CN103775539A - 机械式自动预紧型离合器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种机械式自动预紧型离合器，包括自适应离合器和自动预紧力调节组件，自适应离合器设置于一传动轴，所述自适应离合器包括内锥套、外锥套、端面凸轮套和压紧弹簧，自动预紧力调节组件包括预紧动力组件和自动驱动组件；自动驱动组件包括传感器、伺服电机、处理器，本发明在内锥套和外锥套之间发生明显的磨损时，通过自动驱动压缩弹簧，采用自动式机械离合器自身传动的动力进行内外锥套磨损后预紧力的补偿，不需要拆开调试即能实现预紧力的直接调整，保证在使用周期内，内外锥套之间的贴合以及脱离均为设定的阻力值，保证离合器的稳定性，节约使用、维修成本。

Description

机械式自动预紧型离合器

技术领域

本发明涉及一种离合器结构，特别涉及一种机械式自动离合器。

背景技术

离合器是机械传动领域不可缺少的重要部件；而随着传动技术的不断发展，自动离合器的使用也越来越广泛；而不是用电子控制而直接采用机械自动进行离合的离合器结构由于节能效果较好，也逐渐得到应用。

机械式自动离合器一般包括内锥套、外锥套、预紧弹簧和凸轮结构，外锥套通过凸轮结构传动，同时，外锥套通过预紧弹簧的预紧力与内锥套贴合，当阻力达到设定值，传动凸轮对外锥套施加作用力并转变成轴向力压缩弹簧，内锥套和外锥套分离，当阻力减小到设定值，弹簧预紧力重新将外锥套压合至内锥套，实现离合，结构简单，节约能源。

但是，内锥套和外锥套之间由于较长时间的传动或者相对运动，磨损较明显，减小弹簧的压缩量，因而会减小弹簧的贴合预紧力，脱离啮合的阻力值也会变化；而实际上，并不希望该设定值出现变化，则需要调试，维护维修较为困难。

因此，需要一种机械式自动离合器，在内锥套和外锥套之间发生明显的磨损时，不需要拆开调试即能实现预紧力的直接调整，保证在使用周期内，内外锥套之间的贴合以及脱离均为设定的阻力值，保证离合器的稳定性，节约使用、维修成本。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供机械式自动预紧型离合器，在内锥套和外锥套之间发生明显的磨损时，不需要拆开调试即能实现预紧力的直接调整，保证在使用周期内，内外锥套之间的贴合以及脱离均为设定的阻力值，保证离合器的稳定性，节约使用、维修成本。

本发明的机械式自动预紧型离合器，包括自适应离合器和自动预紧力调节组件，所述自适应离合器设置于一传动轴，所述自适应离合器包括内锥套、外锥套、端面凸轮套和压紧弹簧，所述外锥套转动配合外套于传动轴，所述内锥套以锥面互相配合的方式外套于外锥套；所述压紧弹簧外套于传动轴并对外锥套大端施加使外锥套的外锥面与内锥套的内锥面紧密贴合的预紧力；端面凸轮套位于外锥套小头端并外套于传动轴与传动轴同心固定设置，外锥套小头端设置与端面凸轮套的端面凸轮传动啮合的外锥套端面凸轮；

所述自动预紧力调节组件包括预紧动力组件和自动驱动组件；所述预紧动力组件包括第一主动齿轮、第一从动齿轮、中间轴、第二主动齿轮和第二从动齿轮，所述第一主动齿轮与传动轴传动配合，所述第一从动齿轮与第一主动齿轮啮合且与中间轴传动配合，所述第二主动齿轮转动配合外套于中间轴且与第二从动齿轮啮合，所述第二从动齿轮与传动轴直接或间接螺纹配合并与压紧弹簧相抵以提供压紧弹簧的预紧力，所述中间轴上传动配合设有可与第二主动齿轮接合的接合器；第二主动齿轮与传动轴接合后，第一主动齿轮与第二从动齿轮之间的传动比大于1；

