CN111981051B - 一种联轴器 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种联轴器，属于车辆部件，其包括主动轴，所述主动轴上设置有主动轴法兰；从动轴，所述从动轴上设置有从动轴法兰；弹性体，所述弹性体包括结构相同的设置在主动轴法兰上的第一弹性体和设置在从动轴法兰上的第二弹性体；其中，所述第一弹性体和所述第二弹性体之间通过连接法兰组件相连。本发明中的弹性体具有弹性，能够补偿位移，并在扭转方向提供合适的柔度，消除轴系传递的扭转振动，保证车辆平稳、低噪音运行。

Description

一种联轴器

技术领域

本发明涉及一种联轴器，属于轨道车辆(如地铁、动车组)用输入联轴器装置。

背景技术

在机械系统中，不同的机械传动设备需要一定部件进行联接，从而将运动和转矩传递向后传递。联轴器在机械系统中具有较好位移补偿性能和减振降噪的能力，因此常常被用于广泛应用于车辆、船舶、起重、化工、物流等行业中机械传动设备的联接。在轨道交通领域，对轨道车辆传动系统要求极高，传动空间尺寸有着严格的限制，作为传动系统的关键部件，要求机车联轴器能够改善和优化轴向振动频率、减少振动的幅值，对轴向空间进行位移补偿和降低噪音。轨道车辆目前广泛采用传统联轴器-鼓形齿联轴器，该种联轴器虽然能在一定程度上能满足轨道车辆的使用要求，但是从长期使用过程中，鼓形齿联轴器容易出现漏油、电腐蚀，维护费用昂贵(需经常添加润滑油和润滑脂，拆卸不方便)等缺点，此外，鼓形齿联轴器由于不存在弹性元件，也不能有效衰减电机的峰值扭矩，影响电机、齿轮箱使用寿命。

发明内容

针对现有技术中所存在的上述技术问题，本发明提出了一种联轴器，其中弹性体具有弹性，能够补偿位移，并在扭转方向提供合适的柔度，消除轴系传递的扭转振动，保证车辆平稳、低噪音运行。

本发明提出了一种联轴器，包括：

主动轴，所述主动轴上设置有主动轴法兰；

从动轴，所述从动轴上设置有从动轴法兰；

弹性体，所述弹性体包括结构相同的设置在主动轴法兰上的第一弹性体和设置在从动轴法兰上的第二弹性体；

其中，所述第一弹性体和所述第二弹性体之间通过连接法兰组件相连。

本发明的进一步改进在于，所述主动轴法兰和所述从动轴法兰的结构相同，均包括法兰盘；所述法兰盘包括法兰盘主体，所述法兰盘主体的中部设置有大凸台，所述大凸台内设置有连接所述主动轴或所述从动轴的通孔；所述法兰盘主体在周向上均匀设置有若干连接弹性体的小凸台，所述小凸台内设置有内孔。

本发明的进一步改进在于，所述弹性体包括圆环形的弹性框架，所述弹性框架的中部套接在所述大凸台上，并且所述弹性框架的周向上均匀设置有若干带有内孔的固定块；

所述固定块分别连接所述法兰盘的小凸台或所述连接法兰组件；其中连接所述小凸台的固定块与连接所述连接法兰的固定块间隔设置。

本发明的进一步改进在于，所述弹性框架包括设置在固定块之间的弧形的橡胶块，以及串接所述橡胶块和所述固定块的若干柔性钢丝绳。

本发明的进一步改进在于，相邻的所述固定块之间还设置有隔板。

本发明的进一步改进在于，所述连接法兰组件包括连接所述第一弹性体的第一连接法兰，以及连接所述第二弹性体的第二连接法兰；所述第一连接法兰和所述第二连接法兰固定相连。

本发明的进一步改进在于，所述第一连接法兰包括第一连接法兰板，所述第一连接法兰板的边缘设置有连接机构，所述连接机构包括连接所述第一弹性体的圆筒凸台，所述圆形凸台的两侧设置有连接所述第二连接法兰的连接孔。

本发明的进一步改进在于，所述第二连接法兰包括第二连接法兰板，所述第二连接法兰板的边缘设置有连接机构，所述连接机构包括连接所述第二弹性体的圆筒凸台，所述圆形凸台的两侧设置有连接所述第一连接法兰的连接孔。

