CN111561523B - 一种传动连接结构 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种传动连接结构，属于传动结构领域，包括第一转轴和第二转轴，第一转轴和第二转轴之间设有第一摩擦环，所述第一转轴上设有套环，套环沿轴向滑动连接在第一转轴上，第一转轴上还设有通过套环将所述第一摩擦环压紧在第二转轴上的压紧装置。压紧装置将第一摩擦环压紧在第二转轴上，第一转轴转动时，套环随之转动，套环仅能沿第一转轴轴向滑动不能相对转动，常见的间隙配合的键连接或者销连接等均可以实现。第一摩擦环被压紧后，给予其两侧的第二转轴和套环摩擦力，防止相对转动，达到传动的效果。当其中一方负载过大，例如设备卡住时，发生相对转动，防止强行驱动，不会损伤设备。

Description

一种传动连接结构

技术领域

本发明涉及机械传动领域，尤其涉及一种传动连接结构。

背景技术

大型工程机械、建筑结构，例如风力发电机和桥梁；由于其载重较大，往往需要大型螺栓给予支撑，某些场景下要求大型螺栓够承受的拉力甚至能够超过500吨；因此需要大型的拉力机提供更大的拉力做拉力试验。但是，要提高拉力机的拉力，不仅仅是了扩大本身尺寸增加承受力这么简单。还需要考虑精度成本、传动结构的合理性，连接部件的获取难度和强度均匀应当考虑在内，同时为注意整体结构的安全性，其它大型设备也是如此。大型结构的设置如果精度太高，加工难度很高，那么成本相应的会增加很多，有时甚至无法加工。精度低的时候，容易出现传动不够顺畅的问题，由于作用力巨大，强行驱动时常发生工作部件损伤的问题，甚至引发安全事故。目前，整个系统的运行，依赖于安全检测系统，但是在本身设计精度不是很高的情况下，系统的反馈有一定的滞后性，检测位置也有局限性，且检测系统故障时，容易引发安全事故，缺乏安全有效的物理防故障手段。

发明内容

针对现有技术中所存在的不足，本发明提供了一种传动连接结构，其解决了现有技术中存在的大型设备缺乏安全有效的物理防故障手段问题。

本发明的提供了一种传动连接结构，其特征在于，包括第一转轴和第二转轴，所述第一转轴和第二转轴同轴设置，所述第一转轴和第二转轴之间设有第一摩擦环，所述第一转轴上设有套环，所述套环沿轴向滑动连接在第一转轴上，所述第一转轴上还设有通过套环将所述第一摩擦环轴向压紧在第二转轴端部的压紧装置；

所述压紧装置包括套设在第一转轴上的压缩弹簧和固定在第一转轴上的固定环，所述压缩弹簧位于套环和固定环之间；

所述第二转轴外还设有保护筒，所述压缩弹簧和所述固定环之间设有压缩环和驱动环，所述压缩弹簧固定在压缩环上，所述驱动环外设有若干斜齿，所述保护筒内部设有与斜齿配合的若干凹槽；所述压缩环沿第一转轴轴向滑动连接在第一转轴上且随第一转轴转动；

所述保护筒内在压缩弹簧压缩的方向上还设有容纳驱动环并转动连接在保护筒内壁的自转环，自转环内壁也设有与所述斜齿配合的若干凹槽；

所述压缩环面向驱动环的一端设有第一螺旋面，所述驱动环面向压缩环的一端设有与所述螺旋面接触配合的第二螺旋面，第一螺旋面的长度小于第二螺旋面长度，所述第二螺旋面上设有挡凸，所述挡凸沿压缩环轴向凸出第二螺旋面外，所述压缩环上设有容纳挡凸的台阶，所述驱动环与第一转轴间隙配合。

相比于现有技术，本发明具有如下有益效果：通过压紧装置，将套环和第二转轴均和第一摩擦环压紧，而套环随第一转轴转动，从而通过摩擦传动带动第二转轴。当负载过大时，摩擦力不足以带动二者之间相互转动，两个转轴之间则发生相对转动，不会强制负载端转动，合理控制摩擦力的大小，达到不会造成部件损伤的程度，保障安全。该设置不受检测位置的局限任何地方的故障均能够给予响应。

