[实用新型]一种低应力柔性销轴/套筒配合结构

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种低应力柔性销轴/套筒配合结构，具体地讲，涉及到行星齿轮传动均载机构中的低应力柔性销轴/套筒配合结构。

背景技术

目前，在行星齿轮传动均载机构中，柔性销轴/套筒配合结构的应用较为广泛，其作用是通过柔性销轴/套筒配合结构的受载变形而改变行星齿轮传动系统的载荷分布，从而达到实现均载的效果。

参照图1所示，其为现有的柔性销轴/套筒配合结构，图2对应图1中A处的局部放大图，其中，柔性销轴与套筒之间的连接方式为过盈配合，在过盈连接配合面的边缘区域A处存在应力集中，峰值应力比配合面其它区域大很多，降低了柔性销轴/套筒配合结构的疲劳寿命，严重影响了柔性销轴/套筒配合结构的可靠性和安全性。

在行星齿轮传动均载机构中，柔性销轴/套筒配合结构是关系到行星齿轮传动设备的使用寿命、可靠性及其安全性的最重要的部件之一。现有的柔性销轴/套筒配合结构在使用过程中容易发生微动疲劳，在疲劳的初始阶段，裂纹的萌生扩展比较慢，但经过一定时间后，疲劳裂纹就有可能引起行星齿轮传动均载机构失效，造成较大的经济损失甚至事故。因此迫切需要一个既能改善柔性销轴/套筒配合结构的抗微动疲劳性能，具备互换性，又不增加经济成本的设计方案。

发明内容

本实用新型的目的在于，提供一种低应力柔性销轴/套筒配合结构，其能够有效改变柔性销轴与套筒过盈连接配合表面之间的应力状态，增强柔性销轴/套筒配合结构的抵抗微动疲劳失效的能力，提高疲劳寿命，从而提高柔性销轴/套筒配合结构的可靠性和安全性。

本实用新型实现上述目的的技术方案为：

一种低应力柔性销轴/套筒配合结构，包括柔性销轴和套筒，其特征在于：还包括圆环形卸荷槽，所述圆环形卸荷槽设置于柔性销轴和套筒过盈连接边缘处的套筒内端面。

进一步地，所述柔性销轴与套筒之间的连接方式为过盈配合，所述圆环形卸荷槽在过轴线的剖面内为“U”形截面。

进一步地，所述卸荷槽底部半圆的圆弧半径R等于卸荷槽宽度L2的一半;

所述卸荷槽的宽度L2为L1的1/6~1/2，其中L1为套筒过盈连接面凸台的高度;

所述卸荷槽的深度L3大于或等于L2，其中L2为卸荷槽的宽度；

所述卸荷槽的倾斜角Θ为45°～90°。

采用本实用新型的上述低应力柔性销轴/套筒配合结构其效果是显著的，相对于现有的技术，本实用新型的有益效果表现在：

1.本实用新型在套筒内端面开有圆环形卸荷槽，在端面形成“U”形截面，从应力分布来说，此“U”形截面的卸荷槽结构使得柔性销轴与套筒过盈连接配合表面的应力状态发生了改变，降低了柔性销轴/套筒配合边缘的应力集中，改善了应力分布形式；

2.本实用新型的卸荷槽结构提高了柔性销轴/套筒配合结构的抵抗微动疲劳失效的能力，延长了疲劳寿命，提高了柔性销轴/套筒配合结构的可靠性和安全性。

附图说明

图1为现有柔性销轴/套筒配合结构示意图。

图2为现有柔性销轴/套筒配合对应图1中A处的局部结构示意图。

图3为本实用新型的低应力柔性销轴/套筒配合结构示意图。

图4为本实用新型的低应力柔性销轴/套筒配合对应图3中B处的局部结构示意图。

图5为本实用新型的低应力柔性销轴/套筒配合结构示意图（卸荷槽的倾斜角为Θ）。

图6为本实用新型的低应力柔性销轴/套筒配合对应图5中C处的局部结构示意图。

图7为三种典型的低应力柔性销轴/套筒配合结构接触区域应力分布特征曲线图，A、现有结构。

具体实施方式

如图3、图4、图5、图6所示，本实用新型的低应力柔性销轴/套筒配合结构，包括柔性销轴1和套筒2，还包括圆环形卸荷槽3，所述圆环形卸荷槽3设置于柔性销轴和套筒过盈连接边缘处的套筒内端面；

柔性销轴1与套筒2之间为过盈连接，在柔性销轴1与套筒2过盈连接边缘处的套筒内端面开有圆环形卸荷槽3，卸荷槽3在过轴线的剖面内为“U”形截面。

参照图3～图6所示，卸荷槽的尺寸位置关系如下：卸荷槽底部半圆的圆弧半径R等于卸荷槽宽度L2的一半；卸荷槽的宽度L2为L1的1/6~1/2，其中L1为套筒过盈连接面凸台的高度；卸荷槽的深度L3大于或等于L2，其中L2为卸荷槽的宽度；卸荷槽的倾斜角Θ为45°～90°。

如图7所示，通过有限元分析了低应力柔性销轴与套筒在过盈连接下配合面的应力分布，从接触区域应力分布特征曲线图可以看出：现有柔性销轴/套筒配合结构接触边缘区域应力集中很严重，本实用新型的低应力柔性销轴/套筒配合结构由于在套筒内端面开有“U”形截面的圆环形卸荷槽，最大应力相对于前者来说显著减小，降低了柔性销轴/套筒配合边缘的应力集中，改善了应力分布形式，柔性销轴/套筒配合结构的抵抗微动疲劳失效的能力得到增强，同时提高了疲劳寿命，也提高了柔性销轴/套筒配合结构的可靠性和安全性。