專利名稱：用于光電傳感器的萬(wàn)向聯(lián)軸器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)件領(lǐng)域，涉及一種用于光電傳感器的萬(wàn)向聯(lián)軸器。
背景技術(shù)：
萬(wàn)向聯(lián)軸器是一種機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)常用的結(jié)構(gòu)件。在傳動(dòng)系統(tǒng)中，主動(dòng)軸與從動(dòng)軸 由于安裝的誤差或者由于在傳動(dòng)過(guò)程中軸受力過(guò)大變形會(huì)出現(xiàn)兩條軸線不在同一直線的 情況，此時(shí)要求一種結(jié)構(gòu)不但能夠聯(lián)接主動(dòng)軸和從動(dòng)軸，傳遞扭矩和運(yùn)動(dòng)，同時(shí)還要求該結(jié) 構(gòu)能夠具備補(bǔ)償軸不對(duì)中引起的軸向位移，徑向位移和角向偏移的能力，萬(wàn)向聯(lián)軸器就是 該結(jié)構(gòu)的其中的一種，最顯著的特征是萬(wàn)向聯(lián)軸器能夠提供較大的角向偏移補(bǔ)償能力。目前市場(chǎng)上各個(gè)廠家的光電傳感器萬(wàn)向聯(lián)軸器均是基于通用傳動(dòng)機(jī)械的萬(wàn)向聯(lián) 軸器結(jié)構(gòu)，屬于一種經(jīng)典結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)范疇。但是我們需要考慮到高速光電產(chǎn)品是用于鐵路 機(jī)車的一種測(cè)量速度的傳感器，萬(wàn)向聯(lián)軸器主要用于聯(lián)接火車輪對(duì)車軸與傳感器內(nèi)部傳動(dòng) 軸。具體的應(yīng)用環(huán)境決定了基于通用傳動(dòng)機(jī)械的萬(wàn)向聯(lián)軸器結(jié)構(gòu)存在一定的缺陷。首先機(jī)車與萬(wàn)向聯(lián)軸器之間是通過(guò)方形開(kāi)口孔傳遞扭矩和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，兩者之間同 時(shí)還存在軸向的相對(duì)位移(俗稱軸向竄動(dòng))(見(jiàn)圖二)。軸向竄動(dòng)將導(dǎo)致機(jī)械接口磨損，配 合間隙增大，車軸和聯(lián)軸器高速旋轉(zhuǎn)時(shí)聯(lián)軸器產(chǎn)生振動(dòng)，影響萬(wàn)向聯(lián)軸器結(jié)構(gòu)的可靠性和 光電傳感器萬(wàn)向聯(lián)軸器產(chǎn)品的性能穩(wěn)定性。其次機(jī)車單次運(yùn)行時(shí)間長(zhǎng)，工況惡劣，萬(wàn)向聯(lián)軸器作為傳遞運(yùn)動(dòng)和扭矩的結(jié)構(gòu)件， 勢(shì)必要求其內(nèi)主要的傳遞扭矩零件具備較強(qiáng)的抗疲勞能力和力學(xué)性能，否則零件疲勞失效 將造成整個(gè)產(chǎn)品報(bào)廢，普通的萬(wàn)向聯(lián)軸器結(jié)構(gòu)中，主要用于傳遞扭矩的十字軸由于零件截 面積小(見(jiàn)圖1)，抗剪切力強(qiáng)度低，已被實(shí)踐證明不能很好的適用機(jī)車嚴(yán)苛的運(yùn)行要求。

發(fā)明內(nèi)容
