CN201916375U - 用于光电传感器的万向联轴器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于光电传感器的万向联轴器，包括单叉方榫(9)、单叉轴(7)以及用于连接单叉方榫(9)和单叉轴(7)的双叉(8)；其特征在于，单叉方榫(9)与双叉(8)的第一个叉体通过第一十字轴和第一圆柱销连接，第一十字轴设置在该第一个叉体内；第一圆柱销穿过单叉方榫(9)的两个通孔、第一个叉体上的(2)个通孔以及第一十字轴上的一个通孔；第一圆柱销中部还设有用于第一连接件穿过的通孔；第一连接件同时穿过第一十字轴的另一个通孔和第一圆柱销中部的通孔。该用于光电传感器的万向联轴器抗剪切力强度高、可靠性好，更能适应于在恶劣环境中工作。

Description

用于光电传感器的万向联轴器

技术领域

本实用新型属于机械传动机构件领域，涉及一种用于光电传感器的万向联轴器。

背景技术

万向联轴器是一种机械传动系统常用的结构件。在传动系统中，主动轴与从动轴由于安装的误差或者由于在传动过程中轴受力过大变形会出现两条轴线不在同一直线的情况，此时要求一种结构不但能够联接主动轴和从动轴，传递扭矩和运动，同时还要求该结构能够具备补偿轴不对中引起的轴向位移，径向位移和角向偏移的能力，万向联轴器就是该结构的其中的一种，最显著的特征是万向联轴器能够提供较大的角向偏移补偿能力。

目前市场上各个厂家的光电传感器万向联轴器均是基于通用传动机械的万向联轴器结构，属于一种经典结构设计范畴。但是我们需要考虑到高速光电产品是用于铁路机车的一种测量速度的传感器，万向联轴器主要用于联接火车轮对车轴与传感器内部传动轴。具体的应用环境决定了基于通用传动机械的万向联轴器结构存在一定的缺陷。

首先机车与万向联轴器之间是通过方形开口孔传递扭矩和旋转运动，两者之间同时还存在轴向的相对位移(俗称轴向窜动)(见图2)。轴向窜动将导致机械接口磨损，配合间隙增大，车轴和联轴器高速旋转时联轴器产生振动，影响万向联轴器结构的可靠性和光电传感器万向联轴器产品的性能稳定性。

其次机车单次运行时间长，工况恶劣，万向联轴器作为传递运动和扭矩的结构件，势必要求其内主要的传递扭矩零件具备较强的抗疲劳能力和力学性能，否则零件疲劳失效将造成整个产品报废，普通的万向联轴器结构中，主要用于传递扭矩的十字轴由于零件截面积小(见图1)，抗剪切力强度低，已被实践证明不能很好的适用机车严苛的运行要求。

实用新型内容

该实用新型主要解决的技术问题是普通万向联轴器如何适用于铁路机车运用的特殊要求，即在普通万向联轴器的基础上，针对铁路机车运行的要求，提出一种用于光电传感器的万向联轴器，在局部进行结构设计优化，以期使万向联轴器满足铁路机车低速测量的要求并保证万向联轴器的结构强度，提升高速光电传感器产品的整体可靠性。

本实用新型的技术解决方案如下：

一种用于光电传感器的万向联轴器，包括单叉方榫9、单叉轴7以及用于连接单叉方榫9和单叉轴7的双叉8；其特征在于，单叉方榫9与双叉8的第一个叉体通过第一十字轴和第一圆柱销连接，第一十字轴设置在该第一个叉体内；第一圆柱销穿过单叉方榫9的两个通孔以及第一十字轴上的一个通孔；第一圆柱销中部还设有用于第一连接件穿过的通孔；第一连接件同时穿过第一个叉体上的2个通孔、第一十字轴的另一个通孔和第一圆柱销中部的通孔；

单叉轴7与双叉8的第二个叉体通过第二十字轴和第二圆柱销连接，第二十字轴设置在该第二个叉体内；第二圆柱销穿过单叉轴7的两个通孔以及第二十字轴上的一个通孔；第二圆柱销中部还设有用于第二连接件穿过的通孔；第二连接件同时穿过第二个叉体上的2个通孔、第二十字轴的另一个通孔和第二圆柱销中部的通孔。

所述的第一连接件和第二连接件为铆钉。

连接件可以是两端带螺母的螺栓。但是采用铆钉更为可靠。

第一十字轴的另一个通孔的两端以及第二十字轴的另一个通孔内都设有销套5。

单叉方榫9的与车轴连接的一端设有片弹簧2；片弹簧由螺钉1固定在单叉方榫9上。

有益效果：

该实用新型的一个突出特点在于传动运动和扭矩的主要受力零件为十字轴，圆柱销、销套、铆钉只是起联接作用，并不是承受扭力的主要零件。十字轴为方 形结构，抗扭截面系数更大(见图4)，材质为38CrMoAl，使得该零件的耐磨性能、扭转切应力能力提高。正是该结构替代了普通万向节依靠十字销传递扭矩和承受扭力的设计模式，大大提高了万向联轴器的可靠性和延长了产品的使用寿命。

附图说明

图1为普通的万向联轴器结构示意图；

图2为车轴机械接口图、万向联轴器机械接口装配图；(图a1和a2分别为车轴机械接口的端面图和横向剖面图，图b1和b2分别为万向联轴器机械接口的横向剖面图和端面图，水平箭头方向表示轴向窜动方向，M方向表示旋转方向。)

图3为十字轴组件装配图(图a-e分别表示装配图、销套结构图、第一十字轴结构图、铆钉结构图以及第一圆柱销结构图)；

图4为两种结构万向联轴器扭转切应力截面与抗扭截面示意图；(图a为普通万向联轴器承受扭转切应力截面示意图，按照图示尺寸，抗扭截面系数Wp＝185mm^3，图b为光电传感器用万向联轴器承受扭转切应力截面示意图；按照图示尺寸，抗扭截面系数Wp＝415mm^3)

