CN111396463A - 一种柔性无间隙花键传动装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种柔性无间隙花键传动装置，包括一组花键轴、花键套，花键轴上还套接安装有活动花键套；活动花键套上设置有若干调节套齿，该调节套齿由活动花键套的活动花键套内键齿延伸出活动花键套之端面形成，延伸出的调节套齿的齿端加工有曲面，若干调节套齿外壁在同一圆柱面内、且该圆柱面直径与花键套齿槽直径相同；对应的花键套一端内壁的花键套齿被切割、切割端面为对应调节套齿的曲面，形状、尺寸与前述调节套齿相配合。本发明可以有效的消除或减轻花键传递过程中的窜动，从而消除或减轻窜动，提高平顺性、有效降低不必要的机械磨损，并缓解噪声。
Description
技术领域
本发明涉及花键的设计、装配领域，具体的是一种柔性无间隙花键传动装置。
背景技术
现有技术中，花键应用于旋转机械同轴心扭矩传递场合，利用花键套与花键轴的齿的配合进行，结构简单，工艺成熟，成本低廉。但是由于花键副的有效配合需要一定的长度，为了装配的便利性，花键轴与花键套的齿侧保留一定的间隙，常态下以花键轴为主动件驱动时，花键轴与花键套的配合为一个齿面；而当以花键套为主动件驱动时，花键套需要相对花键轴转动一个角度，消除齿侧之间的间隙后，以另一个齿侧面进行配合驱动花键轴。花键轴与花键套主被动相对转换的过程中，都需要消除齿侧间隙后再进行接触，扭矩传递存在不连续的情况，导致动力传动过程中产生冲击与噪声，影响整体机构的平顺性，导致磨损较快并伴有噪声。这种情况会增加花键的齿侧间隙，长时间后情况会更加恶化。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术的不足，提供了一种柔性无间隙花键传动装置。
本发明采用的技术方案为：
一种柔性无间隙花键传动装置，包括一组花键轴、花键套，二者相配合，所述花键轴上还套接安装有活动花键套、花键轴上设有支撑台面，花键轴与花键套、活动花键套之间通过普通花键传动配合；
活动花键套上设置有若干调节套齿，该调节套齿由活动花键套的活动花键套内键齿延伸出活动花键套之端面形成，延伸出的调节套齿的齿端加工有曲面，若干调节套齿外壁在同一圆柱面内、且该圆柱面直径与花键套齿槽直径相同；
对应的花键套一端内壁的花键套齿被切割、切割端面为对应调节套齿的曲面，形状、尺寸与前述调节套齿相配合；
安装时、花键轴外套有回位弹簧，回位弹簧处于压缩状态、且回位弹簧的两端分别接触花键轴的支撑台面和活动花键套的无调节套齿之端面。
所述的一种柔性无间隙花键传动装置，其特征在于：
所述回位弹簧处于压缩状态时，回位弹簧的两端接触花键轴的支撑台面和活动花键套之端面，同时活动花键套的另一端面与花键套相邻之端面之间不接触、留有间隙，此时调节套齿的曲面接触花键套齿的曲面。
优选的，所述间隙设置为0.5-5mm。
优选的，所述活动花键套的齿壁与花键轴的齿壁之间滑动配合。
优选的，所述回位弹簧处于压缩状态时，若干调节套齿中每一个调节套齿的齿端曲面与花键套对应的齿端的曲面接触形成配合面C、每一个调节套齿的齿侧与对应花键轴的齿侧接触形成配合面A、每一个花键套的齿侧与对应花键轴的齿侧接触形成配合面B，三个配合面A、B、C之间在回位弹簧的作用下直接接触、无间隙。
优选的，所述调节套齿的齿端曲面与花键套齿端的曲面接触形成配合面C为平面，该平面与花键轴的轴心线呈15°-45°夹角。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
