CN112503107B - 一种过载弹性保护联轴器 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种过载弹性保护联轴器，包括被动连接壳、限位壳体和传动组件，所述被动连接壳和限位壳体通过螺栓螺母固定连接在一起，所述传动组件安装于所述被动连接壳和限位壳体两者之间的内部；所述传动组件包括动力驱动件和扭矩传递环，所述扭矩传递环安装于被动连接壳的内部，动力驱动件的一端伸入扭矩传递环内部，所述限位壳体限制所述动力驱动件轴向滑出被动连接壳和限位壳体两者的内部空间；其在具备过载保护功能的基础上，能够保证联轴器工作状态下脱离连接后的快速自动复位，以实现过载状态和正常工作状态下的脱离与连接的无缝衔接转换，同时能够滤除动力机械运行过程中的高频低幅的振动。

Description

一种过载弹性保护联轴器

技术领域

本发明属于通用机械传动零部件技术领域，具体涉及一种过载弹性保护联轴器。

背景技术

联轴器作为机械领域通用零部件，其应用范围极为广泛，在动力机械与工作机械之间的连接结构中，不可避免的要使用联轴器，以实现扭矩的传递、过载的保护、卡顿的消除等功能，现有技术中的联轴器，其在结构复杂度或者过载保护后的结构再次复位的便利性上仍存在诸多不足。

发明内容

基于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种过载弹性保护联轴器，其在具备过载保护功能的基础上，能够保证联轴器工作状态下脱离连接后的快速自动复位，以实现过载状态和正常工作状态下的脱离与连接的无缝衔接转换，同时能够滤除动力机械运行过程中的高频低幅的振动。

本发明采用的技术方案如下：一种过载弹性保护联轴器，包括被动连接壳、限位壳体和传动组件，所述被动连接壳和限位壳体通过螺栓螺母固定连接在一起，所述传动组件安装于所述被动连接壳和限位壳体两者之间的内部空间中。

所述传动组件包括动力驱动件和扭矩传递环，所述扭矩传递环安装于所述被动连接壳的内部，所述动力驱动件的一端伸入所述扭矩传递环内部，所述限位壳体限制所述动力驱动件轴向滑出被动连接壳和限位壳体两者之间的内部空间。

所述被动连接壳主体为筒壳式结构，其远离所述限位壳体的一端形成有缩径段，所述缩径段使得被动连接壳内壁面形成有台阶面，所述被动连接壳内壁面呈圆周阵列分布有多个限位键，所述限位键沿轴向方向延伸，且其一个端部与台阶面相抵接，即所述限位键分布于所述被动连接壳的内径较大的一段空间内。

所述被动连接壳临近所述限位壳体的一端的外壁面设置有法兰环，所述法兰环上设置有多个螺栓孔，其与限位壳体的法兰环相配合，以通过螺栓螺母将被动连接壳和限位壳体固定连接在一起。所述被动连接壳自法兰环位置处还轴向向外延伸有凸环，在被动连接壳和限位壳体组装在一起时，所述凸环伸入所述限位壳体的内部空间。

所述限位壳体主体为圆筒型结构，其一端径向向外延展形成法兰环，其另一端径向向内延展形成缩径卡环。当所述被动连接壳的凸环伸入所述限位壳体内部时，所述凸环的端面距离所述限位壳体的缩径卡环一定距离，该距离大于动力驱动件的限位台阶环的宽度。

所述扭矩传递环主体为圆环体结构，其外壁面上沿轴向设置有多个限位槽，所述限位槽的数量与所述限位键的数量相对应，当所述扭矩传递环装配入被动连接壳时，所述限位键卡装在所述限位槽内部，阻止扭矩传递环相对于被动连接壳的转动运动；所述扭矩传递环的内壁面沿轴向设置有多个弧形槽，相邻的两个弧形槽之间通过弧形面圆滑过度，使得所述扭矩传递环的内壁面的横切线形成为类似波浪线形状。优选的，所述弧形槽的数量为五个，其在扭矩传递环内壁面呈圆周阵列分布。