本发明的进一步改进在于，所述第一连接法兰板上设置有腰型凸台，所述第二连接法兰板上设置有腰型内孔；所述腰型凸台插接在所述腰型内孔内。

本发明的进一步改进在于，所述弹性框架的固定块通过第一紧固件连接所述小凸台或所述圆筒凸台；所述第一法兰盘的连接孔和所述第二法兰盘的连接孔通过第二紧固件相连。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

本发明的一种联轴器，其结构空间紧凑，可靠性高、重量轻、免维护，并且能够改善和优化轴向的振动频率、减小振动的幅值、位移补偿。

本法的一种联轴器中，弹性体具有弹性，能够补偿位移，并在扭转方向提供合适的柔度，消除轴系传递的扭转振动，保证车辆平稳、低噪音运行。由于弹性元件存在，使联轴器区别与传统刚性联轴器，能够实现车轴与齿轮箱之间的位移补偿，衰减峰值力矩，从而延长传动链的寿命。安装方便，该联轴器安装无需借助专用工装。不同于传统的传动鼓形齿联轴器内齿外齿拆卸需配合专用工装，节省了安装成本和安装实际。

附图说明

下面将结合附图来对本发明的优选实施例进行详细地描述，在图中：

图1所示为本发明的一个实施例的联轴器的结构示意图，显示了剖视的结构；

图2所示为本发明的一个实施例的联轴器的结构示意图，显示了立体的连接结构；

图3所示为本发明的一个实施例的弹性体的结构示意图；

图4所示为本发明的一个实施例的弹性框架的结构示意图，显示了硫化橡胶块之前的组装结构；

图5所示为本发明的一个实施例的法兰盘的结构示意图；

图6所示为本发明的一个实施例的第一连接法兰的结构示意图，显示了朝向主动轴法兰的一侧的结构；

图7所示为本发明的一个实施例的第一连接法兰的结构示意图，显示了朝向第二连接法兰的一侧的结构；

图8所示为本发明的一个实施例的第二连接法兰的结构示意图。

图9所示为本发明的一个实施例的联轴器的结构示意图，显示了第一紧固件和第二紧固件的连接结构。

附图中，相同的部件使用相同的附图标记。附图并未按照实际的比例绘制。

在附图中各附图标记的含义如下：1、主动轴，2、从动轴，3、弹性体，4、连接组件，11、主动轴法兰，12、从动轴法兰，13、法兰盘主体，14、大凸台，15、小凸台，31、固定块，32、橡胶块，33、柔性钢丝绳，34、隔板，35、第一紧固件，36、第二紧固件，41、第一连接法兰，42、第二连接法兰，43、圆筒凸台，44、连接孔，45、腰型凸台，46、腰型内孔。

具体实施方式

为了使本发明的技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图对本发明的示例性实施例进行进一步详细的说明。显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是所有实施例的穷举。并且在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以互相结合。

图1示意性地显示了根据本发明的一个实施例的一种联轴器，连接械传动设备，用于传动。本实施例所述的联轴器包括主动轴1和从动轴2。所述主动轴1连接主动设备，从动轴2连接从动设备。其中，所述主动轴1上设置有主动轴法兰11，从动轴2上设置有从动轴法兰12。所述主动轴法兰11和从动轴法兰12上均设置有弹性体3，弹性体3的数量为两个，分别为设置在主动轴法兰11上的第一弹性体和设置在从动轴法兰12上的第二弹性体，并且第一弹性体和第二弹性体的结构相同。所述第一弹性体和所述第二弹性体之间通过连接法兰组件4相连。

在根据本实施例所述的联轴器中，主动轴1和从动轴2分别连接需要传动的两个机械设备，并且主动轴1和从动轴2通过弹性体3和连接法兰组件4相连。由于弹性体3具有弹性，能够补偿位移，并在扭转方向提供合适的柔度，消除轴系传递的扭转振动，保证车辆平稳、低噪音运行。

在一个实施例中，如图1所示，所述主动轴法兰11和所述从动轴法兰12的结构相同，均包括法兰盘。法兰盘包括法兰盘主体13和设置在法兰盘主体13上的大凸台14及小凸台15。其中，法兰盘主体13的中部设置有大凸台14，大凸台14沿轴向设置，并且其中心设置有通孔，主动轴法兰11或从动轴法兰12插接在所述通孔内。法兰盘主体13近似三角形的结构，也可以是其他多边形的结构，小凸台15设置在三角形的顶角的附近。小凸台15用于连接弹性体3，并且其内部设置有内孔，用于安装连接件。

