专利名称：挠性联轴器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种挠性联轴器，尤其涉及一种用于机械传动领域的挠 性联轴器。
背景技术：
传统万向联轴器的标志性特征是"十字节"，工作中"十字节"依靠分 布在4个方位上的4个滚针轴承实现交替的正、反转动，使得联轴器具有相 当大的角位移补偿和径向位移补偿。问题在于万向联轴器在做大的角向摆动 时，处于两"十字节"中间的传动轴必须配合做伸縮运动，动态伸缩中花键 表面巨大的摩擦阻力使得联轴器的伸縮运动变得非常困难，经常出现卡壳现 象导致严重事故。而如果用球笼式伸縮轴代替花键伸縮轴的万向联轴器，其 制造成本难被广大用户所接受。用"钢丝软轴"代替万向联轴器具有结构简单、轻巧、免润滑、强缓冲、 高可靠、低成本等一系列优点。钢丝软轴的轴交角之大，是传统节万向联轴 器所望尘莫及的，因此其被广泛地用于高精尖设备的控制系统甚至于航空发 动机的"热端部件"上。然而，"钢丝软轴"与法兰之间的连接问题没有得 到妥善解决，是严重阻碍"钢丝软轴"扩大应用于高速、重载设备挠性联轴 器的突出原因。硬齿面鼓形齿轮联轴器和挠性盘、片联轴器被认为适宜高速、重载场合 应用，然而硬齿面鼓形齿轮联轴器的应用有赖于稀油循环润滑冷却系统的配 合，离开循环润滑冷却系统，高速或甚高速条件下齿轮联轴器存在齿面胶合 危险。包括稀油循环润滑系统成本在内，硬齿面鼓形齿轮联轴器的价格会超 出普通软齿面齿轮联轴器的十数倍。此外，"零缓冲"能力，仍然是高价硬 齿面鼓形齿轮联轴器的致命丧。传统的膜片联轴器以轻巧、免润滑的优势被认为可以代替硬齿面鼓形齿 轮联轴器。然而在实际应用中不断暴露出传统膜片联轴器的一系列矛盾联 轴器的承载能力与位移补偿能力之间争夺"材料有限的微应变量"的矛盾非 常突出；膜片联轴器的径向位移补偿与轴向位移补偿之间争夺"材料有限的 微应变量"的矛盾也非常突出。环形膜片上的孔数与承载能力成正比，而与补偿能力成反比，承载能力与补偿能力这个不可调和的矛盾，导致高速重载的环形膜片联轴器在用户现 场应用中屡屡发生"烧瓦"事故，这使得联轴器设计者左右为难， 一筹莫展。 发明内容本实用新型目的是提供一种挠性联轴器，其核心部件是由多层螺旋弹性 套件层层套嵌在芯轴上构成，具有尺寸特别紧凑、承载能力大、补偿能力大、 强缓冲、免润滑、耐高温、现场装拆方便、能泼辣工作又经济耐用的优点。本实用新型的技术方案是 一种挠性联轴器，包括两个法兰、两个法兰 之间的中间部、以及连接法兰和中间部的联动盘，所述中间部包括芯轴和包 覆于芯轴外层层嵌套的多层螺旋弹性套件。本实用新型进一步的技术方案是一种挠性联轴器，包括两个法兰、两个法兰之间的中间部、以及连接法 兰和中间部的联动盘，所述中间部包括芯轴和包覆于芯轴外层层嵌套的多层 螺旋弹性套件；所述多层螺旋弹性套件相邻两层的螺旋方向相反；由表及里， 凡奇数层螺旋弹性套件与其内层相邻的偶数层螺旋弹性套件之间具有明显 的径向间隙；所述多层螺旋弹性套件可为多头螺旋弹簧管组，也可为多头螺 旋弹簧组，或为多头螺旋弹簧管和多头螺旋弹簧的多层组合；所述多头螺旋 弹簧管每一左螺旋弹簧管和右旋弹簧管组成复合螺旋弹簧管，所述左螺旋弹 簧管和右旋弹簧管两端的圆柱形结合面之间为过盈配合，结合面以外的中段 之间具有明显的径向间隙，两端的过盈配合面上分布有若干个骑缝螺钉孔和 骑缝定位销孔，复合螺旋弹簧管与两侧的联动盘相组合时，以骑缝定位销定 位，以骑缝螺钉紧固；所述多头螺旋弹簧处于最外层时，多头螺旋弹簧首尾 