CN104583624B - 刚性联轴器 - Google Patents

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Abstract

在切槽型刚性联轴器(11)中,位于联轴器主体(12)的带狭缝的收紧部(25)的内部的轴孔(14)的内周面部分(31a)的内径为d(31)。与内周面部分(31a)相邻的轴孔(14)的内周面部分(32a)的内径d(32)稍大于内径d(31)。内周面部分(32a)形成为相对于内周面部分(31a)向半径方向外侧退避的退避面。将轴(15)穿入轴孔(14),用紧固螺栓(13)使收紧部(25)收紧。与内周面部分(31a)相邻的内周面部分(32a)的部位不与轴(15)接触。能够以不发生倾斜的状态将轴(15)紧固固定于轴孔(14)。

Description

刚性联轴器
技术领域
本发明涉及用于将两根轴同轴连接的切槽型刚性联轴器。更为详细地说,涉及能够以相对带切槽的联轴器部分不发生倾斜的状态利用紧固螺栓将轴紧固固定的切槽型刚性联轴器。
背景技术
在切槽型刚性联轴器中,将作为连接对象的一方的轴插入带切槽的联轴器部分,在该状态下利用紧固螺栓紧固该联轴器部分,从而将轴以同轴状态与该联轴器部分紧固固定。例如,如专利文献1的图4所示,普通的切槽型刚性联轴器包括:圆筒状的联轴器主体、贯通其中心而延伸的具有一定内径的圆形轴孔及紧固螺栓。在联轴器主体的中途位置形成有沿圆周方向延伸的第一狭缝。另外,从联轴器主体的一方的端部至第一狭缝形成有沿联轴器轴线方向延伸的第二狭缝。在将作为连接对象的轴插入圆形轴孔的状态下,利用紧固螺栓对由第二狭缝分割的联轴器主体的部分进行紧固,由此能够将轴以同轴状态紧固固定于联轴器主体。
具备如此结构的刚性联轴器用于例如将电动机输出轴以同轴状态连接于减速机等的输入轴的情况。在专利文献2、3中,行星齿轮装置的恒星齿轮的轴部分从联轴器的一方的开口端进行压配固定,将电动机输出轴插入联轴器上带狭缝的另一方的开口端,并利用未图示的紧固螺栓进行紧固固定。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本专利特开2008-95937号公报
专利文献2:日本专利特开2005-9614号公报
专利文献3:日本专利特开2000-179629号公报
发明内容
发明所要解决的技术问题
在切槽型刚性联轴器中,当将轴插入带切槽的联轴器部分的轴孔并用紧固螺栓对该联轴器部分进行紧固固定时,有时会发生该轴相对于联轴器部分的轴心发生倾斜的情况。在现有技术中,认为由于用紧固螺栓紧固后轴外径相对于轴孔内径的公差会引起轴偏移。但本发明人等通过分析判明,与此种轴偏移相比,产生比之严重得多的轴倾斜(倾倒)。在需要以高精度传递旋转的传递机构等中,必须对该种错位进行可靠的防止或控制。
本发明所要解决的技术问题为,提供能够以不发生倾斜(倾倒)或尽可能地对之加以抑制的状态对轴进行紧固固定的刚性联轴器。
解决技术问题所采用的技术方案
为解决上述技术问题,本发明的刚性联轴器包括:筒状的联轴器主体;形成于所述联轴器主体的具有圆形截面的轴孔;将所述联轴器主体的一部分在联轴器中心轴线的方向上分割的第一狭缝;将所述联轴器主体的一部分在联轴器圆周方向上分割的第二狭缝;以及对由所述联轴器主体上的所述第一狭缝及所述第二狭缝分割的部分进行收紧的紧固件,所述第一狭缝是沿所述联轴器主体的圆周方向在规定的角度范围内延伸的狭缝,所述第二狭缝是从所述联轴器主体的一方的端部沿所述联轴器中心轴线的方向延伸至所述第一狭缝的狭缝,所述联轴器主体的形成有所述第二狭缝的部分是收紧部,该收紧部包括当紧固所述紧固件时其内径能够缩小的收紧用轴孔部分,在所述轴孔的内周面上,至少在与所述收紧部的内周面部分相连的内周面部分形成有相对于所述收紧部的内周面部分向半径方向的外侧退避的退避面。
一般而言,只要在联轴器主体上形成同一内径的轴孔,对收紧部的内周面部分以外的轴孔内周面部分进行切削,使其整体形成退避面即可。例如,以相对于收紧部的轴孔部分的内径将除此以外的轴孔部分的内径设定成比其大1mm左右的方式,在联轴器主体上形成轴孔即可。
图1A是表示切槽型刚性联轴器所产生的轴倾斜的说明图。在刚性联轴器1的联轴器主体2的轴孔3中插入作为连接对象的一方的轴5。轴5从联轴器主体2上的带狭缝的收紧部4的端面2a侧插入。在轴5被插入的状态下,用紧固螺栓(未图示)使收紧部4收紧。
将紧固螺栓紧固时,联轴器主体2从其收紧部4的部位发生倾斜。轴5的插入至轴孔3的比收紧部4更靠近里侧的部分的前端侧部分的外周面5a会与轴孔内周面部分3b接触。由轴孔内周面部分3b产生将轴5压向与其轴线方向垂直的方向的力。据分析,由此在轴5与联轴器主体2之间产生了较大的相对倾斜。如图1B所示,依据本发明的发明人等的分析,已确认在与收紧部4的收紧用轴孔部分的内周面部分3a相邻的里侧的轴孔部分的内周面部分3c(图中的粗线所围的区域)处,与轴5之间产生了较大的接触压力。
在本发明的刚性联轴器中,在用紧固件收紧联轴器主体时会从轴孔内周面侧对插入轴孔的轴施加接触压力的内周面部分(图1B中的内周面部分3c)上形成有向半径方向的外侧退避的退避面。利用退避面,能够防止在轴孔内周面部分与轴之间产生接触压力。或者,能够大幅度地降低该种接触压力。藉此,能够防止或控制紧固固定于联轴器主体上的轴倾斜(倾倒),从而能够高精度地以同轴状态将轴紧固固定于联轴器主体上。
