CN112324810B - 用于旋转轴的定位与防松装置及安装方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于旋转轴的定位与防松装置及安装方法，该装置包括第一旋转轴、第二旋转轴、定位孔、台阶销和台阶堵头。该第一旋转轴包括沿轴向设置的通孔，第一旋转轴的轴径包括第一端和第二端，第二端的轴径大于第一端的轴径；第二旋转轴与通孔配合连接，自第二端沿轴向向第一端方向延伸设置；每个定位孔均沿第一旋转轴和第二旋转轴的径向单向贯通设置；台阶销与定位孔过盈配合连接，用于第一旋转轴与第二旋转轴的周向定位和防松；台阶堵头靠近台阶销固定安装于通孔内，用于第一旋转轴与第二旋转轴的轴向定位和防松。该结构在机械振动、工作温度变化等情况下，保证第一旋转轴和第二旋转轴不容易发生松动与滑落，保证两者的安全可靠运行。

Description

用于旋转轴的定位与防松装置及安装方法

技术领域

本发明涉及传动装置技术领域，特别地，涉及一种用于旋转轴的定位与防松装置及安装方法。

背景技术

机械传动装置的两根过盈连接旋转轴之间通常需进行周向定位，该周向定位通过在旋转轴上设置定位装置来实现。在机械振动、工作温度变化等情况下，该定位装置容易发生松动与滑落，影响两根旋转轴安全可靠的工作。如图1至图3，目前采用定位销与销孔过盈配合连接等方式进行防松措施。具体有如下三种方案：

方案一，旋转轴a与旋转轴b设置锥形孔，旋转轴a与旋转轴b按照安装完成后，将锥形销c安装到锥形孔内，在锥形销c的一端用焊料完全包裹锥形销c，对旋转轴a与旋转轴b进行周向定位与防松。该方案的不足之处在于：一方面，锥形销c安装至锥形孔后，需对锥形销c进行焊接加工，工艺复杂，焊接时容易导致零件发生变形；另一方面，锥形销c在焊接后，无法进行拆卸。

方案二，旋转轴a′上设置盲孔，旋转轴b′在对应的位置设置通孔10，旋转轴a′与旋转轴b′按相对位置安装形成完整的销钉孔，再将圆柱销c′安装至该销钉孔中，对旋转轴a′与旋转轴b′进行周向定位与防松。该方案的不足之处在于：圆柱销c′与销钉孔之间仅通过过盈配合连接防松，在振动、离心力等外部因素作用下，圆柱销c′具有向外脱落的趋势，存在安全隐患。

方案三，旋转轴a″上设置螺纹孔，旋转轴b″在对应位置设置盲孔，旋转轴a″与旋转轴b″按相对位置安装形成完整的螺纹孔，将紧定螺钉c″安装到螺纹孔中，对旋转轴a″与旋转轴b″进行周向定位与防松。该方案的不足之处在于：一方面，紧定螺钉c″与螺纹孔之间间隙配合，安装时，旋转轴a″与旋转轴b″发生周向转动，定位精度低；另一方面，在反复拆装时，螺纹连接易发生损坏，在振动、离心力等外部因素作用下，紧定螺钉c″具有向外脱落的趋势，存在安全隐患。

发明内容

本发明提供了一种用于旋转轴的定位与防松装置及安装方法，以解决现有的两个旋转轴装配时容易发生松动与滑落，影响旋转轴的安全可靠运行的技术问题。

根据本发明的第一个方面，提供一种用于旋转轴的定位与防松装置，包括：

第一旋转轴，包括沿轴向设置的贯通的通孔，所述第一旋转轴的轴径包括第一端和第二端，所述第二端的轴径大于所述第一端的轴径；

第二旋转轴，与所述通孔配合连接，自所述第二端沿轴向向所述第一端方向延伸设置；

定位孔，靠近所述第一端设置至少一个定位孔，每个所述定位孔均沿所述第一旋转轴和第二旋转轴的径向单向贯通设置；

台阶销，与所述定位孔过盈配合连接，用于所述第一旋转轴与所述第二旋转轴的周向定位和机械防松；所述台阶销的大端位于所述通孔内，小端至所述定位孔向外延伸设置；

台阶堵头，靠近所述台阶销固定安装于所述通孔内，所述台阶堵头包括阶梯槽，所述台阶销的大端沿轴向抵靠于所述阶梯槽内，用于所述第一旋转轴与所述第二旋转轴的轴向定位和机械防松。