图5为光电传感器万向联轴器装配图；

图6为光电传感器万向联轴器爆炸图。

1-螺钉，2-片弹簧，3-第一圆柱销，4-第一十字轴，5-销套，6-铆钉，

7-单叉轴，8-双叉，9-单叉方榫，10-第二十字轴，11-第二圆柱销。

具体实施方式

以下将结合附图和具体实施例对本实用新型做进一步详细说明：

实施例1：

一种用于光电传感器的万向联轴器包括用于与机车轮对轴配合的机械接口单叉方榫、用于传递旋转运动和扭矩的十字轴组件、用于向光电传感器内部传递旋转运动和扭矩的单叉轴、用于通过十字轴组件联结主动轴(单叉方榫)和从动轴(单叉轴)的双叉。

万向联轴器的机械接口包括单叉方榫、片弹簧和螺钉。单叉方榫用于传递旋转运动和转矩；片弹簧用于补偿由于磨损而导致的机械接口间隙；螺钉用于将 片弹簧固定在单叉方榫上。

万向联轴器的十字轴组件包括圆柱销、十字轴、销套和铆钉。十字轴为主要的扭矩受力零件，其抗扭截面系数更大，耐磨性能更强；圆柱销、销套和铆钉主要其联结紧固作用，不承受较大扭力。

本实用新型的结构装配关系如下所述：

先将双叉8，单叉方榫9和第一十字轴4装配在一起；然后将第一圆柱销3穿过单叉方榫9上的孔并穿过第一十字轴4的孔，第一圆柱销3在此处用于联接单叉方榫9和双叉8；然后分别将两个销套5从双叉上两侧孔穿过并穿过十字轴，销套5在此处用于联接双叉和十字轴；然后将铆钉6穿过销套5，并将铆钉6在旋铆机上铆接。至此，完成单叉方榫和双叉轴的完全装配，另半轴双叉8和单叉轴7的装配方法雷同。最后将二片片弹簧2装配到单叉方榫9上，并使用螺钉1对片弹簧2进行紧固，至此整个结构装配完毕(见图5、图6)。

对该结构各主要零件的功能描述如下：

螺钉1，片弹簧2和单叉方榫9共同组成产品的机械接口，在机车轮对车轴上有一与产品匹配的方形孔，将单叉方榫9插入方形孔中，车轴旋转时即可带动单叉方榫进行旋转，直接传递旋转运动和扭矩(见图2)。

该结构的有益之处在于：片弹簧2采用弹簧钢加工，具备极佳的弹性和耐磨性，装配后片弹簧的自由尺寸为19.5mm，压缩后尺寸可达18mm，这样可确保在产品于火车上运行过程中，即使车轴的机械接口由于磨损尺寸变大，万向联轴器机械接口的片弹簧亦能做弹性补偿，保证万向联轴器与车轴机械联结的可靠性。

第一圆柱销3，第一十字轴4，销套5和铆钉6共同组成十字轴组件，传递扭矩的受力零件为第一十字轴4；第一圆柱销3、销套5、铆钉6主要起联接作用，不承受主要扭力(见图3)。

该结构的有益之处在于传动运动和扭矩的主要受力零件为十字轴，圆柱销、销套、铆钉只是起联接作用，并不是承受扭力的主要零件。十字轴为方形结构，抗扭截面系数更大(见图4)，材质为38CrMoAl，使得该零件的耐磨性能、扭转切应力能力提高。正是该结构替代了普通万向节依靠十字销传递扭矩和承受扭力的设计模式，大大提高了万向联轴器的可靠性和延长了产品的使用寿命。 双叉8、十字轴组件(如图3)和单叉方榫9装配后构成万向联轴器主动轴部分；双叉8、十字轴组件和单叉轴7装配后构成万向联轴器从动轴部分。装配后总图见图5。

Claims (4)

1.一种用于光电传感器的万向联轴器，包括单叉方榫(9)、单叉轴(7)以及用于连接单叉方榫(9)和单叉轴(7)的双叉(8)；其特征在于，单叉方榫(9)与双叉(8)的第一个叉体通过第一十字轴和第一圆柱销连接，第一十字轴设置在该第一个叉体内；第一圆柱销穿过单叉方榫(9)的两个通孔以及第一十字轴上的一个通孔；第一圆柱销中部还设有用于第一连接件穿过的通孔；第一连接件同时穿过第一个叉体上的2个通孔、第一十字轴的另一个通孔和第一圆柱销中部的通孔；

单叉轴(7)与双叉(8)的第二个叉体通过第二十字轴和第二圆柱销连接，第二十字轴设置在该第二个叉体内；第二圆柱销穿过单叉轴(7)的两个通孔以及第二十字轴上的一个通孔；第二圆柱销中部还设有用于第二连接件穿过的通孔；第二连接件同时穿过第二个叉体上的2个通孔、第二十字轴的另一个通孔和第二圆柱销中部的通孔。

2.根据权利要求1所述的用于光电传感器的万向联轴器，其特征在于，所述的第一连接件和第二连接件为铆钉。

3.根据权利要求1所述的用于光电传感器的万向联轴器，其特征在于，第一十字轴的另一个通孔的两端以及第二十字轴的另一个通孔内都设有销套(5)。

4.根据权利要求1-3任一项所述的用于光电传感器的万向联轴器，其特征在于，单叉方榫(9)的与车轴连接的一端设有片弹簧(2)；片弹簧由螺钉(1)固定在单叉方榫(9)上。

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