附图说明
图1A是表示刚性联轴器上的轴的倾斜状态的说明图。
图1B是表示图1A的刚性联轴器的轴孔内周面部分的说明图。
图2是表示将轴紧固固定于采用了本发明的刚性联轴器上的状态的立体图。
图3A是表示将图2的刚性联轴器以包含其轴线的平面截断的状态的立体图。
图3B是表示图2的刚性联轴器的轴孔内周面的局部放大剖视图。
图4是表示图2的刚性联轴器上的轴的倾斜的分析结果的一例的图表。
具体实施方式
以下,参照附图对采用了本发明的刚性联轴器的实施方式进行说明。
图2是表示本发明的实施方式的刚性联轴器的立体图。图3A是表示以包含其中心轴线的平面截断的状态的立体图,图3B是表示刚性联轴器的轴孔内周面的局部放大剖视图。依据这些附图可知,刚性联轴器11包括圆筒状的联轴器主体12及紧固螺栓13。在开口于联轴器主体12的一方的端面12a的轴孔14中插入作为连接对象的一方的轴15,并利用紧固螺栓13将之以同轴状态紧固固定于联轴器主体12。在开口于联轴器主体12的另一方的端面12b的轴孔16中,例如以同轴状态压配固定着作为连接对象的另一方的轴(未图示)。藉此,双方的轴通过刚性联轴器11形成同轴连接的状态。
联轴器主体12从其一方的端面12a朝向另一方的端面12b以同轴状态形成有大径的圆筒部21、与之相比为小径的圆筒部22及比之更为小径的圆筒部23。在大径的圆筒部21上的自端面12a沿中心轴线11a方向相距规定距离的位置,在大致180度的角度范围内形成有沿圆周方向延伸的、具有一定宽度的第一狭缝24。利用第一狭缝24将圆筒部21的形成有第一狭缝24的部分在中心轴线11a方向上进行分割。自端面12a至第一狭缝24的圆筒部分是利用紧固螺栓13对轴15进行紧固固定的作为收紧部25发挥功能的部分。另外,在该收紧部25上形成有自端面12a至第一狭缝24的沿中心轴线11a的方向呈直线状延伸的第二狭缝26。利用第二狭缝26将收紧部25在圆周方向上进行分割。
在收紧部25上的隔着第二狭缝26相对的一方的部分上形成有螺栓通孔27,在另一方的部分形成有内周面上形成有内螺纹部的螺栓紧固孔(未图示)。通过使紧固螺栓13穿过螺栓通孔27而旋入螺栓紧固孔,能将收紧部25向半径方向的内侧收紧,从而将插入轴孔14的轴15紧固固定于联轴器主体12。
接着,如图3A、图3B所示,开口于联轴器主体12的端面12a的轴孔14贯穿圆筒部21而延伸至圆筒部22的中途位置。开口于另一方的端面12b上的轴孔16是与轴孔14相比为小径的圆形轴孔,自端面12b延伸至圆筒部23的中心轴线11a方向上的中途位置。该轴孔14及轴孔16形成为同轴,通过与该两者相比为小径的圆形连通孔29而相连。
此处,端面12a侧的轴孔14由形成于收紧部25的内部的收紧用轴孔部分31及除此以外的轴孔部分32构成。收紧用轴孔部分31是自端面12a至第一狭缝24的端面12a侧的狭缝端面24a的部分。与该收紧用轴孔部分31的圆形内周面部分31a的内径d(31)相比,除此以外的轴孔部分32的圆形内周面部分32a的内径d(32)稍大。换言之,相对于圆形内周面部分31a,圆形内周面部分32a形成为向半径方向的外侧略微退避的退避面。因此,在收紧用轴孔部分31的圆形内周面部分31a及与其相连的轴孔部分32的圆形内周面部分32a之间形成有圆弧状的微小的台阶33。
图4是表示上述结构的刚性联轴器11上的轴15的倾斜量的分析结果的一例的图表。作为刚性联轴器11,其联轴器内径、即轴孔14的收紧部25的内径d(31)为35.016mm,除此以外的轴孔部分的内径d(32)为36.016mm,轴15的外径为35.005mm,轴15插入轴孔14的插入长度为42mm,对该情形下的刚性联轴器11进行了分析。刚性联轴器11及轴15的材料常数为杨氏模量206GPa、泊松比0.3。
自端面12a起在中心轴线11a的方向(图中的X轴方向)上相距24mm、54mm、84mm及100mm的各点P1~P4的位置,对联轴器主体12的外周表面在垂直于中心轴线11a的方向(图中的Z轴方向)上的位移量进行了分析。图表中的正方形的点表示轴孔14的在中心轴线11a的方向上的内径同为35.016mm的对比例的数据,而菱形的点表示本例的刚性联轴器11的数据。由该图表可知,若使用本例的刚性联轴器11,便能够大幅度抑制轴15的倾斜(倾倒)。
另外,为将轴15的倾斜量的数值控制在允许范围内,只需对轴孔部分32的内周面部分相对于收紧用轴孔部分31的内周面部分的向半径方向的外侧的退避量、收紧部25的宽度(收紧部25的端面12a至第一狭缝24的长度)及位于收紧部25上的紧固螺栓13在中心轴线11a方向上的紧固位置进行调整便可。通过适宜地设定这些要素,能够可靠地将轴15的倾斜量的数值控制在允许范围内。
此外,在上述例中,与收紧部25的轴孔部分的内径d(31)相比,将除此以外的轴孔部分的内径d(32)设置成整体上变大。然而,从根本上讲,只需使图1B中的粗线所围的相邻内周面部分3c形成退避面即可。即,将与收紧部25的内周面部分相连的、位于第一狭缝24之间位置的连接部分在中心轴线11a的方向上切削规定的长度而形成退避面即可。从轴孔加工便易性角度出发,一般而言,优选对收紧部25以外的轴孔内周面部分整体进行切削而形成退避面。

