一种新型的伸缩型鼓形齿式联轴器

摘要

本发明公开了一种新型的伸缩型鼓形齿式联轴器，它包括辊端组件、轴组件和齿端组件，辊端组件包括外齿轴套、内齿圈、压环、闷盖；外齿轴套与内齿圈通过齿轮副连接，外齿轴套、压环、闷盖三者通过螺纹结构Ⅰ连接。本发明联轴器的轴组件包括连接轴、保持架、前后两个轴耳，保持架与连接轴之间设置有轴承，轴耳与保持架之间通过连接结构Ⅱ连接。本发明联轴器的内齿圈与连接轴之间设置有连接结构Ⅲ。本发是联轴器结构简单、加工难度小，可有效的节约制造成本，易于维修和更换，满足了棒线材生产线的需求。同时，提高了棒线材生产线的生产效率、降低了棒线材生产线的生产成本、检修维护成本。

说明书

技术领域

本发明属于传动技术领域，尤其涉及用于棒线材生产线上的连接传动设备之间的一种鼓形齿式联轴器。

背景技术

联轴器是机械结构中十分常见的零件，用来联接不同机构中的两根轴(主动轴和从动轴)使之共同旋转以传递扭矩的机械零件。近年来随着钢厂形势日益严峻，降本增效已成各钢厂的发展趋势，各棒线材生产线提出需要高效、连续、高精的轧制设备，这也给相关备件产业发起了新的挑战。为了满足现场生产高精度、高质量的棒线材要求，需要传动设备根据实际需求及时调整改进。由于鼓形齿式联轴器是整套轧制设备的关键传动部件，其性能质量与棒线材产品的产量和质量息息相关，技术要求也越来越高。

目前的鼓形齿式联轴器如图24、图25所示，其缺点是：一、辊端组件包括外齿轴套、内齿圈、闷盖，闷盖为整体式结构，其左端直接压在外齿轴套上并通过螺栓连接，整体式闷盖材料利用率低，且其上的弧度制造难度大，制造、更换成本高；二、轴组件包括连接轴、保持架，保持架上的两个轴耳与保持架为整体式结构，材料利用率低，制造成本高，且由于保持架的轴耳与轧机设备直接相连，当联轴器跳动增加时，会增大保持架两侧轴耳断裂的风险，特别是在连续作业的情况下更为显著，当保持架的轴耳断裂，需要依次拆下右压盖、锁紧螺母，才能将保持架从联轴器上拆下，大大增加了检修时间和成本，给棒线材厂带来巨大损失；三、内齿圈和连接轴通过单个键连接，键很容易压坏，需要更换，给维护和调整带来了很大麻烦，增加了维护成本和难度，影响工作效率。

发明内容

本发明所要解决的问题是提供一种新型的伸缩型鼓形齿式联轴器，该联轴器结构简单、加工难度小，可有效的节约制造成本，易于维修和更换，满足了棒线材生产线的需求。同时，提高了棒线材生产线的生产效率、降低了棒线材生产线的生产成本、检修维护成本。

本发明一种新型的伸缩型鼓形齿式联轴器，它包括辊端组件、轴组件和齿端组件，辊端组件包括外齿轴套、内齿圈、压环、闷盖；外齿轴套与内齿圈通过齿轮副连接，外齿轴套、压环、闷盖三者通过螺纹结构Ⅰ连接。

进一步地，螺纹结构Ⅰ为长螺栓连接方式：它包括外齿轴套上的螺孔Ⅰ、压环上的螺孔Ⅱ、闷盖上的螺孔Ⅲ；长螺栓穿过螺孔Ⅲ、螺孔Ⅱ后与螺孔Ⅰ旋合。

进一步地，螺纹结构Ⅰ为双螺纹副连接方式：它包括外齿轴套右端的外螺纹Ⅱ、压环左端的内螺纹Ⅱ和右端的外螺纹Ⅰ、闷盖左端的内螺纹Ⅰ；外螺纹Ⅱ与内螺纹Ⅱ通过螺纹副连接，外螺纹Ⅰ与内螺纹Ⅰ通过螺纹副连接。

进一步地，螺纹结构Ⅰ为螺栓+螺纹副连接方式：它包括外齿轴套上的螺孔Ⅰ、压环上的螺孔Ⅳ和沉孔、压环右端的外螺纹Ⅰ、闷盖左端的内螺纹Ⅰ；螺栓穿过沉孔、螺孔Ⅳ后与螺孔Ⅰ旋合，外螺纹Ⅰ与内螺纹Ⅰ通过螺纹副连接；它包括外齿轴套1右端的外螺纹Ⅱ、压环左端的内螺纹Ⅱ和螺孔Ⅴ、闷盖上的螺孔Ⅲ；外螺纹Ⅱ与内螺纹Ⅱ通过螺纹副连接，螺栓穿过螺孔Ⅲ后与螺孔Ⅴ旋合。

