CN101520081B - 一种自动分向传动机构 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种结构紧凑，自动化程度高，易于标准化设计的自动分向传动机构，其包括主动轴，左右两个由相对的从动半离合器、主动半离合器组成的嵌合式离合器；左右两个从动半离合器分别连接在两个功能负载上，左右两个主动半离合器设置在轴向移动构件的两端；轴向移动构件与主动轴以螺旋副连接；它还包括左右限位机构；轴向移动构件在左限位机构作用下不能向左移动时，一个嵌合式离合器啮合，另一个嵌合式离合器分离；轴向移动构件在右限位机构作用下不能向右移动时，一个嵌合式离合器分离，另一个嵌合式离合器啮合；任何一个嵌合式离合器分离前，另外一个嵌合式离合器均啮合；左右两个嵌合式离合器均啮合时，左右限位机构对轴向移动构件不限位。

Description

一种自动分向传动机构

技术领域

本发明涉及一种分向传动机构。

背景技术

分向传动机构，即主动轴在顺时针、逆时针转动时，能够分别向两个相互独立的功能负载进行动力传输。为了实现两个功能负载的自动切换，其操控方式多采用电磁力牵引和辅助力机械操控这两类，这两类方式均需要利用单独设置的辅助装置所产生的操控力达到分向传动和功能切换的目的，所以它们的缺陷，一是自动化程度低，二是给分向传动机构增加额外的能耗以及额外的重量和体积，三是这些辅助装置只能针对特定的分向传动机构本身进行单独设计并对应生产，不能做到标准化设计和装置通用化选择的效果。

发明内容

本发明的目的是提供一种结构紧凑，自动化程度高，易于标准化设计的自动分向传动机构。

该自动分向传动机构，包括主动轴，左右两个嵌合式离合器；嵌合式离合器包括相对的从动半离合器、主动半离合器；其特征是：左右两个从动半离合器分别连接在两个功能负载上，左右两个主动半离合器设置在轴向移动构件的两端；轴向移动构件与主动轴以螺旋副连接；它还包括用于限制轴向移动构件沿轴向左右移动距离的左右限位机构；当轴向移动构件在左限位机构作用下不能向左移动时，一个嵌合式离合器啮合，另一个嵌合式离合器分离；当轴向移动构件在右限位机构作用下不能向右移动时，一个嵌合式离合器分离，另一个嵌合式离合器啮合；任何一个嵌合式离合器分离前，另外一个嵌合式离合器均啮合；左右两个嵌合式离合器均啮合时，左右限位机构对轴向移动构件均不限位。

所述嵌合式离合器为以牙嵌副啮合的牙嵌式离合器或以齿轮副啮合的齿轮离合器。为了方便说明其工作原理，我们以左右两个嵌合式离合器均为以牙嵌副啮合的牙嵌式离合器、轴向移动构件与主动轴以左旋螺旋副连接来说明。

当主动轴逆时针转动时，若轴向移动构件不转动，则轴向移动构件相对于主动轴沿轴向向右移动；当主动轴顺时针转动时，若轴向移动构件不转动，则轴向移动构件相对于主动轴沿轴向向左移动。初始状态时，轴向移动构件在右限位机构的作用下不能向右移动；右牙嵌离合器啮合，左牙嵌离合器处于分离状态。

由于右牙嵌离合器的啮合，右从动半离合器与功能负载相连，导致轴向移动构件不能转动。所以当主动轴开始逆时针转动时，轴向移动构件有相对于主动轴沿轴向向右移动的趋势，但此时轴向移动构件因右限位机构的作用不能向右移动，由于轴向移动构件与主动轴以螺旋副连接，故轴向移动构件也不能相对于主动轴转动；主动轴即带动轴向移动构件、啮合的右牙嵌离合器一起逆时针转动，将动力传递给固定连接在右从动半离合器上的功能负载上。当主动轴开始顺时针转动时，因右从动半离合器与功能负载相连，而右主动半离合器又连接在轴向移动构件上，且右从动半离合器与右主动半离合器处于啮合状态，功能负载即经过右牙嵌离合器对轴向移动构件产生径向束缚，导致轴向移动构件不能转动；所以轴向移动构件和连接在其右端的右主动半离合器就相对于主动轴沿轴向向左移动，使得右主动半离合器与右从动半离合器的轴向距离逐渐增大直到两者脱离啮合；同时，轴向移动构件左端的左主动半离合器与左从动半离合器的轴向距离逐渐减小并开始啮合，直到轴向移动构件在左限位机构作用下不能继续向左移动。任何一个嵌合式离合器分离前，另外一个嵌合式离合器均啮合；也就是说，右牙嵌离合器脱离啮合前，左牙嵌离合器已经开始啮合，而左从动半离合器也与另外的功能负载相连，所以轴向移动构件不能转动。当左牙嵌离合器在刚刚啮合时，轴向移动构件会继续向左移动，直到轴向移动构件在左限位机构作用下不能继续向左移动，也就是说左牙嵌离合器处于完全啮合状态，右牙嵌离合器处于分离状态；此时，轴向移动构件在左限位机构作用下不能再向左移动；主动轴即带动轴向移动构件、啮合的左牙嵌离合器一起顺时针转动，将动力传递给连接在左从动半离合器上的另一功能负载上。左右两个嵌合式离合器均啮合时，左右限位机构对轴向移动构件均不限位，以防止此时限位机构对轴向移动构件进行限位而使得轴向移动构件不能相对于主动轴移动。

