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CN106351954A - 一种机械式软连接结构及使用该软连接结构的传动轴装置 - Google Patents

一种机械式软连接结构及使用该软连接结构的传动轴装置 Download PDF

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CN106351954A
CN106351954A CN201610777350.8A CN201610777350A CN106351954A CN 106351954 A CN106351954 A CN 106351954A CN 201610777350 A CN201610777350 A CN 201610777350A CN 106351954 A CN106351954 A CN 106351954A
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Abstract

本发明涉及一种机械式软连接结构及使用该软连接结构的传动轴装置,软连接结构包括内转轴和外轴套,内转轴穿套在外轴套中,内转轴的外周面上设有凹坑,内转轴和外轴套之间布置有套装在内转轴上并覆盖所述凹坑的弹性软管,外轴套的套壁上设有沿径向延伸的安装孔,安装孔中装配有用于沿径向顶压所述弹性软管的管壁以将弹性软管对应位置处的管壁顶进所述凹坑中的顶压柱,弹性软管上的在内转轴圆周方向上位于所述顶压柱和凹坑之间的管壁为可沿内转轴圆周方向弹性变形的变形管壁。由于弹性软管的弹性模量小,容易变形,故可使内转轴适应外轴套的位置和旋转精度,从而实现主动件和从动件之间的软连接。

