CN2736600Y

CN2736600Y - 径向联轴器

Info

Publication number: CN2736600Y
Application number: CN 200420078687
Authority: CN
Inventors: 曹清林; 李秀莲
Original assignee: Jiangsu University of Technology
Current assignee: Jiangsu University of Technology
Priority date: 2004-08-13
Filing date: 2004-08-13
Publication date: 2005-10-26
Anticipated expiration: 2014-08-13

Abstract

一种径向联轴器，具有左、右相对设置的两联接盘，两联接盘之间设有同心且相邻间动配合的大、中、小圆环，大、中、小圆环上各对称固结有2个辐板组件，每个辐板组件与连杆间由销轴通过辐板组件上的铰接孔与连杆上的辐板端铰接孔将两者联接，各辐板组件上的销接孔中心至各自圆环中心的距离h一致；两联接盘上各设有呈均匀分布的3个铰接孔，各铰接孔中心至各自联接盘中心的距离j一致且与辐板组件上的销接孔中心至圆环中心的距离h相同；间隔位置的3根连杆为一组，两组连杆分别与两联接盘联接，连杆与联接盘的联接各由销轴通过连杆上的联接盘端铰接孔与联接盘上对应的铰接孔将两者联接。本实用新型能满足较大径向运动位移要求且能适合高速大功率应用场合。

Description

径向联轴器

技术领域

本实用新型涉及联轴器。

背景技术

联轴器在机械传动中有着广泛的应用，它可以将一个轴的运动和动力传递给另一个轴，是一种重要的运动联接部件。联轴器的基本运动要求是，两轴的传动比应恒为常数。联轴器所联接两轴在机器运转过程中可能的相对运动情况可分为六种，即轴向(Δx)、径向(Δy)、转角(Δθ)、轴向和径向、轴向和转角、径向和转角、轴向径向和转角。对于两轴不同的相对运动要求，应有与之相对应的不同类型的联轴器。把前面三种相对运动类型称为基本型相对运动形式，后面三种称为复合型相对运动形式。对于基本相对运动形式，研制出相应类型联轴器后，可以把它们进行组合，构成复合相对运动形式的联轴器，以满足实际应用要求。常用的联轴器，如齿式、链式、簧式、膜式、轮胎式、弹性柱销式等，均能同时实现轴向、径向和转角相对运动，但是，能实现的径向最大补偿位移一般不超过6.3mm。另一类平面连杆式联轴器，如十字滑块联轴器、Schmit联轴器，分别选用的是平面四连杆机构和平面六连杆机构，是一类专用的径向联轴器，能实现较大的径向相对运动位移。十字滑块联轴器能实现最大径向位移Δy_max＝0.4d，d为轴直径，由于中间十字滑块在运动过程中会产生较大惯性力，所以，适用于低速场合。Schmit联轴器的动力学性能要比十字滑块联轴器好，但是，由于机构中六个连杆及中间圆盘的惯性力不能自身平衡，所以，也只适用于中低速场合。

而在实际工程应用中，有许多场合需要高速、大功率和较大径向位移偏差的联轴器。如电动列车的传动系统，电机输出轴通过一级圆锥齿轮变向和减速，通过花键联接驱动一侧的列车车轮，转速高，传递的功率大。列车在行驶过程中由于路轨的不平等因素，列车车轮与电机输出轴之间会产生垂直方向的位移(最大20mm)，即径向位移。如果花键轴与列车车轮之间直接刚性联接，则会在圆锥齿轮传动中产生间隙，其它零件也会产生附加载荷，这显然对高速行驶不利。在电动和内燃机混合驱动的军舰上，内燃机和驱动螺旋桨之间的传动系统也存在同样的问题。又比如橡胶轧机上的两个轧辊的运动，在现有的机器上，采用的是由电机带动一对长齿齿轮，两个齿轮分别与两轧辊轴一起转动，从而使两轧辊转动轧制橡胶。当轧制橡胶厚度变化时，需调节两个轧辊的中心距，两个齿轮的中心距也随之发生变化，这样就使得两个齿轮之间产生间隙。印染机械上轧辊的运动也存在同样的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是提出一种能满足较大径向运动位移要求且能适合高速大功率应用场合的径向联轴器。

