[實用新型]一種低應(yīng)力柔性銷軸/套筒配合結(jié)構(gòu)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201520724382.2
• 申請日: 2015-09-18
• 公開（公告）號: CN205036792U
• 公開（公告）日: 2016-02-17
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 譚援強;胡檢發(fā);姜勝強;胡聰芳;楊世平
• 申請（專利權(quán)）人: 湘潭大學(xué)
• 主分類號: F16H1/28
• 分類號: F16H1/28
• 代理公司: 湘潭市匯智專利事務(wù)所(普通合伙) 43108
• 代理人: 冷玉萍

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及一種低應(yīng)力柔性銷軸/套筒配合結(jié)構(gòu)，具體地講，涉及到行星齒輪傳動均載機構(gòu)中的低應(yīng)力柔性銷軸/套筒配合結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)

目前，在行星齒輪傳動均載機構(gòu)中，柔性銷軸/套筒配合結(jié)構(gòu)的應(yīng)用較為廣泛，其作用是通過柔性銷軸/套筒配合結(jié)構(gòu)的受載變形而改變行星齒輪傳動系統(tǒng)的載荷分布，從而達到實現(xiàn)均載的效果。

參照圖1所示，其為現(xiàn)有的柔性銷軸/套筒配合結(jié)構(gòu)，圖2對應(yīng)圖1中A處的局部放大圖，其中，柔性銷軸與套筒之間的連接方式為過盈配合，在過盈連接配合面的邊緣區(qū)域A處存在應(yīng)力集中，峰值應(yīng)力比配合面其它區(qū)域大很多，降低了柔性銷軸/套筒配合結(jié)構(gòu)的疲勞壽命，嚴(yán)重影響了柔性銷軸/套筒配合結(jié)構(gòu)的可靠性和安全性。

在行星齒輪傳動均載機構(gòu)中，柔性銷軸/套筒配合結(jié)構(gòu)是關(guān)系到行星齒輪傳動設(shè)備的使用壽命、可靠性及其安全性的最重要的部件之一。現(xiàn)有的柔性銷軸/套筒配合結(jié)構(gòu)在使用過程中容易發(fā)生微動疲勞，在疲勞的初始階段，裂紋的萌生擴展比較慢，但經(jīng)過一定時間后，疲勞裂紋就有可能引起行星齒輪傳動均載機構(gòu)失效，造成較大的經(jīng)濟損失甚至事故。因此迫切需要一個既能改善柔性銷軸/套筒配合結(jié)構(gòu)的抗微動疲勞性能，具備互換性，又不增加經(jīng)濟成本的設(shè)計方案。

發(fā)明內(nèi)容

本實用新型的目的在于，提供一種低應(yīng)力柔性銷軸/套筒配合結(jié)構(gòu)，其能夠有效改變?nèi)嵝凿N軸與套筒過盈連接配合表面之間的應(yīng)力狀態(tài)，增強柔性銷軸/套筒配合結(jié)構(gòu)的抵抗微動疲勞失效的能力，提高疲勞壽命，從而提高柔性銷軸/套筒配合結(jié)構(gòu)的可靠性和安全性。

本實用新型實現(xiàn)上述目的的技術(shù)方案為：

一種低應(yīng)力柔性銷軸/套筒配合結(jié)構(gòu)，包括柔性銷軸和套筒，其特征在于：還包括圓環(huán)形卸荷槽，所述圓環(huán)形卸荷槽設(shè)置于柔性銷軸和套筒過盈連接邊緣處的套筒內(nèi)端面。

進一步地，所述柔性銷軸與套筒之間的連接方式為過盈配合，所述圓環(huán)形卸荷槽在過軸線的剖面內(nèi)為“U”形截面。

進一步地，所述卸荷槽底部半圓的圓弧半徑R等于卸荷槽寬度L2的一半;

所述卸荷槽的寬度L2為L1的1/6~1/2，其中L1為套筒過盈連接面凸臺的高度;

