CN110873128B - 一种传动轴的缓冲连接机构 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种传动轴的缓冲连接机构，包括主动轴、主动斜齿轮、从动斜齿轮、中间轴、中间轴套、钢球组列、螺钉、从动轴花键套以及从动轴。本发明的钢球组列在原始位置进行预压缩，用于平衡机构的额度传动力矩，当受到冲击力矩作用时，钢球组列进一步压缩，产生轴向位移，对应于周向旋转运动，使得从动轴和主动轴之间产生转速差，延长冲击力矩的传递时间，降低冲击力矩的峰值，有效保护传动轴及传动系统中各零部件的安全。

Description

一种传动轴的缓冲连接机构
技术领域
本发明涉及一种传动轴的缓冲连接机构，属于机械技术领域。
背景技术
现有的传动轴的缓冲连接机构大都是刚性联轴器，主动轴在起动时，由于从动轴惯性负载的作用，产生冲击负载，形成很大的冲击力矩，从动轴受到冲击负载作用时，主动轴和从动轴之间的刚性连接，形成很大的冲击力矩。致使联轴器磨损大、寿命短，同时也不能将驱动电机及其保护器传动轴的动力完全传递，工作损失大，效率低。
发明内容
为了克服上述不足，本发明提供了一种传动轴的缓冲连接机构，其技术方案如下：
一种传动轴的缓冲连接机构，包括主动轴、主动斜齿轮、从动斜齿轮、中间轴、中间轴套、钢球组列、螺钉、从动轴花键套以及从动轴；
所述主动轴和主动斜齿轮之间形成紧配可靠连接，主动斜齿轮与从动斜齿轮啮合；
所述中间轴包括中间轴第一轴台、中间轴第二轴台、中间轴第三轴台以及导柱；所述中间轴第一轴台和从动斜齿轮之间通过键形成紧配可靠连接，所述中间轴第二轴台的右端连接中间轴第一轴台，左端连接中间轴第三轴台的右端，所述中间轴第三轴台的左端连接导柱的右端；
所述中间轴第二轴台的圆柱外表面加工有花键，形成中间轴花键轴，所述中间轴套的右侧内孔加工有花键槽，形成中间轴套内花键，所述中间轴花键轴和中间轴套内花键形成间隙配合，中间轴花键轴在中间轴套内花键内实现轴向移动；
所述从动轴的右端圆柱外表面加工有花键，形成从动轴花键轴；
所述从动轴花键套包括从动轴花键套第一轴台、从动轴花键套第二轴台、从动轴花键套第三轴台；所述从动轴花键套第一轴台的右端内部加工有圆柱孔，形成导柱座，用于导柱的插入，导柱与导柱座形成间隙配合；所述从动轴花键套第一轴台插入中间轴套的左端内孔中，从动轴花键套第一轴台的圆周外表面和中间轴套左端内孔之间形成配合；所述从动轴花键套第二轴台形成从动轴花键套的安装法兰，通过螺钉将从动轴花键套第二轴台和中间轴套形成可靠连接，所述从动轴花键套第三轴台的内部加工有从动轴花键套内花键；所述从动轴花键轴和从动轴花键套内花键之间形成紧密可靠连接；
所述钢球组列设置在导与中间轴套之间的空间内，钢球组列右端抵住中间轴第三轴台的左端，左端抵住从动轴花键套第一轴台的右端。
钢球组列通过钢球合理的排列，调整钢球组列的弹性系数和相互摩擦状况，通过钢球组列的弹性变形吸收缓冲联轴器受到的冲击力矩和冲击能量，通过钢球之间的相互摩擦消耗缓冲联轴器受到的冲击能量。
本发明所达到的有益效果：
本发明的钢球组列在原始位置进行预压缩，用于平衡缓冲连接机构的额定力矩。
