CN208634234U - 端面带齿式胀套法兰 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及法兰连接件技术领域，具体为端面带齿式胀套法兰，包括法兰本体，所述法兰本体上同轴设置有锥孔，锥孔处设置有内环，内环呈与锥孔配合的锥套，内环上设有贯通内环侧壁的割缝，内环与法兰本体可拆卸连接，法兰本体的连接端上设有端面齿部。本方案解决了汽车动力输出轴与传动轴之间的连接件加工成本高而且不易拆装的问题。

Description

端面带齿式胀套法兰

技术领域

本实用新型涉及法兰连接件技术领域，具体为端面带齿式胀套法兰。

背景技术

对于汽车行业的动力(发动机或驱动电机)输出轴与传动轴的连接，一般采用渐开线花键连接或单键连接加过盈配合等连接方式连接。在轴端空间受限的情况，通常采用渐开线花键配合连接或胀紧联结套(通称胀套)连接。

圆柱直齿渐开线花键连接就常用来连接输出转轴与传动法兰，以传递扭矩；相比于普通的键连接，渐开线花键连接具有以下优点：1.连接强度高；2.装配拆卸方便；3.装配精度高，因此，渐开线花键配合在汽车驱动电机的输出轴端与传动法兰的连接应用较广。为了便于装配和拆卸，渐开线花键连接的配合一般选择为间隙配合，但是由于汽车驱动电机的工况比较复杂，特别是城市公交车要频繁刹车和起动，对传动法兰与转轴的花键间隙配合形成强剧冲击，时间一长，花键配合的间隙越来越大，从而导致噪声超标，更严重的导致传动法兰脱落，引发安全事故。为了防止传动法兰松动脱落，可采用过盈的花键配合，先把传动法兰的内花键加热后套到转轴外花键上，这样保证在车辆运行过程中不发生松脱；但是这会增加传动法兰装配和拆卸的困难。

另一种连接方式就是采用胀紧联结套连接。采用外购的标准件胀紧联结套，传动法兰不需加工内花键，转轴也不需要加工外花键，这降低了零件的加工成本，但由于增加了胀紧联结套这个外购件，整体的成本与花键连接差不多；同时，胀紧联结套的安装要求较高，安装比较费时。

实用新型内容

本实用新型意在提供一种加工成本低且拆装快捷的端面带齿式胀套法兰。

本实用新型的基础方案为：包括法兰本体，所述法兰本体上同轴设置有锥孔，锥孔处设置有内环，内环呈与锥孔配合的锥套，内环上设有贯通内环侧壁的割缝，内环与法兰本体可拆卸连接，法兰本体的连接端上设有端面齿部。

工作原理：将内环套设在转轴上，然后将法兰本体套在内环上，并使内环与法兰本体进行相对滑动，从而使内环在锥孔作用下发生形变，增大内环与转轴之间的作用力，最后法兰本体通过端面齿与另一片法兰同轴定位，并进行连接。转轴转动时，转轴通过摩擦力带动内环转动，内环通过摩擦力带动法兰本体转动，从而实现传动。

与现有技术相比，本方案的优点在于：通过在法兰本体上设置锥孔，使法兰本体通过内环与转轴之间采用胀紧的方式连接，无需在法兰上加工内花键和在转轴上加工外花键，从而降低了加工成本；同时也使法兰与转轴的拆装更为方便快捷。通过设置端面齿，可以使法兰传递较大的扭矩，提高了传动的可靠性。

进一步，所述端面齿部与锥孔的直径较小端同侧。通过使端面齿与锥孔的直径较小端同侧，在将法兰与转轴进行连接时，先将内环套装在转轴上，此时，内环的直径较小端刚好朝向转轴的连接端，于是，再将法兰本体套装在内环上，并通过法兰本体沿轴向与内环相对滑动，从而将内环与法兰本体连接锁紧，从而实现了法兰与转轴的连接。而如果将端面齿与锥孔的直径较小端异侧设置的话，那么在将内环套装在转轴上之前，需要先将法兰本体套装在转轴上，这样才能实现内环与法兰本体的连接锁紧，而内环与法兰本体在锁紧之前，法兰本体需要与内环之间相对滑动，从而使转轴的连接端需要设置较大的供法兰本体安装用的连接空间，尤其是像电机的输出轴一样的这类似的转轴，由于连接端的长度受到限制，安装起来非常不方便，否则就要将转轴的连接端的长度增长，导致加工成本和材料成本增加。而且，当两块法兰通过端面齿进行连接后，法兰通过端面齿传递扭矩，端面齿在使用的时候会产生将两块法兰分离的推力，而该推力恰好可以使法兰通过法兰本体与内环锁紧，于是使法兰本体与内环之间的作用力增大，使内环对法兰本体更好的进行支撑而使法兰本体不能移动，从而实现端面齿增强法兰本体与内环的锁紧力，反过来内环又增强端面齿之间的连接作用，进而使法兰与转轴的连接和法兰传动扭矩的效果都得到增强。

