CN114294340B - 一种自适应联轴机构及工程机械 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种自适应联轴机构及工程机械，所述自适应联轴机构包括联轴器本体和滚珠体，所述联轴器本体具有内侧面和外侧面，所述内侧面适于与输出轴连接，所述外侧面上设有滚沟，所述滚沟绕所述联轴器本体的轴线设置，所述滚珠体设于所述滚沟内，并适于在所述联轴器本体旋转时沿所述滚沟滚动，所述外侧面适于通过所述滚珠体与输入轴的内壁抵接。本发明的自适应联轴机构利用高速离心力作用自动调节滚珠体在滚沟内的位置，实现自适应调节，以缓冲因不同轴引起的振动，结构简单，且缓冲效果好。

Description

一种自适应联轴机构及工程机械

技术领域

本发明涉及联轴器技术领域，具体而言，涉及一种自适应联轴机构及工程机械。

背景技术

目前，工程机械液压驱动空调中的液压马达的输出轴与压缩机的输入轴之间通常采用联轴器来实现扭矩的传递。但由于联轴器的同轴度比较难保证，使得联轴器在传递扭矩时因不同轴而产生振动。

现有技术中，为了缓解不同轴引起的振动，简单的方式是将联轴器设计成交叉式结构，并在中间夹持复合材料缓冲垫以缓冲不同轴引起的振动。复杂的方式是通过在压缩机的输入轴上设置电磁弹性挡圈，采用电磁吸附方式来消除不同轴引起的振动。但前者因为振动大，且复合材料缓冲垫疲劳性能较差，在恶劣环境中易老化，使得复合材料缓冲垫的使用寿命不长。而后者结构复杂，需要外接电源控制电磁离合器，不利于例如起重机的工程机械上直接液压驱动的空调使用。

发明内容

本发明解决的问题是：如何消除或缓解例如液压马达的液压驱动单元与例如压缩机的执行单元之间因不同轴引起的振动。

为解决上述问题，本发明提供一种自适应联轴机构，包括联轴器本体和滚珠体，所述联轴器本体具有内侧面和外侧面，所述内侧面适于与输出轴连接，所述外侧面上设有滚沟，所述滚沟绕所述联轴器本体的轴线设置，所述滚珠体设于所述滚沟内，并适于在所述联轴器本体旋转时沿所述滚沟滚动，所述外侧面适于通过所述滚珠体与输入轴的内壁抵接。

可选地，从所述滚沟的第一端至第二端，所述滚沟的沟深递减，且所述滚珠体适于在所述联轴器本体旋转时沿所述滚沟的所述第一端至所述第二端方向滚动。

可选地，所述滚珠体与所述滚沟间隙配合，并卡接于所述滚沟内。

可选地，所述滚沟由所述联轴器本体的一端延伸至另一端，并贯穿所述联轴器本体两端的端面。

可选地，所述联轴器本体的所述内侧面上设有花键，所述联轴器本体适于通过所述花键与所述输出轴连接。

可选地，所述自适应联轴机构还包括限位结构，所述限位结构适于与所述输出轴的朝向所述输入轴的一端可拆卸连接，并适于与所述联轴器本体的朝向所述输入轴的一端抵接。

可选地，所述限位结构为挡板，且所述挡板上设有连接孔，所述挡板适于与所述输出轴在所述连接孔处通过紧固件可拆卸连接。

可选地，所述自适应联轴机构还包括耐磨件，所述耐磨件适于设置在所述滚珠体的表面和/或所述输入轴的内壁上。

可选地，所述耐磨件为耐磨橡胶，且所述耐磨橡胶包裹在所述滚珠体的表面。

为解决上述问题，本发明还提供一种工程机械，包括上述的自适应联轴机构。

与现有技术相比，在使用本发明中的自适应联轴机构连接例如液压马达的输出轴与例如压缩机的输入轴时，通过将联轴器本体的内侧面与输出轴连接，以使联轴器本体套设在输出轴上，并通过将联轴器本体的外侧面与输入轴通过滚珠体连接，以使输入轴套设在带有滚珠体的联轴器本体上，从而实现输出轴与输入轴之间的连接。当输出轴带动联轴器本体旋转时，设置在滚沟内的滚珠体在离心力作用下沿滚沟滚动，并与输入轴的内壁抵接，以将输入轴的内壁与滚珠体之间的间隙值逐渐变为零，并在输出轴的转速达到一定值(比如额定转速)时，滚珠体在离心力作用下与输入轴的内壁卡紧，以缓冲输出轴与输入轴之间因不同轴引起的振动，便于传递扭矩。如此，利用高速离心力作用自动调节滚珠体在滚沟内的位置，实现自适应调节，以缓冲因不同轴引起的振动，结构简单，且缓冲效果好。

