CN111706620B - 一种适用于多边形轴的无键联接锁紧环 - Google Patents

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Abstract

本发明属于机械传动联接技术领域，具体涉及一种适用于多边形轴的无键联接锁紧环。本发明主要是解决解决现有多边形轴联接方式存在的对中性差、配合精度低、装拆难度大和无法提供过载保护等技术问题。本发明采用的技术方案是：一种适用于多边形轴的无键联接锁紧环，该锁紧环至少由三个锁紧块组成，所述锁紧块的横截面为内外圆弧和两条斜线构成的扇形结构，其外圆弧与外环的内圆相匹配，内圆弧中点和端点的连线与多边形轴表面的夹角γ为0～5°，所述锁紧块内表面至少设置三个n型槽，一个n型槽设在所述锁紧块内表面的中间，其余n型槽对称设置在中间n型槽的两边，所述锁紧块外表面设有至少两个梯形U型槽，且梯形U型槽设置在两n型槽之间。

Description

一种适用于多边形轴的无键联接锁紧环
技术领域
本发明属于机械传动联接技术领域，具体涉及一种适用于多边形轴的无键联接锁紧环。
背景技术
传动联接件作为机械传动系统的核心组成部分，起到传递转矩、承载轴向力的重要作用。无键联接通过联接件之间的摩擦作用实现载荷传递，相对于有键联接，在承载能力、对中性、易于装拆、过载保护等方面具有更多优势，被广泛应用于风力发电、冶金机械、矿山起重、高端数控机床、新能源车辆等领域。近年来，随着传动技术要求的提高，不再局限于传统形式的圆形轴，出现三边形轴、四边形轴、六边形轴等多边形轴。现有多边形轴联接方式主要包括过盈套装和有键联接，其存在着对中性差，配合精度低，装拆难度大，无法提供过载保护等技术问题。
发明内容
本发明的目的是解决现有多边形轴联接方式存在的对中性差、配合精度低、装拆难度大和无法提供过载保护等技术问题，提供一种适用于多边形轴的无键联接锁紧环。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：
一种适用于多边形轴的无键联接锁紧环，该锁紧环至少由三个锁紧块组成，所述锁紧块的横截面为内外圆弧和两条斜线构成的扇形结构，其外圆弧与外环的内圆相匹配，内圆弧中点和端点的连线与多边形轴表面的夹角γ为0～5°，所述锁紧块内表面至少设置三个n型槽，一个n型槽设在所述锁紧块内表面的中间，其余n型槽对称设置在中间n型槽的两边，所述锁紧块外表面设有至少两个梯形U型槽，且梯形U型槽设置在两n型槽之间。
进一步地，所述n型槽和梯形U型槽的数量根据多边形轴的长度确定。
进一步地，所述锁紧块扇形横截面的圆心角α为10°～120°。
进一步地，所述n型槽的宽度d为3～6mm，槽顶端设置有倒圆角。
进一步地，所述梯形U型槽的斜边与底边的夹角β为100°～120°。
进一步地，所述锁紧块的数量根据传动轴的形状确定。
本发明的有益效果为：
本发明针对多边形轴，在锁紧环的内、外表面分别设置了n型槽和梯形U型槽，利用锁紧环的变形，将螺栓的轴向预紧力Fa转化为接触面的径向压力Fr，使外环、锁紧环与多边轴形成压紧状态，通过接触面摩擦作用实现转矩和轴向力的传递。
本发明不仅能够承受轴向、切向多重载荷，同时易于装拆，可以在转矩较大时，利用接触面打滑提供过载保护。此外，锁紧环内表面为弧形面，可以有效地减少由于螺栓预紧、锁紧环内径收缩给多边形轴带来的破坏。利用多圆弧结构配合的方式，很好的提升了装配同心度和传动精度。解决了现有多边形轴联接方式存在的对中性差、配合精度低、装拆难度大和无法提供过载保护等技术问题。与背景技术相比，本发明具有能够承受轴向、切向多重载荷，易于装拆，受力均匀、可靠性高、可以提供过载保护等优点。