进一步，所述锥孔为阶梯锥孔，所述阶梯锥孔包括两段锥孔段，两段锥孔段之间设有避空位。通过设置阶梯锥孔和避空位，方便在直径较大的锥孔段的端部加工连接孔，与将锥孔设置成一段时需要在锥面上加工连接孔相比，降低了加工的难度。

进一步，所述锥孔的半锥角角度为4.5°～5.5°。将锥孔的半锥角的角度控制在该角度值范围内，可以使内环与法兰本体之间即形成锥角自锁，提高连接的稳定性，又方便进行拆卸，不至于造成拆卸困难的现象发生。

进一步，所述内环的直径较大端凸出于法兰本体的端面并形成凸起部。通过使内环的直径较大端凸出于法兰本体，从而方便在将内环套装在转轴上时，通过使用定位工具与内环的凸起部相抵而对内环进行定位，从而可以避免法兰本体与定位工具相抵而造成定位工具的位置不准确而导致内环的定位发生偏差。同时，内环上设置凸起部，可以使法兰本体的锥孔得以充分利用，保证了法兰本体与内环的接触面积。

进一步，所述内环与法兰本体通过平行于内环轴向的锁紧螺钉连接，所述法兰本体上设有螺钉通孔，内环上设有与螺钉通孔相对的螺纹通孔。锁紧螺钉与螺钉通孔间隙配合，锁紧螺钉与螺纹通孔螺纹配合，通过锁紧螺钉与螺纹通孔之间发生相对转动，从而使锁紧螺钉将内环与法兰本体沿轴线拉动并锁紧，方便进行操作。

进一步，所述法兰本体上设有至少两个退卸螺纹孔，所有退卸螺纹孔以法兰本体的轴线为中心轴呈环形阵列分布。通过设置退卸螺纹空，利用螺钉与退卸螺纹孔相对转动，从而使螺钉与内环相抵并推动内环与法兰本体分离，进而方便内环与法兰本体之间进行拆卸。退卸螺纹孔呈环形阵列分布，可以使法兰本体的质心位于回转轴线上，从而避免在高速转动时发生振动。

进一步，所述法兰本体上与割缝相对的位置设有配重孔。通过设置配重孔，使法兰本体上远离割缝的一侧因钻设配重孔而减少的质量与设置割缝而减少的质量相当，于是，使法兰整体的质心处于内环的轴线上，避免法兰在高速转动时发生振动。

进一步，所述法兰本体的周向上设有环形槽，环形槽靠近锥孔的直径较大端设有一圈挡水凸沿。通过设置环形槽和挡水凸沿，方便与电机的防护罩进行连接时形成迷宫密封，使掉落在法兰周向上的泥水沿环形槽和挡水凸沿的壁被甩出，从而避免了泥水对法兰的锈蚀。

进一步，所述环形槽靠近法兰本体的连接端一侧设有定位凸沿。通过设置凸沿，方便对电机防护罩的安装位置进行定位，从而方便电机防护罩的安装。

附图说明

图1为本实用新型端面带齿式胀套法兰实施例的示意图；

图2为图1中A-A剖视图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细说明：

说明书附图中的附图标记包括：法兰本体1、第一锥孔段11、第二锥孔段12、端面齿部2、退卸螺纹孔3、第一锥套段41、第二锥套段42、割缝43、避空位5、锁紧螺钉6、螺栓连接孔7、挡水凸沿8、环形槽9、配重孔10。