附图说明

图1为本发明实施例整体的内部结构视图。

图2为实施例2中第一转轴和第二转轴连接结构放大示意图。

图3为其中一个实施例中，轴销和条孔配合展示图。

图4为压缩环和驱动环连接处原理对应展示图。

图5为压缩环和驱动环共同转动时的端面配合示意图。

图6为压缩环和驱动环相对转动时的端面配合示意图。

其中，第一转轴1、第二转轴2、第一摩擦环3、套环4、压缩弹簧5、固定环6、挡块7、第二摩擦环8、传动花键套9、保护筒10、压缩环11、驱动环12、轴销13、条孔14、第一螺旋面15、第二螺旋面16、挡凸17、台阶18、转动环19、自转环20。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明中的技术方案进一步说明。

如图1所示，本发明提供了一种传动连接结构，包括第一转轴1和第二转轴2，所述第一转轴1与所述第二转轴2转动连接，所述第一转轴1和第二转轴2之间设有第一摩擦环3，所述第一转轴1上设有套环4，所述套环4沿轴向滑动连接在第一转轴1上，所述第一转轴1上还设有通过套环4将所述第一摩擦环3压紧在第二转轴2上的压紧装置。压紧装置将第一摩擦环3压紧在第二转轴2上，第一转轴1转动时，套环4随之转动，套环4仅能沿第一转轴1轴向滑动不能相对转动，常见的间隙配合的键连接或者销连接等均可以实现。第一摩擦环3被压紧后，给予其两侧的第二转轴2和套环4摩擦力，防止相对转动，达到传动的效果。当其中一方负载过大，例如设备卡住时，发生相对转动，不强行驱动，不会损伤设备。

在其中一种实施例中，所述压紧装置包括套设在第一转轴1上的压缩弹簧5和固定在第一转轴1上的固定环6，所述压缩弹簧5位于套环4和固定环6之间。弹簧可以套在第一转轴1外且设置简单，是较为理想的挤压部件，压缩弹簧5本身处于压缩状态，虽然后续可以转接变速箱等结构通过牺牲转速来放大摩擦力的效应，但是需要的压力还是较大，因此可从规格上注意选择弹性系数大的弹簧。

在另一中实施例中，如图2所示，所述第二转轴2套设在第一转轴1端部，所述第一转轴1沿其轴向依次套设有挡块7、第二摩擦环8、传动花键套9和所述第一摩擦环3，所述挡块7固定在第一转轴1端部，所述传动花键套9与第二转轴2花键连接。第一转轴1通过两个摩擦环的摩擦带动传动花键套9转动，传动花键套9再带动第二转轴2转动，传动花键套9两侧分别给予第一转轴1相对的两个轴向力，相互抵消，第一转轴1上只存在内部的轴向力。可以防止第一转轴1和第二转轴2之间存在相互的轴向力，方便后续的传动设置。负载过大时，传动花键套9和两个摩擦环之间相互转动，若有磨损，只需更换传动花键套9和摩擦环即可，维护方便。具体安装时，所述传动花键套9和第一转轴1之间设有转动环19。转动环19内外光滑，设置在此处，传动花键套9可以稳定安装的同时，方便传动花键套9和第一转轴1之间的相互转动。

在另一中实施例中，如图3所示，所述套环4上设有条孔14，所述条孔14沿套环4轴向贯穿所述套环4所述第一转轴1上设有沿第一转轴1轴向滑动连接在条孔14内的轴销13。轴销13与条孔14的配合，限制了套环4和第一转轴1相对转动，达到套环4随第一转轴1转动的目的，轴销13又不会给予套环4轴向力，不影响压缩弹簧5将轴端的部件压紧。此处轴销13和条孔14的设置方式，相对于键连接等方式，对套环4的轴向限制更少，更适于轴向不限制、周向不相互转动的应用场景。由于套环4在轴向不发生明显的实际位移，轴向不受力而周向受力，为了保证强度，可以将轴销13设置得较宽，和条孔的边缘有一定间隙即可，增强受力能力。

