CN201155530Y - 弹簧花键联轴器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种弹簧花键联轴器，包括连接装置和至少一个弹性联轴节，所述弹性联轴节包括同轴套设的内齿套和外齿轴，所述内齿套和外齿轴之间设有若干个包容腔，所述若干个包容腔的圆心位于内齿套和外齿轴之间与内齿套同轴的圆上，所述包容腔内设有弹性花键，所述内齿套与外齿轴的配合面之间设有一定间隙。本实用新型在中、低速、重载条件下具有尺寸紧凑，现场无障碍自由装配/拆卸方便，承载能力、轴向、角向、径向位移补偿能力极大、性价比高等优势。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种弹簧花键联轴器。
背景技术
弹性联轴器的使命是在将原动机的转矩传递给从动机的同时，补偿原动机转轴与从动机转轴之间由于制造误差、安装误差、承载变形、热变形等所引起的轴线不对中偏移。
现有技术中的弹簧销联轴器相对于非金属(弹性柱销联轴器)是一大进步，但其体积、重量、转动惯量仍不尽如人意，结构相对复杂，制造成本偏高，而且由于弹簧销联轴器内腔的容积偏大，使得渴望润滑的部位难以得到有效的润滑；轴向位移补偿量偏大时，会使得弹簧销脱离最佳位置，高速工作又叠加弹簧销的脱位倾向，容易引发弹簧销表面与弹簧销孔表面之间因存在高频微滑动而引起表面胶合或表面磨损现象，可能促使弹簧销提前失效。
发明内容
本实用新型目的是提供一种弹簧花键联轴器，把传统的渐开线齿轮联轴器上的固定“齿”从内齿套和外齿轴上剥离出来，形成独立的具有弹性的圆柱形、鼓形或者螺旋弹簧形式的活动键。用弹性材料制作此活动键，使得与现有的弹簧销联轴器相比，其尺寸更紧凑、容积很小、重量更小，缓冲能力更突出、轴向自由伸缩能力和较高的性价比等优势。花键包容腔的体积远小于弹簧销的包容腔，弹簧花键联轴器可以轴向自如伸缩，不存在弹簧销在工作中有脱离最佳位置的危险倾向。它的径向位移补偿更加直接而且传动效率更高；润滑条件比弹簧销联轴器优越得多；工艺性好、性价比高。
本实用新型的技术方案是：一种弹簧花键联轴器，包括连接装置和至少一个弹性联轴节，所述弹性联轴节包括同轴套设的内齿套和外齿轴，所述内齿套和外齿轴之间设有若干个包容腔，所述若干个包容腔的圆心位于内齿套和外齿轴之间与内齿套同轴的圆上，所述包容腔内设有弹性花键，所述内齿套与外齿轴的配合面之间设有一定间隙。
本实用新型进一步的技术方案是：一种弹簧花键联轴器，包括连接装置和至少一个弹性联轴节，所述弹性联轴节包括同轴套设的内齿套和外齿轴，所述内齿套和外齿轴之间设有若干个包容腔，所述若干个包容腔的圆心位于内齿套和外齿轴之间与内齿套同轴的圆上，所述包容腔内设有弹性花键，所述内齿套与外齿轴的配合面之间设有一定间隙；所述弹性花键可为实心圆柱体、空心鼓形体、单一圆柱螺旋弹簧、多层圆柱螺旋弹簧、多层斜切口卷簧管、若干个左右螺旋相间的圆柱螺旋弹簧与若干个斜切口卷簧管的组合或若干个左右螺旋相间的圆柱螺旋弹簧与若干个正切口卷簧的组合；所述实心圆柱体或空心鼓形体为弹性材料制成，所述实心圆柱体两端带有圆弧或慢锥度，所述空心鼓形体带有圆弧面；所述单一圆柱螺旋弹簧为矩形或圆形断面的弹簧丝缠绕