所述动力驱动件主体为空心圆柱体结构，所述空心圆柱体的外周面上设置有环形凸起状的限位台阶环，所述限位台阶环的外径大于所述限位壳体的缩径卡环的内径，且大于所述被动连接壳的凸环的内径；所述动力驱动件的一端面上设置有多根弹性轴，所述弹性轴呈圆周阵列式均匀分布在动力驱动件的空心圆柱体结构的一个端面上，所述弹性轴的数量与所述扭矩传递环内壁面的弧形槽的数量相对应，优选的，所述弹性轴的数量为五根；每一根弹性轴远离所述空心圆柱体结构的一端设置为球头型结构，本实施例中，每一根弹性轴远离所述空心圆柱体结构的一端设置为半球头，所述半球头的弧球面在朝向上径向向外，当所述动力驱动件插装于扭矩传递环内部时，所述弹性轴的半球头插入所述扭矩传递环内壁面的弧形槽内部。

本发明联轴器的工作原理介绍如下：

动力驱动件接收上游动力部件的扭矩，将其传递至扭矩传递环，从而带动被动连接壳转动，当动力驱动件的扭矩突增时，半球头在弧形槽内部相对转动，受弧形槽的形状限制，弹性轴向内发生弹性变形，使得半球头脱离与其对应的弧形槽并进入相邻的下一个弧形槽内部，防止动力驱动件突增的扭矩传递至被动连接壳，减弱与被动连接壳固定连接的工作部件的振动，且在工作部件过载时，动力驱动件无法带动扭矩传递环转动，此时通过半球头在弧形槽内的滑动跳动，实现过载保护，防止损害电机或发动机。

本发明的优点如下：

1、当联轴器过载时，通过弹性轴的弹性形变，可以使半球头在弧形槽的横截面上沿圆滑过渡线不断滑动跳动，防止过载对电机或发动机的损坏；

2、借助半球头与弧形槽的滑动性接触，当半球头轻微振动时，其在弧形槽内左右轻微滑动，但不会带动扭矩传递环振动，起到筛滤微小振动的作用；

3、半球头在形变滑脱出一个弧形槽后，会马上落入相邻的其他弧形槽内部，联轴器依然处于完整的联动状态，可以实现过载状态和正常工作状态下的脱离与连接的无缝衔接转换。

附图说明

图1是本发明联轴器的整体结构示意图；

图2是本发明联轴器组装状态下剖面结构示意图；

图3是本发明联轴器的传动组件结构示意图；

图4是本发明联轴器的被动连接壳结构示意图；

图5是本发明联轴器的限位壳体结构示意图；

图6是本发明联轴器的扭矩传递环结构示意图；

图7是本发明联轴器的动力驱动件结构示意图；

图中：1、被动连接壳，2、限位壳体，3、螺栓螺母，4、扭矩传递环，5、动力驱动件，6、限位键，7、凸环，8、缩径卡环，9、弧形槽，10、限位槽，11、限位台阶环，12、弹性轴，13、半球头。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方法，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。

参阅附图，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的位置限定用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。

图1是本发明联轴器的整体结构示意图，图2是本发明联轴器组装状态下剖面结构示意图；结合图1-2，本发明的过载弹性保护联轴器包括被动连接壳1、限位壳体2和传动组件，所述被动连接壳1和限位壳体2通过螺栓螺母3固定连接在一起，所述传动组件安装于所述被动连接壳1和限位壳体2两者之间的内部空间中。

