[发明专利]用于光电传感器的万向联轴器

说明书

技术领域

本发明属于机械传动机构件领域，涉及一种用于光电传感器的万向联轴器。

背景技术

万向联轴器是一种机械传动系统常用的结构件。在传动系统中，主动轴与从动轴由于安装的误差或者由于在传动过程中轴受力过大变形会出现两条轴线不在同一直线的情况，此时要求一种结构不但能够联接主动轴和从动轴，传递扭矩和运动，同时还要求该结构能够具备补偿轴不对中引起的轴向位移，径向位移和角向偏移的能力，万向联轴器就是该结构的其中的一种，最显著的特征是万向联轴器能够提供较大的角向偏移补偿能力。

目前市场上各个厂家的光电传感器万向联轴器均是基于通用传动机械的万向联轴器结构，属于一种经典结构设计范畴。但是我们需要考虑到高速光电产品是用于铁路机车的一种测量速度的传感器，万向联轴器主要用于联接火车轮对车轴与传感器内部传动轴。具体的应用环境决定了基于通用传动机械的万向联轴器结构存在一定的缺陷。

首先机车与万向联轴器之间是通过方形开口孔传递扭矩和旋转运动，两者之间同时还存在轴向的相对位移(俗称轴向窜动)(见图二)。轴向窜动将导致机械接口磨损，配合间隙增大，车轴和联轴器高速旋转时联轴器产生振动，影响万向联轴器结构的可靠性和光电传感器万向联轴器产品的性能稳定性。

其次机车单次运行时间长，工况恶劣，万向联轴器作为传递运动和扭矩的结构件，势必要求其内主要的传递扭矩零件具备较强的抗疲劳能力和力学性能，否则零件疲劳失效将造成整个产品报废，普通的万向联轴器结构中，主要用于传递扭矩的十字轴由于零件截面积小(见图1)，抗剪切力强度低，已被实践证明不能很好的适用机车严苛的运行要求。

发明内容

该发明主要解决的技术问题是普通万向联轴器如何适用于铁路机车运用的特殊要求，即在普通万向联轴器的基础上，针对铁路机车运行的要求，提出一种用于光电传感器的万向联轴器，在局部进行结构设计优化，以期使万向联轴器满足铁路机车低速测量的要求并保证万向联轴器的结构强度，提升高速光电传感器产品的整体可靠性。

本发明的技术解决方案如下：

一种用于光电传感器的万向联轴器，包括单叉方榫9、单叉轴7以及用于连接单叉方榫9和单叉轴7的双叉8；其特征在于，单叉方榫9与双叉8的第一个叉体通过第一十字轴和第一圆柱销连接，第一十字轴设置在该第一个叉体内；第一圆柱销穿过单叉方榫9的两个通孔以及第一十字轴上的一个通孔；第一圆柱销中部还设有用于第一连接件穿过的通孔；第一连接件同时穿过第一个叉体上的2个通孔、第一十字轴的另一个通孔和第一圆柱销中部的通孔；

单叉轴7与双叉8的第二个叉体通过第二十字轴和第二圆柱销连接，第二十字轴设置在该第二个叉体内；第二圆柱销穿过单叉轴7的两个通孔以及第二十字轴上的一个通孔；第二圆柱销中部还设有用于第二连接件穿过的通孔；第二连接件同时穿过第二个叉体上的2个通孔、第二十字轴的另一个通孔和第二圆柱销中部的通孔。

所述的第一连接件和第二连接件为铆钉。

连接件可以是两端带螺母的螺栓。但是采用铆钉更为可靠。

第一十字轴的另一个通孔的两端以及第二十字轴的另一个通孔内都设有销套5。

单叉方榫9的与车轴连接的一端设有片弹簧2；片弹簧由螺钉1固定在单叉方榫9上。

有益效果：

该发明的一个突出特点在于传动运动和扭矩的主要受力零件为十字轴，圆柱销、销套、铆钉只是起联接作用，并不是承受扭力的主要零件。十字轴为方形结构，抗扭截面系数更大(见图4)，材质为38CrMoAl，使得该零件的耐磨性能、扭转切应力能力提高。正是该结构替代了普通万向节依靠十字销传递扭矩和承受扭力的设计模式，大大提高了万向联轴器的可靠性和延长了产品的使用寿命。

附图说明

图1为普通的万向联轴器结构示意图；

图2为车轴机械接口图、万向联轴器机械接口装配图；(图a为车轴机械接口，图b为万向联轴器机械接口，水平箭头方向表示轴向窜动方向，M方向表示旋转方向。)

图3为十字轴组件装配图；

图4为两种结构万向联轴器扭转切应力截面与抗扭截面示意图；(图a为普通万向联轴器承受扭转切应力截面示意图，按照图示尺寸，抗扭截面系数Wp＝185mm^3，图b为光电传感器用万向联轴器承受扭转切应力截面示意图；按照图示尺寸，抗扭截面系数Wp＝415mm^3)

图5为光电传感器万向联轴器装配图；

图6为光电传感器万向联轴器爆炸图。

1-螺钉，2-片弹簧，3-第一圆柱销，4-第一十字轴，5-销套，6-铆钉，