CN106195039A - 一种球式万向联轴器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种球式万向联轴器，其特征在于：包括在内径面形成六个滚道槽的外侧联轴器构件、在外径面形成有与外侧联轴器构件的滚道槽成对的六个滚道槽的内侧联轴器构件、夹设于外侧联轴器构件的滚道槽与内侧联轴器构件的滚道槽之间传递转矩的滚珠和保持滚珠的保持架；所述内侧联轴器包括左内侧联轴器构件、右内侧联轴器构件、管套，所述的左内侧联轴器构件通过管套与右内侧联轴器构件，所述的管套外侧套接有支架轴承；外侧联轴器构件的滚道槽及内侧联轴器的滚道槽分别平行于轴线，每个滚道槽沿轴线均匀设置有三个滚珠。本发明的有益效果为本发明的球式万向联轴器具有较高的传动效率，结构简单，安装方便。

Description

一种球式万向联轴器

技术领域

本发明涉及一种万向联轴器，尤其是一种用于金属板带矫直设备的球式万向联轴器。

背景技术

金属板带矫直设备在装联轴器时，操作侧蜗杆轴一和传动侧蜗杆轴二都不能有任何的转动。因为其中任何一根蜗杆轴转动就会造成上辊系工作辊与下辊系工作辊的不平行，使所矫板带出现边浪等板形缺陷。

近年来，为了在高负荷时、高速旋转时顺畅地动作、抑制发热、提高耐久性，有将作为转矩传递构件的滚珠设为八个、将滚道槽的曲率中心的轴向偏移设为0、使相邻的滚道槽倾斜的结构，具体参考专利文献1 ：日本特开2009-250365 号公报，专利文献2 ：日本特开2010-43667 号公报。现有技术中，球式万向联轴器的主要部分由在内径面形成有多个滚道槽的外侧联轴器构件、在外径面形成有多个滚道槽的内侧联轴器构件、配设于由外侧联轴器构件的滚道槽和内侧联轴器构件的滚道槽配合形成的滚珠滚道的多个滚珠具有用于收容滚珠的球袋的保持架构成。另外，使外侧联轴器构件的滚道槽的曲率中心与外侧联轴器构件的内径面的曲率中心的轴向偏移以及内侧联轴器构件的滚道槽的曲率中心与内侧联轴器构件的外径面的曲率中心的轴向偏移为0。

外侧联轴器构件的滚道槽具备相对于轴线彼此向相反方向倾斜的滚道槽。第一滚道槽的轴线La 相对于与联轴器轴线平行的直线L1 向逆时针方向倾斜规定角度γ。第二滚道槽的轴线Lb 相对于与联轴器轴线平行的直线L2 向顺时针方向倾斜规定角度γ。内侧联轴器构件的滚道槽具备相对于轴线彼此向相反方向倾斜的滚道槽。即，第一滚道槽5a 的轴线La1 相对于与联轴器轴线平行的直线L11 向顺时针方向倾斜规定角度γ。第二滚道槽5b 的轴线Lb1 相对于与联轴器轴线平行的直线L12向逆时针方向倾斜规定角度γ。由此，使外侧联轴器构件的滚道槽和与其对置的内侧联轴器构件的滚道槽相对于轴线向相反方向倾斜。

在如此构成的球式万向联轴器中，由于沿周向相邻的滚道槽彼此交叉，因此，在相邻的滚道槽中分别产生向反向按压保持架窗的力。因此，对保持架柱( 窗之间的部位) 施加有较大的应力，需要使保持架柱的刚性较大。球式万向同步联轴器即使主动轴和从动轴成一定夹角，仍可保证传动的同步精度，但这种联轴器装拆时要对键槽的位置，导致主动轴或从动轴在装联轴器时必须有一定的转动，这个转动就会影响辊轴的平行度精度，影响板带的矫正质量。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种球式万向联轴器，将内外侧联轴器构件进行结构优化，安装时主动侧和传动侧的轴杆不需任何转动，保证二根轴杆具有很高的同步精度。