两端的钢丝头成轮辐状向外翻折90度后，卡固于其外圈的卡盘，所述卡盘与 联动盘以定位销定位，并以螺钉紧固；所述多头螺旋弹簧处于内层时，其首 尾两端的钢丝头与圆柱螺旋弹簧的轴线平行，且穿过联动盘上对应的配合孔， 并以螺母紧固；所述多层螺旋弹性套件还可包括金属挠性管，其位于多层螺 旋弹性套件的最外层；所述金属挠性管为厚壁无缝金属管，其上每隔相同距 离具有相同切削深度的沟道，所述沟道垂直于轴线，且每一沟道相对于其前 一个沟道径向顺时针转过90度；所述芯轴可为合金钢弹性传动轴，可为标 准钢丝软轴，可为圆柱螺旋弹簧，也可为空心，其中合金钢弹性传动轴和标 准钢丝软轴以矩形键或其它的键连接形式与两侧的联动盘相配合。本实用新型更为详细的技术方案是 一种挠性联轴器，包括两个法兰、 两个法兰之间的中间部、以及连接法兰和中间部的联动盘，所述中间部包括 芯轴和包覆于芯轴外层层嵌套的多层螺旋弹性套件；所述多层螺旋弹性套件 相邻两层的螺旋方向相反；由表及里，凡奇数层螺旋弹性套件与其fr层相邻 的偶数层螺旋弹性套件之间具有明显的径向间隙；所述多层螺旋弹性套件可 为多头螺旋弹簧管组，也可为多头螺旋弹簧组，或为多头螺旋弹簧管和多头 螺旋弹簧的多层组合；所述多头螺旋弹簧管每一左螺旋弹簧管和右旋弹簧管 组成复合螺旋弹簧管，所述左螺旋弹簧管和右旋弹簧管两端的圆柱形结合面 之间为过盈配合，结合面以外的中段之间具有明显的径向间隙，两端的过盈 配合面上，分布有若干个骑缝螺钉孔和骑缝定位销孔，复合螺旋弹簧管与两侧 的联动盘相组合时，以骑缝定位销定位，以骑缝螺钉紧固；所述多头螺旋弹 簧处于最外层时，多头螺旋弹簧首尾两端的钢丝头成轮辐状向外翻折90度 后，卡固于其外圈的卡盘，所述卡盘与联动盘以定位销定位，并以螺钉紧固；所述多头螺旋弹簧处于内层时，其首尾两端的钢丝头与轴平行且穿过联动盘 上对应的配合孔，并以螺母紧固；所述多层螺旋弹性套件还可包括金属挠性 管，其位于多层螺旋弹性套件的最外层；所述金属挠性管为厚壁无缝金属管， 其上每隔相同距离具有相同切削深度的沟道，所述沟道垂直于轴线，且每一 沟道相对于其前一个沟道径向顺时针转过90度；所述芯轴可为合金钢弹性 传动轴，可为标准钢丝软轴，可为圆柱螺旋弹簧，也可为空心，其中合金钢 弹性传动轴和标准钢丝软轴以矩形键或其它的键连接形式与两侧的联动盘 相配合；所述联动盘为一个多孔性的转接盘，其上设置有矩形键孔、定位销 孔、螺钉孔和螺栓孔；所述法兰的安装边上设置有针阀式注油油杯，所述联 动盘上设置有贮油腔和导油孔；所述的挠性联轴器在多层螺旋弹性套件的外 围还设置有外套，其为金属波纹管或由复合密封环、密封圈与波形弹簧叠合 而成的组合式密封装置。 本实用新型优点是1.本实用新型由于中间部内由表及里的全部弹性元件，无一例外地全 体参与联轴器的扭矩传递，空间利用率最高，径向尺寸最小，高速条件下联 轴器的切线速度、重量、转动惯量均比传统主流联轴器小得多；承载能力、 扭振阻尼能力、缓冲性、轴向伸縮无障碍、补偿能力都比传统主流联轴器强得多；而免润滑、自润滑性、耐高温性、动平衡性、自由装配维修性和经济 性等方面均全面优于传统挠性联轴器。2. 本实用新型多层螺旋弹性套件的最外层为金属挠性管对，其传动精 度很高，尺寸特别紧凑，重量、转动惯量、切线速度小，传动的同步性、自 润滑性、高速条件下的承载能力、补偿能力全面优于盘、片挠性联轴器。3. 本实用新型多层螺旋弹性套件的最外层为多头螺旋弹簧时，与传统 的十字轴万联轴器相比较，其重量、转动惯量都小得多，而承载能力、扭振 阻尼能力、缓冲性、轴向弹性伸縮、角向摆动、径向补偿、自由装配维修性 和经济性等全面优于传统的十字轴万向联轴器。
