CN110578755A - 挠性传动部件 - Google Patents
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Abstract
一种挠性传动部件，包括输入端膜片组件、传动轴和输出端支撑调心组件。输入端膜片组件包括输入端膜片座、第一膜片压板、支撑部件和第一弹性膜片，输入端膜片座、支撑部件和第一弹性膜片的外侧通过多个第一紧固件从上至下依次可拆卸地相连，第一膜片压板、第一弹性膜片的内侧和传动轴的上端从上至下依次可拆卸地相连。输出端支撑调心组件包括输出端膜片座、第二膜片压板、第二膜片支撑件、第二弹性膜片、调心轴承、轴承外压套和轴承内压套。传动轴的下端、第二膜片压板、第二弹性膜片的内侧和第二膜片支撑件从上至下依次可拆卸地相连，第二弹性膜片的外侧和输出端膜片座从上至下依次可拆卸地相连。本发明重量轻、安装简单、寿命长。
Description
技术领域
本发明涉及船舶的传动技术。
背景技术
为满足船舶低速航行或离靠码头的需要，提高船舶的灵活操纵性，通常需要使用船舶侧推装置，而作为将电机动力传输给舵桨的立式传动部件是管道式侧推装置的关键部件之一。侧推装置在运行过程中，常常由于电机振动、舵桨振动或外部冲击等多种原因的影响，使得侧推装置中产生较大的位移，引起较大的附加应力，严重时甚至造成部件的破坏。
为补偿轴系的位移，目前在侧推装置中立式传动部件通常采用由金属轴和两端鼓形齿联轴器组成的全金属轴系。鼓形齿联轴器可以在传递扭矩过程中进行位移补偿，但是由于轴系重量较大及安装空间限制，这种金属轴系安装比较困难、使用维护要求相对较高，同时由于整个轴系重量较大且全部由立式传动部件下端鼓形齿联轴器承担，使用过程中易于造成鼓形齿联轴器的损坏。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供一种重量轻、安装简单、寿命长、免维护的挠性传动部件。
本发明实施例提供了一种挠性传动部件，包括输入端膜片组件、传动轴和输出端支撑调心组件；输入端膜片组件包括输入端膜片座、第一膜片压板、支撑部件和第一弹性膜片，输入端膜片座位于第一膜片压板、支撑部件和第一弹性膜片的上方，第一弹性膜片呈环形；输入端膜片座、支撑部件和第一弹性膜片的外侧通过多个第一紧固件从上至下依次可拆卸地相连，第一膜片压板、第一弹性膜片的内侧和传动轴的上端通过多个第二紧固件从上至下依次可拆卸地相连；输出端支撑调心组件包括输出端膜片座、第二膜片压板、第二膜片支撑件、第二弹性膜片、调心轴承、轴承外压套和轴承内压套，第二弹性膜片呈环形；第二膜片压板压在轴承外压套上，第二膜片压板与轴承外压套彼此相连，并共同固定套设于调心轴承的外圈外，外圈随第二膜片压板和轴承外压套同时运动；轴承内压套穿入调心轴承的内圈中，且轴承内压套的下端与输出端膜片座相连，内圈随轴承内压套和输出端膜片座同时运动；传动轴的下端、第二膜片压板、第二弹性膜片的内侧和第二膜片支撑件通过多个第三紧固件从上至下依次可拆卸地相连，第二弹性膜片的外侧和输出端膜片座通过多个第四紧固件从上至下依次可拆卸地相连。
上述的挠性传动部件，其中，传动轴包括碳纤维轴身、第一金属法兰和第二金属法兰；碳纤维轴身的两端分别与第一金属法兰和第二金属法兰连接；第一膜片压板、第一弹性膜片的内侧和第一金属法兰通过多个第二紧固件从上至下依次可拆卸地相连；第二金属法兰、第二膜片压板、第二弹性膜片和第二膜片支撑件通过多个第三紧固件从上至下依次可拆卸地相连。
本发明至少具有以下优点和特点：
1、本发明实施例的挠性传动部件由传动轴以及作为弹性膜片联轴器的输入端膜片组件和输出端支撑调心组件组合而成，其具有轴向及角向大位移补偿性能，既能满足一般立式传动部件的功能要求，又具有重量轻、安装简单、使用寿命长、免维护的特点；