上述的自动分向传动机构，限位机构(左限位机构或右限位机构)的结构可以是：主动轴上突出一挡块；轴向移动构件上突出一突起；通过突起与挡块在径向接触使得轴向移动构件不能相对于主动轴转动；突起与挡块相接触的部分的轴向长度小于螺旋副的导程。这种限位机构的优点在于：径向相接触的突起与挡块之间的压力角很大(90度)，突起与挡块之间容易分离，使得螺旋副不易自锁。限位机构的结构还可以是：主动轴上设置挡肩；通过轴向移动构件与挡肩轴向接触，使得轴向移动构件不能相对于主动轴轴向转动。这种限位机构的缺点在于：通过轴向移动构件与挡肩轴向接触，两者之间的的压力角很小，螺旋副易自锁，轴向移动构件与挡肩不易分离。

下面以左限位机构和右限位机构分别为左右挡肩说明自动分向传动机构工作原理。假定左右两个嵌合式离合器均为以牙嵌副啮合的牙嵌式离合器、轴向移动构件与主动轴以左旋螺旋副连接来说明。

当主动轴逆时针转动时，若轴向移动构件不转动，则轴向移动构件相对于主动轴沿轴向向右移动；当主动轴顺时针转动时，若轴向移动构件不转动，则轴向移动构件相对于主动轴沿轴向向左移动。初始状态时，轴向移动构件与右挡肩轴向接触；右牙嵌离合器啮合，左牙嵌离合器处于分离状态。

由于右牙嵌离合器的啮合，右从动半离合器与功能负载相连，导致轴向移动构件不能转动。所以当主动轴开始逆时针转动时，轴向移动构件有相对于主动轴沿轴向向右移动的趋势，但此时轴向移动构件因右挡肩的阻挡不能向右移动，故轴向移动构件只能轴向压紧在右挡肩上；主动轴即带动轴向移动构件、啮合的右牙嵌离合器一起逆时针转动，将动力传递给连接在右从动半离合器上的功能负载上。当主动轴开始顺时针转动时，因右从动半离合器与功能负载相连，而右主动半离合器又连接在轴向移动构件上，且右从动半离合器与右主动半离合器处于啮合状态，功能负载即经过右牙嵌离合器对轴向移动构件产生径向束缚，导致轴向移动构件不能转动；所以轴向移动构件和连接在其右端的右主动半离合器就相对于主动轴沿轴向向左移动，使得右主动半离合器与右从动半离合器的轴向距离逐渐增大直到两者脱离啮合；同时，轴向移动构件左端的左主动半离合器与左从动半离合器的轴向距离逐渐减小并开始啮合，直到轴向移动构件与左挡肩轴向接触。由于轴向移动构件在左挡肩与右挡肩之间时，左右两个嵌合式离合器均啮合，也就是说，右牙嵌离合器脱离啮合前，左牙嵌离合器已经开始啮合，而左从动半离合器也与另外的功能负载相连，所以轴向移动构件不能转动。当左牙嵌离合器在刚刚啮合时，轴向移动构件会继续向左移动，直到轴向移动构件与左挡肩轴向接触，也就是说左牙嵌离合器处于完全啮合状态，右牙嵌离合器处于分离状态；此时，轴向移动构件不能再向左移动，故轴向移动构件只能轴向力压紧在左挡肩上；主动轴即带动轴向移动构件、啮合的左牙嵌离合器一起顺时针转动，将动力传递给连接在左从动半离合器上的另一功能负载上。

该自动分向传动机构，利用换向时主动轴与功能负载之间所产生的扭矩差自动完成功能间的相互转换和动力传输，且结构简单，降低了机器的综合成本，提高了机器的综合效能以及功能间动力传输和功能转换的自动化程度和可靠性，从而拓宽并延伸了电机的实用效率和使用范围，作到单电机条件下双功能的有机组合，实现双机双效合一且功能独立、自动转换的目的。

作为对上述自动分向传动机构的改进，左右两个主动半离合器沿轴向滑动连接在轴向移动构件上；在两个主动半离合器之间设置有缓冲弹簧，该缓冲弹簧在常态时使得两个主动半离合器沿轴向相分离。

