CN105240417B - 联轴器和起重机的起升机构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种联轴器和应用该联轴器的起重机的起升机构。联轴器包括半联轴器、外套和滚子，半联轴器的外圆周面上设置有第一突起，第一突起的一侧面上设置有第一半孔，第一半孔沿半联轴器转动方向向内凹入，外套内圆周面上设置有第二凹槽，第二凹槽与第一突起间隙配合，第二凹槽的一侧面上设置有第二半孔，第二半孔对应第一半孔，且沿外套转动方向向内凹入，滚子部分容置于第一半孔中，部分容置于第二半孔中。本发明中第一半孔和第二半孔均沿圆周方向向内凹入，在联轴器转动时，滚子全周向压靠第一半孔和第二半孔，增大受力面积，而且滚子与第一半孔和第二半孔的最大受力点位于孔的中心位置，使得第一半孔和第二半孔不易损坏。

Description

联轴器和起重机的起升机构

技术领域

本发明涉及联轴器，尤其与起重机的起升机构中的联轴器的结构有关。

背景技术

目前，如图1所示，球面滚子卷筒联轴器1(简称卷筒联轴器)用于起重机的起升机构中，用于减速器2和起升卷筒3之间的连接。图2是卷筒联轴器1的结构示意图，示出了卷筒联轴器1的内部结构。其中，半联轴器11接受减速器2输出轴的扭矩，通过滚子13，将扭矩传递到外套12上去，再通过连接在外套12上的起升卷筒3卷起钢丝绳(图中未示出)提起重物。图3是图2的左视图。如图3所示，外套12和半联轴器11之间加工有孔111、121，圆柱孔中放置有相应的滚子13，在半联轴器11和外套12之间传递扭矩并补偿一定的角位移。其中，图4和图5分别示出了半联轴器11和外套12的结构，以清楚显示半联轴器11上的孔111和外套12上的孔121。图6是图3的局部放大图，用局部的三个滚子13清楚表示半联轴器11、外套12和滚子13之间的配合关系。

现有技术的卷筒联轴器1存在结构性不足，表现在传递扭矩时受力件的应力峰值过高，滚子13对孔111、121的有效挤压面积受限。滚子13与孔111、121之间的受力状态如图7所示，半联轴器11和外套12的分开面与滚子13的受力方向平行，沿圆周的切向分布，传力时孔111、121的承力法面中只有约一半的面积(半联轴器11和外套12各约1/4圆周)用于传动。承力的半孔111、121只有一半与滚子13接触，另一半面积闲置而不能有效利用，结构浪费严重。由于承力面积小，承载能力不高，而孔111、121的应力幅却很高，尤其是孔111、121的边缘处恰好位于挤压应力最大值处，极易发生早期损坏，影响使用寿命。较短使用周期需频率更换备件，增大用户使用维护成本，不利于起升机构的高效安全运行，也不能用于高负荷工况，影响起重机的有效作业率以及整机的工作性能。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的为提供一种受力面积大、接合部不会发生应力集中的联轴器以及应用该联轴器的起重机的起升机构。

为实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种联轴器，包括半联轴器、外套和滚子，所述半联轴器的外圆周面上设置有第一突起，所述第一突起的一侧面上设置有第一半孔，所述第一半孔沿所述半联轴器转动方向向内凹入，所述外套内圆周面上设置有第二凹槽，所述第二凹槽与所述第一突起间隙配合，所述第二凹槽的一侧面上设置有第二半孔，所述第二半孔对应所述第一半孔，且沿所述外套转动方向向内凹入，所述滚子部分容置于所述第一半孔中，部分容置于所述第二半孔中。

在一可选的实施例中，所述滚子为球面滚子。

在一可选的实施例中，所述第一半孔和所述第二半孔均为圆柱孔。

在一可选的实施例中，所述第一突起和所述第二凹槽的数量至少为两个。

在一可选的实施例中，所述第一突起和所述第二凹槽的数量为偶数。

在一可选的实施例中，所述第一突起为多个，沿所述半联轴器外周面均布，两所述第一突起之间形成有第一凹槽，所述第二凹槽也为多个，沿所述外套内圆周面均布，两所述第二凹槽之间形成有第二突起，每一所述第一突起与一所述第二凹槽间隙配合，每一所述第一凹槽与一所述第二突起间隙配合。

在一可选的实施例中，所述第一突起和所述第一凹槽配合形成为外齿结构，所述第二凹槽和所述第二突起配合形成为内齿结构，所述内齿结构与所述外齿结构的啮合面上设置所述滚子。