成形；多层圆柱螺旋弹簧为圆柱螺旋弹簧左右螺旋相间复合而成；所述多层斜切口卷簧管为若干斜切口卷簧管左右螺旋相间复合而成；所述外齿轴内部设有油脂储存室，所述油脂储存室的封口为可拆卸的活动盖或不可拆卸的堵盖，所述油脂储存室设置有通向弹性花键的油路，所述油脂储存室的终端设有径向贯穿外齿轴的长销；所述内齿套的一端连接有密封装置，所述密封装置外端还依次设有滑环和盖板，所述密封装置、滑环和盖板都设置在该端的外齿轴外，内齿套的另一端与连接装置连接固定，所述连接装置为法兰或间隔段。
本实用新型更为详细的技术方案是：一种弹簧花键联轴器，包括连接装置和至少一个弹性联轴节，所述弹性联轴节包括同轴套设的内齿套和外齿轴，所述内齿套和外齿轴之间设有若干个包容腔，所述若干个包容腔的圆心位于内齿套和外齿轴之间与内齿套同轴的圆上，所述包容腔内设有弹性花键，所述内齿套与外齿轴的配合面之间设有一定间隙；所述弹性花键可为实心圆柱体、空心鼓形体、单一圆柱螺旋弹簧、多层圆柱螺旋弹簧、多层斜切口卷簧管、若干个左右螺旋相间的圆柱螺旋弹簧与若干个斜切口卷簧管的组合或若干个左右螺旋相间的圆柱螺旋弹簧与若干个正切口卷簧的组合；所述实心圆柱体或空心鼓形体为弹性材料制成，所述实心圆柱体两端带有圆弧或慢锥度，所述空心鼓形体带有圆弧面；所述单一圆柱螺旋弹簧为矩形或圆形断面的弹簧丝缠绕成形；多层圆柱螺旋弹簧为圆柱螺旋弹簧左右螺旋相间复合而成；所述多层斜切口卷簧管为若干斜切口卷簧管左右螺旋相间复合而成；所述外齿轴内部设有油脂储存室，所述油脂储存室的封口为可拆卸的活动盖或不可拆卸的堵盖，所述油脂储存室设置有通向弹性花键的油路，所述油脂储存室的终端设有径向贯穿外齿轴的长销；所述内齿套的一端连接有密封装置，所述密封装置外端还依次设有滑环和盖板，所述密封装置、滑环和盖板都设置在该端的外齿轴外，内齿套的另一端与连接装置连接固定，所述连接装置为法兰或间隔段；所述密封装置内侧与外齿轴之间还设有弹簧组，所述弹簧组为左右螺旋相间的圆柱螺旋压缩弹簧组或者波形弹簧组，所述波形弹簧组包括多层波形弹簧和隔板；所述间隔段的法兰边上设有油塞，所述间隔段与外齿轴之间设有储油池；所述弹簧花键联轴器包含有两个对称设置的弹性联轴节，所述两个弹性联轴节的两个内齿套分别与同一个间隔段的两端连接固定；所述弹簧花键联轴器包含有两个对称设置的弹性联轴节，所述两个弹性联轴节的两个外齿轴的端部对应扣接，所述连接装置还包括设于两个外齿轴端的接触面之间用于传递扭矩的横键以及套设于两个外齿轴外用于定位的环形外套，所述环形外套分别通过两个径向贯穿的长销与两个外齿轴连接固定；所述连接装置还包括固定于外齿轴外端的法兰盘；所述连接装置还包括固定在法兰或外齿轴上用于传递扭矩的双圆头平键，所述双圆头平键与法兰或外齿轴通过特种螺钉相对固定。
本实用新型优点是：
1.本实用新型可以用圆柱螺旋弹簧做弹性花键，利用其在承载时的形体变形获得了退让条件，这就为联轴器的角向、径向补偿提供了活动空间，也为联轴器的缓冲提供了空间条件；其还可以用左右相间的多层圆柱螺旋弹簧做弹性花键，进而使联轴器具有更加丰富的弹性和缓冲性。圆柱螺旋弹簧像正齿轮的齿一样，允许内齿套与外齿轴的相对位置一定程度的错开量，即允许内齿套相对于外齿轴可以自由伸缩。
