CN107061528B - 单联减振抗冲击的非定心式等角速万向节 - Google Patents

单联减振抗冲击的非定心式等角速万向节 Download PDF

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Abstract

本发明涉及单联减振抗冲击的非定心式等角速万向节，包括：输入轴、万向节、中间轴、输出轴、固定轴承；所述固定轴承有两套，分别与所述输入轴和所述输出轴的一端连接，所述输入轴的另一端连接所述万向节，所述万向节的三叉杆与所述输出轴的一端通过花键连接；所述万向节包括：滑块组件，万向节主体和三叉杆；所述滑块组件有三套，所述套筒的筒壁上开有三组滑槽，呈120°分布；三套所述滑块组件分别安装在所述滑槽内；本发明当输入轴与输出轴之间存在一定偏转角时，相互连接关系既保证了等角速传动又实现了大偏角大扭矩的传递，具有结构简单，制作成本低，安装方便，同步性能好，传输能力强，抗冲击，缓冲效果好的显著优点。

Description

单联减振抗冲击的非定心式等角速万向节
技术领域
本发明涉及到万向节领域，具体的说是涉及到一种单联减振抗冲击的非定心式等角速万向节。
背景技术
在机械传动过程中，当主动轴与被动轴的轴线间存在一定的夹角时，需要利用万向节来进行转矩的传递。目前机械行业所使用的万向节的种类很多，其中较常用的主要有十字型万向节、球笼式万向节等。十字轴万向节十字轴在传动中会产生附加动载荷，引起冲击、振动和噪声，所以不适用于高速和轴间夹角过大的场合。球笼式万向节虽能实现大转矩的传递且为等角速传动，但这类万向节存在着结构复杂，加工精度要求高，淬火硬度大，制作成本高，承载能力小，使用范围受到约束等缺点。
本发明的目的在于克服现有等角速万向节技术中存在的缺点，寻求设计制造一种结构简单新颖，制作成本低，安装方便，承载能力大，抗冲击，缓冲吸振的单联减振抗冲击的非定心式等角速万向节。
发明内容
为了实现上述发明目的，本发明提供一种结构简单新颖，制作成本低，安装方便，承载能力大，抗冲击，缓冲吸振的单联减振抗冲击的非定心式等角速万向节。
本发明所采用的技术方案如下：
本发明单联减振抗冲击的非定心式等角速万向节，包括：输入轴、万向节、输出轴、固定轴承；所述固定轴承有两套，分别与所述输入轴和所述输出轴的一端连接，所述输入轴的另一端连接所述万向节，所述万向节的三叉杆与所述输出轴的一端通过花键连接；所述万向节包括：滑块组件，万向节主体和三叉杆；所述滑块组件有三套，所述万向节主体的套筒为圆柱形结构，所述套筒的筒壁上开有三组滑槽，呈120°分布；三套所述滑块组件分别安装在所述滑槽内；所述滑块组件包括：滑块约束层、氟橡胶减振层、滑块主体、关节轴承、滑动轴承；所述滑块主体为方形结构，所述滑块主体的中心安装所述关节轴承，所述关节轴承的内圈紧密配合所述滑动轴承，所述滑动轴承与所述三叉杆的叉杆配合组成滑动副；所述氟橡胶减振层对称粘附在所述滑块主体上并通过所述滑块约束层进行固定，所述滑块约束层的另一面与所述滑槽接触；所述氟橡胶减振层牢固的粘贴在所述滑块主体与所述滑块约束层之间，由于所述滑块约束层的粘贴，当所述氟橡胶减振层伸长时，有效的阻止所述氟橡胶减振层的伸长；相反，当系统发生振动所述氟橡胶减振层压缩时，所述滑块主体有效的阻止所述氟橡胶减振层的压缩，在阻止橡胶减振层伸长和压缩的同时，所述氟橡胶减振层内部产生剪切变形和应力而使材料耗散更多的能量，增大整个系统的吸振性能，提高系统的减振降噪功能。
进一步的，三组所述滑槽的每组滑槽对称布置，所述滑槽表面进行渗碳淬火处理提高硬度，所述滑槽上开有三条凹槽，每条凹槽内安装长方形保持架，所述保持架上嵌有高强度滚珠，以此将所述滑块约束层与所述滑槽的滑动摩擦改变为滚动摩擦，在接触表面添加润滑油，便于形成良好的油膜来降低所述滑块约束层与所述滑槽的摩擦系数，从而控制磨损，提高承载能力及传动精度。
