CN217002752U - 一种轴端键连接结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及连接两个转轴的结构的技术领域，公开了一种轴端键连接结构，包括同轴布置的第一转轴和第二转轴，第一转轴的一端面和第二转轴的一端面贴合，第一转轴的用于贴合的端面上设有三个或四个第一键槽，第二转轴的用于贴合的端面上对应第一键槽的位置设有第二键槽，每个第一键槽都配装有平键，第一键槽配装的平键有部分配合伸入对应的第二键槽内，第一转轴和第二转轴通过螺栓轴向固定。本实用新型可以提供足够的扭矩传递能力，确保整体结构的使用寿命，减少维修更换次数，结构简单，便于加工，装配方便，适用于长轴的分段制成后连接，也适用于其它转轴对接的地方。

Description

一种轴端键连接结构

技术领域

本实用新型涉及连接两个转轴的结构的技术领域，更具体地是涉及一种轴端键连接结构。

背景技术

在很多大型设备或重型设备中，转轴是传递扭矩的主要零部件，有时因为转轴过长或者结构、工艺等原因，转轴需要分段制成，然后再连接。这种情况下，通常是采用铰制孔螺栓进行连接，但由于结构或空间限制等原因，无法采用铰制孔螺栓连接或者不宜采用铰制孔螺栓连接，另外有些转轴传递的扭矩过大，采用铰制孔螺栓连接，导致铰制孔螺栓容易断裂。

实用新型内容

本实用新型为克服上述现有技术中的不足，提供了一种轴端键连接结构。

本实用新型通过以下技术方案来实现上述目的。

一种轴端键连接结构，包括同轴布置的第一转轴和第二转轴，第一转轴的一端面和第二转轴的一端面贴合，第一转轴的用于贴合的端面上设有三个或四个第一键槽，第二转轴的用于贴合的端面上对应第一键槽的位置设有第二键槽，每个第一键槽都配装有平键，第一键槽配装的平键有部分配合伸入对应的第二键槽内，第一转轴和第二转轴通过螺栓轴向固定。

本方案通过在两个转轴相互贴合的端面分别设置适当数量的键槽并配装平键，从而可以提供足够的扭矩传递能力，确保整体结构的使用寿命，减少维修更换次数，结构简单，便于加工，装配方便，适用于长轴的分段制成后连接，也适用于其它转轴对接的地方。本方案中两端面的键槽数量相同，考虑平键受力均衡、端面去除键槽后剩余部分的受力、键槽加工等因素，单个端面上键槽的数量优选为三或四个。两个转轴主要利用平键来传递扭矩，所以螺栓主要用于两个转轴的轴向固定，因此可以采用铰制孔螺栓，也可以采用普通螺栓，这种结构形式简单，易于拆卸。螺栓轴向固定的实现，可以通过在其中一个转轴上设置法兰或凸台，法兰或凸台上设置螺栓过孔，在另一个转轴的对应处设置螺纹盲孔，螺栓穿过法兰或凸台上的螺栓过孔锁紧到螺纹盲孔。或者在两个转轴上都设置法兰或凸台，其中一个转轴上的法兰或凸台上设置螺栓过孔，另一个转轴上的法兰或凸台上设置螺纹通孔，螺栓穿过螺栓过孔锁紧到螺纹通孔中；或者在两个转轴的法兰或凸台上都设置螺栓过孔，螺栓穿过两个转轴的法兰或凸台上的螺栓过孔后锁紧螺母。

作为进一步改进的结构形式，上述的第一转轴的用于贴合的端面上的所有第一键槽绕着第一转轴的轴心均匀布置，且所有第一键槽的长度方向上的对称面经过第一转轴的轴心；第二转轴的用于贴合的端面上的所有第二键槽绕着第二转轴的轴心均匀布置，且所有第二键槽的长度方向上的对称面经过第二转轴的轴心。该结构形式使各平键连接处受力更加均衡。

作为进一步改进的结构形式，上述的第一转轴的用于贴合的端面上的所有第一键槽的宽度相同。

作为进一步改进的结构形式，上述的第一键槽的宽度和对应的第二键槽的宽度相同。

作为进一步改进的结构形式，上述的第一转轴的用于贴合的端面上的所有第一键槽的宽度的总和大于或等于第一转轴和第二转轴中端面直径较小的端面直径的三分之一，小于或等于第一转轴和第二转轴中端面直径较小的端面直径的五分之二。本实用新型中所述的端面直径指的都是转轴的用于贴合的端面的外圆直径。考虑到端面去除键槽后剩余部分的受力，即保证端面强度，该结构形式对端面上的键槽的宽度的总和进行了限定。该结构形式是在键槽宽度和端面剩余部分之间找到相对平衡的范围，如果键槽宽度的总和超出此范围较大，要么平键容易受损，要么端面容易失效。

