CN101260913B - 超越离合器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种超越离合器，特别是中间件为滚针的超越离合器，具有保持架、多个滚针和多个弹簧片，在保持架上的窗孔的两端的第一和第二环形端边上各有一个用于弹簧片定位的三角形凸起，保持架的横梁的两端有弹簧片定位止口，横梁的两侧面在与横梁内表面连接端有弹簧片定位锥面；弹簧片由连成一体的支撑部分和夹持部分组成，支撑部分为两端向内弯折的支撑片，支撑片两折边末端也向内弯折，折边末端弯折角处支撑滚针悬浮，夹持部分为两片夹持片，夹持片上端与支撑片直边上端相连、夹持片下端向内弯折；弹簧片的夹持片夹在横梁的弹簧片定位止口处。本发明解决了现有的超越离合器的弹簧承载能力不理想及高转速时弹簧存在移位脱落隐患的技术问题。
Description
技术领域
本发明涉及一种超越离合器，特别是中间件为滚针的超越离合器。
背景技术
超越离合器是利用主、从动部分的相对运动速度变化或回转方向的变换能自动接合或脱开的离合器；是机电一体化机械传动中的基础元件，其主要功能是防止逆转、精确定位、传递转矩、或切断转矩，因而也称为逆止器或单向轴承，其广泛应用于机床、包装机械、印刷机械、轻工机械、纺织机械、石化机械、水泥机械、冶金机械、运输机械、减速机等。超越离合器种类很多，常用的有棘爪式超越离合器、滚针式超越离合器和楔块式超越离合器等，其中滚针式超越离合器的结构一般为包括内圈、外圈、滚针及弹簧，滚针依靠弹簧的弹力将超越离合器保持在工作就绪的状态，而滚针式超越离合器中的弹簧，结构形式也很多，如中国专利CN2206861Y公开了一种《双滚针单向制动轴承》，其所公开的双滚针单向制动轴承中的弹簧为椭圆形弹簧片，将其放在滚针支架上的滚针孔的凹槽内，用来压紧滚针，这种结构滚针支架的生产制造较为困难，且由于弹簧片只是放置在滚针支架的滚针孔的凸槽中，在转速较高的情况下存在弹簧片脱落移位而失效的隐患；中国专利CN2252910Y公开了一种《密封式单向止动组合轴承》，其所公开的密封式单向止动组合轴承中所用的弹簧为S形扁弹簧，同样，这种结构也存在保持架制作困难的不足。为此，人们研制开发出了一种两端折弯的片弹簧用于超越离合器中，这种片弹簧的直边的长度大于滚针保持架横梁的长度，片弹簧中部有定位连接孔，在保持架的横梁上设置一定位凸起，与片弹簧的定位连接孔配合将片弹簧固定在保持架上的横梁上，由于片弹簧的直边的长度大于横梁的长度，因此片弹簧安装在保持架上后其直边弯成弧形，这种结构实现了片弹簧与保持架的可靠连接，但是，这种片弹簧所能承受的弯曲负载不高，当超越离合器传递的扭矩较大时，会因片弹簧断裂而致使超越离合器出现故障。针对这一问题，美国专利6170626公开了一种超越离合器，其弹簧结构为前端为弧形弹簧片，用以支撑滚针，其后端为一弹性夹，用来将弹簧扣在保持架的横梁上，该弹簧结构能在一定程度上提高弹簧的承载能力，但是其采用后端的弹性夹将弹簧扣在保持架的横梁上，在转速较高时，存在着因离心力的作用弹性夹从保持架的横梁上松脱出来的隐患。弧形弹簧片的末端采用冲裁成形的工艺，并且末端的端面在弯曲成形后与被支撑的滚动体成尖角接触，在使用过程中，易引起滚针表面的局部磨损而产生噪音，同时弧形弹簧片的末端也极易磨损，导致支撑于滚针的弹力不足而丧失超越离合器的功能。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：解决现有的超越离合器的弹簧承载能力不理想及高转速时弹簧存在移位脱落隐患的技术问题。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种超越离合器，具有保持架、多个滚针和多个弹簧片，保持架包括沿公共轴轴向分隔开的第一和第二环形端边及连接两环形端边的横梁，环形端边和横梁之间形成保持滚针的窗孔，横梁两端设置有弹簧片定位止口，横梁的两侧面在与横梁内表面连接端设置有弹簧片定位锥面；在窗孔的两端的第一和第二环形端边上各有一个用于弹簧片定位的三角形凸起，使弹簧片能够顺利地插入到保持架中，且定位更加稳定，同时保持架强度也有提高；所述的弹簧片由连成一体的支撑部分和夹持部分组成，支撑部分为两端向内弯折的支撑片，支撑片具有直边和两折边，两折边的末端也向内弯折，折边末端弯折角处支撑滚针悬浮，夹持部分为两片夹持片，夹持片上端与支撑片的直边上端相连、夹持片下端向内弯折；弹簧片的夹持片夹在横梁的弹簧片定位止口处。