附图说明

图1为本发明实施例中自适应联轴机构用于连接压缩机和液压马达时的爆炸示意图；

图2为本发明实施例中自适应联轴机构连接压缩机和液压马达时的剖视示意图；

图3为本发明实施例中滚珠体与滚沟相配合时的剖视示意图。

附图标记说明：

1、联轴器本体；11、花键；12、滚沟；2、滚珠体；3、限位结构；31、连接孔；500、输出轴；600、输入轴；700、液压马达；800、压缩机。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。

附图中的Z轴表示竖直方向，也就是上下位置，且Z轴的正向(即Z轴的箭头指向)代表上方，Z轴的反向代表下方；附图中的X轴表示水平方向，并指定为左右位置，且X轴的正向代表左侧，X轴的反向代表右侧；附图中的Y轴表示为前后位置，且Y轴的正向代表前侧，Y轴的反向代表后侧；同时需要说明的是，前述Z轴、Y轴及X轴的表示含义仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。

结合图1和图2所示，本发明实施例提供一种自适应联轴机构(以下简称联轴机构)，包括联轴器本体1和滚珠体2，联轴器本体1具有内侧面和外侧面，联轴器本体1的内侧面适于与输出轴500连接，联轴器本体1的外侧面上设有滚沟12，滚沟12绕联轴器本体1的轴线设置，滚珠体2设于滚沟12内，并适于在联轴器本体1旋转时沿滚沟12滚动，联轴器本体1的外侧面适于通过滚珠体2与输入轴600的内壁抵接。

具体地，联轴器本体1呈具有空腔的圆柱状结构，且该空腔为圆柱腔，并沿联轴器本体1的轴线贯穿联轴器本体1，联轴器本体1位于空腔内的侧面(即空腔的腔壁)为联轴器本体1的内侧面，相应地，联轴器本体1位于空腔之外的侧面即为联轴器本体1外侧面。联轴器本体1的外侧面上设有滚沟12，从滚沟12的一端至另一端，滚沟12围绕联轴器本体1的轴线延伸，当联轴器本体1在前后方向(即Y轴方向)的长度较短时，滚沟12呈弧形设置在联轴器本体1的外侧面上，当联轴器本体1在前后方向具有足够的长度时，滚沟12可以呈螺旋状设置在联轴器本体1的外侧面上，且滚珠体2设置在滚沟12内，并可以在滚沟12内滚动。在使用时，联轴器本体1套设在输出轴500上，输出轴500可以是例如液压马达700的液压驱动单元的输出轴，输入轴600可以是例如压缩机800的执行单元的输入轴，且输入轴600与联轴器本体1连接的一端具有凹槽，即输入轴600与联轴器本体1连接的一端呈轴套结构，通过将联轴器本体1的一端插入该凹槽以使联轴器本体1与输入轴600形成连接。在实际生产过程中，为了方便装配，联轴器本体1与输入轴600之间通常呈间隙配合。

这样，在使用本实施例中的联轴机构连接例如液压马达700的输出轴500与例如压缩机800的输入轴600时，通过将联轴器本体1的内侧面与输出轴500连接，以使联轴器本体1套设在输出轴500上，并通过将联轴器本体1的外侧面与输入轴600通过滚珠体2连接，以使输入轴600套设在带有滚珠体2的联轴器本体1上，从而实现输出轴500与输入轴600之间的连接。当输出轴500带动联轴器本体1旋转时，设置在滚沟12内的滚珠体2在离心力作用下沿滚沟12滚动，并与输入轴600的内壁抵接，以将输入轴600的内壁与滚珠体2之间的间隙值逐渐变为零，并在输出轴500的转速达到一定值(比如额定转速)时，滚珠体2在离心力作用下与输入轴600的内壁卡紧，以缓冲输出轴500与输入轴600之间因不同轴引起的振动，便于传递扭矩。如此，利用高速离心力作用自动调节滚珠体2在滚沟12内的位置，实现自适应调节，以缓冲因不同轴引起的振动，结构简单，且缓冲效果好。