如图3所示，是本发明联轴器的传动组件结构示意图，所述传动组件包括动力驱动件5和扭矩传递环4，所述扭矩传递环4安装于所述被动连接壳1的内部，所述动力驱动件5的一端伸入所述扭矩传递环4内部，所述限位壳体2限制所述动力驱动件5轴向滑出被动连接壳1和限位壳体2两者之间的内部空间。具体的，图4是本发明联轴器的被动连接壳结构示意图，所述被动连接壳1主体为筒壳式结构，其远离所述限位壳体2的一端形成有缩径段，所述缩径段使得被动连接壳1内壁面形成有台阶面，所述被动连接壳1内壁面呈圆周阵列分布有多个限位键6，所述限位键6沿轴向方向延伸，且其一个端部与台阶面相抵接，即所述限位键6分布于所述被动连接壳1的内径较大的一段空间内。

所述被动连接壳1临近所述限位壳体2的一端的外壁面设置有法兰环，所述法兰环上设置有多个螺栓孔，其与限位壳体2的法兰环相配合，以通过螺栓螺母3将被动连接壳1和限位壳体2固定连接在一起。所述被动连接壳1自法兰环位置处还轴向向外延伸有凸环7，在被动连接壳1和限位壳体2组装在一起时，所述凸环7伸入所述限位壳体2的内部空间。

图5是本发明联轴器的限位壳体结构示意图，如图所示，所述限位壳体2主体为圆筒型结构，其一端径向向外延展形成法兰环，其另一端径向向内延展形成缩径卡环8。

如图6所示，是本发明联轴器的扭矩传递环结构示意图，其中图a是扭矩传递环的正面视图，图b是扭矩传递环的立体视图；所述扭矩传递环4主体为圆环体结构，其外壁面上沿轴向设置有多个限位槽10，所述限位槽10的数量与所述限位键6的数量相对应，当所述扭矩传递环4装配入被动连接壳1时，所述限位键6卡装在所述限位槽10内部，阻止扭矩传递环4相对于被动连接壳1的转动运动；所述扭矩传递环4的内壁面沿轴向设置有多个弧形槽9，相邻的两个弧形槽9之间通过弧形面圆滑过度，使得所述扭矩传递环4的内壁面的横切线形成为类似波浪线形状。优选的，所述弧形槽9的数量为五个，其在扭矩传递环4内壁面呈圆周阵列分布。

图7是本发明联轴器的动力驱动件结构示意图，如图所示，所述动力驱动件5主体为空心圆柱体结构，所述空心圆柱体的外周面上设置有环形凸起状的限位台阶环11，所述限位台阶环11的外径大于所述限位壳体2的缩径卡环8的内径，且大于所述被动连接壳1的凸环7的内径；所述动力驱动件5的一端面上设置有多根弹性轴12，所述弹性轴呈圆周阵列式均匀分布在动力驱动件5的空心圆柱体结构的一个端面上，所述弹性轴12的数量与所述扭矩传递环4内壁面的弧形槽9的数量相对应，优选的，所述弹性轴12的数量为五根；每一根弹性轴12远离所述空心圆柱体结构的一端设置为球头型结构，本实施例中，每一根弹性轴12远离所述空心圆柱体结构的一端设置为半球头13，所述半球头13的弧球面在朝向上径向向外，当所述动力驱动件5插装于扭矩传递环4内部时，所述弹性轴12的半球头13插入所述扭矩传递环4内壁面的弧形槽9内部。

下面结合图1-7对本发明联轴器的工作原理解释如下：组装时，依次将扭矩传递环4和动力驱动件5安装进被动连接壳1内部，使扭矩传递环4外壁面的限位槽10与被动连接壳1内部的限位键6形成键槽配合，且使动力驱动件5的半球头13滑动进扭矩传递环4内部的弧形槽9内部，然后将限位壳体2套设在动力驱动件5的空心圆柱体结构上，所述动力驱动件5的限位台阶环11可以在限位壳体2的缩径卡环8和被动连接壳1的凸环7之间的环形空间内轴向滑动，从而限定动力驱动件5的轴向移动范围，最后使用螺栓螺母3将限位壳体2和被动连接壳1的法兰环固定在一起。