进一步地，所述第二旋转轴与所述第一旋转轴之间采用热装法或机械压入法进行过盈装配连接。

进一步地，所述定位孔、台阶销的轴线垂直于所述通孔的轴线；所述台阶销沿所述定位孔的孔径向外延伸至与所述第一端的轴径端平。

进一步地，所述台阶堵头为空心的台阶结构。

进一步地，还包括螺旋挡圈，所述通孔内壁设置用于安装所述螺旋挡圈的环形槽，所述螺旋挡圈沿轴向抵靠于所述台阶堵头远离所述台阶销的一侧，用于对所述台阶堵头进行轴向止挡。

进一步地，还包括与所述定位孔相对设置的引导孔，用于所述台阶销与所述定位孔装配时的导向定位。

进一步地，所述引导孔的孔径大于所述台阶销大端的轴径0～0.2mm。

进一步地，所述定位孔的孔径为所述通孔的孔径的0.2～0.3倍。

本发明的第二个方面，还提供一种用于旋转轴的定位与防松装置的安装方法，包括：

S101，将第二旋转轴沿通孔的轴线方向固定安装于第一旋转轴上；

S102，将台阶销自所述通孔的周向向定位孔的方向延伸安装，直至所述台阶销的大端抵靠于所述通孔的内壁，小端依次贯穿所述第二旋转轴和第一旋转轴；

S103，将台阶堵头沿所述通孔的轴线方向与所述台阶销抵靠。

进一步地，所述步骤S102还包括：

S201，采用夹持装置夹紧所述台阶销的大端；

S202，通过引导孔将所述台阶销放置于所述定位孔内，再通过夹持装置将所述台阶销与所述定位孔过盈配合安装。

本发明具备如下有益效果：

本发明的用于旋转轴的定位与防松装置，第一旋转轴与第二旋转轴通过通孔配合连接。第一旋转轴与第二旋转轴沿周向贯通设置至少一个定位孔，台阶销与定位孔过盈配合连接，用于第一旋转轴与第二旋转轴的周向定位和防松；台阶销与台阶堵头配合连接，用于第一旋转轴与第二旋转轴的轴向定位和防松。台阶销大端位于通孔内部，可防止台阶销沿定位孔向外脱落，台阶堵头用来限制台阶销沿定位孔向通孔的方向运动，保证台阶销与定位孔的完全定位和固定。该结构在机械振动、工作温度变化等情况下，保证第一旋转轴和第二旋转轴不容易发生松动与滑落，保证两者的安全可靠运行。

另外，本发明的用于旋转轴的定位与防松的安装方法同样具备上述优点。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。

附图说明

构成本申请的一部分的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是现有技术的方案一的结构示意图。

图2是现有技术的方案二的结构示意图。

图3是现有技术的方案三的结构示意图。

图4是本发明优选实施例中的用于旋转轴的定位与防松装置的爆炸示意图。

图5是本发明优选实施例中的第一旋转轴和第二旋转轴靠近第一端的放大示意图。

图6是本发明优选实施例中的引导孔和定位孔的位置关系示意图。

图7是本发明优选实施例中的定位与防松装置的装配示意图。

图8是图7在d处的放大示意图。

图9是本发明用于旋转轴的定位与防松装置的安装方法流程示意图。

图例说明：

1、第一旋转轴；2、第二旋转轴；3、定位孔；4、台阶销；5、台阶堵头；6、螺旋挡圈；7、引导孔；10、通孔；11、第一端；12、第二端；13、环形槽；51、阶梯槽。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由下述所限定和覆盖的多种不同方式实施。

如图4至图8所示，本发明的优选实施例提供一种用于旋转轴的定位与防松装置，包括：

第一旋转轴1，包括沿轴向设置的贯通的通孔10，第一旋转轴1的轴径包括第一端11和第二端12，第二端12的轴径大于第一端11的轴径；

第二旋转轴2，与通孔10配合连接，自第二端12沿轴向向第一端11方向延伸设置；

定位孔3，靠近第一端11设置至少一个定位孔3，每个定位孔3均沿第一旋转轴1和第二旋转轴2的径向单向贯通设置；

台阶销4，与定位孔3过盈配合连接，用于第一旋转轴1与第二旋转轴2的周向定位和机械防松；台阶销4的大端位于通孔10内，小端至定位孔3向外延伸设置；

台阶堵头5，靠近台阶销4固定安装于通孔10内，台阶堵头5包括阶梯槽51，台阶销4的大端沿轴向抵靠于阶梯槽51内，对台阶销4径向限位，进一步实现第一旋转轴1与第二旋转轴2的轴向定位和机械防松。

