CN111379792A - 鼓形齿轮 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种鼓形齿轮，包括：套体、延伸部和鼓形齿部，延伸部从套体的一端向套体的另一端延伸，延伸部和套体之间形成具有开口的环形间隙，鼓形齿部设置在延伸部的外周面上，鼓形齿部用于与鼓形联轴器中的内齿部配合，套体的外周面上具有弧形面，弧形面用于与鼓形联轴器中的环形密封部配合。通过本发明提供的技术方案，能够解决现有技术中的鼓形齿联轴器在运行中易磨损和振动的问题。
Description
技术领域
本发明涉及联轴器技术领域，具体而言，涉及一种鼓形齿轮。
背景技术
联轴器主要用来连接不同机构中的两根轴(主动轴和从动轴)，并使之共同旋转以完成扭矩传递的任务，在机械传动设备中有着非常广泛的应用。在轨道交通领域，联轴器是轨道车辆转向架上的关键部件，承担着传递牵引载荷及补偿电机输出轴和齿轮箱高速轴之间位移偏差的重要作用。在轨道交通高速重载的动力传动中，联轴器还必须要具备缓冲、减振和提高动态性能的作用。
联轴器的种类非常多，通常按照被连接两轴的相对位置和位置的变动情况，可以分为固定式联轴器和可移式联轴器两类。固定式联轴器主要用于两轴要求严格对中并在工作中不发生相对位移的地方。可移式联轴器主要用于两轴有偏斜或在工作中有相对位移的场合。根据补偿位移的方法，可移式联轴器分为刚性可移式联轴器和弹性可移式联轴器。鼓形齿联轴器属于刚性可移式联轴器中的其中一种，因其具有相对较大的轴向、径向位移和角位移补偿能力而在轨道交通、船舶、矿山等各类机械传动系统中得以广泛的使用。
鼓形齿联轴器主要由带有内齿的套筒、带有外齿的鼓形齿轮构成，内齿和外齿相互啮合。由于鼓形齿轮的外齿被加工成鼓形，因此允许套筒和鼓形齿轮之间发生角向位移和轴向位移，从而允许通过鼓形齿联轴器连接的主动轴和从动轴在旋转运动中发生相对位移。
通常鼓形齿联轴器的一侧与电机的输出轴(主动轴)相连，鼓形齿联轴器的另一侧与齿轮传动箱的输入轴(从动轴)连接。
由于鼓形齿联轴器在运行过程中所连接的两轴会产生相对位移，内外齿的齿面周期性作轴向的相对滑动，必然会形成齿面磨损和功率损耗。为减少轮齿的磨损和相对移动的摩擦阻力，联轴器需要在良好的润滑和密封的状态下工作。
专利CN1181469A公开了一种能够在连接的两轴轴心错位时能确保密封性及延长密封件寿命的联轴器，该专利主要利用设置在鼓形齿轮轴体上的弹簧推压滑动设置在鼓形齿轮主体外周面上的具有球面状密封面的密封件和端盖的适配面实现紧密接触，从而增强联轴器的密封性，并减少密封件的磨损，延长了密封件的寿命。
专利CN1101899C公开了一种能够避免介质交换和在运转时避免密封件磨损的联轴器，其采用的方案是在联轴器套筒和各连接件之间至少设置一个固定在两个零件之一上的、沿轴向的波纹管，该波纹管既密封了同步齿轮副，又能弹性地调整联轴器套筒的位置。
鼓形齿轮作为鼓形齿联轴器中的主要结构之一，对鼓形齿联轴器的性能有直接影响。以上专利或其他现有技术中，鼓形齿联轴器的鼓形齿轮在相对壳体发生偏转时，密封件与鼓形齿轮的密封不严密，密封件的不同部位磨损不均匀，较大地影响了联轴器的密封效果以及使用寿命。
发明内容
本发明提供了一种鼓形齿轮，以解决现有技术中的鼓形齿联轴器密封性差的问题。
为了解决上述问题，本发明提供了一种鼓形齿轮，包括：套体、延伸部和鼓形齿部，延伸部从套体的一端向套体的另一端延伸，延伸部和套体之间形成具有开口的环形间隙，鼓形齿部设置在延伸部的外周面上，鼓形齿部用于与鼓形联轴器中的内齿部配合，套体的外周面上具有弧形面，弧形面用于与鼓形联轴器中的环形密封部配合。
进一步地，垂直于鼓形齿部的轴向且通过鼓形齿部的宽度的中点的平面为中心平面，弧形面的最高点位于中心平面上。
进一步地，弧形面为球面。
进一步地，鼓形齿部的齿顶所在的面为第二球面，弧形面的球心与第二球面的球心重合。
进一步地，套体包括顺次连接的第一套段和第二套段，其中，延伸部环绕设置在第一套段上且向第二套段延伸，弧形面位于第二套段的外周面上。
进一步地，第二套段的外周面为球面，或第二套段的外周面由球面和圆柱面组成。
进一步地，延伸部包括连接段和延伸段，其中，连接段的两端分别与第一套段和延伸段连接，环形间隙位于延伸段和弧形面之间，鼓形齿部位于延伸段的外周面上。
进一步地，延伸部的背离环形间隙的一侧设置有球面，球面的球心与第二球面的球心重合，球面用于与鼓形联轴器中的限位球面配合。