2.本实用新型具备了挠性联轴器的全部要素，并且与齿轮联轴器相比，其还具备良好的缓冲性。
3.本实用新型的承载能力、补偿能力、缓冲能力远远领先于橡胶套(弹性柱销联轴器)，而其体积、重量、转动惯量则成倍小于弹性柱销联轴器。
4.本实用新型在具有极大的自由伸缩功能的同时，还具有大的角向、径向位移补偿功能和显著的缓冲功能。
5.本实用新型在中、低速、重载条件下具有尺寸紧凑，现场无障碍自由装配/拆卸方便，承载能力、轴向、角向、径向位移补偿能力极大、性价比高等优势。
附图说明
图1为实施例一的结构示意图，为图5的G-G剖面图；
图2为实施例二的结构示意图，为图5的G-G剖面图；
图2A为图2中I部的局部放大示意图；
图3为实施例三的结构示意图，为图5的G-G剖面图；
图4为实施例四的结构示意图，为图5的G-G剖面图；
图4A为图4的S-S剖面图；
图5为图1、图2、图3和图4的Q-Q剖面图；
图6A为两端带有慢锥度的实心圆柱体的弹性花键结构示意图；
图6B为两端带有圆弧的实心圆柱体的弹性花键结构示意图；
图6C为圆柱形空心体的弹性花键结构示意图；
图6D为带有圆弧面空心体的弹性花键结构示意图；
图6E为圆形断面钢丝绕制的圆柱螺旋弹簧的弹性花键结构示意图；
图6F为矩形断面钢丝绕制的圆柱螺旋弹簧的弹性花键结构示意图；
图6G为多层左右相间圆柱螺旋弹簧复合的弹性花键结构示意图；
图6H为多层左右相间斜切口卷簧管复合的弹性花键结构示意图；
图6I为圆柱螺旋弹簧与斜切口卷簧一隔一的套合在一起的弹性花键结构示意图；
图6J为正切口卷簧与圆柱螺旋弹簧一隔一套合在一起的弹性花键结构示意图；
图7为波形弹簧旋转180°的移出剖面；
图7A为图7的侧向视图；
图7B为图7A沿圆周展开的展开图；
图8为橡胶套弹性柱销联轴器结构示意图；
图9为双啮合弹簧销联轴器结构示意图。
其中：1法兰；2弹性联轴节；3圆柱螺旋压缩弹簧组；4定距套；5波形弹簧组；51波形弹簧；52隔板；6密封圈；7活动盖；8弹性花键；81实心圆柱体；82空心体；83圆柱螺旋弹簧；84多层圆柱螺旋弹簧；85多层斜切口卷簧管；851斜切口卷簧管；86正切口卷簧；9密封装置；10盖板；11长销；12螺栓；13法兰盘；14矩形键头；15油塞；16油脂储存室；17油路；18外齿轴；19内齿套；20滑环；21内六角头螺钉；22储油池；23堵盖；24双圆头平键；25内卡簧；26特种螺钉；27环形外套；28垫圈；29间隔段；30间隙；31横键；32针阀式油杯。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步描述：
实施例：如图1至图9所示，一种弹簧花键联轴器，包括连接装置和至少一个弹性联轴节2，所述弹性联轴节2包括同轴套设的内齿套19和外齿轴18，所述内齿套19和外齿轴18之间设有若干个包容腔，所述若干个包容腔的圆心位于内齿套19和外齿轴18之间与内齿套19同轴的圆上，所述包容腔内设有弹性花键8，所述内齿套19与外齿轴18的配合面之间设有一定间隙30。
