CN116989119A - 一种适用于高精度加工设备的传动间隙消除装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种适用于高精度加工设备的传动间隙消除装置，包括传动轴、传动部件、传动键和锥销，传动轴设有第一键槽，传动部件设有通孔并套设于传动轴，传动部件设有与第一键槽对应的第二键槽；传动键设于第一键槽和第二键槽中，传动键设有锥孔，锥孔的开口为大端，传动键还设有变形缝，变形缝自开口朝向锥孔的底部延伸设置，且变形缝沿锥孔的径向方向贯穿；锥销插接于锥孔，锥销适于撑开传动键。本发明的传动间隙消除装置能够消除传动轴与传动部件之间的传动间隙，减小误差，提高传动精度，减少传动波动和降低噪音，且结构简单，易于装配。

Description

一种适用于高精度加工设备的传动间隙消除装置

技术领域

本发明涉及零件加工设备技术领域，尤其是涉及一种适用于高精度加工设备的传动间隙消除装置。

背景技术

在加工设备(如数控机床等)中，存在众多轴与轴套、轴与齿轮或其他传动轮等的连接结构，在这些连接结构中，通常通过平键进行连接，为了使轴与轴套、轴与传动轮之间连接稳固，平键与轴的配合通常采用过盈配合，然而，若过盈量过大，存在难以装配的问题，若过盈量过小，会产生间隙，长时间工作后间隙会越来越大，影响传动精度，且传动波动大，会产生噪音。相关技术中，通过额外设置与平键配合的锥形套将平键压紧于传动轴中，实现消除平键与传动轴之间的间隙，然而该种方式的结构复杂，不利于组装，且相当于多一层的传动，会增加传动误差，影响传动精度。

发明内容

本发明的目的在于至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提供一种适用于高精度加工设备的传动间隙消除装置，能够消除传动轴与传动部件之间的传动间隙，减小误差，提高传动精度，减少传动波动和降低噪音，且结构简单，易于装配。

根据本发明实施例的一种适用于高精度加工设备的传动间隙消除装置，包括：传动轴，设有第一键槽，传动部件，设有通孔并套设于所述传动轴，所述传动部件设有与所述第一键槽对应的第二键槽；传动键，设于所述第一键槽和所述第二键槽中，所述传动键设有锥孔，所述锥孔的开口为大端，所述传动键还设有变形缝，所述变形缝自所述开口朝向所述锥孔的底部延伸设置，且所述变形缝沿所述锥孔的径向方向贯穿；锥销，插接于所述锥孔，所述锥销适于撑开所述传动键。

上述技术方案至少具有如下有益效果：通过在传动键设置锥孔和变形缝，传动键安装于传动轴与传动部件之间的第一键槽和第二键槽后，将锥销插入锥孔，由于传动键设置变形缝，随锥销的插入深度的增加，锥销使传动键朝两侧撑开，从而使传动键贴合第一键槽和第二键槽的槽壁，实现消除传动键与传动轴、传动键与传动部件之间的间隙，即消除传动轴与传动部件之间的间隙，有效减小传动误差，提高传动精度，并减少传动波动和降低噪音，整体结构简单，易于装配。

根据本发明的一些实施例，所述锥销的锥度与所述锥孔的锥度匹配，且所述锥销的长度小于所述锥孔的深度。

根据本发明的一些实施例，所述锥销的锥度大于所述锥孔的锥度，且所述锥销的最大外径大于所述锥孔的最大内径。

根据本发明的一些实施例，所述传动键朝向所述第一键槽的底壁、所述第二键槽的底壁的两侧均具有安装面，所述变形缝自所述安装面朝向所述锥孔的内壁贯穿。

根据本发明的一些实施例，沿所述传动轴的转动方向，所述传动键的两侧具有传动面，所述变形缝的贯穿方向与所述传动面平行。

根据本发明的一些实施例，所述传动键设有至少两个所述变形缝，两个所述变形缝分别自两个所述安装面朝向所述锥孔的内壁贯穿。

根据本发明的一些实施例，两个所述变形缝对称布置。

根据本发明的一些实施例，所述锥孔具有母线和中心线，所述母线与所述中心线的夹角为θ，满足：1°≤θ≤2°。

根据本发明的一些实施例，所述锥销的小端设有导向部。

根据本发明的一些实施例，所述导向部为圆角或倒角。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为本发明实施例中传动间隙消除装置的结构示意图；

