傳動聯軸節,特別用於不成一直線的軸之間傳動的聯軸節的製作方法

2023-06-28 21:33:11

專利名稱：傳動聯軸節,特別用於不成一直線的軸之間傳動的聯軸節的製作方法
技術領域：
本發明涉及在主權利要求1的前序中提到的一種傳動聯軸節。
此處所提出的這類聯軸節典型地適用於以可靠性和結構簡單為主要需求的裝置中的特別是不處於同一直線上的軸之間的傳動，如農業機械中通常會有這樣的傳動裝置。
背景技術：
已公開的日本專利申請03079185A號的摘要中公開了這種聯軸節的一個例子。在該文描述的聯軸節中，聯軸節的構件具有六邊形輪廓並相互咬合以保證扭力偶，並且由於聯軸節的其中一個構件近似呈類似球體狀，而聯軸節的另一構件具有相應的容納腔，該空腔軸向延伸並具有六角形輪廓，從而使得在互相傾斜的軸之間也能傳輸傳動力。
已知的解決方案的一個局限在於，由於相互接觸構件之間聯結的幾何限制，當聯軸節的軸之間的相對傾斜超出一定程度，將使傳動力的傳動逐漸不平穩，當傾斜超出聯軸器的幾何尺寸所允許的限制時，就有可能造成聯軸節的鎖死。

發明內容
本發明的一個主要目的是提供一種上述類型的聯軸節，該聯軸節確保聯軸節的軸之間、在預先選定的可能的角度傾斜範圍內的正確傳動，並避免傾斜角度超出極限，從而防止聯軸節的鎖死。
本發明的另一個目的是提供一種聯軸節，在驅動軸和傳動軸之間存在相對張應力或壓應力，尤其是存在有將聯軸節的元件拉離趨勢的應力的情況下，該聯軸節能夠使傳動力在驅動軸和傳動軸之間傳遞。
本發明還有一個目的，就是提供一種總體非常緊湊並且結構簡單的聯軸節，特別是，用有限數量的零件就可製造這種聯軸節，其裝配和拆卸都很簡單快捷。
以上所提出的目標，以及其它將在下文中描述的目標，均可通過本發明由在所附的權利要求中所述的聯軸節來達到。


參照附圖，從下面的以非限定性方式描述的優選實施例的詳細說明中，本發明的更多特徵和優勢將體現得更為明顯。
圖1是根據本發明形成的一個聯軸節的分解透視圖，圖2是圖1的聯軸節在裝配狀態的透視圖，圖3是本發明的聯軸節處於初始工作狀態時的軸向部分剖面圖，在該狀態下聯軸節元件的旋轉軸處於同一直線上，圖4是前圖的聯軸節處於第二工作狀態時的軸向部分剖面圖，在該狀態下聯軸節元件的旋轉軸以允許的最大傾斜角度彼此傾斜。
具體實施例方式
參照文中所提到的附圖，按照本發明製造的聯軸節標記為1，用來在一對軸2與3之間傳動。圖中僅顯示了軸2、3的部分結構。
聯軸節1包括第一聯軸節元件4和第二聯軸節元件5，第一聯軸節元件4和第二聯軸節元件5可固定用於分別繞相應的旋轉軸X1和X2與軸2和軸3一起轉動。
第一聯軸節元件4包含一個近似呈球體的主體6，此主體又由多個片段狀部分6a構成，這些片段狀部分沿軸X1方向伸長。每一個片段狀部分6a的外表面具有彎曲的輪廓，特別是呈類似球形的彎曲輪廓，並由相對的邊緣7限定界限。在主體6的自由軸向端，這些邊緣7匯聚於共同頂點8；在相對的軸向端，主體6以第一聯軸節元件的一個部分9延伸，該部分9的形狀為球心角體9a，其功能見下面的描述。類似球形主體6的橫截面(垂直於軸X1方向)呈多邊形，特別是正六邊形的幾何形狀。