本发明属于一种柔性无间隙花键结构，在传统花键的基础上，增设一个活动花键套，使花键轴与活动花键套、花键轴与花键套以及活动花键套和花键套分别形成配合，进行动力传动时能消除整体花键机构之间的配合间隙，在主动或被动情况下使扭矩传递连续进行，消除或减轻花键传递过程中的窜动，从而消除或减轻窜动，提高平顺性、有效降低不必要的机械磨损，并缓解噪声。
附图说明：
图1 本发明整体配合结构示意图；
图2 本发明花键轴的结构示意图；
图3 本发明活动花键套的结构示意图；
图4 本发明花键套的结构示意图；
图5 本发明实施例中花键轴作为主动件的转向和力作用示意图；
图6 本发明实施例中花键套作为主动件的转向和力作用示意图；
附图中：1-花键轴 2-花键套 3-活动花键套 4-调节套齿 5-回位弹簧 101-支撑台面 A-配合面A B-配合面B C-配合面C。
具体实施方式：
下面结合附图，通过实施例对本发明作进一步详细说明：
一种柔性无间隙花键传动装置，包括一组花键轴1、花键套2，二者相配合，花键轴1上还套接安装有活动花键套3、花键轴1上设有支撑台面101，实际安装使用时，支撑台面101可由同时安装的相邻其他部件代替（如安装花键轴1的部件），花键轴1与花键套2、活动花键套3之间通过普通花键传动配合；
活动花键套3上设置有若干调节套齿4，该调节套齿4由活动花键套3的活动花键套内键齿延伸出活动花键套3之端面形成，延伸出的调节套齿4的齿端加工有曲面（该曲面的特殊形状是平面），若干调节套齿4外壁在同一圆柱面内、且该圆柱面直径与花键套齿槽直径相同，如图3所示；
对应的花键套2一端内壁的花键套齿被切割、切割端面为对应调节套齿4的曲面（该曲面的特殊形状是平面），形状、尺寸与前述调节套齿4相配合，如图4所示；
安装时、花键轴1外套有回位弹簧5，回位弹簧5处于压缩状态、且回位弹簧5的两端分别接触花键轴1的支撑台面101和活动花键套3的无调节套齿之端面。
回位弹簧5处于压缩状态时，回位弹簧5的两端接触花键轴1的支撑台面101和活动花键套3之端面（无调节套齿的一端），同时活动花键套3的另一端面与花键套2相邻之端面之间不接触、留有间隙，此间隙设置为0.5-5mm，此时调节套齿4的曲面接触花键套齿的曲面。
活动花键套3的齿壁与花键轴1的齿壁之间滑动配合。
回位弹簧5处于压缩状态时，若干调节套齿4中每一个调节套齿4的齿端曲面与花键套2对应的齿端的曲面接触形成配合面C、每一个调节套齿4的齿侧与对应花键轴1的齿侧接触形成配合面A、每一个花键套2的齿侧与对应花键轴1的齿侧接触形成配合面B，三个配合面A、B、C之间在回位弹簧5的作用下直接接触、无间隙。
调节套齿4的齿端曲面与花键套1齿端的曲面接触形成配合面C为平面，该平面与花键轴1的轴心线呈15°-45°夹角。
如图5所示，正常情况下，花键轴1为主动件时，驱动力由配合面B传递，此时，驱动力从花键轴1经配合面B传递到花键套2时，会继续经过花键套2向后传递下去，活动花键套3此时不承担动力传递任务；
如图6所示，花键套2为主动件时，驱动力经配合面C、配合面A传递到花键轴1，这种情况下，配合面B可不解除接触（驱动力较小）；如传递的驱动力较大，配合面B有解除接触的可能，此时，配合面C上的正压力F在轴向的分力F3必须克服活动花键套3后端回位弹簧5的作用力F1，才能迫使活动花键套3向后移动，且活动花键套3在向后移动的过程中，回位弹簧5的蓄势能力使F1逐渐增加，这有助于本发明的花键副的各个零件恢复正常的接触配合，并增加花键副的柔性接触，消除或减轻冲击和噪声。与此同时，活动花键套3与花键套1齿端配合面C上的正压力F在径向的分力F2也因回位弹簧5的蓄势能力得以增加，该分力F2作用在活动花键套3内键齿端曲面上，然后通过花键轴1与活动花键套3的配合面A作用在花键轴1上，在花键套1推动活动花键套3向后移动并消除与花键轴1齿侧间隙的过程中，能使花键轴1获得越来越大的作用力，花键轴1增加了加速旋转的趋势，对消除或减轻花键套2对花键轴1的作用冲击和噪声。