图2为图1中A处放大图；

图3为本发明实施例中传动间隙消除装置的分解示意图；

图4为本发明实施例中传动间隙消除装置的剖视图；

图5为本发明实施例中传动键的结构示意图；

图6为本发明实施例中传动键的剖视图；

图7为本发明实施例中传动部件的结构示意图；

图8为本发明实施例中锥销的结构示意图。

附图标记：

传动轴100；第一键槽110；

传动部件200；通孔210；第二键槽220；

传动键300；锥孔310；变形缝320；安装面330；传动面340；

锥销400；导向部410。

具体实施方式

本部分将详细描述本发明的具体实施例，本发明之较佳实施例在附图中示出，附图的作用在于用图形补充说明书文字部分的描述，使人能够直观地、形象地理解本发明的每个技术特征和整体技术方案，但其不能理解为对本发明保护范围的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右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。

在本发明的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。

参照图1至图8所示，本发明的实施例提供一种适用于高精度加工设备的传动间隙消除装置，包括传动轴100、传动部件200、传动键300和锥销400。

参照图1和图3所示，可以理解的是，传动轴100为绕中心线旋转运动的轴类结构，如电机的驱动轴，传动轴100设置有第一键槽110，第一键槽110位于传动轴100的端部，第一键槽110具有朝向传动轴100的径向外侧的敞口，并且第一键槽110沿传动轴100的轴向方向(即中心线方向)的一端设有开口，以便沿传动轴100的轴向方向插入传动键300。

参照图1和图7所示，可以理解的是，传动部件200可以是齿轮、皮带轮、链轮、轴套、联轴器等轴上的传动结构，传动部件200的中间设置有通孔210，并且传动部件200套设于传动轴100。传动部件200设置有第二键槽220，第二键槽220设置于通孔210的内壁，第二键槽220具有朝向传动轴100的敞口，且第二键槽220沿传动轴100的轴向方向贯穿。安装传动部件200时，转动传动部件200，使第二键槽220的敞口与第一键槽110的敞口相对设置。通常而言，第二键槽220与第一键槽110的宽度相同，因此，第一键槽110和第二键槽220组合形成用于安装传动键300的安装槽。

参照图2和图4所示，可以理解的是，传动键300设置为平键或其他用于轴和轴上零件间的周向固定并传递扭矩的部件，传动键300安装于第一键槽110和二键槽之间，传动件自第一键槽110和第二键槽220上沿传动轴100的轴向一端的开口插入第一键槽110和第二键槽220中，以实现传动轴100与传动部件200之间的周向固定并传动扭矩。

参照图5和图6所示，可以理解的是，传动键300设置有锥孔310，锥孔310的开口方向与第一键槽110的轴向开口的方向相同，且锥孔310的开口为大端，因此，锥孔310的内径自深度的增大而减小，则锥孔310的底部为下端。

参照图5和图6所示，可以理解的是，传动键300还设置有变形缝320，变形缝320为裂缝结构，变形缝320自锥孔310的开口朝向锥孔310的底部延伸，也就是说，沿传动轴100的轴向方向，变形缝320的长度与锥孔310的深度相等。变形缝320沿锥孔310的径向方向贯穿锥孔310的壁体，因此，在外力作用下，传动键300能够朝变形缝320的两侧张开，且锥孔310的开口处的张开幅度最大，大致呈V形。同时，由于变形缝320的长度与锥孔310的深度相等，传动键300设有锥孔310的部分均能张开，以最大化传动键300的张开幅度。

