CN1247591A - 在轴件上锁定机件的装置 - Google Patents

Abstract

一种可拆卸地将一具有锥形孔腔的机件100锁定在一具有圆柱形断面的轴件104上的装置,它包括一个具有内表面和锥形外表面的轴套101,和一具有圆柱形内表面和锥形外表面的、适于插入第一轴套中的第二轴套102。它还包括改变轴套101,102相对轴向位置的组件7,9,以便连接或松脱所述轴套互相之间联结和/或所述装置与所述轴件104和/或与所述机件100的联结。

Description

在轴件上锁定机件的装置

发明领域

本发明涉及一种可拆卸地在轴件上锁定机件的装置，更具体说，涉及一种能将带有锥形孔的机件锁定在圆柱形轴件上的装置。

背景技术

使机件可拆卸地锁定在轴件上的装置早已公知于世，这种装置设有一劈开的、具有锥形外表面和柱形内表面的轴套。在该轴套的外表面上，合宜的位置处至少设有一对凹空部，其凹空部的位置对应于机件孔上的攻有螺纹的凹空部，从而使得可以利用螺栓或平头螺钉将该轴套固紧在机件的毂部上。在该轴套上还设有一个螺纹凹空部，其位置对应于机件孔上的平滑凹空部，以便能使用先前卸下的两个平头螺钉之一而将轴套从机件上卸下。在轴套的内表面上和轴件的外表面上设有一键槽，以便使该轴套固定在轴件上。这种公知装置的实例之一就是在市场上可以购得的、其商业名称为SER-SIT^TM的装置。

在机件必须锁定在远离轴件端部的位置情况下，采用键不是很合适的，因为在这样的位置上加工出键槽是很困难的。加之，固定位置的键槽就限定死了该机件在该轴件上的角度位置。

在轴件上开出键槽，除了要求适当的加工外，还会使该轴件的结构强度降低。因此，为了等量地传递扭矩，就必须使轴件具有大的总断面，以便能提供出所需的有效断面。

大家还知道，通过键进行联结就会导致产生微振磨损(fretting)，这是由于轴件和轴套用键联结时它们之间有间隙(该间隙随时间而增大)。这种轴套和轴件之间的间隙导致机件相对于轴件角度位置的精确度下降，还会导致该键的断裂。此外，在轴套的外表面要设置一螺纹凹空部，这就需要长时间和精细的加工，并浪费相当多的金属材料。实际上，为了获取这样一种轴套就需要对比成品轴套大的多的工件进行钻削加工和螺纹加工，然后对该工件的外表面进行加工，直至在锥形外表面上获得螺纹凹空部。很明显，这极大地增加了生产成本。

基于摩擦原理的锁定轴套也已是公知的，这种锁定轴套用于具有柱形孔腔、至少包括一对锥形对开的轴套的机件上。

为了能传递摩擦力矩，这种锁定轴套产生相当大的径向压力，作用在机件的毂部上。因此，与轴件的断面相比较说，这种锁定轴套就要求机件具有很宽的毂部(对于由G-20号铸铁制造的毂部来说，其直径高达轴件直径的4倍)，并且在任何情况下都取决于毂部材料的屈服点。

这种轴套还可能有拆卸问题，这是由于将两个对开的轴套锁定在相应的联结面上的缘故。

尽管人们知道这些缺点有些时候了，但就本申请人所知，直到今天还没有提出一种能合宜地克服这些所引述缺点的装置。

上述公知装置的缺点在技术和成本两方面都都带来相当大的问题，因此，长时间以来人们就在寻求一种能克服这些缺点的技术解决方案。

本发明的公开

本发明的目的是制造一种用于使机件可拆卸地锁定在轴件上的装置，该装置能够很方便地进行组装和拆卸。

本发明另一目的是制造一种用于可拆卸地锁定机件的装置，该装置适合用于小直径的轴件，也适合用于小直径的毂部，在任何情况下都适合用于具有相同直径的轴件和毂部。

本发明的再一个目的是提供一种装置，它使机件能够可拆卸地、在角度上和轴向上两方面都高精确度地锁定在轴件上。

本发明的再一个目的是提供一种用于使机件可拆卸地锁定在轴件上的装置，该装置避免在互相联结的零件之间，即轴件、装置和毂部之间形成微振磨损。

本发明的目的通过一种可拆卸地锁定机件的装置来达到的，一种可拆卸地将一具有锥形孔腔的机件锁定在一具有圆柱形断面的轴件上的装置，这种装置至少包括一个具有锥形外表面的轴套，和一个或多个平头螺钉或螺栓，各平头螺钉或螺栓可在所述机件孔腔上的螺纹凹空部和所述第一轴套外表面上的平滑凹空部之间配合，以便将所述第一轴套固紧在所述机件上，本发明装置的特征在于所述第一轴套具有锥形内表面；在于至少包括一个具有圆柱形内表面和锥形外表面的第二轴套，该锥形外表面顶靠在所述第一轴套的锥形内表面上，所述第二轴套具有的形状和尺寸应使其能至少部分的插入所述的第一轴套中，包括改变轴套相对轴向位置的组件，以便连接或松脱所述轴套互相之间联结和/或所述装置与所述轴件和/或与所述机件的联结。

