專利名稱：一種彈性扭轉(zhuǎn)軸的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于微小推力發(fā)動(dòng)機(jī)推力測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種彈性扭轉(zhuǎn)軸。
背景技術(shù)：
彈性軸是一種可以實(shí)現(xiàn)有一定彈性扭轉(zhuǎn)自由度的部件，在生產(chǎn)和生活中用于很多的方面， 例如
車輛中的減震和傳動(dòng)裝置；機(jī)器人四肢上的關(guān)節(jié)點(diǎn)；節(jié)流聯(lián)動(dòng)裝置；壓力傳感器；扭矩 的測(cè)量；自動(dòng)閥門的控制；科學(xué)儀器的標(biāo)定；作用力大小的測(cè)量等。
上述彈性軸通常由彈性可移式聯(lián)軸器連接兩段軸而組成。彈性可移式聯(lián)軸器簡(jiǎn)稱為彈性 聯(lián)軸器，它是利用彈性元件的彈性變形補(bǔ)償軸的位移和偏斜，同時(shí)彈性元件也具有緩沖和減 震的性能。這些彈性聯(lián)軸器包括蛇形彈簧聯(lián)軸器、徑向多層板式聯(lián)軸器、彈性圈柱銷聯(lián)軸器、 尼龍柱銷聯(lián)軸器和橡膠套筒聯(lián)軸器等。
上述彈性軸的主要缺點(diǎn)是聯(lián)軸器兩端的軸線會(huì)出現(xiàn)偏差，使得軸的動(dòng)作不精確、測(cè)量不 準(zhǔn)確等，同時(shí)，上述軸一般情況下會(huì)有潤(rùn)滑裝置，不能直接用于真空工作環(huán)境下。
發(fā)明內(nèi) 容
本發(fā)明的目的在于提供一種簡(jiǎn)單的彈性扭轉(zhuǎn)軸，用于實(shí)現(xiàn)機(jī)械中要求有多次扭轉(zhuǎn)的部件， 同時(shí)，它不含有任何潤(rùn)滑劑，所以可以在真空條件下應(yīng)用。
本發(fā)明的一種彈性扭轉(zhuǎn)軸，包括軸、彈性元件和連接裝置，所述彈性元件通過連接裝置 固定連接在軸的兩端；
連接裝置包括安裝法蘭、橡膠座A、卡環(huán)法蘭盤A、開口固定環(huán)A、卡環(huán)法蘭盤B、開 口固定環(huán)B及橡膠座B;
所述的彈性元件固定在橡膠座A、橡膠座B之間，約束彈性元件軸向位置； 開口固定環(huán)A、開口固定環(huán)B為有一段開口的圓環(huán)，并且外環(huán)面呈錐角，卡環(huán)法蘭盤A、 卡環(huán)法蘭盤B中心分別開有中心孔，所述的中心孔內(nèi)孔面呈錐角，和開口固定環(huán)A、 B外環(huán) 面的錐角相對(duì)應(yīng)；安裝的時(shí)候，所述的開口固定環(huán)A套在彈性元件一端的外表面，所述的卡 環(huán)法蘭盤A套在開口固定環(huán)A的外表面，并通過螺栓與安裝法蘭連接，同時(shí)保證在螺栓預(yù)緊 卡環(huán)法蘭盤A過程中，開口固定環(huán)A壓緊彈性元件；所述的開口固定環(huán)B套在彈性元件另一 端的外表面，所述的卡環(huán)法蘭盤B套在開口固定環(huán)B的外表面，并通過螺栓與軸上的法蘭盤 連接，同時(shí)保證在螺栓預(yù)緊卡環(huán)法蘭盤B過程中，開口面定環(huán)B壓緊彈性元件；軸的兩端帶有法蘭盤，在法蘭盤中心開有圓槽，用于安放橡膠座B，軸通過法蘭盤與卡 環(huán)法蘭盤B用螺栓、螺母和墊片固定相連；
所述的橡膠座A安放在安裝法蘭的底座圓槽內(nèi)，過盈配合；橡膠座B安放在軸兩端的安
裝法蘭的底座圓槽內(nèi)，過盈配合；
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于
(1) 彈性扭轉(zhuǎn)軸的彈性元件沒有摩擦，不使用潤(rùn)滑劑；
(2) 彈性元件的固定保證了彈性扭轉(zhuǎn)功能的實(shí)現(xiàn)；
(3) 本發(fā)明可以應(yīng)用在火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的萬向節(jié)上，也可以用于真空艙中測(cè)量噴管的推力， 尤其是微小推力的測(cè)量；


圖1是本發(fā)明的彈性扭轉(zhuǎn)軸裝配剖面圖； 圖2是本發(fā)明的彈性扭轉(zhuǎn)軸總體裝配示意圖； 圖3是本發(fā)明的開口固定環(huán)A、 B的俯視結(jié)構(gòu)示意圖； 圖4是本發(fā)明的圖3中D-D面的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖5是本發(fā)明的卡環(huán)法蘭盤A、 B的俯視結(jié)構(gòu)示意圖； 圖6是本發(fā)明的圖5中E-E面的側(cè)視結(jié)構(gòu)示意圖； 圖7是本發(fā)明的圖2中C部分的放大圖結(jié)構(gòu)示意圖； 圖中
