本發(fā)明涉及花鍵連接，具體涉及一種斜齒花鍵連接結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)：

花鍵連接普遍應(yīng)用于零件與軸的連接，花鍵連接借助軸和轂上等距分布的鍵齒接觸互壓以傳遞運(yùn)動(dòng)和轉(zhuǎn)矩，傳統(tǒng)的花鍵形式為直齒花鍵，最常見的齒形為矩形花鍵和漸開線花鍵，花鍵的螺旋角為0°。通過花鍵連接后軸上零件會(huì)隨軸一同轉(zhuǎn)動(dòng)的，若花鍵傳遞扭矩的同時(shí)，還需要零件做軸向相對運(yùn)動(dòng)的話還需要增加一套執(zhí)行機(jī)構(gòu)，通過氣動(dòng)、液動(dòng)或人為施加力的方式推動(dòng)零件在花鍵上做軸向移動(dòng)，以上方式結(jié)構(gòu)復(fù)雜，這無疑增加了設(shè)備成本。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的問題，本發(fā)明提出一種斜齒花鍵連接結(jié)構(gòu)，使得連接的兩零件無需借助其他執(zhí)行機(jī)構(gòu)就能實(shí)現(xiàn)軸向的相對運(yùn)動(dòng)，結(jié)構(gòu)簡單，可靠性高。

為了實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為：包括設(shè)置在花鍵軸上的外花鍵和設(shè)置在轉(zhuǎn)動(dòng)部件上的內(nèi)花鍵，所述花鍵軸用于帶動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)部件轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)部件套設(shè)在花鍵軸上，且轉(zhuǎn)動(dòng)部件的內(nèi)花鍵與花鍵軸的外花鍵相匹配，所述外花鍵和內(nèi)花鍵均采用斜齒花鍵，所述內(nèi)花鍵的齒根圓與外花鍵的齒頂圓為間隙配合，所述花鍵軸帶動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)部件轉(zhuǎn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)軸向的相對運(yùn)動(dòng)。

所述外花鍵和內(nèi)花鍵均采用漸開線斜齒花鍵或矩形斜齒花鍵。

所述外花鍵和內(nèi)花鍵的齒數(shù)、模數(shù)、壓力角、螺旋角和旋向參數(shù)均相同。

所述外花鍵和內(nèi)花鍵的斜齒螺旋角為30～40°。

所述內(nèi)花鍵的齒根圓與相配合的外花鍵的齒頂圓間的間隙為0.2～0.6mm。

所述花鍵軸和轉(zhuǎn)動(dòng)部件上套設(shè)有壓縮彈簧。

所述花鍵軸和轉(zhuǎn)動(dòng)部件上均設(shè)置有用于卡設(shè)壓縮彈簧的彈簧座，所述壓縮彈簧的一端固定在花鍵軸的彈簧座上，另一端固定在轉(zhuǎn)動(dòng)部件的彈簧座上。

所述花鍵軸兩端設(shè)置有用于限制轉(zhuǎn)動(dòng)部件軸向移動(dòng)行程的凸臺(tái)。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明在花鍵軸上設(shè)置外花鍵，在轉(zhuǎn)動(dòng)部件上設(shè)置內(nèi)花鍵，外花鍵和內(nèi)花鍵均采用斜齒花鍵，利用外花鍵和內(nèi)花鍵配合連接花鍵軸和轉(zhuǎn)動(dòng)部件，且內(nèi)花鍵的齒根圓與外花鍵的齒頂圓為間隙配合，在花鍵軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)會(huì)產(chǎn)生垂直于齒面的力，該力可分解為軸向力和切向力，軸向力作用下使轉(zhuǎn)動(dòng)部件克服軸向阻力，并在切向力作用下使轉(zhuǎn)動(dòng)部件相對花鍵軸旋轉(zhuǎn)發(fā)生軸向位移，本發(fā)明采用斜齒花鍵傳遞力矩時(shí)產(chǎn)生的軸向力克服軸向阻力，能夠使花鍵軸上的轉(zhuǎn)動(dòng)部件相對花鍵軸旋轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)軸向運(yùn)動(dòng)，無需借助其他執(zhí)行機(jī)構(gòu)就能實(shí)現(xiàn)軸向的相對運(yùn)動(dòng)，結(jié)構(gòu)簡單，可靠性高。

