專利名稱：鼓形齒式聯(lián)軸節(jié)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種聯(lián)軸節(jié)，尤其是一種鼓形齒式聯(lián)軸節(jié)，屬
于機(jī)械傳動(dòng)4支術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
據(jù)申請(qǐng)人了解，目前已知的現(xiàn)有鼓形齒式聯(lián)軸節(jié)只能適應(yīng)小偏角
(《1.5° )、小軸向和徑向位移的需要，主要用于冶金、軋鋼、重型 機(jī)械、船舶等工業(yè)用途，聯(lián)軸節(jié)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中沒有復(fù)位、定位的止動(dòng)裝置。
由于要^卜償各向大位移，有軌車輛用的齒式聯(lián)軸節(jié)的軸套和套筒 會(huì)發(fā)生大的相對(duì)滑移，這種滑移引起軸套與套筒相對(duì)位置的變化，套 筒將偏離兩個(gè)外齒輪的中 位。當(dāng)在轉(zhuǎn)彎或受沖擊載荷時(shí)，聯(lián)軸節(jié)通常 不能依靠自身的平衡能力回復(fù)中位，必須依靠復(fù)位、限位裝置使套筒 快速回復(fù)中位，保持聯(lián)軸節(jié)的平衡，且限制套筒的過度位移，防止出 現(xiàn)鋼制零件互相碰撞而產(chǎn)生的劇烈振動(dòng)。因此，這種聯(lián)軸節(jié)必須設(shè)有 限位、復(fù)位的止動(dòng)元件。
某些已知的滿足有軌車輛用的齒形聯(lián)軸節(jié)中，套筒相對(duì)于鼓形齒 輪，即套筒相對(duì)于具有鼓形外齒的軸套的止動(dòng)是通過彈簧進(jìn)行的，彈 簧是止動(dòng)元件，這種彈簧對(duì)聯(lián)軸節(jié)的關(guān)鍵部位會(huì)引起接觸磨損，從而 縮短使用壽命。同時(shí)，彈簧不僅對(duì)聯(lián)軸節(jié)，而且對(duì)同聯(lián)軸節(jié)相聯(lián)的其 他部件還產(chǎn)生有害的不平衡現(xiàn)象。這種現(xiàn)象還會(huì)由于彈簧可能的斷裂 和磨損造成更嚴(yán)重的影響。另外，彈簧系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)質(zhì)量和固有頻率也 會(huì)產(chǎn)生軸向振動(dòng)，這種軸向振動(dòng)會(huì)對(duì)聯(lián)軸節(jié)本身而且對(duì)同聯(lián)軸節(jié)相聯(lián) 的其他部件產(chǎn)生有害的軸向作用力。與此同時(shí)，彈簧系統(tǒng)的尺寸還限 制了聯(lián)軸節(jié)的總體的位移要求。此外，還有一些滿足有軌車輛用的齒形聯(lián)軸節(jié)中，定位用的止動(dòng) 元件只有一個(gè)，在使用過程中，在滿足車輛偏轉(zhuǎn)滑移的位移要求下， 會(huì)產(chǎn)生過量的位移，產(chǎn)生有害的沖擊。
實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的在于針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，提出一 種具有雙向限位、復(fù)位裝置的鼓形齒式聯(lián)軸節(jié)，從而滿足諸如有軌車 輛等機(jī)械傳動(dòng)大偏轉(zhuǎn)位移的聯(lián)軸傳動(dòng)要求。