該發(fā)明主要解決的技術(shù)問(wèn)題是普通萬(wàn)向聯(lián)軸器如何適用于鐵路機(jī)車運(yùn)用的特殊 要求，即在普通萬(wàn)向聯(lián)軸器的基礎(chǔ)上，針對(duì)鐵路機(jī)車運(yùn)行的要求，提出一種用于光電傳感器 的萬(wàn)向聯(lián)軸器，在局部進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化，以期使萬(wàn)向聯(lián)軸器滿足鐵路機(jī)車低速測(cè)量的要 求并保證萬(wàn)向聯(lián)軸器的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，提升高速光電傳感器產(chǎn)品的整體可靠性。本發(fā)明的技術(shù)解決方案如下一種用于光電傳感器的萬(wàn)向聯(lián)軸器，包括單叉方榫9、單叉軸7以及用于連接單叉 方榫9和單叉軸7的雙叉8 ；其特征在于，單叉方榫9與雙叉8的第一個(gè)叉體通過(guò)第一十字 軸和第一圓柱銷連接，第一十字軸設(shè)置在該第一個(gè)叉體內(nèi)；第一圓柱銷穿過(guò)單叉方榫9的 兩個(gè)通孔以及第一十字軸上的一個(gè)通孔；第一圓柱銷中部還設(shè)有用于第一連接件穿過(guò)的通 孔；第一連接件同時(shí)穿過(guò)第一個(gè)叉體上的2個(gè)通孔、第一十字軸的另一個(gè)通孔和第一圓柱 銷中部的通孔；單叉軸7與雙叉8的第二個(gè)叉體通過(guò)第二十字軸和第二圓柱銷連接，第二十字軸 設(shè)置在該第二個(gè)叉體內(nèi)；第二圓柱銷穿過(guò)單叉軸7的兩個(gè)通孔以及第二十字軸上的一個(gè)通孔；第二圓柱銷中部還設(shè)有用于第二連接件穿過(guò)的通孔；第二連接件同時(shí)穿過(guò)第二個(gè)叉體 上的2個(gè)通孔、第二十字軸的另一個(gè)通孔和第二圓柱銷中部的通孔。所述的第一連接件和第二連接件為鉚釘。連接件可以是兩端帶螺母的螺栓。但是采用鉚釘更為可靠。第一十字軸的另一個(gè)通孔的兩端以及第二十字軸的另一個(gè)通孔內(nèi)都設(shè)有銷套5。單叉方榫9的與車軸連接的一端設(shè)有片彈簧2 ；片彈簧由螺釘1固定在單叉方榫9 上。有益效果該發(fā)明的一個(gè)突出特點(diǎn)在于傳動(dòng)運(yùn)動(dòng)和扭矩的主要受力零件為十字軸，圓柱銷、 銷套、鉚釘只是起聯(lián)接作用，并不是承受扭力的主要零件。十字軸為方形結(jié)構(gòu)，抗扭截面系 數(shù)更大(見(jiàn)圖4)，材質(zhì)為38CrMoAl，使得該零件的耐磨性能、扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力能力提高。正是該 結(jié)構(gòu)替代了普通萬(wàn)向節(jié)依靠十字銷傳遞扭矩和承受扭力的設(shè)計(jì)模式，大大提高了萬(wàn)向聯(lián)軸 器的可靠性和延長(zhǎng)了產(chǎn)品的使用壽命。


圖1為普通的萬(wàn)向聯(lián)軸器結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為車軸機(jī)械接口圖、萬(wàn)向聯(lián)軸器機(jī)械接口裝配圖；(圖a為車軸機(jī)械接口，圖b 為萬(wàn)向聯(lián)軸器機(jī)械接口，水平箭頭方向表示軸向竄動(dòng)方向，M方向表示旋轉(zhuǎn)方向。)圖3為十字軸組件裝配圖；圖4為兩種結(jié)構(gòu)萬(wàn)向聯(lián)軸器扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力截面與抗扭截面示意圖；(圖a為普通萬(wàn) 向聯(lián)軸器承受扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力截面示意圖，按照?qǐng)D示尺寸，抗扭截面系數(shù)Wp = 185mnT3，圖b為 光電傳感器用萬(wàn)向聯(lián)軸器承受扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力截面示意圖；按照?qǐng)D示尺寸，抗扭截面系數(shù)Wp = 415mm"3)圖5為光電傳感器萬(wàn)向聯(lián)軸器裝配圖；圖6為光電傳感器萬(wàn)向聯(lián)軸器爆炸圖。1-螺釘，2-片彈簧，3-第一圓柱銷，4-第一十字軸，5-銷套，6_鉚釘，7-單叉軸，8-雙叉，9-單叉方榫，10-第二十字軸，11-第二圓柱銷。