为实现上述目的，本发明还提供如下的技术方案：

一种起重机的起升机构，包括减速器和起升卷筒，还包括如上所述的联轴器，所述减速器和所述起升卷筒之间通过所述联轴器连接。

本发明的有益效果在于，本发明与现有技术相比，本发明中第一半孔和第二半孔均沿圆周方向向内凹入，滚子部分容置于第一半孔中，部分容置于第二半孔中，在联轴器转动时，滚子全周向压靠第一半孔和第二半孔，增大受力面积，而且滚子与第一半孔和第二半孔的最大受力点位于孔的中心位置，而非边缘，因此改善了受力分布，并使得第一半孔和第二半孔不易损坏，从而保证本发明联轴器传力的可靠性，并提高其使用寿命。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步详细说明：

图1为现有技术的起重机的起升机构的结构示意图。

图2为现有技术的联轴器的结构示意图。

图3为图2的左视图。

图4为现有技术的联轴器中半联轴器的结构示意图。

图5为现有技术的联轴器中外套的结构示意图。

图6为图3的局部放大图。

图7为现有技术的联轴器中滚子受力分布示意图。

图8为本发明的联轴器一实施例的结构示意图。

图9为本发明的联轴器一实施例中半联轴器的结构示意图。

图10为本发明的联轴器一实施例中外套的结构示意图。

图11为本发明的联轴器一实施例中滚子的结构示意图。

图12是图8的局部放大结构示意图。

图13为本发明的联轴器一实施例中滚子受力分布示意图。

图14为本发明的联轴器另一实施例中半联轴器的结构示意图。

图15为本发明的联轴器另一实施例中滚子受力分布示意图。

具体实施方式

体现本发明特征与优点的典型实施例将在以下的说明中详细叙述。应理解的是本发明能够在不同的实施例上具有各种的变化，其皆不脱离本发明的范围，且其中的说明及附图在本质上是当作说明之用，而非用以限制本发明。

本发明的联轴器，包括半联轴器、外套和滚子。滚子用来传递扭矩，该滚子受力面为垂直于径向的方向，而半联轴器与外套之间的结合面为联轴器的径向面，滚子设置于该接合面上，从而全周向受力夹靠在半联轴器和外套之间。下面结合具体的实施例对本发明的联轴器应用结构和原理做展开说明，但下述实施例的具体结构并不作为对本发明的保护范围的限制。

一具体实施例中的联轴器4的结构如图8所示，包括半联轴器41、外套42和滚子43。

该实施例中，半联轴器41的结构如图9所示，包括内孔410和外圆周面411。在外圆周面411上设置有第一突起412，第一突起412可以是一个、两个或多个，通常为两个以上的偶数设置，且均匀分布。第一突起412包括左侧面413和右侧面414，该实施例中，在右侧面414上设置有第一半孔415，且该第一半孔415为圆柱孔，即为半个圆柱形的孔。第一半孔415沿半联轴器转动方向向内凹入，以顶靠容置于其中的滚子43。该实施例中，为方便加工，将第一突起412设置为外齿结构，在每两第一突起412之间形成有第一凹槽416，用以与外套42上的内齿结构间隙配合。该实施例中，第一半孔415中心点所在位置的圆为该外齿结构的分度圆。

该实施例中，外套42的结构如图10所示，包括外周面420和内圆周面421。在内圆周面421上设置有第二凹槽422，第二凹槽422与第一突起412间隙配合，第二凹槽422可以是一个、两个或多个，通常为两个以上的偶数设置，且均匀分布。第二凹槽422包括左侧面423和右侧面424。该实施例中，在右侧面424上设置有第二半孔425，第二半孔425对应第一半孔415，且该第二半孔425为圆柱孔，即为半个圆柱形的孔。该实施例中，第一半孔415和第二半孔425可加工成相同的对称设置的孔，以方便共同夹设滚子43，第二半孔425沿外套42转动方向向内凹入。该实施例中，为方便加工，将第二凹槽422设置为内齿结构，在每两第二凹槽422之间形成有第二突起426，用以与半联轴器41上的外齿结构间隙配合。该实施例中，第二半孔425中心点所在位置的圆为该内齿结构的分度圆。

该实施例中，滚子43的结构如图11所示，为球面滚子。滚子43部分容置于第一半孔415中，部分容置于第二半孔425中。其中，Φ是滚子43最大处的直径，l是滚子43的长度，R是在圆柱母线方向与Φ相应的形成球面的的圆弧半径，滚子43截面呈以R为半径的球面，称为球面滚子。滚子43支撑在半联轴器41和外套42之间，依靠弧面产生的偏转微动作用为联轴器4提供一定的角向补偿的功能。

该实施例中，如图12所示，滚子43夹设于第一半孔415和第二半孔425中。半联轴器41顺时针转动，将减速器2(参考图1所示)传递来的力矩通过第一突起412传递给滚子43，滚子43再通过第二凹槽422将该力矩传递给外套42，最后传递到起升卷筒3。

