一種球式萬向聯軸器的製作方法

2023-06-23 14:49:56

本發明涉及一種萬向聯軸器，尤其是一種用於金屬板帶矯直設備的球式萬向聯軸器。

背景技術：

金屬板帶矯直設備在裝聯軸器時，操作側蝸杆軸一和傳動側蝸杆軸二都不能有任何的轉動。因為其中任何一根蝸杆軸轉動就會造成上輥系工作輥與下輥系工作輥的不平行，使所矯板帶出現邊浪等板形缺陷。

近年來，為了在高負荷時、高速旋轉時順暢地動作、抑制發熱、提高耐久性，有將作為轉矩傳遞構件的滾珠設為八個、將滾道槽的曲率中心的軸向偏移設為0、使相鄰的滾道槽傾斜的結構，具體參考專利文獻1 ：日本特開2009-250365 號公報，專利文獻2 ：日本特開2010-43667 號公報。現有技術中，球式萬向聯軸器的主要部分由在內徑面形成有多個滾道槽的外側聯軸器構件、在外徑面形成有多個滾道槽的內側聯軸器構件、配設於由外側聯軸器構件的滾道槽和內側聯軸器構件的滾道槽配合形成的滾珠滾道的多個滾珠具有用於收容滾珠的球袋的保持架構成。另外，使外側聯軸器構件的滾道槽的曲率中心與外側聯軸器構件的內徑面的曲率中心的軸向偏移以及內側聯軸器構件的滾道槽的曲率中心與內側聯軸器構件的外徑面的曲率中心的軸向偏移為0。

外側聯軸器構件的滾道槽具備相對於軸線彼此向相反方向傾斜的滾道槽。第一滾道槽的軸線La 相對於與聯軸器軸線平行的直線L1 向逆時針方向傾斜規定角度γ。第二滾道槽的軸線Lb 相對於與聯軸器軸線平行的直線L2 向順時針方向傾斜規定角度γ。內側聯軸器構件的滾道槽具備相對於軸線彼此向相反方向傾斜的滾道槽。即，第一滾道槽5a 的軸線La1 相對於與聯軸器軸線平行的直線L11 向順時針方向傾斜規定角度γ。第二滾道槽5b 的軸線Lb1 相對於與聯軸器軸線平行的直線L12向逆時針方向傾斜規定角度γ。由此，使外側聯軸器構件的滾道槽和與其對置的內側聯軸器構件的滾道槽相對於軸線向相反方向傾斜。

在如此構成的球式萬向聯軸器中，由於沿周向相鄰的滾道槽彼此交叉，因此，在相鄰的滾道槽中分別產生向反向按壓保持架窗的力。因此，對保持架柱( 窗之間的部位) 施加有較大的應力，需要使保持架柱的剛性較大。球式萬向同步聯軸器即使主動軸和從動軸成一定夾角，仍可保證傳動的同步精度，但這種聯軸器裝拆時要對鍵槽的位置，導致主動軸或從動軸在裝聯軸器時必須有一定的轉動，這個轉動就會影響輥軸的平行度精度，影響板帶的矯正質量。

技術實現要素：

針對現有技術的不足，本發明提供一種球式萬向聯軸器，將內外側聯軸器構件進行結構優化，安裝時主動側和傳動側的軸杆不需任何轉動，保證二根軸杆具有很高的同步精度。

本發明的技術方案為：一種球式萬向聯軸器，其特徵在於：包括在內徑面形成六個滾道槽的外側聯軸器構件、在外徑面形成有與外側聯軸器構件的滾道槽成對的六個滾道槽的內側聯軸器構件、夾設於外側聯軸器構件的滾道槽與內側聯軸器構件的滾道槽之間傳遞轉矩的滾珠和保持滾珠的保持架；所述內側聯軸器包括左內側聯軸器構件、右內側聯軸器構件、管套，所述的左內側聯軸器構件通過管套與右內側聯軸器構件，所述的管套外側套接有支架軸承；外側聯軸器構件的滾道槽及內側聯軸器的滾道槽分別平行於軸線，每個滾道槽沿軸線均勻設置有三個滾珠。

外側聯軸器構件的滾道槽的曲率中心和外側聯軸器構件的內徑面的曲率中心的軸向偏移以及內側聯軸器構件的滾道槽的曲率中心和內側聯軸器構件的外徑面的曲率中心的軸向偏移為0。