2、中间轴采用碳纤维传动轴，能进一步整体减轻轴系重量，减少对轴承和齿轮的磨损，从而降低噪声，延长传动部件的使用寿命；
3、在输出端支撑调心组件中设置了一个调心轴承，该调心轴承不仅可以起到调心作用，而且可以承受传动轴和输入端膜片组件的重量，避免垂直传动轴系中间传动轴和输入端膜片组件的重量作用到输出端支撑调心组件中的弹性膜片上，从而达到在不影响输出端支撑调心组件位移补偿性能的基础上延长输出端支撑调心组件使用寿命的目的。
附图说明
图1示出了根据本发明一实施例的挠性传动部件的整体剖视示意图。
图2示出根据本发明一实施例的输入端膜片组件的剖视示意图。
图3示出了根据本发明一实施例的传动轴的剖视示意图。
图4示出根据本发明一实施例的输出端支撑调心组件的剖视示意图。
图5示出了根据本发明一实施例的挠性传动部件的应用示例。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
图1至图4示出了根据本发明一实施例的挠性传动部件的结构。请参阅图1至图4，根据本发明一实施例的挠性传动部件100包括输入端膜片组件1、传动轴2和输出端支撑调心组件3。输入端膜片组件1、传动轴2和输出端支撑调心组件3从上至下依次可拆卸地连接。
输入端膜片组件1包括输入端膜片座11、第一膜片压板12、支撑部件13和第一弹性膜片14。输入端膜片座11位于第一膜片压板12、支撑部件13和第一弹性膜片14的上方，第一弹性膜片14呈环形。输入端膜片座11、支撑部件13和第一弹性膜片14的外侧通过多个第一紧固件91从上至下依次可拆卸地相连，第一膜片压板12、第一弹性膜片14的内侧和传动轴2的上端通过多个第二紧固件92从上至下依次可拆卸地相连。
在本实施例中，支撑部件13由多个垫圈13a组成，多个垫圈13a分别与多个第一紧固件91一一对应地相配合。相比于采用一个大直径圆环设置在输入端膜片座11与第一弹性膜片14之间作为支撑部件的方式，采用多个小直径的垫圈作为支撑部件可以有效降低输入端膜片组件1的整体重量，达到减重的效果，同时安装也更加方便。
进一步地，本实施例的输入端膜片组件1包括分别与多个垫圈13a一一对应地相配合的多个压套组件。各压套组件包括垫片151和压套153。垫片151被夹持于垫圈13a和第一弹性膜片14的上表面之间；压套153包括筒体部1531和环设于筒体部底端的环形凸缘1532，筒体部1531的上端穿过第一弹性膜片14并伸入垫片151的中心通孔内。第一紧固件91穿过筒体部1531的中心通孔，并抵压环形凸缘1532，使环形凸缘1532抵靠第一弹性膜片14的下表面。
输出端支撑调心组件包括输出端膜片座31、第二膜片压板32、第二膜片支撑件33、第二弹性膜片34、调心轴承35、轴承外压套36和轴承内压套37，第二弹性膜片34呈环形。第二膜片压板32压在轴承外压套36上，第二膜片压板32与轴承外压套36彼此相连，并共同套设于调心轴承35的外圈351外，外圈351随第二膜片压板32和轴承外压套36同时运动。轴承内压套37穿入调心轴承35的内圈352中，且轴承内压套37的下端与输出端膜片座31相连，内圈352随轴承内压套37和输出端膜片座31同时运动。传动轴2的下端、第二膜片压板32、第二弹性膜片34的内侧和第二膜片支撑件33通过多个第三紧固件93从上至下依次可拆卸地相连，第二弹性膜片34的外侧和输出端膜片座31通过多个第四紧固件94从上至下依次可拆卸地相连。较佳的，在第四紧固件94与第二弹性膜片34之间还设有垫圈98。
在本实施例中，第二膜片压板32与轴承外压套36通过多个第五紧固件95可拆卸地彼此相连。轴承内压套37与输出端膜片座31通过第六紧固件96可拆卸地连接。可选地，第一至第六紧固件为螺栓。