为了减少主动半离合器的牙尖与从动半离合器的牙尖接触时产生的冲击，在两个主动半离合器之间装置了缓冲弹簧，缓冲接触时主动半离合器的牙尖与从动半离合器的牙尖相对滑动，相互错开后，缓冲弹簧吸收的轴向力沿着由主动半离合器与轴向移动的轴向移动构件作轴向释放，使主动半离合器与从动半离合器进入半啮合状态，从动半离合器上的动力传输界面所携带的目的功能的径向载荷再次对轴向移动构件产生径向束缚力，使轴向移动构件继续向右侧移动，直至主动半离合器与从动半离合器的轴向距离最小，使轴向移动终止，此时，一个牙嵌离合器完全分离，另一个牙嵌离合器完全啮合，轴向移动构件随着主动轴一起转动，并通过啮合的牙嵌离合器将动力传递给功能负载。

作为对上述自动分向传动机构的改进，挡肩相对于主动轴的轴向位置可调节。设置挡肩的目的是，将主动半离合器受到的轴向力通过挡肩作用在主动轴上。通过调节挡肩相对于主动轴的轴向位置可调节嵌合式离合器在啮合时的啮合程度(完全啮合、部分啮合)。

作为对上述自动分向传动机构的改进，左右两个从动半离合器与主动轴成密封连接，左右两个从动半离合器的相对端面上设置有左右防尘罩，左右防尘罩成密封转动连接，主动轴两端、左右两个从动半离合器、左右防尘罩组成密封腔；该密封腔内填充有润滑油或润滑脂，左右两个主动半离合器、轴向移动构件在该密封腔内。润滑油或润滑脂可以对螺旋副和牙嵌离合器的牙嵌副进行润滑同时冷却，提高使用寿命。

作为对上述自动分向传动机构的改进，至少一个从动半离合器通过滚动轴承与主动轴转动连接。为了结构简单，从动半离合器一般通过球轴承与主动轴转动连接，我们知道球轴承可以承受较大的径向载荷，但只能承受较小的轴向载荷，故本结构的特点是：①结构紧凑，本发明中的主动轴可经联轴器与电机主轴联接，或将电机主轴和本发明中的主动轴一体化加工。②可满足较高的转速要求。③工作状态中产生的噪音较小。

作为对上述自动分向传动机构的改进，它还包括一箱体；所述主动轴转动支撑在箱体上；还有两根输出轴分别通过两个相对的角接触轴承转动支撑在箱体上；两根输出轴上各设置有一个与左右两个从动半离合器的周向以齿轮副啮合的从动齿轮。由于输出轴通过两个相对的角接触轴承转动支撑在箱体上；所以输出轴可以承受轴向载荷，本结构的特点是：①可承受轴向载荷和较大的径向载荷。②传动比大。③低噪音。④润滑效果好(箱体可以密封以填充润滑油或润滑脂)，同时起到良好的冷却作用。⑤允许高转速转动。

上述任一个从动齿轮与输出轴的连接结构可以为：从动齿轮与输出轴转动连接；一组外摩擦片的外圆与从动齿轮内周面上通过花键联接；一组内摩擦片的内圆与输出轴之间也通过花键联接；内、外摩擦片间隔套于输出轴上；在输出轴上还设置有将内、外摩擦片轴向压紧的压板。此结构中，从动齿轮、外摩擦片、内摩擦片、压板组成了与现有的多盘式摩擦离合器结构基本相同的结构，下面再简单描述其工作原理。压板使两组内、外摩擦片压紧，从而使得从动齿轮上的扭矩通过内、外摩擦片传递给输出轴。但当输出轴上的负载大于内、外摩擦片能够传递的最大负载时，内、外摩擦片便相互滑动。也就是说，本结构具有过载保护功能。为了调节内、外摩擦片的压紧程度以改变其可以传递的最大负载，在输出轴上设置有与其成螺纹连接压紧螺母，压板与输出轴在轴向成滑动连接，在压紧螺母与压板之间设置压紧弹簧，压紧弹簧在常态时使得压板将内、外摩擦片轴向压紧。通过调节压紧螺母在输出轴轴向位置，可以改变压紧压板的压紧弹簧的弹力，进而改变内、外摩擦片的压紧程度。

上述任一个从动齿轮与输出轴的连接结构还可以为：从动齿轮与输出轴转动连接；设置在输出轴上的星轮通过滚柱与从动齿轮的内周面连接，从动齿轮、星轮、滚柱组成了与现有的超越离合器相同的结构，从动齿轮相当于超越离合器的外环；在输出轴上设置有与其成螺纹连接压紧螺母；在压紧螺母与从动齿轮之间设置可周向滑动的压紧弹簧，压紧弹簧在常态时使得从动齿轮被轴向压紧。超越离合器属于现有技术，其工作原理简单描述如下：当滚柱被摩擦力带动而自动楔紧在槽的狭窄部分时，星轮和从动齿轮(外环)一起旋转，离合器处于接合状态；当星轮反向旋转时，滚柱则滚到槽的宽敞部分，从动齿轮不再随星轮回转，离合器处于分离状态。如果星轮和从动齿轮分别从两条运动链同时获得的转向相同，并且星轮转速较大时，离合器处于分离状态，即输出轴的转速超过主动轴时，离合器便脱开，使输出轴转速继续提高，进行超越。设置压紧螺母和压紧弹簧的作用是保证电机换向时主动轴与功能负载之间产生扭矩差，从而达到分向传动的自动操控目的。其原理如下：压紧螺母可调节的将压紧弹簧向输出齿轮轴向紧压，使输出齿轮轴向固定，同时使输出轴上携带的目的功能的径向载荷在压紧弹簧的弹力作用下降解传递给输出齿轮，以保证电机换向时主动轴与功能负载之间产生扭矩差，从而达到分向传动的自动操控目的。