為了達(dá)到以上目的，本實(shí)用新型的鼓形齒式聯(lián)軸節(jié)技術(shù)方案之一 包括主動(dòng)鼓形齒輪和從動(dòng)鼓形齒輪，以及套筒體，所述套筒體的兩端 分別裝有端蓋，所述套筒體的內(nèi)孔兩端設(shè)有分別與主動(dòng)鼓形齒輪和從 動(dòng)鼓形齒輪嚙合的內(nèi)齒；其改進(jìn)之處在于所述套筒體的內(nèi)孔中部形 成兩端面限制主動(dòng)鼓形齒輪和從動(dòng)鼓形齒輪內(nèi)極限位置的縮徑段；所 述端蓋形成限制主動(dòng)鼓形齒輪和從動(dòng)鼓形齒輪外極限位置的凸緣；所 述主動(dòng)鼓形齒輪和從動(dòng)鼓形齒輪對(duì)應(yīng)所述端蓋凸緣的位置裝有第一 彈性止動(dòng)件，所述套筒體縮徑段的端面固定有第二彈性止動(dòng)件。
本實(shí)用新型的鼓形齒式聯(lián)軸節(jié)技術(shù)方案之二包括主動(dòng)鼓形齒輪 和從動(dòng)鼓形齒^^，以及套筒體，所述套筒體的兩端分別裝有端蓋，所
述套筒體的內(nèi)孔兩端設(shè)有分別與主動(dòng)鼓形齒輪和從動(dòng)鼓形齒輪嚙合 的內(nèi)齒；其改進(jìn)之處在于所述套筒體的內(nèi)孔中部形成兩端面限制主
動(dòng)鼓形齒輪和從動(dòng)鼓形齒輪內(nèi)極限位置的縮徑段；所述端蓋對(duì)應(yīng)限 制主動(dòng)鼓形齒輪和從動(dòng)鼓形齒輪外極限位置處裝有第 一彈性止動(dòng)件， 所述套筒體縮徑段的端面固定有第二彈性止動(dòng)件。
所述第一彈性止動(dòng)件和第二彈性止動(dòng)件的外形結(jié)構(gòu)或材料可以 相同，也可以不相同；可以是僅由O形圈構(gòu)成，也可以是僅由彈性 墊圈構(gòu)成，或者是由彈性墊圏或其它具有彈性功能的材料和金屬塾 片共同構(gòu)成。在彈性墊圈等彈性材料的基礎(chǔ)上再加上金屬墊片，能夠進(jìn)一步增強(qiáng)彈性件的耐磨性，不易于磨損。
采用上述技術(shù)方案后，鼓形齒式聯(lián)軸節(jié)形成了合理的雙向限位、
復(fù)位結(jié)構(gòu)。這樣，可以避免鼓形齒輪，也即具有鼓形外齒的軸套，和
套筒相對(duì)過偏轉(zhuǎn)滑移導(dǎo)致的有害沖擊，起到理想的限位緩沖作用。與
已公布的現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有以下優(yōu)點(diǎn)和特點(diǎn)
1、 本實(shí)用新型由于布置了雙向的止動(dòng)件，因此杜絕了單向止動(dòng) 件的過位移沖擊現(xiàn)象。當(dāng)聯(lián)軸節(jié)滿足運(yùn)用的位移要求時(shí)，雙向的止動(dòng) 件及時(shí)限制了多余、過量的位移，保證了聯(lián)軸節(jié)的運(yùn)行平穩(wěn)性和快速 恢復(fù)動(dòng)態(tài)平衡的能力。
2、 本實(shí)用新型聯(lián)軸節(jié)所設(shè)計(jì)的鼓形齒輪，即具有鼓形外齒的軸 套由于不需要安裝彈簧或波紋管等裝置，可以縮短軸套的軸向尺寸， 也無需留出安裝彈簧或波紋管等裝置的空腔，因此，本實(shí)用新型設(shè)計(jì) 的具有鼓形外齒的軸套剛性較大，有利于機(jī)加工，熱處理變形小。而 現(xiàn)有技術(shù)中提及的具有鼓形外齒的軸套軸向尺寸很長，空腔深，機(jī)加 工時(shí)需要特殊工裝保證加工不變形，工藝復(fù)雜，熱處理的變形控制不 易于實(shí)現(xiàn)。
3、 本實(shí)用新型復(fù)位限位用的止動(dòng)件結(jié)構(gòu)簡單，加工容易，制造