本发明的技术方案为：一种球式万向联轴器，其特征在于：包括在内径面形成六个滚道槽的外侧联轴器构件、在外径面形成有与外侧联轴器构件的滚道槽成对的六个滚道槽的内侧联轴器构件、夹设于外侧联轴器构件的滚道槽与内侧联轴器构件的滚道槽之间传递转矩的滚珠和保持滚珠的保持架；所述内侧联轴器包括左内侧联轴器构件、右内侧联轴器构件、管套，所述的左内侧联轴器构件通过管套与右内侧联轴器构件，所述的管套外侧套接有支架轴承；外侧联轴器构件的滚道槽及内侧联轴器的滚道槽分别平行于轴线，每个滚道槽沿轴线均匀设置有三个滚珠。

外侧联轴器构件的滚道槽的曲率中心和外侧联轴器构件的内径面的曲率中心的轴向偏移以及内侧联轴器构件的滚道槽的曲率中心和内侧联轴器构件的外径面的曲率中心的轴向偏移为0。

所述的左内侧联轴器构件包括花键轴、与花键轴一端匹配的内轴套、将花键轴通过螺钉固定在内轴套一端的花键端盖、与花键轴另一端匹配的花键套、套接在花键套外侧的支架轴承，所述的右内侧联轴器构件包括花键头、与花键头匹配的内轴套、将花键轴通过螺钉固定在内轴套一端的花键端盖；所述管套一端与花键套连接，另一端与花键头连接。

所述管套与花键套的连接通过焊接连接，与花键头通过键槽或者焊接连接。

所述管套端部沿圆周方向设置有一个台阶面，与管套连接的花键套和花键头设有与台阶面匹配的配合面。

所述滚道槽通过锻造成型。

本发明的有益效果为：（1）本方案内侧联轴器构件采用管套与轴的组合结构，方便联轴器在主从动轴不能转动的条件下的快速安装，同时，管套的长短可以根据不同主从动轴连接距离的要求而改变，大大提升了本联轴器使用范围，第三，管套相对于传统的实心轴在传递转矩方面具有更好的力学优势，中空的轴套不但降低了联轴器的重量使转动更加轻便，而且能有效提高内侧联轴器构件承受扭矩的能力，降低高速运转而产生的噪音，使联轴器的传动更加稳定。

（2）本方案外侧联轴器构件和内侧联轴器构件之间采用六个滚道槽内均匀设置三个滚珠，与传统的单滚珠联轴器相比，有效降低了传递转矩时连接副之间的应力集中，而且，三个滚珠的应用，

使联轴器在偏离轴线的高速转动过程更加平稳。三个滚珠共同承担扭力，有效降低连接副的磨损。

（3）本方案通过设置一个整体式的保持架来保证连接内外侧联轴器构件与滚珠的相对位置，相比现有技术多个独立的旋转滑动键，大大提高了联轴器的整体强度和刚度，并使其能传递更大的扭矩和能够承受更大的径向载荷。

（4）本方案通过使滚道偏移为0，每个滚道设置三个滚珠，第一滚道槽中的第一滚珠、第二滚珠分别与相邻的第二滚道槽中的第二滚珠、第三滚珠构成虚拟的倾斜结构，依次类推，第二滚道槽的第一滚珠、第二滚珠分别与相邻的第三滚道槽中的第二滚珠、第三滚珠构成虚拟的倾斜结构。这种技术方案使相邻的滚道槽交替地交叉，形成网状交叉结构 从而在相邻的保持架与滚珠的连接部交替地作用有力，交替地产生相反方向的楔角。因此，保持架位置在内外侧联轴器构件的二等分面位置稳定，抑制保持架外内球面的球面接触，在高负荷时、高速旋转时该等速万向联轴器能顺畅地动作，能抑制发热，能提高耐久性。