此外，本发明根据主机传动系统尺寸要求，可以定制化得到设计尺寸，有效地实现了主机传动系统的升级改造。
附图说明
图1为本发明与三角形轴的配合图；
图2为本发明锁紧块的结构示意图；
图3为本发明锁紧块的主视图；
图4为本发明锁紧块三维图；
图5为本发明的装配图；
图6为本发明与四边形轴配合图；
图7为本发明与六边形轴配合图；
图中：1-外环，2-锁紧块，3-多边形轴，4-螺栓，5-梯形U型槽，6-n型槽，7-螺栓孔，Fa-轴向预紧力，d-n型槽的宽度，β-梯形U型槽的斜边与底边的夹角，Fr-径向压力，α-锁紧块扇形横截面的圆心角，γ-内圆弧中点和端点的连线与多边形轴表面的夹角。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的描述：
如图1～图5所示，本实施例中的一种适用于多边形轴的无键联接锁紧环，该锁紧环由三个锁紧块2组成，所述锁紧块2的横截面为内外圆弧和两条斜线构成的扇形结构，其外圆弧与外环1的内圆相匹配，内圆弧中点和端点的连线与多边形轴表面的夹角γ为2°，所述锁紧块2内表面设置三个n型槽6，一个n型槽6设在所述锁紧块2内表面的中间，其余n型槽6对称设置在中间n型槽的两边，所述锁紧块2外表面设有两个梯形U型槽5，且U型槽5设置在两n型槽6之间，所述锁紧块2上设有两个带螺纹的螺栓孔7。
所述锁紧块扇形横截面的圆心角α为120°。所述n型槽的宽度d为4mm，槽顶端设置有倒圆角，倒圆角为R1～R3mm。所述梯形U型槽5的斜边与底边的夹角β为100°，梯形U型槽5底部设有倒角，倒角值为C1～C3mm。
上述实施例中的n型槽和梯形U型槽的数量根据多边形轴的长度可以适当增加。
上述实施例中的锁紧块2的数量根据传动轴的形状确定。锁紧块扇形横截面的圆心角α可以在10°～120°之间任意选择。
上述实施例中的内圆弧中点和端点的连线与多边形轴表面的夹角γ可以在0～5°之间任意选择，n型槽的宽度d可以取值为3～6mm，梯形U型槽5的斜边与底边的夹角β还可在100°～120°之间任意选择。
本发明的工作原理为：
如图5所示，锁紧块2套装在多边形轴3上，外环1套装在锁紧块2上，使用螺栓4施加轴向预紧力。如图2所示，锁紧环局部受力时，轴向收缩，梯形U型槽5变窄，向外胀大，促使锁紧环与外环接触压紧。纵向n型槽6变窄，向内胀大，促使锁紧环与多边形轴压紧，最终多边形轴、外环、锁紧环实现紧固联接。
如图3、图4所示，锁紧块2通过内外表面双圆弧的结构形式，满足多边形轴的使用要求。如图1、6～7所示，对于三边形轴选用三个锁紧块2与外环配合、四边形轴选用四个锁紧块2、六边形轴选用六个锁紧块2。针对多边形轴的需求选用不同数量的锁紧块。安装方式选用螺栓对角安装，通过力矩扳手达到相应的预紧力。维修过程，拆卸螺栓后即可实现锁紧环与外环的更换。

Claims (1)

1.一种适用于多边形轴的无键联接锁紧环，其特征在于：该锁紧环至少由三个锁紧块组成，所述锁紧块的横截面为内外圆弧和两条斜线构成的扇形结构，其外圆弧与外环的内圆相匹配，内圆弧中点和端点的连线与多边形轴表面的夹角γ为0~5°，所述锁紧块内表面至少设置三个n型槽，一个n型槽设在所述锁紧块内表面的中间，其余n型槽对称设置在中间n型槽的两边，所述锁紧块外表面设有至少两个梯形U型槽，且梯形U型槽设置在两n型槽之间；
所述n型槽和梯形U型槽的数量根据多边形轴的长度确定；
所述锁紧块扇形横截面的圆心角α为10°~120°；
所述n型槽的宽度d为3~6mm，槽顶端设置有倒圆角；
所述梯形U型槽的斜边与底边的夹角β为100°~120°；
所述锁紧块的数量根据传动轴的形状确定。
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