弹簧片从保持架的内径处装入，并与超越离合器的内圈的外圆轮廓相贴合，被限位在内圈和保持架之间，这样，弹簧片在工作时不会因为受到频繁的冲击或在离心力的作用下而偏离其正确的工作位置。支撑片两折边的末端向内弯折，采用折边末端弯折角处支撑滚针悬浮，从而减少弹簧片与滚针的接触磨损，在弹簧片工作过程中受到滚针最大压迫力时，其弯折末端部位就与弹簧片的支撑片的直边相接触，此时的弹簧片相当于多了两个弹性支撑点，防止了弹簧片过度受力，从而使弹簧片具有预定的弹力并且在接触时受力更加稳定。
自由状态下支撑片的直边与夹持片主体间的夹角α及夹持片下端的弯折角度β均小于配合处横梁的弹簧片定位锥面与横梁内表面的夹角γ，从而使弹簧片的夹持片可靠地夹紧在横梁的弹簧片定位止口处。
自由状态下支撑片的直边与夹持片主体间的夹角α为73～77°，夹持片下端的弯折角度β为73～77°，横梁的弹簧片定位锥面与横梁内表面的夹角γ为78～82°，自由状态下支撑片的直边与夹持片主体间的夹角α及夹持片下端的弯折角度β比配合处横梁的弹簧片定位锥面与横梁内表面的夹角γ小4～6°。通过反复试验得出，在这个角度范围内，弹簧片的夹持片的弹力适度，既能将弹簧片可靠的夹持在保持架的横梁上，又不会因弹力过大而导致弹簧片的夹持片提前出现疲劳失效现象。
自由状态下弹簧片的支撑片的直边与折边间的夹角δ为30～40°，折边的末端弯折角λ为100～120°。经试验得出，在这一角度范围内，弹簧片的支撑片将形成理想的弹力角。
自由状态下弹簧片的支撑片的直边与折边间的夹角δ为33～35°，受力压缩状态下弹簧片的支撑片的直边与折边间的夹角δ为17～19°，折边的末端弯折角λ为108～112°。通过反复试验得出，在这个角度范围内弹簧片将形成一个最理想的弹力角。
为进一步提高弹簧片的疲劳寿命，弹簧片的材料为0Cr18Ni9。
本发明的有益效果是，本发明的超越离合器，其弹簧片从保持架的内径处装入，并与超越离合器的内圈的外圆轮廓相贴合，被限位在内圈和保持架之间，这样，弹簧片在工作时不会因为受到频繁的冲击或在离心力的作用下而偏离其正确的工作位置；弹簧片的支撑片的末端弯折，采用折边末端弯折角处支撑滚针悬浮，减少弹簧片与那滚针的接触磨损，在弹簧片工作过程中受到滚针最大压迫力时，其弯折末端部位就与弹簧片的支撑片的直边相接触，此时的弹簧片相当于多了两个弹性支撑点，防止了弹簧片过度受力，从而使弹簧片具有预定的弹力并且在接触时受力更加稳定；弹簧片的材料选用0Cr18Ni9，并进行适当的定型处理，使得弹簧片具有更高的疲劳寿命。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明的结构示意图。
图2是图1的A-A局部剖视放大图。
图3本发明中的弹簧片的结构示意图。
图4是图3的B向视图。
图5是本发明中的保持架的结构示意图。
图6是图5的C-C剖视图。
图7是图6的D-D剖视图。
图中1.保持架，11.横梁，111.弹簧片定位止口，112.弹簧片定位锥面，12.环形端边，121.三角形凸起，13.窗孔，2.滚针，3.弹簧片，31.支撑片，311.直边，312.折边，32.夹持片，4.内圈，5.从动皮带轮，6.密封图，7.外圈。
具体实施方式
如图1～7所示的本发明的超越离合器的最佳实施例，具有保持架1、多个滚针2和多个弹簧片3，保持架1包括沿公共轴轴向分隔开的第一和第二环形端边12及连接两环形端边的横梁11，环形端边12和横梁11之间形成保持滚针2的窗孔13，横梁11两端设置有弹簧片定位止口111，横梁11的两侧面在与横梁11内表面连接端设置有弹簧片定位锥面112；在窗孔13的两端的第一和第二环形端边12上各有一个用于弹簧片3定位的三角形凸起121，环形端边12上的三角形凸起121也有提高保持架1的强度的作用；所述的弹簧片3由连成一体的支撑部分和夹持部分组成，支撑部分为两端向内弯折的支撑片31，支撑片31具有直边311和两折边312，两折边312的末端也向内弯折，折边312末端弯折角处支撑滚针2悬浮，夹持部分为两片夹持片32，夹持片32上端与支撑片31的直边311上端相连、夹持片32下端向内弯折；三角形凸起121的一斜面与弹簧片3的支撑片31的折边312配合，使弹簧片3能够顺利地插入到保持架1中，且定位更加稳定，弹簧片3的夹持片32夹在横梁11的弹簧片定位止口111处，自由状态下支撑片31的直边311与夹持片32的主体间的夹角α及夹持片32的下端的弯折角度β均小于配合处横梁11的弹簧片定位锥面112与横梁11的内表面的夹角γ。自由状态下支撑片31的直边311与夹持片32的主体间的夹角α为75°，夹持片32下端的弯折角度β为75°，横梁11的弹簧片定位锥面112与横梁11的内表面的夹角γ为80°，自由状态下弹簧片3的支撑片31的直边311与折边312间的夹角δ为33.5°，受力压缩状态下弹簧片3的支撑片31的直边311与折边312间的夹角δ为18°，折边312的末端弯折角λ为110°。