自动驱动组件包括：

传感器，用于检测内锥套和外锥套之间的磨损量；

伺服电机，设有控制电路，并用于驱动接合器用于使第二主动齿轮与中间轴接合或者脱离；

处理器，用于接收传感器的数据信号，并根据该数据信号向伺服电机的控制电路发出命令信号，使第二主动齿轮与中间轴接合或者脱离。

进一步，所述第二从动齿轮通过超越离合器与传动轴螺纹配合，所述第二从动齿轮作为超越离合器的外圈，超越离合器的内圈与第二从动齿轮之间在传动轴转动方向上超越；

进一步，所述超越离合器的内圈固定连接设有弹性棘爪片，与该弹性棘爪片相配合在传动轴上设有轴向槽，所述弹性棘爪片端部以可防止内圈相对于压紧弹簧预紧力方向后退旋转的方式嵌入轴向槽；

进一步，所述接合器通过拨叉进行驱动，所述拨叉由伺服电机通过丝杠机构驱动；

进一步，所述传感器为用于检测外锥套与内锥套贴合传动所处位置的霍尔元件，所述外锥套上与霍尔元件对应设有磁钢；

进一步，所述轴向槽为多个沿圆周方向均布，所述弹性棘爪片也为多个沿圆周方向均布。

本发明的有益效果是：本发明的机械式自动预紧型离合器，在内锥套和外锥套之间发生明显的磨损时，通过自动驱动压缩弹簧，采用自动式机械离合器自身传动的动力进行内外锥套磨损后预紧力的补偿，不需要拆开调试即能实现预紧力的直接调整，保证在使用周期内，内外锥套之间的贴合以及脱离均为设定的阻力值，保证离合器的稳定性，节约使用、维修成本。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述。

图1为本发明的结构示意图；

图2为图1沿A-A处截面图；

图3为图1B处放大图；

图4为图2C处放大图。

具体实施方式

图1为本发明的结构示意图，图2为图1沿A-A处截面图，图3为图1B处放大图，图4为图2C处放大图，如图所示：本实施例的机械式自动预紧型离合器，包括自适应离合器和自动预紧力调节组件，所述自适应离合器设置于一传动轴，所述自适应离合器包括内锥套3、外锥套4、端面凸轮套2和压紧弹簧18，所述外锥套4转动配合外套于传动轴1，所述内锥套3以锥面互相配合的方式外套于外锥套4；所述压紧弹簧18外套于传动轴1并对外锥套4大端施加使外锥套的外锥面与内锥套的内锥面紧密贴合的预紧力；端面凸轮套2位于外锥套4小头端并外套于传动轴1与传动轴1同心固定设置，同心固定设置指的是轴向以及圆周方向均固定，保证传动的同时确保内外锥套的接合以及分离；外锥套4小头端设置与端面凸轮套2的端面凸轮传动啮合的外锥套端面凸轮；端面凸轮的传动啮合是指两个端面凸轮之间啮合传动，在传动的同时并具有轴向分力，当传动阻力增大时，该轴向分力会压缩压紧弹簧，实现内锥套和外锥套之间的分离，在此不再赘述；

所述自动预紧力调节组件包括预紧动力组件和自动驱动组件；所述预紧动力组件包括第一主动齿轮13、第一从动齿轮12、中间轴7、第二主动齿轮8和第二从动齿轮14，所述第一主动齿轮13与传动轴1传动配合，所述第一从动齿轮12与第一主动齿轮13啮合且与中间轴7传动配合，所述第二主动齿轮8转动配合外套于中间轴7且与第二从动齿轮14啮合，所述第二从动齿轮14与传动轴1直接或间接螺纹配合并与压紧弹簧18相抵以提供压紧弹簧18的预紧力，直接螺纹配合指的是直接通过螺纹与传动轴1配合，间接螺纹配合是指通过中间件进行配合，在此不再赘述；所述中间轴7上传动配合设有可与第二主动齿轮8接合的接合器11；第二主动齿轮8与传动轴1接合后，第一主动齿轮与第二从动齿轮之间的传动比大于1，即整个第一主动齿轮到第二从动齿轮的齿轮传动系的传动比大于1；由于调整压紧弹簧的压缩量，因而下需要较为精确和缓慢，因此该传动比一般限定为1.05以下；当然，中间轴7应为转动自由度设置，即可与壳体等固定部件之间形成转动配合；

