微陷圆弧齿面滚珠联轴器制造技术

微陷圆弧齿面滚珠联轴器，由外齿经滚珠与内齿啮合组成有对应夹角β↓［１］、对应夹角β↓［２］和对应夹角α的传力副，对应夹角β↓［１］和对应夹角β↓［２］齿面的两端各有一段半径为Ｒ＋Δ圆弧，对应夹角α的外齿和内齿滚道齿面均为微陷圆弧齿面，该微陷圆弧齿面半径为Ｒ圆弧，此Ｒ圆弧是在半径为Ｒ＋Δ的圆弧上“微陷”形成，微陷量为Ｈ。它采用使对应夹角α的滚道齿面设为微陷圆弧齿面的技术方案，它既克服了“普通”结构滚珠联轴器在负荷增大时滚道齿面易形成较明显压痕且会导致关节灵活性受限的缺陷，又克服了“反微”结构滚珠联轴器的齿尖部受力时容易受损且空心齿、空心滚珠的制造难度增大的缺陷。它适合重载荷、冲击力大以及要求有较大折角的双向传递运动的场合。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本实现新型涉及一种滚珠联轴器，尤其涉及一种微陷圆弧齿面滚珠联轴器。
技术介绍
现有的滚珠万向联轴器在用于大负载，有冲击的传动中，均存在使用寿命较短的缺陷， 为了克服该缺陷，人们都在其传动啮合齿面进行了探索与研究。(A) 专利号为ZL 03227574. 9的技术专利"抗冲击反微差曲率半径滚珠联轴器"(以 下简称"反微"结构，参见图10),其结构的主要特点是①采用空心滚珠；②外齿和内齿 均采用空心齿(在齿的根部做成空腔)；③滚道齿面圆弧半径小于空心滚珠外径。(B) 在上述技术专利ZL 03227574. 9之前，有专利号为ZL99233444. 6的"一种滚 珠联轴器"的技术专利，该"一种滚珠联轴器"为普通圆弧齿面滚珠联轴器(以下简称"普通"结构，参见图8、图9)，其结构的主要特点是①采用普通半径为R的普通滚珠； ②外齿和内齿均采用圆弧半径为R+A普通圆弧齿面；③滚道齿面圆弧半径大于滚珠半径。上述专利号为"ZL99233444. 6"的"普通"结构分析如图4所示，其"普通"圆弧齿 面滚道与滚珠在受力(超过额定值)时会在齿面上形成椭圆形接触面(接触面积S。)和面积为 Sb的压痕，因为滚珠表面硬度比滚道表面硬度大(洛氏硬度约3度)，所以在超负荷时滚道会 产生塑性变形，甚至会在滚道端部和齿尖部产生滚道压溃区。另外，因滚珠硬度大于齿面硬度，在负荷增大时滚道齿面易形成较明显的压痕,而使联轴 器关节的灵活性受到限制。在有折角的情况下，联轴器每转动一周，其滚珠会沿滚道轴线来 回窜动一次，由于滚道面上的压痕较深而滚珠无法相应窜动(即滚珠卡在滚道面压痕内)，使 滚珠与滚道面产生非常大的压应力(此压应力绝大部分是由附加的变形形成的，而正常的传 递转矩形成的压应力只占一小部分)，继而滚道面压痕就会越来越深，接下来就是滚道失效、 挡齿断裂和关节失效。上述专利号为"Z画27574.9"的"反微"结构分析如图10 ，"反微"结构的外齿 和内齿的齿体均为空心齿，其滚珠也为空心滚珠。而"反微"结构的另一重要特点是滚道面 圆弧半径小于空心滚珠外径。"反微"结构的受力特点是①空心滚珠和空心齿理解为弹性体 (空心结构的目的是取得滚珠和齿的较大弹性)，较大的弹性变形使接触面积增大，因而接触 应力较小；②圆弧两端点与滚珠先接触而开始受力，然后滚珠和齿产生弹性变形，而由两点受力变为齿面圆弧与滚珠接触吻合。"反微"结构的缺点是①制造难度大， 一般工艺措施是 做不出来的(尤其是空心滚珠的制造)；②从图10中可以看出，齿顶尖部先受力，导致齿顶 的齿尖部首先被压溃，要想齿顶的齿尖部在先受到超负荷时不被压溃，需严格控制好空心滚 珠和空心齿的弹性变形力(即齿顶尖部象一弹簧)，显然这是非常难的，即便设计时能算得准 确，也不能保证加工时能实现，所以，要达到制造出标准的空心滚珠和标准的空心弹性齿就 较难。综上所述，要想在额定负荷下滚道不失效，就必须保证在额定负荷下滚道面压应力不超 过其许用应力、避免形成塑性变形的压痕。
技术实现思路