在一个实施例中，如图3所示，所述弹性体3包括弹性框架，弹性框架为圆环形的结构，其中部设置有中心孔，套接在法兰盘的大凸台14上。所述弹性框架的周向上均匀设置有若干带内孔的固定块31。在本实施例中，固定块31的数量是小凸台15数量的两倍，如图4和图5所示的实施例中，一个法兰盘主体13上设置三个小凸台15，而与其相连的弹性体3的弹性框架上设置有六个固定块31。

在本实施例中，如图2所示，所述固定块31分别连接所述法兰盘的小凸台15或所述连接法兰组件4；其中连接所述小凸台15的固定块31与连接所述连接法兰的固定块31间隔设置。

在一个实施例中，如图4所示，所述弹性框架包括设置在固定块31之间的弧形的橡胶块32，以及串接所述橡胶块32和所述固定块31的若干柔性钢丝绳33。弹性框架为固定块31和橡胶块32拼接成的圆环形柱体的结构，柔性钢丝绳33将其连接并固定。

在根据本实施例所述的联轴器中，橡胶块32采用橡胶材料制成，由于橡胶材料具有阻尼特性，因此该联轴器能够衰减电机的峰值力矩，延长车辆传动系统的使用寿命。所述弹性框架中固定块31为长方体型或扇形的结构，其下部为圆弧形，弧度与大凸台14的外径相匹配。柔性钢丝绳33的数量优选为两组，分别设置在弹性框架的靠近内侧和和靠近外侧的位置，也可以根据实际需要进行增加或删减。在实际使用时可以通过改变钢丝绳数量来实现对扭转刚度的改变，适应车辆的需求。

在一个优选的实施例中，如图3和图4所示，相邻的所述固定块31之间还设置有隔板34。隔板34上设置有若干的孔，供柔性钢丝绳33穿过。在安装弹性体3时，首先将柔性体依次穿过固定块31和隔板34，并确定其位置，形成框架，之后在所述框架上硫化橡胶块32。

在根据本实施例所述的联轴器中，柔性钢丝绳33起到保障安全的作用。如果没有柔性钢丝绳33装置，当扭矩传递时，弹性体3有一部分橡胶不可避免的受到拉伸，当出现过载时，很容易造成弹性体3毁坏，存在钢丝绳，当联轴器传递扭矩时，钢丝绳在圆周方向存在拉力，可以传递很大的扭转，提高了弹性体3的可靠性。同时，由于钢丝绳具有柔度，能够随着橡胶体在轴向、径向方向实现位移补偿。在增加扭转强度的同时，也可实现位移补偿功能。

优选地，该弹性体3固定块31与隔板34均可采用铝合金结构，实现联轴器的轻量化。采用金属橡胶复合结构，弹性体3在运行过程中无需添加任何润滑油，相对传统鼓形齿联轴器节约了维护成本。

在一个实施例中，如图1和图2所示，所述连接法兰组件4包括相对设置的第一连接法兰41和第二连接法兰42，第一连接法兰41连接所述第一弹性体，第二连接法兰42连接所述第二弹性体。第一连接法兰41和第二连接法兰42固定相连。

在一个优选的实施例中，如图6所示，所述第一连接法兰41包括第一连接法兰板，所述第一连接法兰板的边缘设置有连接机构，所述连接机构包括连接所述第一弹性体的圆筒凸台43，所述圆形凸台的两侧设置有连接所述第二连接法兰42的连接孔44。

优选地，如图6和图7所示，第一连接法兰板为近似三角形的结构，连接机构设置在顶角附近，圆形凸台连接弹性体3的固定块31，并且连接所述小凸台15的固定块31与连接所述连接法兰的固定块31间隔设置。连接法兰板与法兰盘分别同轴的设置在弹性体3的两侧，其圆周方向的凸台位于同一圆周上，交错成一定角度(例如30°)。第一弹性体、第二弹性体总体存在角度差，可极大的改善联轴器的整体动平衡状态，提高联轴器动平衡品质。

在一个实施例中，如图8所示，所述第二连接法兰42包括第二连接法兰板，所述第二连接法兰板的边缘设置有连接机构，所述连接机构包括连接所述第二弹性体的圆筒凸台43，所述圆形凸台的两侧设置有连接所述第一连接法兰41的连接孔44。第一连接法兰板和第二连接法兰板的形状和结构相似，第一连接法兰41和第二连接法兰42的连接机构结构相同。

