CN215110165U - 一种自适应联轴节结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种自适应联轴节结构，包括主动轴和从动轴，所述主动轴套设于所述从动轴内；所述主动轴的外表面开设有多个第一螺旋槽，所述从动轴的内表面开设有多个第二螺旋槽，每个所述第一螺旋槽对应一个所述第二螺旋槽并形成用于装入球体的管道，所述主动轴通过所述球体带动所述从动轴旋转。本实用新型通过设置第一螺旋槽、第二螺旋槽和球体，将涡轮发动机的动力经过主动轴传递给从动轴，从动轴与压气机转子相连，从而带动压气机一起旋转实现扭矩的传递，传递效率和稳定性高；同时在传递扭矩过程中，球体可以根据受载情况，球体在管道里面的一定位移内可以相对自由滑动，始终保持结构均匀受载，避免局部受载不均匀导致应力集中。

Description

一种自适应联轴节结构

技术领域

本实用新型涉及联轴节技术领域，具体涉及一种自适应联轴节结构。

背景技术

微型涡轮发动机是一个基于现代先进加工技术的一个新兴的研究领域。它是一种特殊的航空发动机，具有体积小、重量轻、推重比大的特点，在军用和民用领域具有广阔的应用前景。

联轴节又称联轴器，现有的联轴节只能通过刚性硬接触在涡轮发动机转子和压气机之间实现传动。联轴节根据是否具有缓冲性和补偿两轴线相对位移的能力被分为刚性联轴节和挠性联轴节两大类，被广泛应用于机械、建筑等行业领域。联轴节现作为一种标准化或规格化机械零部件，通常只要知道所需联轴节类型及尺寸即可确定正确的型号。但是，对于一些有特殊需求的应用情况，普通的联轴节则难以胜任。

现有的联轴器由于接触点受力不均匀，联轴器在传递扭矩过程中，无法保持结构均匀受载，导致应力集中，在传递扭矩同时也会同时传递震动、弯矩等非必要载荷，影响了传递效率和传递的稳定性；并且现有联轴器对加工精度和安装精度要求非常高，不利于制造生产。

基于上述情况，本实用新型提出了一种自适应联轴节结构，可有效解决以上问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种自适应联轴节结构。本实用新型提供的一种自适应联轴节结构，结构简单，设计合理，通过设置第一螺旋槽、第二螺旋槽和球体，将涡轮发动机的动力经过主动轴传递给从动轴，从动轴与压气机转子相连，从而带动压气机一起旋转实现扭矩的传递，传递效率高，传递稳定性高；同时在传递扭矩过程中，球体可以根据受载情况，在管道里面的一定位移内可以相对自由滑动，始终保持结构均匀受载，避免局部受载不均匀导致应力集中。并且主动轴和从动轴均采用IN718制造而成，使得制造出来的主动轴与从动轴具有良好的许用挤压应力，起到了缓冲和减震作用。

本实用新型通过下述技术方案实现：

一种自适应联轴节结构，包括与涡轮发动机连接的主动轴和与压气机连接的从动轴，所述主动轴和所述从动轴均采用IN718制造而成；所述主动轴和所述从动轴均呈中空的管状结构，并且所述主动轴套设于所述从动轴内；所述主动轴的外表面开设有多个第一螺旋槽，所述从动轴沿轴向方向的一端逐渐收缩形成收缩端，沿轴向方向的另一端逐渐放大形成开放端；所述从动轴的收缩端开设有用于装入所述主动轴的装配孔，所述从动轴的开放端开设有用于连接压气机的台阶孔；所述从动轴的内表面开设有多个第二螺旋槽，每个所述第一螺旋槽对应一个所述第二螺旋槽并形成用于装入球体的管道，所述主动轴通过所述球体带动所述从动轴旋转。

根据上述技术方案，作为上述技术方案的进一步优选技术方案，所述从动轴的收缩端设有用于封闭所述管道的端盖，所述端盖呈圆环状，并且所述端盖通过螺栓固定在所述从动轴的收缩端。

根据上述技术方案，作为上述技术方案的进一步优选技术方案，所述端盖的内径等于所述主动轴的直径。

根据上述技术方案，作为上述技术方案的进一步优选技术方案，所述第二螺旋槽的进槽孔设置于所述从动轴的收缩端处，并且所述第二螺旋槽远离所述进槽孔的一端设置有球面齿限位面，所述球面齿限位面与所述台阶孔的台阶面之间存在一段距离。