图1为挠性联轴器第一实施例结构示意图；图2为挠性联轴器第二实施例结构示意图；图3为挠性联轴器第三实施例结构示意图；图4为挠性联轴器第四实施例部分结构示意图；图5为复合螺旋弹簧管示意图；图6为左螺旋弹簧管示意图；图7为右螺旋弹簧管示意图；图8为两端轮辐式多头螺旋弹簧示意图；图9为两端轮辐式多头螺旋弹簧侧视图；图10为中间层多头螺旋弹簧示意图；图11为中间层多头螺旋弹簧侧视图；图12为金属挠性管结构示意图；图13为金属挠性管结构剖视图；图14为合金钢弹性传动轴结构示意图；其中l法兰；2中间部；3联动盘；4芯轴；5多层螺旋弹性套件；6 多头螺旋弹簧管；7多头螺旋弹簧；8金属挠性管；9卡盘；IO定位销；11 螺钉；12螺母；13外套；14弹簧垫圈；15横键；16止动垫圈；17螺栓； 18压縮弹簧；31贮油腔；32导油孔；41合金钢弹性传动轴；42标准钢丝 软轴；43圆柱螺旋弹簧；44矩形键；61左螺旋弹簧管；62右旋弹簧管； 63复合螺旋弹簧管；81沟道；101油杯；631骑缝螺钉；632骑缝定位销；633骑缝螺钉孔；634骑缝定位销孔。
具体实施方式
以下结合附图及实施例对本实用新型作进一步描述实施例如图1至图14所示， 一种挠性联轴器，包括两个法兰1、两个 法兰1之间的中间部2、连接法兰1和中间部2的联动盘3，以及用于传扭、 连接、固定、限位、防松的弹簧垫圈14、横键15、止动垫圈16、螺栓17 等，所述中间部2包括芯轴4和包覆于芯轴4外层层嵌套的多层螺旋弹性套 件5。所述多层螺旋弹性套件5相邻两层的螺旋方向相反；由表及里，凡奇数 层螺旋弹性套件与其内层相邻的偶数层螺旋弹性套件之间具有明显的径向 间隙。所述多层螺旋弹性套件5可为多头螺旋弹簧管6组，也可为多头螺旋弹 簧7组，或为多头螺旋弹簧管6和多头螺旋弹簧7的多层组合。所述多头螺旋弹簧管6每一左螺旋弹簧管61和右旋弹簧管62组成复合 螺旋弹簧管63,所述左螺旋弹簧管61和右旋弹簧管62两端的圆柱形结合面 之间为过盈配合，结合面以外的中段之间具有明显的径向间隙，两端的过盈 配合面上分布有若干个与骑缝螺钉631和骑缝定位销632相对应的骑缝螺钉 孔633和骑缝定位销孔634，复合螺旋弹簧管63与两侧的联动盘3相组合时， 以骑缝定位销632定位，以骑缝螺钉631紧固。所述多头螺旋弹簧7处于最外层时，多头螺旋弹簧7首尾两端的钢丝头 成轮辐状向外翻折90度后卡固于其外圈的卡盘9,所述卡盘9与联动盘3 以定位销10定位，并以螺钉ll紧固；所述多头螺旋弹簧7处于内层时，其 首尾两端的钢丝头与圆柱螺旋弹簧的轴线平行，且穿过联动盘3上对应的配 合孔，并以螺母12紧固。所述多层螺旋弹性套件5还可包括金属挠性管8，其位于多层螺旋弹性 套件5的最外层。所述金属挠性管8为厚壁无缝金属管，其上每隔相同距离具有相同切削 深度的沟道81,所述沟道81垂直于轴线，且每一沟道相对于其前一个沟道 径向顺时针转过90度。所述芯轴4可为合金钢弹性传动轴41，可为标准钢丝软轴42，可为圆柱螺旋弹簧43,也可为空心，其中合金钢弹性传动轴41和标准钢丝软轴42 以矩形键44或其它的键连接形式与两侧的联动盘3相配合，矩形键44的外 周，还可套设压縮弹簧18。所述联动盘3为一个多孔性的转接盘，其上设置有矩形键孔、定位销孔、 螺钉孔和螺栓孔等，联动盘3通过其上的一系列的孔汇集了各弹性元件上传 递过来的力矩，再通过联动盘3周边上的定位销和螺栓传递给相邻的法兰1。