在一个优选的实施例中，所述第一连接法兰板上设置有腰型凸台45，所述第二连接法兰板上设置有腰型内孔46；所述腰型凸台45插接在所述腰型内孔46内。本实施例中腰形凸台和腰形内孔结构配合，拆卸方便，改善了螺栓受力状况，减少螺栓数量，特别是车辆在线运行出现故障时，可以快速更换。

在一个优选的实施例中，如图9所示，所述弹性框架的固定块31通过第一紧固件35连接所述小凸台15或所述圆筒凸台43；所述第一法兰盘的连接孔44和所述第二法兰盘的连接孔44通过第二紧固件36相连，第二连接件优选为螺栓。

在根据本实施例所述的联轴器中，小凸台15的内孔为阶梯孔。第一紧固件35外设置有长套筒和短套筒，长套筒一端设置在小凸台15内置阶梯孔中，另一端设置在弹性体3的固定块31的内孔中。并且长套筒外径与小凸台15内置阶梯孔内径相同，优选采用小间隙配合。在本实施例中，短套筒的一端与小凸台15端面贴合，另一端与弹性体3的固定块31内的长套筒的外径配合。设置长套筒和短套筒的主要目的是减少扭矩传递时第一紧固件35所受到的剪力，用套筒来传递联轴器的扭矩，同时提高了弹性体3与法兰盘的安装精度。长短套筒相互配合，更好的解决了紧固件受力和套筒受力情况。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。因此，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和/或修改，根据本发明的实施例作出的变更和/或修改都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种联轴器，其特征在于，包括：

主动轴(1)，所述主动轴(1)上设置有主动轴法兰(11)；

从动轴(2)，所述从动轴(2)上设置有从动轴法兰(12)；

弹性体(3)，所述弹性体(3)包括结构相同的设置在主动轴法兰(11)上的第一弹性体和设置在从动轴法兰(12)上的第二弹性体；所述主动轴法兰(11)和所述从动轴法兰(12)的结构相同，均包括法兰盘；所述法兰盘包括法兰盘主体(13)，所述法兰盘主体(13)的中部设置有大凸台(14)，所述大凸台(14)内设置有连接所述主动轴(1)或所述从动轴(2)的通孔；所述法兰盘主体(13)在周向上均匀设置有若干连接弹性体(3)的小凸台(15)，所述小凸台(15)内设置有内孔；

其中，所述第一弹性体和所述第二弹性体之间通过连接法兰组件(4)相连；所述连接法兰组件(4)包括连接所述第一弹性体的第一连接法兰(41)，以及连接所述第二弹性体的第二连接法兰(42)；所述第一连接法兰(41)和所述第二连接法兰(42)固定相连；

所述第一连接法兰(41)包括第一连接法兰板，所述第一连接法兰板的边缘设置有连接机构，所述连接机构包括连接所述第一弹性体的圆筒凸台(43)，所述圆筒凸台的两侧设置有连接所述第二连接法兰(42)的连接孔(44)；

所述第二连接法兰(42)包括第二连接法兰板，所述第二连接法兰板的边缘设置有连接机构，所述连接机构包括连接所述第二弹性体的圆筒凸台(43)，所述圆筒凸台的两侧设置有连接所述第一连接法兰(41)的连接孔(44)；

所述第一连接法兰板上设置有腰型凸台(45)，所述第二连接法兰板上设置有腰型内孔(46)；所述腰型凸台(45)插接在所述腰型内孔(46)内。

2.根据权利要求1所述的联轴器，其特征在于，所述弹性体(3)包括圆环形的弹性框架，所述弹性框架的中部套接在所述大凸台(14)上，并且所述弹性框架的周向上均匀设置有若干带有内孔的固定块(31)；

所述固定块(31)分别连接所述法兰盘的小凸台(15)或所述连接法兰组件(4)；其中连接所述小凸台(15)的固定块(31)与连接所述连接法兰的固定块(31)间隔设置。

3.根据权利要求2所述的联轴器，其特征在于，所述弹性框架包括设置在固定块(31)之间的弧形的橡胶块(32)，以及串接所述橡胶块(32)和所述固定块(31)的若干柔性钢丝绳(33)。

4.根据权利要求3所述的联轴器，其特征在于，相邻的所述固定块(31)之间还设置有隔板(34)。

5.根据权利要求4所述的联轴器，其特征在于，所述弹性框架的固定块(31)通过第一紧固件(35)连接所述小凸台(15)或所述圆筒凸台(43)；所述第一连接法兰的连接孔(44)和所述第二连接法兰的连接孔(44)通过第二紧固件(36)相连。

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