一种紧凑型对中可调隔振联轴器的制作方法

本发明涉及联轴器技术领域，具体为一种紧凑型对中可调隔振联轴器，可满足水下航行器动力装置地面冷车、热车试验和振源分离试验隔离外界振动需求，用于重型、轻型等各型水下航行器动力装置地面试验时主轴与试验台的传动连接；也可用于重型、轻型等各型水下航行器动力装置与推进器轴的连接；还可用于其他传动轴间的动力传动连接。

背景技术：

水下航行器动力系统的振动受到多源强耦合、载荷频带、载荷形式以及载荷大小等多种因素影响，无法通过解析或数值仿真方法准确描述其振动特性，必需开展额定工况下地面试验测试及研究，才能准确指导低噪声设计和振动控制技术研究。

为了准确测量动力装置的振动能级和振动源的特性，有的放矢地开展动力系统振动贡献和影响因素研究工作，必须隔离环境振动和试验台对试验产品振动的影响，创造一个良好的振动测试试验环境。

目前，水下航行器动力装置地面振动测试试验时，产品的输出轴和试验台的传动轴通过试验用的联轴器连接，联轴器一般为两端内花键刚性轴。使用现有的联轴器进行地面振动测试时具有以下缺点：

1)由于现有的联轴器不具有调节功能，动力装置在试验台上安装时，在严格的同轴度要求下，动力装置不易安装；

2)现使用的联轴器一般为两端内花键刚性轴，不能有效地将试验台的振动与动力装置隔离，不能有效地对动力装置进行振动噪声测试和振动源贡献量分析。

技术实现要素：

为了避免现有技术的不足之处，本发明提出一种紧凑型对中可调隔振联轴器，该联轴器的两端连接花键位于两个不同的轴上，具有微量的调节功能，降低了动力装置在试验台上主轴同轴度要求高的安装难度；两个连接花键轴的传动处具有隔振功能，确保将试验台的振动与动力装置隔离；如用于水下航行器发动机主轴和推进器主轴的传动连接时，也可隔离动力装置的振动向推进器的传递。

本发明的技术方案为：

所述一种紧凑型对中可调隔振联轴器，其特征在于：包括右连接花键轴(1)和左连接花键轴(3)；

所述右连接花键轴(1)用于与左连接花键轴(3)连接的一端具有轴向中心孔，所述轴向中心孔孔口部位具有向内的环形凸起，形成外部孔径小，内部孔径大的台阶结构；所述台阶结构的台阶面根部具有环形凹槽，用于安装挡圈(2)；

所述左连接花键轴(3)用于与右连接花键轴(1)连接的一端具有向外的环形凸起，在向外的环形凸起的轴向后部具有螺纹段，用于安装锁紧螺母(8)；

当所述右连接花键轴(1)与所述左连接花键轴(3)同轴嵌套配合后，所述右连接花键轴(1)的向内的环形凸起与所述左连接花键轴(3)的向外的环形凸起处于同一轴向位置，且向内的环形凸起的内侧面与向外的环形凸起的外侧面间隙配合，形成组合圆环面；

所述组合圆环面的轴向两端面上开有环形槽，在环形槽底部开有多个轴向通孔，所述轴向通孔处于组合圆环面中内外侧面的交接面上；在轴向通孔中放置有钢球，且钢球与轴向通孔间隙配合，轴向通孔的轴向长度小于钢球直径；

在所述组合圆环面轴向两端面的环形槽内放置有隔振组合垫(5)，其中右侧隔振组合垫轴向外部通过垫圈(4)与挡圈(2)接触，实现轴向限位，左侧隔振组合垫轴向外部安装有垫片(7)，并利用锁紧螺母(8)实现轴向限位，将两侧的隔振组合垫(5)与钢球压紧；

所述隔振组合垫(5)采用周向分段结构，相邻段之间具有间隙，每一段覆盖多个钢球。

进一步的优选方案，所述一种紧凑型对中可调隔振联轴器，其特征在于：所述隔振组合垫(5)由周向分段的垫片(10)以及粘接在垫片(10)上的橡胶垫(11)组成，橡胶垫(11)与钢球(6)接触。

进一步的优选方案，所述一种紧凑型对中可调隔振联轴器，其特征在于：所述环形槽底部开有12个沿周向均匀分布的轴向通孔；每一段隔振组合垫(5)覆盖3个钢球。

进一步的优选方案，所述一种紧凑型对中可调隔振联轴器，其特征在于：隔振组合垫(5)中相邻分段之间的间隙距离为0.5mm～1.5mm。

进一步的优选方案，所述一种紧凑型对中可调隔振联轴器，其特征在于：环形槽底部的轴向通孔中心轴线处于组合圆环面中内外侧面的交接面上。

进一步的优选方案，所述一种紧凑型对中可调隔振联轴器，其特征在于：所述左连接花键轴(3)最外端具有小的环形凸起，用于与垫圈(4)配合将右侧隔振组合垫轴向限位。

进一步的优选方案，所述一种紧凑型对中可调隔振联轴器，其特征在于：所述锁紧螺母(8)外侧安装有止动垫圈(9)。

有益效果

本发明提出的一种紧凑型对中可调隔振联轴器，将动力传动的刚性轴改为2个轴，在左右连接花键轴的传力位置面使用钢球点接触传动力矩，从而实现了左右连接花键轴在轴线上可以微量调节的功能，降低了产品轴和试验台传动轴的装配难度，方便产品与试验台的安装，对于提高动力装置地面试验准备效率有明显贡献。钢球与左右连接花键轴传动面点接触传动力矩，且由橡胶垫隔离左右花键轴的振动传递，提高了动力装置在地面测试中隔离外界振动的效果。