具體實(shí)施例方式以下將結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明實(shí)施例1 一種用于光電傳感器的萬(wàn)向聯(lián)軸器包括用于與機(jī)車輪對(duì)軸配合的機(jī)械接口單叉 方榫、用于傳遞旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和扭矩的十字軸組件、用于向光電傳感器內(nèi)部傳遞旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和扭 矩的單叉軸、用于通過(guò)十字軸組件聯(lián)結(jié)主動(dòng)軸(單叉方榫)和從動(dòng)軸(單叉軸)的雙叉。萬(wàn)向聯(lián)軸器的機(jī)械接口包括單叉方榫、片彈簧和螺釘。單叉方榫用于傳遞旋轉(zhuǎn)運(yùn) 動(dòng)和轉(zhuǎn)矩；片彈簧用于補(bǔ)償由于磨損而導(dǎo)致的機(jī)械接口間隙；螺釘用于將片彈簧固定在單 叉方榫上。萬(wàn)向聯(lián)軸器的十字軸組件包括圓柱銷、十字軸、銷套和鉚釘。十字軸為主要的扭矩 受力零件，其抗扭截面系數(shù)更大，耐磨性能更強(qiáng)；圓柱銷、銷套和鉚釘主要其聯(lián)結(jié)緊固作用，不承受較大扭力。本發(fā)明的結(jié)構(gòu)裝配關(guān)系如下所述先將雙叉8，單叉方榫9和第一十字軸4裝配在一起；然后將第一圓柱銷3穿過(guò)單 叉方榫9上的孔并穿過(guò)第一十字軸4的孔，第一圓柱銷3在此處用于聯(lián)接單叉方榫9和雙 叉8 ；然后分別將兩個(gè)銷套5從雙叉上兩側(cè)孔穿過(guò)并穿過(guò)十字軸，銷套5在此處用于聯(lián)接雙 叉和十字軸；然后將鉚釘6穿過(guò)銷套5，并將鉚釘6在旋鉚機(jī)上鉚接。至此，完成單叉方榫 和雙叉軸的完全裝配，另半軸雙叉8和單叉軸7的裝配方法雷同。最后將二片片彈簧2裝 配到單叉方榫9上，并使用螺釘1對(duì)片彈簧2進(jìn)行緊固，至此整個(gè)結(jié)構(gòu)裝配完畢(見(jiàn)圖5、圖 6)。對(duì)該結(jié)構(gòu)各主要零件的功能描述如下螺釘1，片彈簧2和單叉方榫9共同組成產(chǎn)品的機(jī)械接口，在機(jī)車輪對(duì)車軸上有一 與產(chǎn)品匹配的方形孔，將單叉方榫9插入方形孔中，車軸旋轉(zhuǎn)時(shí)即可帶動(dòng)單叉方榫進(jìn)行旋 轉(zhuǎn)，直接傳遞旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和扭矩(見(jiàn)圖2)。該結(jié)構(gòu)的有益之處在于片彈簧2采用彈簧鋼加工，具備極佳的彈性和耐磨性，裝 配后片彈簧的自由尺寸為19. 5mm，壓縮后尺寸可達(dá)18mm，這樣可確保在產(chǎn)品于火車上運(yùn)行 過(guò)程中，即使車軸的機(jī)械接口由于磨損尺寸變大，萬(wàn)向聯(lián)軸器機(jī)械接口的片彈簧亦能做彈 性補(bǔ)償，保證萬(wàn)向聯(lián)軸器與車軸機(jī)械聯(lián)結(jié)的可靠性。第一圓柱銷3，第一十字軸4，銷套5和鉚釘6共同組成十字軸組件，傳遞扭矩的受 力零件為第一十字軸4 ；第一圓柱銷3、銷套5、鉚釘6主要起聯(lián)接作用，不承受主要扭力(見(jiàn) 圖3)。該結(jié)構(gòu)的有益之處在于傳動(dòng)運(yùn)動(dòng)和扭矩的主要受力零件為十字軸，圓柱銷、銷套、 鉚釘只是起聯(lián)接作用，并不是承受扭力的主要零件。十字軸為方形結(jié)構(gòu)，抗扭截面系數(shù)更大 (見(jiàn)圖4)，材質(zhì)為38CrMoAl，使得該零件的耐磨性能、扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力能力提高。