附图说明

图1为实施例1的外观示意图

图2为实施例3、4、5的外观示意图

图3为实施例1的右视图

图4为实施例1的剖视图(图3中的A-A剖视图)

图5为实施例3、4、5的右视图

图6为实施例3的剖视图(图5中的B-B剖视图)

图7为实施例4的剖视图(图5中的C-C剖视图)

图8为实施例5的剖视图(图5中的D-D剖视图)

图9为图8的R-R剖视图

图10为实施例2的剖视图

图11是实施例6的外观示意图

图12为实施例6的剖视图(图11的H-H剖视图)

图13为图11的J-J剖视图

图14为图11的K-K剖视图

图15为图11的L-L剖视图

图16为图12的俯视图

图17为实施例7的剖视图

图18为图17的M-M剖视图

具体实施方式

实施例1：以牙嵌离合器啮合的同轴自动分向传动机构

参见图1、图3、图4，左右两个从动半离合器24、40分别由两个带密封圈的深沟球轴承16、3支撑可转动的安装在主动轴1的左右两侧。深沟球轴承16、3的外圈被轴承外圈盖板21、42分别用紧固螺钉22、43和从动半离合器24、40联接并固定，深沟球轴承3的内圈被轴肩2和轴向挡肩止动螺母组合构件7固定在主动轴轴向，深沟球轴承16的内圈被轴承内圈盖板17和轴向挡肩轴套组合构件14固定在主动轴轴向。在轴承外圈盖板21、42和轴承内圈盖板17、轴肩2的内外径之间对应装置有密封圈23、4，用来防止润滑剂泄漏。在从动半离合器24，40相对端面上分别安装有左右防尘罩45、46，左右防尘罩45、46之间装有可转动的密封环33，用来防止润滑剂泄漏。轴承内圈盖板17、密封圈23、轴承外圈盖板21、左从动半离合器24、左防尘罩45、密封环33、右防尘罩46、右从动半离合器40、轴承外圈盖板42、密封圈4、轴肩2组成了密封腔，该密封腔内填充有润滑油或润滑脂。左右两个主动半离合器、轴向移动构件设置在该密封腔内。

左右两个从动半离合器24、40之间被左右两个主动半离合器26、38和轴向移动构件9隔开，左右两个主动半离合器26、38与两个从动半离合器24、40相对，左主动半离合器26与左从动半离合器24组成左牙嵌离合器，右主动半离合器38与右从动半离合器40组成右牙嵌离合器。

轴向移动构件9与主动轴1由轴向移动构件内螺纹(左旋)11与主动轴外螺纹(左旋)12形成螺旋副配合，主动半离合器26、38经由主动半离合器内花键27、39与轴向移动构件外花键10形成花键式联接。

当主动轴1逆时针转动要完成主动半离合器38与从动半离合器40的牙嵌啮合，并经由从动半离合器40上的动力传输界间面41向目的功能负载进行径向传动时，从动半离合器24上的动力传输界面25所携带的另一目的径向功能负载经组成牙嵌副的从动半离合器24和主动半离合器26对轴向移动构件9产生径向束缚力，因主动轴1作逆时针转动而主动轴外螺纹12为左旋螺纹，所以致使轴向移动构件9向右侧移动，并带动主动半离合器26、38向从动半离合器40作轴向移动。

为了减少经由主动半离合器38的牙尖与从动半离合器40的牙尖接触时产生的轴向载荷对深沟球轴承造成冲击的同时，也要把轴向力进行吸收并使接触时的轴向力小于深沟球轴承3的轴向载荷公允值，故在两个主动半离合器26、38之间装置了一组缓冲弹簧29，缓冲弹簧29在常态时使得两个主动半离合器沿轴向相分离。缓冲接触时主动半离合器38的牙尖与从动半离合器40的牙尖相对滑动，相互错开后，缓冲弹簧29吸收的轴向力沿着由主动半离合器内花键39与轴向移动构件外花键10组成的花键式联接作轴向释放，使主动半离合器38与从动半离合器40进入半啮合状态，从动半离合器40上的动力传输界面41所携带的目的功能的径向载荷再次对轴向移动构件9产生径向束缚力，使轴向移动构件9继续向右侧移动，直至轴向移动构件9与主动轴上同心装配的轴向挡肩止动螺母组合构件7(右限位机构)相接触，使轴向移动终止，此时，主动半离合器26与从动半离合器24完全分离，主动半离合器38与从动半离合器40完全啮合。轴向移动构件9随着主动轴1作逆时针转动，并通过主动半离合器内花键39与轴向移动构件外花键10组成花键式联接的主动半离合器38带动与其组成牙嵌副的从动牙嵌半离合器40作逆时针转动。

