[其他]擺線形花鍵聯接及其加工的擺線機床

無效

• 申請號: 86101936
• 申請日: 1986-03-21
• 公開（公告）號: CN86101936A
• 公開（公告）日: 1987-09-30
• 發明（設計）人: 李遠慶
• 申請（專利權）人: 李遠慶
• 主分類號: F16B3/00
• 分類號: F16B3/00;B23Q27/00
• 代理公司: 武漢市專利事務所
• 代理人: 丁齊旭

本發明涉及到機械零件的鍵聯接及其加工機床。特別適用于重型機械傳遞大扭矩的場合。

現有機械設備傳遞扭矩的鍵聯接、有平鍵與花鍵兩種類型。現有技術的花鍵又分矩形花鍵、三角形花鍵、漸開線形花鍵等三種。單個平鍵聯接、因制造簡單、裝配容易、精度高、使用很廣。但有應力集中，聯接強度低、傳遞扭矩小等缺點。使用多個平鍵，可以增加聯接強度、傳遞大扭矩、但應力集中，軸的強度降低的矛盾還是存在;同時制造時，對稱精度、位移精度很難達到，而不能滿足設計要求。采用現行花鍵，雖然具有能夠提高聯接強度、傳遞大扭矩、對中性好等優點、但應力集中仍然存在，制造比較麻煩、軸需要在專用機床用專用刀具加工，孔需要用專用拉刀加工。特別是在大型設備上因制造麻煩而不能廣泛采用現行花鍵聯接。

本發明的目的是提出一種擺線形花鍵聯接。這種新型花鍵聯接制造比較簡單，應力集中降到最少、對中性好、有很高的聯接強度。能傳遞很大扭矩。對軸的強度削弱得較少。

本發明的辦法是、將花鍵的形狀制造成頭數n為大于1的整數的短幅內外擺線的內外側無重復交交點、無重疊的等距曲線。

能夠作為擺線形花鍵孔與花鍵軸的形狀應是：

1.無重復交點、無重疊現象的封閉圖形。

2.形狀比較簡單，能方便計算、加工、及檢測。

3.加工機構易于實現。

由數學原理可知，短幅內外擺線的內外側等距曲線，當頭數n為大于1的整數時，是沒有重疊現象的封閉圖形。適當選擇等距值時能做到無重復交點。這種曲線的形狀簡單、圓滑，能方便地計算及檢測。擺線的等距曲線方程為：

式中：

H＝R±r-兩圓中心距

h-幅長，λ＝ (h)/(r) -幅長系數

a-等距值????a＞0外側、a＜0內側。

a＝0擺線本身。

i＝n＝ (R)/(r) -兩圓純滾動時的速比。

±符號-外擺線取上行，內擺線取下行。

采用這種形狀作為擺線形花鍵孔與軸的形狀有很多優點。

1.因為是形狀簡單連接圓滑的封閉曲線，應力集中很小，聯接強度高。不受頭數限制，不受零件形狀及尺寸的限制，能自動定心。傳動時不易產生振動和噪音，2.可以在本發明的同一臺機床或兩臺機床上用普通刀具方便地加工出擺線形花鍵孔與軸。

所以特別適用于重型機械，大尺寸，需要傳遞大扭矩的場合。如軋機的軸與傳動齒輪，大型電機、通風機、蒸氣透平、燃氣透平、透平壓縮機等的轉子與軸，大型水輪機的葉輪和軸、船舶上的螺旋漿與軸等。

本發明的機床是具有擺線法線導桿刀架的擺線機床，是為了方便地加工擺線形花鍵孔與軸而發明的。

該機床與普通車床類似。其組成有電機、床身、床頭箱、主軸與卡盤，走刀裝置、拖板、刀架。還有為滿足擺線形成要求的形成擺線傳動裝置，它將主軸與刀架上的主動曲柄軸聯系起來，刀架與普通車床刀架不一樣、其上有一個導桿。該導桿能根據主軸的旋轉始終運動在擺線的法線上。普通刀具安裝在導桿前端。

其工作原理是：（見附圖1、2）O₁是主軸、O₂是刀架上的主動柄軸，O₁、O₂是安裝在機架上。BP是導桿，B點是滑塊，O₂PB是是一導桿機構，實際上是擺塊導桿機構。當O₁通過傳動比為i的形成擺線傳動裝置帶動O₂轉動，曲柄O₂P則帶動導桿BP運動。令O₁B＝R，O₂B＝r，當i＝n＝ (R)/(r) 時，可認為半徑為R的大圓O₁與半徑為r的小圓O₂純滾動，符合擺線形成原理。B是切點，P是小圓O₂上的動點。根據擺線性質，過切點B與動點P的直線始終是擺線的法線。所以BP上的任意點A在大圓O₁平面上形成的軌跡是擺線的等距曲線。也就是說導桿BP始終在法線上運動。如果A點是刀具，工件裝夾在卡盤上，就可以在工件上加工出擺線等距曲線形狀來。

加工過程中，一般r值較小，曲柄O₂P就更小，支承點P、B太近，導桿剛性不足。有時不能滿足加工要求，所以這種結構還需要改進。