CN103075440A - 一种滚柱式双向超越离合器 - Google Patents

Abstract

一种滚柱式双向超越离合器，包含外圈(1)、内圈(2)、第一滚柱(3)、第二滚柱(4)、第一波形带(5)、第二波形带(6)、第一孔用挡圈(7)以及第二孔用挡圈(8)，外圈的内径端面由两段对称相反的斜线通过过渡圆弧联接成类似凸状面，内圈的外径端面由两段对称相反的斜线通过过渡圆弧联接成类似凹状面，外圈法兰端相对内圈法兰端，在外圈和内圈之间装配有成列的第一滚柱和成列的第二滚柱并通过第一波形带和第二波形带实施等距相隔离，在外圈设置的卡槽内分别配置第一孔用挡圈和第二孔用挡圈，本发明不存在控制机构，节省了空间可安装更多的第一滚柱和第二滚柱，传递扭矩的能力优于普通超越离合器，具有高负载、长寿命、控制简便。

Description

一种滚柱式双向超越离合器

技术领域

本发明属于超越离合器技术领域，尤其涉及到一种滚柱式双向超越离合器。

背景技术

普通超越离合器只能实现单向传递扭矩的功能，即在一个旋转方向实现内圈和外圈的接合，而在另一个旋转方向实现内圈和外圈的相互脱离，所述脱离对本领域而言称之为超越，也就是说普通超越离合器只能实现单向接合和单向超越。

图1是带有拨爪的滚柱式双向超越离合器结构示意简图，带有拨爪的滚柱式双向超越离合器通过拨爪e和弹簧d控制两列滚柱c，两列滚柱配装在外圈a和内圈b之间，一列滚柱实现正向超越，另一列滚柱实现反向超越，两列滚柱同时构成双向超越和双向接合，但带有拨爪的滚柱式双向超越离合器存在如下三个缺陷：

第一、在实现同向接合和同向超越时，两列滚柱中只能有一列滚柱参与传递扭矩而另一列滚柱不传递扭矩，这样就降低了带有拨爪的滚柱式双向超越离合器的传递扭矩能力；

第二、拨爪控制每个滚柱，要保证对每个滚柱的作用相同就使该双向超越离合器增加了结构的复杂性，同时也增加了该双向超越离合器的加工难度及配合精度；

第三、当该双向超越离合器运行一段时间后，每个滚柱会出现一定程度的磨损，使其直径变小，导致拨爪的控制精度下降，影响该双向超越离合器的使用寿命。 

发明内容

为解决上述问题，本发明设计了一种滚柱式双向超越离合器，滚柱式双向超越离合器不存在控制机构，节省了空间可安装更多的第一滚柱和第二滚柱，传递扭矩的能力优于普通滚柱式双向超越离合器，是一种高负载、长寿命、控制简便的滚柱式双向超越离合器。

为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：

一种滚柱式双向超越离合器，包含外圈、内圈、第一滚柱、第二滚柱、第一波形带、第二波形带、第一孔用挡圈以及第二孔用挡圈，第一滚柱的外径和长度分别等于第二滚柱的外径和长度，第一波形带的结构形状与第二波形带的结构形状相同，本发明的特征如下：

带有法兰端结构的外圈其内径端面由两段对称相反的斜线通过过渡圆弧联接成类似凸状面，带有法兰端结构的内圈其外径端面由两段对称相反的斜线通过过渡圆弧联接成类似凹状面，装配时外圈法兰端相对内圈法兰端，所述类似凹状面对应于所述类似凸状面并形成装配间隙，所述装配间隙的宽度等于1～2倍第一滚柱的外径或是1～2倍第二滚柱的外径，在所述类似凹状面和所述类似凸状面之间安装有成列的第一滚柱和成列的第二滚柱，成列的第一滚柱通过第一波形带被等距相隔离，成列的第二滚柱通过第二波形带被等距相隔离，配装在第一波形带内成列的第一滚柱的倾斜方向与配装在第二波形带内成列的第二滚柱的倾斜方向相同，在外圈所述两段对称相反的斜线两端分别设置有卡槽，其中靠近外圈法兰端的所述卡槽内所配置的第一孔用挡圈用于轴向限位成列的第一滚柱，背离外圈法兰端的所述卡槽内所配置的第二孔用挡圈用于轴向限位成列的第二滚柱。