不论以花键轴1为主动件还是以花键套2为主动件，本发明的花键副中的回位弹簧5，在任何时候都具有一定的势能，能维持或逐渐恢复花键轴1、活动花键套3、花键套2之间的相互配合关系，消除花键副传动过程中的间隙。
根据前述内容，当花键轴1和花键套2提供相反方向的驱动力时，活动花键套3与回位弹簧5的设置同样能保证本发明柔性无间隙花键机构实现柔性无齿侧间隙传动。
上述实施例仅为本发明的较佳的实施方式，除此之外，本发明还可以有其他实现方式。需要说明的是，在没有脱离本发明构思的前提下，任何显而易见的改进和修饰均应落入本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种柔性无间隙花键传动装置，包括一组花键轴、花键套，二者相配合，其特征在于：
所述花键轴上还套接安装有活动花键套、花键轴上设有支撑台面，花键轴与花键套、活动花键套之间通过普通花键传动配合；
活动花键套上设置有若干调节套齿，该调节套齿由活动花键套的活动花键套内键齿延伸出活动花键套之端面形成，延伸出的调节套齿的齿端加工有曲面，若干调节套齿外壁在同一圆柱面内、且该圆柱面直径与花键套齿槽直径相同；
对应的花键套一端内壁的花键套齿被切割、切割端面为对应调节套齿的曲面，形状、尺寸与前述调节套齿相配合；
安装时、花键轴外套有回位弹簧，回位弹簧处于压缩状态、且回位弹簧的两端分别接触花键轴的支撑台面和活动花键套的无调节套齿之端面。
2.根据权利要求1所述的一种柔性无间隙花键传动装置，其特征在于：
所述回位弹簧处于压缩状态时，回位弹簧的两端接触花键轴的支撑台面和活动花键套之端面，同时活动花键套的另一端面与花键套相邻之端面之间不接触、留有间隙，此时调节套齿的曲面接触花键套齿的曲面。
3.根据权利要求2所述的一种柔性无间隙花键传动装置，其特征在于：
所述间隙设置为0.5-5mm。
4.根据权利要求1所述的一种柔性无间隙花键传动装置，其特征在于：
所述活动花键套的齿壁与花键轴的齿壁之间滑动配合。
5.根据权利要求1所述的一种柔性无间隙花键传动装置，其特征在于：
所述回位弹簧处于压缩状态时，若干调节套齿中每一个调节套齿的齿端曲面与花键套对应的齿端的曲面接触形成配合面C、每一个调节套齿的齿侧与对应花键轴的齿侧接触形成配合面A、每一个花键套的齿侧与对应花键轴的齿侧接触形成配合面B，三个配合面A、B、C之间在回位弹簧的作用下直接接触、无间隙。
6.根据权利要求5所述的一种柔性无间隙花键传动装置，其特征在于：
所述调节套齿的齿端曲面与花键套齿端的曲面接触形成配合面C为平面，该平面与花键轴的轴心线呈15°-45°夹角。
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| CN202010179495.4A CN111396463A (zh) | 2020-03-16 | 2020-03-16 | 一种柔性无间隙花键传动装置 |
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| CN202010179495.4A Pending CN111396463A (zh) | 2020-03-16 | 2020-03-16 | 一种柔性无间隙花键传动装置 |
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2020
- 2020-03-16 CN CN202010179495.4A patent/CN111396463A/zh active Pending
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