CN115059697B - 一种连接永磁电动机和减速机的承插式双向对接套 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种连接永磁电动机和减速机的承插式双向对接套，包括连接永磁电动机输出轴上的驱动端保护套，和连接在减速机输入轴上的被动端保护套，所述驱动端保护套的外圆周设有第一渐开线直齿，所述被动端保护套的内圆周设有第二渐开线直齿，第一渐开线直齿与第二渐开线直齿相互配合；所述第一渐开线直齿和所述第二渐开线直齿的齿面设有固定槽，固定槽沿着齿面纵向贯穿，固定槽内设有软胶体，软胶体内填充有剪切增稠液体STF。本发明的有益效果是：在达到设计使用时间后，能在设备所在地，短时间快速更换，运行过程中保护永磁电机输出轴、减速器输入轴不受损伤，结构方式简单，对设备组装过程中产生的尺寸误差不敏感。
Description
技术领域
本发明属于永磁电动机与减速机连接的技术领域，尤其涉及一种连接永磁电动机和减速机的承插式双向对接套。
背景技术
电动机与减速机的连接一般采用联轴器或者花键连接。其中，联轴器用来将不同机构中的主动轴和从动轴牢固地联接起来一同旋转，并传递运动和扭矩的机械部件，有时也用以联接轴与其他零件（如齿轮、带轮等），常由两半合成，分别用键或紧配合等联接，紧固在两轴端，再通过某种方式将两半联接起来。联轴器可兼有补偿两轴之间由于制造安装不精确、工作时的变形或热膨胀等原因所发生的偏移（包括轴向偏移、径向偏移、角偏移或综合偏移）；以及缓和冲击、吸振；对于将减速机和电动机结合和成一体，在同一个机壳内的情况下，多采用花键连接，尤其是大功率的永磁电动机与减速机的一体机，多采用花键直接连接，但是因为花键连接应力集中，对中性不好，又因受到永磁电机整体外形尺寸与减速器自身设计条件限制，在电机与减速器间选用的花键联接形式在使用中出现过渡磨损现象进而引发停机事故。在分析过渡磨损现象时，发现电机与减速器同时损坏，进行更换时必须要将电机与减速器全部解体再进行组装。此过程，用时时间长、工作量大、易损坏永磁体结构、人员技能要求高，造成维修费用过高，及不利于产品的维护与推广。
综上所述，迫切需要一种连接永磁电动机和减速机的承插式双向对接套来实现能在设备所在地，短时间快速更换易损件，保护永磁电机输出轴、减速器输入轴不受损伤。
发明内容
本发明要实现的目标是：实现能在设备所在地，短时间快速更换易损件，保护永磁电机输出轴、减速器输入轴不受损伤。
为了是想上述目标，本发明提供了一种连接永磁电动机和减速机的承插式双向对接套。
本发明所采用的具体技术方案为：
一种连接永磁电动机和减速机的承插式双向对接套，包括连接永磁电动机输出轴上的驱动端保护套，和连接在减速机输入轴上的被动端保护套；
所述驱动端保护套的外圆周设有第一渐开线直齿，所述被动端保护套的内圆周设有第二渐开线直齿，第一渐开线直齿与第二渐开线直齿相互配合；
所述第一渐开线直齿和所述第二渐开线直齿的齿面设有固定槽，固定槽沿着齿面纵向贯穿，固定槽内设有软胶体，软胶体内填充有剪切增稠液体STF，当第一渐开线直齿和所述第二渐开线直齿处于高速旋转状态时，软胶体重复的离心作用力而固化成刚性部件，起到固定的作用。
通过第一渐开线直齿和所述第二渐开线直齿的配合，取代了原有的联轴器，而渐开线直齿传动满足瞬时传动比保持不变，两轮的齿廓不论在何处接触，过接触点的公法线必须与两轮的连心线交于固定的一点，渐开线直齿传动比恒定，渐开线齿廓的啮合时，两齿轮的传动比与两节圆半径成反比，同时与两基圆半径成反比。由于两啮合齿轮的节圆半径、基圆半径是定值，所以能保证传动比恒定，传动的可分性，当两轮的中心距稍有变化时，其瞬时传动比仍将保持不变，这个特点称为渐开线齿轮传动的可分性，由于齿轮制造和安装误差等原因，常使渐开线齿轮的实际中心距与设计中心距之间产生一定误差，但因有可分性的特点，其传动比仍能保持不变。啮合角为定值，由于啮合角不变，则齿廓间的压力方向不会改变，这对齿轮传动的平稳性很有利。
