[发明专利]一种带花键副的十字轴式万向联轴器

说明书

技术领域

本发明涉及的是联轴器领域，具体而言是关于一种带花键副的十字轴式万向联轴器。

背景技术

十字轴式万向联轴器是一种最常用的联轴器，利用其结构的特点能使不在同一轴线或轴线折角较大或轴向移动较大的两轴等角速连续回转，并可靠地传递转矩和运动，一般两轴的轴间角最大可达35°～45°,而且在运转过程可以随时改变两轴的轴间角，其最大特点是：具有较大的角向补偿能力，结构紧凑，传动效率高；能广泛应用于起重、工程运输、矿山、石油、船舶、煤炭、橡胶、造纸机械及其它重机行业的机械轴系中传递转矩。

十字轴式万向联轴器零件的材料直接影响着其强度、刚度、耐磨性、耐蚀性、耐热性、疲劳寿命、重量、美观等，应根据零件的工况选择适当的材料；在满足使用性能的前提下，选用零件材料时要降低零件的成本，不同材料的价格可能相差几倍，甚至几十倍。在金属材料中，碳钢和铸铁的价格相对较低，其加工工艺性能较好；所以，在满足机械性能要求的前提下，宜优先选择碳钢或铸铁，十字轴式万向联轴器零件的制造材一般选择45号钢、45号锻钢、40铬和铸铁等。

花键副连接应用于十字轴式万向联轴器上，其导向性能好，井能在轴向灵活移动，但花键轴的缺点是制造成本高；制作花键轴的材料常用调质钢(45、40Cr等)和渗碳钢(20、20CrMnTi等)两种，但是花键孔是用拉削制成的，目前以采用花键轴调质最为普遍，硬度控制在HB280～320之间；对精度与硬度要求较高的按内径定心的花键轴，因为花键孔的内径可以在磨床上加工，因此花键轴的表面硬度可以提高，增加其耐磨性和强度，有利延长花键联结的使用寿命，但又不能硬脆而造成折断。故宜用渗碳淬火提高其表面硬度(HRC60)。

万向联轴器中花键副传统上普遍采用棒料或锻件制作，耗材多，整体质量和转动惯量大。尤其对大规格的花键轴尤其横截面直径大，使得材料在热处理调质时的硬度及机械强度提高受到影响。在热处理工序调质中，相对相同外径的钢管加热保温时间长，效率低，能耗高，硬度低，机械性能低。因此在该领域内，开发设计新的花键轴，提高联轴器中花键轴材料热处理后的硬度及机械强度，保持其承载能力，延长联轴器的使用寿命，并且节省材料成本，是目前该领域的产品系列开发的主攻方向之一。

发明内容

针对现有技术的缺陷，本发明提供一种带花键副的十字轴式万向联轴器，以达到保持其承载能力、延长联轴器的使用寿命、并且节省材料成的目的。

本发明的上述目的通过独立权利要求的特征来实现，从属权利要求以另选或有利的方式发展独立权利要求的特征。

本发明的技术方案是：一种带花键副的十字轴式万向联轴器，包括：法兰叉头1、十字轴总成2、采用厚壁无缝金属圆管制造的花键轴3、花键套4、焊接叉头5、十字轴总成6、法兰叉头7和焊接叉头8；其中的法兰叉头1一端固定连接传动轴、一端活动连接十字轴总成2；十字轴总成2一端活动连接法兰叉头1、一端固定连接焊接叉头8；焊接叉头8一端活动连接十字轴总成2、一端固定连接花键轴3；花键轴3一端固定连接焊接叉头8、一端活动连接花键套4；花键套4一端固定连接焊接叉头5、一端活动连接花键轴3；焊接叉头5一端活动连接十字轴总成6、一端固定连接花键套4；十字轴总成6一端活动连接法兰叉头7、一端固定连接焊接叉头5；法兰叉头7其一端固定连接另一个传动轴、一端活动连接十字轴总成6。

进一步的，所述花键轴3采用调质的45#无缝钢管制造，该材质的无缝钢管的内孔直径尺寸小于其外径尺寸的47％。

进一步的，所述花键轴3采用调质的45#无缝钢管制造，该材质的无缝钢管的内孔直径尺寸等于其外径尺寸的47％。

本发明的设计原理在于：一般传统的带花键副的十字轴式万向联轴器中的花键轴普遍采用棒料或锻件制作，耗材多，整体质量和转动惯量大。尤其对大规格的花键轴，因其横截面直径大，使得材料在热处理调质时的硬度及机械强度提高受到影响；我们在受到与其相配的零件花键套采用无缝管材料的启发下，探讨了在不改变标准产品的性能，外形尺寸的情况下，采用厚壁无缝管钢管代替圆钢棒材制作花键轴的可能性。在万向轴标准中接管的外径为D3(标准给定)使用材质为Q235，如下表的比较：

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