进一步地，延伸部包括连接段和延伸段，连接段的两端分别与套体和延伸段连接，环形间隙位于延伸段和套体之间，鼓形齿部位于延伸段的外周面上，球面设置在连接段和延伸段的连接处，且球面位于连接处的远离环形间隙的一侧。
进一步地，延伸部包括连接段和延伸段，连接段的两端分别与套体和延伸段连接，环形间隙位于延伸段和套体之间，鼓形齿部位于延伸段的外周面上，球面位于连接段的远离环形间隙的一侧。
进一步地，延伸部包括连接段和延伸段，连接段的两端分别与套体和延伸段连接，环形间隙位于延伸段和套体之间，鼓形齿部位于延伸段的外周面上，延伸部还具有通孔，通孔用于连通延伸部两侧的腔体，通孔设置在连接段上或延伸段上。
进一步地，套体的内壁上具有导油槽。
进一步地，导油槽呈螺旋形环绕在套体的内壁上。
进一步地，套体、延伸部和鼓形齿部为一体成型结构。
应用本发明的技术方案，在鼓形齿轮的延伸部上设置鼓形齿部，这样可通过鼓形齿部与鼓形联轴器中的内齿部配合使鼓形齿轮发生摆动和轴向移动。由于鼓形齿轮的套体的外周面上具有弧形面，这样鼓形齿轮在发生偏转时，可通过环形密封部的周向与套体的弧形面均匀接触进行密封。这样一方面可以保证鼓形齿轮在不同位置均有较好的密封效果，另一方面使得环形密封部磨损均匀，从而可以提高鼓形齿联轴器在运行时的密封效果以及使用寿命。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1示出了本发明的实施例一提供的鼓形齿轮的结构示意图；
图2示出了本发明的实施例二提供的鼓形齿轮的结构示意图；
图3示出了图1中的鼓形齿轮应用在鼓形齿联轴器中的示意图；
图4示出了图2中的鼓形齿轮应用在鼓形齿联轴器中的示意图。
其中，上述附图包括以下附图标记：
10、套筒；12、内齿部；21、套体；211、弧形面；212、第一套段；213、第二套段；214、导油槽；22、延伸部；221、球面；222、连接段；223、延伸段；23、鼓形齿部；24、环形间隙；25、通孔；50、环形密封部。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，本发明的实施例一提供了一种鼓形齿轮，包括：套体21、延伸部22和鼓形齿部23，延伸部22从套体21的一端向套体21的另一端延伸，延伸部22和套体21之间形成具有开口的环形间隙24，鼓形齿部23设置在延伸部22的外周面上，鼓形齿部23用于与鼓形联轴器中的内齿部配合，套体21的外周面上具有弧形面211，弧形面211用于与鼓形联轴器中的环形密封部配合。
应用本发明的技术方案，在鼓形齿轮的延伸部22上设置鼓形齿部23，这样可通过鼓形齿部23与鼓形联轴器中的内齿部配合使鼓形齿轮发生摆动和轴向移动。由于鼓形齿轮的套体21的外周面上具有弧形面211，当鼓形齿轮在发生偏转时，可通过环形密封部的周向与套体21的弧形面211为均匀接触密封。这样一方面可以保证鼓形齿轮在不同位置均有较好的密封效果，另一方面使得环形密封部50的不同部位磨损相对均匀，从而可以有效提高鼓形齿联轴器在运行时的密封效果以及使用寿命。在本实施例中，鼓形齿部23由多个鼓形齿构成。
在本实施例中，垂直于鼓形齿部23的轴向且通过鼓形齿部23的宽度的中点的平面为中心平面，弧形面211的最高点位于中心平面上。在初始状态，环形密封部的一端与弧形面211的最高点所在的圆周接触，这样当鼓形齿轮在相对鼓形联轴器的套筒10发生偏转时，环形密封部的周向与套体21的弧形面211始终处于接触状态，弹性变形量相对更少，密封效果更好。
在本实施例中，可以将弧形面211设置为球面。这样套体21在转动时，即使与环形密封部接触的弧形面211的位置会发生变化，套体21在无轴向位移时，环形密封部50的弹性变形量不会发生变化；套体21在有轴向位移时，环形密封部50的与球面接触的不同部位也只会发生较小的均匀变形。因此通过该技术方案，可以使得弧形面211与环形密封部50的不同接触位置都能实现良好的密封，并且环形密封部50的不同接触部位的磨损均匀，从而可以显著提高鼓形齿联轴器在运行时的密封效果以及使用寿命。本实施例中的球面并非完整的球面，可以理解为环形的部分球面。
在本实施例中，鼓形齿部23的齿顶所在的面为第二球面，弧形面211的球心与第二球面的球心重合。通过上述设置，鼓形齿轮在相对套筒10发生偏转时，不会产生附加的力矩，因此能够减少套筒10与鼓形齿轮的磨损或振动，进一步延长鼓形齿联轴器的使用寿命。