Description

一种机械式软连接结构及使用该软连接结构的传动轴装置
技术领域
本发明涉及一种机械式软连接结构及使用该软连接结构的传动轴装置。
背景技术
在仅传递扭矩和速度的机械传动装置中,经常采用软连接结构以实现机械传动。常用的机械式软连接方式主要有一下几种:1、利用标准件弹性联轴器实现软连接;2、利用波纹管实现软连接;3、利用软绳连接两个的法兰的方法实现软连接。
但上述的几种软连接方法均各有优缺点,如方法1中利用弹性联轴器实现软连接的结构虽然较为简单,但需要额外布置联轴器,对于微型机械联接来讲,由于联接强度及结构尺寸的限制,弹性联轴器的尺寸往往不能满足要求;对于方法2,利用波纹管实现软连接主要优点为两连接轴不同心的情况下,简单易行,但轴向尺寸要求比较大;对于方法3中轴向尺寸要求比较小,但径向尺寸要求比较大。
上述几种情况对联接的主动件和从动件的轴向尺寸或径向尺寸均有较高要求,不能过小,否则无法满足正常的软连接要求。但对于尺寸较小的微型机械连接结构来讲,由于主动件和从动件尺寸均较小,且主动件和从动件之间的装配空间有效,无法直接应用上述的几种对装配空间尺寸要求较高的几种软连接方式。
发明内容
本发明提供一种机械式软连接结构,以解决现有技术中的软连接方式对装配空间尺寸要求较高而不适应于微型机械连接中的技术问题;本发明还提供一种使用上述软连接结构的传动轴装置。
本发明所提供的机械式软连接结构的技术方案是:一种机械式软连接结构,包括用于设置在待联接的主动件和从动件中的其中一个上的内转轴和设置在另一个上的外轴套,内转轴穿套在外轴套中,内转轴的外周面上设有凹坑,内转轴和外轴套之间布置有套装在内转轴上并覆盖所述凹坑的弹性软管,弹性软管具有接触贴合在内转轴外周面上的内周面和接触贴合在外轴套内周面上的外周面,外轴套的套壁上设有沿径向延伸的安装孔,安装孔中装配有用于沿径向顶压所述弹性软管的管壁以将弹性软管对应位置处的管壁顶进所述凹坑中的顶压柱,所述弹性软管上的在内转轴圆周方向上位于所述顶压柱和凹坑之间的管壁为可沿内转轴圆周方向弹性变形的变形管壁。
所述的安装孔为螺钉安装孔,所述顶压柱为与螺钉安装孔螺旋配合的顶压螺钉。
所述的顶压螺钉的朝向所述弹性软管的端部为截头锥台结构,截头锥台结构的侧壁面为锥形斜面以在内转轴圆周方向上于所述锥形斜面两侧形成供所述变形管壁弹性变形的变形间隙。
所述的内转轴上与所述外轴套穿套重合的轴段的长度为L,所述弹性软管的壁厚为0.05L-0.3L。
所述的弹性软管为纯聚四氟乙烯管。
所述的凹坑在内转轴圆周方向上的长度尺寸大于在内转轴轴向上的长度尺寸。
本发明所提供的传动轴装置的技术方案是:一种传动轴装置,包括用于对应传动连接的主动轴和从动轴,主动轴和从动轴之间设有机械式软连接结构,软连接结构包括与主动轴和从动轴中的其中一个同轴固定连接的内转轴和与另一个同轴固定连接的外轴套,内转轴穿套在外轴套中,内转轴的外周面上设有凹坑,内转轴和外轴套之间布置有套装在内转轴上并覆盖所述凹坑的弹性软管,弹性软管具有接触贴合在内转轴外周面上的内周面和接触贴合在外轴套内周面上的外周面,外轴套的套壁上设有沿径向延伸的安装孔,安装孔中装配有用于沿径向顶压所述弹性软管的管壁以将弹性软管对应位置处的管壁顶进所述凹坑中的顶压柱,所述弹性软管上的在内转轴圆周方向上位于所述顶压柱和凹坑之间的管壁为可沿内转轴圆周方向弹性变形的变形管壁。
所述的安装孔为螺钉安装孔,所述顶压柱为与螺钉安装孔螺旋配合的顶压螺钉。
所述的顶压螺钉的朝向所述弹性软管的端部为截头锥台结构,截头锥台结构的侧壁面为锥形斜面以在内转轴圆周方向上于所述锥形斜面两侧形成供所述变形管壁弹性变形的变形间隙。
所述的内转轴上与所述外轴套穿套重合的轴段的长度为L,所述弹性软管的壁厚为0.05L-0.3L。
本发明的有益效果是:本发明所提供的机械式软连接结构中,对应设置在主动件和从动件上的内转轴和外轴套,利用设置在内转轴和外轴套之间的弹性软管实现对内转周和外轴套的插接装配,并利用定位柱沿径向将弹性软管的相应管壁顶进内转轴的相应凹坑中,这样,利用内转轴、弹性软管、定位柱及外轴套进而实现主动件和从动件之间的扭矩和速度传递。由于弹性软管的弹性模量小,容易变形,故可使内转轴适应外轴套的位置和旋转精度,从而实现主动件和从动件之间的软连接。并且,由于弹性软管上的在内转轴圆周方向上位于顶压柱和凹坑之间的管壁为可沿内转轴圆周方向弹性变形的变形管壁,这样可以缓冲所传递的周向扭矩,降低对弹性软管及定位柱的周向冲击。
进一步地,采用顶压螺钉来顶装弹性软管,便于根据实际需要转动顶压螺钉的位置,进而来调整弹性软管与凹坑相对应位置处的预变形程度,满足不同工况需求。