进一步地，联轴器本体1的外侧面上设有多条滚沟12，且多条滚沟12等间距分布，每个滚沟12内设有多个滚珠体2。这样，在联轴器本体1的轴向截面上，滚沟12呈伞状分布。

如此，通过在联轴器本体1的外侧面上设置多个滚沟12，并在每个滚沟12内设置多个滚珠体2，以增大滚珠体2与输入轴600的内壁之间的接触面积，提高滚珠体2与输入轴600的内壁之间抵接时的稳固性，从而更好地缓冲输出轴500与输入轴600之间因不同轴引起的振动。

可选地，从滚沟12的第一端至第二端，滚沟12的沟深递减，且滚珠体2适于在联轴器本体1旋转时沿滚沟12的第一端至第二端方向滚动。

具体地，滚沟12沿联轴器本体1的轴向呈斜坡设置，即在不同的轴向截面上，使得滚沟12的沟底到联轴器本体1的外侧面的距离是不一样的，也就是说，在不同的轴向截面上，滚沟12的沟深不相同，更具体地，从滚沟12的第一端至第二端，滚沟12的沟深递减。滚沟12在联轴器本体1的外侧面上绕联轴器本体1的轴线呈旋转布置，且从滚沟12的第一端至第二端的旋转方向与联轴器本体1的旋转方向相反。

这样，通过将滚沟12的沟深设置为沿滚沟12的第一端至第二端方向递减，以当滚珠体2在离心力作用下从滚沟12的第一端至第二端方向滚动并朝输入轴600的内壁靠近时，可以保证滚珠体2始终与滚沟12的沟底接触，使得滚珠体2与输入轴600的内壁卡紧的同时也与滚沟12的沟底抵接，进一步提高了联轴机构与输入轴600之间的连接的稳固性，而且，对输出轴500与输入轴600之间因不同轴引起的振动的缓冲效果更好。

可选地，结合图3所示，滚珠体2与滚沟12间隙配合，并卡接于滚沟12内。

具体地，滚沟12在联轴器本体1的轴向截面上的形状呈圆弧形，且圆弧的圆心角大于180°；同时，滚珠体2与滚沟12间隙配合，即滚珠体2的直径小于圆弧的直径，滚珠体2卡接于滚沟12内时，会露出一小部分，以用于与输入轴600的内壁抵接。

本实施例中，通过将滚珠体2与滚沟12间隙配合，并使滚珠体2卡接在滚沟12内，以实现滚珠体2与联轴器本体1之间的可拆卸连接，从而方便滚珠体2的装配和拆卸。

可选地，结合图1所示，滚沟12由联轴器本体1的一端延伸至另一端，并贯穿联轴器本体1两端的端面。

如此设置，一方面，便于滚沟12的加工；另一方面，便于将滚珠体2从联轴器本体1的端部装入滚沟12内或从滚沟12内拆下来。

可选地，结合图1和图2所示，联轴器本体1的内侧面上设有花键11，联轴器本体1的适于通过花键11与输出轴500连接。

本实施例中，联轴器本体1的内侧面上设有花键11，相应地，输出轴500的外表面上设有花键槽，联轴器本体1与输出轴500之间通过花键11与花键槽形成花键连接，不仅结构简单，容易加工，而且连接牢固，同时能够有效缓冲输出轴500与输入轴600之间因不同轴引起的振动。

可选地，结合图1和图2所示，自适应联轴机构还包括限位结构3，限位结构3适于与输出轴500的朝向输入轴600的一端可拆卸连接，并适于与联轴器本体1的朝向输入轴600的一端抵接。

具体地，联轴机构沿前后方向将输出轴500与输入轴600连接起来，限位结构3设置在联轴机构的前端。

本实施例中，通过设置限位结构3，并使限位结构3与输出轴500的朝向输入轴600的一端可拆卸连接、与联轴器本体1的朝向输入轴600的一端抵接，以防止联轴器本体1与输出轴500在前后方向发生相对运动，从而进一步提高了输出轴500与联轴器本体1之间连接时的稳固性。

可选地，结合图2所示，限位结构3为挡板，且挡板上设有连接孔31，挡板与输出轴500在连接孔31处通过紧固件可拆卸连接。

具体地，挡板上设有连接孔31，相应地，输出轴500上设有内螺纹孔，且本实施例中优选内螺纹孔设置在输出轴500的轴向上。

这样，通过向连接孔31和内螺纹孔内拧入螺栓等紧固件以实现挡板与输出轴500之间的可拆卸连接，不仅连接牢固，而且结构简单。

进一步地，挡板呈圆形，且挡板的外径大于联轴器本体1的内径，并小于或等于联轴器本体1的外径。如此设置，使得挡板既可以起到防止联轴器本体1与输出轴500之间发生前后方向的位移，又不会阻碍滚珠体2从滚沟12的端部进行拆装。