自动驱动组件包括：

传感器6，用于检测内锥套3和外锥套4之间的磨损量；

伺服电机20，设有控制电路21，并用于驱动接合器11用于使第二主动齿轮8与中间轴7接合或者脱离；

处理器22，用于接收传感器6的数据信号，并根据该数据信号向伺服电机20的控制电路21发出命令信号，控制伺服电机20使第二主动齿轮8与中间轴7接合或者脱离。

本发明在运转过程中，传动轴1将动力传递至端面凸轮套2，端面凸轮套2通过其端面凸轮将动力传递至外锥套端面凸轮并传递至外锥套4，由于外锥套4在压紧弹簧18的作用下紧密贴合内锥套3，则动力由内锥套3输出；当阻力增大，阻力反向传递至外锥套4，在端面凸轮的作用下，外锥套4轴向挤压压紧弹簧18，当阻力对外锥套端面凸轮产生的轴向分力大于压紧弹簧18设定的压紧力时，压紧弹簧18被压缩，内锥套3和外锥套3脱离，则传动链断开；长时间运行后，内锥套和外锥套之间会产生较大磨损，该磨损厚度在轴向上被放大，压紧弹簧的预紧力会减小，发生分离的阻力也逐渐减小，导致系统的不稳定传动和换挡；本发明中，通过传感器获取该信号后，处理器发出命令，利用伺服电机驱动拨叉使第二从动齿轮与传动轴接合，利用自身动力驱动第二从动齿轮旋转，螺纹作用压缩弹簧，并达到设定的预紧力，阻力（或者扭矩）发生分离或接合，实现保持初始分离的阻力的目的，使得传动稳定。

本实施例中，所述第二从动齿轮14通过超越离合器与传动轴1螺纹配合，所述第二从动齿轮14作为超越离合器的外圈，超越离合器的内圈15与第二从动齿轮14之间在传动轴1转动方向上超越，即正常转动时内圈15主动超越于第二从动齿轮14，当第二主动齿轮8与中间轴7接合传动，则由于整个第一主动齿轮到第二从动齿轮的齿轮传动系的传动比大于1，则第二从动齿轮14与内圈接合传动，驱动器压缩压紧弹簧18，实现发明目的；采用超越离合器结构，在正常传动时超越，第二从动齿轮14（外圈）不耗费运行能量，具有节能降耗的效果，同时，不会发生运动干扰影响内圈与传动轴之间的螺纹配合轴向部位；如图所示，超越离合器通过挡圈过渡抵住压紧弹簧，压紧弹簧18的另一端通过平面轴承19抵紧外锥套，且外锥套4大头端面向端部延伸，形成弹簧座套，压紧弹簧部分位于该弹簧座套内抵紧平面轴承19。

本实施例中，所述超越离合器的内圈15固定连接设有弹性棘爪片151，与该弹性棘爪片151相配合在传动轴1上设有轴向槽1a，所述弹性棘爪片151端部以可防止内圈15相对于压紧弹簧15预紧力方向后退旋转的方式嵌入轴向槽1a；该结构形成棘轮棘爪结构，保证内圈15不会因为反向力作用轻易后退，以保证压紧弹簧18的预紧力；弹性棘爪片151与内圈15之间可以是一体成形，也可以固定安装；如图所示，内圈15同轴向端部延伸形成轴套，该弹性棘爪片151一体成形于该轴套，结构简单，制作方便。