成本低，如制造彈性墊圈、0形圈的橡膠材料完全不必進(jìn)口，國產(chǎn)材
料就可以滿足使用要求，而且不易損壞，壽命長。而現(xiàn)有技術(shù)中提及 的復(fù)位限位用止動(dòng)元件為波紋管，這種結(jié)構(gòu)對(duì)波紋管的質(zhì)量性能要求 都很高，制作加工難度大，而且一旦損壞，聯(lián)軸節(jié)很快就會(huì)失效。
4、 本實(shí)用新型所采用的復(fù)位限位裝置穩(wěn)定性較好，在運(yùn)動(dòng)過程 中，不會(huì)產(chǎn)生諸如彈簧作為復(fù)位裝置那樣的沖擊力，不會(huì)對(duì)系統(tǒng)產(chǎn)生 額外的軸向力和徑向力。在車輛運(yùn)行過程中，聯(lián)軸節(jié)不僅要承受軸向 位移，還要承受徑向和角向位移，彈簧必須承受高轉(zhuǎn)速下的離心力， 此時(shí)彈簧的受力將變得復(fù)雜，存在著不確定性。由于工況的隨時(shí)變化，彈簧的受力狀況也在隨時(shí)發(fā)生著變化。彈簧不僅受到軸向壓縮力，而 且還將受到橫向剪切力，橫向剪切力的存在對(duì)彈簧行使復(fù)位元件的功 能是極為不利的。在軸向力、橫向剪切力、離心力的三重作用下，彈 簧的穩(wěn)定性較差。以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說明。


圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例一的軸向剖^L結(jié)構(gòu)示意圖(兩軸處于初 始對(duì)中位置)。
圖2為
圖1實(shí)施例處于兩軸靠近位置、具有最大徑向、軸向、角 向位移時(shí)的軸向剖^L圖(相對(duì)于初始對(duì)中位置)。
圖3為
圖1實(shí)施例處于兩軸遠(yuǎn)離位置、具有最大徑向、軸向、角 向位移時(shí)的軸向剖-見圖(相對(duì)于初始對(duì)中位置)。
圖4為本實(shí)用新型實(shí)施例二的軸向剖視結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中各序號(hào)對(duì)應(yīng)的名稱為l.鼓形外齒2.內(nèi)齒3.端蓋4.軸向 o形密封圈 5.聯(lián)接螺釘6.第一彈性止動(dòng)件 7. (7A/7B)軸套 8. (8A/8B)套筒 9.定位環(huán)10.徑向o形密封圏11.4交制孔螺栓 12.防松螺母 13.彈性墊圈、14.金屬墊片15.環(huán)形凹槽 16.鼓形外 齒對(duì)稱平面 17.旋轉(zhuǎn)軸線。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例一
本實(shí)施例為一種用于有軌車輛機(jī)械傳動(dòng)的鼓形齒式聯(lián)軸節(jié)，其結(jié) 構(gòu)如
圖1所示，兩端的鼓形齒輪，即主動(dòng)鼓形齒輪和從動(dòng)鼓形齒輪外 套有由兩套筒8A、 8B通過其法蘭固定連接形成的套筒體。具有鼓形 外齒的軸套7A、 7B內(nèi)孔中分別過盈配合插裝固定主動(dòng)軸和從動(dòng)軸。 軸套7A、 7B的外圓制有鼓形外齒1,套筒體的內(nèi)孔兩端附近制有與 鼓形外齒1嚙合的內(nèi)齒2。兩套筒8A、 8B的對(duì)合面處形成定位環(huán)凹，套筒體的內(nèi)孔中部裝有定位環(huán)9，該定位環(huán)的外圓凸緣夾持在兩套筒 8A、 8B對(duì)合面處形成的定位環(huán)凹中定位，該定位環(huán)形成兩端面限制 主動(dòng)鼓形齒輪和從動(dòng)鼓形齒輪內(nèi)極限位置的縮徑段，縮徑段的端面固 定有由彈性墊圏13和金屬墊片14構(gòu)成的第二彈性止動(dòng)件。套筒體兩 端分別裝有端蓋3，該端蓋的內(nèi)孔形成限制主動(dòng)鼓形齒輪和從動(dòng)鼓形 齒輪外極限位置的內(nèi)翻邊凸緣。具有鼓形外齒的軸套對(duì)應(yīng)端蓋內(nèi)翻邊 凸緣的位置處制有端面環(huán)形凹槽15，其中裝有第一彈性止動(dòng)件6。