所述弹性花键8可为实心圆柱体81、空心体82、单一圆柱螺旋弹簧83、多层圆柱螺旋弹簧84、多层斜切口卷簧管85、若干个左右螺旋相间的圆柱螺旋弹簧83与若干个斜切口卷簧管851的组合或若干个左右螺旋相间的圆柱螺旋弹簧83与若干个正切口卷簧86的组合；所述实心圆柱体81或空心体82为弹性材料制成，所述实心圆柱体81两端带有圆弧或慢锥度，所述空心体82可为空心圆柱体或带圆弧面的空心鼓形体；所述单一圆柱螺旋弹簧83为矩形或圆形断面的弹簧丝缠绕成形；多层圆柱螺旋弹簧84为圆柱螺旋弹簧83左右螺旋相间复合而成；所述多层斜切口卷簧管85为若干斜切口卷簧管851左右螺旋相间复合而成。
所述外齿轴18内部设有油脂储存室16，所述油脂储存室16的封口为可拆卸的活动盖7或不可拆卸的堵盖23，活动盖7外圈还设有密封圈6，活动盖7端部用内卡簧25固定；所述油脂储存室16设置有通向弹性花键8的油路17，所述油脂储存室16的终端设有径向贯穿外齿轴18的长销11。
所述的内齿套19上，在弹性花键8孔的外围，有数量与弹性花键一致或者是与弹性花键数量成约数关系的螺纹孔；所述内齿套19的一端连接有密封装置9，所述密封装置9外端还依次设有滑环20和盖板10，所述密封装置9、滑环20和盖板10都设置在该端的外齿轴18外，一组内六角头螺钉21把密封装置9通过上述的螺纹孔与内齿套19连接在一起，一组螺栓12将密封装置盖板10固定在密封装置9和滑环20的外侧面上；内齿套19的另一端与连接装置连接固定，所述连接装置为法兰1或间隔段29，另一组螺栓12穿过法兰1或间隔段29的法兰边将法兰1或间隔段29通过上述的螺纹孔与内齿套19螺合连接在一起。法兰1或间隔段29内侧面与弹性花键8之间还设有定距套4。螺栓12与法兰1或盖板10之间还垫设有垫圈28。
所述密封装置9内侧与外齿轴18之间还设有弹簧组，所述弹簧组为左右螺旋相间的圆柱螺旋压缩弹簧组3或者波形弹簧组5，所述波形弹簧组5包括多层波形弹簧51和隔板52。
所述间隔段29或法兰1的法兰边上设有，所述间隔段29法兰1与外齿轴18之间设有储油池22，可以通过油塞15或针阀式油杯32往储油池22中注入润滑油。
所述连接装置还可包括通过一组螺栓12固定于外齿轴18外端的法兰盘13，所述法兰盘13中间设有矩形键头14。所述的外齿轴18的伸出轴或者直接与主题设备的输入、输出轴相连接，或者通过法兰盘13与主题设备的输入、输出轴相连接。
所述连接装置还包括固定在法兰1或外齿轴18上用于传递扭矩的双圆头平键24，所述双圆头平键24与法兰1或外齿轴18通过特种螺钉26相对固定。当主题设备的输入、输出轴与联轴器的法兰1或外齿轴18之间采用双圆头平键24传递扭矩时，输入、输出轴与联轴器的法兰1或外齿轴18之间的相对位置依靠特种螺钉26穿过轴套壁，插入双圆头平键24对应孔的方式来确定。
具体实施例一：
如图1和图5所示，所述的外齿轴18通过法兰盘13与主题设备的输入、输出轴相连接、配合。法兰盘13依靠一组螺钉固定在外齿轴18上。
所述的内齿套19依靠一组螺栓12与法兰1相连接。一个定距套4介于法兰1内侧面与弹性花键8组之间，使得外齿轴18在做伸缩运动时，弹性花键8组不会偏离设计位置。
所述的内齿套19的另一侧依靠一组内六角螺钉21与密封装置9相连接。密封装置9的内侧是滑环20。一组螺钉12在把滑环20的位置固定的同时，也把上述的螺栓21给锁定了。
