CN101539194A - 一种汽车发电机单向皮带轮 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种汽车发电机单向皮带轮，包括皮带轮毂和设于该皮带轮毂内的单向离合机构，单向离合机构包括外壁为多弧形的外弧面芯轮和设于该外弧面芯轮外、并与外弧面芯轮紧密结合的弹簧保持架，外弧面芯轮的中心与发动机轴固定相连，弹簧保持架上设有多个凹进部位和凸起部位以及与弹簧保持架相配的多套弹簧和滚柱，滚柱设于凹进部位内，弹簧的一端套在凸起部位上，每套弹簧和滚柱刚好位于外弧面芯轮的多弧形的其中一个外弧面上，滚柱外安装有滚柱套圈。本发明具有结构简单、制造成本低、使用寿命长及低噪音的优点。

Description

一种汽车发电机单向皮带轮
技术领域
本发明涉及用于单向环形挠性元件传送旋转运动的传动装置，特别涉及一种汽车发电机用单向皮带轮。
背景技术
汽车发电机单向皮带轮已经被世界上一些高档汽车发电机广泛应用。单向皮带轮最大的优点在于，在皮带传送装置工作的时候，可以减少震动和起伏，在发动机停止运转前的瞬间，汽车发动机曲轴有一个短暂的正反方向转动，此时发电机的转子仍可保持原方向转动，避免发电机转子中的磁线圈因受正反向冲击而产生逆电流造成车用损伤。但是现有单向皮带轮存在结构复杂、制造成本高、寿命短的技术问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种结构简单、制造成本低、使用寿命长的汽车发电机单向皮带轮。
为达到上述技术目的，本发明采用以下技术方案：一种汽车发电机单向皮带轮，包括皮带轮毂和设于该皮带轮毂内的单向离合机构，单向离合机构包括外壁为多弧形的外弧面芯轮和设于该外弧面芯轮外、并与外弧面芯轮紧密结合的弹簧保持架，所述外弧面芯轮的中心与发动机轴固定相连，所述弹簧保持架上设有多个凹进部位和凸起部位以及与弹簧保持架相配的多套弹簧和滚柱，所述滚柱设于凹进部位内，所述弹簧的一端套在凸起部位上，每套弹簧和滚柱刚好位于外弧面芯轮的多弧形的其中一个外弧面上，所述滚柱外安装有滚柱套圈。
所述的汽车发电机单向皮带轮，弹簧保持架内壁具有多个内平面，内平面与外弧面芯轮的多个外弧面紧密配合。
所述的汽车发电机单向皮带轮，弹簧保持架呈笼型圆筒状，采用增强尼龙一体成形。
所述的汽车发电机单向皮带轮，单向离合机构的两侧还装有滚珠轴承，所述滚珠轴承的内径与外弧面芯轮的两端外径精密配合，外径与皮带轮毂的内径精密配合。
所述的汽车发电机单向皮带轮，滚柱采用轴承钢材料经过热处理淬火回火后，外表面经过精磨加工而成。
所述的汽车发电机单向皮带轮，皮带轮毂上还设有轴承保护盖。
所述的汽车发电机单向皮带轮，外弧面芯轮采用20CrMo材料制成，所述的外弧面是经过渗碳淬火后硬度达到HRC58°～63°后，再采用平面精磨加工而成。
所述的汽车发电机单向皮带轮，弹簧采用SWPB材料螺旋形状回火后形成，弹簧与滚柱间注入高低温油脂。
本发明具有结构简单、制造成本低、使用寿命长及低噪音的优点。
附图说明
图1为本发明的局剖图。
图2是图1拆去保护盖和滚珠轴承的单向离合机构的A向视图。
图3是图2在汽车发动机转动时皮带带动皮带轮的局部图。
图4是图2在发动机停止运转前的瞬间的局部图。
图5是外弧面芯轮的局剖图。
图6是图5的B向视图。
图7是弹簧保持架的结构示意图。
图8是图的C向视图。
图9是图5和图7装配示意图。
图10是图9的D向视图。