在本案中将渐开线直齿的这一优点充分利用在传动永磁电动机输出轴的转转矩上，同时，配合上还留有间隙，便于装配和拆卸，而且渐开线齿轮的结构简单，制造成本低。
其中，软胶体内填充的剪切增稠液体STF，由聚乙二醇和硅微粒组成，聚乙二醇是一种应用广泛的无毒液体，能承受的温度范围很广。极其细小的硅微粒是STF的另一成分，当运动缓慢时，硬质粒子能够到处运动，剪切增稠液体STF呈现液态，但当运动迅速的时候，硬质粒子互相碰撞，阻碍了彼此的运动，剪切增稠液体STF变得强韧，这种流动性很强的液体和坚硬的微粒结合后，能形成一种刚性的材料。
通过在第一渐开线直齿和所述第二渐开线直齿的配合面设置软胶体，当永磁电动机转动时，带动第一渐开线直齿和所述第二渐开线直齿配合面一同转动，随着转动速度的加快，软胶体收到的持续受到向心力的作用，在填满第一渐开线直齿和所述第二渐开线直齿的配合面间隙的同时，软胶体内的硬质粒子互相碰撞，阻碍了彼此的运动，剪切增稠液体STF变得强韧，这种流动性很强的液体和坚硬的微粒结合后，能形成一种刚性的材料，进而将这总间隙较大的承插式双向对接连接方式变为过盈的刚性配合，而当永磁电动机停机时，由于向心力的消失，软胶体内的硬质粒子互相碰撞停止，软胶体又变回柔软的状态，便于拆卸，这样就实现了设备在达到设计使用时间后，能在设备所在地，短时间快速更换，不影响生产运行和设备整体性能，运行过程中保护永磁电机输出轴、减速器输入轴不受损伤，结构方式简单，对设备组装过程中产生的尺寸误差不敏感，安装方便，对更换人员技能要求不高，而且使用寿命长、维护简单易行、成本低廉。
作为本发明的进一步改进，所述驱动端保护套和所述被动端保护套轴线上设有花键，通过花键分别与永磁电动机输出轴和减速机输入轴相连。作为常用的连接方式，用于将所述驱动端保护套和所述被动端保护套分别与永磁电动机输出轴和减速机输入轴相连。
作为本发明的进一步改进，所述驱动端保护套和所述被动端保护套端部设有轴肩法兰，通过轴肩法兰分别与永磁电动机输出轴和减速机输入轴相连。作为常用的连接方式，用于将所述驱动端保护套和所述被动端保护套分别与永磁电动机输出轴和减速机输入轴相连。
作为本发明的进一步改进，所述软胶体填充满所述固定槽，固定槽并在固定槽出口处溢出，溢出高度为F，F≤0.1毫米。溢出高度为F，F≤0.1毫米，既能够实现软胶体填充满第一渐开线直齿和所述第二渐开线直齿的配合间隙，又不至于因为溢出量过多而难以装配，优选的F=0.08毫米。
优选的，所述固定槽的端面形状为T形，棱角处采用圆弧过渡，防止刮破软胶体。
作为本发明的进一步改进，所述软胶体沿着固定槽的纵向填充长度小于固定槽的长度E，两端余量均为B,B≥10毫米。
采用这样的设计，在固定槽两端留有余量，给软胶体充分流动空间，使得软胶体能够在更长的方位内，充满第一渐开线直齿和所述第二渐开线直齿的配合间隙，同时又不至于因为溢出量过多而难以装配。
作为本发明的进一步改进，相邻的固定槽之间间隔至少一个直齿。
过多的软胶体会导致装配时，承受更多的阻力，因此在满足传动扭矩的前提下尽可能的减少软胶体的设置。
本发明的积极效果是：实现了设备在达到设计使用时间后，能在设备所在地，短时间快速更换，不影响生产运行和设备整体性能，运行过程中保护永磁电机输出轴、减速器输入轴不受损伤，结构方式简单，对设备组装过程中产生的尺寸误差不敏感，安装方便，对更换人员技能要求不高，而且使用寿命长、维护简单易行、成本低廉。
附图说明
图1是本发明一种连接永磁电动机和减速机的承插式双向对接套驱动端保护套的正视图；
图2是本发明一种连接永磁电动机和减速机的承插式双向对接套被动端保护套的正视图；
图3是本发明一种连接永磁电动机和减速机的承插式双向对接套驱动端保护套第二种实施方式正视图；
图4是本发明一种连接永磁电动机和减速机的承插式双向对接套被动端保护套第二种实施方式的正视图；
图5是本发明一种连接永磁电动机和减速机的承插式双向对接套结构三维示意图；
