專利名稱：軸與孔的聯(lián)接的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用來將一軸可傳動(dòng)地聯(lián)接到一構(gòu)件孔口上的一個(gè)單一元件。
本發(fā)明特別適合于將電動(dòng)馬達(dá)凸緣安裝到現(xiàn)行的齒輪單元中，但這種應(yīng)用并不是唯一的，對(duì)于這種齒輪單元的買主來說，經(jīng)常需要將它們與不同大小的馬達(dá)相配合，通過在同一齒輪箱中裝配若干不同的齒輪來獲得不同的變速比，而且所采用的馬達(dá)經(jīng)常具有不同的軸徑。這種減速器的輸入齒輪被可傳動(dòng)地聯(lián)接到一個(gè)鋼套筒上，該鋼套裝配在齒輪箱內(nèi)的軸承中，套筒還帶有一個(gè)普通矩形截面鍵槽的孔口。以便接納馬達(dá)的驅(qū)動(dòng)軸。馬達(dá)驅(qū)動(dòng)軸與孔口的公稱直徑相同，它們借助于普通的鋼鍵實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)連接。經(jīng)常出現(xiàn)的情況是馬達(dá)驅(qū)動(dòng)軸的直徑小于孔口。在這種情況下需要裝配一有槽的尼龍?zhí)淄瞾硖畛漭S和孔口之間的環(huán)形空隙，并用一根尺寸大于常規(guī)尺寸的鋼鍵將它們以驅(qū)動(dòng)的方式相連接，該鋼鍵穿過所述尼龍?zhí)淄仓械牟?。由于在相互?qū)動(dòng)接觸中同類金屬之間的摩擦侵蝕，而且傳輸扭矩是通過鍵的作用，比常規(guī)高度大的鍵會(huì)趨于傾斜，由于馬達(dá)和齒軸單元之間安裝用的凸緣彼此經(jīng)常發(fā)生歪斜，從而導(dǎo)致軸和套筒的軸向失調(diào)反得齒輪單元中鍵或軸承的故障經(jīng)常出現(xiàn)。
本發(fā)明的目的在于避免這一問題。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)單一元件，為了在其中可傳動(dòng)地聯(lián)接軸，在構(gòu)件的孔口上制成一矩形截面的普通鍵槽，其特征在于所說的元件包括使其能夠可傳動(dòng)地聯(lián)接到所說的普通鍵槽中的裝置，還包括一根具有彎曲斷面的花鍵，它可以與所述的孔口中的具有相應(yīng)彎曲斷面的鍵槽相結(jié)合。
為了將具有相同公稱直徑的軸和孔口可傳動(dòng)地聯(lián)接在一起，該裝置最好是一花鍵，它的矩形截面與軸中的鍵槽相同。
彎曲截面鍵最好比矩形截面鍵的周邊寬些。
具有彎曲截面的鍵的蓋過軸的周邊的表面最好是凹形的，它與軸的周邊上的凸形相對(duì)應(yīng)。
而且，具有彎曲截面的鍵的蓋過軸的周邊的表面，最好在其與具有矩形截面的鍵相交的部位進(jìn)行下切。
為了將軸可驅(qū)動(dòng)地聯(lián)接于直徑大于軸的孔口上，單一元件最好還包括一個(gè)適于裝配在軸和孔口之間的整體套筒，所述的套筒外周邊制有彎曲截面的花鍵，并在所說套筒內(nèi)周邊中制有鍵槽裝置，該裝置與軸中的鍵槽具有相同的矩形截面，因此所說的鍵槽可以通過常規(guī)的具有矩形截面的分離鍵實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)連接。
在套筒外周邊上制成的鍵的中心線和在套筒內(nèi)周邊上制成的鍵槽中心線最好位于套筒相同半徑上，所說鍵的周邊比所說的鍵槽要寬些。