有时不同的传动方向，例如丝杠结构驱动上升和下降的时候，需要不同大小的驱动力。不宜让两个摩擦环始终保持最大的压力，这样会降低摩擦环和弹簧的寿命。有时候轻微的卡顿，通过增大驱动力的方式也可以解决，但是上述结构并不具备调节摩擦力的功能。因此在另一实施例中，采用如下方案，所述第二转轴2外还设有保护筒10，所述压缩弹簧5和所述固定环6之间设有压缩环11和驱动环12，所述驱动环12外设有若干斜齿，所述保护筒10内部设有与斜齿配合的若干凹槽，所述保护筒10内在压缩弹簧5压缩的方向上还设有容纳驱动环12并转动连接在保护筒10内壁的自转环20，自转环20中也有与斜齿配合的凹槽，所述压缩环11沿第一转轴1轴向滑动连接在第一转轴1上。凹槽设置在保护筒10内壁凸出来的部分，避免设置凹槽处的内壁过薄，自转环20两侧均凸出来，保证自转环20不会轴向活动。下面结合附图1对其工作原理进行进一步阐述，当出现大载荷时，第一转轴1和第二转轴2发生相对转动，这时，保护筒10和驱动环12也会发生相对转动，相应的保护筒10内壁的凹槽与驱动环12的斜齿之间通过类似螺纹的配合方式，就会凹槽给予驱动环12向压缩弹簧5的方向活动分力，进而压缩压缩弹簧5，增大对套环4的压力，增大驱动的摩擦力。摩擦力不能无限增大，这样压缩弹簧5会损坏，也失去了过载保护的意义；因此，当驱动环12活动到自转环20的位置时，由于自转环20是和保护筒10的内壁转动连接的，驱动环12就带动自转环20在保护筒10内转动，而不再继续推动压缩环11了，保证压缩弹簧5的压缩仍在正常使用范围内；此时，用以驱动的摩擦力也达到最大。当负载降低时，第一转轴1和保护筒10之间没有相互转动，压缩弹簧5的弹力将驱动环12推回，对摩擦环的压力减小。这样也不用始终保持最大压力，保证压缩弹簧5的长期使用。要注意的是，通过上述原理促使压缩弹簧5压缩的方向应当与负载较大时的驱动方向保持一致。

在驱动环12压缩压缩弹簧5的过程中，需要它相对于第一转轴1轴向滑动连接，这样才不会随保护筒10转动。在压缩弹簧5将驱动环12推回的时候，又需要它能够相对于第一转轴1转动，因为推回时，第一转轴1不再与保护筒10相对转动，推动和负载造成的转动力小于摩擦力的时候可能导致推不动；并且推回时，压缩环11的斜齿也不一定是与保护筒10内壁上不动的凹槽对应的，回复过程依赖于位移变动的累积，回复缓慢。因此，在具体安装过程中，所述压缩环11面向驱动环12的一端设有第一螺旋面15，所述驱动环12面向压缩环11的一端设有与所述螺旋面接触配合的第二螺旋面16，第一螺旋面15的长度小于第二螺旋面16长度，所述第二螺旋面16上设有挡凸17，所述挡凸17沿压缩环11轴向凸出第二螺旋面16外，所述第一螺旋面上设有凹槽状的台阶18，供挡凸活动，台阶18底部始终不与挡凸17接触。图4为原理展示图，挡凸17处在最低的台阶18位置活动。驱动环12可以在第一转轴1上滑动或者绕第一转轴1转动，如图5所示，当压缩第一转轴1和保护筒10发生相对转动时，压缩环11和驱动环12发生相对转动，图5中箭头表示压缩环的转动方向，当驱动环12转动至第二螺旋面16侧面和挡凸17接触后，驱动环12和压缩环11之间不可再相互转动，这时，压缩环11带动驱动环12相对于保护筒10转动，驱动环12则在斜齿和凹槽的配合下向压缩压缩弹簧5的方向移动。当第一转轴1和第二转轴2相对转动结束，这时，斜齿和凹槽的配合不再给予驱动环12向压缩弹簧5的力。但是，压缩弹簧给予压缩环11的力会促使驱动环12上的第二螺旋面16在压缩环11上的第一螺旋面15滑动，相当于因为压力从第二螺旋面16的从第一螺旋面15的高出滑向低处。如图6所示（图6中箭头表示驱动环相对于压缩环的转动方向），而压缩环11不能相对于第一转轴1转动，只能驱动环12转动，驱动环12转动到一个斜齿与保护筒10内壁凹槽对应的位置时，在压缩弹簧5的压力下，驱动环12再次被挤入与保护筒10内壁凹槽脱离转动环19，达到压缩弹簧5的位置，压缩弹簧5变长，恢复正常水平。经过上述过程，完成对摩擦力和压缩弹簧5随负载一定范围内的调节和及时回复。一般情况下，在负载较小的转向上很少卡住，但是卡住后，又需要驱动环12和压缩环11之间相互转动，因此，可以限制驱动环12在压缩弹簧5伸长方向上的活动距离，当伸长到一定程度后，驱动环12继续移动一点，而压缩环11被限制而使二者脱离，驱动环12随第二转轴2转动，压缩环11随第一转轴转动。压缩环11和第一转轴1可以采用轴销和条孔的方式实现移动距离的限制。

