根據35U.S.C.§120及§365以及《保護工業(yè)產權巴黎公約》的斯德哥爾摩法案第4條，本申請要求于2014年9月25日提交的、申請?zhí)枮?4/496,664的美國正式專利申請的優(yōu)先權，由此通過引用合并該申請的全部內容。

技術領域

本發(fā)明一般涉及齒輪聯(lián)軸器，更具體地涉及油潤滑的齒輪聯(lián)軸器。

背景技術：

聯(lián)軸器用于傳遞兩個機器之間的扭矩和旋轉運動，其中輸入軸和輸出軸軸向地、徑向地、成角度地、或按上述方式的組合偏移。不同類型的聯(lián)軸器具有不同的特性，并用于不同的應用場合。

齒輪聯(lián)軸器具有高扭矩、高偏移、以及中等的速度性能，還具有高抗扭剛度。齒輪聯(lián)軸器通常用油脂潤滑，其趨向于在遠離密封裝置的套筒齒輪外側周圍保持為圓柱形。具有低偏移的油脂潤滑齒輪聯(lián)軸器可在齒輪齒的外側使用接觸密封，而高偏移的聯(lián)軸器在輪轂齒輪齒下方延伸的端板上具有邊緣。然而，當難以拆卸或拆卸相關機器成本昂貴時，有時候使用低粘度的潤滑劑，例如油，是相當方便的，這使得潤滑劑能夠通過排走并利用合適的插塞重新注入聯(lián)軸器進行更換。然而，低粘度潤滑劑的使用產生密封問題，尤其是，當聯(lián)軸器遇到頻繁啟停的應用場合。

潤滑齒輪聯(lián)軸器的一個實施例在美國專利US 6,171,197(Boucquey)中有所公開，其公開了一種聯(lián)軸器，允許成角度偏移和徑向偏移，以及兩根軸之間的軸向位移。聯(lián)軸器包括兩個輪轂、套筒管、防止過度位移的止動裝置、以及密封圈。然而，Boucquey沒有公開或教導的是，潤滑齒輪聯(lián)軸器帶有插塞，其能夠移除和更換，以便排走并重新注入潤滑劑。Boucquey也沒有公開密封圈之間的通道，其有助于防止任何污染物進入含有潤滑劑的腔內。相反，Boucquey教導了具有密封圈的潤滑齒輪聯(lián)軸器，當發(fā)生偏移時，其承受可忽略的徑向位移，并且這是防止?jié)櫥艿饺魏挝廴镜奈ㄒ皇侄巍?/p>

潤滑齒輪聯(lián)軸器的另一實施例在美國專利US 6,524,191(Tennies)中有所公開，其公開了一種反向聯(lián)軸器，用于傳遞電機軸與齒輪箱小齒輪軸之間的功。聯(lián)軸器具有安裝在電機軸上的軸輪轂、安裝在齒輪箱軸上的齒輪箱輪轂、環(huán)形齒條、套筒環(huán)齒輪、以及聯(lián)軸器構件套筒密封。然而，Tennies沒有公開或教導的是，除了潤滑劑固定密封之外的單獨的排除污染物密封。Tennies也沒有公開密封圈之間的通道，其有助于防止任何污染物進入含有潤滑劑的腔內。

潤滑齒輪聯(lián)軸器的另一實施例在美國專利申請US 2011/0012314(Nakamura)中有所公開，其公開了一種裝置，具有第一構件、第二構件、第一密封體、以及第二密封體。潤滑劑由第一密封體密封在第一構件和第二構件之間。第二密封體布置在第一密封體附近面對潤滑劑，并且如果第一密封體失效(compromised)，其從備用位置滑到密封位置。每個密封體包括油密封和塵密封。然而，Nakamura沒有教導或公開的是，潤滑齒輪聯(lián)軸器具有單獨密封，以保持潤滑劑并排除污染物。此外，Nakamura沒有公開能夠移除和更換的插塞，以便排走并注入潤滑劑。相反，Nakamura教導了密封體在備用位置具有第二密封體，并在第一密封體失效之后，僅在移到密封位置時起到密封作用。