所說套筒可以是縱向剖分式的。
在這種情況下，該套筒最好沿一直線剖開，該直線與套筒外周邊上的鍵中心線及內(nèi)周邊上的鍵槽中心線所在的半徑在徑向上正好方向相反。
該單一元件最好由柔性的增強(qiáng)塑料材料制成。
該材料最好是玻璃填充尼龍。
當(dāng)采用玻璃填充尼龍之類的柔軟增強(qiáng)塑料材料進(jìn)行制作時(shí)，該單一元件可以包括一種壓制件。
當(dāng)單一元件包括一整體套筒并且筒是由柔性增強(qiáng)塑料材料制成時(shí)，該套筒最好在其外周邊上制有許多小的沿縱向延伸并且沿圓周方向彼此間隔開的脊，以消除制造公差。
做為替換方式，單一元件可由有色金屬燒結(jié)而成。
在此情況下，金屬最好是磷青銅。
當(dāng)單一元件包括一整體套筒并且該套筒是由柔性增強(qiáng)塑料經(jīng)非壓制的方法制成或由有色金屬經(jīng)燒結(jié)而制成時(shí)，該套筒的一端最好具有向內(nèi)突起的凸緣，以便于孔口盲端與軸鄰端相嚙合。
現(xiàn)在參照附圖，在這里僅僅以舉例方式對(duì)發(fā)明加以描述。


圖1為一齒輪單元的側(cè)面剖視圖，它還包括一臺(tái)電動(dòng)馬達(dá)通過凸緣安裝的方式安裝在其左端的部分；圖2為一臺(tái)類似的齒輪單元的側(cè)面剖視圖，它還包括二臺(tái)不同的電動(dòng)馬達(dá)分別通過凸緣安裝的方式安裝在其左端位于輸入中心線的上、下側(cè)的部分；圖3是作為圖2所示的齒輪單元的一部分的一輸入套筒的放大端面圖；圖4是一種形式的單一元件的放大剖面圖，該元件可以把馬達(dá)的驅(qū)動(dòng)軸驅(qū)動(dòng)式地連接在輸入套筒上，該套筒是圖1所示的齒輪單元的一部分；圖5是另一種形式的單一元件的放大端視圖，該元件可以把位于輸入中心線下方的馬達(dá)驅(qū)動(dòng)軸驅(qū)動(dòng)式地連接在圖2所示的齒輪單元的輸入套筒上；圖6a和6b用圖解展示了兩種形式單一元件的三種不同尺寸范圍。
現(xiàn)參照附圖，圖1所展示的雙級(jí)減速器的整體主箱10，實(shí)質(zhì)上與圖2展示的雙級(jí)減速器的整體主箱110是一樣的。唯一的區(qū)別在于主箱10適于支撐在底座12上，而主箱110是由法蘭112加以安裝的，主箱10包括一內(nèi)腹板14，該腹板由一個(gè)止動(dòng)螺釘定位(未示出)，還包括一個(gè)帶有軸承座18的端板16和一個(gè)馬達(dá)安裝凸緣20，裝在軸承座18中的軸承24內(nèi)的一個(gè)鋼套22，具有一個(gè)輸入齒桿26，齒桿26可用任何合適的方式，如壓合、粘接、一種鍵、止轉(zhuǎn)楔或細(xì)齒與鋼套22實(shí)現(xiàn)可傳動(dòng)地連接。輸入齒桿26與一個(gè)齒輪28相嚙合，該齒輪28被牢固地固定在中間軸30上，而該中間軸又被安裝在主箱10中的軸承32上，齒桿34與中間軸成為一體，與一牢固的固定在輸出軸38上的輸出齒輪36相嚙合。此輸出軸38被裝在主箱10里的軸承座40上，以便與軸套22及齒桿26同軸。
圖2展示的減速器有些部分與圖1展示的減速器相對(duì)應(yīng)，這些部分使用相同的標(biāo)號(hào)，只是在標(biāo)號(hào)前再加上數(shù)字1。例如在圖2中輸出軸標(biāo)號(hào)為138，中間軸34和輸出軸38之間的中心距與軸134和138之間的中心距相同，但齒桿26和34比齒桿126和134的節(jié)圓直徑小，而齒輪28和36比齒輪128，136節(jié)圓直徑大。因此圖1展示的減速器比圖2展示的減速器其減速比明顯的大。
