[发明专利]一种悬臂式叶轮与传动轴的传动连接装置

说明书

技术领域

 本发明涉及一种通用机械技术领域中叶轮和轴的传动连接装置，特别是一种悬臂式叶轮与传动轴的传动连接装置，它适用于离心式压缩机、离心式鼓风机、离心式增压机、透平膨胀机等高速大功率旋转机械中叶轮和轴的传动连接。

                                    背景技术

 透平机械中，叶轮的耗功由传动轴提供，通常是将叶轮套装在传动轴上，二者之间采用键连接，有键过盈连接、无键过盈连接、锥面摩擦加轴向销连接、多角轴连接、花键连接、法兰连接、径向面端面销连接、端面花键齿连接等。其中键连接，由于叶轮和轴之间有间隙，因而只适于低转速使用；有键和无键过盈连接，叶轮无法拆卸，而且有时由于过盈大易导致断轴；端面花键齿连接和多角轴连接相对较好，但需要昂贵的特种加工设备，加工难度大；锥面摩擦加轴向销连接和径向面端面销连接，由于叶轮和轴之间是骑缝销，销孔在两个零件之间，特别是要保证叶轮高速旋转时径向销不至于飞出，所以径向销的固定就成为该连接成功与否的关键，结构和工艺都较为复杂；花键连接和法兰连接适用于不同结构的转轴，应用范围受到限制。

                                   发明内容

 本发明的目的在于提供一种悬臂式叶轮与传动轴的传动连接装置，它能够克服己有技术的不足，具有结构简单，轴向尺寸小，可靠性高，加工成本低的特点，而且对加工设备要求不高，所需轴向压紧力小，拆卸方便，能广泛适合于高速、大功率叶轮与传动轴的端面传动连接。

 其解决方案是：叶轮轮毂端面上沿其圆周均布有凹型槽，传动轴轴头端面上沿其圆周均布有凸型台，叶轮轮毂端面上带有的凹型槽与传动轴轴头端面上带有的凸型台二者之间插接并轴向固定，构成悬臂式叶轮与传动轴的传动连接装置。通过凸型台的给力面将传动轴的扭矩传至叶轮，使叶轮旋转作功。

 所述的叶轮轮毂端面上沿其圆周均布的凹型槽有3～10个，传动轴轴头端面上沿其圆周均布的凸型台有3～10个。

 所述的叶轮轮毂端面上沿其圆周均布的凹型槽所形成的轮毂受力面与传动轴轴头端面上沿其圆周均布的凸型台所形成的传动轴轴头给力面，二者之间的接触面垂直于叶轮轮毂和传动轴轴头的端面，平行于叶轮轮毂和传动轴轴头的子午面。

所述的叶轮轮毂端面上带有的凹型槽与传动轴轴头端面上带有的凸型台二者之间的轴向固定连接，是通过拉紧螺栓带有定位段及螺纹段的一端与传动轴轴头端面中心轴向定位光孔及螺纹孔定位连接，另一端带有定位段及螺纹段部分穿过叶轮内定位孔并通过压紧螺母与叶轮定位连接。

 所述的叶轮轮毂端面上沿其圆周均布的每个凹型槽的断面形状为三条直线和与叶轮轮毂外圆半径相同的一段圆弧相连接而构成，而传动轴轴头端面上沿其圆周均布的每个凸型台的断面形状为三条直线和与传动轴轴头外圆半径相同的一段圆弧相连接而构成。并且所述凹型槽的长度、宽度和深度均大于所述凸型台的长度、宽度和高度。

 本发明采用叶轮轮毂端面上沿其圆周均布的凹型槽，与传动轴轴头端面上沿其圆周均布的凸型台二者之间插接并通过拉紧螺栓和压紧螺母轴向固定。当传动轴旋转时通过其上凸型台的给力面将传动轴的扭矩传至叶轮，使叶轮旋转作功。它具有结构简单，轴向尺寸小，可靠性高，加工成本低，对加工设备要求不高，所需轴向压紧力小，拆卸方便等特点，能广泛适合于高速、大功率叶轮与传动轴的端面传动连接。

                                   附图说明

 图1为一种悬臂式叶轮与传动轴的传动连接装置的结构示意图。

 图2为图1中的A向放大视图。

 图3为图2中的D-D旋转剖视图。

图4为图1中的B向放大视图。

 图5为图4中的E-E旋转剖视图。

 图6为图1中的C-C剖放大视图。

                                 具体实施方式

 下面结合附图详细描述本发明的具体实施方式。

    图1-图6中，在叶轮1的轮毂端面上沿其圆周均布有3-10个凹型槽2，而在传动轴4的轴头端面上沿其圆周均布有3-10个凸型台3。均布在叶轮1轮毂端面上的每个凹型槽2的断面形状为三条直线和与叶轮1的轮毂外圆半径相同的一段圆弧相连接而构成，而均布在传动轴4轴头端面上的每个凸型台3的断面形状为三条直线和与传动轴4轴头外圆半径相同的一段圆弧相连接而构成，且凹型槽2的长度、宽度和深度均大于凸型台3的长度、宽度和高度。传动轴4的轴头端面上沿其圆周均布的3-10个凸型台3与叶轮1的轮毂端面上沿其圆周均布的3-10个凹型槽2相插接并进行轴向固定，构成悬臂式叶轮1与传动轴4的传动连接装置。所述凸型台3与凹型槽2它们二者相插接后的轴向固定连接，是通过带有定位段及螺纹段的拉紧螺栓8一端插入传动轴4轴头端面中心轴向定位光孔6及螺纹孔5定位螺纹连接，以保证拉紧螺栓8和传动轴4同心，拉紧螺栓8另一端带有定位段及螺纹段部分穿过叶轮1轮毂内定位孔并通过压紧螺母7与叶轮1定位连接，以保证叶轮1和传动轴4的同心。而叶轮1轮毂端面上沿其圆周均布的3-10个凹型槽2所形成的轮毂受力面与传动轴4轴头端面上沿其圆周均布的3-10个凸型台3所形成的轴头给力面，它们二者之间的接触面垂直于叶轮1轮毂和传动轴4轴头的端面，平行于叶轮1轮毂和传动轴4轴头的子午面。当传动轴4旋转时通过其上凸型台3的给力面将传动轴4的扭矩传至叶轮1，使叶轮1旋转作功。