可选地，自适应联轴机构还包括耐磨结构，耐磨结构适于设置在滚珠体2的表面和/或输入轴600的内壁上。

具体地，耐磨结构为粗糙的耐磨层，它既可以设置在输入轴600的内壁上，也可以包裹在滚珠体2的表面。如此，通过在滚珠体2的表面和/或输入轴600的内壁上设置耐磨结构，既可以缓冲输出轴500与输入轴600之间因不同轴引起的振动，又可以增大滚珠体2与输入轴600的内壁之间的摩擦系数，便于扭矩传递。

可选地，耐磨结构为耐磨橡胶，且耐磨橡胶包裹在滚珠体2表面。

本实施例中，采用耐磨橡胶作为耐磨结构，不仅市面上容易获取，而且价格低廉；同时，通过在滚珠体2的表面包裹耐磨橡胶，从而可以在不改变输入轴600的结构的情况下增大滚珠体2与输入轴600的内壁之间的摩擦系数，便于扭矩传递。

本发明的另一实施例提供一种工程机械，包括上述的自适应联轴机构。

本实施例中，工程机械包括液压马达700、车载空调的压缩机800以及上述的自适应联轴机构，液压马达700为液压驱动单元，车载空调的压缩机800为执行单元，且液压马达700的输出轴与车载空调的压缩机800的输入轴之间通过自适应联轴机构形成连接。另外，本实施例中的工程机械与自适应联轴机构相对于现有技术的有益效果相同，此处不再赘述。

虽然本公开披露如上，但本公开的保护范围并非仅限于此。本领域技术人员在不脱离本公开的精神和范围的前提下，可进行各种变更与修改，这些变更与修改均将落入本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种自适应联轴机构，其特征在于，包括联轴器本体和滚珠体，所述联轴器本体具有内侧面和外侧面，所述内侧面适于与输出轴连接，所述外侧面上设有多条滚沟，多条所述滚沟沿相同方向绕所述联轴器本体的轴线设置，每条所述滚沟内设有所述滚珠体，各所述滚珠体适于在所述联轴器本体旋转时沿所述滚沟滚动，所述外侧面适于通过所述滚珠体与输入轴的内壁抵接；

所述滚珠体与所述滚沟间隙配合，从所述滚沟的第一端至第二端，所述滚沟的沟深递减，且所述滚珠体适于在所述联轴器本体旋转时沿所述滚沟的所述第一端至所述第二端方向滚动，并与所述输入轴的内壁抵接，以将所述输入轴的内壁与滚珠体之间的间隙值逐渐变为零，直至与所述输入轴的内壁卡紧。

2.根据权利要求1所述的自适应联轴机构，其特征在于，所述滚珠体卡接于所述滚沟内。

3.根据权利要求1所述的自适应联轴机构，其特征在于，所述滚沟由所述联轴器本体的一端延伸至另一端，并贯穿所述联轴器本体两端的端面。

4.根据权利要求1所述的自适应联轴机构，其特征在于，所述联轴器本体的所述内侧面上设有花键，所述联轴器本体适于通过所述花键与所述输出轴连接。

5.根据权利要求1所述的自适应联轴机构，其特征在于，还包括限位结构，所述限位结构适于与所述输出轴的朝向所述输入轴的一端可拆卸连接，并适于与所述联轴器本体的朝向所述输入轴的一端抵接。

6.根据权利要求5所述的自适应联轴机构，其特征在于，所述限位结构为挡板，且所述挡板上设有连接孔，所述挡板适于与所述输出轴在所述连接孔处通过紧固件可拆卸连接。

7.根据权利要求1所述的自适应联轴机构，其特征在于，还包括耐磨件，所述耐磨件适于设置在所述滚珠体的表面和/或所述输入轴的内壁上。

8.根据权利要求7所述的自适应联轴机构，其特征在于，所述耐磨件为耐磨橡胶，且所述耐磨橡胶包裹在所述滚珠体的表面。

9.一种工程机械，其特征在于，包括如权利要求1-8中任意一项所述的自适应联轴机构。

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