作为进一步改进的结构形式，上述的平键分别通过轴向的沉头螺栓固定在第一转轴或第二转轴上，平键上设有用于穿过沉头螺栓的通孔和沉头孔，沉头螺栓的螺帽全部位于沉头孔内。当第一键槽和第二键槽的深度不同时，优选方案是将平键固定在键槽较深的转轴上，以便于装配。

作为进一步改进的结构形式，上述的第一转轴的用于贴合的端面上设有和第一转轴的轴心同轴的第一中心定位孔，第二转轴的用于贴合的端面上设有和第二转轴的轴心同轴的第二中心定位孔，第一中心定位孔和第二中心定位孔都配合插接同一中心定位销。该结构形式可以通过中心定位销和两个中心定位孔的配合插接对两个转轴进行中心对正，以便于装配。

本实用新型与现有技术相比主要具有如下有益效果：可以提供足够的扭矩传递能力，确保整体结构的使用寿命，减少维修更换次数，结构简单，便于加工，装配方便，适用于长轴的分段制成后连接，也适用于其它转轴对接的地方。

附图说明

图1为本实用新型实施例的局部剖开结构示意图。

图2为本实用新型实施例中的第一转轴的局部立体结构示意图。

图3为本实用新型实施例中的第二转轴的局部立体结构示意图。

图4为本实用新型实施例中的平键的立体结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步说明。附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制。

为了更简洁的说明本实施例，附图或说明中某些本领域技术人员公知的、但与本实用新型的主要内容不相关的零部件会有所省略。另外为便于表述，附图中某些零部件会有所省略、放大或缩小，但并不代表实际产品的尺寸或全部结构。

实施例：

如图1、图2和图3所示，一种轴端键连接结构，包括同轴布置的第一转轴1和第二转轴2，第一转轴1的右端为具有法兰部11的法兰状，第二转轴2的左端也为具有法兰部21的法兰状，第一转轴1的右端面和第二转轴2的左端面贴合，第一转轴1的右端面直径大于第二转轴2的左端面直径。第一转轴1的右端面上设有和第一转轴1的轴心同轴的第一中心定位孔12，第二转轴2的左端面上设有和第二转轴2的轴心同轴的第二中心定位孔22。第一中心定位孔12和第二中心定位孔22都配合插接同一圆柱形中心定位销3，从而通过中心定位销3和两个中心定位孔的配合插接对两个转轴进行中心对正，以便于装配。

如图2所示，第一转轴1的右端面上设有三个宽度相同的第一键槽13，三个第一键槽13绕着第一转轴1的轴心均匀布置，且每个第一键槽13的长度方向上的对称面经过第一转轴1的轴心。

如图3所示，第二转轴2的左端面上设有三个宽度相同第二键槽23，第二键槽23的宽度和第一键槽13的宽度相同。三个第二键槽23绕着第二转轴2的轴心均匀布置，且每个第二键槽23的长度方向上的对称面经过第二转轴2的轴心，从而确保第一键槽13和第二键槽23的位置正对。

再如图1、图2和图3所示，每个第一键槽13都配合装有平键4，每个平键4都有部分配合伸入对应的第二键槽23内。为便于加工装配，本实施例中的平键4选用标准平键。为确保抗剪强度，选用的标准平键应尽量长，因此第一键槽13的长度应尽量长，但长度方向的两端不开口。而第二转轴2的左端面直径较小，所以第二键槽23设置成通槽，即第二键槽23的一端开通至第二中心定位孔22，第二键槽23的另一端开通至第二转轴2左端的外圆周面。三个平键4装配后是绕着第一转轴1和第二转轴2的轴心呈均匀放射状分布的，从而使各平键4以及平键4连接处受力更加均衡。根据两个转轴的使用状况，例如转速、转向、负载大小等参数，每个平键4和对应的两个键槽可以采用正常联接或紧密联接等配合方式进行配装。

理论上讲，如果在两个转轴之间只设置一个平键会导致受力不均。如果设置两个平键，虽然结构更加简单，但是负载较大的情况下，每个平键的受力也较大，导致平键容易损坏。如果设置五个及以上数量的平键时，由于平键的数量较多，考虑到端面的剩余面积问题，需要适当减小每个平键的宽度，平键宽度变小后就会影响其承受能力。另外平键数量较多，端面加工出键槽后剩余部分的承受能力也会变弱。所以考虑平键受力均衡、端面去除键槽后剩余部分的受力、键槽加工等因素，每个端面上键槽的数量优选为三或四个。本实施例采用三个键槽，在其它实施例中也可以采用四个键槽均布的形式。