因此，長期存在對潤滑齒輪聯(lián)軸器的切實需要，其包含兩個單獨的密封，以保持潤滑劑并將污染物排除遠離潤滑劑；無需完全拆卸齒輪聯(lián)軸器就易于排走潤滑劑的裝置；并且在齒輪聯(lián)軸器內具有將向潤滑劑密封遷移的潤滑劑量降至最少的特征。

技術實現(xiàn)要素：

概括地，本發(fā)明包括潤滑齒輪聯(lián)軸器，用于傳遞輸入軸與輸出軸之間的扭矩，包括連接至輸入軸的第一輪轂，該第一輪轂包括至少一個齒輪齒以及第一凸起棱；不可旋轉地連接至輸出軸的第二輪轂，該第二輪轂包括至少一個齒輪齒和第二凸起棱；套筒齒輪，其包括至少一個齒輪齒，其中第一輪轂和第二輪轂布置在套筒齒輪內，第一輪轂與第二輪轂的齒輪齒對應于套筒齒輪的齒輪齒，隨著第一輪轂與第二輪轂之間發(fā)生軸向、徑向、以及成角度的運動，扭矩從輸入軸傳遞到輸出軸；以及設置在套筒齒輪上的排空裝置，潤滑劑流經該排空裝置。

本發(fā)明還包括第一、第二、第三、以及第四密封，其中第一與第二密封功能性地布置在第一輪轂與套筒齒輪之間，第一密封防止?jié)櫥瑒┡抛撸诙芊夥乐節(jié)櫥瑒┦芪廴?。第三與第四密封功能性地布置在第二輪轂與套筒齒輪之間，第三密封防止?jié)櫥瑒┡抛?，第四密封防止?jié)櫥瑒┦芪廴尽?/p>

本發(fā)明的一般目的在于，提供潤滑齒輪聯(lián)軸器，其能夠執(zhí)行與現(xiàn)有技術齒輪聯(lián)軸器相同的功能，但將潤滑劑的受污染或排放降至最低。

本發(fā)明的另一目的在于，為潤滑齒輪聯(lián)軸器的維護和潤滑劑更換提供成本節(jié)約。

通過閱讀并檢閱本發(fā)明的下列詳細描述，參照所附附圖和權利要求，本發(fā)明的這些及其他目的、特征和優(yōu)點將會變得顯而易見。

附圖說明

在本發(fā)明的下列詳細描述中，采用所附附圖，將對本發(fā)明的運行性質和模式進行更詳細的描述，其中：

圖1是本發(fā)明齒輪聯(lián)軸器的立體圖；

圖2是齒輪聯(lián)軸器的主視圖；

圖3是齒輪聯(lián)軸器的后視圖；

圖4是齒輪聯(lián)軸器的側視圖；

圖5是輸入輪轂12與輸出輪轂22的立體圖；

圖6是已移除第二端板50b的齒輪聯(lián)軸器的立體圖；以及

圖7是沿圖2的線7-7截得的齒輪聯(lián)軸器的橫截面圖。

具體實施方式

首先，需要注意的是，各個附圖的相同附圖標記指示本發(fā)明相同的、或功能相似的結構性元件?？梢岳斫獾氖?，本發(fā)明所要求的范圍不受限于所公開的方面。

而且，可以理解的是，本發(fā)明不受限于特定的所述方法論、材料和修改，同樣地，當然可以變更。還可以理解的是，本文所用的術語僅用于描述特定方面的目的，而不是旨在限制本發(fā)明所要求的范圍。