所述倾斜方向与内圈水平轴线之间的夹角控制在25～35°之间。

外圈法兰端上设置有数个第一安装孔，内圈法兰端上设置有数个第二安装孔，所述第一安装孔的孔径等于或不等于所述第二安装孔的孔径，所述第一安装孔的中心距等于或不等于所述第二安装孔的中心距。

内圈的内孔或为花键孔，或为平键孔，或为其它形状的联接孔。

由于采用如上所述技术方案，本发明产生如下有益效果：

1、承载能力高：本发明的滚柱式双向超越离合器不存在控制机构，节省了空间可安装更多的第一滚柱和第二滚柱，传递扭矩的能力优于普通滚柱式双向超越离合器。

2、使用寿命长：由于本发明的滚柱式双向超越离合器不存在控制机构，当第一滚柱和第二滚柱与内圈、外圈在使用过程中由磨损而造成的尺寸变化可通过调整内圈、外圈的轴向相对位置来进行自适应调整，延长了本发明的使用寿命。

此外由于第一波形带等距相隔离并支撑成列的第一滚柱而第二波形带等距相隔离并支撑成列的第二滚柱，使第一滚柱和第二滚柱与外圈始终保持接触，当内圈与外圈由于相对轴向移动造成间隙增大时，第一滚柱和第二滚柱与内圈不发生接触，降低了旋转过程中的相对磨损，也相应延长了本发明的使用寿命。

3、控制非常方便：本发明的滚柱式双向超越离合器通过控制内圈与外圈的相对轴向移动来控制其接合与超越状态，只涉及轴向运动而不涉及旋转或径向等运动，因此本发明的运动方式简单，可以通过电磁、机械等多种方式进行控制，控制方式多种多样，既可以直接控制内圈的轴向运动，也可以控制输入轴的轴向运动带动内圈的轴向运动，控制机构的安装位置可根据实际空间情况进行适当调整。

附图说明

图1是带有拨爪的滚柱式双向超越离合器结构示意简图。

图2是本发明滚的结构示意简图。

图3是滚柱与内圈水平轴线夹角的安装位置示意简图。

上述图中：a-外圈；b-内圈；c-滚柱；d-弹簧；e-拨爪；1-外圈；2-内圈；3-第一滚柱；4-第二滚柱；5-第一波形带；6-第二波形带；7-第一孔用挡圈；8-第二孔用挡圈。

具体实施方式

本发明是一种滚柱式双向超越离合器，滚柱式双向超越离合器能传递不同大小的额定扭矩，比如额定扭矩=650N.m，本发明的滚柱式双向超越离合器不存在控制机构，节省了空间可安装更多的第一滚柱和第二滚柱，传递扭矩的能力优于普通滚柱式双向超越离合器。

通过下面的实施例可以更详细的解释本发明，本发明并不局限于下面的实施例，公开本发明的目的旨在保护本发明范围内的一切变化和改进。

结合图2，本发明包含外圈1、内圈2、第一滚柱3、第二滚柱4、第一波形带5、第二波形带6、第一孔用挡圈7以及第二孔用挡圈8，第一滚柱3的外径φ6mm和长度20mm分别等于第二滚柱4的外径φ6mm和长度20mm，第一波形带5的结构形状与第二波形带6的结构形状相同。 

结合图2-3，本发明带有法兰端结构的外圈1其内径端面由两段对称相反的斜线通过过渡圆弧联接成类似凸状面，带有法兰端结构的内圈2其外径端面由两段对称相反的斜线通过过渡圆弧联接成类似凹状面，所述两段对称相反的斜线相对内圈水平轴线之间的夹角相等且夹角较小，所述两段对称相反的斜线通过过渡圆弧自然联接而成，由于所述两段对称相反的斜线在外圈内径端面以及内圈外径端面所处位置不同而近似或是类似于凸状面以及凹状面。