第二聯軸節元件5包含一個不可見的軸向腔體10，該腔體構成放置主體6的支座。腔體10沿軸X2方向同軸延伸，具有基本上一致的截面(垂直於軸X2)並具有相應的正六邊形輪廓。選擇該腔體的截面尺寸稍大於類似球形主體6的最大直徑截面的尺寸，使得主體6容納在腔體10內同時上述部分之間具有很小的徑向間隙，由此來確保主體6和相應腔體10之間的共有的扭力偶，同時允許軸X1和X2之間存在相對傾斜度(圖4)，這樣保證了聯軸節元件4和5之間的傳動力傳遞，即使在軸2和3的軸X1和X2相對傾斜的情況下，也能保證傳動。
不可見的腔體10形成於第二聯軸節元件5的相應部分11內，該部分11的形狀也為球心角體11a。
球心角體9a和11a的球形區域屬於具有預先選定的共同半徑的同一球形輪廓，可認為是同一球體由基本為球截形的中間隔斷部分所隔開的兩部分。
在第一聯軸節元件的部分9上位於主體6與部件9之間限定了肩部表面12(至少部分地組成了球心角體9a的基座)，肩部表面12具有平面環形構形，沿垂直於軸X1的方向延伸。相應地，在第二聯軸節元件5的部分11上限定錐形表面13。表面13環繞不可見腔體10延伸以致與球心角體11a毗連，並且其錐形輪廓的母線與軸X2的垂線成一預先選擇的角度A傾斜，如圖4。
角度A等於軸X1與軸X2之間的最大允許傾斜角度。事實上，在圖4中可以清晰地看到，當軸間達到此最大傾斜度時，表面12和13相互接觸。更具體地說，這兩個表面達到彼此相切地相互鄰接，在聯軸節元件繞各自軸轉動的時候，其中一個表面在另一個表面上相對滾動。因此表面12和13構成了用於限制聯軸節的軸X1和X2之間的相對傾斜角的裝置，並且如此選擇最大允許傾斜(角度A)，以便對於低於預選界限值的值，保證相互接觸的部件之間的正確傳動，並且防止超過這個界限值，從而避免了聯軸節鎖死的危險。有利地，選擇最大允許傾斜角度的優選值在25度～35度之間的範圍內。這樣，不管軸X1和X2的相對空間定向如何，表面12和13為聯軸節的元件在最大張角(aperture)時提供了元件之間的相互支撐，因此保證了聯軸節對於由特定應用強加的軸2和軸3的任何相對定位的傳動能力。
同時應該指出，球心角體9a和11a具有共同的球心，為同一球體的兩部分。這個共同的球心與聯軸節的虛擬旋轉中心重合，如圖4中的C點所示。
聯軸節1還設置有一個殼狀元件14，用來以小徑向間隙容納聯軸節的部分9和11，使得用球窩型相互耦合方式來約束部分9、11，殼體14與球心角體9a、11a之間具有共同的旋轉中心。
殼體14最好做成主要呈半球形的兩個半殼14a和14b，這兩個半殼能夠互相連接，如通過可鬆開的機械耦合來連接。有利的是，這種耦合可以使用用來與對應的凹槽16相嚙合的唇部15，例如相對的一對唇部和凹槽分別形成在兩個半殼上，來構成受約束的相互連接。
應該注意，殼體14利用球窩型相互耦合方式對聯軸節元件4和5的限制作用是為了使得即使在軸2和軸3之間存在應力的情況下也能夠在軸2和3之間傳動，尤其是在軸向張應力或壓應力的情況下允許傳動。
殼體14在聯軸節元件的旋轉軸X1和X2的區域還分別有開口17，以允許這些元件的各自軸向端18和19的插入。自然地，開口17的程度使得在上至最大允許傾斜角度(角度A)的範圍內允許聯軸節元件4和5之間的相對傾斜。
端部18和19分別具有用於連接軸2、3的附件18a、19a。附件18a和19a呈圓柱形柄狀，其上分別開通孔18b和19b。柄部用來嚙合形成在軸2和軸3的軸向端部上的相應的支座(具有橫向通孔的不可見空腔)，藉助將彈簧鎖銷18c和19c打入相應的孔18b和19b中，而將軸固定在聯軸節上。儘管上述附件的實施例是一個優選的選擇，然而每個柄部18a和19a還可具有平面18d和19d，用來實現軸與聯軸節之間的可能不同種類的連接。