除非另有定義，對于本領域普通技術人員而言，本文使用的所有技術性和科學性術語在本發(fā)明所具有的含義與他們普遍理解的意思相同。需要理解的是，相似或等同于本文所述的任意方法、設備或材料，能夠用于本發(fā)明的實施或測試。

現(xiàn)論述附圖，圖1是齒輪聯(lián)軸器10的立體圖，明顯包括輸入輪轂12(如圖2所示)、輸出輪轂22、第一套筒齒輪30、第二套筒齒輪36、第一端板50a、第二端板60b、螺栓60、螺母62、放油塞65a(如圖4所示)、以及放油塞65b。輸入輪轂12和輸出輪轂22分別布置在第一套筒齒輪30與第二套筒齒輪36內。第一套筒齒輪30與第二套筒齒輪36通過螺栓60和螺母62彼此固定，螺栓60和螺母62功能性地布置在第一套筒齒輪30的法蘭31與第二套筒齒輪36的法蘭37上。第一端板50a通過固定螺絲51a固定至第一套筒齒輪30。此外，第二端板50b通過固定螺絲51b固定至第二套筒齒輪36。潤滑劑72(如圖7所示)封閉在第一套筒齒輪30與第二套筒齒輪36內，在運行時減少輸入輪轂12與第一套筒齒輪30之間、以及輸出輪轂22與第二套筒齒輪36之間的摩擦(如圖7所示)。放油塞65a(如圖4所示)功能性地布置在第一套筒齒輪30的外表面33上，以允許排出并更換第一套筒齒輪30內的潤滑劑72。此外，放油塞65b功能性地布置在第二套筒齒輪36的外表面39上，以允許排出并更換第二套筒齒輪36內的潤滑劑72。這使得用戶能夠無需完全拆卸齒輪聯(lián)軸器10就能實現(xiàn)齒輪聯(lián)軸器10的定期維護。在優(yōu)選實施例中，放油塞65a和65b是與第一套筒齒輪30及第二套筒齒輪36的外表面33和39上的螺紋插件接合并固定的螺絲。然而，需要注意的是，在本發(fā)明所要求的范圍內，使用不同類型的可移除塞是可行及可考慮的。

圖2和圖3分別是齒輪聯(lián)軸器10的主視圖和后視圖。如圖所示，固定板42同心布置在輸入輪轂12內。固定板緊固件44和銷45功能性地布置在固定板42上，它們將會接合輸入裝置，例如軸(未示出)，以轉動齒輪聯(lián)軸器10。輸入裝置(未示出)還可以接合套筒40，該套筒40同心布置在輸入輪轂12內，以便限制施加在齒輪聯(lián)軸器10上的扭矩。在優(yōu)選實施例中，固定螺絲51a和51b分別對稱布置在第一端板50a和第二端板50b的面上。此外，螺絲60和螺母62對稱地布置在第一套筒齒輪30和第二套筒齒輪36的法蘭31和37上。然而，需要注意的是，在本發(fā)明所要求的范圍內，不同的非對稱結構是可行及可考慮的。

圖4是齒輪聯(lián)軸器10的側視圖。如圖所示，輸入輪轂12與輸出輪轂22共線，而第一套筒齒輪30與第二套筒齒輪36共線。當齒輪聯(lián)軸器10處于運行狀態(tài)下且沒有發(fā)生偏移時，輸入輪轂12、輸出輪轂22、第一套筒齒輪30以及第二套筒齒輪36全部繞軸線80轉動。重要的是，要注意輸入輪轂12和輸出輪轂22能夠軸向、徑向、以及成角度地偏移。如圖所示，放油塞65a在第一套筒齒輪30的外表面33上對稱布置，以及放油塞65b在第二套筒齒輪36的外表面39上對稱布置。

