CN220870003U - 一种可压缩变形的轴向装配元件 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种可压缩变形的轴向装配元件，包括基盘，所述基盘的数量为两个，基盘上螺纹通孔数量为三个，且沿轴向两两间隔120°均布，用于螺接底零件或尾柱；所述底零件中部外径大于两端的外径，且其一端外表面设置有第一外螺纹，用于和基盘的螺纹通孔螺接，另一端设置有内孔，用于连接顶零件。本实用新型通过调整该元件内部弹性体的弹性系数、数量，可实现对机械产品轴向的刚度进行调整，结构简单，安装与拆卸维护简便，较好地解决了机械产品在面临单个零件与两个或多个零件轴向配合时，因加工制造公差导致的轴向过约束或欠约束问题，并且具有对轴向装配的轴向刚度与轴向预紧力具有有效的改变调整效果，适应于不同机械产品的轴向装配需求。
Description
技术领域
本实用新型涉及机械装配技术领域，尤其涉及一种可压缩变形的轴向装配元件。
背景技术
在机械产品轴向装配过程中，常遇到单个零件同时与两个零件产生轴向配合，在这两个配合中，其中一个配合处用于固定非旋转零件，并进行机械系统内部的密封，另一个配合处进行轴的传动支撑，并进行轴的密封。在单个零件与两个零件发生轴向配合时，往往因为轴向配合尺寸的加工公差问题，在装配过程中会产生以下两种问题：
（1）过约束导致装配变形，影响产品的强度和使用性能；
（2）欠约束导致装配松弛，使机械产品刚性不足，运动状态下发生抖动。
实用新型内容
为了解决上述现有机械产品轴向装配过程中，往往因为轴向配合尺寸的加工公差问题，过约束导致装配变形，影响产品的强度和使用性能或欠约束导致装配松弛，使机械产品刚性不足，运动状态下发生抖动的问题，本实用新型提供了一种可压缩变形的轴向装配元件。
为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：
一种变刚度轴向装配调整元件，包括基盘，所述基盘的数量为两个，基盘上螺纹通孔数量为三个，且沿轴向两两间隔120°均布，用于螺接底零件或尾柱；所述底零件中部外径大于两端的外径，且其一端外表面设置有第一外螺纹，用于和基盘的螺纹通孔螺接，另一端设置有内孔，用于连接顶零件；所述顶零件中部外径大于两端的外径，且其一端为连接轴，用于和底零件的内孔插接，且底零件和顶零件之间套接有弹性体，顶零件的另一端设置有内螺纹孔，用于螺接尾柱；所述尾柱中部外径大于两端的外径，且其两端均设置有第二外螺纹，分别用于连接内螺纹孔和螺纹通孔；底零件、弹性体、顶零件及尾柱连接后组成立柱，立柱的数量与螺纹通孔的数量一致。
优选的，所述弹性体套入底零件设置有内孔一端的外圆柱面上，配合间隙为0.2~2.0mm之间，且其一端面贴合底零件的台阶面，另一端面贴合顶零件的台阶面。
优选的，所述底零件的内孔深度大于顶零件的连接轴长度，且连接轴与内孔的配合间隙为0.05~0.5mm之间。
优选的，所述立柱中的底零件、顶零件及弹性体的数量为两个，立柱中零部件的串联连接顺序依次为底零件、弹性体、顶零件、底零件、弹性体、顶零件及尾柱，且各个零部件的轴心线同轴，且所述第一外螺纹与第二外螺纹的外径大小一致。
优选的，所述底零件与基盘的连接端面紧密贴合，所述底零件与顶零件螺接时的连接端面紧密贴合，所述尾柱与顶零件及基盘的连接端面均紧密贴合。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：本实用新型通过调整该元件内部弹性体的弹性系数、数量和布局方式，可实现对机械产品轴向的刚度进行调整，结构简单，安装与拆卸维护简便，较好地解决了机械产品在面临单个零件与两个或多个零件轴向配合时，因加工制造公差导致的轴向过约束或欠约束问题，并且具有对轴向装配的轴向刚度与轴向预紧力具有有效的改变调整效果，适应于不同机械产品的轴向装配需求。
附图说明
图1为本实用新型实施例的主视结构示意图；
图2为图1中A-A的剖视结构示意图；
图3为图1的左视结构示意图；
图4为本实用新型实施例底零件的剖视结构示意图；
图5为本实用新型实施例顶零件的剖视结构示意图；
图6为本实用新型实施例尾柱的剖视结构示意图。
图中：1、基盘，101、螺纹通孔，2、底零件，201、第一外螺纹，202、内孔，3、弹性体，4、顶零件，401、连接轴，402、内螺纹孔，5、尾柱，501、第二外螺纹。
具体实施方式
在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“竖直”、“水平”等指示的方位或位置关系为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，因此不能理解为对本实用新型的限制。
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。