所述法兰1的安装边上设置有针阀式注油油杯101，所述联动盘3上设 置有贮油腔31和导油孔32。所述的挠性联轴器在多层螺旋弹性套件5的外围还设置有外套13，其为 金属波纹管或由复合密封环、密封圈与波形弹簧叠合而成的组合式密封装 置。多数情况下，所述挠性联轴器无需润滑，但当联轴器用于万向传动、长 颈比又比较大、要求联轴器提供大的角向、径向位移补偿量时，可以动用设 置在联轴器内的油膏自润滑设施——以针阀式注油油杯101向贮油腔31注 入油膏，油膏经导油孔32给联轴器的弹性组件提供润滑条件。为了维持这 个润滑条件，有必要设置密封外套13,如金属波纹管或者组合式密封装置第一实施例如图1所示，所述挠性联轴器的中间部2分别由合金钢弹性传动轴41 以及依次逐层包覆其外周的三层多头螺旋弹簧7和两层多头螺旋弹簧管6组 成，螺旋弹簧管6外侧还设有金属波纹管，所述合金钢弹性传动轴41以矩 形键44与联动盘3连接，且矩形键44外周还设有压缩弹簧18。该种类型的挠性联轴器为弹挠性联轴器，其特点为由于弹性组件内由表 及里的全部弹性元件，无一例外地全体参与联轴器的扭矩传递，空间利用率 最高，径向尺寸最小，高速条件下联轴器的切线速度、重量、转动惯量均比 传统主流联轴器小得多；承载能力、扭振阻尼能力、缓冲性、轴向伸缩无障 碍、补偿能力都比传统主流联轴器强得多；而免润滑自润滑性、耐高温性、 动平衡性、自由装配维修性和经济性等方面均全面优于传统挠性联轴器。第二实施例如图2所示，所述挠性联轴器的中间部2分别由标准钢丝软轴42以及 依次逐层包覆其外周的两层多头螺旋弹簧7、两层多头螺旋弹簧管6和一层金属挠性管8组成；所述标准钢丝软轴42以矩形键44与联动盘3连接，且 矩形键44外周还设有压縮弹簧18。该种类型的挠性联轴器基本保留了第一实施例中所述联轴器的突出优 点，不同的是它的缓冲性较差而传动精度很高，尺寸特别紧凑，重量、转动 惯量、切线速度小得多，传动的同步性、自润滑性、高速条件下的承载能力、 补偿能力全面优于盘、片挠性联轴器。第三实施例如图3所示，所述挠性联轴器的中间部2分别由圆柱螺旋弹簧43以及 依次逐层包覆其外周的五层多头螺旋弹簧7组成，其中最外层的多头螺旋弹 簧7首尾两端的钢丝头成轮辐状向外翻折90度后卡固于其外圈的卡盘9，卡 盘9与联动盘3以定位销10定位，并以螺钉ll紧固；在整个中间部2的最 外周还设有由复合密封环、密封圈与波形弹簧叠合而成的组合式密封装置。该种类型的挠性联轴器为弹性万向联轴器，其除了保留了第一实施例中 所述联轴器的突出优点外，由于它要适应万向联轴器的需要，不得不成倍加 大弹性组件整体的轴向尺寸，使得临界转速的数值下降，不能在甚高速场合 应用；然而与不具备缓冲性的传统的十字轴万联轴器相比较的优势非常突 出重量、转动惯量都小得多，而承载能力、扭振阻尼能力、缓冲性、轴向 伸缩、角向摆动、径向补偿、自由装配维修性和经济性等全面优于传统的十 字轴万向联轴器。第四实施例如图4所示，所述挠性联轴器的中间部2分别由芯轴4以及依次逐层包 覆其外周的四层多头螺旋弹簧管6组成，其芯轴4的中间部分为圆柱螺旋弹 簧43，圆柱螺旋弹簧43两端为合金钢弹性传动轴41，芯轴4以矩形键44 与联动盘3连接，且矩形键44外周还设有压縮弹簧18。该种类型的挠性联轴器称为弹性联轴器，其具有第一实施例中所述挠性 联轴器的特点。综上所述，本实用新型核心部件是由多层螺旋弹性套件层层套嵌在芯轴 上构成，具有尺寸特别紧凑、承载能力大、补偿能力大、强缓冲、免润滑、 耐高温、现场装拆方便、能泼辣工作又经济耐用的优点。