弹簧片3从保持架1的内径处装入，并与超越离合器的内圈4的外圆轮廓相贴合，被限位在内圈4和保持架1之间，这样，弹簧片3在工作时不会因为受到频繁的冲击或在离心力的作用下而偏离其正确的工作位置。自由状态下弹簧片3的支撑片31的直边311与夹持片32的主体间的夹角α及夹持片32的下端的弯折角度β均为75°，配合处横梁11的弹簧片定位锥面112与横梁11的内表面的夹角γ为80°，自由状态下支撑片31的直边311与夹持片32的主体间的夹角α及夹持片32的下端的弯折角度β比配合处横梁11的弹簧片定位锥面112与横梁11的内表面的夹角γ小5°，这样，夹持片32的弹力适度，从而使弹簧片3的夹持片32能可靠地夹紧在横梁11的弹簧片定位止口111处。支撑片31的两折边312的末端向内弯折，自由状态下弹簧片3的支撑片31的直边311与折边312间的夹角δ为33.5°，受力压缩状态下支撑片31的直边311与折边312间的夹角δ为18°，折边312的末端弯折角λ为110°，采用折边312末端弯折角处支撑滚针悬浮，减少弹簧片3与滚针2的接触磨损，在弹簧片3工作过程中受到滚针2最大压迫力时，其弯折末端部位就与弹簧片3的支撑片31的直边311相接触，此时的弹簧片3相当于多了两个弹性支撑点，防止了弹簧片3过度受力，从而使弹簧片3具有预定的弹力并且在接触时受力更加稳定。
Claims (5)
1.一种超越离合器，具有保持架(1)、内圈(4)、多个滚针(2)和多个弹簧片(3)，保持架包括沿公共轴轴向分隔开的第一和第二环形端边(12)及连接两环形端边(12)的横梁(11)，环形端边(12)和横梁(11)之间形成保持滚针(2)的窗孔(13)，其特征是：所述的横梁(11)两端设置有弹簧片定位止口(111)，横梁(11)的两侧面在与横梁(11)的内表面连接端设置有弹簧片定位锥面(112)；在窗孔(13)的两端的第一和第二环形端边(12)上各有一个用于弹簧片定位的三角形凸起(121)，所述的弹簧片(3)由连成一体的支撑部分和夹持部分组成，支撑部分为两端向内弯折的支撑片(31)，支撑片(31)具有直边(311)和两折边(312)，两折边(312)的末端也向内弯折，折边(312)末端弯折角处支撑滚针(2)悬浮，夹持部分为两片夹持片(32)，夹持片(32)上端与支撑片(31)的直边(311)上端相连、夹持片(32)下端向内弯折；弹簧片(3)的夹持片(32)夹在横梁(11)的弹簧片定位止口(111)处；自由状态下支撑片(31)的直边(311)与夹持片(32)的主体间的夹角α及夹持片(32)下端的弯折角度β均小于配合处横梁(11)的弹簧片定位锥面(112)与横梁(11)内表面的夹角γ；弹簧片(3)从保持架(1)的内径处装入，并与超越离合器的内圈(4)的外圆轮廓相贴合。
2.根据权利要求1所述的超越离合器，其特征是：自由状态下支撑片(31)的直边(311)与夹持片(32)的主体间的夹角α为73～77°，夹持片(32)的下端的弯折角度β为73～77°，横梁(11)的弹簧片定位锥面(112)与横梁(11)的内表面的夹角γ为78～82°，自由状态下支撑片(31)的直边(311)与夹持片(32)的主体间的夹角α及夹持片(32)的下端的弯折角度β比配合处横梁(11)的弹簧片定位锥面(112)与横梁(11)的内表面的夹角γ小4～6°。
3.根据权利要求1所述的超越离合器，其特征是：自由状态下弹簧片(3)的支撑片(31)的直边(311)与折边(312)间的夹角δ为30～40°，折边(312)的末端弯折角λ为100～120°。
4.根据权利要求1所述的超越离合器，其特征是：自由状态下弹簧片(3)的支撑片(31)的直边(311)与折边(312)间的夹角δ为33～35°，受力压缩状态下弹簧片(3)的支撑片(31)的直边(311)与折边(312)间的夹角δ为17～19°，折边(312)的末端弯折角λ为108～112°。
5.根据权利要求1所述的超越离合器，其特征是：所述弹簧片(3)的材料为0Cr18Ni9。
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