所述卸荷槽的深度L3大于或等于L2，其中L2為卸荷槽的寬度；

所述卸荷槽的傾斜角Θ為45°～90°。

采用本實用新型的上述低應(yīng)力柔性銷軸/套筒配合結(jié)構(gòu)其效果是顯著的，相對于現(xiàn)有的技術(shù)，本實用新型的有益效果表現(xiàn)在：

1.本實用新型在套筒內(nèi)端面開有圓環(huán)形卸荷槽，在端面形成“U”形截面，從應(yīng)力分布來說，此“U”形截面的卸荷槽結(jié)構(gòu)使得柔性銷軸與套筒過盈連接配合表面的應(yīng)力狀態(tài)發(fā)生了改變，降低了柔性銷軸/套筒配合邊緣的應(yīng)力集中，改善了應(yīng)力分布形式；

2.本實用新型的卸荷槽結(jié)構(gòu)提高了柔性銷軸/套筒配合結(jié)構(gòu)的抵抗微動疲勞失效的能力，延長了疲勞壽命，提高了柔性銷軸/套筒配合結(jié)構(gòu)的可靠性和安全性。

附圖說明

圖1為現(xiàn)有柔性銷軸/套筒配合結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為現(xiàn)有柔性銷軸/套筒配合對應(yīng)圖1中A處的局部結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為本實用新型的低應(yīng)力柔性銷軸/套筒配合結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4為本實用新型的低應(yīng)力柔性銷軸/套筒配合對應(yīng)圖3中B處的局部結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5為本實用新型的低應(yīng)力柔性銷軸/套筒配合結(jié)構(gòu)示意圖（卸荷槽的傾斜角為Θ）。

圖6為本實用新型的低應(yīng)力柔性銷軸/套筒配合對應(yīng)圖5中C處的局部結(jié)構(gòu)示意圖。

圖7為三種典型的低應(yīng)力柔性銷軸/套筒配合結(jié)構(gòu)接觸區(qū)域應(yīng)力分布特征曲線圖，A、現(xiàn)有結(jié)構(gòu)。

具體實施方式

如圖3、圖4、圖5、圖6所示，本實用新型的低應(yīng)力柔性銷軸/套筒配合結(jié)構(gòu)，包括柔性銷軸1和套筒2，還包括圓環(huán)形卸荷槽3，所述圓環(huán)形卸荷槽3設(shè)置于柔性銷軸和套筒過盈連接邊緣處的套筒內(nèi)端面；

柔性銷軸1與套筒2之間為過盈連接，在柔性銷軸1與套筒2過盈連接邊緣處的套筒內(nèi)端面開有圓環(huán)形卸荷槽3，卸荷槽3在過軸線的剖面內(nèi)為“U”形截面。

參照圖3～圖6所示，卸荷槽的尺寸位置關(guān)系如下：卸荷槽底部半圓的圓弧半徑R等于卸荷槽寬度L2的一半；卸荷槽的寬度L2為L1的1/6~1/2，其中L1為套筒過盈連接面凸臺的高度；卸荷槽的深度L3大于或等于L2，其中L2為卸荷槽的寬度；卸荷槽的傾斜角Θ為45°～90°。

如圖7所示，通過有限元分析了低應(yīng)力柔性銷軸與套筒在過盈連接下配合面的應(yīng)力分布，從接觸區(qū)域應(yīng)力分布特征曲線圖可以看出：現(xiàn)有柔性銷軸/套筒配合結(jié)構(gòu)接觸邊緣區(qū)域應(yīng)力集中很嚴(yán)重，本實用新型的低應(yīng)力柔性銷軸/套筒配合結(jié)構(gòu)由于在套筒內(nèi)端面開有“U”形截面的圓環(huán)形卸荷槽，最大應(yīng)力相對于前者來說顯著減小，降低了柔性銷軸/套筒配合邊緣的應(yīng)力集中，改善了應(yīng)力分布形式，柔性銷軸/套筒配合結(jié)構(gòu)的抵抗微動疲勞失效的能力得到增強，同時提高了疲勞壽命，也提高了柔性銷軸/套筒配合結(jié)構(gòu)的可靠性和安全性。