所以，圖1展示的齒輪單元需要帶有小傳動(dòng)軸44的小馬達(dá)42，在所述的實(shí)施例中，小傳動(dòng)軸44與在軸套22遠(yuǎn)離齒桿26的末端的孔46具有相同的公稱直徑。傳動(dòng)軸44上有一個(gè)橫截面為矩形的普通的鍵槽48，并且通過一單一元件50(見圖4)被可傳動(dòng)地聯(lián)接到孔口46內(nèi)，元件50是從一種柔性增強(qiáng)塑料材料的壓制件上按一定長(zhǎng)度進(jìn)行切割而制成的。該增強(qiáng)塑料材料是由百分之三十至百分之四十的玻璃填充尼龍組成的。元件50有一根與在其中可傳動(dòng)嚙合的鍵槽48相同矩形橫截面的花鍵52，所述的鍵上帶有倒角54，并有一根與孔口46中所制成的彎曲截面的鍵槽相對(duì)應(yīng)的彎曲截面的花鍵56，它用來與孔口46的鍵槽相嚙合。(該鍵槽沒有作專門展示，但可參照?qǐng)D3中類似的鍵槽176)?；ㄦI56的周邊寬于鍵52，花鍵56中能夠蓋住驅(qū)動(dòng)軸44的圓周的那部分表面58為凹陷形，它與所述的圓周表面的形狀相對(duì)應(yīng)，從而給于元件50以最大的支撐，以防止扭矩通過它時(shí)而產(chǎn)生傾斜。在鍵52和表面58接合處具有一下切部60，以確保所述的表面不妨礙與傳動(dòng)軸44的周邊緊密的接觸。柔性塑料元件50避免了對(duì)馬達(dá)/齒輪單元傳動(dòng)界面的侵蝕并能調(diào)整由于齒輪單元上的安裝凸緣20與電動(dòng)馬達(dá)42的安裝凸緣相互歪斜而造成的不同軸度。
圖2展示的齒輪單元可被各種不同大小的馬達(dá)驅(qū)動(dòng)，這樣兩個(gè)馬達(dá)142和143被局部圖解成具有不同尺寸，包括不同大小的傳動(dòng)軸144和145。軸144、145的直徑都比軸套122的遠(yuǎn)離齒桿126端部的孔徑146小得多。傳動(dòng)軸144、145有不同尺寸的普通鍵槽148和149。不同尺寸的馬達(dá)142和143要求端板116具有供選擇使用的安裝凸緣120或121。傳動(dòng)軸144和145通過單一構(gòu)件162和163分別有選擇地可傳動(dòng)連接到孔徑146中，單一構(gòu)件162、163除尺寸之外都是相同的?，F(xiàn)在將對(duì)圖5所示的構(gòu)件162以實(shí)施例的方式進(jìn)行詳細(xì)描述。
它是由百分之三十至百分之四十玻璃填充尼龍柔性增強(qiáng)塑料材料模制而成的。構(gòu)件162包括一個(gè)套164，此套164適合裝于軸144和孔146之間，所述的套在其一端有一向內(nèi)伸出的凸緣166，以適于孔146的盲端與軸144的鄰端間的接合，軸套164的外圓上有許多周向間隔著的沿徑向延伸的小脊168，用以消除制造公差。鍵槽170具有與鍵槽148相同的矩形斷面，它位于套筒164的內(nèi)圓周面上，所述的內(nèi)圓周和鍵槽170在其遠(yuǎn)離凸緣166的一端有倒角172。軸套164的外表面上還有一彎曲截面的花鍵174，以便裝入孔146中的具有相應(yīng)彎曲截面的鍵槽176中(見圖3)。鍵槽148和170可以用通常的矩形斷面的鋼鍵171傳動(dòng)地內(nèi)連，圖中用虛線表示之。鍵174和鍵槽170的中心線保持在軸套164的同一半徑上，盡管它們彼此相當(dāng)接近。鍵174比鍵槽170周邊要寬一些，以保持適當(dāng)強(qiáng)度。柔性塑料元件162的工作原理完全類似于上文描述的表面上不相似的構(gòu)件50。從而也可以避免馬達(dá)/減速器驅(qū)動(dòng)表面的摩擦腐蝕，并能調(diào)節(jié)由于齒輪單元上的凸緣120和電動(dòng)馬達(dá)142上的凸緣之間的歪斜所造成的不同軸度。