本实施例中，第二膜片支撑件33为环形支撑板，该环形支撑板环绕于轴承外压套36的周围。第二膜片压板32和轴承外压套36分别设有用于限制调心轴承35的外圈351沿轴向移动的第一轴向限位部321和第二轴向限位部362，调心轴承35的外圈上端面和外圈下端面分别抵接第一轴向限位部321和第二轴向限位部362。轴承内压套37和输出端膜片座31分别设有用于限制调心轴承35的内圈352沿轴向移动的第三轴向限位部373和第四轴向限位部314，调心轴承35的内圈上端面和内圈下端面分别抵接第三轴向限位部373和第四轴向限位部314。可选地，第一轴向限位部321、第二轴向限位部362、第三轴向限位部373和第四轴向限位部314均为台阶面。外圈351的外周面与第二膜片压板32和轴承外压套36的内孔之间可以是间隙配合或过盈配合，当外圈351的外周面与第二膜片压板32和轴承外压套36的内孔之间为间隙配合时，依靠第一轴向限位部321和第二轴向限位部362对外圈351的夹持力，可以带动外圈351跟随第二膜片压板32和轴承外压套36一起运动。内圈352的内周面与轴承内压套37的外周面之间可以是间隙配合或过盈配合，当内圈352的内周面与轴承内压套37的外周面之间为间隙配合时，依靠第三轴向限位部373和第四轴向限位部314对内圈352的夹持力，可以带动内圈352跟随轴承内压套37和输出端膜片座31同时运动。
本实施例中，传动轴2包括碳纤维轴身20、第一金属法兰21和第二金属法兰22。碳纤维轴身20的两端分别与第一金属法兰21和第二金属法兰22连接。第一膜片压板12、第一弹性膜片14的内侧和第一金属法兰21通过多个第二紧固件92从上至下依次可拆卸地相连。第二金属法兰22、第二膜片压板32、第二弹性膜片34和第二膜片支撑件33通过多个第三紧固件93从上至下依次可拆卸地相连。
其中，碳纤维轴身20由碳纤维增强环氧树脂经缠绕成型，金属法兰采用机械加工工艺成型，然后将碳纤维轴身20分别与第一金属法兰21、第二金属法兰22采用胶接或螺栓连接方式进行连接得到传动轴2，由于轴身采用碳纤维制造，从而能有效减轻轴系整体重量、提高轴身耐腐蚀能力，实现了降低轴系噪声、延长传动部件使用寿命的目的。
本实施例中，调心轴承35为关节轴承。调心轴承35不仅可以起到调心作用，而且可以承受传动轴2和输入端膜片组件1的重量，避免垂直传动轴系中间传动轴和输入端膜片组件重量作用到输出端支撑调心组件中的金属膜片上，从而达到在不影响输出端支撑调心组件位移补偿性能的基础上延长输出端支撑调心组件使用寿命的目的。
本实施例中，第一弹性膜片14和第二弹性膜片34均由叠置在一起的多层金属膜片组成。每一层金属膜片呈圆环形，圆环形的金属膜片由多块扇形金属膜片组成。
图5示出了根据本发明一实施例的挠性传动部件的应用示例，在该应用示例中，挠性传动部件被应用于大型拖轮艉侧推装置中，挠性传动部件100分别连接艉侧推系统的电机200和全回转舵桨300。更具体地说，输入端膜片座11与电机200的输出轴套（图中未示出）通过螺栓相互连接，输出端膜片座31与全回转舵桨300的舵桨轴（图中未示出）相互连接。其中，碳纤维传动轴具有传递扭矩、减重、隔声减振等功能，输出端支撑调心组件3和输入端膜片组件1具有传递扭矩、轴向及角向位移补偿功能。
一方面，当由于电机本身的振动或船体工作中受到较大的外部冲击在电机输出端与全回转舵桨输入端之间产生较大轴向或角向位移时，挠性立式传动部件可以补偿这种轴向或角向位移，从而保证整个侧推装置动力传动系统的正常运行。例如，当舵桨轴与传动轴2的轴线不在同一条轴线上时，舵桨轴带动轴承内压套37发生摆动，从而会使调心轴承的内圈352与外圈351之间产生相对的上下摆动，避免了舵桨轴与传动轴2之间的连接失效。另一方面，由于采用了碳纤维轴身、并且对输入端膜片组件进行了轻量化设计，大位移挠性碳纤维立式传动部件还具有重量轻、使用寿命长等优点。
本实施例的传动部件既可以应用于需要补偿轴向及角向位移的垂直动力传动系统（如船舶侧推装置动力传动系统)中，也可应用于水平或倾斜传动系统中。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (10)
