用於光電傳感器的萬向聯軸器的製作方法
2023-06-22 16:34:56 1
專利名稱：用於光電傳感器的萬向聯軸器的製作方法
技術領域：
本發明屬於機械傳動機構件領域，涉及一種用於光電傳感器的萬向聯軸器。
背景技術：
萬向聯軸器是一種機械傳動系統常用的結構件。在傳動系統中，主動軸與從動軸 由於安裝的誤差或者由於在傳動過程中軸受力過大變形會出現兩條軸線不在同一直線的 情況，此時要求一種結構不但能夠聯接主動軸和從動軸，傳遞扭矩和運動，同時還要求該結 構能夠具備補償軸不對中引起的軸向位移，徑向位移和角向偏移的能力，萬向聯軸器就是 該結構的其中的一種，最顯著的特徵是萬向聯軸器能夠提供較大的角向偏移補償能力。目前市場上各個廠家的光電傳感器萬向聯軸器均是基於通用傳動機械的萬向聯 軸器結構，屬於一種經典結構設計範疇。但是我們需要考慮到高速光電產品是用於鐵路 機車的一種測量速度的傳感器，萬向聯軸器主要用於聯接火車輪對車軸與傳感器內部傳動 軸。具體的應用環境決定了基於通用傳動機械的萬向聯軸器結構存在一定的缺陷。首先機車與萬向聯軸器之間是通過方形開口孔傳遞扭矩和旋轉運動，兩者之間同 時還存在軸向的相對位移(俗稱軸向竄動)(見圖二)。軸向竄動將導致機械接口磨損，配 合間隙增大，車軸和聯軸器高速旋轉時聯軸器產生振動，影響萬向聯軸器結構的可靠性和 光電傳感器萬向聯軸器產品的性能穩定性。其次機車單次運行時間長，工況惡劣，萬向聯軸器作為傳遞運動和扭矩的結構件， 勢必要求其內主要的傳遞扭矩零件具備較強的抗疲勞能力和力學性能，否則零件疲勞失效 將造成整個產品報廢，普通的萬向聯軸器結構中，主要用於傳遞扭矩的十字軸由於零件截 面積小(見圖1)，抗剪切力強度低，已被實踐證明不能很好的適用機車嚴苛的運行要求。
發明內容
該發明主要解決的技術問題是普通萬向聯軸器如何適用於鐵路機車運用的特殊 要求，即在普通萬向聯軸器的基礎上，針對鐵路機車運行的要求，提出一種用於光電傳感器 的萬向聯軸器，在局部進行結構設計優化，以期使萬向聯軸器滿足鐵路機車低速測量的要 求並保證萬向聯軸器的結構強度，提升高速光電傳感器產品的整體可靠性。本發明的技術解決方案如下一種用於光電傳感器的萬向聯軸器，包括單叉方榫9、單叉軸7以及用於連接單叉 方榫9和單叉軸7的雙叉8 ；其特徵在於，單叉方榫9與雙叉8的第一個叉體通過第一十字 軸和第一圓柱銷連接，第一十字軸設置在該第一個叉體內；第一圓柱銷穿過單叉方榫9的 兩個通孔以及第一十字軸上的一個通孔；第一圓柱銷中部還設有用於第一連接件穿過的通 孔；第一連接件同時穿過第一個叉體上的2個通孔、第一十字軸的另一個通孔和第一圓柱 銷中部的通孔；單叉軸7與雙叉8的第二個叉體通過第二十字軸和第二圓柱銷連接，第二十字軸 設置在該第二個叉體內；第二圓柱銷穿過單叉軸7的兩個通孔以及第二十字軸上的一個通孔；第二圓柱銷中部還設有用於第二連接件穿過的通孔；第二連接件同時穿過第二個叉體 上的2個通孔、第二十字軸的另一個通孔和第二圓柱銷中部的通孔。所述的第一連接件和第二連接件為鉚釘。連接件可以是兩端帶螺母的螺栓。但是採用鉚釘更為可靠。第一十字軸的另一個通孔的兩端以及第二十字軸的另一個通孔內都設有銷套5。