在轴向挡肩止动螺母组合构件7和深沟球轴承3之间，轴向挡肩轴套组合构件14和深沟球轴承16之间各自安装有一组调位垫片225、15，用来调节两个从动半离合器间距离以及轴向移动构件9的轴向一端距离。左右两个从动半离合器间距离满足以下条件：至少有一个主动半离合器和与其相对的从动半离合器啮合；而且，当啮合的牙嵌离合器中主动半离合器与从动半离合器的轴向距离最小时(也就是说，当轴向移动构件9与轴向挡肩止动螺母组合构件7或轴向挡肩轴套组合构件14接触时)，另一个牙嵌离合器处于分离状态。

当主动轴1顺时针转动时，其原理一致，但方向相反。轴向移动构件9向左侧移动，直至和轴向挡肩轴套组合构件14(左限位机构)相接触，轴向移动终止，主动半离合器38与从动半离合器40完全分离，主动半离合器26与从动半离合器24完全啮合，轴向移动构件9随着主动轴1顺时针转动，并通过主动半离合器内花键27和轴向移动构件外花键10组成花键式联接的主动半离合器26带动与其组成牙嵌副的从动半离合器24作顺时针转动。

本同轴自动分向传动机构特点：①结构紧凑，可经由联轴器与电机主轴联接，或将电机主轴和主动轴1一体化加工。②适合于多功能的组合机具。③可满足较高的转速要求。④工作状态中产生的噪音较小。

实施例2：以齿轮离合器啮合的同轴自动分向传动机构

参见图10，其与实施例1的区别在于：实施例2中左、右主动半离合器226、238的外周上有啮合齿，相应的在左、右从动半离合器224、240的内周面上有啮合齿。右主动半离合器238与右从动半离合器240组成以齿轮副啮合的右齿轮离合器。左主动半离合器226与左从动半离合器224组成以齿轮副啮合的左齿轮离合器。

实施例1中，左、右主动半离合器26、38的端面上有嵌牙，相应的在左、右从动半离合器24、40的端面上有嵌牙。

其它结构与原理同实施例1。

实施例3：异轴自动分向传动机构

参见图2、图5、图6，主动轴1的一端旋套有轴承轴套止动螺母81并用止动垫片82将轴承轴套止动螺母81固定。主动轴1由相对的角接触球轴承79、57支撑可转动的安装在箱体95、箱盖93上对应的轴孔中，角接触球轴承79和这一侧的轴端被轴承端盖84用紧固螺钉86封固在箱盖93的轴孔内，角接触球轴承57被轴承盖板59用紧固螺钉61固定在箱体95的轴孔内，主动轴1的轴端伸出箱体95。轴径与轴承盖板59之间装配有一个油封套62使机体内的润滑油不至泄漏。箱盖93经内六角沉头螺栓96与箱体95联接，箱盖93与箱体95之间装有密封垫圈94，防止机体内的润滑油泄漏，在箱体95上开有润滑油加注口97用堵头98封堵。箱体95用联接螺栓99经箱耳100与电机联接。

从动轴47、68分别由角接触球轴承52、87以及角接触球轴承63、73支撑并可转动的安装在箱体95箱盖93上对应的轴孔中，角接触球轴承52、63和这一侧的轴端被轴承端盖54、65分别用紧固螺钉56、67封固在箱体95上对应的轴孔内，角接触球轴承87、73被轴承盖板88、76分别用紧固螺钉89、77固定在箱盖93上对应的轴孔内，从动轴47、68的轴端伸出箱盖93进行输出传动。从动轴47、68的轴径与对应的轴承盖板88、76之间各装配有一个油封套92、78，使机体内的润滑油不会泄漏。从动齿轮48、69分别由对应的限位轴肩51、72、键49、70、紧固螺母50、71安装固定在相应的从动轴47、68上。从动齿轮48和从动半离合器40组成齿轮转动副，从动齿轮69和从动半离合器24组成齿轮转动副。

主动轴1上的轴向移动构件9、从动半离合器24、40等零部件的结构同实施例1，不再说明。

当主动轴1逆时针转动时，带动从动轴47作顺时针转动，当主动轴1逆时针转动时带动从动轴68作逆时针转动。

本实施例特点：①可承受轴向载荷和较大的径向载荷；②传动比大；③低噪音；④润滑效果好；⑤允许高转速转动。

实施例4：具有过载保护功能的异轴自动分向传动机构

参见图7，从动齿轮外套组合构件107、108由角触球轴承115、116支撑可转动的分别安装在从动轴47、68上。外磨擦片109、110经对应的从动齿轮内花键117、118和从动齿轮外套组合构件107、108形成花键式联接。内磨擦片113、114与对应的从动轴外花键111、112与从动轴47、68形成花键式联接。内磨擦片113、114与对应的外磨擦片109、110交错(间隔)排列。压盖119和压盖120之间各自装置有压紧弹簧103、104。压紧螺母101、102可调节地将压紧弹簧103、104轴向推压，利用压紧弹簧103、104的弹力将内磨擦片113、114和对应的外磨擦片103、110相互紧压在一起，从动齿轮外套组合构件107和从动半离合器40形成齿轮副，从动齿轮外套组合构件108和从动半离合器24形成齿轮副。功能负载小于设计的允许值时，机构正常运转，过载时内磨擦片113、114与对应与外磨擦片109、110的磨擦面相互打滑，以保护机构的其它部件不会损坏。