进一步的，所述滑块约束层采用渗碳淬火热处理方式，提高表面硬度；所述滑块约束层一面与所述氟橡胶减振层粘附接触，一面与所述滑槽接触组成滚滑副。
进一步的，所述万向节主体采用40Cr材料并进行调质处理，所述万向节主体的底部固定安装圆弧形弹性膜片，防止运动过程中所述输出轴撞击到所述万向节主体，同时起到缓冲效果。
进一步的，所述输入轴与输出轴有偏转角转动时，所述滑块组件沿所述滑槽进行移动，同时所述三叉杆在所述万向节主体上移动，实现输入轴轴线与输出轴轴线的最大偏转角达到45°，也满足单联减振抗冲击的非定心式等角速万向节的角度补偿和径向、轴向位移补偿。
进一步的，当单联减振抗冲击的非定心式等角速万向节独立运动时，根据扭矩传递的方向，所述输入轴和输出轴实现相互交替驱动。
进一步的，所述氟橡胶减振层采用石墨稀-氟橡胶材料，因石墨稀的分子结构，实现所述氟橡胶减振层的高强度及耐老化性，提高了单联减振抗冲击的非定心式等角速万向节的使用寿命。
进一步的，所述输出轴的一端装有弹性膜片，弹性膜片配合所述万向节主体的圆弧形弹性膜片，在系统非正常工作或受到冲击振动时防止所述输出轴和所述万向节主体发生碰撞并起到缓冲吸振效果。
本发明与现有的等角速万向节相比，具有结构简单，加工、安装方便，传载能力强，寿命高，制作价格低等优点；滑槽内的滚珠采用轴承钢，经精加工完成，具有高寿命、低噪声、低摩擦力、高可靠性的特点，实现了更大转矩的传递，亦能承受更大的载荷，同时滑槽的滚珠结构将摩擦方式改为滚动摩擦，既可以形成良好的润滑油膜同时又能降低磨损，提高传动精度；有偏转角转动时，滑块组件沿所述滑槽进行移动，实现输入轴轴线与输出轴轴线的最大偏转角达到45°，也满足单联减振抗冲击的非定心式等角速万向节的角度补偿和径向、轴向位移补偿；滑块组件采用氟橡胶减振层牢固的粘贴在滑块主体与滑块约束层之间，滑块主体有效的阻止氟橡胶减振层的压缩，在阻止橡胶减振层伸长和压缩的同时，氟橡胶减振层内部产生剪切变形和应力而使材料耗散更多的能量，增大整个系统的吸振性能，提高系统的减振降噪功能。
附图说明
图1为本发明单联减振抗冲击的非定心式等角速万向节的三维结构图I；
图2为本发明单联减振抗冲击的非定心式等角速万向节的三维结构图II；
图3为本发明单联减振抗冲击的非定心式等角速万向节的万向节主体；
图4为本发明单联减振抗冲击的非定心式等角速万向节的滑块组件；
图5为本发明单联减振抗冲击的非定心式等角速万向节的三叉杆；
图6为本发明单联减振抗冲击的非定心式等角速万向节偏转45°传动时三维结构图；
图7为本发明单联减振抗冲击的非定心式等角速万向节的滑槽局部放大图；
图8为本发明单联减振抗冲击的非定心式等角速万向节的保持架及滚珠图；
图中：1-输入轴，2-万向节，3-输出轴，4-固定轴承，20-滑块组件，21-万向节主体，22-三叉杆，201-滑块约束层，202-氟橡胶减振层，203-滑块主体，204-关节轴承，205-滑动轴承，211-套筒，212-圆弧形弹性膜片，213-滑槽，214-滚珠，215-保持架。
具体实施方式
下面结合附图对发明做进一步的描述。
如图1、2、3、4、5、6、7、8所示，本发明单联减振抗冲击的非定心式等角速万向节，包括：输入轴1、万向节2、输出轴3、固定轴承4；所述固定轴承4有两套，分别与所述输入轴1和所述输出轴3的一端连接，所述输入轴1的另一端连接所述万向节2，所述万向节2的三叉杆22与所述输出轴3的一端通过花键连接；所述万向节2包括：滑块组件20，万向节主体21和三叉杆22；所述滑块组件20有三套，所述万向节主体21的套筒211为圆柱形结构，所述套筒211的筒壁上开有三组滑槽213，呈120°分布；三套所述滑块组件20分别安装在所述滑槽213内；所述滑块组件20包括：滑块约束层201、氟橡胶减振层202、滑块主体203、关节轴承204、滑动轴承205；所述滑块主体203为方形结构，所述滑块主体203的中