本發(fā)明在圖5展示改型的實(shí)施例中，軸套164是軸向剖分的。
圖中用虛線165表示，該剖分線在徑向上正好與鍵174和鍵槽170的中心線所在的半徑方向相反，以便增加構(gòu)件162鍵174和鍵槽170的中心線位于該半徑上，以便增加構(gòu)件162的柔韌性。在另一改型的實(shí)例中凸緣166被省略了，并且構(gòu)件162可以通過如下的方式來制造，即從一壓制的柔性增強(qiáng)塑料材料件上，按一定的長(zhǎng)度進(jìn)行切割。
在本發(fā)明圖4圖5所示的兩個(gè)改型實(shí)施例中，構(gòu)件50和162可由磷青銅這種有色金屬燒結(jié)制成。
這樣就可以避免馬達(dá)/齒輪單元傳動(dòng)面間的摩擦腐蝕問題。只不過需要采用大約10％的柔性增強(qiáng)塑料組分，而且造價(jià)更貴一些。
值得注意的是不同大小齒輪單元有不同尺寸的鋼套，例如與他們的輸入齒桿相連的鋼套22和122，這些齒輪單元需要相應(yīng)尺寸范圍的元件，例如50和162，其一種范圍示于圖6a和6b中，首先，小孔徑尺寸的鋼套可傳動(dòng)地聯(lián)接在公稱直徑相同的馬達(dá)軸上，如象與元軸套元件50相聯(lián)的孔一樣。其次，相同孔徑的鋼套可驅(qū)動(dòng)地聯(lián)接一個(gè)馬達(dá)軸。此馬達(dá)軸徑比孔徑小，這種聯(lián)接是通過一套筒型構(gòu)件如162和一個(gè)通常的鋼鍵如171而實(shí)現(xiàn)的。第二種中間尺寸范圍的部件在圖6c至6e中展示第三種大尺寸范圍的在圖6f至6h中展示，借助上述的敘述，本段中所涉及的附圖本身就具有解釋性，而且這些附圖僅在于說明可能發(fā)生的尺寸范圍。
本發(fā)明廣泛地適用于任何的機(jī)械結(jié)構(gòu)中的軸構(gòu)件與孔的聯(lián)接。
讀者應(yīng)同時(shí)注意那些與本申請(qǐng)相關(guān)的而且與本申請(qǐng)同時(shí)申請(qǐng)或先于本申請(qǐng)的那些論文及文獻(xiàn)，這些文獻(xiàn)已向社會(huì)公開，所有這些論文及文獻(xiàn)在此都被用作參考。
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本發(fā)明并不受上述實(shí)施例的限制，本發(fā)明延及說明書(包括附屬的權(quán)利要求、摘要及附圖)所公開的任何一種新的特征及特征的組合，也延及所公開的任何一種新的方法步驟及組合。
權(quán)利要求