所述的左內側聯軸器構件包括花鍵軸、與花鍵軸一端匹配的內軸套、將花鍵軸通過螺釘固定在內軸套一端的花鍵端蓋、與花鍵軸另一端匹配的花鍵套、套接在花鍵套外側的支架軸承，所述的右內側聯軸器構件包括花鍵頭、與花鍵頭匹配的內軸套、將花鍵軸通過螺釘固定在內軸套一端的花鍵端蓋；所述管套一端與花鍵套連接，另一端與花鍵頭連接。

所述管套與花鍵套的連接通過焊接連接，與花鍵頭通過鍵槽或者焊接連接。

所述管套端部沿圓周方向設置有一個臺階面，與管套連接的花鍵套和花鍵頭設有與臺階面匹配的配合面。

所述滾道槽通過鍛造成型。

本發明的有益效果為：（1）本方案內側聯軸器構件採用管套與軸的組合結構，方便聯軸器在主從動軸不能轉動的條件下的快速安裝，同時，管套的長短可以根據不同主從動軸連接距離的要求而改變，大大提升了本聯軸器使用範圍，第三，管套相對於傳統的實心軸在傳遞轉矩方面具有更好的力學優勢，中空的軸套不但降低了聯軸器的重量使轉動更加輕便，而且能有效提高內側聯軸器構件承受扭矩的能力，降低高速運轉而產生的噪音，使聯軸器的傳動更加穩定。

（2）本方案外側聯軸器構件和內側聯軸器構件之間採用六個滾道槽內均勻設置三個滾珠，與傳統的單滾珠聯軸器相比，有效降低了傳遞轉矩時連接副之間的應力集中，而且，三個滾珠的應用，

使聯軸器在偏離軸線的高速轉動過程更加平穩。三個滾珠共同承擔扭力，有效降低連接副的磨損。

（3）本方案通過設置一個整體式的保持架來保證連接內外側聯軸器構件與滾珠的相對位置，相比現有技術多個獨立的旋轉滑動鍵，大大提高了聯軸器的整體強度和剛度，並使其能傳遞更大的扭矩和能夠承受更大的徑向載荷。

（4）本方案通過使滾道偏移為0，每個滾道設置三個滾珠，第一滾道槽中的第一滾珠、第二滾珠分別與相鄰的第二滾道槽中的第二滾珠、第三滾珠構成虛擬的傾斜結構，依次類推，第二滾道槽的第一滾珠、第二滾珠分別與相鄰的第三滾道槽中的第二滾珠、第三滾珠構成虛擬的傾斜結構。這種技術方案使相鄰的滾道槽交替地交叉，形成網狀交叉結構 從而在相鄰的保持架與滾珠的連接部交替地作用有力，交替地產生相反方向的楔角。因此，保持架位置在內外側聯軸器構件的二等分面位置穩定，抑制保持架外內球面的球面接觸，在高負荷時、高速旋轉時該等速萬向聯軸器能順暢地動作，能抑制發熱，能提高耐久性。

因此，本方案的球式萬向聯軸器具有較高的傳動效率，結構簡單，安裝方便。

附圖說明

圖1為本發明一個實施例的正視結構示意圖；

圖2為本發明的球式萬向聯軸器的局部側視示意圖；

圖中：1-外側聯軸器構件、2-滾珠、3-保持架、4-左內側聯軸器構件、5-右內側聯軸器構件、6-管套、7-支架軸承、8-花鍵軸、9-內軸套、10-花鍵端蓋、11-花鍵套、12-花鍵頭、13-滾道槽。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明的具體實施方式作進一步說明：

如圖1-2所示球式萬向聯軸器，包括在內徑面形成六個滾道槽13的外側聯軸器構件1、在外徑面形成有與外側聯軸器構件1的滾道槽13成對的六個滾道槽13的內側聯軸器構件、夾設於外側聯軸器構件1的滾道槽13與內側聯軸器構件的滾道槽13之間傳遞轉矩的滾珠2和保持滾珠2的保持架3；所述內側聯軸器包括左內側聯軸器構件4、右內側聯軸器構件5、管套6，所述的左內側聯軸器構件4通過管套6與右內側聯軸器構件5，所述的管套6外側套接有支架軸承7；外側聯軸器構件1的滾道槽13及內側聯軸器的滾道槽13分別平行於軸線，每個滾道槽13沿軸線均勻設置有三個滾珠2。

本實施例內側聯軸器構件採用管套6與軸的組合結構，方便聯軸器在主從動軸不能轉動的條件下的快速安裝，同時，管套6的長短可以根據不同主從動軸連接距離的要求而改變，大大提升了本聯軸器使用範圍，第三，管套6相對於傳統的實心軸在傳遞轉矩方面具有更好的力學優勢，中空的軸套不但降低了聯軸器的重量使轉動更加輕便，而且能有效提高內側聯軸器構件承受扭矩的能力，降低高速運轉而產生的噪音，使聯軸器的傳動更加穩定。另外，利用管套組合的結構，將應力集中到管套連接處，通過犧牲管套6來保護聯軸器並延長聯軸器使用壽命；當聯軸器使用一段時間後，只需更換管套6即可保證聯軸器的繼續使用。