1-軸 2-彈性元件 3-橡膠座A 4-橡膠座B
5-安裝法蘭 6-卡環(huán)法蘭盤A 7-開口固定環(huán)A 8-卡環(huán)法蘭盤B
9-開口固定環(huán)B 10-連接裝置
具體實(shí)施例方式
下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
本發(fā)明是一種彈性扭轉(zhuǎn)軸，如圖1所示，包括軸l、彈性元件2和連接裝置10;
軸1由不銹鋼制作而成，如圖2所示，兩端加工有連接彈性元件2的法蘭盤，在法蘭盤 中心，開有彈性元件2的底座圓槽，用于安放橡膠座B4，法蘭盤與卡環(huán)法蘭盤B8用螺栓、 螺母和墊片固定相連，整個(gè)軸1的軸向強(qiáng)度和徑向強(qiáng)度較高，使得軸向和徑向位移很小，可 以忽略。本發(fā)明所述的一種彈性扭轉(zhuǎn)軸結(jié)構(gòu)以軸1的中線左'右對(duì)稱,現(xiàn)在就一邊具體說明。
彈性元件2由板式彈簧片及圓筒構(gòu)成，彈簧片的材料和加工工藝保證彈簧的彈性在負(fù)20度到正20度扭轉(zhuǎn)中為彈性形變。彈性元件2的一端連接橡膠座A3,另一端連接橡膠座B4， 橡膠座A3、橡膠座B4用于實(shí)現(xiàn)對(duì)彈性元件2軸向位移的限制，橡膠座A3和橡膠座B4內(nèi) 徑和彈性元件2外徑為過盈配合；橡膠座A3的外徑和安裝法蘭5的底座圓槽內(nèi)徑、橡膠座 B4的外徑和軸1一端的法蘭盤底座圓槽內(nèi)徑均為過盈配合。
安裝法蘭5的一端開有底座圓槽，用于安放橡膠座A3,安裝法蘭5與卡環(huán)法蘭盤A6
通過螺栓、螺母和墊片固定。
連接裝置10包括安裝法蘭5、橡膠座A3、卡環(huán)法蘭盤A6、開口固定環(huán)A7、卡環(huán)法蘭 盤B8、開口面定環(huán)B9及橡膠座B4。
開口固定環(huán)A7、開口固定環(huán)B9的俯視圖如圖3所示，為有一段為開口的圓環(huán)，其材 料為硬鋁，內(nèi)環(huán)面的表面粗糙度為6.4-12.8，這樣可以增加彈性元件2和開口固定環(huán)之間 的摩擦力，有利于彈性元件2的固定。其D-D面的結(jié)構(gòu)示意圖如圖4所示，外環(huán)面呈60° 錐角，卡環(huán)法蘭盤A6，卡環(huán)法蘭盤B8的俯視圖如圖5所示，為中空的圓盤，其上均勻分布 有六個(gè)孔，用于螺栓連接，實(shí)現(xiàn)彈性元件2和軸1及安裝法蘭5的連接，其E-E面的結(jié)構(gòu) 示意圖如圖6所示，卡環(huán)法蘭盤A6，卡環(huán)法蘭盤B8中心孔面呈60。錐角，和開口固定環(huán) A7、開口固定環(huán)B9的錐角相對(duì)應(yīng)，圖7所示為卡環(huán)法蘭盤A6、卡環(huán)法蘭盤B8與開口固 定環(huán)A7、開口固定環(huán)B9接觸部分的放大圖。彈性元件2固定在橡膠座A3、橡膠座B4之 間，開口固定環(huán)A7、開口固定環(huán)B9位于彈性元件2兩端，卡環(huán)法蘭盤A6、 B8套在開口 固定環(huán)A7、開口固定環(huán)B9外圍，并且開口固定環(huán)A7、開口固定環(huán)B9的斜面與卡環(huán)法蘭 盤A6、卡環(huán)法蘭盤B8的中心孔的斜面相配合，在卡環(huán)法蘭盤A6、卡環(huán)法蘭盤B8上連接 螺栓擰緊時(shí)，卡環(huán)法蘭盤A6、卡環(huán)法蘭盤B8中心孔斜面壓迫開口固定環(huán)A7、開口固定環(huán) B9外錐面，使得開口固定環(huán)A7、開口固定環(huán)B9壓緊并固定彈性元件2，且無縫接觸。
卡環(huán)法蘭盤A6、卡環(huán)法蘭盤B8和開口固定環(huán)A7、開口固定環(huán)B9限制彈性元件2的 周向位移。
卡環(huán)法蘭盤A6與安裝法蘭5、卡環(huán)法蘭盤B8和軸1上的法蘭盤通過螺栓、螺母和墊片 連接，隨著螺母逐漸被擰緊，卡環(huán)法蘭盤A6、卡環(huán)法蘭盤B8將擠壓開口固定環(huán)A7、開口 固定環(huán)B9，因?yàn)殚_口固定環(huán)A7、開口固定環(huán)B9不是一個(gè)完整的圓環(huán)，因此，開口固定環(huán) A7、開口固定環(huán)B9的直徑將逐漸縮小，直到其內(nèi)環(huán)面和彈性元件2的外圓柱面相接觸。調(diào) 節(jié)螺栓上的螺母，使彈性元件2不能有周向上的位移，此時(shí)，彈性元件2的固定完畢。