针对上述情况，本实现新型的目的在于提供一种微陷圆弧齿面滚珠联轴器，它既能显著 提高滚珠联轴器的承载能力和抗冲击能力，还能保证滚珠联轴器传动关节的灵活性能，且结 构简单，易于制造，成本低，适宜普及推广。本实现新型的微陷圆弧齿面滚珠联轴器，它由外齿经滚珠与内齿啮合组成有对应夹角 ^、对应夹角e2和对应夹角a的传力副，该传力副的侧间隙为2H+2A，对应夹角^和对应 夹角0 2所分别对应的齿面圆弧半径是R+A圆弧，对应夹角a所对应的齿面圆弧半径是R圆 弧，该R圆弧为外齿和内齿滚道齿面的微陷圆弧齿面，它们与滚珠吻合，此R圆弧是在半径 为R+A圆弧上"微陷"而成，微陷量为H。根据本实现新型的微陷圆弧齿面滚珠联轴器，其R+A圆弧为外齿和内齿滚道齿面的齿侧 顶部圆弧与齿侧根部圆弧，R圆弧为外齿和内齿滚道齿面的齿侧中部圆弧。其外齿和内齿滚道齿面的齿侧中部圆弧为微陷区，此微陷区的端部各光滑连接一非微陷区。其微陷区为有效承载区。 其非微陷区为非有效承载区。 其对应夹角a为9(T 110° 。 其对应夹角^为5。 10° 。 其对应夹角^为10。 15° 。 其滚珠半径为R。本实现新型采用由外齿经滚珠与内齿啮合组成有对应夹角e i、对应夹角e 2和对应夹角a 的传力副，对应夹角^和对应夹角e2齿面的两端各有一段半径为R+A圆弧，对应夹角ci的外齿和内齿滚道齿面均为微陷圆弧齿面，该微陷圆弧齿面半径为R圆弧，此R圆弧是在半径为R+A的圆弧上"微陷"形成，微陷量为H的技术方案，它既克服了现有"普通"结构滚珠 联轴器在负荷增大时滚道齿面易形成较明显压痕而且会导致关节灵活性受限的缺陷，又克服 了 "反微"结构滚珠联轴器的齿尖部受力时容易受损且空心齿、空心滚珠的制造难度增大的 缺陷。本实现新型相比现有技术所产生的有益效果 (I )微陷圆弧齿面滚珠联轴器在负荷增大时滚道齿面不易形成较明显压痕，关节灵活 性好，显著提高了联轴器的承载能力、抗冲击能力、运行稳定性好，运行效率高，延长了使 用寿命。(II)结构简单、紧凑，制作工艺难度小，生产成本低，便于普及、推广，市场前景十 分广阔，商业潜力较大。本实现新型适合重载荷、冲击力大以及要求有较大折角的双向传递运动的场合，如应用 于冶金行业的板带轧机上的轧棍接轴。以下结合附图和实施例对本实现新型作进一步的详细说明。附图说明图l为本实现新型微陷圆弧齿面滚珠联轴器中外齿、滚珠、内齿的单齿啮合结构示意图。 图2为本实现新型内齿单齿齿面的轴向示意图。图3为本实现新型微陷圆弧齿面滚珠联轴器在工作时的一对受力齿受力侧的啮合示意图。图4为"普通"结构中滚道齿面传力试验的压痕示意图。图5为"微陷"结构中滚道齿面传力试验的压痕示意图。图6为"微陷"结构中滚珠受力分布的示意图。图7为"普通"结构中滚珠受力分布的示意图。图8为"普通"结构中外齿、滚珠、内齿的单齿啮合结构示意图。图9为"普通"结构中外齿、滚珠、内齿在受力时，单齿受力侧的啮合及压溃区位置的示 意图。图10为"抗冲击反微差曲率半径滚珠联轴器"单齿啮合结构示意图。 图ll为本实现新型微陷圆弧齿面滚珠联轴器的结构示意图。图中1、外齿，2、滚珠，3、内齿，4、微陷区，5、非微陷区，6、接触面(S。)， 7、 塑性变形压痕(Sa)， 8、塑性变形压痕(Sb)， 9、压溃区。具体实施方式参见附图1 11，微陷圆弧齿面滚珠联轴器由外齿l经滚珠2与内齿3啮合组成有5。 io。的对应夹角e,、 io° i5°的对应夹角32和9()° iio°的对应夹角a的传力副，该传力副的侧间隙为2H十2 A ，滚珠2半径为R，对应夹角e ,和对应夹角e 2所分别对应的滚道齿 面圆弧的两端各有一段半径为R+A圆弧，对应夹角a的外齿1和内齿3滚道齿面均为微陷圆 弧齿面，该微陷圆弧齿面半径为R圆弧，它们与滚珠2吻合，此R圆弧是在半径为R+A圆弧 上"微陷"而成，微陷量为H。参见附图，外齿1和内齿3滚道齿面的齿侧中部圆弧为"微陷区"，如图2中带阴影线(竖 点划线)、宽度为Lw的区域就是微陷圆弧齿面的"微陷区"，"微陷区"相当于用一个半径 为R、轴向长度为L,的圆柱体在一个半径为R+A 、轴向长度为L的圆弧齿本文档来自技高网...

【技术保护点】
微陷圆弧齿面滚珠联轴器，其特征在于它由外齿（１）经滚珠（２）与内齿（３）啮合组成有对应夹角β↓［１］、对应夹角β↓［２］和对应夹角α的传力副，该传力副的侧间隙为２Ｈ＋２Δ，对应夹角β↓［１］和对应夹角β↓［２］所分别对应的齿面圆弧半径是Ｒ＋Δ圆弧，对应夹角α所对应的齿面圆弧半径是Ｒ圆弧，该Ｒ圆弧为外齿（１）和内齿（３）滚道齿面的微陷圆弧齿面，它们与滚珠（２）吻合，此Ｒ圆弧是在半径为Ｒ＋Δ圆弧上微陷而成，微陷量为Ｈ。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：邓浪高，
申请(专利权)人：邓浪高，
类型：实用新型
国别省市：43[中国|湖南]