本实施例的定位与防松装置用于机械传动装置中，用于实现第一旋转轴1和第二旋转轴2的周向定位与机械防松。在机械振动、工作温度变化等情况下，第一旋转轴1和第二旋转轴2容易发生松动与滑落，将影响两者的安全可靠工作，因此需对定位装置采取防松措施。

具体地，第一旋转轴1为空心的旋转轴，包括沿轴向设置的通孔10，用于与外部的设备进行连接或装配。该第一旋转轴1为阶梯形的旋转轴。包括第一端11和第二端12，其中，第二端12的轴径大于第一端11的轴径。

第二旋转轴2为空心的旋转轴，通过通孔10与第一旋转轴1配合连接。第二旋转轴2与第一旋转轴1装配时，自第二端12沿轴向第一端11的方向延伸设置。本实施例中，第二旋转轴2的端部与第一端11相距L的定位间隔距离，用于与外部设备装配时的安装定位，提高装配精度。

沿第一旋转轴1和第二旋转轴2的径向单向贯通设置至少一个定位孔3，该定位孔3与台阶销4过盈配合连接，用于第一旋转轴1与第二旋转轴2的周向定位和机械防松；本方案中，布置一个定位孔3。一个定位孔3对应安装一个台阶销4，该台阶销4为阶梯形结构。台阶销4的大端的轴径位于通孔10内，小端的轴径沿定位孔3的孔位方向贯穿第一旋转轴1和第二旋转轴2后向外延伸设置。

优选的，定位孔3、台阶销4的轴线垂直于通孔10的轴线，提高装配和定位精度。进一步地，台阶销4沿定位孔3的孔径向外延伸至与第一端11的轴径端平，既利于第一旋转轴1和第二旋转轴2的周向定位，又不影响装配完成后与外部设备的安装。

台阶堵头5包括阶梯槽51。安装时，台阶槽51自第一端11向第二端12的方向固定安装于靠近台阶销4的通孔10内。台阶销4的大端沿轴向抵靠于阶梯槽51内，台阶销4与台阶堵头5抵靠配合连接，用于第一旋转轴1与第二旋转轴2的轴向定位和机械防松。

本发明的用于旋转轴的定位与防松装置，第一旋转轴1与第二旋转轴2通过通孔10配合连接。第一旋转轴1与第二旋转轴2沿周向贯通设置至少一个定位孔3，台阶销4与定位孔3过盈配合连接，用于第一旋转轴1与第二旋转轴2的周向定位和机械防松；台阶销4与台阶堵头5配合连接，用于第一旋转轴1与第二旋转轴2的轴向定位和机械防松。台阶销4大端位于通孔10内部，可防止台阶销4沿定位孔3向外脱落，台阶堵头5用来限制台阶销4沿定位孔3向通孔10的方向运动，保证台阶销4与定位孔3的完全定位和固定。该结构在机械振动、工作温度变化等情况下，保证第一旋转轴1和第二旋转轴2不容易发生松动与滑落，保证两者的安全可靠运行。

可以理解的是，与现有技术的三个方案相比，对方案一的改进点在于：本方案中，不进行焊接加工，简化工艺，防止零件发生变形；整体结构可拆卸，方便维护。对方案二的改进点在于：本方案中，第一旋转轴1和第二旋转轴2实现轴向和周向的完全定位和机械防松，可保证两者旋转时的安全可靠连接，整体结构可拆卸，不存在安全隐患。对方案三的改进点在于：本方案中，台阶销4和定位孔3过盈配合连接，周向定位和机械防松的定位精度高；台阶销4与台阶堵头5抵靠，实现轴向定位和机械防松。第一旋转轴1和第二旋转轴2在离心旋转或振动时，台阶销4具备向台阶堵头5方向运动的趋势，台阶销4进一步紧密抵靠于台阶堵头5。该结构可避免方案三的螺纹连接定位精度低，存在安全隐患的问题。

本方案中，作为上述技术方案的进一步改进，第二旋转轴2与第一旋转轴1之间采用热装法或机械压入法进行过盈装配连接。

采用热装法安装时，先加热第一旋转轴1至预设的温度值或温度范围。第一旋转轴1在加热的环境中，通孔10的孔径增大，再将第二旋转轴2自第二端12沿轴向向第一端11方向延伸装配。两者装配完成后，第一旋转轴1冷却，通孔10的孔径回到初始孔径大小，保证第一旋转轴1与第二旋转轴2过盈配合连接。该安装方法的优势在于，根据第一旋转轴1自身的物理属性(材料、密度和热敏系数)与温度的关系，进行塑性变形的热加工处理，再进行过盈配合的安装。整体装配过程，安全可靠。