正是該結(jié)構(gòu)替 代了普通萬(wàn)向節(jié)依靠十字銷傳遞扭矩和承受扭力的設(shè)計(jì)模式，大大提高了萬(wàn)向聯(lián)軸器的可 靠性和延長(zhǎng)了產(chǎn)品的使用壽命。雙叉8、十字軸組件(如圖3)和單叉方榫9裝配后構(gòu)成萬(wàn)向聯(lián)軸器主動(dòng)軸部分； 雙叉8、十字軸組件和單叉軸7裝配后構(gòu)成萬(wàn)向聯(lián)軸器從動(dòng)軸部分。裝配后總圖見(jiàn)圖5。
權(quán)利要求
1.一種用于光電傳感器的萬(wàn)向聯(lián)軸器，包括單叉方榫(9)、單叉軸(7)以及用于連接單 叉方榫(9)和單叉軸(7)的雙叉(8)；其特征在于，單叉方榫(9)與雙叉(8)的第一個(gè)叉體 通過(guò)第一十字軸和第一圓柱銷連接，第一十字軸設(shè)置在該第一個(gè)叉體內(nèi)；第一圓柱銷穿過(guò) 單叉方榫(9)的兩個(gè)通孔以及第一十字軸上的一個(gè)通孔；第一圓柱銷中部還設(shè)有用于第一 連接件穿過(guò)的通孔；第一連接件同時(shí)穿過(guò)第一個(gè)叉體上的2個(gè)通孔、第一十字軸的另一個(gè) 通孔和第一圓柱銷中部的通孔；單叉軸(7)與雙叉(8)的第二個(gè)叉體通過(guò)第二十字軸和第二圓柱銷連接，第二十字軸 設(shè)置在該第二個(gè)叉體內(nèi)；第二圓柱銷穿過(guò)單叉軸(7)的兩個(gè)通孔以及第二十字軸上的一個(gè) 通孔；第二圓柱銷中部還設(shè)有用于第二連接件穿過(guò)的通孔；第二連接件同時(shí)穿過(guò)第二個(gè)叉 體上的2個(gè)通孔、第二十字軸的另一個(gè)通孔和第二圓柱銷中部的通孔。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于光電傳感器的萬(wàn)向聯(lián)軸器，其特征在于，所述的第一連 接件和第二連接件為鉚釘。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于光電傳感器的萬(wàn)向聯(lián)軸器，其特征在于，第一十字軸的 另一個(gè)通孔的兩端以及第二十字軸的另一個(gè)通孔內(nèi)都設(shè)有銷套(5)。根據(jù)權(quán)利要求1-3任 一項(xiàng)所述的用于光電傳感器的萬(wàn)向聯(lián)軸器，其特征在于，單叉方榫(9)的與車軸連接的一 端設(shè)有片彈簧(2)；片彈簧由螺釘(1)固定在單叉方榫(9)上。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種用于光電傳感器的萬(wàn)向聯(lián)軸器，包括單叉方榫9、單叉軸7以及用于連接單叉方榫9和單叉軸7的雙叉8；其特征在于，單叉方榫9與雙叉8的第一個(gè)叉體通過(guò)第一十字軸和第一圓柱銷連接，第一十字軸設(shè)置在該第一個(gè)叉體內(nèi)；第一圓柱銷穿過(guò)單叉方榫9的兩個(gè)通孔、第一個(gè)叉體上的2個(gè)通孔以及第一十字軸上的一個(gè)通孔；第一圓柱銷中部還設(shè)有用于第一連接件穿過(guò)的通孔；第一連接件同時(shí)穿過(guò)第一十字軸的另一個(gè)通孔和第一圓柱銷中部的通孔。該用于光電傳感器的萬(wàn)向聯(lián)軸器抗剪切力強(qiáng)度高、可靠性好，更能適應(yīng)于在惡劣環(huán)境中工作。
文檔編號(hào)F16D3/26GK102003469SQ20101055584
公開(kāi)日2011年4月6日 申請(qǐng)日期2010年11月19日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月19日
發(fā)明者劉石勇, 謝楓帆, 陳任知 申請(qǐng)人:長(zhǎng)沙南車電氣設(shè)備有限公司