1.一種組件，供可傳動(dòng)地連接兩個(gè)構(gòu)件用，所述兩構(gòu)件包括一個(gè)構(gòu)件(22)，有一個(gè)孔口(46)；和一個(gè)軸(44)，構(gòu)制得使其在構(gòu)件(22)的孔口(46)中不干涉配合，軸(44)的表面形成有矩形截面的鍵槽(48)；其特征在于，所述組件還有一個(gè)單一元件(50)供在軸(44)與構(gòu)件(22)傳遞傳動(dòng)力，單一元件(50)包括一個(gè)傳動(dòng)部分(52)和花鍵(56)，傳動(dòng)部分(52)在單一元件的內(nèi)表面上形成，適宜將傳動(dòng)力從軸上的鍵槽(48)傳遞給單元件(50)，花鍵(56)的外表面呈半圓形，與構(gòu)件(22)孔口(46)內(nèi)表面上形成的相應(yīng)半圓形的鍵槽接合，且與單一元件(50)的內(nèi)表面相交，形成沿單一元件(50)縱向延伸的角隅。
2.如權(quán)利要求1所述的組件，其特征在于，花鍵(56)半圓形的外表面與花鍵(56)的內(nèi)表面成銳角相交，從而形成一個(gè)沿單一元件(50)縱向延伸的銳角角隅。
3.如權(quán)利要求1或2所述的組件，其特征在于，單一元件(50)的內(nèi)表面呈弧形。
4.如以上任一權(quán)利要求所述的組件，其特征在于，傳動(dòng)部分(52)有一個(gè)矩形花鍵，與軸的鍵槽(48)相對(duì)應(yīng)。
5.如權(quán)利要求4所述的組件，其特征在于，單一元件(50)在內(nèi)表面與矩形花鍵(52)的會(huì)合處從下部切開。
6.如以上任一權(quán)利要求所述的組件，其特征在于，單一元件(50)由增強(qiáng)塑料材料構(gòu)成。
7.如權(quán)利要求1-5中任項(xiàng)一權(quán)利要求所述的組件，其特征在于，單一元件(50)由充有玻璃的尼龍構(gòu)成。
8.如權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的組件，其特征在于，單一元件(50)由經(jīng)燒結(jié)的非鐵質(zhì)金屬構(gòu)成。
9.如權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的組件，其特征在于，單一元件(50)由磷青銅構(gòu)成。
10.如權(quán)利要求2-9中任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的組件，其特征在于，單一元件(50)的內(nèi)表面制成對(duì)應(yīng)于軸(44)弧形外圓周的正確形狀，且軸(44)除軸的鍵槽(48)處外截面呈圓形。
全文摘要
一軸由一矩形截面鋼鍵可傳動(dòng)地聯(lián)接到一孔口。在該軸的直徑小于孔時(shí),可在其間填入一帶槽的尼龍軸套,并且一個(gè)厚鋼鍵插入該槽。因標(biāo)準(zhǔn)鍵或原鍵失效,可采用由塑料材料或有色金屬制成的單一元件。該元件包括一可進(jìn)入孔口的配合鍵槽中的具有彎曲截面的花鍵、當(dāng)軸和孔口公稱直徑相同時(shí),元件包括一矩形截面的花鍵、它可以和軸中的普通鍵槽嚙合、當(dāng)軸直徑小于孔口時(shí),元件還包括一軸套、活軸套在外圓周上帶有制成彎曲截面的鍵、在內(nèi)周邊上帶有制成矩形截面的鍵槽,借助一分離的標(biāo)準(zhǔn)鍵將其傳動(dòng)地聯(lián)接到軸中的普通鍵槽中。
文檔編號(hào)F16D1/08GK1228513SQ99102578
公開日1999年9月15日 申請(qǐng)日期1999年2月24日 優(yōu)先權(quán)日1992年9月9日
發(fā)明者P·A·莫雷里, K·F·泰勒, D·馬金 申請(qǐng)人:戴維布朗工程有限公司