心安装所述关节轴承204，所述关节轴承204的内圈紧密配合所述滑动轴承205，所述滑动轴承205与所述三叉杆22的叉杆配合组成滑动副；所述氟橡胶减振层202对称粘附在所述滑块主体203上并通过所述滑块约束层201进行固定，所述滑块约束层201的另一面与所述滑槽213接触；所述氟橡胶减振层202牢固的粘贴在所述滑块主体203与所述滑块约束层201之间，由于所述滑块约束层201的粘贴，当所述氟橡胶减振层202伸长时，有效的阻止所述氟橡胶减振层202的伸长；相反，当系统发生振动所述氟橡胶减振层202压缩时，所述滑块主体203有效的阻止所述氟橡胶减振层202的压缩，在阻止橡胶减振层伸长和压缩的同时，所述氟橡胶减振层202内部产生剪切变形和应力而使材料耗散更多的能量，增大整个系统的吸振性能，提高系统的减振降噪功能；所述万向节主体21采用40Cr材料并进行调质处理，所述万向节主体21的底部固定安装圆弧形弹性膜片212，同时所述输出轴3的一端装有弹性膜片，弹性膜片配合所述万向节主体21的圆弧形弹性膜片，在系统非正常工作或受到冲击振动时防止所述输出轴3和所述万向节主体21发生碰撞并起到缓冲吸振效果；三组所述滑槽213的每组滑槽对称布置，所述滑槽213表面进行渗碳淬火处理提高硬度，所述滑槽213上开有三条凹槽，每条凹槽内安装长方形保持架215，所述保持架215上嵌有高强度滚珠214，以此将所述滑块约束层201与所述滑槽213的滑动摩擦改变为滚动摩擦，在接触表面添加润滑油，便于形成良好的油膜来降低所述滑块约束层201与所述滑槽213的摩擦系数，从而控制磨损，提高承载能力及传动精度；所述氟橡胶减振层202采用石墨稀-氟橡胶材料，因石墨稀的分子结构，实现所述氟橡胶减振层202的高强度及耐老化性，提高了单联减振抗冲击的非定心式等角速万向节的使用寿命。
如图1、2、3、4、5、6、7、8所示，单联减振抗冲击的非定心式等角速万向节的工作方法具体步骤如下：
所述输入轴1施加扭矩和运动，驱动所述万向节2转动，经所述三叉杆22后将动力传递给所述输出轴3，实现等角速传动；当所述输入轴1和所述输出轴3之间存在偏转角时，所述滑块组件20同时在所述万向节2的所述滑槽213内滑动，同时将动力传递给所述三叉杆22，将动力等角速传递到所述输出轴3，有效实现了传动系统的角位移补偿和径向位移补偿，也实现了轴向位移补偿，所述输入轴1和所述输出轴3之间的最大偏转角达45°；当整个系统受到冲击载荷时，所述滑块组件20同时在所述万向节2的滑槽213内滑动，所述氟橡胶减振层202牢固的粘贴在所述滑块主体203与所述滑块约束层201之间，由于所述滑块约束层201的粘贴，当所述氟橡胶减振层202伸长时，有效的阻止所述氟橡胶减振层202的伸长；相反，当系统发生振动所述氟橡胶减振层202压缩时，所述滑块主体203有效的阻止所述氟橡胶减振层202的压缩，在阻止橡胶减振层伸长和压缩的同时，所述氟橡胶减振层202内部产生剪切变形和应力而使材料耗散更多的能量，增大整个系统的吸振性能，提高系统的减振降噪功能；当单联减振抗冲击的非定心式等角速万向节独立运动时，根据扭矩传递的方向，所述输入轴1和输出轴3实现相互交替驱动。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.单联减振抗冲击的非定心式等角速万向节，其特征在于：包括：输入轴（1）、万向节（2）、输出轴（3）、固定轴承（4）；所述固定轴承（4）有两套，分别与所述输入轴（1）和所述输出轴（3）的一端连接，所述输入轴（1）的另一端连接所述万向节（2），所述万向节（2）的三叉杆（22）与所述输出轴（3）的一端通过花键连接；所述万向节（2）包括：滑块组件（20），万向节主体（21）和三叉杆（22）；所述滑块组件（20）有三套，所述万向节主体（21）的套筒（211）为圆柱形结构，所述套筒（211）的筒壁上开有三组滑槽（213），呈