主动轴1上的轴向移动构件9、从动半离合器24、40等零部件的结构同实施例1，不再说明。从动齿轮外套组合构件、外摩擦片、内摩擦片、压板组成了与现有的多盘式摩擦离合器结构基本相同的结构。

本实施例除具有实施例3所述异轴分向转动机构的特点外同时具有过载保护功能。

实施例5：具有超越功能的异轴自动分向传动机构

参见图8、9，从动齿轮外环组合构件127、128分别由对应的角接触球轴承147、148支撑可转动的安装在从动轴47、68上。星轮135、136分别用键143、144径向固定在从动轴47、68上，用垫片137、138将星轮135、136与角接触球轴承147、148隔开。弹性挡圈149、150将星轮135、136轴向固定在从动轴47、68上，滚柱141、142受弹簧145、146的弹力，始终和从动齿轮外环组合构件127、128以及星轮135、136相接触，滚柱141、142两端分别被对应的挡圈133、134和盖板139、140轴向限制。在压盖131和压盖132之间各自可转动的安装有压紧弹簧129、130，压紧螺母151、152可调节的将压紧弹簧129、130向从动齿轮外环组合构件127、128轴向紧压，使从动齿轮外环组合构件127、128轴向固定，同时使从动轴47、68上携带的目的功能的径向载荷在压紧弹簧129、130的弹力作用下降解传递给从动齿轮外环组合构件127，128，以保证电机换向时主动轴1与功能负载之间产生扭矩差，从而达到分向传动的自动操控目的。从动齿轮外环组合构件127和从动半离合器40形成齿轮副，从动齿轮外环组合构件128和从动半离合器24形成齿轮副。

主动轴1上的轴向移动构件9、从动半离合器24、40等零部件的结构同实施例1，不再说明。设置在输出轴上的星轮通过滚柱与从动齿轮外环组合构件的内周面连接，从动齿轮外环组合构件、星轮、滚柱、弹簧145、146等组成了与现有的超越离合器相同的结构，从动齿轮外环组合构件相当于超越离合器的外环。

主动轴1逆时针转动时带动从动轴47顺时针转动，主动轴1顺时针转动时带动从动轴68逆时针转动，当从动轴47、68转速高于从动齿轮外环组合构件127、128的转速时，从动齿轮外环组合构件127、128和从动轴47、68自动脱开，从而使从动轴47、68转速继续提高，进行超越。

本实施例除具有实施例3所述异轴自动分向传动机构的特点外还具有超越功能。

实施例6：以突起与挡块作为限位机构的同轴自动分向传动机构

参见图11-17，左右两个从动半离合器24、40分别由两个带密封圈的深沟球轴承16、3支撑可转动的安装在主动轴1的左右两侧。深沟球轴承3的内圈和右周向限位环7被卡环42固定在主动轴轴向，深沟球轴承16的内圈和左周向限位环14被卡环21固定在主动轴轴向。

右周向限位环7和左周向限位环14均通过键固定在主动轴上，右周向限位环7和左周向限位环14分别沿径向突出一右挡块71、一左挡块141。轴向移动构件9的两端面上分别有沿轴向延伸的右突起81、左突起151。右突起81和右挡块71在同一圆周上(即右突起81和右挡块71到主动轴轴线的距离相等)。左突起151和左挡块141在同一圆周上。

当轴向移动构件9向右移动并转动时，右突起81即向右移动并转动，当右突起81与右挡块71在径向接触时，右突起81由于被右挡块71阻挡而不能相对于右挡块71继续转动，因而轴向移动构件9就不能相对于右挡块71继续转动，轴向移动构件9只能和右挡块71一起在主动轴的带动下一起转动。突起与挡块相接触时，它们之间相接触的部分的轴向长度小于螺旋副的导程。左突起151和左挡块141径向接触时使得轴向移动构件不能相对于主动轴转动而只能和主动轴一起转动的原理类同。

左右两个从动半离合器24、40之间被左右两个主动半离合器26、38和轴向移动构件9隔开，左右两个主动半离合器26、38与两个从动半离合器24、40相对，左主动半离合器26与左从动半离合器24组成左牙嵌离合器，右主动半离合器38与右从动半离合器40组成右牙嵌离合器。

轴向移动构件9与主动轴1由轴向移动构件内螺纹(左旋)11与主动轴外螺纹(左旋)形成螺旋副配合，主动半离合器26、38经由主动半离合器内花键27、39与轴向移动构件外花键10形成花键式联接。