因此，本方案的球式万向联轴器具有较高的传动效率，结构简单，安装方便。

附图说明

图1为本发明一个实施例的正视结构示意图；

图2为本发明的球式万向联轴器的局部侧视示意图；

图中：1-外侧联轴器构件、2-滚珠、3-保持架、4-左内侧联轴器构件、5-右内侧联轴器构件、6-管套、7-支架轴承、8-花键轴、9-内轴套、10-花键端盖、11-花键套、12-花键头、13-滚道槽。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明：

如图1-2所示球式万向联轴器，包括在内径面形成六个滚道槽13的外侧联轴器构件1、在外径面形成有与外侧联轴器构件1的滚道槽13成对的六个滚道槽13的内侧联轴器构件、夹设于外侧联轴器构件1的滚道槽13与内侧联轴器构件的滚道槽13之间传递转矩的滚珠2和保持滚珠2的保持架3；所述内侧联轴器包括左内侧联轴器构件4、右内侧联轴器构件5、管套6，所述的左内侧联轴器构件4通过管套6与右内侧联轴器构件5，所述的管套6外侧套接有支架轴承7；外侧联轴器构件1的滚道槽13及内侧联轴器的滚道槽13分别平行于轴线，每个滚道槽13沿轴线均匀设置有三个滚珠2。

本实施例内侧联轴器构件采用管套6与轴的组合结构，方便联轴器在主从动轴不能转动的条件下的快速安装，同时，管套6的长短可以根据不同主从动轴连接距离的要求而改变，大大提升了本联轴器使用范围，第三，管套6相对于传统的实心轴在传递转矩方面具有更好的力学优势，中空的轴套不但降低了联轴器的重量使转动更加轻便，而且能有效提高内侧联轴器构件承受扭矩的能力，降低高速运转而产生的噪音，使联轴器的传动更加稳定。另外，利用管套组合的结构，将应力集中到管套连接处，通过牺牲管套6来保护联轴器并延长联轴器使用寿命；当联轴器使用一段时间后，只需更换管套6即可保证联轴器的继续使用。

本实施例外侧联轴器构件1的滚道槽13的曲率中心和外侧联轴器构件1的内径面的曲率中心的轴向偏移以及内侧联轴器构件的滚道槽13的曲率中心和内侧联轴器构件的外径面的曲率中心的轴向偏移为0。

本实施例外侧联轴器构件1和内侧联轴器构件之间采用六个滚道槽13内均匀设置三个滚珠2，与传统的单滚珠2联轴器相比，有效降低了传递转矩时连接副之间的应力集中，而且，三个滚珠2的应用，使联轴器在偏离轴线的高速转动过程更加平稳。三个滚珠2共同承担扭力，有效降低连接副的磨损。

所述的左内侧联轴器构件4包括花键轴8、与花键轴8一端匹配的内轴套9、将花键轴8通过螺钉固定在内轴套9一端的花键端盖10、与花键轴8另一端匹配的花键套11、套接在花键套11外侧的支架轴承7，所述的右内侧联轴器构件5包括花键头12、与花键头12匹配的内轴套9、将花键轴8通过螺钉固定在内轴套9一端的花键端盖10；所述管套6一端与花键套11连接，另一端与花键头12连接。

所述管套6与花键套11的连接通过焊接连接，与花键头12通过键槽或者焊接连接。

所述管套6端部沿圆周方向设置有一个台阶面，与管套6连接的花键套11和花键头12设有与台阶面匹配的配合面，使管套6与花键套11、花键头12连接时的定位更加精准方便。