由于径向运动位移的特点，在有较大径向运动位移的情况下，一般使用平面连杆机构构成的径向联轴器能较好地满足这一要求。要使得由平面连杆机构组成的径向联轴器能适应高速运动场合，关键是使机构中构件在运动过程中的惯性力能自身平衡，对称结构的机构能满足这一要求。另一方面，为满足大功率应用需要，可选用多杆式平面连杆机构。

图1为一种对称结构平面十二连杆机构运动简图。构件x和构件y是机构的两个连架杆，并为两个三副构件，分别作为联轴器的运动输入轴和输出轴。构件x和构件y的尺度之间满足

\overset{&OverBar;}{A_{0} A_{1}} = \overset{&OverBar;}{A_{0} A_{2}} = \overset{&OverBar;}{A_{0} A_{3}} = \overset{&OverBar;}{C_{0} C_{1}} = \overset{&OverBar;}{C_{0} C_{2}} = \overset{&OverBar;}{C_{0} C_{3}},

而且，

和

之间分别成120°分布，

和之间也分别成120°分布。构件e称为连杆，且它们的长度都相等。构件z、z′和z″在B₀点构成复合铰链，也称复合转动副，三个构件的长度分别相等，且B₀点分别为构件z、z′和z″长度的中点。由机构学可以证明，该对称结构的平面十二连杆机构在运动过程中，构件x和构件y之间能保证恒定传动比为1，即恒定等速；B₀点的运动速度恒为0；当两个机架点A₀和C₀点之间的距离改变时，也就是联轴器的输入轴和输出轴之间有径向位移时，构件x和构件y之间的恒等速关系，以及B₀点的运动速度恒为0的特点都不会改变。由于机构的特点，当两个机架点A₀和C₀点之间的距离改变时，仍然能使得构件x和构件y之间保证恒等速的关系，这就满足了作为径向联轴器的最基本的运动要求，可以设计成径向联轴器。另外，机构中的构件x和y绕固定点转动，结构设计时，使其质心位于转动点，在匀速转动时，惯性力和惯性力矩分别等于0。机构中的所有连杆全部是对称分布，所以，惯性力和惯性力矩能互相抵消而平衡。机构中的构件z、z′和z″，在结构设计时也使其质心位于自身的几何中心，即图中的B₀点，而B₀点的运动速度恒为0，所以，惯性力恒为0，而由于构件z、z′和z″的转速不一致，它的惯性力矩不等于0。在选择机构的尺度时，使得构件z、z′和z″具有较小的转动加速度，从而使其具有较小的惯性力矩。由于机构的这一特点，设计成的径向联轴器能适应高速运动场合。另外，又由于采用的是多连杆机构，与由四连杆机构和六连杆机构构成的径向联轴器相比，能承受较大的载荷，传递较大的功率。图2描述了本发明中将图1中机构的复合铰链(复合转动副)，变成具有相同运动效应的三个同心圆环结构后的机构结构情况。为了在结构上能方便地实现构件z、z′和z″在B₀点构成的复合铰链，在结构设计时，将构件z、z′和z″变成图2所示的三个同心的圆环，圆心即为原来的B₀点。这三个圆环之间的相对转动中心仍然为B₀点，所以，与图1所示机构的运动效果是等效的。

根据上述构思，本实用新型的具体方案如下：

该联轴器具有左、右相对设置的两联接盘，两联接盘之间设有同心且相邻间动配合的大、中、小圆环，大、中、小圆环上各对称固结有2个辐板组件，每个辐板组件与连杆间由销轴通过辐板组件上的铰接孔与连杆上的幅板端铰接孔将两者联接，各辐板组件上的销接孔中心至各自圆环中心的距离h一致；两联接盘上各设有呈均匀分布的3个铰接孔，各铰接孔中心至各自联接盘中心的距离j一致且与辐板组件上的销接孔中心至圆环中心的距离h相同；间隔位置的3根连杆为一组，两组连杆分别与两联接盘联接，连杆与联接盘的联接各由销轴通过连杆上的联接盘端铰接孔与联接盘上对应的铰接孔将两者联接。