本发明通过摩擦传动，过载时相对转动而不强行驱动，用物理的方式实现对设备故障或者卡顿时的安全防护；设置保护筒10，一方面可以保护传动机构；另一方面还可以与驱动环12配合，实现对传动结构摩擦力的调节。而摩擦传动和摩擦调节的配合，适应不同传动方向上的不同驱动力需求，根据需求进行弹力调节，同时延长了弹簧和两个摩擦环的使用寿命。通过驱动环12和压缩环11的配合不安装额外的动力装置，即可实现本身的调节，大大简化了其他结构和整体的可行性。本发明的部分密封设置并未画出，本领域技术人员可根据实际的润滑需求进行密封圈等部件的设置。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (5)

1.一种传动连接结构，其特征在于，包括第一转轴和第二转轴，所述第一转轴和第二转轴同轴设置，所述第一转轴和第二转轴之间设有第一摩擦环，所述第一转轴上设有套环，所述套环沿轴向滑动连接在第一转轴上，所述第一转轴上还设有通过套环将所述第一摩擦环轴向压紧在第二转轴端部的压紧装置；

所述压紧装置包括套设在第一转轴上的压缩弹簧和固定在第一转轴上的固定环，所述压缩弹簧位于套环和固定环之间；

所述第二转轴外还设有保护筒，所述压缩弹簧和所述固定环之间设有压缩环和驱动环，所述压缩弹簧固定在压缩环上，所述驱动环外设有若干斜齿，所述保护筒内部设有与斜齿配合的若干凹槽；所述压缩环沿第一转轴轴向滑动连接在第一转轴上且随第一转轴转动；

所述保护筒内在压缩弹簧压缩的方向上还设有容纳驱动环并转动连接在保护筒内壁的自转环，自转环内壁也设有与所述斜齿配合的若干凹槽；

所述压缩环面向驱动环的一端设有第一螺旋面，所述驱动环面向压缩环的一端设有与所述螺旋面接触配合的第二螺旋面，第一螺旋面的长度小于第二螺旋面长度，所述第二螺旋面上设有挡凸，所述挡凸沿压缩环轴向凸出第二螺旋面外，所述压缩环上设有容纳挡凸的台阶，所述驱动环与第一转轴间隙配合。

2.如权利要求1所述的一种传动连接结构，其特征在于，所述第二转轴套设在第一转轴端部，所述第一转轴沿其轴向依次套设有挡块、第二摩擦环、传动花键套和所述第一摩擦环，所述挡块固定在第一转轴端部，所述传动花键套与第一转轴转动连接并与第二转轴花键连接。

3.如权利要求2所述的一种传动连接结构，其特征在于，所述套环上设有条孔，所述条孔沿套环径向贯穿所述套环，所述第一转轴上设有沿轴第一转轴轴向滑动连接在条孔内的轴销。

4.如权利要求3所述的一种传动连接结构，其特征在于，所述传动花键套和第一转轴之间设有转动环。

5.如权利要求4所述的一种传动连接结构，其特征在于，所述保护筒与所述第二转轴销连接。

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