在轴套、轴件和机件之间产生一种摩擦联结节作用，不用键就能传递特别大的转矩。在装置和轴件之间消除了间隙，从而防止与轴件接触的表面形成微振磨损。此外，完全没有间隙就确保了自始至终有更精确的和可靠的锁定，因为锁定再不会受到键磨损或可能的断裂的影响。可以更自由地，也更精确地在轴向上和角度上将机件安置在轴件上。

对于等量传递转矩说，本发明装置采用较小断面的轴件，因为在该轴件上再不需要开一键槽。

另外，不管机件锁定在轴件上什么位置，在轴件上组装上或拆卸下机件的操作都是相当简单的。实际上，本发明装置允许机件用不同的方法从轴件上卸取下来。例如，通过对将第一轴套固定到机件上的组件进行操作，就可能只卸下机件，而使锁定装置继续固紧在轴件上。另外的做法是，通过对改变轴套相对位置的组件进行操作，就可能松脱锥形轴套互相之间的联结，而同时却保持第一轴套和机件之间的联结。

本发明另一个优点是在经济上可有相当的节约，这来自于减少了使用者必须库存的机件的数量和种类。与公知类型的锁定要求相比说，本发明装置实际上还适合于锁定具有小直径毂部的机件，也适合于具有小直径的轴件。

另外，本发明装置可以有利地用于具有锥形孔腔的机件，不需要作任何改动，而对于公知类型的轴套说，这些机件要作预置预调。

根据本发明一最佳实施例，在第一轴套的外表面上只设有平滑凹空部，这样就避免了需要大量加工该轴套的外表面。

根据一可能的实施例，第一轴套由一整体连续的轴套组成，而第二轴套则至少设有一个劈开部分。另一种做法是，第一轴套也是劈开型的。

第二轴套在其端部之一上设有一环形法兰盘，并且至少在具有锥形外表面的部分上开有至少一个纵向切口。

根据最佳实施例，只在具有锥形外表面的部分上，在直径上相对处开有两个切口，也就是说，切口不通到环形法兰盘上。这点与完全劈开的轴套相比说能确保机械应力有更好的分布，也能确保装置安装时有更好的对中性。另外，一个无切口的环形法兰盘不会降低强度，不会在安装时由于螺钉压力的作用而产生翘曲。

在各种情况下，由于两个轴套的联结产生的大径向压力作用在第一轴套上，而不是作用在机件的毂部上，这样就可以采用带有其直径很接近于轴件直径的毂部的机件。

第一轴套的锥形内表面和第二轴套的锥形外表面有一斜角，该斜角根据要满足的相对立的要求在1°-10°之间选择，即可以传递大转矩的要求(例如1°)，和防止两个轴套之间卡死及方便装置的拆卸的要求(例如10°)。根据本发明的一最佳实施例，角度选择为3 °，这个角度能很好地调和上述两个相对立的要求。

改变轴套相对轴向位置的组件，特别是加紧两轴套之间联结和第二轴套与轴件之间联结的组件包括有多个螺栓，这些螺栓插入第二轴套环形法兰盘上的、在角度上等距间隔的通孔中，并与设置在第一轴套套体中的相对应的螺纹孔配合。这样，通过拧紧沿整个法兰盘角度上等距分布的螺栓，就容易地确保在轴套之间有均匀的联结配合。

根据本发明最佳实施例，在环形法兰盘上的通孔和安置在第一轴套套体中螺纹孔，其轴线相对于轴套的轴线说是倾斜的。另外，第二轴套的法兰盘最好在其外表面上也设有一个倾斜部分，该倾斜部分是相对于一个垂直轴套轴线的平面而倾斜的。