主动轴在启动过程中，由于从动轴连接的从动部件惯性负载的作用，主动轴会形成远远大于缓冲连接机构额定力矩的启动力矩，主动轴带动主动斜齿轮旋转，主动斜齿轮和从动斜齿轮相互啮合，从动斜齿轮一方面通过中间轴第一轴台带动中间轴旋转，中间轴通过中间轴花键轴、中间轴套内花键、中间轴套、从动轴花键套、从动轴花键套内花键、从动轴花键轴带动从动轴实现周向旋转，另一方面，由于启动力矩远远大于缓冲连接机构的额定力矩，主动斜齿轮和从动斜齿轮相互啮合，在中间轴上形成的轴向力大于钢球组列预压缩力，中间轴通过中间轴第三轴台的左端台阶向左压缩钢球组列，从动斜齿轮和中间轴一起向左移动，从动斜齿轮产生相对于主动斜齿轮向左的轴向移动，同时，中间轴花键轴产生相对于中间轴套内花键向左的轴向移动，此时，钢球组列受到的压缩力与主动轴启动力矩通过主动斜齿轮和从动斜齿轮相互啮合在中间轴上形成的轴向力相平衡，在此过程中，由于主动斜齿轮和从动斜齿轮在啮合过程中产生了相对的轴向位移，对应于周向旋转运动，使得从动轴和主动轴之间形成了转速差，延长了启动力矩的传递时间，降低启动力矩的峰值，有效保护传动轴及传动系统中各零部件的安全；
当从动轴及其连接的从动部件在主动轴的带动下，转速逐步提高，惯性力矩逐步减小，缓冲连接机构的工作力矩也逐步减小，中间轴在钢球组列轴向压缩力的作用下，带动从动斜齿轮一起向右移动，从动斜齿轮产生相对于主动斜齿轮向右的轴向移动，同时，中间轴花键轴产生相对于中间轴套内花键向右的轴向移动，中间轴第三轴台的右端台阶逐步抵近中间轴套右端内侧的左侧，此时，钢球组列受到的轴向压缩力与主动轴工作力矩通过主动斜齿轮和从动斜齿轮相互啮合在中间轴上形成的轴向力相平衡；
当缓冲连接机构的工作力矩等于或者小于额定力矩时，中间轴第三轴台的右端台阶逐步抵紧中间轴套右端内侧的左侧，此时，钢球组列受到的轴向压缩力等于原始预压缩力；
当从动轴连接的从动部件受到冲击力矩作用，且冲击力矩大于缓冲连接机构的额定力矩时，从动轴及其连接的从动部件通过从动轴花键轴和从动轴花键套内花键带动中间轴套减缓旋转速度，主动斜齿轮和从动斜齿轮相互啮合，在中间轴上形成大于钢球组列预压缩力的轴向压缩力，中间轴通过中间轴第三轴台的左端台阶向左压缩钢球组列，从动斜齿轮和中间轴一起向左移动，从动斜齿轮产生相对于主动斜齿轮向左的轴向移动，同时，中间轴花键轴产生相对于中间轴套内花键向左的轴向移动，此时，钢球组列受到的压缩力与从动轴受到的冲击力矩通过主动斜齿轮和从动斜齿轮之间相互啮合在中间轴上形成的轴向力相平衡，在此过程中，由于主动斜齿轮和从动斜齿轮在啮合过程中产生了相对的轴向位移，对应于周向旋转运动，使得从动轴和主动轴之间形成了转速差，延长了启动力矩的传递时间，降低启动力矩的峰值，有效保护传动轴及传动系统中各零部件的安全。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
如图1所示，一种传动轴的缓冲连接机构，包括主动轴1、主动斜齿轮2、从动斜齿轮3、中间轴4、中间轴套5、钢球组列6、螺钉7、从动轴花键套8以及从动轴9；
所述主动轴1和主动斜齿轮2之间形成紧配可靠连接，主动斜齿轮2与从动斜齿轮3啮合；
所述中间轴4包括中间轴第一轴台4-1、中间轴第二轴台4-2、中间轴第三轴台4-4以及导柱4-5；所述中间轴第一轴台4-1和从动斜齿轮3之间通过键形成紧配可靠连接，所述中间轴第二轴台4-2的右端连接中间轴第一轴台4-1，左端连接中间轴第三轴台4-4的右端，所述中间轴第三轴台4-4的左端连接导柱4-5的右端；
所述中间轴第二轴台4-2的圆柱外表面加工有花键，形成中间轴花键轴4-3，所述中间轴套5的右侧内孔加工有花键槽，形成中间轴套内花键5-1，所述中间轴花键轴4-3和中间轴套内花键5-1形成间隙配合，中间轴花键轴4-3在中间轴套内花键5-1内实现轴向移动；