该发明也可用于水下航行器发动机主轴和推进器主轴的传动连接，隔离动力装置的振动向推进器的传递，提高水下航行器的隐身性能。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1：紧凑型对中可调隔振联轴器的结构剖视示意图；

图2：图1中a-a剖视图；

图3：隔振组合垫结构示意图。

图中：1-右连接花键轴，2-挡圈，3-左连接花键轴，4-垫圈，5-隔振组合垫，6-钢球，7-垫片，8-锁紧螺母，9-止动垫圈，10-有缺口的垫片，11-橡胶垫。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

如图1所示，本实施例中的紧凑型对中可调隔振联轴器包括右连接花键轴(1)和左连接花键轴(3)。

所述右连接花键轴(1)用于与左连接花键轴(3)连接的一端具有轴向中心孔，所述轴向中心孔孔口部位具有向内的环形凸起，形成外部孔径小，内部孔径大的台阶结构；所述台阶结构的台阶面根部具有环形凹槽，用于安装挡圈(2)。

所述左连接花键轴(3)用于与右连接花键轴(1)连接的一端具有向外的环形凸起，在向外的环形凸起的轴向后部具有螺纹段，用于安装锁紧螺母(8)。

如图2所示，当所述右连接花键轴(1)与所述左连接花键轴(3)同轴嵌套配合后，所述右连接花键轴(1)的向内的环形凸起与所述左连接花键轴(3)的向外的环形凸起处于同一轴向位置，且向内的环形凸起的内侧环面与向外的环形凸起的外侧环面间隙配合，形成组合圆环面。

所述组合圆环面的轴向两端面上开有环形槽，在环形槽底部开有12个沿周向均匀分布的轴向通孔；所述轴向通孔处于组合圆环面中内外侧面的交接面上，且优选轴向通孔中心轴线处于组合圆环面中内外侧面的交接面上。在轴向通孔中放置有钢球，且钢球与轴向通孔间隙配合，轴向通孔的轴向长度小于钢球直径。

在所述组合圆环面轴向两端面的环形槽内放置有隔振组合垫(5)，其中右侧隔振组合垫轴向外部通过垫圈(4)与挡圈(2)接触，实现轴向限位，且在所述左连接花键轴(3)最外端具有小的环形凸起，用于与垫圈(4)配合将右侧隔振组合垫轴向限位。左侧隔振组合垫轴向外部安装有垫片(7)，并利用锁紧螺母(8)实现轴向限位，将两侧的隔振组合垫(5)与钢球压紧。所述锁紧螺母(8)外侧安装有止动垫圈(9)。

如图3所示，所述隔振组合垫(5)采用周向分段结构，相邻段之间具有间隙，间隙距离为0.5mm～1.5mm，每一段覆盖3个钢球。所述隔振组合垫(5)由周向分段的垫片(10)以及粘接在垫片(10)上的橡胶垫(11)组成，橡胶垫(11)与钢球(6)接触。

本实施例的装配关系为：如图1所示，在右连接花键轴1中依次安装挡圈2、垫圈4、一侧的隔振组合垫5；接着安装左连接花键轴3，并使两个左右连接花键轴安装钢球位置基本同心，如图2a-a所示；从图2所示左侧端面方向安装钢球6，把钢球装入右连接花键轴1和左连接花键轴3之间形成的组合通孔中，由于组合通孔与钢球6是间隙配合，所以钢球与左右连接花键轴安装钢球位置的孔面采用点接触传动力矩，从而实现容许左右连接花键轴在轴线上的微量不同轴，方便动力装置与试验台的安装；再安装另一侧隔振组合垫5，用垫片7压紧隔振组合垫5和钢球6；钢球与左右连接花键轴传动面点接触传动，且由橡胶垫隔离左右花键轴的振动传递。用锁紧螺母8通过左连接花键轴3上的螺纹紧固，使右连接花键轴1和左连接花键轴3成为一体；锁紧止动垫圈9，防止锁紧螺母8松动。

本实施例中，右连接花键轴1和左连接花键轴3的钢球安装通孔是组合加工的，表面硬度为hrc30～35。有缺口的垫片10和橡胶垫11用xy401胶粘接，在橡胶垫11粘到有缺口的垫片10后进行切割加工，达到力矩传递中的振动隔离。

本实施例的工作原理为：动力装置主轴连接右连接花键轴1，主轴输出的转速和力矩传递给右连接花键轴1；通过钢球将右连接花键轴1的转速和力矩传递给左连接花键轴3；在钢球与右连接花键轴1和左连接花键轴3间装有隔振组合垫5，起到隔离右连接花键轴1和左连接花键轴3间的振动；左连接花键轴3连接试验台传动轴，将动力装置的转速和力矩传递给试验台测试装置。

相比较传统刚性传动联轴器，本发明将一个传动轴设计为2个。在右连接花键轴1和左连接花键轴3之间组合加工的通孔中装有12个一组的钢球，钢球与右连接花键轴1、左连接花键轴3配合处是点接触传递力矩，从而实现了左右连接花键轴在轴线上可以微量调节的功能，降低了动力装置轴和试验台传动轴的装配难度，方便动力装置与试验台的安装。钢球与左右连接花键轴点接触传动力矩时，在钢球与右连接花键轴1和左连接花键轴3间装有分段隔振组合垫5，采用分段隔振组合垫实现有效隔离右连接花键轴1和左连接花键轴3间振动传递的原理是：12个钢球在某一时刻的运动方向是不一样的，这样每一段隔振组合垫所受的力也是不一样的，这样各个分段的隔振组合垫之间在分割处就会产生能量耗散，从而达到隔离右连接花键轴1和左连接花键轴3间的振动传递，提高了动力装置在地面测试中隔离外界振动的效果。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。