如图1至6所示，本实用新型实施例包括基盘1，基盘1的数量为两个，基盘1上的螺纹通孔101数量为三个，且沿轴向两两间隔120°均布，用于螺接底零件2或尾柱5；底零件2中部外径大于两端的外径，且其一端外表面设置有第一外螺纹201，用于和基盘1的螺纹通孔101螺接，另一端设置有内孔202，用于连接顶零件4；顶零件4中部外径大于两端的外径，且其一端为连接轴401，用于和底零件2的内孔202插接，且底零件2和顶零件4之间套接有弹性体3，顶零件4的另一端设置有内螺纹孔402，用于螺接尾柱5；尾柱5中部外径大于两端的外径，且其两端均设置有第二外螺纹501，分别用于连接内螺纹孔402和螺纹通孔101；底零件2、弹性体3、顶零件4及尾柱5连接后组成立柱，立柱的数量与螺纹通孔101的数量一致。
作为优选，底零件2的内孔202深度大于顶零件4的连接轴401长度，且连接轴401与内孔202的配合间隙为0.25mm；弹性体3套入底零件2设置有内孔202一端的外圆柱面上，配合间隙为1.2mm，且其一端面贴合底零件2的台阶面，另一端面贴合顶零件4的台阶面；底零件2与基盘1的连接端面紧密贴合，底零件2与顶零件4螺接时的连接端面紧密贴合，尾柱5与顶零件4及基盘1的连接端面均紧密贴合；
立柱中的底零件2、顶零件4及弹性体3的数量为两个，立柱中零部件的串联连接顺序依次为底零件2、弹性体3、顶零件4、底零件2、弹性体3、顶零件4及尾柱5，且各个零部件的轴心线同轴；第一外螺纹201与第二外螺纹501的外径大小一致。
每个弹性体3均存在自身的轴向刚度，设定其刚度系数为K=100N/mm，该值取决于弹性体3的质量、结构、材质等因素，如图1，立柱为三根，每根立柱为弹性体3两个进行串联，所以单个立柱的刚度为：
K6=1/（1/K+1/K）=K/2=50N/mm
经过对三根立柱进行并联所构成的轴向装配调整元件的总刚度为：
K总=K6+K6+K6=3K/2=150N/mm
对于K总总刚度值主要取决于单个弹性体3的刚度K，通过对单个弹性体3的刚度K的改变，可以改变总刚度K总，如果弹性体3是弹簧，可以更改其螺旋结构、质量、材质等特征来修改其刚度，如果弹性体3是其他介质，也可以通过改变弹性体3属性来改变其刚度，可实现对该轴向装配调整元件的变刚度目的。
在该轴向装配元件组装完成后，获得一个如图1所示的变刚度轴向装配调整元件，在该状态下，六个弹性体均处于自然伸长状态。实际工作中，该元件通过基盘被轴向安装于某个机械结构上，安装方式不作限制，用于确保机械结构在轴向具有特定的预紧刚度。外界的轴向机械零件在完成装配后所预留出来的用于安装该元件的轴向尺寸为L=730mm，该元件原始自然伸长为Lo=750mm，通过轴向安装，压缩变形量为△L=Lo-L=20mm。因压缩变形，而解决了轴向装配的过约束和欠约束的问题，进一步可以求解出由本实用新型的轴向装配调整元件所产生的轴向预紧力F如下：
F=K总*△L=3K(Lo-L)/2=3000N
根据实际机械轴向装配的要求，可调整其轴向预紧力，由于本实用新型元件原始自然伸长为Lo，在机械产品设计时，可对预留的轴向尺寸L进行调整，而实现对轴向预紧力F的改变控制。
本实用新型的轴向装配调整元件在连续使用五年的时间后，弹性体3的刚度有所变化，进行维护更换弹性体3，拆卸以上调整元件，拆卸过程与以上组装过程相反。
尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (5)
1.一种可压缩变形的轴向装配元件，其特征在于：包括基盘，所述基盘的数量为两个，基盘上螺纹通孔数量为三个，且沿轴向两两间隔120°均布，用于螺接底零件或尾柱；所述底零件中部外径大于两端的外径，且其一端外表面设置有第一外螺纹，用于和基盘的螺纹通孔螺接，另一端设置有内孔，用于连接顶零件；所述顶零件中部外径大于两端的外径，且其一端为连接轴，用于和底零件的内孔插接，且底零件和顶零件之间套接有弹性体，顶零件的另一端设置有内螺纹孔，用于螺接尾柱；所述尾柱中部外径大于两端的外径，且其两端均设置有第二外螺纹，分别用于连接内螺纹孔和螺纹通孔；底零件、弹性体、顶零件及尾柱连接后组成立柱，立柱的数量与螺纹通孔的数量一致。
2.根据权利要求1所述的一种可压缩变形的轴向装配元件，其特征在于：所述弹性体套入底零件设置有内孔一端的外圆柱面上，配合间隙为0.2~2.0mm之间，且其一端面贴合底零件的台阶面，另一端面贴合顶零件的台阶面。
3.根据权利要求2所述的一种可压缩变形的轴向装配元件，其特征在于：所述底零件的内孔深度大于顶零件的连接轴长度，且连接轴与内孔的配合间隙为0.05~0.5mm之间。
4.根据权利要求1或3所述的一种可压缩变形的轴向装配元件，其特征在于：所述立柱中的底零件、顶零件及弹性体的数量为两个，立柱中零部件的串联连接顺序依次为底零件、弹性体、顶零件、底零件、弹性体、顶零件及尾柱，且各个零部件的轴心线同轴，且所述第一外螺纹与第二外螺纹的外径大小一致。
5.根据权利要求4所述的一种可压缩变形的轴向装配元件，其特征在于：所述底零件与基盘的连接端面紧密贴合，所述底零件与顶零件螺接时的连接端面紧密贴合，所述尾柱与顶零件及基盘的连接端面均紧密贴合。
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