[实用新型]活键联轴器

说明书

本设计是关于高温、高速、重载机械传动轴系的联轴器。

适用于高温、高速、重载工况的联轴器，常用的有叠片式、膜盘式、齿轮式等。叠片式和膜盘式是依靠金属材料的弯曲变形来适应轴系实际存在的不对中误差，对材料的抗弯曲疲劳性能，有十分严格的要求。由于这类联轴器的轴向热膨胀补偿量很小，应用受较大限制；齿轮联轴器是依靠接触面的纵向滑动来适应轴系的不对中误差，有良好的轴向热补偿余地。然而，接触面的高速滑动容易发生齿面“胶合”。为了克服“胶合”倾向，对联轴器齿轮的材质、几何形状、表面状态，都有十分苛刻的规定，满足这些要求的外齿轮，必须在高精度的Maag磨齿机上磨削成鼓形齿形；内齿轮的磨削迄今仍为难题。由于工艺难度使制造成本高得惊人，应用受很大限制。

本发明——活键联轴器，保留了鼓形齿渐开线齿轮联轴器的全部优点，并且在相同工作条件下，抗“胶合”能力远大于齿轮式而成本却低得多。

活键联轴器如图1和图2所示，图中：1－主动轴，2－活键，3－从动轴，4－代表主动轴运动方向，5－代表从动轴运动方向。与齿轮式不同，活键为带有腰鼓形的圆柱体，在工作中具有a、b两个接触面，称为双重工作面，使导致接触面胶合倾向的相对滑动被两个工作面平分，变得很小，有效地防止“胶合”的发生。

循环润滑型活键联轴器见图3和图4，图中：1输入轴，2内盘，3活键，4外盘，5法兰，6中介轴，7输出轴，8滑油喷嘴，9导油孔，10收油槽，11圆螺母和锁紧垫圈，12螺栓和自锁螺母，13销键。

轴系中通常必须用背靠背的两个完全相同的联轴器。联轴器的内盘与外盘之间留有相当大的径向间隙；沿活键轴向留有足够的轴向间隙，用以补偿轴系在工作中可能存在的径向、轴向、角向偏移。

联轴器的传力路线是：输入轴→销键→内盘→活键→外盘→法兰→中介轴→法兰→外盘→活键→内盘→销键→输出轴。当两个背靠背的联轴器相距很近时，可以免去中介轴，使两个法兰做成一体。

联轴器的滑油循环：喷嘴将滑油射入收油槽，高速旋转的收油槽将滑油离心增压，经导油孔进入联轴器内腔，强迫流过活键甩出联轴器，再经联轴器外腔集油池，由回油泵抽回油箱。

采用已经系列化生产的高精度轴承的鼓形滚子作活键，具有足够的强度、硬度和耐磨性。内、外盘用合金钢，经渗碳、淬火和组合磨削达到相应的硬度和表面质量。内外盘之间预留足够的径向间隙，适应轴系不对中工作条件。内盘固定活键的轴向位置，外盘沿轴向可以活动，补偿轴的热伸长。

在相同分圆直径、齿（键）宽的前提下，活键式与齿轮式相比较，尽管键数少于齿数，总的受挤压面积有所下降。然而，由于活键穴是组合磨削，接触率大得多；滑动速度又成倍下降，活键式的抗“胶合”能力远大于齿轮式。

齿轮式的成形需要高精度专用磨齿机，而活键式只需要通用机床，而且高精度鼓形滚子已经由轴承厂系列化生产。显然，活键式的制造成本远低于齿轮式。

所申请的另一种是弹性活键联轴器，如图5和图6所示。图中：1－主动轴，2－键芯，3－从动轴，4－主动轴运动方向，5－从动轴运动方向，6－弹性螺旋管。用滚子轴承的滚针、滚子或其他圆柱体作键芯，键芯外套以一层以上弹性金属材料制成的螺旋管，组成传力单元。螺旋管具有弹性、缓冲作用，其主要功能是变双重接触面为多重接触面，将相对滑动速度“分割”到足够小，远远摆脱胶合危险。

循环润滑型弹性活键联轴器的构造如图7、图8所示，图中：1输入轴或输出轴，2内盘，3键芯，4螺旋管组，5外盘，6法兰，7输出轴或输入轴，8滑油喷嘴，9导油孔，10收油槽，11圆螺母和锁紧垫，12螺栓和自锁螺母，13销键。采用长圆柱键芯可增大受剪面积，有足够的抗剪强度。螺旋管即螺旋弹簧的厚度由外层向内层递减，以均衡弹力；相邻层螺旋管的螺旋方向左、右相间，避免相互嵌入；层与层之间预留弹性变形所需的活动间隙。大的径向间隙使挠性联轴器比其他型更能适应轴线不对中误差。因而只需要单个弹性活键联轴器来联结两转轴，而不必像其他联轴器那样，必需鸳鸯成对地使用。从而节省了空间，降低总成本。

弹性活键联轴器的上述性能，非常适合于行星减速器，取代固定齿轮外围的大齿圈（联轴器）解决行星轮的均载问题。