1.一种挠性传动部件，其特征在于，包括输入端膜片组件、传动轴和输出端支撑调心组件；
所述输入端膜片组件包括输入端膜片座、第一膜片压板、支撑部件和第一弹性膜片，所述输入端膜片座位于所述第一膜片压板、所述支撑部件和所述第一弹性膜片的上方，第一弹性膜片呈环形；输入端膜片座、支撑部件和第一弹性膜片的外侧通过多个第一紧固件从上至下依次可拆卸地相连，第一膜片压板、第一弹性膜片的内侧和所述传动轴的上端通过多个第二紧固件从上至下依次可拆卸地相连；
所述输出端支撑调心组件包括输出端膜片座、第二膜片压板、第二膜片支撑件、第二弹性膜片、调心轴承、轴承外压套和轴承内压套，所述第二弹性膜片呈环形；所述第二膜片压板压在所述轴承外压套上，第二膜片压板与轴承外压套彼此相连，并共同套设于所述调心轴承的外圈外，外圈随第二膜片压板和轴承外压套同时运动；所述轴承内压套穿入所述调心轴承的内圈中，且轴承内压套的下端与所述输出端膜片座相连，内圈随轴承内压套和输出端膜片座同时运动；所述传动轴的下端、第二膜片压板、第二弹性膜片的内侧和第二膜片支撑件通过多个第三紧固件从上至下依次可拆卸地相连，第二弹性膜片的外侧和输出端膜片座通过多个第四紧固件从上至下依次可拆卸地相连。
2.根据权利要求1所述的挠性传动部件，其特征在于，所述传动轴包括碳纤维轴身、第一金属法兰和第二金属法兰；所述碳纤维轴身的两端分别与所述第一金属法兰和所述第二金属法兰连接；
第一膜片压板、第一弹性膜片的内侧和所述第一金属法兰通过多个第二紧固件从上至下依次可拆卸地相连； 所述第二金属法兰、所述第二膜片压板、所述第二弹性膜片和所述第二膜片支撑件通过多个第三紧固件从上至下依次可拆卸地相连。
3.根据权利要求1所述的挠性传动部件，其特征在于，所述支撑部件包括多个垫圈，所述多个垫圈分别与所述多个第一紧固件一一对应地相配合。
4.根据权利要求3所述的挠性传动部件，其特征在于，所述输入端膜片组件包括分别与所述多个垫圈一一对应地相配合的多个压套组件；
各所述压套组件包括垫片和压套；所述垫片被夹持于所述垫圈和所述第一弹性膜片的上表面之间；所述压套包括筒体部和环设于筒体部底端的环形凸缘，所述筒体部的上端穿过所述第一弹性膜片并伸入所述垫片的中心通孔内；所述第一紧固件穿过所述筒体部的中心通孔，并抵压所述环形凸缘，使环形凸缘抵靠所述第一弹性膜片的下表面。
5.根据权利要求1所述的挠性传动部件，其特征在于，所述第二膜片支撑件为环形支撑板，所述环形支撑板环绕于所述轴承外压套的周围。
6.根据权利要求1或5所述的挠性传动部件，其特征在于，第二膜片压板与轴承外压套通过多个第五紧固件可拆卸地彼此相连；
所述轴承内压套与所述输出端膜片座通过第六紧固件可拆卸地连接。
7.根据权利要求1所述的挠性传动部件，其特征在于，所述第二膜片压板和所述轴承外压套分别设有用于限制所述调心轴承的外圈沿轴向移动的第一轴向限位部和第二轴向限位部，所述调心轴承的外圈上端面和外圈下端面分别抵接所述第一轴向限位部和所述第二轴向限位部。
8.根据权利要求1所述的挠性传动部件，其特征在于，所述轴承内压套和所述输出端膜片座分别设有用于限制所述调心轴承的内圈沿轴向移动的第三轴向限位部和第四轴向限位部，所述调心轴承的内圈上端面和内圈下端面分别抵接所述第三轴向限位部和所述第四轴向限位部。
9.根据权利要求1或7或8所述的挠性传动部件，其特征在于，所述调心轴承为关节轴承。
10.根据权利要1所述的挠性传动部件，其特征在于，所述第一弹性膜片和所述第二弹性膜片均由叠置在一起的多层金属膜片组成；
每一层所述金属膜片呈圆环形，圆环形的金属膜片由多块扇形金属膜片组成。
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