装配时外圈1法兰端相对内圈2法兰端，所述相对是指外圈1法兰端距内圈2法兰端具有一定间距，而不是外圈1法兰端与内圈2法兰端背靠背。

外圈1法兰端上设置有六个第一安装孔，内圈2法兰端上设置有六个第二安装孔，所述第一安装孔的孔径等于或不等于所述第二安装孔的孔径，所述第一安装孔的中心距等于或不等于所述第二安装孔的中心距，通过所述第一安装孔和所述第二安装孔可以实现内圈2和外圈1的相对轴向位移，所述第一安装孔的孔径和中心距以及所述第二安装孔的孔径和中心距必须与所配主机的联接孔匹配。

所述类似凹状面对应于所述类似凸状面并形成装配间隙，所述装配间隙的宽度等于1～2倍第一滚柱3的外径或是1～2倍第二滚柱4的外径，如第一滚柱外径=第二滚柱外径= 6mm，则所述装配间隙的宽度=1.5×6=9 mm。

在所述类似凹状面和所述类似凸状面之间安装有成列的第一滚柱3和成列的第二滚柱4，成列的第一滚柱3通过第一波形带5被等距相隔离，成列的第二滚柱4通过第二波形带6被等距相隔离，配装在第一波形带5内成列的第一滚柱3的倾斜方向与配装在第二波形带6内成列的第二滚柱4的倾斜方向相同，所述倾斜方向与内圈水平轴线之间的夹角控制在25～35°之间，本实施例的轴线夹角为30°。

在外圈1所述两段对称相反的斜线两端分别设置有卡槽，其中靠近外圈1法兰端的所述卡槽内所配置的第一孔用挡圈7用于轴向限位成列的第一滚柱3，背离外圈1法兰端的所述卡槽内所配置的第二孔用挡圈8用于轴向限位成列的第二滚柱4，第一孔用挡圈7和第二孔用挡圈8共同限定成列的第一滚柱3和成列的第二滚柱4的轴向位移。在实际工作时通过改变内圈2和外圈1的相对轴向位移来控制本发明的超越和接合状态。

内圈2的内孔或为花键孔，或为平键孔，或为其它形状的联接孔。

结合图2-3，当内圈2相对外圈1向右移动时，成列的第二滚柱4在波形带6的等距相隔离支撑下紧贴在外圈1所述凸状面上并与内圈2所述凹状面相对脱离，不影响内圈2和外圈1的相对转动，而成列的第一滚柱3同时与内圈2所述凹状面以及外圈1所述凸状面形成接合状态，此时输入轴带动内圈2顺时针转动，成列的第一滚柱3会绕其自身轴线进行自转，同时也绕内圈轴线进行公转，由于成列的第一滚柱3与内圈轴线间存在30°夹角，因此成列的第一滚柱3还会沿着自身轴线的方向进行滑动，使成列的第一滚柱3与内圈2、外圈1的接触表面产生摩擦力带动内圈2继续向右移动，此时成列的第一滚柱3与内圈2、外圈1之间的接触力和相对摩擦力矩会继续增大，当摩擦力矩增大至650N.m时，内圈2即可以带动外圈1共同沿顺时针方向转动，此时滚柱式双向超越离合器处于顺时针接合状态。

当内圈2相对外圈1逆时针转动时，从成列的第一滚柱3与内圈轴线的夹角方向可以看出，内圈2会沿其轴向向左移动，内圈2和外圈1之间的间距变大，成列的第一滚柱3可以自由转动，此时滚柱式双向超越离合器处于逆时针超越状态。

同理，当内圈2相对外圈1向左移动时，成列的第二滚柱4与内圈2、外圈1之间产生摩擦力矩不断增大，当摩擦力矩增大至650N.m时，内圈2可带动外圈1共同沿逆时针方向转动，此时滚柱式双向超越离合器处于逆时针接合状态。当内圈2为顺时针转动时，由于夹角的原因，内圈2会向右移动致使内圈2与外圈1的间隙增大，成列的第二滚柱4可以自由转动，此时滚柱式双向超越离合器就处于顺时针超越状态。