这些倾斜的角度最好等于第二轴套外表面的斜角，从而限制了装置的总体尺寸，特别是第一轴套的尺寸。

附图的简要说明

现结合附图对本发明实施例做一说明，以便更明显地展示本发明的优点和特征，这些说明不是限定性的，这些附图是：

图1是沿图2中1-1线的剖视图，所示为本发明装置一实施例的轴套；

图2是图1的俯视图；

图3是沿图4中III-III线的剖视图，所示为本发明装置另一实施例的轴套；

图4是图3的俯视图；

图5是一与本发明装置另一实施例连接的机件的剖视图；

图6是图5所示装置轴套之一的剖视图；

图7是图5所示装置另一轴套的剖视图；

图8是本发明装置尚未组装的分解立体图，展示了一待锁定的机件和一该机件必须锁定其上的轴件；

图9是本发明装置再一实施例的剖视图。

本发明的实施例

本发明的锁定装置包括有一第一轴套1(见图1和2)，该轴套具有一锥形外表面和一也是锥形的内表面。该轴套1设有一凹空部5，后者使轴套1能通过螺栓或平头螺钉固定到一机件的毂部上。特别是，凹空部5是平滑的，并与机件100上的攻有螺纹的凹孔105对齐，以便可以通过螺栓或平头螺钉固定住轴套。(参见图8)。

螺纹孔7接纳来自第二轴套2(见图3和4)的锁紧螺栓9(见图8)，第二轴套的形状和大小应使其能插装入第一轴套1中。

图1和2所示的轴套1最好是“整体连续的”，但是也可以采用一种“劈开的”轴套。“劈开的”这一表述是意味着一轴套设有一贯通该轴套整个长度的纵向开口10(见图2虚线所示)。图3和4所示的轴套2设有一锥形外表面23和一柱形内表面24。根据最佳实施例，轴套2在直径上相对处设开口20，并且在其一个端部设有一未切开的法兰盘21。

在法兰盘21上开有一对凹空部25，它使得可以利用一工具拧紧或拧松轴套1的固紧螺栓或平头螺钉8。在法兰盘21上还钻出接纳螺栓9用的通孔27，这些螺栓与轴套1的螺纹孔7配合。通孔27和螺纹孔是等角度间隔分布的，例如，如果在第一轴套1和第二轴套2的法兰盘21上设有6个螺纹孔和通孔，那么它们互相之间的间隔就是60°。

此外，在法兰盘21上还设有用于接纳螺栓或螺纹销钉的通孔26，这些螺栓或螺纹销钉与轴套1的体部配合，以便能够松脱轴套1和2之间的联结，当然，这是在卸掉固紧螺栓9之后。

轴套1的锥形外表面3一般作成角度为β的斜面，该角度等于待锁定机件的锥孔的角度。角度β可以在1°-10°之间选择，最好定在4°。

轴套1的锥形内表面和轴套2的锥形外表面则作成角度为α的斜面，角度α可以在1°-10°之间变化，最好定在3°。

图5所示为配有本发明锁定装置另一实施例的机件100。图5中所示锁定装置的轴套1和2则展示在图6和7中。根据本实施例，在轴套2的法兰盘21上的通孔27以及轴套1中的螺纹孔7，其轴线相对于轴套的轴线说是倾斜的。该倾斜角度最好等于角度α，即等于第二轴套2外表面23的斜角，和等于第一轴套1内表面4的斜角。

另外，第二轴套2的法兰盘21在其外表面上设有一圆周部分52，该圆周部分相对于垂直于同一轴套2轴线的平面倾斜一个角度α。如果需要，第一轴套1也可以在其前表面上设有一圆周部分51，该圆周部分相对于垂直于同一轴套1轴线的平面倾斜一个角度α。这种做法的优点是可以减少装置的尺寸。

图8展示出本发明的锁定装置，以及一轴件104和一必须锁定在该轴件上的机件100。锁定是通过将平头螺钉8(为简化只展示出一个)拧入机件100的毂部上的螺纹孔105和轴套1上的平滑凹空部5中而使轴套1固紧来进行的。轴件104插在轴套2中，而后者则插在轴套1中。轴套1和2之间以及轴套2和轴件104之间的联结紧固是通过将多个螺栓9(为简化只展示一个)插入轴套2的法兰盘21上的通孔27中，并拧入轴套1上的螺纹孔7中来进行的。如前述已清楚地指出，轴套1和2之间的松脱是通过螺栓来进行的，这些螺栓拧在轴套2的法兰盘21上的螺纹孔26中，并顶靠在轴套1的套体上。在该操作之后，还可以采用下述方法将轴套1从机件100上卸下。首先，部分拧松螺钉8直至它们突出于第一轴套1和机件100的毂部。之后，应该将第二轴套2插入第一轴套1中，并相对于轴套1作转动，直至环状法兰盘21上的通孔27与轴套1上的螺纹孔7对齐，法兰盘21上的凹空部25与平头螺钉8错开。这时，通过拧动对齐的孔27和7中的固紧螺栓9，法兰盘21就被带动顶靠在突出的平头螺钉8上，从而就可以将第一轴套1从机件的毂部中拉出。