上述大、中、小圆环上固结的各辐板组件均由相对设置的左、右辐板组成，左、右辐板上各设有与销轴动配合的铰接孔。

上述大、中、小圆环各由左、右圆环通过螺钉联接而成。

上述大圆环的左、右圆环与中圆环的左、右圆环之间设有轴承，轴承处于大圆环的左、右圆环与中圆环的左、右圆环相对面上的凹槽内；中圆环的左、右圆环与小圆环的左、右圆环之间设有轴承，轴承处于中圆环的左、右圆环与小圆环的左、右圆环相对面上的凹槽内。

上述轴承均采用双圆柱滚子轴承。

上述由销轴联接的左、右辐板与连杆的销轴孔内固定有与销轴动配合的轴套；上述由销轴联接的连杆与联接盘对应销轴孔内固定有与销轴动配合的轴套。

本实用新型的特点在于：1，由本联轴器联接的输入轴和输出轴在运动过程中，即使沿着径向有运动位移，但仍能将运动和动力从一根轴传递到另外一根轴，且能保证两轴之间的传动比恒定为1，即输入轴和输出轴能保证瞬时等速。2，与已有径向联轴器相比，由于选用多杆对称结构的连杆机构构成了该联轴器，机构中构件的惯性力能自身平衡，所以，其具体结构可以设计得较大，能适用于大功率的传递场合，如电动列车、船舶的推进系统，并且运动速度可以较高。3，这种联轴器是由平面十二连杆机构构成的，两个连架杆转动点之间的距离就是两轴之间的径向位移偏差。只要能保证两连架杆整周回转，即为双曲柄，两个连架杆转动点之间的距离可以任意改变，所以，这种联轴器能实现两轴之间比较大的径向位移。

附图说明

图1为十二连杆机构运动简图；

图2为与图1所示的十二连杆机构具有相同运动效应的同心圆环结构运动简图；

图3为本实用新型的实施例结构简图；

图4为图3A-A剖视图；

图5为联接盘示图。

具体实施方式

图3至图5所示的实施例具有相对设置的左、右两联接盘1，两联接盘1用于分别联接输入轴和输出轴。两联接盘1之间设有同心且相邻间动配合的大、中、小圆环3、4、5。由于加工工艺的需要，大圆环3由左、右圆环3-1、3-2通过螺钉联接而成，中圆环4由左、右圆环4-1、4-2通过螺钉联接而成，小圆环5由左、右圆环5-1、5-2通过螺钉联接而成。大圆环的左、右圆环3-1、3-2与中圆环的左、右圆环4-1、5-2相对面上设有凹槽，凹槽内设有双圆柱滚子轴承9。中圆环的左、右圆环4-1、4-2与小圆环的左、右圆环5-1、5-2的相对面上设有凹槽，凹槽内设有双圆柱滚子轴承8，由于空间的限制，轴承8选择2个小规格的双圆柱滚子轴承8，两轴承8之间由轴承隔套12相隔。大圆环3与中圆环4之间可相对转动，中圆环4与小圆环5之间可相对转动。上述的大、中、小圆环构成复合转动副即为图2中的构件z、z′和z″在B₀点构成的复合铰链。