圖5是輸入輪轂12與輸出輪轂22的立體圖。輸入輪轂12包括齒輪齒14、第一表面16、第二表面18以及套筒40。輸出輪轂22包括齒輪齒24、第一表面26、第二表面28(如圖7所示)。在優(yōu)選實施例中，輸入輪轂12與輸出輪轂22由高強度材料，例如鋼制成。然而，需要注意的是，在本發(fā)明所要求的范圍內，使用不同的材料是可行及可考慮的。例如，如果運行環(huán)境對鋼具有腐蝕性，輸入輪轂12與輸出輪轂22可由復合材料制成，或者如果應力在可接受的范圍內，可由球墨鑄鐵制成。此外，齒輪齒14和齒輪齒24在每個齒輪齒的最外緣包括球冠以及軸向錐形的側翼，以允許成角度的偏移。

圖6是已從第二套筒齒輪36移除第二端板50b的齒輪聯(lián)軸器10的立體圖。如圖所示，齒輪齒38同心布置在第二套筒齒輪36內。通過第二套筒齒輪36的齒輪齒38嚙合輸出輪轂22的齒輪齒24，輸出輪轂22相對于第二套筒齒輪36基本不可旋轉(如圖7所示)。齒輪齒38和齒輪齒24設計為允許輸入輪轂12與輸出輪轂22的軸向、徑向、或成角度的偏移。此外，輸入輪轂12的齒輪齒14和輸出輪轂22的齒輪齒32設計為允許輸入輪轂12與輸出輪轂22的軸向、徑向、或成角度的偏移。當發(fā)生偏移時，為了確保輸出輪轂22通過齒輪齒24與齒輪齒38保持與套筒齒輪36接合，止動塊58c和58d同心布置在第二套筒齒輪36的齒輪齒38的兩側。當齒輪聯(lián)軸器10處于運行狀態(tài)時，隨著輸入輪轂12與輸出輪轂22之間發(fā)生偏移，輸出輪轂22沿齒輪齒38和齒輪齒24在第二套筒齒輪36內軸向、徑向、以及成角度地滑動，以確保齒輪聯(lián)軸器10不存在過量的扭矩或應力。此外，當齒輪聯(lián)軸器10處于運行狀態(tài)時，由于輸入輪轂12與輸出輪轂22偏移，輸入輪轂12沿齒輪齒32和齒輪齒14在第一套筒齒輪30內軸向、徑向、以及成角度地滑動(如圖7所示)。為了確保輸入輪轂12的齒輪齒14保持嚙合第一套筒齒輪30的齒輪齒32，止動塊58a和58b同心布置在第一套筒齒輪30的齒輪齒32的兩側(如圖7所示)。在優(yōu)選實施例中，齒輪齒12、24、32和38大致相似于直齒圓柱齒輪，當輸入輪轂12與第一套筒齒輪30接合，并且輸出輪轂22與第二套筒齒輪36接合時，其允許輸入輪轂12與輸出輪轂22的軸向以及徑向位移。然而，需要注意的是，在本發(fā)明所要求的范圍內，使用不同的齒輪結構是可行及可考慮的。例如，行星齒輪可用于傳遞輸入輪轂12到第一套筒齒輪30的扭矩，而直齒圓柱齒輪可用于傳遞從第二套筒齒輪到輸出輪轂22的扭矩。