在
圖1所示的初始對(duì)中位置時(shí)，鼓形外齒1位于內(nèi)齒2的中間
位置，內(nèi)齒2的軸向尺寸是鼓形外齒1軸向尺寸的2倍左右。整個(gè)
聯(lián)軸節(jié)所有的零部件均處于原始中間位置。第一彈性止動(dòng)件6由o
形圈構(gòu)成，與端蓋3的a部分組成止動(dòng)空間I 、 II、 III、 IV，由彈
性墊圏13和金屬墊片14構(gòu)成的第二彈性止動(dòng)件和鼓形外齒1組成
止動(dòng)空間V、 VI、 VII、 VIII。在圖l的初始位置中，止動(dòng)空間I 、 II、
III、 IV對(duì)應(yīng)的軸向尺寸分別為Ll、 L3、 L3'、 Ll，,止動(dòng)空間V、 VI、
VII、 V1II對(duì)應(yīng)的軸向尺寸分別為L2、 L4、 L4， 、 L2'。此時(shí)的Ll 、 Ll'、
L2、 L2'、 L3、 L3， 、 L4、 L4，是初始尺寸，數(shù)值基本相同。在聯(lián)軸節(jié)
的運(yùn)行過程中，Ll、 L2、 Ll'、 L2，、 L3、 L4、 L3，、 L4，的尺寸數(shù)據(jù)
會(huì)隨著主、從動(dòng)軸的軸向、徑向位移的變化而變化。
圖2、圖3分別是聯(lián)軸節(jié)處于兩軸靠近、遠(yuǎn)離(相對(duì)于初始對(duì)中
位置)具有最大徑向、軸向、角向位移時(shí)的軸向剖視圖。圖中可以看
出主、從動(dòng)軸之間軸向、徑向位移同時(shí)存在，制有鼓形外齒l的軸套
7A/7B由于與軸過盈配合，與相應(yīng)的主、從動(dòng)軸已固定連為一體，主、
從動(dòng)軸的位移其實(shí)也是制有鼓形外齒1的軸套7 A/7B的位移，第一
彈性止動(dòng)件6固定在制有鼓形外齒1的軸套7 A/7B的環(huán)形凹槽l5
上隨之移動(dòng)。具有內(nèi)齒2的套筒8A和8B分別與端蓋3用螺釘相聯(lián)，
左右兩個(gè)對(duì)稱的套筒8A和8B用鉸制孔螺栓聯(lián)接成套筒體，第二彈性定位件位于內(nèi)齒2和定位環(huán)9之間，且固定于定位環(huán)9的兩端端面上， 定位環(huán)9卡在套筒8A和8B之間固定，第二彈性止動(dòng)件由彈性墊圈 13和金屬墊片14構(gòu)成，這樣，帶內(nèi)齒2的套筒體、端蓋3、定位環(huán) 9和第二彈性止動(dòng)件成為一共同體，在運(yùn)動(dòng)過程中始終一起移動(dòng)。隨 著主、從動(dòng)軸的位移，該共同體產(chǎn)生軸向或角向與徑向的移動(dòng)。在一 系列的運(yùn)動(dòng)過程中，止動(dòng)空間I和止動(dòng)空間II一直在變動(dòng)，各止動(dòng)件 起到良好的限位和復(fù)位作用。
當(dāng)兩軸靠近，相對(duì)于初始對(duì)中位置具有最大徑向、軸向、角向位 移時(shí)，如圖2所示，VI和VII空間幾乎消失，L4和L4，尺寸接近為0; 相反，不難想象，V和V111空間幾乎消失，L2和L2，尺寸接近為0。