單叉方榫9的與車軸連接的一端設有片彈簧2 ；片彈簧由螺釘1固定在單叉方榫9 上。有益效果該發明的一個突出特點在於傳動運動和扭矩的主要受力零件為十字軸，圓柱銷、 銷套、鉚釘只是起聯接作用，並不是承受扭力的主要零件。十字軸為方形結構，抗扭截面系 數更大(見圖4)，材質為38CrMoAl，使得該零件的耐磨性能、扭轉切應力能力提高。正是該 結構替代了普通萬向節依靠十字銷傳遞扭矩和承受扭力的設計模式，大大提高了萬向聯軸 器的可靠性和延長了產品的使用壽命。
圖1為普通的萬向聯軸器結構示意圖；圖2為車軸機械接口圖、萬向聯軸器機械接口裝配圖；(圖a為車軸機械接口，圖b 為萬向聯軸器機械接口，水平箭頭方向表示軸向竄動方向，M方向表示旋轉方向。)圖3為十字軸組件裝配圖；圖4為兩種結構萬向聯軸器扭轉切應力截面與抗扭截面示意圖；(圖a為普通萬 向聯軸器承受扭轉切應力截面示意圖，按照圖示尺寸，抗扭截面係數Wp = 185mnT3，圖b為 光電傳感器用萬向聯軸器承受扭轉切應力截面示意圖；按照圖示尺寸，抗扭截面係數Wp = 415mm"3)圖5為光電傳感器萬向聯軸器裝配圖；圖6為光電傳感器萬向聯軸器爆炸圖。1-螺釘，2-片彈簧，3-第一圓柱銷，4-第一十字軸，5-銷套，6_鉚釘，7-單叉軸，8-雙叉，9-單叉方榫，10-第二十字軸，11-第二圓柱銷。
具體實施例方式以下將結合附圖和具體實施例對本發明做進一步詳細說明實施例1 一種用於光電傳感器的萬向聯軸器包括用於與機車輪對軸配合的機械接口單叉 方榫、用於傳遞旋轉運動和扭矩的十字軸組件、用於向光電傳感器內部傳遞旋轉運動和扭 矩的單叉軸、用於通過十字軸組件聯結主動軸(單叉方榫)和從動軸(單叉軸)的雙叉。萬向聯軸器的機械接口包括單叉方榫、片彈簧和螺釘。單叉方榫用於傳遞旋轉運 動和轉矩；片彈簧用於補償由於磨損而導致的機械接口間隙；螺釘用於將片彈簧固定在單 叉方榫上。萬向聯軸器的十字軸組件包括圓柱銷、十字軸、銷套和鉚釘。十字軸為主要的扭矩 受力零件，其抗扭截面係數更大，耐磨性能更強；圓柱銷、銷套和鉚釘主要其聯結緊固作用，不承受較大扭力。本發明的結構裝配關係如下所述先將雙叉8，單叉方榫9和第一十字軸4裝配在一起；然後將第一圓柱銷3穿過單 叉方榫9上的孔並穿過第一十字軸4的孔，第一圓柱銷3在此處用於聯接單叉方榫9和雙 叉8 ；然後分別將兩個銷套5從雙叉上兩側孔穿過並穿過十字軸，銷套5在此處用於聯接雙 叉和十字軸；然後將鉚釘6穿過銷套5，並將鉚釘6在旋鉚機上鉚接。至此，完成單叉方榫 和雙叉軸的完全裝配，另半軸雙叉8和單叉軸7的裝配方法雷同。最後將二片片彈簧2裝 配到單叉方榫9上，並使用螺釘1對片彈簧2進行緊固，至此整個結構裝配完畢(見圖5、圖 6)。對該結構各主要零件的功能描述如下螺釘1，片彈簧2和單叉方榫9共同組成產品的機械接口，在機車輪對車軸上有一 與產品匹配的方形孔，將單叉方榫9插入方形孔中，車軸旋轉時即可帶動單叉方榫進行旋 轉，直接傳遞旋轉運動和扭矩(見圖2)。該結構的有益之處在於片彈簧2採用彈簧鋼加工，具備極佳的彈性和耐磨性，裝 配後片彈簧的自由尺寸為19. 