进一步地,顶压螺钉的朝向所述弹性软管的端部为截头锥台结构,截头锥台结构的侧壁面为锥形斜面以在内转轴圆周方向上于所述锥形斜面两侧形成变形间隙,以供上述变形管壁在受到周向挤压时发生弹性变形。
进一步地,凹坑在内转轴圆周方向上的长度尺寸大于在内转轴轴向上的长度尺寸,便于上述弹性软管的变形管壁发生弹性变形。
附图说明
图1是本发明所提供的机械式软连接结构的一种实施例的结构示意图;
图2是图1所示软连接装置的剖视图;
图3是图1中内转轴的结构示意图;
图4是图3所示内转轴的侧视图。
具体实施方式
如图1至图4所示,一种机械式软连接结构的实施例,该实施例中的软连接装置包括用于设置在待联接的主动件上的内转轴3和设在从动件上的外轴套2,内转轴3与主动件一体同轴布置,而外轴套2则与从动件一体同轴布置。内转轴3穿套在外轴套2中,内转轴2的外周面上设有凹坑31,内转轴3和外轴套2之间布置有套装在内转轴3上并覆盖凹坑31的弹性软管4,此处的弹性软管4具体采用纯聚四氟乙烯管,弹性软管4具有接触贴合在内转轴3外周面上的内周面和接触贴合在外轴套2内周面上的外周面,外轴套2的套壁上设有沿径向延伸的安装孔21,此处的安装孔具体为螺钉安装孔,安装孔21中装配有用于沿径向顶压弹性软管4的管壁以将弹性软管4对应位置处的管壁顶进凹坑31中的顶压柱1,此处的顶压柱1具体为与螺钉安装孔螺旋配合的顶压螺钉,弹性软管4上的在内转轴圆周方向上位于顶压柱1和凹坑31之间的管壁为可沿内转轴圆周方向弹性变形的变形管壁。
为便于弹性软管4的变形管壁受压变形,作为顶压柱1的顶压螺钉的朝向弹性软管4的端部为截头锥台结构,截头锥台结构的侧壁面为锥形斜面以在内转轴圆周方向上于所述锥形斜面两侧形成供所述变形管壁弹性变形的变形间隙。
在本实施例中,凹坑在内转轴圆周方向上的长度尺寸大于在内转轴轴向上的长度尺寸。
一般来讲,内转轴和外轴套之间的弹性软管的壁厚可根据内转轴深入外轴套的长度即内转轴3与外轴套2穿套重合的轴段的长度来确定,如穿套重合的轴段的长度为L,弹性软管的壁厚为0.05L-0.3L,比例系数取决于内转轴和外轴套的同心度以及弹性软管及顶压柱等传动部件的加工精度,当内转轴和外轴套同心度好且传动部件加工精度高时,比例系数可取低些,而当主动轴和从动轴的同心度插且传动部件精度低时,比例系数取高些。
本实施例所提供的机械式软连接装置实现扭矩和速度的传递,内转轴和外轴套之间采用弹性软管过度,保证内转轴和外轴套之间的相互适应。当内转轴转动时,因为内转轴3为带凹坑31的轴,当内转轴3转动至凹坑31与顶压柱1对应的位置时,弹性软管4的相应处的管壁将被顶压柱顶入凹坑31中,从而利用弹性软管4和顶压柱实现扭矩和速度的传递。由于采用纯聚四氟乙烯的弹性软管的弹性模量小,极易变形,故可使主动轴能较好的适应从动轴的位置和转动精度,从而实现机械式软连接。
实际上,在实际操作过程中,为使主动件和从动件之间的机械式软连接能更好的适应,在装配时,使内转轴的凹坑与外轴套上的螺钉安装孔对正,在螺钉安装孔中旋紧作为顶压柱的顶压螺钉使得内转轴和外轴套不能相对转动,然后再将顶压螺钉向后放松0.5-1圈,放松的情况根据内转轴和外轴套的同心度以及弹性软管及顶压柱等传动部件的加工精度来定,当内转轴和外轴套同心度好且传动部件加工精度高时,少放松点,而当主动轴和从动轴的同心度插且传动部件精度低时,多放松点。
本发明所提供的机械式软连接,内转轴和外轴套的径向和轴向尺寸无需增大,对径向尺寸和轴向尺寸要求较低,特别适合应用与微型的软连接结构,整体结构相对简单,易于实现。
本实施例中,内转轴与主动件一体同轴设置,外轴套与从动件一体同轴设置,在其他实施例中,也可以将内转轴与从动件一体同轴设置,而将外轴套与主动件一体同轴设置。本实施例中,顶压柱采用顶压螺钉,便于根据实际需要调整顶压柱的松紧度,在其他实施例中,也可以在安装孔和顶压柱上设置卡槽,通过对应安装在安装孔及顶压柱的卡槽中的卡环实现对顶压柱的定位,只要可以将弹性软管的相应管壁顶入凹坑中进而实现内转轴和外周套的扭矩和速度的传递即可。
本实施例中,弹性软管采用纯聚四氟乙烯材料,在其他实施例中,也可以采用其他材料,只要具有较好的弹性模量,来满足变形需要,进而实现内转轴和外周套之间的扭矩和速度的传递即可。
本发明还提供一种传动轴装置,其包括用于对应传动连接的主动轴和从动轴,主动轴和从动轴之间设有机械式软连接结构,机械式软连接装结构采用上述图1至图4所示的软连接结构,在此不再赘述,使内转轴与主动轴一体同轴设置,外轴套与从动轴一体同轴设置。当然,在其他实施例中,内转轴也可以与主动轴分体同轴设置,外轴套也可以与从动轴分体同轴设置。