Claims (3)

1.一种刚性联轴器(11),用于将第一轴与第二轴同轴地连接,其特征在于,包括:
筒状的联轴器主体(12);
为了供连接对象的第一轴插入而形成于所述联轴器主体(12)上,在所述联轴器主体(12)的一方的端面(12a)开口,内径比所述第一轴的外径大且具有圆形截面的第一轴孔(14);
为了供连接对象的所述第二轴插入而形成于所述联轴器主体(12)上,在所述联轴器主体(12)的另一方的端面(12b)开口的第二轴孔(16);
将所述联轴器主体(12)的一部分在联轴器中心轴线的方向上分割的第一狭缝(24);
将所述联轴器主体(12)的一部分在联轴器圆周方向上分割的第二狭缝(26);以及
对所述联轴器主体(12)上的由所述第一狭缝(24)及所述第二狭缝(26)分割的部分进行收紧的紧固件(13),
所述第一狭缝(24)是沿所述联轴器主体(12)的圆周方向在规定的角度范围内延伸的狭缝,
所述第二狭缝(26)是从所述联轴器主体(12)的所述一方的端面(12a)沿所述联轴器中心轴线的方向延伸至所述第一狭缝(24)的狭缝,
所述联轴器主体(12)的形成有所述第一轴孔(14)的部分由形成有所述第二狭缝(26)的第一部分和没有形成有所述第二狭缝(26)的第二部分构成,在所述联轴器中心轴线的方向上,所述第一狭缝(24)位于所述第一部分和所述第二部分之间,
所述联轴器主体(12)的形成有所述第二狭缝(26)的所述第一部分是收紧部(25),该收紧部(25)包括在紧固所述紧固件(13)时内径能够缩小的内周面部分(31a),
在所述第一轴孔(14)的内周面上,至少在与所述收紧部(25)的内周面部分(31a)相连的所述第二部分的内周面部分,形成有相对于所述收紧部(25)的内周面部分(31a)向半径方向的外侧退避的退避面。
2.如权利要求1所述的刚性联轴器(11),其特征在于,
所述轴孔的内周面上的除所述收紧部(25)的内周面部分(31a)以外的内周面部分(32a)整体形成为相对于所述收紧部(25)的内周面部分(31a)向半径方向的外侧退避的退避面。
3.一种轴连接方法,在该轴连接方法中使用权利要求1或2所述的刚性联轴器(11),其特征在于,
对所述联轴器主体(12)上的所述第一狭缝(24)在所述联轴器中心轴线的方向上的形成位置、所述联轴器主体(12)上的所述紧固件(13)在所述联轴器中心轴线的方向上的收紧位置(27)及所述退避面与所述收紧部(25)的内周面部分(31a)之间的内径差之中的至少一项进行调整,以将紧固固定于所述第一轴孔(14)中的轴(15)相对于所述刚性联轴器(11)的倾斜量控制在规定值以下。
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