所述从动轴9的右端圆柱外表面加工有花键，形成从动轴花键轴9-1；
所述从动轴花键套8包括从动轴花键套第一轴台8-1、从动轴花键套第二轴台8-3、从动轴花键套第三轴台8-4；所述从动轴花键套第一轴台8-1的右端内部加工有圆柱孔，形成导柱座8-2，导柱4-5能够插入导柱座8-2内；所述从动轴花键套第一轴台8-1插入中间轴套5的左端内孔中，从动轴花键套第一轴台8-1的圆周外表面和中间轴套5左端内孔之间形成配合；所述从动轴花键套第二轴台8-3形成从动轴花键套8的安装法兰，通过螺钉7将从动轴花键套第二轴台8-3和中间轴套5形成可靠连接，所述从动轴花键套第三轴台8-4的内部加工有从动轴花键套内花键8-5；所述从动轴花键轴9-1和从动轴花键套内花键8-5之间形成紧密可靠连接；
所述钢球组列6设置在导柱4-5与中间轴套5之间的空间内，钢球组列6右端抵住中间轴第三轴台4-4的左端，左端抵住从动轴花键套第一轴台8-1的右端。
钢球组列6通过钢球合理的排列，调整钢球组列6的弹性系数和相互摩擦状况，通过钢球组列6的弹性变形吸收缓冲联轴器受到的冲击力矩和冲击能量，通过钢球之间的相互摩擦消耗缓冲联轴器受到的冲击能量。
本发明的钢球组列6在原始位置进行预压缩，用于平衡缓冲连接机构的额定力矩。
主动轴1在启动过程中，由于从动轴9连接的从动部件惯性负载的作用，主动轴1会形成远远大于缓冲连接机构额定力矩的启动力矩，主动轴1带动主动斜齿轮2旋转，主动斜齿轮2和从动斜齿轮3相互啮合，从动斜齿轮3一方面通过中间轴第一轴台4-1带动中间轴4旋转，中间轴4通过中间轴花键轴4-3、中间轴套内花键5-1、中间轴套5、从动轴花键套8、从动轴花键套内花键8-4、从动轴花键轴9-1带动从动轴9实现周向旋转，另一方面，由于启动力矩远远大于缓冲连接机构的额定力矩，主动斜齿轮2和从动斜齿轮3相互啮合，在中间轴4上形成的轴向力大于钢球组列6预压缩力，中间轴4通过中间轴第三轴台4-4的左端台阶向左压缩钢球组列6，从动斜齿轮3和中间轴4一起向左移动，从动斜齿轮3产生相对于主动斜齿轮2向左的轴向移动，同时，中间轴花键轴4-3产生相对于中间轴套内花键5-1向左的轴向移动，此时，钢球组列6受到的压缩力与主动轴1启动力矩通过主动斜齿轮2和从动斜齿轮3相互啮合在中间轴4上形成的轴向力相平衡，在此过程中，由于主动斜齿轮2和从动斜齿轮3在啮合过程中产生了相对的轴向位移，对应于周向旋转运动，使得从动轴9和主动轴1之间形成了转速差，延长了启动力矩的传递时间，降低启动力矩的峰值，有效保护传动轴及传动系统中各零部件的安全；
当从动轴9及其连接的从动部件在主动轴1的带动下，转速逐步提高，惯性力矩逐步减小，缓冲连接机构的工作力矩也逐步减小，中间轴4在钢球组列6轴向压缩力的作用下，带动从动斜齿轮3一起向右移动，从动斜齿轮3产生相对于主动斜齿轮2向右的轴向移动，同时，中间轴花键轴4-3产生相对于中间轴套内花键5-1向右的轴向移动，中间轴第三轴台4-4的右端台阶逐步抵近中间轴套5右端内侧的左侧，此时，钢球组列6受到的轴向压缩力与主动轴1工作力矩通过主动斜齿轮2和从动斜齿轮3相互啮合在中间轴4上形成的轴向力相平衡；
当缓冲连接机构的工作力矩等于或者小于额定力矩时，中间轴第三轴台4-4的右端台阶逐步抵紧中间轴套5右端内侧的左侧，此时，钢球组列6受到的轴向压缩力等于原始预压缩力；
