[其他]小弹性模量材料制成的通过扩张自身而将驱动元件固定在其上的空心轴

说明书

本发明涉及一种由弹性模量小于150，000N/mm²的材料制成的、通过扩张自身而将驱动元件固定在其上的空心轴。申请人之一曾在欧洲专利A-0 213 529中提出一种在空心轴上固定诸如凸轮、齿轮等驱动元件或轴承元件的方法，通过液压扩张轴的有关节段而使对着该节段的驱动元件能牢固地固定在轴上。此外，几位申请人在其未预先公开的德国专利申请P 36 33 435.9中说明，在扩张过程中，空心轴的材料应塑性变形，但驱动部件的材料只能弹性变形;当扩张压力消除时，驱动元件回弹并产生必要的表面压力。在此，要考虑到空心轴材料和驱动元件材料的特性参数。因为驱动元件，特别是凸轮采用目前认可是可靠的材料，如烧结金属、激冷铸铁或高强度钢（它们一般要求表面淬火处理），而空心轴则用较低质的普通结构钢，该方法使用效果良好。在尝试进一步降低成品轴的重量时，用例如铝合金或钛等轻一些的材料、也即用弹形模量较小的材料制成的空心轴作为成品轴的基材，迄今使用的、多数是凭经验得出的数值失效了。

本发明的目的是提供一种设计选定规程，专业人员可藉以选择小弹性模量、也即明显低于钢的弹性模量的、用作空心轴的材料，同时又能藉以确定用于驱动元件的合适材料，从而使上述固定方法能取得令人满意的效果。

达到本发明目的方法按下列关系式选用驱动元件与空心轴的材料，

σ F A ≥ 0.6 σ F W EA EW［( r wa r w i ) 2 - 1 ］ ]]>

以及

r A i-r wa≥ Fw Ew · r wa ]]>

其中F_A代表驱动元件材料的屈服点、E_A代表驱动元件材料的弹性模量而F_W及E_W则分别代表轴材料的屈服点和弹性模量，以N/mm²为单位;r_wa为轴的外半径，r_wi为轴的内半径，r_Ai为驱动元件的内半径，以mm为单位。

该规程本来也可应用于其它公知的、例如通过热套把驱动部件固定在空心轴上的方法中，但这会导致得出实际上不可能实现的数值，例如在有关部分之间的间隙过小，以致不能推动各部件。

附图用纵轴向剖面图示出了本发明的一个实施例。凸轮2在铝合金制成的空心轴上移动，接着将对应于凸轮的区域的空心轴部分扩张将凸轮固定住。为说明问题起见，扩张程度是夸大了的。