通过上述分析，可以明显看出：

由于本发明的滚柱式双向超越离合器不存在控制机构，当第一滚柱和第二滚柱与内圈、外圈在使用过程中由磨损而造成的尺寸变化可通过调整内圈、外圈的轴向相对位置来进行自适应调整，延长了本发明的使用寿命。

此外由于第一波形带等距相隔离并支撑成列的第一滚柱而第二波形带等距相隔离并支撑成列的第二滚柱，使第一滚柱和第二滚柱与外圈始终保持接触，当内圈与外圈由于相对轴向移动造成间隙增大时，第一滚柱和第二滚柱与内圈不发生接触，降低了旋转过程中的相对磨损，也相应延长了本发明的使用寿命。

本发明的滚柱式双向超越离合器通过控制内圈与外圈的相对轴向移动来控制其接合与超越状态，只涉及轴向运动而不涉及旋转或径向等运动，因此本发明的运动方式简单，可以通过电磁、机械等多种方式进行控制，控制方式多种多样且控制非常方便，既可以直接控制内圈的轴向运动，也可以控制输入轴的轴向运动带动内圈的轴向运动，控制机构的安装位置可根据实际空间情况进行适当调整。

为了公开本发明的目的而在本文中选用的实施例，当前认为是适宜的，但是应了解的是，本发明旨在包括一切属于本构思和本发明范围内的实施例的所有变化和改进。 

Claims (4)

1.一种滚柱式双向超越离合器，包含外圈(1)、内圈(2)、第一滚柱(3)、第二滚柱(4)、第一波形带(5)、第二波形带(6)、第一孔用挡圈(7)以及第二孔用挡圈(8)，第一滚柱(3)的外径和长度分别等于第二滚柱(4)的外径和长度，第一波形带(5)的结构形状与第二波形带(6)的结构形状相同，其特征是：

带有法兰端结构的外圈(1)其内径端面由两段对称相反的斜线通过过渡圆弧联接成类似凸状面，带有法兰端结构的内圈(2)其外径端面由两段对称相反的斜线通过过渡圆弧联接成类似凹状面，装配时外圈(1)法兰端相对内圈(2)法兰端，所述类似凹状面对应于所述类似凸状面并形成装配间隙，所述装配间隙的宽度等于1～2倍第一滚柱(3)的外径或是1～2倍第二滚柱(4)的外径，在所述类似凹状面和所述类似凸状面之间安装有成列的第一滚柱(3)和成列的第二滚柱(4)，成列的第一滚柱(3)通过第一波形带(5)被等距相隔离，成列的第二滚柱(4)通过第二波形带(6)被等距相隔离，配装在第一波形带(5)内成列的第一滚柱(3)的倾斜方向与配装在第二波形带(6)内成列的第二滚柱(4)的倾斜方向相同，在外圈(1)所述两段对称相反的斜线两端分别设置有卡槽，其中靠近外圈(1)法兰端的所述卡槽内所配置的第一孔用挡圈(7)用于轴向限位成列的第一滚柱(3)，背离外圈(1)法兰端的所述卡槽内所配置的第二孔用挡圈(8)用于轴向限位成列的第二滚柱(4)。

2.根据权利要求1所述滚柱式双向超越离合器，其特征是：所述倾斜方向与内圈(2)水平轴线之间的夹角控制在25～35°之间。

3.根据权利要求1所述滚柱式双向超越离合器，其特征是：外圈(1)法兰端上设置有数个第一安装孔，内圈(2)法兰端上设置有数个第二安装孔，所述第一安装孔的孔径等于或不等于所述第二安装孔的孔径，所述第一安装孔的中心距等于或不等于所述第二安装孔的中心距。

4.根据权利要求1所述滚柱式双向超越离合器，内圈(2)的内孔或为花键孔，或为平键孔，或为其它形状的联接孔。

Images