图11是图5和图7装配后再装弹簧和滚柱后的结构示意图。
图12是图11的E向视图。
图13是轴套的结构示意图。
图14是图13的剖视图。
图15是图5、图7、弹簧、滚柱和图13装配后形成的一组单向离合机构的结构示意图。
图示中：1皮带轮毂，2、外弧面芯轮，3、弹簧保持架，4、滚柱套圈，5、滚珠轴承，6、滚柱，7、弹簧，8、锥度角，9、外弧面，10、凸起点，11、轴承保护盖，12、凹部位，13、防尘保护盖，14、外圆径，15、内平面。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作详细说明。
参见附图，本发明包括皮带轮毂1和设于皮带轮毂1内的单向离合机构(参见图15)，单向离合机构包括外弧面芯轮2和设于外弧面芯轮2外的弹簧保持架3，外弧面芯轮2的外壁均匀形成多个外弧面9，弹簧保持架3内设有多个内平面15，与外弧面芯轮2的多个外弧面9紧密配合，外弧面芯轮2的中心与发动机轴固定相连。
外弧面芯轮2采用20CrMo材料制造，外壁均布多个外弧面9，外弧面9是经过渗碳淬火后硬度达到HRC58°～63°，再用平面精磨加工的，本发明的设计使外弧面9可以用研磨加工，大大地提高了产品的精度。外弧面芯轮2的每个外弧面9外嵌入一只弹簧保持架3，弹簧保持架3内的内平面15与外弧面芯轮2的外弧面9紧密配合不能转动。
弹簧保持架3上设有多个凹进部位和凸起部位以及与之相配的多套弹簧和滚柱，在本实施例中，弹簧保持架3上设有8个有凹进部位12和凸起部位10，可以装入8条扁弹簧7和8个滚柱6。每套弹簧7和滚柱6刚好位于外弧面芯轮2的其中一个外弧面9上。
弹簧保持架3是用耐热性材料的增强尼龙整体形成为笼型圆筒状，凹进部位和凸起部位分别均布在外圆上。滚柱6是用轴承钢材料经过热处理淬火回火后，外表面经过精磨加工的。在凹进部位12装入滚柱6后再装入8个弹簧7，弹簧7是用SWPB材料螺旋形状回火后形成，弹簧7一头套在凸起部位10上，另一头与滚柱6连接(如图12)，滚柱6和弹簧7外面注入高低温油脂，使接触部位滚动润滑。
参照图3、13、14、15，滚柱6外安装有滚柱套圈4，该滚柱套圈4是用轴承钢材料经过热处理淬火回火后，内外径再经精磨加工，滚柱套圈4内径有一个小锥度角8，可以方便组装成一组单向离合机构。在本实施例中，该锥度角8为30°。
外弧面芯轮2两侧的外圆径14各嵌入一只国家标准的滚珠轴承5，滚珠轴承5的内径与外弧面芯轮2的两端外圆径14精密配合，滚珠轴承5的外径与皮带轮毂1的内径精密配合，既可以灵活地转动，又能用于支撑径向载荷，可防止外弧面芯轮2轴向间隙过大。既确保滚柱套圈4的紧固，又方便维修。
装配时，把外弧面芯轮上的外弧面9嵌入弹簧保持架内的内平面15要紧配合，在弹簧保持架3的凹进部位12装入滚柱6、弹簧7，滚柱6外圆圈再安装入滚柱套圈4形成了一组单向离合机构如图14，单向离合机构两端外圆径14压入二只滚珠轴承5，将滚球轴承5内径与外弧面芯轮外圆径紧配端面与弹簧保持架3压紧，再把单向离合机构紧配嵌入皮带轮毂1的内孔。
皮带轮毂1两端再装入轴承保护盖11。为了将单向离合皮带轮安装到发电机轴的延长段上，外弧面芯轮2中心有一个孔，该孔上有一段螺纹，它用于确保紧固扭矩，因此不需要额外的紧固元件即可将外弧面芯轮2与发电机轴紧固相连。本发明安装在汽车发电机轴上有两种紧固形式，一种是采用内齿形紧固，另一种是采用内六角紧固。