每個部分9和11還可以包含另一個肩部9b和11b。在這兩個肩部之間安裝一個起保護作用的管形聯軸節蓋20，用來容納和遮蓋殼體14及容納在其中的相互連接的聯軸節元件。
有利地，肩部9b和11b具有環形凹槽21，以利於通過夾具22或類似夾緊裝置將保護性的聯軸節蓋20的軸向端夾緊在相應的肩部上。
最後，需要指出的是，第一聯軸節元件4的主體6和相應的球心角體形部分9可以做成一體，腔體10可以與第二聯軸節元件的部分11形成為一個整體。這樣，使用有限數量的零件就可以製造聯軸節1，具體來說是4個主要零件，即聯軸節部分9和11，以及殼體14的兩個半殼。
這樣本發明達到了所提出的目標，並且相對已知的解決方案具有許多優勢。
需要特別指出的一個優點是，使用本發明的聯軸節能夠在最大張角時使聯軸節元件之間達到鄰接，並且避免了聯軸節的鎖死。
第二個優點是，由於提供了用來以球窩型耦合方式容納聯軸節元件的殼體，所以使得本發明的聯軸節具有自支撐能力，使軸向張應力或壓應力也能像通常的萬向節一樣被傳遞。
更進一步的好處在於，由於使用有限數量的零件就可以製造聯軸節，其結構簡單，裝配和拆卸都很簡單快捷，並且零件尺寸很小，因此聯軸節整體結構很緊湊。
權利要求
1.一種用於在第一軸和第二軸(2，3)之間傳遞傳動力的傳動聯軸節，包含第一聯軸節元件和第二聯軸節元件(4，5)，該第一和第二聯軸節元件可相互聯結用於軸之間的傳動，每個元件(4，5)可繞各自的第一旋轉軸或第二旋轉軸(X1、X2)旋轉，該第一聯軸節元件(4)包含近似為類似球體的主體(6)，該主體由多個相鄰的片段狀部分(6a)形成，這些片段狀部分具有彎曲的外部輪廓的表面並且以多邊形外形限定主體的橫截第一軸(X1)的橫截面，該類似球體的主體(6)能夠與第二聯軸節元件(5)的不可見軸向腔體(10)相接合，該腔體(10)的橫截第二軸(X2)的橫截面具有與所述主體(6)的輪廓一致的多邊形外形，並且它們的尺寸使得第一聯軸節元件(4)容納在第二聯軸節元件(5)內，同時具有相互的扭力偶和使聯軸節元件的軸相對傾斜的能力，以便在具有不成一直線的軸線的所述軸(2，3)之間傳遞傳動力，其特徵在於，該聯軸節在聯軸節元件(4，5)上包括用於限制聯軸節元件的旋轉軸(X1，X2)的相對傾斜角的裝置，以便上至預先選擇的最大傾斜角(A)的範圍內允許傾斜的軸(2，3)之間的正確傳動。
2.如權利要求1所述的聯軸節，其中所述限制裝置包含分別在第一和第二聯軸節元件(4，5)上確定的至少第一表面和第二表面(12，13)，在聯軸節元件(4，5)的軸(X1，X2)之間呈預先選定的最大傾斜角(A)時所述表面(12，13)能夠相互接觸和彼此壓靠。
3.如權利要求1或權利要求2所述的聯軸節，其中選擇所述表面(12，13)的輪廓，使得在聯軸節元件(4，5)之間傳遞傳動力期間，在軸之間呈最大傾斜度(A)時，所述表面(12，13)彼此相切地相互接觸。
4.如權利要求3所述的聯軸節，其中所述表面中的一個(12)具有平面形狀，在與相應聯軸節元件(4)的旋轉軸橫切的方向上延伸；所述表面中的另一個(13)具有錐形形狀，該錐形形狀的母線傾斜於相應聯軸節元件(5)旋轉軸的垂面，所成角度與在聯軸節的軸之間所選擇的最大傾斜角度(A)相等。