Claims (10)

1.一种机械式软连接结构,其特征在于:包括用于设置在待联接的主动件和从动件中的其中一个上的内转轴和设置在另一个上的外轴套,内转轴穿套在外轴套中,内转轴的外周面上设有凹坑,内转轴和外轴套之间布置有套装在内转轴上并覆盖所述凹坑的弹性软管,弹性软管具有接触贴合在内转轴外周面上的内周面和接触贴合在外轴套内周面上的外周面,外轴套的套壁上设有沿径向延伸的安装孔,安装孔中装配有用于沿径向顶压所述弹性软管的管壁以将弹性软管对应位置处的管壁顶进所述凹坑中的顶压柱,所述弹性软管上的在内转轴圆周方向上位于所述顶压柱和凹坑之间的管壁为可沿内转轴圆周方向弹性变形的变形管壁。
2.根据权利要求1所述的机械式软连接结构,其特征在于:所述的安装孔为螺钉安装孔,所述顶压柱为与螺钉安装孔螺旋配合的顶压螺钉。
3.根据权利要求2所述的机械式软连接结构,其特征在于:所述的顶压螺钉的朝向所述弹性软管的端部为截头锥台结构,截头锥台结构的侧壁面为锥形斜面以在内转轴圆周方向上于所述锥形斜面两侧形成供所述变形管壁弹性变形的变形间隙。
4.根据权利要求1所述的机械式软连接结构,其特征在于:所述的内转轴上与所述外轴套穿套重合的轴段的长度为L,所述弹性软管的壁厚为0.05L-0.3L。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的机械式软连接结构,其特征在于:所述的弹性软管为纯聚四氟乙烯管。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的机械式软连接结构,其特征在于:所述的凹坑在内转轴圆周方向上的长度尺寸大于在内转轴轴向上的长度尺寸。
7.一种传动轴装置,包括用于对应传动连接的主动轴和从动轴,主动轴和从动轴之间设有机械式软连接结构,其特征在于:软连接结构包括与主动轴和从动轴中的其中一个同轴固定连接的内转轴和与另一个同轴固定连接的外轴套,内转轴穿套在外轴套中,内转轴的外周面上设有凹坑,内转轴和外轴套之间布置有套装在内转轴上并覆盖所述凹坑的弹性软管,弹性软管具有接触贴合在内转轴外周面上的内周面和接触贴合在外轴套内周面上的外周面,外轴套的套壁上设有沿径向延伸的安装孔,安装孔中装配有用于沿径向顶压所述弹性软管的管壁以将弹性软管对应位置处的管壁顶进所述凹坑中的顶压柱,所述弹性软管上的在内转轴圆周方向上位于所述顶压柱和凹坑之间的管壁为可沿内转轴圆周方向弹性变形的变形管壁。
8.根据权利要求7所述的传动轴装置,其特征在于:所述的安装孔为螺钉安装孔,所述顶压柱为与螺钉安装孔螺旋配合的顶压螺钉。
9.根据权利要求8所述的传动轴装置,其特征在于:所述的顶压螺钉的朝向所述弹性软管的端部为截头锥台结构,截头锥台结构的侧壁面为锥形斜面以在内转轴圆周方向上于所述锥形斜面两侧形成供所述变形管壁弹性变形的变形间隙。
10.根据权利要求7所述的传动轴装置,其特征在于:所述的内转轴上与所述外轴套穿套重合的轴段的长度为L,所述弹性软管的壁厚为0.05L-0.3L。
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