進(jìn)一步，外花鍵和內(nèi)花鍵的齒數(shù)、模數(shù)、壓力角、螺旋角和旋向參數(shù)均相同，保證了外花鍵和內(nèi)花鍵配合的穩(wěn)定性，力矩傳遞更加平穩(wěn)可靠。

進(jìn)一步，外花鍵和內(nèi)花鍵均包括若干個(gè)均布的斜齒，斜齒的螺旋角大小依據(jù)所需的軸向力大小而定，螺旋角角度越大，花鍵傳遞使軸上零件旋轉(zhuǎn)的扭矩越小，產(chǎn)生的軸向力就越大，同時(shí)軸向方向零件的移動(dòng)速度就越慢。

進(jìn)一步，花鍵軸和轉(zhuǎn)動(dòng)部件上套設(shè)有壓縮彈簧，只有當(dāng)軸向力克服了壓縮彈簧的彈力，花鍵軸和轉(zhuǎn)動(dòng)部件才能發(fā)生軸向位移，利用不同規(guī)格的壓縮彈簧對花鍵軸和轉(zhuǎn)動(dòng)部件的相對位移進(jìn)行限制，只有花鍵軸傳遞的力矩到達(dá)一定值時(shí)，轉(zhuǎn)動(dòng)部件才能發(fā)生軸向位移，保證了本發(fā)明的可靠性和適用性。

進(jìn)一步，利用花鍵軸兩端的凸臺(tái)限制轉(zhuǎn)動(dòng)部件軸向移動(dòng)的行程，避免了轉(zhuǎn)動(dòng)部件脫離花鍵軸。

附圖說明

圖1為花鍵軸的外花鍵結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為轉(zhuǎn)動(dòng)部件的內(nèi)花鍵結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為花鍵軸和轉(zhuǎn)動(dòng)部件的裝配圖；

圖4為轉(zhuǎn)動(dòng)部件單個(gè)斜齒齒面的受力圖；

其中，1-花鍵軸、2-壓縮彈簧、3-轉(zhuǎn)動(dòng)部件、4-彈簧座、5-凸臺(tái)。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體的實(shí)施例和說明書附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步的解釋說明。

參見圖1、圖2和圖3，本發(fā)明包括設(shè)置在花鍵軸1上的外花鍵和設(shè)置在轉(zhuǎn)動(dòng)部件3上的內(nèi)花鍵，花鍵軸1用于帶動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)部件3轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)部件3套設(shè)在花鍵軸1上，且轉(zhuǎn)動(dòng)部件3的內(nèi)花鍵與花鍵軸1的外花鍵相匹配，外花鍵和內(nèi)花鍵均采用斜齒花鍵，內(nèi)花鍵的齒根圓與外花鍵的齒頂圓為間隙配合，花鍵軸1帶動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)部件3轉(zhuǎn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)軸向的相對運(yùn)動(dòng)。

外花鍵和內(nèi)花鍵均采用漸開線斜齒花鍵或矩形斜齒花鍵，外花鍵和內(nèi)花鍵的齒數(shù)、模數(shù)、壓力角、螺旋角和旋向參數(shù)均相同。外花鍵和內(nèi)花鍵的斜齒螺旋角為30～40°。內(nèi)花鍵的齒根圓與相配合的外花鍵的齒頂圓間的間隙為0.2～0.6mm。

參見圖3，花鍵軸1和轉(zhuǎn)動(dòng)部件3上套設(shè)有壓縮彈簧2，花鍵軸1和轉(zhuǎn)動(dòng)部件3上均設(shè)置有用于卡設(shè)壓縮彈簧2的彈簧座4，壓縮彈簧2的一端固定在花鍵軸1的彈簧座上，另一端固定在轉(zhuǎn)動(dòng)部件3的彈簧座上，花鍵軸1的彈簧座、以及花鍵軸1相對彈簧座的另一端均設(shè)置有用于限制轉(zhuǎn)動(dòng)部件3軸向移動(dòng)行程的凸臺(tái)5。