图６是本发明一种连接永磁电动机和减速机的承插式双向对接套啮合示意图。
图例说明：1—第一轴肩， 2—第一外直齿， 3—第一驱动端保护套，4—第一内直齿，5—第二内直齿，６—第一被动端保护套， ７—第三内直齿， ８—第一键槽，９—第二被动端保护套，１０—第四内直齿，1１—第二键槽， １2—第二外直齿， １3—第二轴肩，１4—被动端直齿，１４０１—驱动端直齿，1４０２—第一软胶体， １４０３—第二软胶体， １４０４—第一齿形间隙，１４０５—第二齿形间隙。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述：
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底” “内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，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。
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
以下结合具体实施例对本发明的具体实现进行详细描述。
具体实施例一：一种连接永磁电动机和减速机的承插式双向对接套，如图１和图２所示，包括第一驱动端保护套３和第一被动端保护套６，第一驱动端保护套３的左侧端部设有第一轴肩１，右侧端部设有第一外直齿２，第一驱动端保护套３轴线处设有通孔，通孔的壁上设有第一内直齿４，第一被动端保护套６的左侧端部设有第二内直齿４，右侧端部设有第三内直齿７；
如图５和图６所示，上述第一外直齿２、第一内直齿４、第二内直齿5和第三内直齿7均为渐开线直齿，其结构如图5所示，为了表述方便，被动端保护套的直齿统称为被动端直齿14，驱动端保护套直齿统称为驱动端直齿1401，被动端直齿14和驱动端直齿1401的侧壁上设有T形固定槽，被动端直齿14的T形固定槽内设有第一软胶体1402，驱动端直齿1401的T型固定槽内设有第二软胶体1403。
具体使用时：
将第一驱动端保护套３固定在永磁电动机的输出轴上，永磁电动机的输出轴上设有渐开线直齿，与第一内直齿4相互啮合，第一被动端保护套６固定在减速机的输入轴，减速机的输入轴端部设有渐开线直齿，与第三内直齿7啮合,第一驱动端保护套３插入第一被动端保护套６，第一外直齿2与第二内直齿5啮合。
启动永磁电动机，永磁电动机的输出轴通过第一内直齿4带动第一驱动端保护套３转动，由于第一驱动端保护套３插入第一被动端保护套６，第一外直齿2与第二内直齿5啮合，第一驱动端保护套３带动第一被动端保护套６转动，进而驱动减速机转动，在转动过程中，第一软胶体1402和第二软胶体1403在离心力的作用下填充满第一齿形间隙1404和第二齿形间隙1405，随着转动速度的加快，软胶体收到的持续受到向心力的作用，在填满第一外直齿2与第二内直齿5的配合面间隙的同时，软胶体内的硬质粒子互相碰撞，阻碍了彼此的运动，剪切增稠液体STF变得强韧，这种流动性很强的液体和坚硬的微粒结合后，能形成一种刚性的材料，进而将这总间隙较大的承插式双向对接连接方式变为过盈的刚性配合，而当永磁电动机停机时，由于向心力的消失，软胶体内的硬质粒子互相碰撞停止，软胶体又变回柔软的状态，便于拆卸，这样就实现了设备在达到设计使用时间后，能在设备所在地，短时间快速更换，不影响生产运行和设备整体性能，运行过程中保护永磁电机输出轴、减速器输入轴不受损伤，结构方式简单，对设备组装过程中产生的尺寸误差不敏感，安装方便，对更换人员技能要求不高，而且使用寿命长、维护简单易行、成本低廉。
具体实施例二：在具体实施例一的基础上，如图5所示软胶体填充满所述固定槽，固定槽并在固定槽出口处溢出，溢出高度为F，F=0.07毫米。
具体实施例三：在具体试实施例二的基础上，如图5所示软胶体沿着固定槽的纵向填充长度小于固定槽的长度E，两端余量均为B,B=12毫米。
