【技术实现步骤摘要】
本文涉及机械零件的端面连接机构，特别涉及一种花键、花键组件、主轴刀柄机构、转轮机构及传动机构。
技术介绍
1、在机械制造中，经常需要将轴类零件、盘类零件和套类零件彼此两两连接，常用的连接方法有平键、花键、半圆健、切向键、弹性涨套、过盈配合、端面键、鼠牙盘和弧齿端齿盘；但这些连接方法无法同时兼顾高强度、高可靠性、低成本和易于拆装，及适用高速机械的回转件之间的连接。申请号为202010002807.4的专利公开了一种具有波形端面的花键，花键的端面上形成有多个齿，每个齿包括齿顶、齿根和工作齿面，多个齿以齿顶、工作齿面、齿根、工作齿面和齿顶的顺序形成在端面上；一个花键的端面和另一个花键的端面配合，可实现两个花键的刚性连接。但每个齿中仅有倾斜平面为工作齿面，可承载的工作压力有限；两个花键连接时，两个配合的端面之间存在间隙，导致粉尘易进入该间隙，冷却液会从该间隙泄漏，两个配合端面的配合面积减小和连接可靠性变差。
技术实现思路
1、鉴于此，本专利技术提供一种花键、花键组件、主轴刀柄机构、转轮机构及传动机构，以解决现有花键中仅有倾斜平面为工作齿面，可承载压力有限，及两个花键连接时，粉尘易进入两个配合的端面之间，导致配合面积减小和连接可靠性变差等问题。
2、本专利技术提供一种花键，所述花键的传动端形成有沿所述花键的周向均匀分布的多个齿；
3、所述多个齿的齿面依次连接形成环形曲面，所述环形曲面为一阶连续的周期性波形面；
4、每个所述齿的齿面均包括齿顶锥面、齿根锥面以
5、所述齿顶锥面、倾斜平面和齿根锥面均为工作齿面，且全部为可展曲面；
6、所述多个齿的齿顶高分别相同，所述多个齿的齿根高分别相同；所述齿顶高为h1，所述齿根高为h2，所述h1和h2满足：0≤h2-h1≤2μm。
7、进一步可选地，所述齿顶锥面相对齿顶径向面对称，所述齿根锥面相对齿根径向面对称；
8、其中，所述齿顶锥面围设成齿顶，所述齿顶径向面为所述齿顶过所述花键的轴线的径向中心面；所述齿根锥面围设成齿根，所述齿根径向面为所述齿根过所述花键的轴线的径向中心面。
9、进一步可选地，所述齿顶锥面的轴线相对于所述花键的轴线倾斜设置，所述齿顶锥面的最高位置母线垂直于所述花键的轴线；和/或，
10、所述齿根锥面的轴线相对于所述花键的轴线倾斜设置，所述齿根锥面的最低位置母线垂直于所述花键的轴线。
11、进一步可选地，两个相邻的所述齿相对该两个相邻的所述齿之间形成的齿槽的径向中心面对称。
12、进一步可选地，所述齿顶锥面和齿根锥面均为圆锥面；或，
13、所述齿顶锥面和齿根锥面均为椭圆锥面，且所述椭圆锥面的长轴和花键的轴线垂直。
14、进一步可选地，所述环形曲面可由一个圆柱面或圆锥面包络形成。
15、进一步可选地，所述环形曲面被设计为可通过铣刀的侧刃加工成型。
16、进一步可选地，所述齿顶锥面和倾斜平面的切线在所述齿顶径向面上的投影和齿顶切面之间的夹角为θ；所述齿根锥面和倾斜平面的切线在所述齿根径向面上的投影和齿根切面之间的夹角为δ；
17、所述θ和δ满足：3°≤θ≤25°，3°≤δ≤25°；
18、其中，所述齿顶切面为与所述花键的轴线垂直且与所述齿顶锥面相切的平面，所述齿根切面为与所述花键的轴线垂直且与所述齿根锥面相切的平面。
19、进一步可选地，所述倾斜平面和花键的轴线之间的夹角为γ，所述γ满足：5°≤γ≤45°。
20、进一步可选地，所述齿顶锥面的轴线和最高位置母线之间的夹角为α，所述齿根锥面的轴线和最低位置母线之间的夹角为β；
21、所述α和β满足：5°≤α≤30°，5°≤β≤30°。
22、进一步可选地，所述α和β还满足：0度≤α-β≤10-8度。
23、本专利技术还提供一种花键组件，包括第一花键和第二花键，所述第一花键和第二花键均为上述任一项所述的花键；所述第一花键的齿面和第二花键的齿面配合，用于所述第一花键和第二花键的连接。
24、本专利技术还提供一种花键组件，包括第一花键和第二花键，所述第一花键和第二花键均为上述任一项所述的花键；所述第一花键的齿面和第二花键的齿面配合，用于所述第一花键和第二花键的连接；
