一种基于内啮合齿轮的法兰快速连接和拆卸机构

1.本发明属于法兰连接技术领域，更具体地说，是涉及一种基于内啮合齿轮的法兰快速连接和拆卸机构。


背景技术：

2.法兰，又叫法兰凸缘盘或突缘，用于连接两个不同零部件。法兰连接是各类机械设备中重要的连接方式，在日常生活当中也有着广泛的应用，目前法兰大部分都是使用螺栓进行连接，使用时拆装数量过多的螺栓十分不方便。
3.对于现有的法兰连接与拆装，授权公布号为cn106224667b的发明专利公开了一种连接快捷牢固的法兰，包括第一法兰、第二法兰、密封垫圈、紧固螺栓和螺母，第一法兰和第二法兰的对应位置分别开设有至少两个弧形孔，紧固螺栓依次贯穿第一法兰和第二法兰的弧形孔与螺母螺纹连接，密封垫圈设置在第一法兰和第二法兰之间，第二法兰靠近第一法兰一侧设置有环形连接块，环形连接块外侧制有外螺纹，第一法兰开设有与环形连接块相匹配的连接槽，连接槽内壁制有与环形连接块的外螺纹相匹配的内螺纹。此发明虽然减少了螺栓的使用数量提高了一定的效率，但是并没有完全放弃螺栓的使用，在固定及拆卸时依旧不是十分便捷。授权公布号为cn102705606b的发明专利公开了楔块锁闭式法兰快速连接装置，包括上法兰、下法兰，下法兰呈向上伸起的吊耳状，吊耳上部有下弯钩头，下弯钩头的上平面带有笫一楔形块，下弯钩头与滑块上部的内弯钩头相配合，滑块的上下部分内侧分别带有用以紧固配合的楔形块，上法兰的底面带有笫二楔形块，上法兰上设有沿周向均布的三个缺口，上法兰的底面设有沿周向均布的三个定位块，在上法兰与下法兰的下部设有与销配合的定位孔。此发明虽然通过楔形块间的锁紧代替了螺栓紧固，但操作较为复杂，在使用过程中需要依次插入多个楔形块和销。