大、中、小圆环3、4、5上各对称设有两辐板组件2-1、2-2、2-3。上述辐板组件均由相对设置的左、右辐板组成，图3中显示了大圆环3上的辐板组件2-1由相对设置的左、右辐板2-1-1和2-1-2组成；小圆环5上的辐板组件2-3由相对设置的左、右辐板2-3-1和2-3-2组成。由于大、中、小圆环各由左、右圆环组成，所以大圆环3上的两辐板组件2-1是分别设置在大圆环3的左、右圆环3-1、3-2上，中圆环4上的两辐板组件2-2是分别设置在中圆环4的左、右圆环4-1、4-2上，小圆环5上的两辐板组件2-3是分别设置在小圆环5的左、右圆环5-1、5-2上。所有辐板组件的左、右辐板焊接在对应的圆环上。在辐板组件的左、右辐板上设有相对的销轴孔，各辐板销轴孔中心至各自圆环中心的距离h是一致的。每对左、右辐板之间设有连杆6，连杆6与图2中的连杆对应。左、右辐板与连杆6的铰接采取在左、右辐板上的销轴孔与连杆6的幅板端销轴孔内固定有轴套11-1，销轴7-1插入轴套11-1内且为动配合而构成转动副。

在两联接盘1上各设有均匀分布即呈等间距120°分布的三销轴孔1-1(见图5)，联接盘上的销轴孔中心至各自联接盘中心的距离j一致且与辐板上的销轴孔中心至圆环中心的距离h相同。间隔位置的3根连杆为一组，即图4中的3根连杆6-1为一组，另3根连杆6-2为一组。每组连杆的三连杆分属于大、小、中圆环，两组连杆分别与两联接盘1联接，连杆6通过销轴7-2与联接盘1上对应的销轴孔联接，该联接采取在连杆6的联接盘端的销轴孔内和联接盘1上对应的销轴孔内固定有轴套11-2，销轴7-2插入轴套11-2内且为动配合构成转动副。

Claims

1、一种径向联轴器，其特征在于：该联轴器具有左、右相对设置的两联接盘(1)，两联接盘(1)之间设有同心且相邻间动配合的大、中、小圆环(3、4、5)，大、中、小圆环(3、4、5)上各对称固结有2个辐板组件，每个辐板组件与连杆(6)间由销轴(7-1)通过辐板组件上的铰接孔与连杆(6)上的辐板端铰接孔将两者联接，各辐板组件(2-1、2-2、2-3)上的销接孔中心至各自圆环中心的距离h一致；两联接盘(1)上各设有呈均匀分布的3个铰接孔(1-1)，各铰接孔(1-1)中心至各自联接盘中心的距离j一致且与辐板组件上的销接孔中心至圆环中心的距离h相同；间隔位置的3根连杆为一组，两组连杆分别与两联接盘(1)联接，连杆(6)与联接盘(1)的联接各由销轴(7-2)通过连杆(6)上的联接盘端铰接孔与联接盘(1)上对应的铰接孔将两者联接。

2、根据权利要求1所述的径向联轴器，其特征在于：大、中、小圆环(3、4、5)上固结的各辐板组件(2-1、2-2、2-3)均由相对设置的左、右辐板组成，左、右辐板上各设有与销轴(7-1)动配合的铰接孔。

3、根据权利要求2所述的径向联轴器，其特征在于：大、中、小圆环(3、4、5)各由左、右圆环(3-1、3-2)、(4-1、4-2)、(5-1、5-2)通过螺钉联接而成。

4、根据权利要求3所述的径向联轴器，其特征在于：大圆环的左、右圆环(3-1、3-2)与中圆环的左、右圆环(4-1、4-2)之间设有轴承(8)，轴承(8)处于大圆环的左、右圆环(3-1、3-2)与中圆环的左、右圆环(4-1、4-2)相对面上的凹槽内；中圆环的左、右圆环(4-1、4-2)与小圆环的左、右圆环(5-1、5-2)之间设有轴承(9)，轴承(9)处于中圆环的左、右圆环(4-1、4-2)与小圆环的左、右圆环(5-1、5-2)相对面上的凹槽内。

5、根据权利要求4所述的径向联轴器，其特征在于：上述轴承(8、9)均采用双圆柱滚子轴承。

6、根据权利要求5所述的径向联轴器，其特征在于：由销轴(7-1)联接的左、右辐板与连杆(6)的销轴孔内固定有与销轴(7-1)动配合的轴套(11-1)；由销轴(7-2)联接的连杆(6)与联接盘(1)对应销轴孔内固定有与销轴(7-2)动配合的轴套(11-2)。