25、所述第一花键和第二花键连接时，所述第一花键的齿面和第二花键的齿面之间存在两种配合状态；所述两种配合状态包括全齿面贴合状态和部分齿面贴合状态，所述全齿面贴合状态是指所述第一花键的整个齿面和第二花键的整个齿面全部贴合的状态，所述部分齿面贴合状态是指仅有所述第一花键的所有倾斜平面和第二花键的所有倾斜平面贴合的状态；
26、当所述α＝β时，所述第一花键的齿面和第二花键的齿面处于所述全齿面贴合状态；
27、当所述α>β且所述第一花键和第二花键未受到预紧力时，所述第一花键的齿面和第二花键的齿面处于所述部分齿面贴合状态；
28、当所述α>β且所述第一花键和第二花键受到预紧力时，所述第一花键的齿面和第二花键的齿面处于所述全齿面贴合状态。
29、本专利技术还提供一种主轴刀柄机构，用于机床；所述主轴刀柄机构包括主轴、刀柄和上述任一项所述的花键组件；所述主轴的一端形成有第一花键，所述刀柄的一端形成有第二花键；所述第一花键和第二花键配合，可使所述主轴和刀柄连接。
30、本专利技术还提供一种转轮机构，包括多个依次设置的涡轮及上述任一项所述的花键组件，所述涡轮的轴向一端形成有第一花键，所述涡轮的轴向另一端形成有第二花键；两个相邻的所述涡轮可通过所述第一花键和第二花键连接为一体；或，
31、所述转轮机构包括多个依次设置的压气机叶轮及上述任一项所述的花键组件，所述压气机叶轮的轴向一端形成有第一花键，所述压气机叶轮的轴向另一端形成有第二花键；两个相邻的所述压气机叶轮可通过所述第一花键和第二花键连接为一体；或，
32、所述转轮机构包括相邻设置的涡轮和压气机叶轮及上述任一项所述的花键组件，所述涡轮的轴向一端形成有第一花键，所述压气机叶轮的轴向一端形成有第二花键；所述第一花键和第二花键配合，可使所述涡轮和压气机叶轮连接为一体。
33、本专利技术还提供一种传动机构，包括盘形件、转轴和上述任一项所述的花键组件，所述盘形件的一端形成有第一花键，所述转轴形成有轴肩，所述轴肩的一端形成有第二花键；所述第一花键和第二花键配合，可使所述盘形件和转轴传动连接。
34、本专利技术还提供一种传动机构，用于绞车；所述传动机构包括卷筒、驱动齿轮和上述任一项所述的花键组件，所述卷筒的一端形成有第一花键，所述驱动齿轮的一端形成有第二花键；所述第一花键和第二花键配合，可使所述卷筒和驱动齿轮传动连接。
35、与现有技术相比，本专利技术的有益效果主要在于：
【技术保护点】
1.一种花键，其特征在于，所述花键(1)的传动端形成有沿所述花键(1)的周向均匀分布的多个齿(11)；
2.根据权利要求1所述的花键，其特征在于，所述齿顶锥面(111)相对齿顶径向面(154)对称，所述齿根锥面(113)相对齿根径向面(155)对称；
3.根据权利要求1所述的花键，其特征在于，所述齿顶锥面(111)的轴线相对于所述花键(1)的轴线倾斜设置，所述齿顶锥面(111)的最高位置母线(114)垂直于所述花键(1)的轴线；和/或，
4.根据权利要求1所述的花键；其特征在于，两个相邻的所述齿(11)相对该两个相邻的所述齿(11)之间形成的齿槽(12)的径向中心面对称。
5.根据权利要求1所述的花键；其特征在于，所述齿顶锥面(111)和齿根锥面(113)均为圆锥面；或，
6.根据权利要求1所述的花键；其特征在于，所述环形曲面可由一个圆柱面或圆锥面包络形成。
7.根据权利要求1所述的花键；其特征在于，所述环形曲面被设计为可通过铣刀的侧刃加工成型。
8.根据权利要求2所述的花键，其特征在于，所述齿顶
9.根据权利要求2所述的花键，其特征在于，所述倾斜平面(112)和花键(1)的轴线之间的夹角为γ，所述γ满足：5°≤γ≤45°。
10.根据权利要求3所述的花键，其特征在于，所述齿顶锥面(111)的轴线和最高位置母线(114)之间的夹角为α，所述齿根锥面(113)的轴线和最低位置母线(115)之间的夹角为β；
11.根据权利要求10所述的花键，其特征在于，所述α和β还满足：0度≤α-β≤10-8度。