采用机械压入法安装时，对第二旋转轴2施加预设范围内的机械应力，将第二旋转轴2自第二端12向第一端11的方向机械安装压入通孔10内。该安装方法的优势在于，装配简单，根据第一旋转轴1自身的物理属性(材料、强度)与施加的机械应力的关系，进行硬力变形的冷加工处理，将第二旋转轴2与第一旋转轴1过盈配合安装。整体装配过程，装配简单。

本方案中，作为上述技术方案的进一步改进，台阶堵头5为空心的台阶结构。台阶堵头5的轴向为阶梯形的轴径，安装时，台阶销4与台阶堵头5的阶梯槽51抵靠，保证台阶堵头5与台阶销4装配后用于第一旋转轴1与第二旋转轴2的轴向定位和机械防松。

具体地，台阶堵头5沿阶梯形的轴径设置空心孔。拆卸时，拆卸工装通过该空心孔穿过台阶堵头5的轴径后，沿空心孔的轴径方向反向将台阶堵头5拉出。

本方案中，作为上述技术方案的进一步改进，该装置还包括螺旋挡圈6，通孔10内壁设置用于安装螺旋挡圈6的环形槽13，螺旋挡圈6沿轴向抵靠于台阶堵头5远离台阶销4的一侧，用于对台阶堵头5进行轴向止挡。

具体地，通孔10靠近台阶堵头5的内壁设置环形槽13，用于固定安装螺旋挡圈6。螺旋挡圈6沿轴向抵靠于台阶堵头5远离台阶销4的一侧，用于对台阶堵头5进行轴向止挡。

优选的，环形槽13的轴线与通孔10的轴线重合，提高装配精度；不受整体装置在旋转时的应力变形的影响，提高整体装置的旋转精度和零部件的使用寿命。

本方案中，作为上述技术方案的进一步改进，该装置还包括与定位孔3相对设置的引导孔7，用于台阶销4与定位孔3装配时的导向定位。

具体地，引导孔7与定位孔3相对设置，用于将台阶销4固定安装于定位孔3内。本实施例中，第一旋转轴1和第二旋转轴2沿一侧的轴径方向设置一个贯穿的定位孔3。引导孔7沿第一旋转轴1和第二旋转轴2的另一侧的轴径方向贯通设置，该引导孔7对定位孔3与台阶销4的装配起到导向定位的作用。

作为本发明的优选实施例，加工时，引导孔7与定位孔3通过组合机加进行整体加工，保证二者之间的同轴度，利于台阶销4的装配精度。

安装时，采用夹持装置夹紧台阶销4的大端，穿过引导孔7到达通孔10的内壁，台阶销4的小端穿过定位孔3向外延伸装置，直至台阶销4的大端抵靠于通孔10的内壁，完成台阶销4与定位孔3的过盈配合连接。夹持装置通过引导孔7返回原始工位。

优选的，引导孔7的孔径大于台阶销4大端的轴径0～0.2mm。该结构的引导孔7的优势在于：一方面，该轴径的引导孔7可保证台阶销4易于穿过引导孔7，对台阶销4与定位孔3的配合起到导向定位的作用；另一方面，约束引导孔7的孔径略大于台阶孔4大端的轴径0～0.2mm，减少引导孔7、第一端11沿轴向的尺寸范围，保证整体装置的强度，进而减小装置旋转时的应力变形量。

本方案中，作为上述技术方案的进一步改进，定位孔3的孔径为通孔10的孔径的0.2～0.3倍。

可以理解的是，通孔10的孔径尺寸越大，意味着第一旋转轴1和第二旋转轴2的轴径尺寸越大。第一旋转轴1和第二旋转轴2在旋转时的离心力和应力变形也就越大。本实施例中，为保证第一旋转轴1和第二旋转轴2在旋转时沿轴向和周向的可靠定位，设置定位孔3的孔径为通孔10的孔径的0.2～0.3倍。

如图9所示，本发明的优选实施例还提供一种用于旋转轴的定位与防松装置的安装方法，包括：

S101，将第二旋转轴2沿通孔10的轴线方法固定安装于第一旋转轴1上；

本实施例中，第二旋转轴2与第一旋转轴1的通孔10通过热装法或机械压入法进行过盈配合连接，保证旋转时两者沿轴向的安全、可靠连接。第二旋转轴2的端部与第一旋转轴1的端部相距L的定位间隔距离，用于与外部设备连接时的可靠定位。