当主动轴1逆时针转动要完成主动半离合器38与从动半离合器40的牙嵌啮合，并经由从动半离合器40上的动力传输界间面41向目的功能负载进行径向传动时，从动半离合器24上的动力传输界面25所携带的另一目的径向功能负载经组成牙嵌副的从动半离合器24和主动半离合器26对轴向移动构件9产生径向束缚力，因主动轴1作逆时针转动而主动轴外螺纹12为左旋螺纹，所以致使轴向移动构件9向右侧移动，并带动主动半离合器26、38向从动半离合器40作轴向移动。

为了减少经由主动半离合器38的牙尖与从动半离合器40的牙尖接触时产生的轴向载荷对深沟球轴承造成冲击的同时，也要把轴向力进行吸收并使接触时的轴向力小于深沟球轴承3的轴向载荷公允值，故在两个主动半离合器26、38之间装置了一组缓冲弹簧29，缓冲弹簧29在常态时使得两个主动半离合器沿轴向相分离。缓冲接触时主动半离合器38的牙尖与从动半离合器40的牙尖相对滑动，相互错开后，缓冲弹簧29吸收的轴向力沿着由主动半离合器内花键39与轴向移动构件外花键10组成的花键式联接作轴向释放，使主动半离合器38与从动半离合器40进入半啮合状态，从动半离合器40上的动力传输界面41所携带的目的径向功能负载再次对轴向移动构件9产生径向束缚力，使轴向移动构件9继续向右侧移动，直至轴向移动构件9右端面上的右突起81与右挡块71在径向接触，使轴向移动构件9的轴向移动终止，此时，主动半离合器26与从动半离合器24完全分离，主动半离合器38与从动半离合器40完全啮合。轴向移动构件9随着主动轴1作逆时针转动，并通过主动半离合器内花键39与轴向移动构件外花键10组成花键式联接的主动半离合器38带动与其组成牙嵌副的从动牙嵌半离合器40作逆时针转动。右突起81与右挡块71在径向接触时，右突起81由于被右挡块71阻挡而不能相对于右挡块71继续转动，因而轴向移动构件9就不能相对于右挡块71继续转动，轴向移动构件9只能和右挡块71一起在主动轴的带动下一起转动。左突起151和左挡块141径向接触时使得轴向移动构件不能相对于主动轴转动而只能和主动轴一起转动的原理类同。

左右两个从动半离合器间距离满足以下条件：至少有一个主动半离合器和与其相对的从动半离合器啮合；而且，当啮合的牙嵌离合器中主动半离合器与从动半离合器的轴向距离最小时(也就是说，当右突起81与右挡块71在径向接触时，或者当左突起151和左挡块141径向接触时)，另一个牙嵌离合器处于分离状态。任何一个嵌合式离合器完全分离前，另外一个嵌合式离合器均啮合；两个嵌合式离合器均啮合时，右突起81与右挡块71在径向不接触，同时，左突起151和左挡块141在径向也不接触，以让轴向移动构件可以移动。

当主动轴1顺时针转动时，其原理一致，但方向相反。轴向移动构件9向左侧移动，直至左突起151和左挡块141径向相接触，轴向移动终止，主动半离合器38与从动半离合器40完全分离，主动半离合器26与从动半离合器24完全啮合，轴向移动构件9随着主动轴1顺时针转动，并通过主动半离合器内花键27和轴向移动构件外花键10组成花键式联接的主动半离合器26带动与其组成牙嵌副的从动半离合器24作顺时针转动。

本实施例6中左右限位机构也代替实施例1-5中的左右限位机构。本同轴自动分向传动机构特点：a、结构紧凑，可经由联轴器与电机主轴联接，或将电机主轴和主动轴1一体化加工。b、适合于小型体积的机具。c、可满足较高的转速要求。d、工作状态中产生的噪音较小。e、只能够承担径向载荷。f、径向接触的突起与挡块之间的压力角很大(90度)，突起与挡块之间容易分离，有效克服了螺旋副自锁问题。g、本实施例利用轴向移动构件与主动轴的形位能够互相确定，使得主动轴带动轴向移动构件换向转动时，克服了螺旋副轴向自锁问题。

实施例7：以蜗轮作为主动轴的同轴自动分向传动机构

参见图17、18，与蜗杆21相配合的蜗轮作为主动轴1，其两端通过轴承支撑在壳体上。两端带有外花键(主动半离合器)26、38的轴向移动构件9穿过蜗轮(即主动轴)，并通过螺旋副(轴向移动构件9相当于螺杆、主动轴相当于螺母)与蜗轮连接。两个从动轴通过轴承连接在壳体上。两个从动轴上分别具有与外花键(主动半离合器)26、38相配合的内花键(从动半离合器)24、40。

左右限位机构与实施例6中类同。下面只简单描述。主动轴1的两端面上分别有沿轴向延伸的右挡块71、左挡块141。右周向限位环7和左周向限位环14均通过键固定在轴向移动构件9上，右周向限位环7和左周向限位环14分别沿径向突出一右突起81、一左突起151。右突起81和右挡块71在同一圆周上(即右突起81和右挡块71到主动轴轴线的距离相等)。左突起151和左挡块141在同一圆周上。