参照图2至图4所示，可以理解的是，锥销400插接于锥孔310，安装时，锥销400的小端自锥孔310的开口插入锥孔310，自插入深度的增加，锥销400可撑开传动键300，使传动键300朝变形缝320的两侧张开。因此，可使传动键300的侧壁贴合第一键槽110和第二键槽220的槽壁，实现消除传动键300与传动轴100、传动键300与传动部件200之间的间隙，亦即消除传动轴100与传动部件200之间的间隙，减少传动波动并降低噪音，有效减少传动误差并提高传动精度。

参照图2、图4和图5所示，可以理解的是，传动键300的截面呈矩形，即传动键300的周向具有四个侧壁。定义传动键300朝向第一键槽110的底壁、朝向第二键槽220的底壁的两个侧壁为安装面330，两个安装面330位于传动键300的背向两侧，传动键300上位于周向的另外两个侧壁则为传动面340，即传动键300沿转动轴的转动方向的两个侧壁为传动面340。通常而言，在加工误差范围内加工传动键300的两个安装面330，使传动键300的两个安装面330的距离与第一键槽110的底壁和第二键槽220的底壁之间的距离匹配。当传动键300安装于由第一键槽110和第二键槽220组合而成的安装槽中时，传动键300的两个安装面330分别贴合第一键槽110的底壁和第二键槽220的底壁，安装面330给传动键300提供定位作用。为便于安装传动键300，通常而言，两个传动面340与第一键槽110的两个侧壁(或第二键槽220的两个侧壁)具有间隙，即两个传动面340之间的距离略小于第一键槽110的两个侧壁(或第二键槽220的两个侧壁)之间的距离。传动轴100与传动部件200依靠传动键300的传动面340与第一键槽110及第二键槽220的槽壁的挤压来传递转矩。

参照图5所示，可以理解的是，变形缝320自安装面330朝向锥孔310的内壁贯穿，例如，变形缝320的贯穿方向相对安装面330倾斜，或者变形缝320的贯穿方向与安装面330垂直，贯穿方向即为变形缝320在传动键300的横截面的投影的延伸方向。通常而言，两侧的安装面330到锥孔310的内壁均设置有变形缝320，从而使得传动键300可朝两个传动面340张开，以消除传动面340与第一键槽110、第二键槽220的侧壁之间的间隙。

参照图5和图6所示，可以理解的是，具体而言，变形缝320的贯穿方向与传动面340平行，即变形缝320的贯穿方向与安装面330垂直，方便加工，且变形缝320沿贯穿方向的宽度更小，减少加工时废料的产生。

参照图5所示，可以理解的是，自两侧的安装面330朝向锥孔310的内壁贯穿的两个变形缝320对称布置，如关于锥孔310的中心线中心对称，或关于过锥孔310的中心线并垂直于传动面340的参考平面对称，使得传动键300能够均匀张开，提高传动面340与第一键槽110、第二键槽220的侧壁之间的贴合程度。

参照图4所示，可以理解的是，锥销400的锥度与锥孔310的锥度匹配，并且锥销400的长度小于锥孔310的深度，因此，当锥销400恰好完全插入锥孔310时，锥销400不对传动键300施加撑开的作用力，随锥销400进一步插入锥孔310，锥销400则可逐渐撑开传动键300，直至传动面340贴合第一键槽110、第二键槽220的侧壁，从而消除传动间隙。

通过在传动键300设置锥孔310和变形缝320，传动键300安装于传动轴100与传动部件200之间的第一键槽110和第二键槽220后，将锥销400的小端插入锥孔310，由于传动键300设置变形缝320，随锥销400的插入深度的增加，锥销400使传动键300朝两侧撑开，从而使传动键300的传动面340贴合第一键槽110和第二键槽220的侧壁，实现消除传动键300与传动轴100、传动键300与传动部件200之间的间隙，即消除传动轴100与传动部件200之间的间隙，有效减小传动误差，提高传动精度，并减少传动波动和降低噪音，整体结构简单，易于装配。