所述的外齿轴18的内部为油脂储存室16，所述油脂储存室16用可拆卸的活动盖7封口，所述油脂储存室16设置有通向弹性花键8的油路17，所述油脂储存室16的终端有径向贯穿外齿轴18的长销11。
当主题设备的输入、输出轴与联轴器的法兰1或外齿轴18之间，采用双圆头平键24传递扭矩时，输入、输出轴与联轴器的法兰1或外花键轴18之间的相对位置依靠特种螺钉26穿过轴套壁，插入双圆头平键24对应孔的方式确定。
联轴器工作时，动力设备输出轴可通过法兰1带动内齿套19。内齿套19压迫弹性花键8后把力传递给外齿轮轴，再通过外齿轴18上的法兰传递给工作机。
具体实施例二：
如图2和图5所示，所述的外齿轴18直接与主题设备的输入、输出轴相连接。所述的内齿套19通过一组螺栓12与法兰1连接，法兰1的法兰边上设有针阀式油杯32用于往储油池22中注入润滑油。
具体实施例三：
如图3和图5所示，所述弹簧花键联轴器包含有两个对称设置的弹性联轴节2，两个对称设置的弹性联轴节2之间是间隔段29，所述两个弹性联轴节2的两个内齿套19通过两组螺栓12分别与同一个间隔段29的两端连接固定。所述间隔段29的法兰边上设有油塞15，在弹性花键8组的一侧设有储油池22，在弹性花键8组靠近滑环20的一侧，设有左右螺旋相间的圆柱螺旋弹簧组3或者波形弹簧组5，波形弹簧组5包括多层波形弹簧5.1和隔板5.2。圆柱螺旋压缩弹簧组3或者波形弹簧组5的作用是防止带有两个内花键齿轮套19的以间隔段29为中心的组件在工作中发生轴向窜动。
当主题设备的输入、输出轴与联轴器的法兰1或外齿轴18之间，采用双圆头平键24传递扭矩时，输入、输出轴与联轴器的法兰1或外齿键轴18之间的相对位置依靠特种螺钉26穿过轴套壁，插入双圆头平键24对应孔的方式确定。
具体实施例四：
如图4和图5所示，所述弹簧花键联轴器包含有两个对称设置的弹性联轴节2，所述两个弹性联轴节2的两个外齿轴18的端部对应扣接，所述连接装置还包括设于两个外齿轴端的接触面之间用于传递扭矩的横键31以及套设于两个外齿轴18外用于定位的环形外套27，所述环形外套27分别通过两个径向贯穿的长销11与两个外齿轴18连接固定。
在弹性花键8组靠近滑环20的一侧，设有左右螺旋相间的圆柱螺旋弹簧组3或者波形弹簧组5。波形弹簧组5包括多层波形弹簧5.1和隔板5.2。圆柱螺旋压缩弹簧组3或者波形弹簧组5的作用是：防止用横键、环形轴套和长销所连接的两个外齿轴18组件在工作中发生轴向窜动。
本实用新型在中、低速、重载条件下具有尺寸紧凑，现场无障碍自由装配/拆卸方便，承载能力、轴向、角向、径向位移补偿能力极大、自润滑性好、自由伸缩性好、性价比高等优势。
Claims (10)
1.一种弹簧花键联轴器，包括连接装置和至少一个弹性联轴节(2)，所述弹性联轴节(2)包括同轴套设的内齿套(19)和外齿轴(18)，其特征在于：所述内齿套(19)和外齿轴(18)之间设有若干个包容腔，所述若干个包容腔的圆心位于内齿套(19)和外齿轴(18)之间与内齿套(19)同轴的圆上，所述包容腔内设有弹性花键(8)，所述内齿套(19)与外齿轴(18)的配合面之间设有一定间隙(30)。