当从动轴9连接的从动部件受到冲击力矩作用，且冲击力矩大于缓冲连接机构的额定力矩时，从动轴9及其连接的从动部件通过从动轴花键轴9-1和从动轴花键套内花键8-4带动中间轴套5减缓旋转速度，主动斜齿轮2和从动斜齿轮3相互啮合，在中间轴4上形成大于钢球组列6预压缩力的轴向压缩力，中间轴4通过中间轴第三轴台4-4的左端台阶向左压缩钢球组列6，从动斜齿轮3和中间轴4一起向左移动，从动斜齿轮3产生相对于主动斜齿轮2向左的轴向移动，同时，中间轴花键轴4-3产生相对于中间轴套内花键5-1向左的轴向移动，此时，钢球组列6受到的压缩力与从动轴9受到的冲击力矩通过主动斜齿轮2和从动斜齿轮3之间相互啮合在中间轴4上形成的轴向力相平衡，在此过程中，由于主动斜齿轮2和从动斜齿轮3在啮合过程中产生了相对的轴向位移，对应于周向旋转运动，使得从动轴9和主动轴1之间形成了转速差，延长了启动力矩的传递时间，降低启动力矩的峰值，有效保护传动轴及传动系统中各零部件的安全。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (1)

1.一种传动轴的缓冲连接机构，其特征在于包括主动轴（1）、主动斜齿轮（2）、从动斜齿轮（3）、中间轴（4）、中间轴套（5）、钢球组列（6）、螺钉（7）、从动轴花键套（8）以及从动轴（9）；
所述主动轴（1）和主动斜齿轮（2）之间形成紧配可靠连接，主动斜齿轮（2）与从动斜齿轮（3）啮合；
所述中间轴（4）包括中间轴第一轴台（4-1）、中间轴第二轴台（4-2）、中间轴第三轴台（4-4）以及导柱（4-5）；所述中间轴第一轴台（4-1）和从动斜齿轮（3）之间通过键形成紧配可靠连接，所述中间轴第二轴台（4-2）的右端连接中间轴第一轴台（4-1），左端连接中间轴第三轴台（4-4）的右端，所述中间轴第三轴台（4-4）的左端连接导柱（4-5）的右端；
所述中间轴第二轴台（4-2）的圆柱外表面加工有花键，形成中间轴花键轴（4-3），所述中间轴套（5）的右侧内孔加工有花键槽，形成中间轴套内花键（5-1），所述中间轴花键轴（4-3）和中间轴套内花键（5-1）形成间隙配合，中间轴花键轴（4-3）在中间轴套内花键（5-1）内实现轴向移动；
所述从动轴（9）的右端圆柱外表面加工有花键，形成从动轴花键轴（9-1）；
所述从动轴花键套（8）包括从动轴花键套第一轴台（8-1）、从动轴花键套第二轴台（8-3）、从动轴花键套第三轴台（8-4）；所述从动轴花键套第一轴台（8-1）的右端内部加工有圆柱孔，形成导柱座（8-2），用于导柱（4-5）的插入，导柱（4-5）与导柱座（8-2）形成间隙配合；所述从动轴花键套第一轴台（8-1）插入中间轴套（5）的左端内孔中，从动轴花键套第一轴台（8-1）的圆周外表面和中间轴套（5）左端内孔之间形成配合；所述从动轴花键套第二轴台（8-3）形成从动轴花键套（8）的安装法兰，通过螺钉（7）将从动轴花键套第二轴台（8-3）和中间轴套（5）形成可靠连接，所述从动轴花键套第三轴台（8-4）的内部加工有从动轴花键套内花键（8-5）；所述从动轴花键轴（9-1）和从动轴花键套内花键（8-5）之间形成紧密可靠连接；
所述钢球组列（6）设置在导柱（4-5）与中间轴套（5）之间的空间内，钢球组列（6）右端抵住中间轴第三轴台（4-4）的左端，左端抵住从动轴花键套第一轴台（8-1）的右端。
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