技术实现要素：

4.本发明所要解决的技术问题是提供一种基于内啮合齿轮的法兰快速连接和拆卸机构，通过齿轮啮合转动完成法兰的快速连接和拆卸，代替了传统的螺栓连接，能够节省大量时间，并可以承受一定的载荷。
5.为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：一种基于内啮合齿轮的法兰快速连接和拆卸机构，包括第一法兰、第二法兰、直齿内齿轮、直齿圆柱齿轮，所述直齿内齿轮与所述直齿圆柱齿轮啮合连接，所述直齿圆柱齿轮套设固定连接销轴，所述销轴穿过并转动连接所述第二法兰后转动连接所述第一法兰，所述直齿内齿轮与所述第二法兰通过转轴转动连接，所述转轴依次穿过所述直齿内齿轮和所述第二法兰的中心，所述直齿内齿轮转动，带动所述直齿圆柱齿轮转动，所述直齿圆柱齿轮带动所述销轴转动，所述销轴转动设定角度后，所述第一法兰可沿所述销轴的轴线做直线运动，脱离所述销轴，实现所述第一法兰和所述第二法兰的分离。
6.优选地，在所述直齿内齿轮与所述第二法兰之间设有弹簧定位销，拨动所述弹簧
定位销，带动所述直齿内齿轮转动，所述直齿内齿轮带动所述直齿圆柱齿轮完成设定角度的转动，所述直齿圆柱齿轮带动所述销轴完成设定角度的转动。
7.优选地，所述弹簧定位销包括弹簧、圆柱销、限位键、拨片，所述弹簧套设在所述圆柱销的外面，所述圆柱销的一端固定垂直连接所述限位键，在所述限位键的一端固定连接拨片。
8.优选地，在所述第二法兰的一端面上沿圆周设有三个第一键槽，所述第一键槽的长度方向沿所述第二法兰的半径方向设置，所述第一键槽朝向远离所述第二法兰的圆心方向延伸至所述第二法兰的侧面，在所述直齿内齿轮的一端面上设有第二键槽，所述第二键槽的长度方向沿所述直齿内齿轮的半径方向设置，所述第二键槽朝向远离所述直齿内齿轮的圆心方向延伸至所述直齿内齿轮的侧面，在所述第二键槽靠近所述直齿内齿轮的圆心端设有凹槽，所述弹簧设于所述凹槽内，所述限位键设于所述第二键槽与任一个所述第一键槽组成的完整键槽内，所述拨片探出所述第二键槽。
9.优选地，当所述限位键从中间的第一键槽旋转至左侧或右侧的第一键槽时，所述直齿圆柱齿轮的旋转角度相同。
10.优选地，所述销轴的顶端设有十字部，在所述第一法兰上设有与所述十字部相匹配的第一孔，所述第一孔为十字形，当所述十字部与所述第一孔的十字形对准时，所述第一法兰可沿所述十字部向外脱离所述第二法兰。
11.采用上述技术方案所产生的有益效果在于：
12.1、本发明结构简单，易于操作，只需拨动拨片，即可完成销轴的旋转，从而完成第一法兰的连接和拆卸。
13.2、本发明不再采用原有的螺栓连接方式，通过直齿内齿轮和直齿圆柱齿轮啮合转动，使得直齿圆柱齿轮带动销轴旋转设定角度，从而实现第一法兰和第二法兰的高效连接和拆卸，节省了大量时间，提高了效率。
14.3、本发明中直齿内齿轮的转动方向是不做限制的，不管是顺时针转动，还是逆时针转动，都可以实现第一法兰和第二法兰的连接和拆卸，操作方便，不会出错。
附图说明
15.图1是本发明的整体结构示意图；
16.图2是本发明的又一整体结构示意图；
17.图3是第一法兰的结构示意图；
18.图4是第二法兰的结构示意图；
19.图5是直齿内齿轮的结构示意图；
20.图6是弹簧定位销的结构示意图；
21.图7是销轴的结构示意图；
22.图8是第一法兰脱离第二法兰时的状态示意图；
23.图9是第一法兰与第二法兰连接时的状态示意图；
24.图中：1、第一法兰；11、第一孔；2、第二法兰；21、第一键槽；22、第二孔；23、第三孔；3、直齿内齿轮；31、第二键槽；32、凹槽；33、第四孔；4、弹簧定位销；41、弹簧；42、圆柱销；43、限位键；44、拨片；5、直齿圆柱齿轮；6、销轴；61、十字部；62、圆柱部。
具体实施方式
25.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
26.如图1-2所示，本发明包括第一法兰1、第二法兰2、直齿内齿轮3、直齿圆柱齿轮5，其中，直齿内齿轮3与直齿圆柱齿轮5啮合连接，直齿圆柱齿轮5可以通过键连接来与销轴6实现同步转动。销轴6与直齿圆柱齿轮5的数量为四个，沿圆周均匀布置。销轴6穿过并转动连接第二法兰2后转动连接第一法兰1，第二法兰2上设有第二孔22，销轴6穿过第二孔22。直齿内齿轮3与第二法兰2通过中心转轴转动连接，中心转轴套设在第三孔23和第四孔33内，第三孔23设于第二法兰2的中心，第四孔33设于直齿内齿轮3的中心。其中，第三孔33可以是螺纹孔，中心转轴的顶部设置一截外螺纹，外螺纹段与螺纹孔旋接，中心转轴将直齿内齿轮3和第二法兰2连接在一起；中心转轴的其余部分是光轴，穿过第四孔33，使直齿内齿轮3可以绕中心转轴转动。
27.直齿内齿轮3转动，带动直齿圆柱齿轮5转动，直齿圆柱齿轮5带动销轴6转动，销轴6转动设定角度后，第一法兰1可沿销轴6的轴线做直线运动，脱离销轴6，从而实现第一法兰1和第二法兰2的分离拆卸。
28.在直齿内齿轮3与第二法兰2之间设有弹簧定位销4，拨动弹簧定位销4，带动直齿内齿轮3转动，直齿内齿轮3带动直齿圆柱齿轮5转动，直齿圆柱齿轮5带动销轴6转动，销轴6完成设定角度的转动后，第一法兰1可沿销轴6的轴线做直线运动，脱离销轴6，从而实现第一法兰1和第二法兰2的分离拆卸，如图8所示。
29.具体地，如图6所示，弹簧定位销4包括弹簧41、圆柱销42、限位键43、拨片44，弹簧41套设在圆柱销42的外面，圆柱销42的一端固定垂直连接限位键43，在限位键43的一端固定连接拨片44。