当轴向移动构件9向左移动并转动时，右突起81即向右移动并转动，当右突起81与右挡块71在径向接触时，右突起81由于被右挡块71阻挡而不能相对于右挡块71继续转动，因而轴向移动构件9就不能相对于右挡块71继续转动，轴向移动构件9只能和右挡块71一起在主动轴的带动下一起转动。突起与挡块相接触时，它们之间相接触的部分的轴向长度小于螺旋副的导程。左突起151和左挡块141径向接触时使得轴向移动构件不能相对于主动轴转动而只能和主动轴一起转动的原理类同。

左主动半离合器26与左从动半离合器24组成左牙嵌离合器，右主动半离合器38与右从动半离合器40组成右牙嵌离合器。

左右两个从动半离合器间距离满足以下条件：至少有一个主动半离合器和与其相对的从动半离合器啮合；而且，当啮合的牙嵌离合器中主动半离合器与从动半离合器的轴向距离最小时(也就是说，当右突起81与右挡块71在径向接触时，或者当左突起151和左挡块141径向接触时)，另一个牙嵌离合器处于分离状态。任何一个嵌合式离合器完全分离前，另外一个嵌合式离合器均啮合；两个嵌合式离合器均啮合时，右突起81与右挡块71在径向不接触，同时，左突起151和左挡块141在径向也不接触，以让轴向移动构件可以移动。

本同轴自动分向传动机构特点：①通过蜗杆带动主动轴，变速比大。②径向接触的突起与挡块之间的压力角很大(90度)，突起与挡块之间容易分离。

Claims (8)

1.一种自动分向传动机构，包括主动轴，左右两个嵌合式离合器；嵌合式离合器包括相对的从动半离合器、主动半离合器；其特征是：左右两个从动半离合器分别连接在两个功能负载上，左右两个主动半离合器设置在轴向移动构件的两端；轴向移动构件与主动轴以螺旋副连接；它还包括用于限制轴向移动构件沿轴向左右移动距离的左右限位机构；当轴向移动构件在左限位机构作用下不能向左移动时，一个嵌合式离合器啮合，另一个嵌合式离合器分离；当轴向移动构件在右限位机构作用下不能向右移动时，一个嵌合式离合器分离，另一个嵌合式离合器啮合；任何一个嵌合式离合器分离前，另外一个嵌合式离合器均啮合；两个嵌合式离合器均啮合时，左右限位机构对轴向移动构件均不限位；

限位机构的结构如下：主动轴上突出一挡块；轴向移动构件突出一突起；通过突起与挡块在径向接触使得轴向移动构件不能相对于主动轴转动；突起与挡块相接触的部分的轴向长度小于螺旋副的导程。

2.根据权利要求1所述的自动分向传动机构，其特征是：左右两个主动半离合器沿轴向滑动连接在轴向移动构件上；在两个主动半离合器之间设置有缓冲弹簧，缓冲弹簧在常态时使得两个主动半离合器沿轴向相分离。

3.根据权利要求1所述的自动分向传动机构，其特征是：主动轴为一与蜗杆传动连接的蜗轮，轴向移动构件穿过蜗轮。

4.根据权利要求1所述的自动分向传动机构，其特征是：所述嵌合式离合器为以牙嵌副啮合的牙嵌式离合器或以齿轮副啮合的齿轮离合器。

5.根据权利要求1所述的自动分向传动机构，其特征是：它还包括一箱体；所述主动轴转动支撑在箱体上；还有两根输出轴分别通过两个相对的角接触轴承转动支撑在箱体上；两根输出轴上各设置有一个与左右两个从动半离合器的周向以齿轮副啮合的从动齿轮。

6.根据权利要求5所述的自动分向传动机构，其特征是：所述任一从动齿轮与输出轴的连接结构为：从动齿轮与输出轴转动连接；一组外摩擦片的外圆与从动齿轮内周面上通过花键联接；一组内摩擦片的内圆与输出轴之间也通过花键联接；内、外摩擦片间隔套于输出轴上；在输出轴上还设置有将内、外摩擦片轴向压紧的压板。

7.根据权利要求6所述的自动分向传动机构，其特征是：在输出轴上设置有与其成螺纹连接压紧螺母，压板与输出轴在轴向成滑动连接，在压紧螺母与压板之间设置压紧弹簧，压紧弹簧在常态时使得压板将内、外摩擦片轴向压紧。

8.根据权利要求5所述的自动分向传动机构，其特征是：所述任一从动齿轮与输出轴的连接结构为：从动齿轮与输出轴转动连接；设置在输出轴上的星轮通过滚柱与从动齿轮的内周面连接，从动齿轮、星轮、滚柱组成了超越离合器；在输出轴上设置有与其成螺纹连接压紧螺母；在压紧螺母与从动齿轮之间设置可周向滑动的压紧弹簧，压紧弹簧在常态时使得从动齿轮被轴向压紧。

Images