120°分布；三套所述滑块组件（20）分别安装在所述滑槽（213）内；所述滑块组件（20）包括：滑块约束层（201）、氟橡胶减振层（202）、滑块主体（203）、关节轴承（204）、滑动轴承（205）；所述滑块主体（203）为方形结构，所述滑块主体（203）的中心安装所述关节轴承（204），所述关节轴承（204）的内圈紧密配合所述滑动轴承（205），所述滑动轴承（205）与所述三叉杆（22）的叉杆配合组成滑动副；所述氟橡胶减振层（202）对称粘附在所述滑块主体（203）上并通过所述滑块约束层（201）进行固定，所述滑块约束层（201）的另一面与所述滑槽（213）接触；所述氟橡胶减振层（202）牢固的粘贴在所述滑块主体（203）与所述滑块约束层（201）之间，由于所述滑块约束层（201）的粘贴，当所述氟橡胶减振层（202）伸长时，有效的阻止所述氟橡胶减振层（202）的伸长；相反，当系统发生振动所述氟橡胶减振层（202）压缩时，所述滑块主体（203）有效的阻止所述氟橡胶减振层（202）的压缩，在阻止橡胶减振层伸长和压缩的同时，所述氟橡胶减振层（202）内部产生剪切变形和应力而使材料耗散更多的能量，增大整个系统的吸振性能，提高系统的减振降噪功能；三组所述滑槽（213）的每组滑槽对称布置，所述滑槽（213）表面进行渗碳淬火处理提高硬度，所述滑槽（213）上开有三条凹槽，每条凹槽内安装长方形保持架（215），所述保持架（215）上嵌有高强度滚珠（214），以此将所述滑块约束层（201）与所述滑槽（213）的滑动摩擦改变为滚动摩擦，在接触表面添加润滑油，便于形成良好的油膜来降低所述滑块约束层（201）与所述滑槽（213）的摩擦系数，从而控制磨损，提高承载能力及传动精度；所述滑块约束层（201）采用渗碳淬火热处理方式，提高表面硬度；所述滑块约束层（201）一面与所述氟橡胶减振层（202）粘附接触，一面与所述滑槽（213）接触组成滚滑副。
2.如权利要求1所述的单联减振抗冲击的非定心式等角速万向节，其特征在于：所述万向节主体（21）采用40Cr材料并进行调质处理，所述万向节主体（21）的底部固定安装圆弧形弹性膜片（212），防止运动过程中所述输出轴（3）撞击到所述万向节主体（21），同时起到缓冲效果。
3.如权利要求1所述的单联减振抗冲击的非定心式等角速万向节，其特征在于：所述输入轴（1）与输出轴（3）有偏转角转动时，所述滑块组件（20）沿所述滑槽（213）进行移动，同时所述三叉杆（22）在所述万向节主体（21）上移动，实现输入轴轴线与输出轴轴线的最大偏转角达到45°，也满足单联减振抗冲击的非定心式等角速万向节的角度补偿和径向、轴向位移补偿。
4.如权利要求1所述的单联减振抗冲击的非定心式等角速万向节，其特征在于：当单联减振抗冲击的非定心式等角速万向节独立运动时，根据扭矩传递的方向，所述输入轴（1）和输出轴（3）实现相互交替驱动。
5.如权利要求1所述的单联减振抗冲击的非定心式等角速万向节，其特征在于：所述氟橡胶减振层（202）采用石墨稀-氟橡胶材料，因石墨稀的分子结构，实现所述氟橡胶减振层（202）的高强度及耐老化性，提高了单联减振抗冲击的非定心式等角速万向节的使用寿命。
6.如权利要求1所述的单联减振抗冲击的非定心式等角速万向节，其特征在于：所述输出轴（3）的一端装有弹性膜片，弹性膜片配合所述万向节主体（21）的圆弧形弹性膜片，在系统非正常工作或受到冲击振动时防止所述输出轴（3）和所述万向节主体（21）发生碰撞并起到缓冲吸振效果。
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三叉杆滑块式万向联轴器的传输能力分析;李松梅;常德功;杨福芹;;青岛科技大学学报(自然科学版)(第03期);全文 *

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