當(dāng)兩軸遠(yuǎn)離，相對(duì)于初始對(duì)中位置具有最大徑向、軸向、角向位 移時(shí)，如圖3所示，I和IV空間幾乎消失，L1和L1，尺寸接近為0; 相反，不難想象，II和III空間幾乎消失，L3和L3，尺寸接近為0。
由圖示和分析可以看出，當(dāng)兩軸產(chǎn)生靠近的軸向位移，并且具有 最大的徑向位移時(shí)，由彈性墊圈13和金屬墊片14構(gòu)成的第二彈性止 動(dòng)件和軸套7上具有的鼓形外齒1組成的止動(dòng)空間V、 VI、 VII、 Vlll交 替消失，由彈性墊圈13和金屬墊片14構(gòu)成的第二彈性止動(dòng)件在此起 限位復(fù)位的作用。當(dāng)兩軸產(chǎn)生遠(yuǎn)離的軸向位移，并且具有最大的徑向 位移時(shí)，第一彈性止動(dòng)件6與端蓋3的a部分組成的止動(dòng)空間I 、 II 、 III、 IV交替消失，第一彈性止動(dòng)件6在此起限位和復(fù)位的作用。
本實(shí)施例由于布置了雙向的止動(dòng)件，因此杜絕了單向止動(dòng)件的過 位移沖擊現(xiàn)象。當(dāng)聯(lián)軸節(jié)滿足運(yùn)用的位移要求時(shí)，雙向的止動(dòng)件及時(shí) 限制了多余、過量的位移，保證了聯(lián)軸節(jié)的運(yùn)行平穩(wěn)性和快速恢復(fù)動(dòng) 態(tài)平衡的能力。 實(shí)施例二
本實(shí)施例如圖2所示，其基本結(jié)構(gòu)與實(shí)施例一相同，主要不同之處在于第一彈性止動(dòng)件6裝在端蓋3對(duì)應(yīng)限制主動(dòng)鼓形齒輪和從動(dòng) 鼓形齒輪外極限位置處，能夠起到限制主動(dòng)鼓形齒輪和從動(dòng)鼓形齒輪 外極限位置的作用。
此外，第一彈性止動(dòng)件也可以采用與第二彈性止動(dòng)件相同的結(jié) 構(gòu)，即也由彈性墊圈13和金屬墊片14構(gòu)成。本實(shí)施例的外止動(dòng)空間 與實(shí)施例一中的外止動(dòng)空間位置雖有差異，限位情況以及作用效果均 相同，不另贅述。
除上述實(shí)施例外，凡采用等同替換或等效變換形成的技術(shù)方案， 均落在本實(shí)用新型要求的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求1.一種鼓形齒式聯(lián)軸節(jié)，包括主動(dòng)鼓形齒輪和從動(dòng)鼓形齒輪，以及套筒體；所述套筒體的兩端分別裝有端蓋，所述套筒體的內(nèi)孔兩端設(shè)有分別與主動(dòng)鼓形齒輪和從動(dòng)鼓形齒輪嚙合的內(nèi)齒；其特征在于所述套筒體的內(nèi)孔中部形成兩端面限制主動(dòng)鼓形齒輪和從動(dòng)鼓形齒輪內(nèi)極限位置的縮徑段；所述端蓋形成限制主動(dòng)鼓形齒輪和從動(dòng)鼓形齒輪外極限位置的凸緣；所述主動(dòng)鼓形齒輪和從動(dòng)鼓形齒輪對(duì)應(yīng)所述端蓋凸緣的位置裝有第一彈性止動(dòng)件，所述套筒體縮徑段的端面固定有第二彈性止動(dòng)件。