进一步地，螺纹结构Ⅰ还包括端面连接：端面连接包括压环右端面上的多个键槽、闷盖左端面上的多个键槽、多个端面键，三者数量相等且均布，端面键卡在两个键槽内且通过螺钉压紧在压环上；端面连接包括压环右端面上的端面齿、闷盖左端面上的端面齿，两个端面齿相互啮合。

进一步地，轴组件包括连接轴、保持架、前后两个轴耳，保持架与连接轴之间设置有轴承，轴耳与保持架之间通过连接结构Ⅱ连接。

进一步地，连接结构Ⅱ为螺纹连接方式：它包括保持架前后两端面上的螺纹孔、轴耳上的螺纹头；螺纹头与螺纹孔旋合，轴耳的台阶面紧压在螺纹孔的端面上。

进一步地，连接结构Ⅱ为焊接连接方式：它包括保持架前后两端面上的圆柱孔、轴耳上的圆柱头；圆柱头插在圆柱孔内，轴耳的台阶面紧压在圆柱孔的端面上，端面连接处焊接。

进一步地，连接结构Ⅱ为插销式连接方式；连接结构Ⅱ包括保持架前后两端面上的矩形、轴耳上的矩形头；矩形头插在矩形孔内，轴耳的台阶面紧压在矩形孔的端面上；连接结构Ⅱ包括保持架前后两端面上的扁孔、轴耳上的扁头；扁头插在扁孔内，轴耳的台阶面紧压在扁孔的端面上。

进一步地，内齿圈与连接轴之间设置有连接结构Ⅲ。

进一步地，连接结构Ⅲ为矩形齿轮副连接方式：它包括内齿圈内孔上的矩形内齿、连接轴外圆上的矩形外齿；矩形内齿与矩形外齿啮合。

进一步地，连接结构Ⅲ为渐开线花键副连接方式：它包括内齿圈内孔上的渐开线内花键、连接轴外圆上的渐开线外花键；渐开线内花键与渐开线外花键配合。

进一步地，连接结构Ⅲ为凸凹面连接方式：它包括内齿圈内孔上的多个凸起、连接轴外圆上的多个凹槽；凸起镶嵌在凹槽内；凸起、凹槽两者数量相等且均布。

进一步地，连接结构Ⅲ为键连接：它包括内齿圈内孔上的多个凹槽、连接轴外圆上的多个凹槽、多个键，键连接凹槽、凹槽；当键为B型键时，凹槽、凹槽、键的数量均为两个且120°分布；当键为B1型键时，凹槽、凹槽、键的数量均为两个且180°分布；当键为D型键时，凹槽、凹槽、键的数量均为两个，120°分布或180°分布。

本发明联轴器的优点是：一、辊端组件中将现有的整体式闷盖拆分成压环和闷盖分体式结构，使得闷盖不再具有弧度，因此其材料利用率高，制造难度低、成本低；二、轴组件中将现有的整体式保持架拆分成保持架和两个轴耳分体式结构，材料利用率高，制造成本低，且轴耳断裂时只需要更换轴耳而不需要拆下右压盖、锁紧螺母来更换保持架，维修方便，大大降低了检修时间和检修成本；三、通过连接结构Ⅲ使内齿圈和连接轴的连接可靠，不需要经常更换键，降低了维护成本和难度，提高了工作效率。

总之，本发明伸缩型鼓形齿式联轴器通过外齿轴套、压环与闷盖不同的连接方式、保持架与轴耳不同的连接方式、内齿圈与连接轴不同的连接方式，使得联轴器结构简单、加工难度小、材料利用率高、降低了制造成本；同时，零件不易损坏、损坏后维修方便、缩短了维修时间，降低了棒线材生产线的生产成本、检修维护成本，提高了棒线材生产线的生产效率、满足了棒线材生产线的需求。

附图说明

图1是本发明联轴器的总装结构示意图一；

图2是本发明联轴器的总装结构示意图二；

图3是本发明联轴器的总装结构示意图三；

图4是本发明联轴器的总装结构示意图四；

图5是本发明联轴器的总装结构示意图五；

图6是沿图5中E-E线的剖视图；

图7是本发明联轴器的总装结构示意图六；

图8是沿图7中F-F线的剖视图；

图9是本发明联轴器中保持架和轴耳的连接示意图一；

图10是沿图9中C-C线的剖视图；

图11是本发明联轴器中保持架和轴耳的连接示意图二；

图12是沿图11中A-A线的剖视图；

图13是本发明联轴器中保持架和轴耳的连接示意图三；

图14是沿图13中B-B线的剖视图；

图15是本发明联轴器中保持架和轴耳的连接示意图四；

图16是沿图15中D-D线的剖视图；

图17是沿图1中G-G线的剖视图；

图18是沿图2中H-H线的剖视图；

图19是沿图3中J-J线的剖视图；

图20是沿图4中K-K线的剖视图；

图21是沿图5中L-L线的剖视图；

图22是沿图7中M-M线的剖视图；

图23是D型键的示意剖视图；

图24是现有联轴器的总装结构示意图；

图25是沿图24中N-N线的剖视图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例，对本发明伸缩型鼓形齿式联轴器做出进一步详细的说明。