本實施例外側聯軸器構件1的滾道槽13的曲率中心和外側聯軸器構件1的內徑面的曲率中心的軸向偏移以及內側聯軸器構件的滾道槽13的曲率中心和內側聯軸器構件的外徑面的曲率中心的軸向偏移為0。

本實施例外側聯軸器構件1和內側聯軸器構件之間採用六個滾道槽13內均勻設置三個滾珠2，與傳統的單滾珠2聯軸器相比，有效降低了傳遞轉矩時連接副之間的應力集中，而且，三個滾珠2的應用，使聯軸器在偏離軸線的高速轉動過程更加平穩。三個滾珠2共同承擔扭力，有效降低連接副的磨損。

所述的左內側聯軸器構件4包括花鍵軸8、與花鍵軸8一端匹配的內軸套9、將花鍵軸8通過螺釘固定在內軸套9一端的花鍵端蓋10、與花鍵軸8另一端匹配的花鍵套11、套接在花鍵套11外側的支架軸承7，所述的右內側聯軸器構件5包括花鍵頭12、與花鍵頭12匹配的內軸套9、將花鍵軸8通過螺釘固定在內軸套9一端的花鍵端蓋10；所述管套6一端與花鍵套11連接，另一端與花鍵頭12連接。

所述管套6與花鍵套11的連接通過焊接連接，與花鍵頭12通過鍵槽或者焊接連接。

所述管套6端部沿圓周方向設置有一個臺階面，與管套6連接的花鍵套11和花鍵頭12設有與臺階面匹配的配合面，使管套6與花鍵套11、花鍵頭12連接時的定位更加精準方便。

所述滾道槽13通過鍛造成型。

與現有技術比較，現有技術中為了高負荷時、高速旋轉時順暢地動作、抑制發熱、提高耐久性，將作為轉矩傳遞構件的滾珠2設為八個、將滾道槽13的曲率中心的軸向偏移設為0、使相鄰的滾道槽13傾斜的結構。本實施例通過使滾道偏移為0，每個滾道設置三個滾珠2，第一滾道槽13中的第一滾珠2、第二滾珠2分別與相鄰的第二滾道槽13中的第二滾珠2、第三滾珠2構成虛擬的傾斜結構，依次類推，第二滾道槽13的第一滾珠2、第二滾珠2分別與相鄰的第三滾道槽13中的第二滾珠2、第三滾珠2構成虛擬的傾斜結構。這種技術方案使相鄰的滾道槽13交替地交叉，形成網狀交叉結構 從而在相鄰的保持架3與滾珠2的連接部交替地作用有力，交替地產生相反方向的楔角。因此，保持架3位置在內外側聯軸器構件1的二等分面位置穩定，抑制保持架3外內球面的球面接觸，在高負荷時、高速旋轉時該等速萬向聯軸器能順暢地動作，能抑制發熱，能提高耐久性。

並且，在組裝工序中，能同時在一側的保持架3中裝入兩個滾道槽13的滾珠2，共計三次即可組裝完。因此，能大幅縮短組裝作業時間，能實現作業性的提高。

本方案的聯軸器在金屬板帶矯直設備中的應用效果較好：

操作側壓下機構中的蝸杆軸一與壓下電機直聯，傳動側壓下機構中的蝸杆二軸靠此聯軸器傳遞動力，並要求兩根蝸杆軸有非常高的同步精度。由於多輥矯直機在矯正板帶時，要求上、下工作輥的平行度非常高，上、下工作輥之間的平行度已通過高精度平尺檢查、調整好，其平行度誤差≤ 0.03mm。本方案可實現一定偏角的兩軸之間的同步傳動，方便、快捷地將球式萬向聯軸器與蝸杆軸二鎖緊、鬆開，此聯軸器裝拆時，操作側和傳動側的蝸杆軸不需任何轉動。

本方案通過設置一個整體式的保持架3來保證連接內外側聯軸器構件1與滾珠2的相對位置，相比現有技術多個獨立的旋轉滑動鍵，大大提高了聯軸器的整體強度和剛度，並使其能傳遞更大的扭矩和能夠承受更大的徑向載荷。

上述實施例和說明書中描述的只是說明本發明的原理和最佳實施例，在不脫離本發明精神和範圍的前提下，本發明還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本發明範圍內。