[发明专利]一种斜齿花键连接结构

说明书

技术领域

本发明涉及花键连接，具体涉及一种斜齿花键连接结构。

背景技术

花键连接普遍应用于零件与轴的连接，花键连接借助轴和毂上等距分布的键齿接触互压以传递运动和转矩，传统的花键形式为直齿花键，最常见的齿形为矩形花键和渐开线花键，花键的螺旋角为0°。通过花键连接后轴上零件会随轴一同转动的，若花键传递扭矩的同时，还需要零件做轴向相对运动的话还需要增加一套执行机构，通过气动、液动或人为施加力的方式推动零件在花键上做轴向移动，以上方式结构复杂，这无疑增加了设备成本。

发明内容

为了解决现有技术中的问题，本发明提出一种斜齿花键连接结构，使得连接的两零件无需借助其他执行机构就能实现轴向的相对运动，结构简单，可靠性高。

为了实现以上目的，本发明所采用的技术方案为：包括设置在花键轴上的外花键和设置在转动部件上的内花键，所述花键轴用于带动转动部件转动，转动部件套设在花键轴上，且转动部件的内花键与花键轴的外花键相匹配，所述外花键和内花键均采用斜齿花键，所述内花键的齿根圆与外花键的齿顶圆为间隙配合，所述花键轴带动转动部件转动实现轴向的相对运动。

所述外花键和内花键均采用渐开线斜齿花键或矩形斜齿花键。

所述外花键和内花键的齿数、模数、压力角、螺旋角和旋向参数均相同。

所述外花键和内花键的斜齿螺旋角为30～40°。

所述内花键的齿根圆与相配合的外花键的齿顶圆间的间隙为0.2～0.6mm。

所述花键轴和转动部件上套设有压缩弹簧。

所述花键轴和转动部件上均设置有用于卡设压缩弹簧的弹簧座，所述压缩弹簧的一端固定在花键轴的弹簧座上，另一端固定在转动部件的弹簧座上。

所述花键轴两端设置有用于限制转动部件轴向移动行程的凸台。

与现有技术相比，本发明在花键轴上设置外花键，在转动部件上设置内花键，外花键和内花键均采用斜齿花键，利用外花键和内花键配合连接花键轴和转动部件，且内花键的齿根圆与外花键的齿顶圆为间隙配合，在花键轴转动时会产生垂直于齿面的力，该力可分解为轴向力和切向力，轴向力作用下使转动部件克服轴向阻力，并在切向力作用下使转动部件相对花键轴旋转发生轴向位移，本发明采用斜齿花键传递力矩时产生的轴向力克服轴向阻力，能够使花键轴上的转动部件相对花键轴旋转实现轴向运动，无需借助其他执行机构就能实现轴向的相对运动，结构简单，可靠性高。

进一步，外花键和内花键的齿数、模数、压力角、螺旋角和旋向参数均相同，保证了外花键和内花键配合的稳定性，力矩传递更加平稳可靠。

进一步，外花键和内花键均包括若干个均布的斜齿，斜齿的螺旋角大小依据所需的轴向力大小而定，螺旋角角度越大，花键传递使轴上零件旋转的扭矩越小，产生的轴向力就越大，同时轴向方向零件的移动速度就越慢。

进一步，花键轴和转动部件上套设有压缩弹簧，只有当轴向力克服了压缩弹簧的弹力，花键轴和转动部件才能发生轴向位移，利用不同规格的压缩弹簧对花键轴和转动部件的相对位移进行限制，只有花键轴传递的力矩到达一定值时，转动部件才能发生轴向位移，保证了本发明的可靠性和适用性。

进一步，利用花键轴两端的凸台限制转动部件轴向移动的行程，避免了转动部件脱离花键轴。

附图说明

图1为花键轴的外花键结构示意图；

图2为转动部件的内花键结构示意图；

图3为花键轴和转动部件的装配图；

图4为转动部件单个斜齿齿面的受力图；

其中，1-花键轴、2-压缩弹簧、3-转动部件、4-弹簧座、5-凸台。

具体实施方式

下面结合具体的实施例和说明书附图对本发明作进一步的解释说明。

参见图1、图2和图3，本发明包括设置在花键轴1上的外花键和设置在转动部件3上的内花键，花键轴1用于带动转动部件3转动，转动部件3套设在花键轴1上，且转动部件3的内花键与花键轴1的外花键相匹配，外花键和内花键均采用斜齿花键，内花键的齿根圆与外花键的齿顶圆为间隙配合，花键轴1带动转动部件3转动实现轴向的相对运动。

外花键和内花键均采用渐开线斜齿花键或矩形斜齿花键，外花键和内花键的齿数、模数、压力角、螺旋角和旋向参数均相同。外花键和内花键的斜齿螺旋角为30～40°。内花键的齿根圆与相配合的外花键的齿顶圆间的间隙为0.2～0.6mm。