根据上述技术方案，作为上述技术方案的进一步优选技术方案，多个所述第一螺旋槽以所述主动轴的中心线为轴线沿所述主动轴的外表面呈等角度分布。

根据上述技术方案，作为上述技术方案的进一步优选技术方案，多个所述第二螺旋槽以所述从动轴的中心线为轴线沿所述从动轴的内表面呈等角度分布。

根据上述技术方案，作为上述技术方案的进一步优选技术方案，所述主动轴和所述从动轴均采用3D打印技术一体成型。

本实用新型与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：

本实用新型提供的一种自适应联轴节结构，结构简单，设计合理，通过设置第一螺旋槽、第二螺旋槽和球体，将涡轮发动机的动力经过主动轴传递给从动轴，从动轴与压气机转子相连，从而带动压气机一起旋转实现扭矩的传递，传递效率高，传递稳定性高；同时在传递扭矩过程中，球体可以根据受载情况，在管道里面的一定位移内可以相对自由滑动，始终保持结构均匀受载，避免局部受载不均匀导致应力集中。并且主动轴和从动轴均采用IN718制造而成，使得制造出来的主动轴与从动轴具有良好的许用挤压应力，起到了缓冲和减震作用。

附图说明

图1为本实用新型的爆炸示意图；

图2为本实用新型的从动轴的结构示意图。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面结合具体实施例对本实用新型的优选实施方案进行描述，但是应当理解，附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。附图中描述位置关系仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制。

本实用新型专利申请涉及涡轮发动机和压气机的具体结构等技术特征应被视为现有技术，如无特殊说明，均从常规商业途径获得，或以常规方法制得，其具体结构、工作原理以及可能涉及到的控制方式、空间布置方式采用本领域的常规选择即可，不应被视为本实用新型的创新点所在，对于本领域技术人员来说，是可以理解的，本实用新型专利不做进一步具体展开详述。

实施例1：

一种自适应联轴节结构，包括与涡轮发动机连接的主动轴1和与压气机连接的从动轴2，所述主动轴1和所述从动轴2均采用IN718制造而成；所述主动轴1和所述从动轴2均呈中空的管状结构，并且所述主动轴1套设于所述从动轴2内；所述主动轴1的外表面开设有多个第一螺旋槽3，所述从动轴2沿轴向方向的一端逐渐收缩形成收缩端21，沿轴向方向的另一端逐渐放大形成开放端22；所述从动轴2的收缩端21开设有用于装入所述主动轴1的装配孔4，所述从动轴2的开放端22开设有用于连接压气机的台阶孔5；所述从动轴2的内表面开设有多个第二螺旋槽6，每个所述第一螺旋槽3对应一个所述第二螺旋槽6并形成用于装入球体7的管道，所述主动轴1通过所述球体7带动所述从动轴2旋转。

实施例2：

一种自适应联轴节结构，包括与涡轮发动机连接的主动轴1和与压气机连接的从动轴2，所述主动轴1和所述从动轴2均采用IN718制造而成；所述主动轴1和所述从动轴2均呈中空的管状结构，并且所述主动轴1套设于所述从动轴2内；所述主动轴1的外表面开设有多个第一螺旋槽3，所述从动轴2沿轴向方向的一端逐渐收缩形成收缩端21，沿轴向方向的另一端逐渐放大形成开放端22；所述从动轴2的收缩端21开设有用于装入所述主动轴1的装配孔4，所述从动轴2的开放端22开设有用于连接压气机的台阶孔5；所述从动轴2的内表面开设有多个第二螺旋槽6，每个所述第一螺旋槽3对应一个所述第二螺旋槽6并形成用于装入球体7的管道，所述主动轴1通过所述球体7带动所述从动轴2旋转。

本实用新型的主动轴1和从动轴2均采用IN718制造而成，IN718具有良好的抗疲劳、抗辐射、抗氧化、耐腐蚀性能，以及良好的加工性能、焊接性能和长期组织稳定性，使得制造出来的主动轴1与从动轴2具有良好的许用挤压应力，起到了缓冲和减震作用。

本实用新型通过设置螺旋槽(第一螺旋槽3、第二螺旋槽6)和球体7，将涡轮发动机的动力经过主动轴1传递给从动轴2，从动轴2与压气机转子相连，从而带动压气机一起旋转实现扭矩的传递，传递效率高，传递稳定性高。同时在传递扭矩过程中，球体7可以根据受载情况，在管道里面的一定位移内可以相对自由滑动，始终保持结构均匀受载，避免局部受载不均匀导致应力集中。

进一步地，在另一个实施例中，所述从动轴2的收缩端21设有用于封闭所述管道的端盖8，所述端盖8呈圆环状，并且所述端盖8通过螺栓9固定在所述从动轴2的收缩端21。

进一步地，在另一个实施例中，所述端盖8的内径等于所述主动轴1的直径。

通过采用上述技术方案，端盖8与主动轴1相互配合，使得球体7封闭在通道内，可以有效防止球体7从管道内掉落，增加了安全性能，同时也使得主动轴1和从动轴2之间连接更加紧密，从而增加了传递扭矩时的稳定性。

