包络在所述双叶轴叉的轴头的圆柱表面上。

作为本发明的进一步改进，所述轴承杯内圆柱表面上分布的圆柱滚子之间留有间隙；所述圆柱滚子的周向总间隙为0.25～2d/5mm，其中d为所述圆柱滚子的直径。

作为本发明的进一步改进，所述壳体轴承孔的外端设有端盖；所述端盖由若干个螺钉固定在所述壳体上。

作为本发明的进一步改进，所述端盖的大平面与壳体的外平面紧密配合，与轴承杯的端面之间留有0.1～0.2mm的间隙。

作为本发明的进一步改进，在所述端盖的凹平面与所述双叶轴叉轴头的端面之间设有调整垫；所述调整垫按照端盖、双叶轴叉及壳体的实测尺寸进行选配，以保证双叶轴叉轴头的轴向游隙在0.1～0.15mm。

作为本发明的进一步改进，所述端盖上设有油堵；拧掉所述油堵后可向轴承注入润滑油，注入的润滑油可贮存在所述双叶轴叉轴头端面上的凹槽内，并通过端面上的横向油沟进入到轴承内。

作为本发明的进一步改进，所述双叶轴叉的轴肩处设有密封圈，作为防尘保护。

作为本发明的进一步改进，所述双叶轴叉的法兰盘上设有加强固定用的端面键。

本发明将传统十字轴式万向联轴器中的分体式叉头结构，改设计成整体式外壳(参见图8)；把十字轴式万向联轴器的整体式十字轴结构，改设计成两个“马鞍形”双叶轴叉(参见图7)，以满足角位移用的间隙留在两个“马鞍形”双叶轴叉的轴向之间和壳体的中心通孔处，从而合理地利用了有限的空间，提高了各部件的强度，增大了联轴器的承载能力。

具体比较参见图3和图8。图3中，传统分体式的叉头结构，在圆周部分显示由四个叉头相邻地组合而成，两两叉头之间留有角位移用的间隙，因此从图中可看出，角位移用的间隙进一步削减了叉头在开孔后的剩余实体面积，而且每个叉头的实体部分在开孔后也显得相对薄弱。同时，由于结构的限制，相应地约束了十字轴的轴头尺寸及圆柱滚子直径的大小。

图8中，由于满足角位移用的间隙，被转移到两个双叶轴叉之间和壳体的中心通孔处，因此原先的四个组合叉头可以合并成一个整体性部件(壳体)；从图中可见，壳体的实体部分3-3远大于原先的叉头剩余实体部分，并且又为一个整体，因此本发明中的壳体部件的强度将远大于传统十字轴中叉头的强度。同时，在满足壳体强度的前提下，可适当增大十字轴的轴头及圆柱滚子的直径。从而，使联轴器的整体强度得到提高，也增强了联轴器传递转矩的能力。

另外，本发明采用端盖固定的方式取代传统十字轴式万向联轴器的卡簧限位的定位方式，避免了卡簧崩裂或脱落等现象的发生，提高了联轴器传动的可靠性。

经计算和模拟实验证明，本发明与同规格的十字轴式万向联轴器相比，可提高承载扭矩约20％-30％。

附图说明

图1为传统的十字轴式万向联轴器的立体图；

图2为图1的爆炸图；

图3为图1的横截面剖视图；

图4为本发明的双叶轴式万向联轴器的立体图；

图5为图4的剖视图；

图6为图4的爆炸图；

图7为图6中件号2的立体图；

图8为图6中件号3的立体图；

图9为图6中件号4的立体图；

图10为图6中件号7的立体图；

图11为本发明的一种应用图(双联轴器)。

图中：100十字轴式万向联轴器；01端面键；02法兰叉头；03十字轴；04圆柱滚子；05轴承杯；06油堵；07卡簧；08调整垫片。

200双叶轴式万向联轴器；1端面键；2双叶轴叉；3壳体；4轴承杯；5圆柱滚子；6密封圈；7端盖；8油堵；9调整垫；10紧固螺钉；11花键轴；12花键套。

2-1轴头；2-2端面；2-3凹槽；2-4油沟；2-5轴肩；2-6法兰盘；

3-1轴承孔；3-2壳体的外平面；3-3壳体实体部分；

4-1轴承杯端面；7-1端盖的大平面；7-2端盖的凹平面。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

如图4—6所示，本发明的双叶轴式万向联轴器，由两个相对且90°交叉安装在壳体3内的双叶轴叉2组成；图7中，双叶轴叉2外形呈马鞍形，下部基座为法兰盘2-6，法兰盘2-6上设有加强固定用的端面键1；上部为两个同轴的沿反方向向外伸出的轴头2-1；轴肩2-5处设有密封圈6，作为防尘保护。图8中，壳体3为空心的腰鼓状，其轴向中心开设通孔，便于双叶轴叉2的轴头2-1伸入到鼓形体的空腔中安装；壳体3鼓形体的圆周壁上还径向均布着4个轴承孔3-1，轴承孔3-1两两相对且轴线垂直相交。