在本实施例中，套体21包括顺次连接的第一套段212和第二套段213，其中，延伸部22环绕设置在第一套段212上且向第二套段213延伸，弧形面211位于第二套段213的外周面上。具体地，第二套段213的外周面为球面，或第二套段213的外周面由球面和圆柱面组成。通过上述设置，便于几何结构形状的合理布置，便于鼓形齿部23及鼓形齿联轴器整体几何结构及形状的合理布置，结构紧凑，并能确保鼓形齿轮有足够的强度及便于加工检测。
在本实施例中，延伸部22包括连接段222和延伸段223，其中，连接段222的两端分别与第一套段212和延伸段223连接，环形间隙24位于延伸段223和弧形面211之间，鼓形齿部23位于延伸段223的外周面上。这样便于环形间隙24的形成以及鼓形齿部23的布置。
在本实施例中，延伸部22的背离环形间隙24的一侧设置有球面221，球面221的球心与第二球面的球心重合，球面221用于与鼓形联轴器中的限位球面配合。通过上述设置，在限位时采用两个球面配合，不会影响鼓形齿部23与套筒10中的内齿部12的啮合，增大了限位区域的接触面积，减少了单位面积内的受力，而且不会产生附加力矩，从而避免在限位时加剧套筒10与鼓形齿轮的磨损或振动，提高鼓形齿联轴器在运行时的稳定性以及使用寿命。
具体地，在本实施例中，延伸部22包括连接段222和延伸段223，连接段222的两端分别与套体21和延伸段223连接，环形间隙24位于延伸段223和套体21之间，鼓形齿部23位于延伸段223的外周面上，球面221设置在连接段222和延伸段223的连接处，且球面221位于连接处的远离环形间隙24的一侧。这样便于延伸部22与其他部件接触以对延伸部22进行限位。
在本实施例中，延伸部22包括连接段222和延伸段223，连接段222的两端分别与套体21和延伸段223连接，环形间隙24位于延伸段223和套体21之间，鼓形齿部23位于延伸段223的外周面上，延伸部22还具有通孔25，通孔25用于连通延伸部22两侧的腔体，通孔25设置在连接段222上或延伸段223上。若延伸部22两侧的腔体是分别密闭的，延伸部22在移动时，腔体内的压力会发生很大变化，这会给鼓形齿联轴器带来运转不平稳的危害。用通孔25将延伸部22两侧的腔体导通后，能够平衡不同腔体内的压力，从而避免给鼓形齿联轴器带来运转不平稳的危害。而且，延伸部22两侧的腔体内的润滑介质也可以通过通孔25流动，以使润滑介质的分布更加均匀，从而提高润滑效果。
在本实施例中，套体21的内壁上具有导油槽214。这样在拆装装入套体21内的电机轴或其他轴类部件时，可在导油槽214中输入压力油，以减小摩擦。
具体地，导油槽214呈螺旋形环绕在套体21的内壁上。这样可增大套体21的内壁上的油膜面积，更进一步减小轴类部件与套体21的摩擦。
在本实施例中，套体21、延伸部22和鼓形齿部23为一体成型结构。优选是锻造一体成型，即先制造出鼓形齿轮的锻件毛坯，然后再进行鼓形齿部23的机加工后制得鼓形齿轮，也可以是采用其它成型制造工艺。这样可以增加鼓形齿轮的结构强度。当然，也可以根据需要将鼓形齿轮设置为分体结构。
如图2所示，在本发明的实施例二中，与实施例一不同的是，延伸部22包括连接段222和延伸段223，连接段222的两端分别与套体21和延伸段223连接，环形间隙24位于延伸段223和套体21之间，鼓形齿部23位于延伸段223的外周面上，球面221位于连接段222的远离环形间隙24的一侧。这样便于延伸部22与其他部件接触以对延伸部22进行限位。并且能够使鼓形齿轮具有较高的强度。
应用本发明的技术方案，在鼓形齿轮的延伸部22上设置鼓形齿部23，这样可通过鼓形齿部23与鼓形联轴器中的内齿部配合使鼓形齿轮发生摆动和轴向移动。由于鼓形齿轮的套体21的外周面上具有弧形面211，这样鼓形齿轮在发生偏转时，可通过环形密封部的周向与套体21的弧形面211均匀接触进行密封。这样一方面可以保证鼓形齿轮在不同位置均有较好的密封效果，另一方面使得环形密封部50磨损均匀，从而可以提高鼓形齿联轴器在运行时的密封效果以及使用寿命。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (14)
1.一种鼓形齿轮，其特征在于，包括：