當(dāng)彈性扭轉(zhuǎn)軸安裝完畢，即可將其通過安裝法蘭5安裝到需要的機(jī)械上，完成相應(yīng)的功能。
橡膠座的內(nèi)徑和彈性元件外徑的配合以及其外徑和軸的橡膠座圓槽的配合均為過盈配合。
權(quán)利要求
1、一種彈性扭轉(zhuǎn)軸，其特征在于，包括軸、彈性元件和連接裝置，所述彈性元件通過連接裝置固定連接在軸的兩端；連接裝置包括安裝法蘭、橡膠座A、卡環(huán)法蘭盤A、開口固定環(huán)A、卡環(huán)法蘭盤B、開口固定環(huán)B及橡膠座B；所述的彈性元件固定在橡膠座A、橡膠座B之間，約束彈性元件的軸向位置；開口固定環(huán)A、開口固定環(huán)B為有一段開口的圓環(huán)，并且外環(huán)面呈錐角，卡環(huán)法蘭盤A、卡環(huán)法蘭盤B中心分別開有中心孔，所述的中心孔內(nèi)孔面呈錐角，和開口固定環(huán)A、B外環(huán)面的錐角相對(duì)應(yīng)；安裝的時(shí)候，所述的開口固定環(huán)A套在彈性元件一端的外表面，所述的卡環(huán)法蘭盤A套在開口固定環(huán)A的外表面，并通過螺栓與安裝法蘭連接，同時(shí)保證在螺栓預(yù)緊卡環(huán)法蘭盤A過程中，開口固定環(huán)A壓緊彈性元件；所述的開口固定環(huán)B套在彈性元件另一端的外表面，所述的卡環(huán)法蘭盤B套在開口固定環(huán)B的外表面，并通過螺栓與軸上的法蘭盤連接，同時(shí)保證在螺栓預(yù)緊卡環(huán)法蘭盤B過程中，開口固定環(huán)B壓緊彈性元件；軸的兩端帶有法蘭盤，在法蘭盤中心開有圓槽，用于安放橡膠座B，軸通過法蘭盤與卡環(huán)法蘭盤B用螺栓、螺母和墊片固定相連；所述的橡膠座A安放在安裝法蘭的底座圓槽內(nèi)，過盈配合；橡膠座B安放在軸兩端的安裝法蘭的底座圓槽內(nèi)，過盈配合。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種彈性扭轉(zhuǎn)軸，其特征在于所述的彈性元件在負(fù)20度到正 20度扭轉(zhuǎn)角內(nèi)彈性形變。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種彈性扭轉(zhuǎn)軸，其特征在于所述的橡膠座A、橡膠座B的內(nèi) 徑和彈性元件外徑為過盈配合。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種彈性扭轉(zhuǎn)軸，其特征在于所述的開口固定環(huán)A、開口固定 環(huán)B其材料為硬鋁，內(nèi)環(huán)面的表面粗糙度為6.4~12.8，外環(huán)面呈60。錐角。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種彈性扭轉(zhuǎn)軸，其特征在于所述的卡環(huán)法蘭盤A，卡環(huán)法蘭 盤B中心孔面呈60。錐角。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種彈性扭轉(zhuǎn)軸，包括軸、彈性元件和連接裝置；連接裝置包括安裝法蘭、橡膠座A、卡環(huán)法蘭盤A、開口固定環(huán)A、卡環(huán)法蘭盤B、開口固定環(huán)B及橡膠座B。彈性元件實(shí)現(xiàn)正負(fù)20°范圍內(nèi)的彈性扭轉(zhuǎn)，通過橡膠座A、橡膠座B安裝固定在軸上；在軸的兩端各安裝一個(gè)彈性元件，彈性元件外端安裝有連接裝置，用于將彈性扭轉(zhuǎn)軸安裝到需要的地方。本發(fā)明中的彈性元件的固定保證了彈性扭轉(zhuǎn)功能的實(shí)現(xiàn)，彈性扭轉(zhuǎn)軸的彈性元件沒有摩擦，不使用潤(rùn)滑劑，本發(fā)明可以應(yīng)用在火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的萬向節(jié)上，也可以用于真空艙中測(cè)量噴管的推力，尤其是微小推力的測(cè)量。
文檔編號(hào)G01L1/04GK101539464SQ20091008202
公開日2009年9月23日 申請(qǐng)日期2009年4月17日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月17日
發(fā)明者張莘艾, 湯海濱, 鐘凌偉 申請(qǐng)人:北京航空航天大學(xué)