30.具体地，如图4所示，在第二法兰2的一端面上沿圆周设有三个第一键槽21，第一键槽21的长度方向沿第二法兰2的半径方向设置。第一键槽21朝向远离第二法兰2的圆心方向延伸至第二法兰2的侧面。
31.具体地，如图5所示，在直齿内齿轮3的一端面上设有第二键槽31，第二键槽31的长度方向沿直齿内齿轮3的半径方向设置。第二键槽31朝向远离直齿内齿轮3的圆心方向延伸至直齿内齿轮的侧面。在第二键槽31靠近直齿内齿轮3的圆心端设有凹槽32，弹簧41设于凹槽32内，限位键43设于第二键槽32与任一个第一键槽21组成的完整键槽内，拨片44探出第二键槽31。左右两侧的第一键槽21关于中间的第一键槽21对称，当限位键43从中间的第一键槽21旋转至左侧或右侧的第一键槽21时，直齿圆柱齿轮5的旋转角度相同。
32.拨动拨片44时，向下按压弹簧41，使限位键43完全陷入第二键槽31内，然后顺时针或逆时针旋转拨片44，拨片44带动直齿内齿轮3转动，当限位键43与第一键槽21重合时，松开拨片44，弹簧41弹起，将限位键43的一部分顶入第一键槽21内，限位键43限制直齿内齿轮3转动，使直齿内齿轮3和第二法兰2连接在一起。拨片44转动过程中，圆柱销42始终嵌接在凹槽32内，充当转动中心的角色。
33.如图7所示，销轴6的顶端设有十字部61，如图3所示，在第一法兰1上设有与十字部
61相匹配的第一孔11，第一孔11为十字形，当十字部61与第一孔11的十字形对准时，第一法兰1可沿十字部61向外脱离第二法兰2。
34.如图9所示，当第一法兰1与第二法兰2处于连接状态时，弹簧41向上顶起限位键43，限位键43卡在第二键槽31与中间的第一键槽21形成的键槽内，使直齿内齿轮3与第二法兰2连接在一起，直齿内齿轮3与直齿圆柱齿轮5不能转动，此时销轴6顶端的十字部61与第一孔11的夹角为45
°
。第一法兰1套设在与十字部61相接的圆柱部62的外面，卡在十字部61与第二法兰2之间，与第二法兰2处于连接状态。
35.以上，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种基于内啮合齿轮的法兰快速连接和拆卸机构，其特征在于，包括第一法兰、第二法兰、直齿内齿轮、直齿圆柱齿轮，所述直齿内齿轮与所述直齿圆柱齿轮啮合连接，所述直齿圆柱齿轮套设固定连接销轴，所述销轴穿过并转动连接所述第二法兰后转动连接所述第一法兰，所述直齿内齿轮与所述第二法兰通过转轴转动连接，所述转轴依次穿过所述直齿内齿轮和所述第二法兰的中心，所述直齿内齿轮转动，带动所述直齿圆柱齿轮转动，所述直齿圆柱齿轮带动所述销轴转动，所述销轴转动设定角度后，所述第一法兰可沿所述销轴的轴线做直线运动，脱离所述销轴，实现所述第一法兰和所述第二法兰的分离。2.根据权利要求1所述的一种基于内啮合齿轮的法兰快速连接和拆卸机构，其特征在于，在所述直齿内齿轮与所述第二法兰之间设有弹簧定位销，拨动所述弹簧定位销，带动所述直齿内齿轮转动，所述直齿内齿轮带动所述直齿圆柱齿轮完成设定角度的转动，所述直齿圆柱齿轮带动所述销轴完成设定角度的转动。3.根据权利要求2所述的一种基于内啮合齿轮的法兰快速连接和拆卸机构，其特征在于，所述弹簧定位销包括弹簧、圆柱销、限位键、拨片，所述弹簧套设在所述圆柱销的外面，所述圆柱销的一端固定垂直连接所述限位键，在所述限位键的一端固定连接拨片。4.根据权利要求3所述的一种基于内啮合齿轮的法兰快速连接和拆卸机构，其特征在于，在所述第二法兰的一端面上沿圆周设有三个第一键槽，所述第一键槽的长度方向沿所述第二法兰的半径方向设置，所述第一键槽朝向远离所述第二法兰的圆心方向延伸至所述第二法兰的侧面，在所述直齿内齿轮的一端面上设有第二键槽，所述第二键槽的长度方向沿所述直齿内齿轮的半径方向设置，所述第二键槽朝向远离所述直齿内齿轮的圆心方向延伸至所述直齿内齿轮的侧面，在所述第二键槽靠近所述直齿内齿轮的圆心端设有凹槽，所述弹簧设于所述凹槽内，所述限位键设于所述第二键槽与任一个所述第一键槽组成的完整键槽内，所述拨片探出所述第二键槽。5.根据权利要求4所述的一种基于内啮合齿轮的法兰快速连接和拆卸机构，其特征在于，当所述限位键从中间的第一键槽旋转至左侧或右侧的第一键槽时，所述直齿圆柱齿轮的旋转角度相同。6.根据权利要求1所述的一种基于内啮合齿轮的法兰快速连接和拆卸机构，其特征在于，所述销轴的顶端设有十字部，在所述第一法兰上设有与所述十字部相匹配的第一孔，所述第一孔为十字形，当所述十字部与所述第一孔的十字形对准时，所述第一法兰可沿所述十字部向外脱离所述第二法兰。

技术总结
本发明公开了一种基于内啮合齿轮的法兰快速连接和拆卸机构，涉及技术领域。包括第一法兰、第二法兰、直齿内齿轮、直齿圆柱齿轮，直齿内齿轮与直齿圆柱齿轮啮合连接，直齿圆柱齿轮套设固定连接销轴，销轴穿过并转动连接第二法兰后转动连接第一法兰，直齿内齿轮与第二法兰通过转轴转动连接，转轴依次穿过直齿内齿轮和第二法兰的中心，直齿内齿轮转动，带动直齿圆柱齿轮转动，直齿圆柱齿轮带动销轴转动，销轴转动设定角度后，第一法兰可沿销轴的轴线做直线运动，脱离销轴，实现第一法兰和第二法兰的分离。本发明通过齿轮啮合转动完成法兰的快速连接和拆卸，代替了传统的螺栓连接，能够节省大量时间，并可以承受一定的载荷。并可以承受一定的载荷。并可以承受一定的载荷。


技术研发人员：赵京 张傲 周振勇
受保护的技术使用者：北京工业大学
技术研发日：2023.07.12
技术公布日：2023/10/8