本发明外侧面还装有防尘保护盖13，防尘保护盖13能防止在工作条件下污垢以及溅水影响单向机构的工作性能，确保单向机构稳定工作。防尘保护盖13在单向皮带轮装在发电机轴上之后卡入的，皮带轮毂外表镀有一层防锈层。
本发明的工作原理简述如下：参照图3和图4，利用滚柱套圈4内径的圆周弧形16与外弧面芯轮2外径有八个外弧面9相配合，圆周弧面16与外弧面9形成了一个5°度左右的高低点楔角8(即锥度角)，a处是最低点，b处是最高点。弹簧保持架3内8个弹簧7的张力把8个滚柱6顶到楔角8°度a处最低点，因为有了弹簧7的张力，可以确保皮带轮毂1和滚柱套圈4与外弧面芯轮2之间形成锁定状态，可以进行稳定的扭力传递。当发动机转速放慢时，发电机转子的惯性转速超过发电机的转速时，外弧面芯轮会把滚柱往回带，弹簧张力回收，使皮带轮毂与外弧面芯轮进行分离。避免发电机转子中的磁线圈因受正反向冲击而产生逆电流造成车用损伤。
在发动机起动后，通过皮带带动皮带轮及发电机转子同地转动，如图3所示，皮带带动皮带轮毂1、滚柱套圈4、外弧面芯轮2和发电机转子同步同向旋转，从而使皮带轮毂1不能朝反方向转动。当发动机从高速转到低速时，皮带带动皮带轮毂1同步走向低速，而发电机转子转速仍靠惯性持续高速运转，即高于皮带轮毂1运转速度，此时，外弧面芯轮2会把滚柱6往回带，使弹簧7张力回收，滚柱6回到b处高点上，使滚柱套圈4的内径的圆周弧与外弧面9相分离形成一个短暂的缓冲状态，从而发电机轴可以有惯性地转动。当发动机加速时，皮带带动的皮带轮毂与发电机转子转速同速，才能恢复到锁定状态，如此一来就可达到保护传动皮带的作用，可有效延长传动皮带使用寿命，进一步促使发动机连转顺畅，避免转子中的磁线圈受正反向转动而产生逆电流造成损伤。

Claims (8)

1、一种汽车发电机单向皮带轮，包括皮带轮毂和设于该皮带轮毂内的单向离合机构，其特征在于：所述单向离合机构包括外壁为多弧形的外弧面芯轮和设于该外弧面芯轮外、并与外弧面芯轮紧密结合的弹簧保持架，所述外弧面芯轮的中心与发动机轴固定相连，所述弹簧保持架上设有多个凹进部位和凸起部位以及与弹簧保持架相配的多套弹簧和滚柱，所述滚柱设于凹进部位内，所述弹簧的一端套在凸起部位上，每套弹簧和滚柱刚好位于外弧面芯轮的多弧形的其中一个外弧面上，所述滚柱外安装有滚柱套圈。
2、如权利要求1所述的汽车发电机单向皮带轮，其特征在于：所述弹簧保持架内壁具有多个内平面，内平面与外弧面芯轮的多个外弧面紧密配合。
3、如权利要求2所述的汽车发电机单向皮带轮，其特征在于：所述的弹簧保持架呈笼型圆筒状，采用增强尼龙一体成形。
4、如权利要求1所述的汽车发电机单向皮带轮，其特征在于：所述单向离合机构的两侧装有滚珠轴承，所述滚珠轴承的内径与外弧面芯轮的两端外径精密配合，外径与皮带轮毂的内径精密配合。
5、如权利要求1所述的汽车发电机单向皮带轮，其特征在于：所述的滚柱采用轴承钢材料经过热处理淬火回火后，外表面经过精磨加工而成。
6、如权利要求1所述的汽车发电机单向皮带轮，其特征在于：所述皮带轮毂上还设有轴承保护盖。
7、如权利要求1所述的汽车发电机单向皮带轮，其特征在于：所述的外弧面芯轮采用20CrMo材料制成，所述的外弧面是经过渗碳淬火后硬度达到HRC58°～63°后，再采用平面精磨加工而成。
8、如权利要求1所述的汽车发电机单向皮带轮，其特征在于：所述的弹簧采用SWPB材料螺旋形状回火后形成，弹簧与滚柱间注入高低温油脂。
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