权利要求1.一种挠性联轴器，包括两个法兰(1)、两个法兰(1)之间的中间部(2)、以及分别与法兰(1)和中间部(2)连接的联动盘(3)，其特征在于所述中间部(2)包括芯轴(4)和包覆于芯轴(4)外层层嵌套的多层螺旋弹性套件(5)。
2. 根据权利要求1所述的挠性联轴器，其特征在于所述多层螺旋弹 性套件(5)相邻两层的螺旋方向相反；由表及里，凡奇数层螺旋弹性套件 与其内层相邻的偶数层螺旋弹性套件之间具有明显的径向间隙。
3. 根据权利要求1所述的挠性联轴器，其特征在于所述多层螺旋弹 性套件(5)可为多头螺旋弹簧管(6)组，也可为多头螺旋弹簧(7)组， 或为多头螺旋弹簧管(6)和多头螺旋弹簧(7)的多层组合。
4. 根据权利要求3所述的挠性联轴器，其特征在于所述多头螺旋弹 簧管(6)每一左螺旋弹簧管(61)和右旋弹簧管(62)组成复合螺旋弹簧 管(63)，所述左螺旋弹簧管(61)和右旋弹簧管(62)两端的圆柱形结合 面之间为过盈配合，结合面以外的中段之间具有明显的径向间隙，两端的过 盈配合面上分布有若干个骑缝螺钉孔(633)和骑缝定位销孔(634)，复合 螺旋弹簧管(63)与两侧的联动盘(3)相组合时，以骑缝定位销(632)定 位，以骑缝螺钉(631)紧固。
5. 根据权利要求3所述的挠性联轴器，其特征在于所述多头螺旋弹 簧(7)处于最外层时，多头螺旋弹簧(7)首尾两端的钢丝头成轮辐状向外 翻折90度后卡固于其外圈的卡盘(9)，所述卡盘(9)与联动盘(3)以定 位销(10)定位，并以螺钉(11)紧固；所述多头螺旋弹簧(7)处于内层 时，其首尾两端的钢丝头与圆柱螺旋弹簧的轴线平行，且穿过联动盘(3) 上对应的配合孔，并以螺母(12)紧固。
6. 根据权利要求1所述的挠性联轴器，其特征在于所述多层螺旋弹 性套件(5)还可包括金属挠性管(8)，其位于多层螺旋弹性套件(5)的最 外层，通过定位销(10)和螺钉(11)与联动盘(3)固接。
7. 根据权利要求6所述的挠性联轴器，其特征在于所述金属挠性管 (8)为厚壁无缝金属管，其上每隔相同距离具有相同切削深度的沟道(81)，所述沟道(81)垂直于轴线，且每一沟道相对于其前一个沟道沿金属挠性管 (8)的圆周表面顺时针转过90度。
8. 根据权利要求1所述的挠性联轴器，其特征在于所述芯轴(4)可为合金钢弹性传动轴(41)，可为标准钢丝软轴(42)，可为圆柱螺旋弹簧(43), 也可为空心，其中合金钢弹性传动轴(41)和标准钢丝软轴(42)以矩形键 (44)或其它的键连接形式与两侧的联动盘(3)相配合。
9. 根据权利要求1所述的挠性联轴器，其特征在于所述法兰(1)的 安装边上设置有针阀式注油油杯(101)，所述联动盘(3)上设置有贮油腔(31)和导油孔(32)。
10. 根据权利要求1所述的挠性联轴器，其特征在于所述的挠性联轴 器在多层螺旋弹性套件.(5)的外围还设置有外套(13)，其为金属波纹管或 由复合密封环、密封圈与波形弹簧叠合而成的组合式密封装置。
专利摘要本实用新型公开了一种挠性联轴器，包括两个法兰、两个法兰之间的中间部、以及连接法兰和中间部的联动盘，所述中间部包括芯轴和包覆于芯轴外层层嵌套的多层螺旋弹性套件。其具有尺寸特别紧凑、承载能力特别大、补偿能力特别大、强扭振阻尼、强缓冲、免润滑、耐高温、现场装拆方便、能泼辣工作又经济耐用的优点。
文档编号F16D3/50GK201083241SQ20072004668
公开日2008年7月9日 申请日期2007年9月12日 优先权日2007年9月12日
发明者黄天梵 申请人:黄天梵;黄晓晖