在该实施例中，滚子43与第一半孔415之间以及滚子43与第二半孔425之间的受力情况如图13所示，滚子43为全周向受力，第一半孔415和第二半孔425贴合滚子43的全部面受力，受力面积最大化。另外，滚子43与第一半孔415之间以及滚子43与第二半孔425之间的最大受力均位于中部，并向两侧逐渐减小，从而避免损坏第一半孔415和第二半孔425的孔口。

本发明的有益效果在于，本发明与现有技术相比，本发明中第一半孔415和第二半孔425均沿圆周方向向内凹入，滚子43部分容置于第一半孔415中，部分容置于第二半孔425中，在联轴器4转动时，滚子43全周向压靠第一半孔415和第二半孔425，增大受力面积，而且滚子43与第一半孔415和第二半孔425的最大受力点位于孔的中心位置，而非边缘，因此改善了受力分布，并使得第一半孔415和第二半孔425不易损坏，从而保证本发明联轴器4传力的可靠性，并提高其使用寿命。

图14示出了本发明另一实施例的联轴器5的结构，在该实施例中，联轴器5同样包括半联轴器51、外套52和滚子53，半联轴器51上同样设置有第一突起512，外套52上同样设置有第二凹槽522。所不同的是，滚子53夹设于第一突起512的左侧和第二凹槽522的左侧之间。此时，联轴器5逆时针转动，同样通过滚子53进行力矩传递。该实施例中，联轴器5中的滚子53的受力情况如图15所示，其情况与上一实施例受力情况基本相同，只是力矩的传递方向为逆时针传递。

另外，还可根据需要在第一突起的两侧部均设置滚子，以同时适用于顺时针和逆时针方向的转动。此时，一侧滚子受力夹靠于半联轴器与外套之间，另一侧滚子则间隙配合于半联轴器与外套之间。

最后，本发明还提供了一种起重机的起升机构，该起重机的起升机构参考图1所示，同样包括减速器2和起升卷筒3。与现有技术所不同的是，还包括本发明的联轴器，减速器2和起升卷筒3之间通过本发明的联轴器连接。本发明的联轴器的结构已如上所述，在此不再赘述。使用本发明的联轴器的起重机的起升机构，可以提高传力的可靠性，从而提高整体机构的安全性，并提高整体机构的使用寿命。

本发明的技术方案已由可选实施例揭示如上。本领域技术人员应当意识到在不脱离本发明所附的权利要求所揭示的本发明的范围和精神的情况下所作的更动与润饰，均属本发明的权利要求的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种联轴器，其特征在于，包括半联轴器、外套和滚子，所述半联轴器的外圆周面上设置有第一突起，所述第一突起的一侧面上设置有第一半孔，所述第一半孔沿所述半联轴器转动方向向内凹入，所述外套内圆周面上设置有第二凹槽，所述第二凹槽与所述第一突起间隙配合，所述第二凹槽的一侧面上设置有第二半孔，所述第二半孔对应所述第一半孔，且沿所述外套转动方向向内凹入，所述滚子部分容置于所述第一半孔中，部分容置于所述第二半孔中，所述滚子全周向压靠所述第一半孔和所述第二半孔，所述滚子为全周向受力，所述第一半孔和所述第二半孔贴合滚子的全部面受力；第一突起包括左侧面和右侧面，在右侧面上设置有第一半孔，第一半孔中心点所在位置的圆为外齿结构的分度圆；第二凹槽包括左侧面和右侧面，在右侧面上设置有第二半孔，第二半孔中心点所在位置的圆为内齿结构的分度圆。

2.如权利要求1所述的联轴器，其特征在于，所述滚子为球面滚子。

3.如权利要求2所述的联轴器，其特征在于，所述第一半孔和所述第二半孔均为圆柱孔。

4.如权利要求1所述的联轴器，其特征在于，所述第一突起和所述第二凹槽的数量至少为两个。

5.如权利要求4所述的联轴器，其特征在于，所述第一突起和所述第二凹槽的数量为偶数。

6.如权利要求1所述的联轴器，其特征在于，所述第一突起为多个，沿所述半联轴器外周面均布，每两所述第一突起之间形成有第一凹槽，所述第二凹槽也为多个，沿所述外套内圆周面均布，每两所述第二凹槽之间形成有第二突起，每一所述第一突起与一所述第二凹槽间隙配合，每一所述第一凹槽与一所述第二突起间隙配合。

7.如权利要求6所述的联轴器，其特征在于，所述第一突起和所述第一凹槽配合形成为外齿结构，所述第二凹槽和所述第二突起配合形成为内齿结构，所述内齿结构与所述外齿结构的啮合面上设置所述滚子。

8.一种起重机的起升机构，包括减速器和起升卷筒，其特征在于，还包括如权利要求1-7任一所述的联轴器，所述减速器和所述起升卷筒之间通过所述联轴器连接。