本發(fā)明借助斜齒傳遞力矩時(shí)產(chǎn)生的軸向力克服軸向阻力，使軸上零件實(shí)現(xiàn)軸向運(yùn)動(dòng)，斜花鍵表面均勻分布有斜齒，斜齒的螺旋角大小依據(jù)所需的軸向力大小而定，螺旋角角度越大，斜花鍵傳遞使軸上零件旋轉(zhuǎn)的扭矩越小，產(chǎn)生的軸向力就越大，同時(shí)軸向方向零件的移動(dòng)速度就越慢。斜齒花鍵連接方式如圖3所示，圖3為液力緩速器中采用的漸開線斜花鍵，其他形式斜齒花鍵(如矩形花鍵)原理與漸開線斜花鍵相同，下面以液力緩速器中采用的漸開線斜花鍵為例闡述本發(fā)明技術(shù)方案。

轉(zhuǎn)動(dòng)組件3為緩速器轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)子加工有與花鍵軸1齒數(shù)、模數(shù)、壓力角、螺旋角及旋向等參數(shù)相同的斜齒內(nèi)花鍵。如圖3所示，轉(zhuǎn)子套在花鍵軸1上，花鍵軸1帶動(dòng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)，由于花鍵為斜齒花鍵，會(huì)產(chǎn)生軸向力，當(dāng)軸向力足夠大時(shí)，轉(zhuǎn)子會(huì)壓縮彈簧2向左運(yùn)動(dòng)，轉(zhuǎn)子上的斜齒內(nèi)花鍵齒根圓與花鍵軸1上的斜齒外花鍵齒頂圓為間隙配合，間隙大小應(yīng)綜合考慮轉(zhuǎn)子的定心性，斜齒內(nèi)外花鍵的齒側(cè)間隙應(yīng)參考花鍵相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。

參見圖3，沿p方向，轉(zhuǎn)子隨花鍵軸1逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。轉(zhuǎn)子斜齒花鍵單個(gè)齒面處的受力如圖4所示，花鍵軸1轉(zhuǎn)動(dòng)會(huì)產(chǎn)生一個(gè)垂直于轉(zhuǎn)子斜齒齒面的力f，f可分解為分軸向力f1，當(dāng)f1大于壓縮彈簧2的彈力時(shí)，將使轉(zhuǎn)子向左運(yùn)動(dòng)；同時(shí)產(chǎn)生另一切向分力f2可以使轉(zhuǎn)子相對花鍵軸旋轉(zhuǎn)，當(dāng)緩速器工作時(shí)，力f增大，同時(shí)f1增大，轉(zhuǎn)子3壓縮彈簧向左移動(dòng)；緩速器解除制動(dòng)，f減小彈簧力推動(dòng)轉(zhuǎn)子向右運(yùn)動(dòng)。

本發(fā)明采用斜齒花鍵連接的兩零件無需借助其他執(zhí)行機(jī)構(gòu)就能實(shí)現(xiàn)軸向的相對運(yùn)動(dòng)，結(jié)構(gòu)簡單，可靠性高。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種斜齒花鍵連接結(jié)構(gòu)，目的在于，使得連接的兩零件無需借助其他執(zhí)行機(jī)構(gòu)就能實(shí)現(xiàn)軸向的相對運(yùn)動(dòng)，結(jié)構(gòu)簡單，可靠性高，所采用的技術(shù)方案為：包括設(shè)置在花鍵軸上的外花鍵和設(shè)置在轉(zhuǎn)動(dòng)部件上的內(nèi)花鍵，所述花鍵軸用于帶動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)部件轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)部件套設(shè)在花鍵軸上，且轉(zhuǎn)動(dòng)部件的內(nèi)花鍵與花鍵軸的外花鍵相匹配，所述外花鍵和內(nèi)花鍵均采用斜齒花鍵，所述內(nèi)花鍵的齒根圓與外花鍵的齒頂圓為間隙配合，所述花鍵軸帶動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)部件轉(zhuǎn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)軸向的相對運(yùn)動(dòng)。

技術(shù)研發(fā)人員：孫博;嚴(yán)鑒鉑;劉義;王偉健;聶幸福
受保護(hù)的技術(shù)使用者：陜西法士特齒輪有限責(zé)任公司
技術(shù)研發(fā)日：2017.03.02
技術(shù)公布日：2017.08.18