动力驱动件5接收上游动力部件的扭矩，将其传递至扭矩传递环4，从而带动被动连接壳1转动，当动力驱动件5的扭矩突增时，半球头13在弧形槽9内部相对转动，受弧形槽9的形状限制，弹性轴12向内发生弹性变形，使得半球头13脱离与其对应的弧形槽9并进入相邻的下一个弧形槽9内部，防止动力驱动件5突增的扭矩传递至被动连接壳1，减弱与被动连接壳1固定连接的工作部件的振动，且在工作部件过载时，动力驱动件5无法带动扭矩传递环4转动，此时通过半球头13在弧形槽9内的滑动跳动，实现过载保护，防止损害电机或发动机。

上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可作出的各种等效结构或等效流程的修改或变形，或直接或间接运用到其他相关的技术领域，仍在本发明的保护范围以内。

Claims (4)

1.一种过载弹性保护联轴器，其特征在于，包括被动连接壳、限位壳体和传动组件，所述被动连接壳和限位壳体通过螺栓螺母固定连接在一起，所述传动组件安装于所述被动连接壳和限位壳体两者之间的内部空间中；

所述传动组件包括动力驱动件和扭矩传递环，所述扭矩传递环安装于所述被动连接壳的内部，所述动力驱动件的一端伸入所述扭矩传递环内部，所述限位壳体限制所述动力驱动件轴向滑出被动连接壳和限位壳体两者之间的内部空间；

所述被动连接壳主体为筒壳式结构，其远离所述限位壳体的一端形成有缩径段，所述缩径段使得被动连接壳内壁面形成有台阶面，所述被动连接壳内壁面呈圆周阵列分布有多个限位键，所述限位键沿轴向方向延伸，且其一个端部与台阶面相抵接；

所述被动连接壳临近所述限位壳体的一端的外壁面设置有法兰环，所述被动连接壳自法兰环位置处还轴向向外延伸有凸环，在被动连接壳和限位壳体组装在一起时，所述凸环伸入所述限位壳体的内部空间；

所述限位壳体主体为圆筒型结构，其一端径向向外延展形成法兰环，其另一端径向向内延展形成缩径卡环；

所述扭矩传递环主体为圆环体结构，其外壁面上沿轴向设置有多个限位槽，所述限位槽的数量与所述限位键的数量相对应，当所述扭矩传递环装配入被动连接壳时，所述限位键卡装在所述限位槽内部，阻止扭矩传递环相对于被动连接壳的转动运动；所述扭矩传递环的内壁面沿轴向设置有多个弧形槽，相邻的两个弧形槽之间通过弧形面圆滑过度，使得所述扭矩传递环的内壁面的横切线形成为类似波浪线形状；

所述动力驱动件主体为空心圆柱体结构，所述空心圆柱体的外周面上设置有环形凸起状的限位台阶环，所述限位台阶环的外径大于所述限位壳体的缩径卡环的内径，且大于所述被动连接壳的凸环的内径；所述动力驱动件的一端面上设置有多根弹性轴，所述弹性轴呈圆周阵列式均匀分布在动力驱动件的空心圆柱体结构的一个端面上，所述弹性轴的数量与所述扭矩传递环内壁面的弧形槽的数量相对应，每一根弹性轴远离所述空心圆柱体结构的一端设置为球头型结构，所述球头型结构伸入所述扭矩传递环的弧形槽内。

2.根据权利要求1所述的联轴器，其特征还在于，所述被动连接壳的法兰环和所述限位壳体的法兰环上均设置有螺栓孔，以通过螺栓螺母将被动连接壳和限位壳体固定连接在一起。

3.根据权利要求1所述的联轴器，其特征还在于，所述弧形槽的数量为五个，其在扭矩传递环内壁面呈圆周阵列分布；所述弹性轴的数量为五根。

4.根据权利要求1所述的联轴器，其特征还在于，每一根弹性轴远离所述空心圆柱体结构的一端设置为半球头，所述半球头的弧球面在朝向上径向向外，当所述动力驱动件插装于扭矩传递环内部时，所述弹性轴的半球头插入所述扭矩传递环内壁面的弧形槽内部。

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