12.一种花键组件，其特征在于，包括第一花键(161)和第二花键(162)，所述第一花键(161)和第二花键(162)均为权利要求1至9任一项所述的花键；所述第一花键(161)的齿面和第二花键(162)的齿面配合，用于所述第一花键(161)和第二花键(162)的连接。
13.一种花键组件，其特征在于，包括第一花键(161)和第二花键(162)，所述第一花键(161)和第二花键(162)均为权利要求10至11任一项所述的花键；所述第一花键(161)的齿面和第二花键(162)的齿面配合，用于所述第一花键(161)和第二花键(162)的连接；
14.一种主轴刀柄机构，用于机床；其特征在于，所述主轴刀柄机构包括主轴、刀柄(3)和权利要求12至13任一项所述的花键组件；所述主轴的一端形成有第一花键(161)，所述刀柄(3)的一端形成有第二花键(162)；所述第一花键(161)和第二花键(162)配合，可使所述主轴和刀柄(3)连接。
15.一种转轮机构，其特征在于，包括多个依次设置的涡轮及权利要求12至13任一项所述的花键组件，所述涡轮的轴向一端形成有第一花键(161)，所述涡轮的轴向另一端形成有第二花键(162)；两个相邻的所述涡轮可通过所述第一花键(161)和第二花键(162)连接为一体；或，
16.一种传动机构，其特征在于，包括盘形件(41)、转轴(42)和权利要求12至13任一项所述的花键组件，所述盘形件(41)的一端形成有第一花键(161)，所述转轴(42)形成有轴肩(421)，所述轴肩(421)的一端形成有第二花键(162)；所述第一花键(161)和第二花键(162)配合，可使所述盘形件(41)和转轴(42)传动连接。
17.一种传动机构，用于绞车；其特征在于，所述传动机构包括卷筒、驱动齿轮和权利要求12至13任一项所述的花键组件，所述卷筒的一端形成有第一花键(161)，所述驱动齿轮的一端形成有第二花键(162)；所述第一花键(161)和第二花键(162)配合，可使所述卷筒和驱动齿轮传动连接。
...【技术特征摘要】
1.一种花键，其特征在于，所述花键(1)的传动端形成有沿所述花键(1)的周向均匀分布的多个齿(11)；
2.根据权利要求1所述的花键，其特征在于，所述齿顶锥面(111)相对齿顶径向面(154)对称，所述齿根锥面(113)相对齿根径向面(155)对称；
3.根据权利要求1所述的花键，其特征在于，所述齿顶锥面(111)的轴线相对于所述花键(1)的轴线倾斜设置，所述齿顶锥面(111)的最高位置母线(114)垂直于所述花键(1)的轴线；和/或，
4.根据权利要求1所述的花键；其特征在于，两个相邻的所述齿(11)相对该两个相邻的所述齿(11)之间形成的齿槽(12)的径向中心面对称。
5.根据权利要求1所述的花键；其特征在于，所述齿顶锥面(111)和齿根锥面(113)均为圆锥面；或，
6.根据权利要求1所述的花键；其特征在于，所述环形曲面可由一个圆柱面或圆锥面包络形成。
7.根据权利要求1所述的花键；其特征在于，所述环形曲面被设计为可通过铣刀的侧刃加工成型。
8.根据权利要求2所述的花键，其特征在于，所述齿顶锥面(111)和倾斜平面(112)的切线(145)在所述齿顶径向面(154)上的投影和齿顶切面之间的夹角为θ；所述齿根锥面(113)和倾斜平面(112)的切线(146)在所述齿根径向面(155)上的投影和齿根切面之间的夹角为δ；
9.根据权利要求2所述的花键，其特征在于，所述倾斜平面(112)和花键(1)的轴线之间的夹角为γ，所述γ满足：5°≤γ≤45°。
10.根据权利要求3所述的花键，其特征在于，所述齿顶锥面(111)的轴线和最高位置母线(114)之间的夹角为α，所述齿根锥面(113)的轴线和最低位置母线(115)之间的夹角为β；
11.根据权利要求10所述的花键，其特征在于，所述α和β还满足：0度≤α-β≤10-8度。
12.一种花键组件，其特征在于，包括第一花键(161)...
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