2.根据权利要求1所述的弹簧花键联轴器，其特征在于：所述弹性花键(8)可为实心圆柱体(81)、空心体(82)、单一圆柱螺旋弹簧(83)、多层圆柱螺旋弹簧(84)、多层斜切口卷簧管(85)、若干个左右螺旋相间的圆柱螺旋弹簧(83)与若干个斜切口卷簧管(851)的组合或若干个左右螺旋相间的圆柱螺旋弹簧(83)与若干个正切口卷簧(86)的组合；所述实心圆柱体(81)或空心体(82)为弹性材料制成，所述实心圆柱体(81)两端带有圆弧或慢锥度，所述空心体(82)可为空心圆柱体或带圆弧面的空心鼓形体；所述单一圆柱螺旋弹簧(83)为矩形或圆形断面的弹簧丝缠绕成形；多层圆柱螺旋弹簧(84)为圆柱螺旋弹簧(83)左右螺旋相间复合而成；所述多层斜切口卷簧管(85)为若干斜切口卷簧管(851)左右螺旋相间复合而成。
3.根据权利要求1所述的弹簧花键联轴器，其特征在于：所述外齿轴(18)内部设有油脂储存室(16)，所述油脂储存室(16)的封口为可拆卸的活动盖(7)或不可拆卸的堵盖(23)，所述油脂储存室(16)设置有通向弹性花键(8)的油路(17)，所述油脂储存室(16)的终端设有径向贯穿外齿轴(18)的长销(11)。
4.根据权利要求1所述的弹簧花键联轴器，其特征在于：所述内齿套(19)的一端连接有密封装置(9)，所述密封装置(9)外端还依次设有滑环(20)和盖板(10)，所述密封装置(9)、滑环(20)和盖板(10)都设置在该端的外齿轴(18)外，内齿套(19)的另一端与连接装置连接固定，所述连接装置为法兰(1)或间隔段(29)。
5.根据权利要求4所述的弹簧花键联轴器，其特征在于：所述密封装置(9)内侧与外齿轴(18)之间还设有弹簧组，所述弹簧组为左右螺旋相间的圆柱螺旋压缩弹簧组(3)或者波形弹簧组(5)，所述波形弹簧组(5)包括多层波形弹簧(51)和隔板(52)。
6.根据权利要求4所述的弹簧花键联轴器，其特征在于：所述间隔段(29)或法兰(1)的法兰边上设有油塞(15)或针阀式油杯(32)，所述间隔段(29)法兰(1)与外齿轴(18)之间设有储油池(22)。
7.根据权利要求5所述的弹簧花键联轴器，其特征在于：所述弹簧花键联轴器包含有两个对称设置的弹性联轴节(2)，所述两个弹性联轴节(2)的两个内齿套(19)分别与同一个间隔段(29)的两端连接固定。
8.根据权利要求4所述的弹簧花键联轴器，其特征在于：所述弹簧花键联轴器包含有两个对称设置的弹性联轴节(2)，所述两个弹性联轴节(2)的两个外齿轴(18)的端部对应扣接，所述连接装置还包括设于两个外齿轴(18)端的接触面之间用于传递扭矩的横键(31)以及套设于两个外齿轴(18)外用于定位的环形外套(27)，所述环形外套(27)分别通过两个径向贯穿的长销(11)与两个外齿轴(18)连接固定。
9.根据权利要求1所述的弹簧花键联轴器，其特征在于：所述连接装置还包括固定于外齿轴(18)外端的法兰盘(13)。
10.根据权利要求4所述的弹簧花键联轴器，其特征在于：所述连接装置还包括固定在法兰(1)或外齿轴(18)上用于传递扭矩的双圆头平键(24)，所述双圆头平键(24)与法兰(1)或外齿轴(18)通过特种螺钉(26)相对固定。
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