具体实施例四：在上述具体试实施例的基础上相邻的固定槽之间间隔至少一个直齿。过多的软胶体会导致装配时，承受更多的阻力，因此在满足传动扭矩的前提下尽可能的减少软胶体的设置。
本案还公开了如下技术方案：
方案一：
驱动端保护套和所述被动端保护套轴线上设有花键，通过花键分别与永磁电动机输出轴和减速机输入轴相连。作为常用的连接方式，用于将所述驱动端保护套和所述被动端保护套分别与永磁电动机输出轴和减速机输入轴相连。
方案二：
驱动端保护套和所述被动端保护套端部设有轴肩法兰，通过轴肩法兰分别与永磁电动机输出轴和减速机输入轴相连。作为常用的连接方式，用于将所述驱动端保护套和所述被动端保护套分别与永磁电动机输出轴和减速机输入轴相连。
前述内容已经宽泛地概述出各个实施例的一些方面和特征，其应该被解释为仅是各个潜在应用的说明。其他有益结果可以通过以不同方式应用公开的信息或通过组合公开的实施例的各个方面来获得。在由权利要求限定的范围的基础上，结合附图地参考对示例性实施例的具体描述可获得其他方面和更全面的理解。
上述实施例对本发明做了详细说明。当然，上述说明并非对本发明的限制，本发明也不仅限于上述例子，相关技术人员在本发明的实质范围内所作出的变化、改型、添加或减少、替换，也属于本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种连接永磁电动机和减速机的承插式双向对接套，包括连接永磁电动机输出轴上的驱动端保护套，和连接在减速机输入轴上的被动端保护套，其特征在于：
所述驱动端保护套的外圆周设有第一渐开线直齿，所述被动端保护套的内圆周设有第二渐开线直齿，第一渐开线直齿与第二渐开线直齿相互配合；
所述第一渐开线直齿和所述第二渐开线直齿的齿面设有固定槽，固定槽沿着齿面纵向贯穿，固定槽内设有软胶体，软胶体内填充有剪切增稠液体STF，当第一渐开线直齿和所述第二渐开线直齿处于高速旋转状态时，软胶体重复的离心作用力而固化成刚性部件，起到固定的作用。
2.根据权利要求1所述一种连接永磁电动机和减速机的承插式双向对接套，其特征在于，所述驱动端保护套和所述被动端保护套轴线上设有花键，通过花键分别与永磁电动机输出轴和减速机输入轴相连。
3.根据权利要求1所述一种连接永磁电动机和减速机的承插式双向对接套，其特征在于，所述驱动端保护套和所述被动端保护套端部设有轴肩法兰，通过轴肩法兰分别与永磁电动机输出轴和减速机输入轴相连。
4.根据权利要求1至3其中任意一项所述一种连接永磁电动机和减速机的承插式双向对接套，其特征在于，所述软胶体填充满所述固定槽，固定槽并在固定槽出口处溢出，溢出高度为F，F≤0.1毫米。
5.根据权利要求4所述一种连接永磁电动机和减速机的承插式双向对接套，其特征在于，所述固定槽的端面形状为T形，棱角处采用圆弧过渡，防止刮破软胶体。
6.根据权利要求5所述一种连接永磁电动机和减速机的承插式双向对接套，其特征在于，所述软胶体沿着固定槽的纵向填充长度小于固定槽的长度E，两端余量均为B,B≥10毫米。
7.根据权利要求6所述一种连接永磁电动机和减速机的承插式双向对接套，其特征在于，相邻的固定槽之间间隔至少一个直齿。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of invention: A socket type bidirectional docking sleeve for connecting permanent magnet motors and reducers Granted publication date: 20240227 Pledgee: Qilu Bank Co.,Ltd. Rizhao Branch Pledgor: RIZHAO DONGFANG MOTOR Co.,Ltd. Registration number: Y2024370010078 |