2. —種鼓形齒式聯(lián)軸節(jié)，包括主動(dòng)鼓形齒輪和從動(dòng)鼓形齒輪， 以及套筒體，所述套筒體的兩端分別裝有端蓋，所述套筒體的內(nèi)孔兩于所述套筒體的內(nèi)孔中部形成兩端面限制主動(dòng)鼓形齒4侖和從動(dòng)鼓形 齒輪內(nèi)^L限位置的縮徑l殳；所述端蓋對(duì)應(yīng)限制主動(dòng)鼓形齒^^和從動(dòng)鼓 形齒輪外極限位置處裝有第一彈性止動(dòng)件，所述套筒體縮徑段的端面 固定有第二彈性止動(dòng)件。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的鼓形齒式聯(lián)軸節(jié)，其特征在于 所述主動(dòng)鼓形齒輪和從動(dòng)鼓形齒輪外套有由兩套筒通過其法蘭固定 連接形成的套筒體；所述兩套筒的對(duì)合面處形成定位環(huán)凹，所述套 筒體的內(nèi)孔中部裝有定位環(huán)，所述定位環(huán)形成兩端面限制主動(dòng)鼓形 齒輪和從動(dòng)鼓形齒輪內(nèi)極限位置的縮徑段，所述定位環(huán)的外圓凸緣 夾持在兩套筒的對(duì)合面處形成的定位環(huán)凹中定位。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的鼓形齒式聯(lián)軸節(jié)，其特征在于所述套筒體兩端端蓋的內(nèi)孔形成限制主動(dòng)鼓形齒輪和從動(dòng)鼓形齒輪外極 限位置的內(nèi)翻邊凸緣。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的鼓形齒式聯(lián)軸節(jié)，其特征在于 所述第一彈性止動(dòng)件由0形圈構(gòu)成，所述第二彈性止動(dòng)件由彈性墊 圈和金屬墊片構(gòu)成。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的鼓形齒式聯(lián)軸節(jié)，其特征在于 所述第一彈性止動(dòng)件和第二彈性止動(dòng)件均由彈性墊圏和金屬墊片構(gòu) 成。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的鼓形齒式聯(lián)軸節(jié)，其特征在于 所述第一彈性止動(dòng)件由彈性墊圈和金屬墊片構(gòu)成，所述第二彈性止 動(dòng)件由0形圈構(gòu)成。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的鼓形齒式聯(lián)軸節(jié)，其特征在于 所述第一彈性止動(dòng)件和第二彈性件均由O形圈構(gòu)成。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種鼓形齒式聯(lián)軸節(jié)，屬于機(jī)械傳動(dòng)技術(shù)領(lǐng)域。該聯(lián)軸節(jié)包括分別與主動(dòng)軸和從動(dòng)軸固連的主動(dòng)鼓形齒輪和從動(dòng)鼓形齒輪，以及兩端的內(nèi)齒分別與主動(dòng)鼓形齒輪和從動(dòng)鼓形齒輪嚙合的套筒體；所述套筒體的內(nèi)孔中部形成兩端面限制鼓形齒輪內(nèi)極限位置的縮徑段，所述套筒體的兩端分別裝有端蓋；所述端蓋形成限制鼓形齒輪外極限位置的凸緣；所述鼓形齒輪對(duì)應(yīng)所述端蓋凸緣的位置裝有第一彈性止動(dòng)件，所述套筒體縮徑段的端面固定有第二彈性止動(dòng)件。這樣，鼓形齒式聯(lián)軸節(jié)形成了合理的雙向限位、復(fù)位結(jié)構(gòu)，可以避免具有鼓形外齒的軸套和具有內(nèi)齒的套筒相對(duì)過偏轉(zhuǎn)滑移導(dǎo)致的有害沖擊。
文檔編號(hào)F16D3/18GK201401452SQ20092004131
公開日2010年2月10日 申請(qǐng)日期2009年3月26日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月26日
發(fā)明者鈕海彥 申請(qǐng)人:南車戚墅堰機(jī)車車輛工藝研究所有限公司