圖7是沿圖2的線7-7截得的齒輪聯(lián)軸器10橫截面圖。如圖所示，第一端板50a包括延伸件52、表面52a和表面52b，而第二端板50b包括延伸件53、表面53a和表面53b。固定密封54a沿延伸件52的表面52b以及輸入輪轂12的表面18，布置在延伸件52與輸入輪轂12之間。此外，固定密封54b沿延伸件52的表面52b以及輸入輪轂12的表面18布置在延伸件53與輸出輪轂22之間。潤滑劑72置于輸入輪轂12的齒輪齒14與第一套筒齒輪30的齒輪齒32之間，以及輸出輪轂22的齒輪齒24與第二套筒齒輪36的齒輪齒38之間，以減少偏移期間的摩擦。輸入輪轂12與輸出輪轂22分別具有凸起棱74a和74b，當齒輪聯(lián)軸器10處于運行狀態(tài)時，用于延緩潤滑劑72接近固定密封54a和54b。為了防止?jié)櫥瑒?2受污染，排除密封56a沿延伸件52的表面52b以及輸入輪轂12的表面16布置在延伸件52與輸入輪轂12之間。此外，排除密封56b沿延伸件53的表面53a以及輸出輪轂22的表面26布置在延伸件53與輸出輪轂22之間。在優(yōu)選實施例中，固定密封54a和54b以及排除密封56a和56b是橡膠邊緣密封。然而，需要注意的是，在本發(fā)明所要求的范圍內，使用不同的密封材料是可行及可考慮的。在輸入輪轂12與延伸件52之間形成通道75a，以允許輸入輪轂12相對于第一套筒齒輪30的軸向、徑向和成角度運動。在輸出輪轂22與延伸件53之間形成通道75b，以允許輸出輪轂22相對于第二套筒齒輪36的軸向運動。如果排除密封56a或56b開始失效并停止阻礙物質移向固定密封54a和54b，通道75a和75b還協(xié)助防止?jié)櫥瑒?2受污染。當齒輪聯(lián)軸器10處于運行狀態(tài)時，通道75a和75b的設計將污染物拉離固定密封54a和54b。

為了確保潤滑劑72保持在齒輪聯(lián)軸器10內，除了使用固定密封54a和54b之外，靜態(tài)密封68功能性地布置在第一端板50a與第一套筒齒輪30之間，而靜態(tài)密封70功能性地布置在第二端板50b與第二套筒齒輪36。此外，由于第一套筒齒輪30與第二套筒齒輪36之間的螺栓連接不足以將潤滑劑72保持在齒輪聯(lián)軸器10內，靜態(tài)密封69布置在第一套筒齒輪30與第二套筒齒輪36之間，以便獲得緊密的密封，潤滑劑72不能穿過該靜態(tài)密封69。在優(yōu)選實施例中，潤滑劑72是液體，例如油，其允許潤滑劑72不僅具有優(yōu)秀的減摩擦性能，還允許在齒輪聯(lián)軸器10內通過簡單移除放油塞65a和65b來排出并更換潤滑劑72。然而，需要注意的是，在本發(fā)明所要求的范圍內，使用不同的減摩擦物質是可行及可考慮的。例如，可在齒輪聯(lián)軸器10內使用油脂。

需要注意的是，本發(fā)明上述各個特征及其其他特征和功能、或其替代方案，可期望結合到其他多種不同的系統(tǒng)或應用場合中。當前在本文中，各種未預見到或未曾想到的替代方案、修改、變體、或改進可隨后由本領域技術人員得出，這也包含在下列權利要求中。

附圖標記列表

10 齒輪聯(lián)軸器

12 輸入輪轂

14 齒輪齒

16 第一表面

18 第二表面

22 輸出輪轂

24 齒輪齒

26 第一表面

28 第二表面

30 第一套筒齒輪

31 法蘭

32 齒輪齒

33 外表面

36 第二套筒齒輪

37 法蘭

38 齒輪齒

39 外表面

40 套筒

42 固定板

44 固定板緊固件

45 銷

50a 第一端板

50b 第二端板

51a 固定螺絲

51b 固定螺絲

52 延伸件

52a 第一表面

52b 第二表面

53 延伸件

53a 第一表面

53b 第二表面

54a 固定密封

54b 固定密封

56a 排除密封

56b 排除密封

58a 止動塊

58b 止動塊

58c 止動塊

58d 止動塊

60 螺栓

62 螺母

65a 放油塞

65b 放油塞

68 靜態(tài)密封

69 靜態(tài)密封

70 靜態(tài)密封

72 潤滑劑

74a 凸起棱

74b 凸起棱

75a 通道

75b 通道

80 軸線