5.如權利要求2到4中任意一條所述的聯軸節，其中所述表面(12，13)基本上為環狀區域，並且其位置布置為彼此面對，以便在聯軸節元件(4，5)的軸(X1，X2)之間呈預先選擇的最大傾斜度(A)時相互重疊。
6.如前述權利要求中的一條或多條所述的聯軸節，其中所述第一和第二聯軸節元件(4，5)包括第一部分和第二部分(9，11)，所述部分(9，11)的形狀為球心角體(9a，11a)，所述球心角體(9a，11a)形成具有預先選定半徑的共同球形輪廓的部分；提供具有球形內表面的殼體元件(14)，該殼體(14)和球心角體(9a，11a)之間具有共同的旋轉中心，殼體(14)用來容納球心角體形部分(9a，11a)並使用球窩型相互耦合方式來約束它們。
7.如權利要求6所述的聯軸節，其中殼體(14)由至少兩個主要為半球形的部件(14a，14b)構成。
8.如權利要求2到7的任意一條所述的聯軸節，其中主體(6)作為第一部分(9)的延長部分同軸延伸，並且第一表面(12)構成第一球心角體形部分(9)和主體(6)之間的肩部。
9.如權利要求8所述的聯軸節，其中第一肩部表面(12)至少部分地構成了形成第一部分(9)的球心角體(9a)的基座。
10.如權利要求6所述的聯軸節，其中第一聯軸節元件(4)的主體(6)與相應的球心角體形部分(9a，9)做成一體。
11.如權利要求6所述的聯軸節，其中腔體(10)與相應的聯軸節元件(5)的第二部分(11)同軸地形成，第二表面(13)環繞腔體(10)延伸以致與第二部分(11)的球形區域毗連。
12.如權利要求11所述的聯軸節，其中第二聯軸節元件(5)的腔體(10)與相應的球心角體形部分(11a，11)做成一體。
13.如權利要求6所述的聯軸節，其中殼體(14)在聯軸節元件(4，5)的旋轉軸(X1，X2)的區域內有開口(17)，用於聯軸節元件(4，5)的各自軸向端(18，19)的插入，所述軸向端(18，19)用來連接到相應的傳動軸(2，3)，所述開口(17)的程度使得在上至預先選擇的最大傾斜角度(A)的範圍內允許聯軸節元件(4，5)之間的相對傾斜。
全文摘要
一種用於實現第一軸和第二軸(2，3)之間傳動的聯軸節，包括第一聯軸節元件和第二聯軸節元件(4，5)。每個部件(4，5)分別繞第一和第二旋轉軸(X1，X2)轉動，兩部件相互耦合，實現軸間傳動。第一聯軸節元件(4)包含一個類似球體的主體(6)，此主體(6)由多個相鄰的片段狀部分(6a)構成，這些片段狀部分(6a)具有彎曲外部輪廓的表面並用多邊形外形限定了主體的橫截第一軸(X1)的橫截面。類似球狀的主體(6)可以與第二聯軸節元件(5)的不可見軸向腔體(10)相接合；腔體(10)在橫截第二軸(X2)的方向上的橫截面具有與主體(6)輪廓相對應的多邊形外形；它們的尺寸設計使得第一聯軸節元件(4)位於第二聯軸節元件(5)內，具有相互的扭力偶和使聯軸節元件的軸相對傾斜的能力，用於在所述的具有不成直線的軸線的軸(2，3)之間實現傳動。在聯軸節元件(4，5)上設有限制聯軸節元件的旋轉軸(X1，X2)之間相對傾斜角的裝置，以便在上至一個預先選擇的最大傾斜角(A)的範圍內允許傾斜的軸(2，3)之間正確傳動。
文檔編號F16D3/18GK1839268SQ200380110520
公開日2006年9月27日 申請日期2003年10月8日 優先權日2003年10月8日
發明者彼得·普萊爾 申請人:加斯帕爾多塞米納特裡奇有限公司