可以理解的是，锥销400的锥度大于锥孔310的锥度，且锥销400的最大外径大于锥孔310的最大内径，即锥销400的大端直径大于锥孔310的大端直径。通常而言，锥销400的小端直径小于锥孔310的大端直径，以便锥销400插入锥孔310。因此，将锥销400的小端插入锥孔310，在锥销400未完全插入锥孔310时，锥销400即可使传动键300撑开，直至传动面340贴合第一键槽110、第二键槽220的侧壁，即实现消除传动间隙。

参照图6所示，可以理解的是，锥孔310具有母线和中心线，定义母线与中心线的夹角为θ，满足：1°≤θ≤2°。使θ≥1°，可保证锥孔310具有足够的锥度，以便锥销400撑开传动键300，实现消除传动间隙。使θ≤2°，避免锥孔310的锥度过大，从而在锥销400插入锥孔310时，传动键300可缓慢撑开，易于控制，并可减小将锥销400压入锥孔310的作用力，方便安装。

参照图8所示，可以理解的是，锥销400的小端设置有导向部410，当然，锥销400的大端也可设置导向部410，导向部410可以是圆角或倒角。因此，在锥销400插入锥孔310的过程中，导向部410可提供导向作用，避免锥销400插歪，并方便安装。

上面结合附图对本发明实施例作了详细说明，但是本发明不限于上述实施例，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (10)

1.一种适用于高精度加工设备的传动间隙消除装置，其特征在于，包括：

传动轴，设有第一键槽，

传动部件，设有通孔并套设于所述传动轴，所述传动部件设有与所述第一键槽对应的第二键槽；

传动键，设于所述第一键槽和所述第二键槽中，所述传动键设有锥孔，所述锥孔的开口为大端，所述传动键还设有变形缝，所述变形缝自所述开口朝向所述锥孔的底部延伸设置，且所述变形缝沿所述锥孔的径向方向贯穿；

锥销，插接于所述锥孔，所述锥销适于撑开所述传动键。

2.根据权利要求1所述的一种适用于高精度加工设备的传动间隙消除装置，其特征在于：所述锥销的锥度与所述锥孔的锥度匹配，且所述锥销的长度小于所述锥孔的深度。

3.根据权利要求1所述的一种适用于高精度加工设备的传动间隙消除装置，其特征在于：所述锥销的锥度大于所述锥孔的锥度，且所述锥销的最大外径大于所述锥孔的最大内径。

4.根据权利要求1至3中任意一项所述的一种适用于高精度加工设备的传动间隙消除装置，其特征在于：所述传动键朝向所述第一键槽的底壁、所述第二键槽的底壁的两侧均具有安装面，所述变形缝自所述安装面朝向所述锥孔的内壁贯穿。

5.根据权利要求4所述的一种适用于高精度加工设备的传动间隙消除装置，其特征在于：沿所述传动轴的转动方向，所述传动键的两侧具有传动面，所述变形缝的贯穿方向与所述传动面平行。

6.根据权利要求4所述的一种适用于高精度加工设备的传动间隙消除装置，其特征在于：所述传动键设有至少两个所述变形缝，两个所述变形缝分别自两个所述安装面朝向所述锥孔的内壁贯穿。

7.根据权利要求6所述的一种适用于高精度加工设备的传动间隙消除装置，其特征在于：两个所述变形缝对称布置。

8.根据权利要求1所述的一种适用于高精度加工设备的传动间隙消除装置，其特征在于：所述锥孔具有母线和中心线，所述母线与所述中心线的夹角为θ，满足：1°≤θ≤2°。

9.根据权利要求1所述的一种适用于高精度加工设备的传动间隙消除装置，其特征在于：所述锥销的小端设有导向部。

10.根据权利要求9所述的一种适用于高精度加工设备的传动间隙消除装置，其特征在于：所述导向部为圆角或倒角。