S102，将台阶销4自通孔10的周向向定位孔3的方向延伸安装，直至台阶销4的大端抵靠于通孔10的内壁，小端依次贯穿第二旋转轴2和第一旋转轴1；

具体地，台阶销4的大端抵靠于通孔10的内壁，可防止台阶销4沿定位孔3的孔位方向向外脱落。台阶销4的小端贯穿定位孔3，对第二旋转轴2和第一旋转轴1进行轴向定位和防松。

S103，将台阶堵头5沿通孔10的轴线方向与台阶销4抵靠。

本实施例中，台阶堵头5为空心的阶梯形结构，包括阶梯槽51。安装时，台阶堵头5的阶梯形小端朝向台阶销4，台阶销4抵靠于阶梯槽51内，可防止台阶销4沿定位孔3的孔位方向向内脱落。台阶销4与台阶堵头5配合连接，对第二旋转轴2和第一旋转轴1进行周向定位和防松。

本方案中，作为上述技术方案的进一步改进，上述步骤S102还包括：

S201，采用夹持装置夹紧台阶销4的大端；

S202，通过引导孔7将台阶销4放置于定位孔3内，再通过夹持装置将台阶销4与定位孔3过盈配合安装。

本实施例中，夹持装置(图未示出)包括夹持部，将夹持部放入定位孔3内的伸缩执行部，对夹持部进行施力的施力部。具体地，夹持部将台阶销4的大端夹起、通过伸缩执行部将台阶销4经引导孔7送入定位孔3内，再通过施力部将台阶销4机械压入定位孔3内，完成台阶销4与定位孔3的过盈配合连接。

可以理解，本实施例的安装方法的工作原理及工作过程与上述装置实施例的内容相对应，故在此不再赘述。

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 (7)

1.一种用于旋转轴的定位与防松装置，其特征在于，包括：

第一旋转轴，包括沿轴向设置的贯通的通孔，所述第一旋转轴的轴径包括第一端和第二端，所述第二端的轴径大于所述第一端的轴径；

第二旋转轴，与所述通孔配合连接，自所述第二端沿轴向向所述第一端方向延伸设置；

定位孔，靠近所述第一端设置至少一个定位孔，每个所述定位孔均沿所述第一旋转轴和第二旋转轴的径向单向贯通设置；

台阶销，与所述定位孔过盈配合连接，用于所述第一旋转轴与所述第二旋转轴的周向定位和机械防松；所述台阶销的大端位于所述通孔内，小端至所述定位孔向外延伸设置；

台阶堵头，靠近所述台阶销固定安装于所述通孔内，所述台阶堵头包括阶梯槽，所述台阶销的大端沿轴向抵靠于所述阶梯槽内，用于所述第一旋转轴与所述第二旋转轴的轴向定位和机械防松；

引导孔，与所述定位孔相对设置，用于所述台阶销与所述定位孔装配时的导向定位；所述引导孔的孔径大于所述台阶销大端的轴径0~0.2mm。

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第二旋转轴与所述第一旋转轴之间采用热装法或机械压入法进行过盈装配连接。

3.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述定位孔、台阶销的轴线垂直于所述通孔的轴线；所述台阶销沿所述定位孔的孔径向外延伸至与所述第一端的轴径端平。

4.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述台阶堵头为空心的台阶结构。

5.如权利要求1至4任一项所述的装置，其特征在于，还包括螺旋挡圈，所述通孔内壁设置用于安装所述螺旋挡圈的环形槽，所述螺旋挡圈沿轴向抵靠于所述台阶堵头远离所述台阶销的一侧，用于对所述台阶堵头进行轴向止挡。

6.如权利要求1至4任一项所述的装置，其特征在于，所述定位孔的孔径为所述通孔的孔径的0.2~0.3倍。

7.一种用于旋转轴的定位与防松装置的安装方法，其特征在于，采用如权利要求1至6任一项所述的装置，安装方法包括：

S101，将第二旋转轴沿通孔的轴线方向固定安装于第一旋转轴上；

S102，将台阶销自所述通孔的径向向定位孔的方向延伸安装，直至所述台阶销的大端抵靠于所述通孔的内壁，小端依次贯穿所述第二旋转轴和第一旋转轴；

S103，将台阶堵头沿所述通孔的轴线方向与所述台阶销抵靠；

步骤S102还包括：

S201，采用夹持装置夹紧所述台阶销的大端；

S202，通过引导孔将所述台阶销放置于所述定位孔内，再通过夹持装置将所述台阶销与所述定位孔过盈配合安装。

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