5mm，壓縮後尺寸可達18mm，這樣可確保在產品於火車上運行 過程中，即使車軸的機械接口由於磨損尺寸變大，萬向聯軸器機械接口的片彈簧亦能做彈 性補償，保證萬向聯軸器與車軸機械聯結的可靠性。第一圓柱銷3，第一十字軸4，銷套5和鉚釘6共同組成十字軸組件，傳遞扭矩的受 力零件為第一十字軸4 ；第一圓柱銷3、銷套5、鉚釘6主要起聯接作用，不承受主要扭力(見 圖3)。該結構的有益之處在於傳動運動和扭矩的主要受力零件為十字軸，圓柱銷、銷套、 鉚釘只是起聯接作用，並不是承受扭力的主要零件。十字軸為方形結構，抗扭截面係數更大 (見圖4)，材質為38CrMoAl，使得該零件的耐磨性能、扭轉切應力能力提高。正是該結構替 代了普通萬向節依靠十字銷傳遞扭矩和承受扭力的設計模式，大大提高了萬向聯軸器的可 靠性和延長了產品的使用壽命。雙叉8、十字軸組件(如圖3)和單叉方榫9裝配後構成萬向聯軸器主動軸部分； 雙叉8、十字軸組件和單叉軸7裝配後構成萬向聯軸器從動軸部分。裝配後總圖見圖5。
權利要求
1.一種用於光電傳感器的萬向聯軸器，包括單叉方榫(9)、單叉軸(7)以及用於連接單 叉方榫(9)和單叉軸(7)的雙叉(8)；其特徵在於，單叉方榫(9)與雙叉(8)的第一個叉體 通過第一十字軸和第一圓柱銷連接，第一十字軸設置在該第一個叉體內；第一圓柱銷穿過 單叉方榫(9)的兩個通孔以及第一十字軸上的一個通孔；第一圓柱銷中部還設有用於第一 連接件穿過的通孔；第一連接件同時穿過第一個叉體上的2個通孔、第一十字軸的另一個 通孔和第一圓柱銷中部的通孔；單叉軸(7)與雙叉(8)的第二個叉體通過第二十字軸和第二圓柱銷連接，第二十字軸 設置在該第二個叉體內；第二圓柱銷穿過單叉軸(7)的兩個通孔以及第二十字軸上的一個 通孔；第二圓柱銷中部還設有用於第二連接件穿過的通孔；第二連接件同時穿過第二個叉 體上的2個通孔、第二十字軸的另一個通孔和第二圓柱銷中部的通孔。
2.根據權利要求1所述的用於光電傳感器的萬向聯軸器，其特徵在於，所述的第一連 接件和第二連接件為鉚釘。
3.根據權利要求1所述的用於光電傳感器的萬向聯軸器，其特徵在於，第一十字軸的 另一個通孔的兩端以及第二十字軸的另一個通孔內都設有銷套(5)。根據權利要求1-3任 一項所述的用於光電傳感器的萬向聯軸器，其特徵在於，單叉方榫(9)的與車軸連接的一 端設有片彈簧(2)；片彈簧由螺釘(1)固定在單叉方榫(9)上。
全文摘要
本發明公開了一種用於光電傳感器的萬向聯軸器，包括單叉方榫9、單叉軸7以及用於連接單叉方榫9和單叉軸7的雙叉8；其特徵在於，單叉方榫9與雙叉8的第一個叉體通過第一十字軸和第一圓柱銷連接，第一十字軸設置在該第一個叉體內；第一圓柱銷穿過單叉方榫9的兩個通孔、第一個叉體上的2個通孔以及第一十字軸上的一個通孔；第一圓柱銷中部還設有用於第一連接件穿過的通孔；第一連接件同時穿過第一十字軸的另一個通孔和第一圓柱銷中部的通孔。該用於光電傳感器的萬向聯軸器抗剪切力強度高、可靠性好，更能適應於在惡劣環境中工作。
文檔編號F16D3/26GK102003469SQ20101055584
公開日2011年4月6日 申請日期2010年11月19日 優先權日2010年11月19日
發明者劉石勇, 謝楓帆, 陳任知 申請人:長沙南車電氣設備有限公司