图9展示出本发明锁定装置的再一实施例。在前述的实施例中，第一轴套的内外表面是向同一方向倾斜的，而在图9所示的实施例中，第一轴套101外表面倾斜的方向则与内表面的相反，至于第二轴套102则基本上与前面根据图1至8所述实施例中的轴套2相同。

在9所示的实施例中轴套101和102以及和轴件104，机件100的毂部的联结单用螺栓就能做到，从而使得利用平头螺钉将轴套101固紧在同一机件上的操作变得多余，但可以使得轴套101用在设有凹空部105的机件上。

Claims (18)

1.一种可拆卸地将一具有锥形孔腔的机件锁定在一具有圆柱形断面的轴件上的装置，这种装置至少包括一个具有锥形外表面的轴套，和一个或多个平头螺钉或螺栓，各平头螺钉或螺栓可在所述机件孔腔上的螺纹凹空部和所述第一轴套外表面上的平滑凹空部之间配合，以便将所述第一轴套固紧在所述机件上，本发明装置的特征在于所述第一轴套具有锥形内表面；在于至少包括一个具有圆柱形内表面和锥形外表面的第二轴套，该锥形外表面顶靠在所述第一轴套的锥形内表面上，所述第二轴套具有的形状和尺寸应使其能至少部分的插入所述的第一轴套中，包括改变轴套相对轴向位置的组件，以便连接或松脱所述轴套互相之间联结和/或所述装置与所述轴件和/或与所述机件的联结。

2.根据权利要求1所述的锁定装置，其特征在于所述第一轴套在其锥形外表面上只设有平滑的凹空部。

3.根据权利要求1所述的锁定装置，其特征在于所述第一轴套由一整体连续的轴套组成，而所述第二轴套由至少设有一劈开部分的轴套组成。

4.根据权利要求1所述的锁定装置，其特征在于所述第一轴套由一劈开的轴套组成，而所述第二轴套由至少设有一劈开部分的轴套组成。

5.根据权利要求3或4所述的锁定装置，其特征在于所述第二轴套的劈开部分由两个或多个等角度分布设置的纵向切口组成。

6.根据权利要求5所述的锁定装置，其特征在于所述第二轴套的劈开部分由两个在直径方向相对位置上设置的切口组成。

7.根据前述任一权利要求所述的锁定装置，其特征在于所述第一轴套的锥形外表面具有一个取值1°-10°之间的斜角。

8.根据权利要求7所述的锁定装置，其特征在于所述第一轴套的锥形外表面具有一个约为4°的斜角。

9.根据前述任一权利要求所述的锁定装置，其特征在于其特征在于所述第一轴套的锥形内表面和所述第二轴套的锥形外表面具有一个取值1°-10°之间的斜角。

10.根据权利要求9所述的锁定装置，其特征在于其特征在于所述第一轴套的锥形内表面和所述第二轴套的锥形外表面具有一个约为3°的斜角。

11.根据前述任一权利要求所述的锁定装置，其特征在于所述第一轴套的锥形内表面和锥形外表面沿相同方向倾斜。

12.根据权利要求1-10中任一所述的锁定装置，其特征在于所述第一轴套的锥形内表面和锥形外表面沿相反方向倾斜。

13.根据前述任一权利要求所述的锁定装置，其特征在于所述第二轴套在其端部之一处设有一环形法兰盘。

14.根据权利要求1所述的锁定装置，其特征在于所述改变所述轴套的相对轴向位置的组件包括多个螺栓，这些螺栓插入位于第二轴套环形法兰盘上的通孔中，并与设置在第一轴套套体中的相对应的螺纹孔配合。

15.根据权利要求14所述的锁定装置，其特征在于所述通孔和所述螺纹孔是等角度间隔分布的。

16.根据前述任一权利要求所述的锁定装置，其特征在于所述改变所述轴套的相对轴向位置的组件包括多个螺栓，这些螺栓顶靠在所述第一轴套的套体上，并拧配在位于所述第二轴套环形法兰盘上的相应螺纹孔中。

17.根据权利要求13-16中任一所述的锁定装置，其特征在于位于所述环形法兰盘上的所述螺纹孔、所述通孔，以及安置在所述第一轴套套体上的所述螺纹孔，其轴线相对于所述轴套的轴线说是倾斜的，所述倾斜的倾斜角等于所述第二轴套外表面的斜角。

18.根据前述任一权利要求所述的锁定装置，其特征在于所述法兰盘在其外表面上设有一个相对于一垂直轴套轴线的平面是倾斜的部分，该倾斜的角度等于所述第一轴套的内表面和/或所述第二轴套外表面的斜角。

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