见图6本发明的结构爆炸图。轴承孔3-1内设有轴承杯4，与双叶轴叉2的轴头2-1形成为活动连接；具体是轴承杯4内圆柱表面上分布着若干个圆柱滚子5；圆柱滚子5包络在双叶轴叉2的轴头2-1的圆柱表面上；为保证轴承关节转动灵活，圆柱滚子5之间应留有间隙，圆柱滚子5的周向总间隙为0.25～2d/5mm(其中d为圆柱滚子5的直径)。本发明壳体3轴承孔3-1的外端设有端盖7，端盖7由若干个螺钉10固定在壳体3上。

参见图9和图10，端盖7的凹平面7-2与双叶轴叉2轴头2-1的端面2-3之间设有调整垫9；调整垫9采用铜或球墨铸铁材料制作。调整垫9按照端盖7、双叶轴叉2及壳体3的实测尺寸进行选配，保证双叶轴叉2轴头2-1的轴向游隙在0.1～0.15mm，使得联轴器装配后，其轴承关节运转灵活，又无轴向窜动。端盖7的大平面7-1与壳体3的外平面3-2紧密配合，并与轴承杯4的端面4-1之间留有0.1～0.2mm的间隙，以确保端盖7紧固后十字轴轴头的轴向游隙为0.1～0.15mm。端盖7上还设有油堵8；拧掉油堵8后可向轴承注入润滑油，注入的润滑油可贮存在双叶轴叉2轴头端面上的凹槽2-3内，并通过端面上的油沟2-4进入到轴承。

装配时，先将2个双叶轴叉2的4个轴头2-1分别插入壳体3的轴承孔3-1内，同时将圆柱滚子5、密封圈6装于轴承杯4内，然后将装配好的轴承组件从壳体3的外侧装入轴承孔3-1内，选配合适的调整垫9装入端盖7内，最后把端盖7用螺钉10紧固。

本发明的单联轴器还可以组装为双联轴器使用。如图11所示，两个单独的单联轴器200进行串联，通过花键轴11和花键套12套连接，可调整联轴器之间距离，使主动轴和从动轴等速回转。

最后，还要注意的是，以上列举的仅是本发明的一个具体实施例。显然，本发明还可以有许多变形，本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种双叶轴式万向联轴器，包括两个相对且90°交叉安装在壳体(3)内的双叶轴叉(2)，其特征在于，所述双叶轴叉(2)呈马鞍形，下部基座为法兰盘(2-6)，上部为两个同轴的沿反方向向外伸出的轴头(2-1)；所述壳体(3)为空心的腰鼓状，其轴向中心开设通孔，便于所述双叶轴叉(2)的轴头(2-1)伸入到鼓形体的空腔中安装；壳体(3)鼓形体的圆周壁上还径向均布着4个轴承孔(3-1)，轴承孔(3-1)两两相对且轴线垂直相交；所述轴承孔(3-1)内设有轴承杯(4)，与所述双叶轴叉(2)的轴头(2-1)形成活动连接；装配时，两个双叶轴叉(1)相对地从壳体(3)的通孔处伸进，轴头(2-1)套进各自对应的轴承杯(4)中形成转动关节，使得两个双叶轴叉(1)在壳体(3)中呈十字交叉的状态。

2.根据权利要求1所述的双叶轴式万向联轴器，其特征在于，所述轴承杯(4)内圆柱表面上分布有若干个圆柱滚子(5)；所述圆柱滚子(5)包络在所述双叶轴叉(2)的轴头(2-1)的圆柱表面上。

3.根据权利要求2所述的双叶轴式万向联轴器，其特征在于，所述轴承杯(4)内圆柱表面上分布的圆柱滚子(5)之间留有间隙；所述圆柱滚子(5)的周向总间隙为0.25～2d/5mm，其中d为所述圆柱滚子(5)的直径。

4.根据权利要求1所述的双叶轴式万向联轴器，其特征在于，所述壳体(3)轴承孔(3-1)的外端设有端盖(7)；所述端盖(7)由若干个螺钉(10)固定在所述壳体(3)上。

5.根据权利要求4所述的双叶轴式万向联轴器，其特征在于，所述端盖(7)的大平面(7-1)与壳体(3)的外平面(3-2)紧密配合，与轴承杯(4)的端面(4-1)之间留有0.1～0.2mm的间隙。

6.根据权利要求5所述的双叶轴式万向联轴器，其特征在于，在所述端盖(7)的凹平面(7-2)与所述双叶轴叉(2)轴头(2-1)的端面(2-2)之间设有调整垫(9)；所述调整垫(9)按照端盖(7)、双叶轴叉(2)及壳体(3)的实测尺寸进行选配，以保证双叶轴叉(2)轴头(2-1)的轴向游隙在0.1～0.15mm。

7.根据权利要求4至6中任一项所述的双叶轴式万向联轴器，其特征在于，所述端盖(7)上设有油堵(8)；拧掉所述油堵(8)后可向轴承注入润滑油，注入的润滑油可贮存在所述双叶轴叉(2)轴头端面上的凹槽(2-3)内，并通过端面上的横向油沟(2-4)进入到轴承内。

8.根据权利要求1所述的双叶轴式万向联轴器，其特征在于，所述双叶轴叉(2)的轴肩(2-5)处设有密封圈(6)，作为防尘保护。

9.根据权利要求1所述的双叶轴式万向联轴器，其特征在于，所述双叶轴叉(2)的法兰盘(2-6)上设有加强固定用的端面键(1)。