实施例1：如附图1和图2所示：端面带齿式胀套法兰，包括法兰本体1，法兰本体1的内孔为锥孔，锥孔的直径较小端与法兰本体1的连接端朝向相同。法兰本体1的连接端端面上设有梯形的端面齿部2，端面齿部2的中部设有螺栓连接孔7。法兰本体1的连接端设有一圈与锥孔同轴的台阶部。锥孔优选为阶梯锥孔，锥孔的半锥角角度为4.5°，阶梯锥孔包括两段锥孔段，直径较小的为第一锥孔段11，直径较大的为第二锥孔段12，第一锥孔段11与第二锥孔段12之间设有避空位5。法兰本体1的台阶部上设有八个与法兰本体1轴向平行的螺钉通孔，所有螺钉通孔以法兰本体1的轴线为中心轴呈环形阵列分布。螺钉通孔与避空位5相对。台阶部上还设有四个退卸螺纹孔3，所有退卸螺纹孔3以法兰本体1的轴线为中心轴呈环形阵列分布。法兰本体1的周向上远离连接端的一侧设有环形槽9，环形槽9靠近锥孔的直径较大端设有一圈挡水凸沿8。环形槽9靠近法兰本体1的连接端一侧设有定位凸沿。台阶部上设有配重孔10。

内环呈与锥孔配合的锥套，内环包括两段锥套段，直径较小的为第一锥套段41，直径较大的为第二锥套段42，第一锥套段41与第二锥套段42之间设有避空位5。第二锥套段42上设有与螺钉通孔相对的螺纹通孔。当法兰本体1套装在内环上时，退卸螺纹孔3与第二锥套段42的侧壁相对。内环上设有贯通内环侧壁的割缝43，割缝43的宽度为2mm，割缝43的中心线、配重孔10的中轴线和内环的轴线三线共面。第二锥套段42的直径较大端伸出法兰本体1的端部而形成凸起部。

实施例2：与实施例1的不同点仅在于锥孔的半锥角角度为5°。此时，自锁锥角的自锁效果较好，而且在内环与法兰本体相对移动较少的距离就可以获得内环较大的形变，从而使内环将轴锁紧。

实施例3：与实施例1的不同点仅在于锥孔的半锥角角度为5.5°。此时，由于半锥角的角度较大，于是内环的平均厚度也相应的增大，使内环可以抵抗更大的挤压力而保持结构稳定。

具体实施过程如下：将内环以第一锥孔段11靠近转轴连接端的方式套设在转轴上，然后将法兰本体1套在内环上，并将内环与法兰本体1进行相对滑动，使用锁紧螺钉6依次穿过螺钉通孔和螺纹通孔，转动锁紧螺钉6，使锁紧螺钉6与螺纹通孔连接，并随着锁紧螺钉6的转动将法兰本体1与内环锁紧，从而使内环在法兰本体1的锥孔作用下发生形变，增大内环与转轴之间的作用力。最后法兰本体1通过端面齿与另一片法兰同轴定位，并通过连接螺栓进行连接。转轴转动时，转轴通过摩擦力带动内环转动，内环通过摩擦力带动法兰本体1转动，从而实现传动。

Claims (10)

1.端面带齿式胀套法兰，包括法兰本体，其特征在于：所述法兰本体上同轴设置有锥孔，锥孔处设置有内环，内环呈与锥孔配合的锥套，内环上设有贯通内环侧壁的割缝，内环与法兰本体可拆卸连接，法兰本体的连接端上设有端面齿部。

2.根据权利要求1所述的端面带齿式胀套法兰，其特征在于：所述端面齿部与锥孔的直径较小端同侧。

3.根据权利要求2所述的端面带齿式胀套法兰，其特征在于：所述锥孔为阶梯锥孔，所述阶梯锥孔包括两段锥孔段，两段锥孔段之间设有避空位。

4.根据权利要求1所述的端面带齿式胀套法兰，其特征在于：所述锥孔的半锥角角度为4.5°～5.5°。

5.根据权利要求4所述的端面带齿式胀套法兰，其特征在于：所述内环的直径较大端凸出于法兰本体的端面并形成凸起部。

6.根据权利要求1、2或5所述的端面带齿式胀套法兰，其特征在于：所述内环与法兰本体通过平行于内环轴向的锁紧螺钉连接，所述法兰本体上设有螺钉通孔，内环上设有与螺钉通孔相对的螺纹通孔。

7.根据权利要求6所述的端面带齿式胀套法兰，其特征在于：所述法兰本体上设有至少两个退卸螺纹孔，所有退卸螺纹孔以法兰本体的轴线为中心轴呈环形阵列分布。

8.根据权利要求7所述的端面带齿式胀套法兰，其特征在于：所述法兰本体上与割缝相对的位置设有配重孔。

9.根据权利要求8所述的端面带齿式胀套法兰，其特征在于：所述法兰本体的周向上设有环形槽，环形槽靠近锥孔的直径较大端设有一圈挡水凸沿。

10.根据权利要求9所述的端面带齿式胀套法兰，其特征在于：所述环形槽靠近法兰本体的连接端一侧设有定位凸沿。