套体(21)、延伸部(22)和鼓形齿部(23)，所述延伸部(22)从所述套体(21)的一端向所述套体(21)的另一端延伸，所述延伸部(22)和所述套体(21)之间形成具有开口的环形间隙(24)，所述鼓形齿部(23)设置在所述延伸部(22)的外周面上，所述鼓形齿部(23)用于与鼓形联轴器中的内齿部配合，所述套体(21)的外周面上具有弧形面(211)，所述弧形面(211)用于与鼓形联轴器中的环形密封部配合。
2.根据权利要求1所述的鼓形齿轮，其特征在于，垂直于所述鼓形齿部(23)的轴向且通过所述鼓形齿部(23)的宽度的中点的平面为中心平面，所述弧形面(211)的最高点位于所述中心平面上。
3.根据权利要求1所述的鼓形齿轮，其特征在于，所述弧形面(211)为球面。
4.根据权利要求3所述的鼓形齿轮，其特征在于，所述鼓形齿部(23)的齿顶所在的面为第二球面，所述弧形面(211)的球心与所述第二球面的球心重合。
5.根据权利要求1所述的鼓形齿轮，其特征在于，所述套体(21)包括顺次连接的第一套段(212)和第二套段(213)，其中，所述延伸部(22)环绕设置在所述第一套段(212)上且向所述第二套段(213)延伸，所述弧形面(211)位于所述第二套段(213)的外周面上。
6.根据权利要求5所述的鼓形齿轮，其特征在于，所述第二套段(213)的外周面为球面，或所述第二套段(213)的外周面由球面和圆柱面组成。
7.根据权利要求5所述的鼓形齿轮，其特征在于，所述延伸部(22)包括连接段(222)和延伸段(223)，其中，所述连接段(222)的两端分别与所述第一套段(212)和所述延伸段(223)连接，所述环形间隙(24)位于所述延伸段(223)和所述弧形面(211)之间，所述鼓形齿部(23)位于所述延伸段(223)的外周面上。
8.根据权利要求4所述的鼓形齿轮，其特征在于，所述延伸部(22)的背离所述环形间隙(24)的一侧设置有球面(221)，所述球面(221)的球心与所述第二球面的球心重合，所述球面(221)用于与鼓形联轴器中的限位球面配合。
9.根据权利要求8所述的鼓形齿轮，其特征在于，所述延伸部(22)包括连接段(222)和延伸段(223)，所述连接段(222)的两端分别与所述套体(21)和所述延伸段(223)连接，所述环形间隙(24)位于所述延伸段(223)和所述套体(21)之间，所述鼓形齿部(23)位于所述延伸段(223)的外周面上，所述球面(221)设置在所述连接段(222)和所述延伸段(223)的连接处，且所述球面(221)位于所述连接处的远离所述环形间隙(24)的一侧。
10.根据权利要求8所述的鼓形齿轮，其特征在于，所述延伸部(22)包括连接段(222)和延伸段(223)，所述连接段(222)的两端分别与所述套体(21)和所述延伸段(223)连接，所述环形间隙(24)位于所述延伸段(223)和所述套体(21)之间，所述鼓形齿部(23)位于所述延伸段(223)的外周面上，所述球面(221)位于所述连接段(222)的远离所述环形间隙(24)的一侧。
11.根据权利要求1所述的鼓形齿轮，其特征在于，所述延伸部(22)包括连接段(222)和延伸段(223)，所述连接段(222)的两端分别与所述套体(21)和所述延伸段(223)连接，所述环形间隙(24)位于所述延伸段(223)和所述套体(21)之间，所述鼓形齿部(23)位于所述延伸段(223)的外周面上，所述延伸部(22)还具有通孔(25)，所述通孔(25)用于连通所述延伸部(22)两侧的腔体，所述通孔(25)设置在所述连接段(222)上或所述延伸段(223)上。
12.根据权利要求1所述的鼓形齿轮，其特征在于，所述套体(21)的内壁上具有导油槽(214)。
13.根据权利要求12所述的鼓形齿轮，其特征在于，所述导油槽(214)呈螺旋形环绕在所述套体(21)的内壁上。
14.根据权利要求1所述的鼓形齿轮，其特征在于，所述套体(21)、所述延伸部(22)和所述鼓形齿部(23)为一体成型结构。
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- 2018-12-28 CN CN201811626849.4A patent/CN111379792A/zh active Pending
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