实施例1

如图1、图2、图3、图4所示，本发明一种新型的伸缩型鼓形齿式联轴器，它包括辊端组件、轴组件和齿端组件，辊端组件包括外齿轴套1、内齿圈2、压环3、闷盖4；外齿轴套1与内齿圈2通过齿轮副连接，外齿轴套1、压环3、闷盖4三者通过螺纹结构Ⅰ连接。

本发明联轴器的辊端组件中将现有的整体式闷盖拆分成压环和闷盖分体式结构，使得闷盖不再具有弧度，因此其材料利用率高，制造难度低、成本低。

下面就外齿轴套、压环与闷盖不同的连接方式进行详细的说明。

一、长螺栓连接方式：如图1所示，螺纹结构Ⅰ包括外齿轴套1上的螺孔Ⅰ8、压环3上的螺孔Ⅱ9、闷盖4上的螺孔Ⅲ10；长螺栓穿过螺孔Ⅲ10、螺孔Ⅱ9后与螺孔Ⅰ8旋合。

此种连接方式为长螺栓直接连接外齿轴套1、压环3、闷盖4三个零件，操作简单。

二、双螺纹副连接方式：如图2所示，螺纹结构Ⅰ包括外齿轴套1右端的外螺纹Ⅱ15、压环3左端的内螺纹Ⅱ16和右端的外螺纹Ⅰ13、闷盖4左端的内螺纹Ⅰ14；外螺纹Ⅱ15与内螺纹Ⅱ16通过螺纹副连接，外螺纹Ⅰ13与内螺纹Ⅰ14通过螺纹副连接。

此种连接方式为外齿轴套1、压环3、闷盖4两两零件之间通过螺纹锁紧，不需要用螺栓，结构简单。

三、螺栓+螺纹副连接方式有两种：①、如图3所示，螺纹结构Ⅰ包括外齿轴套1上的螺孔Ⅰ8、压环3上的螺孔Ⅳ11和沉孔12、压环3右端的外螺纹Ⅰ13、闷盖4左端的内螺纹Ⅰ14；螺栓穿过沉孔12、螺孔Ⅳ11后与螺孔Ⅰ8旋合，外螺纹Ⅰ13与内螺纹Ⅰ14通过螺纹副连接；②、如图4所示，螺纹结构Ⅰ包括外齿轴套1右端的外螺纹Ⅱ15、压环3左端的内螺纹Ⅱ16和螺孔Ⅴ17、闷盖4上的螺孔Ⅲ10；外螺纹Ⅱ15与内螺纹Ⅱ16通过螺纹副连接，螺栓穿过螺孔Ⅲ10后与螺孔Ⅴ17旋合。

第①种连接方式是短螺栓连接外齿轴套1、压环3两个零件，螺纹锁紧压环3、闷盖4两个零件，第②种连接方式螺纹锁紧外齿轴套1、压环3两个零件；短螺栓连接压环3、闷盖4两个零件；螺栓+螺纹副连接方式兼具螺栓连接和螺纹连接的优点，操作简单，结构简单。

四、联轴器长时间工作后，图1所示的长螺栓与外齿轴套1、压环3、闷盖4三个零件之间可能会发生松动，因此对上述结构进行改进，因此螺纹结构Ⅰ还包括端面连接：①、如图5、图6所示，端面连接包括压环3右端面上的多个键槽、闷盖4左端面上的多个键槽、多个端面键33，三者数量相等且均布，端面键33卡在两个键槽内且通过螺钉压紧在压环3上；②、如图7、图8所示，端面连接包括压环3右端面上的端面齿、闷盖4左端面上的端面齿，两个端面齿34相互啮合。

长螺栓连接方式增加端面连接后，使外齿轴套1、压环3、闷盖4三个零件之间的连接牢固，可靠性更高。

实施例2

如图9、图10、图11、图12、图13、图14、图15、图16所示，本发明鼓形齿式联轴器：轴组件包括连接轴5、保持架6、前后两个轴耳7，保持架6与连接轴5之间设置有轴承，轴耳7与保持架6之间通过连接结构Ⅱ连接。