进一步地，在另一个实施例中，所述第二螺旋槽6的进槽孔61设置于所述从动轴2的收缩端21处，并且所述第二螺旋槽6远离所述进槽孔61的一端设置有球面齿限位面62，所述球面齿限位面62与所述台阶孔5的台阶面51之间存在一段距离。

通过采用上述技术方案，球面齿限位面62的设置，增加了第二螺旋槽6对球体7的移动位置限位，同时也限制了装入球体7的数量，补偿了主动轴1和从动轴2配合旋转之间的相对位移，并且起到缓冲和减震作用。

进一步地，在另一个实施例中，多个所述第一螺旋槽3以所述主动轴1的中心线为轴线沿所述主动轴1的外表面呈等角度分布。

进一步地，在另一个实施例中，多个所述第二螺旋槽6以所述从动轴2的中心线为轴线沿所述从动轴2的内表面呈等角度分布。

本实用新型的第一螺旋槽3和第二螺旋槽6均呈等角度分布，这样可以有效防止主动轴1与从动轴2传递扭矩的同时传递震动，进一步增加了传递扭矩时的稳定性。

进一步地，在另一个实施例中，所述主动轴1和所述从动轴2均采用3D打印技术一体成型。

通过采用上述技术方案，主动轴1和从动轴2通过3D打印技术一体成型，并且无需增加支撑结构，就可打印出第一螺旋槽3和第二螺旋槽6等复杂的功能性结构，降低了制造的难度。

依据本实用新型的描述及附图，本领域技术人员很容易制造或使用本实用新型的一种自适应联轴节结构，并且能够产生本实用新型所记载的积极效果。

如无特殊说明，本实用新型中，若有术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，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，因此本实用新型中描述方位或位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以结合附图，并根据具体情况理解上述术语的具体含义。

除非另有明确的规定和限定，本实用新型中，若有术语“设置”、“相连”及“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型做任何形式上的限制，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种自适应联轴节结构，其特征在于：包括与涡轮发动机连接的主动轴(1)和与压气机连接的从动轴(2)，所述主动轴(1)和所述从动轴(2)均采用IN718制造而成；所述主动轴(1)和所述从动轴(2)均呈中空的管状结构，并且所述主动轴(1)套设于所述从动轴(2)内；所述主动轴(1)的外表面开设有多个第一螺旋槽(3)，所述从动轴(2)沿轴向方向的一端逐渐收缩形成收缩端(21)，沿轴向方向的另一端逐渐放大形成开放端(22)；所述从动轴(2)的收缩端(21)开设有用于装入所述主动轴(1)的装配孔(4)，所述从动轴(2)的开放端(22)开设有用于连接压气机的台阶孔(5)；所述从动轴(2)的内表面开设有多个第二螺旋槽(6)，每个所述第一螺旋槽(3)对应一个所述第二螺旋槽(6)并形成用于装入球体(7)的管道，所述主动轴(1)通过所述球体(7)带动所述从动轴(2)旋转。

2.根据权利要求1所述的一种自适应联轴节结构，其特征在于：所述从动轴(2)的收缩端(21)设有用于封闭所述管道的端盖(8)，所述端盖(8)呈圆环状，并且所述端盖(8)通过螺栓(9)固定在所述从动轴(2)的收缩端(21)。

3.根据权利要求2所述的一种自适应联轴节结构，其特征在于：所述端盖(8)的内径等于所述主动轴(1)的直径。

4.根据权利要求1所述的一种自适应联轴节结构，其特征在于：所述第二螺旋槽(6)的进槽孔(61)设置于所述从动轴(2)的收缩端(21)处，并且所述第二螺旋槽(6)远离所述进槽孔(61)的一端设置有球面齿限位面(62)，所述球面齿限位面(62)与所述台阶孔(5)的台阶面(51)之间存在一段距离。

5.根据权利要求1所述的一种自适应联轴节结构，其特征在于：多个所述第一螺旋槽(3)以所述主动轴(1)的中心线为轴线沿所述主动轴(1)的外表面呈等角度分布。

6.根据权利要求1所述的一种自适应联轴节结构，其特征在于：多个所述第二螺旋槽(6)以所述从动轴(2)的中心线为轴线沿所述从动轴(2)的内表面呈等角度分布。

7.根据权利要求1所述的一种自适应联轴节结构，其特征在于：所述主动轴(1)和所述从动轴(2)均采用3D打印技术一体成型。

Images