所述滚道槽13通过锻造成型。

与现有技术比较，现有技术中为了高负荷时、高速旋转时顺畅地动作、抑制发热、提高耐久性，将作为转矩传递构件的滚珠2设为八个、将滚道槽13的曲率中心的轴向偏移设为0、使相邻的滚道槽13倾斜的结构。本实施例通过使滚道偏移为0，每个滚道设置三个滚珠2，第一滚道槽13中的第一滚珠2、第二滚珠2分别与相邻的第二滚道槽13中的第二滚珠2、第三滚珠2构成虚拟的倾斜结构，依次类推，第二滚道槽13的第一滚珠2、第二滚珠2分别与相邻的第三滚道槽13中的第二滚珠2、第三滚珠2构成虚拟的倾斜结构。这种技术方案使相邻的滚道槽13交替地交叉，形成网状交叉结构 从而在相邻的保持架3与滚珠2的连接部交替地作用有力，交替地产生相反方向的楔角。因此，保持架3位置在内外侧联轴器构件1的二等分面位置稳定，抑制保持架3外内球面的球面接触，在高负荷时、高速旋转时该等速万向联轴器能顺畅地动作，能抑制发热，能提高耐久性。

并且，在组装工序中，能同时在一侧的保持架3中装入两个滚道槽13的滚珠2，共计三次即可组装完。因此，能大幅缩短组装作业时间，能实现作业性的提高。

本方案的联轴器在金属板带矫直设备中的应用效果较好：

操作侧压下机构中的蜗杆轴一与压下电机直联，传动侧压下机构中的蜗杆二轴靠此联轴器传递动力，并要求两根蜗杆轴有非常高的同步精度。由于多辊矫直机在矫正板带时，要求上、下工作辊的平行度非常高，上、下工作辊之间的平行度已通过高精度平尺检查、调整好，其平行度误差≤ 0.03mm。本方案可实现一定偏角的两轴之间的同步传动，方便、快捷地将球式万向联轴器与蜗杆轴二锁紧、松开，此联轴器装拆时，操作侧和传动侧的蜗杆轴不需任何转动。

本方案通过设置一个整体式的保持架3来保证连接内外侧联轴器构件1与滚珠2的相对位置，相比现有技术多个独立的旋转滑动键，大大提高了联轴器的整体强度和刚度，并使其能传递更大的扭矩和能够承受更大的径向载荷。

上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理和最佳实施例，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。

Claims (6)

1.一种球式万向联轴器，其特征在于：包括在内径面形成六个滚道槽的外侧联轴器构件、在外径面形成有与外侧联轴器构件的滚道槽成对的六个滚道槽的内侧联轴器构件、夹设于外侧联轴器构件的滚道槽与内侧联轴器构件的滚道槽之间传递转矩的滚珠和保持滚珠的保持架；所述内侧联轴器包括左内侧联轴器构件、右内侧联轴器构件、管套，所述的左内侧联轴器构件通过管套与右内侧联轴器构件，所述的管套外侧套接有支架轴承；外侧联轴器构件的滚道槽及内侧联轴器的滚道槽分别平行于轴线，每个滚道槽沿轴线均匀设置有三个滚珠。

2.根据权利要求1所述的球式万向联轴器，其特征在于：外侧联轴器构件的滚道槽的曲率中心和外侧联轴器构件的内径面的曲率中心的轴向偏移以及内侧联轴器构件的滚道槽的曲率中心和内侧联轴器构件的外径面的曲率中心的轴向偏移为0。

3.根据权利要求1或2所述的球式万向联轴器，其特征在于：所述的左内侧联轴器构件包括花键轴、与花键轴一端匹配的内轴套、将花键轴通过螺钉固定在内轴套一端的花键端盖、与花键轴另一端匹配的花键套、套接在花键套外侧的支架轴承，所述的右内侧联轴器构件包括花键头、与花键头匹配的内轴套、将花键轴通过螺钉固定在内轴套一端的花键端盖；所述管套一端与花键套连接，另一端与花键头连接。

4.根据权利要求1所述的球式万向联轴器，其特征在于：所述管套与花键套的连接通过焊接连接，与花键头通过键槽或者焊接连接。

5.根据权利要求1所述的球式万向联轴器，其特征在于：所述管套端部沿圆周方向设置有一个台阶面，与管套连接的花键套和花键头设有与台阶面匹配的配合面。

6.根据权利要求1所述的球式万向联轴器，其特征在于：所述滚道槽通过锻造成型。