本发明联轴器的轴组件中将现有的整体式保持架拆分成保持架和两个轴耳分体式结构，材料利用率高，制造成本低，且轴耳断裂时只需要更换轴耳而不需要拆下右压盖、锁紧螺母来更换保持架，维修方便，大大降低了检修时间和检修成本。

下面就保持架6与轴耳7不同的连接方式进行详细的说明。

一、螺纹连接方式：如图9、图10所示，包括保持架6前后两端面上的螺纹孔22、轴耳7上的螺纹头23；螺纹头23与螺纹孔22旋合，轴耳7的台阶面紧压在螺纹孔22的端面上。

此种连接方式连接可靠，保持架6与轴耳7两者之间不易脱落。

二、焊接连接方式：如图11、图12所示，连接结构Ⅱ包括保持架6前后两端面上的圆柱孔18、轴耳7上的圆柱头19；圆柱头19插在圆柱孔18内，轴耳7的台阶面紧压在圆柱孔18的端面上，端面连接处焊接。

此种连接方式连接可靠，保持架6与轴耳7两者之间不会脱落。

三、插销式连接方式有两种：①、如图13、图14所示，连接结构Ⅱ包括保持架6前后两端面上的矩形孔20、轴耳7上的矩形头21；矩形头21插在矩形孔20内，轴耳7的台阶面紧压在矩形孔21的端面上；②、如图15、图16所示，连接结构Ⅱ包括保持架6前后两端面上的扁孔35、轴耳7上的扁头36；扁头36插在扁孔35内，轴耳7的台阶面紧压在扁孔35的端面上。

插销式连接方式连接可靠、维修方便。其中，扁孔式连接比矩形孔式连接更加可靠。

实施例3

如图17、图18、图19、图20、图21、图22、图23所示，内齿圈2与连接轴5之间设置有连接结构Ⅲ。

本发明联轴器通过连接结构Ⅲ使内齿圈和连接轴的连接可靠，不需要经常更换键，降低了维护成本和难度，提高了工作效率。

下面就内齿圈2与连接轴5不同的连接方式进行详细的说明。

一、矩形齿轮副连接方式：如图17所示，连接结构Ⅲ包括内齿圈2内孔上的矩形内齿24、连接轴5外圆上的矩形外齿25；矩形内齿24与矩形外齿25啮合。

此种连接方式加工方便，用小径定心易于保证定心的精度，适用于静连接或轻载连接。

二、渐开线花键副连接方式：如图19所示，连接结构Ⅲ包括内齿圈2内孔上的渐开线内花键26、连接轴5外圆上的渐开线外花键27；渐开线内花键26与渐开线外花键27配合。

此种连接方式制造精度高，花键齿的根部强度高、应力集中小，易于对中，适用于载荷较大、定心精度要求较高及尺寸较大的连接。

三、凸凹面连接方式：如图18所示，连接结构Ⅲ包括内齿圈2内孔上的多个凸起28、连接轴5外圆上的多个凹槽29；凸起28镶嵌在凹槽29内；凸起28、凹槽29两者数量相等且均布。

此种连接方式加工简单方便，常用于具有过盈配合的内齿圈与轴的连接。

四、平键连接方式：如图20、图21、图22、图23所示，连接结构Ⅲ包括内齿圈2内孔上的多个凹槽30、连接轴5外圆上的多个凹槽31、多个键，键连接凹槽30、凹槽31；①、如图20所示，当键为B型键32时，凹槽30、凹槽31、键的数量均为两个且120°分布；②如图21所示，键为B1型键35时，凹槽30、凹槽31、键的数量均为两个且180°分布；③如图22、图23所示，当键为D型键36时，凹槽30、凹槽31、键的数量均为两个，120°分布或180°分布。

此种连接方式加工简单方便，常用于具有过盈配合的内齿圈与轴的联接。其中，切向键连接连接方式常用于载荷很大、对中要求不严的场合。

本发明伸缩型鼓形齿式联轴器中：外齿轴套1、压环3、闷盖4三者的螺纹结构Ⅰ共有6种形式，轴耳7与保持架6之间的连接结构Ⅱ共有4种形式，内齿圈2与连接轴5之间的连接结构Ⅲ共有6种形式。因此，理论上计算本发明结合三种结构为一体，可以有6*4*6＝144种形式。

本发明伸缩型鼓形齿式联轴器通过外齿轴套、压环与闷盖不同的连接方式、保持架与轴耳不同的连接方式、内齿圈与连接轴不同的连接方式，使得联轴器结构简单、加工难度小、材料利用率高、降低了制造成本；同时，零件不易损坏、损坏后维修方便、缩短了维修时间，降低了棒线材生产线的生产成本、检修维护成本，提高了棒线材生产线的生产效率、满足了棒线材生产线的需求。