为使结构中各部分承受能力更加均衡，键槽的宽度需要作进一步限定。每个转轴端面上的键槽的宽度的总和的优选尺寸是大于或等于两个转轴中端面直径较小的转轴的端面直径的三分之一，小于或等于两个转轴中端面直径较小的转轴的端面直径的五分之二。本实施例中三个第二键槽23的宽度的总和为第二转轴2的左端面直径的五分之二。当然三个第一键槽13的宽度的总和也是第二转轴2的左端面直径的五分之二。

本实施例中第一转轴1的右端面直径为260mm，第二转轴2的左端面直径为210mm，则第一键槽13和第二键槽23的宽度均为28mm，第一键槽13的长度为84mm，第一键槽13的深度为12mm，第二键槽23的深度为5mm，采用宽度为28mm，厚度为16mm，长度为80mm的标准平键。

为了便于装配，需要将平键固定在键槽中，优选方案是将平键固定在较深的键槽中。如图2和图4所示，本实施例中的第一键槽13比第二键槽23的深度较大，所以在第一键槽13的底面处加工出轴向的螺纹孔14。平键4上设置用于穿过沉头螺栓的通孔41和沉头孔42，用沉头螺栓穿过通孔41和沉头孔42后锁紧到螺纹孔14中，从而将平键4固定在第一键槽13，装配时平键4不会松动或掉落。沉头螺栓的螺帽全部位于沉头孔42内，避免沉头螺栓的螺帽阻挡两个转轴的端面贴合。

再如图1、图2和图3所示，两个转轴主要利用平键4来传递扭矩，本实施例还对两个转轴进行了轴向固定。本实施例在第二转轴2的法兰部21上绕着第二转轴2的轴心均布有九个螺纹通孔24，在第一转轴1的的法兰部11的对应位置布置有九个螺栓过孔15，采用普通螺栓穿过螺栓过孔15后锁紧到螺纹通孔24中，从而对第一转轴1和第二转轴2进行轴向固定。在其它实施例中也可以采用铰制孔螺栓，或者采用普通螺栓锁紧螺母的形式。

本实施例通过在两个转轴相互贴合的端面分别设置适当数量的键槽并配装平键，从而可以提供足够的扭矩传递能力，确保端面键连接结构中各部分承受能力更加均衡，延长整体结构的使用寿命，减少维修更换次数，结构简单，便于加工，装配方便，适用于长轴的分段制成后连接，也适用于其它转轴对接的地方。

以上仅为本实用新型的一个具体实施例，但本实用新型的设计构思并不局限于此，凡利用本实用新型的构思对本实用新型做出的非实质性修改，均落入本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种轴端键连接结构，其特征在于，包括同轴布置的第一转轴和第二转轴，第一转轴的一端面和第二转轴的一端面贴合，第一转轴的用于贴合的端面上设有三个或四个第一键槽，第二转轴的用于贴合的端面上对应第一键槽的位置设有第二键槽，每个第一键槽都配装有平键，第一键槽配装的平键有部分配合伸入对应的第二键槽内，第一转轴和第二转轴通过螺栓轴向固定。

2.根据权利要求1所述的轴端键连接结构，其特征在于，所述的第一转轴的用于贴合的端面上的所有第一键槽绕着第一转轴的轴心均匀布置，且所有第一键槽的长度方向上的对称面经过第一转轴的轴心；第二转轴的用于贴合的端面上的所有第二键槽绕着第二转轴的轴心均匀布置，且所有第二键槽的长度方向上的对称面经过第二转轴的轴心。

3.根据权利要求1所述的轴端键连接结构，其特征在于，所述的第一转轴的用于贴合的端面上的所有第一键槽的宽度相同。

4.根据权利要求1所述的轴端键连接结构，其特征在于，所述的第一键槽的宽度和对应的第二键槽的宽度相同。

5.根据权利要求4所述的轴端键连接结构，其特征在于，所述的第一转轴的用于贴合的端面上的所有第一键槽的宽度的总和大于或等于第一转轴和第二转轴中端面直径较小的端面直径的三分之一，小于或等于第一转轴和第二转轴中端面直径较小的端面直径的五分之二。

6.根据权利要求1所述的轴端键连接结构，其特征在于，所述的平键分别通过轴向的沉头螺栓固定在第一转轴或第二转轴上，平键上设有用于穿过沉头螺栓的通孔和沉头孔，沉头螺栓的螺帽全部位于沉头孔内。

7.根据权利要求1所述的轴端键连接结构，其特征在于，所述的第一转轴的用于贴合的端面上设有和第一转轴的轴心同轴的第一中心定位孔，第二转轴的用于贴合的端面上设有和第二转轴的轴心同轴的第二中心定位孔，第一中心定位孔和第二中心定位孔都配合插接同一中心定位销。

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