本实施例中，所述接合器11通过拨叉9进行驱动，所述拨叉9由伺服电机通过丝杠机构10驱动；丝杠机构10一般采用滚珠丝杠机构，动作较为精密，符合本发明的使用要求。

本实施例中，所述传感器6为用于检测外锥套4与内锥套3贴合传动所处位置的霍尔元件，所述外锥套4上与霍尔元件对应设有磁钢5，结构简单，利用霍尔元件获取外锥套由于磨损而产生的轴向接合位移差，从而利用伺服电机驱动压缩压紧弹簧达到相应的量，易于避开高速运转部件设置传感器；当然，也可采用压力传感器采集预紧力值，同样可达到相应的效果；如图所示，磁钢安装于外锥套形成的弹簧座套上。

本实施例中，所述轴向槽1a为多个沿圆周方向均布，所述弹性棘爪片151也为多个沿圆周方向均布，适用于精密的传动以及定位。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (6)

1.一种机械式自动预紧型离合器，其特征在于：包括自适应离合器和自动预紧力调节组件，所述自适应离合器设置于一传动轴，所述自适应离合器包括内锥套、外锥套、端面凸轮套和压紧弹簧，所述外锥套转动配合外套于传动轴，所述内锥套以锥面互相配合的方式外套于外锥套；所述压紧弹簧外套于传动轴并对外锥套大端施加使外锥套的外锥面与内锥套的内锥面紧密贴合的预紧力；端面凸轮套位于外锥套小头端并外套于传动轴与传动轴同心固定设置，外锥套小头端设置与端面凸轮套的端面凸轮传动啮合的外锥套端面凸轮；

所述自动预紧力调节组件包括预紧动力组件和自动驱动组件；所述预紧动力组件包括第一主动齿轮、第一从动齿轮、中间轴、第二主动齿轮和第二从动齿轮，所述第一主动齿轮与传动轴传动配合，所述第一从动齿轮与第一主动齿轮啮合且与中间轴传动配合，所述第二主动齿轮转动配合外套于中间轴且与第二从动齿轮啮合，所述第二从动齿轮与传动轴直接或间接螺纹配合并与压紧弹簧相抵以提供压紧弹簧的预紧力，所述中间轴上传动配合设有可与第二主动齿轮接合的接合器；第二主动齿轮与传动轴接合后，第一主动齿轮与第二从动齿轮之间的传动比大于1；

自动驱动组件包括：

传感器，用于检测内锥套和外锥套之间的磨损量；

伺服电机，设有控制电路，并用于驱动接合器用于使第二主动齿轮与中间轴接合或者脱离；

处理器，用于接收传感器的数据信号，并根据该数据信号向伺服电机的控制电路发出命令信号，使第二主动齿轮与中间轴接合或者脱离。

2.根据权利要求1所述的机械式自动预紧型离合器，其特征在于：所述第二从动齿轮通过超越离合器与传动轴螺纹配合，所述第二从动齿轮作为超越离合器的外圈，超越离合器的内圈与第二从动齿轮之间在传动轴转动方向上超越。

3.根据权利要求2所述的机械式自动预紧型离合器，其特征在于：所述超越离合器的内圈固定连接设有弹性棘爪片，与该弹性棘爪片相配合在传动轴上设有轴向槽，所述弹性棘爪片端部以可防止内圈相对于压紧弹簧预紧力方向后退旋转的方式嵌入轴向槽。

4.根据权利要求3所述的机械式自动预紧型离合器，其特征在于：所述接合器通过拨叉进行驱动，所述拨叉由伺服电机通过丝杠机构驱动。

5.根据权利要求4所述的机械式自动预紧型离合器，其特征在于：所述传感器为用于检测外锥套与内锥套贴合传动所处位置的霍尔元件，所述外锥套上与霍尔元件对应设有磁钢。

6.根据权利要求5所述的机械式自动预紧型离合器，其特征在于：所述轴向槽为多个沿圆周方向均布，所述弹性棘爪片也为多个沿圆周方向均布。

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