CN103807314A

CN103807314A - 一种正反转传动中基于轴向移动离合销的离合传动装置

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Publication number: CN103807314A
Application number: CN201410062887.7A
Authority: CN
Inventors: 王陈梓
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2014-02-22
Filing date: 2014-02-22
Publication date: 2014-05-21
Anticipated expiration: 2034-02-22
Also published as: CN103807314B

Abstract

在正反转机械传动时，主动回转件和从动回转件之间经常需要实现可控离合，目前采用较多的是电磁离合和摩擦离合，缺少一种利用主动回转件自身动力完成轴向离合的简单离合传动装置。本发明提出了一种正反转传动中基于轴向移动离合销的离合传动装置，主要由主动回转件、轴向顶动回转件、带轴向销孔的套筒、离合销、弹簧、带销坑的从动回转件、套筒回转阻尼件、分别位于轴向顶动回转件与带轴向销孔的套筒上的回转止位接触副、旋转支撑件组成。该离合传动装置可以实现正反转机械传动是的双向传动离合，也可以实现单方向传动离合，结构简单，成本低，且分离牵连力矩小，可部分取代正反转机械传动中常用的电磁离合传动装置，特别是现有门、窗、帘和机械关节的正反转离合传动装置。

Description

一种正反转传动中基于轴向移动离合销的离合传动装置

技术领域

本发明专利涉及一种正反转传动中基于轴向移动离合销的离合传动装置，属于机械传动技术领域。。

背景技术

在正反转机械传动时，主动回转件和从动回转件之间经常需要实现可控离合，目前采用较多的是电磁离合和摩擦副离合，前者需要附加辅助动力实现离合动作，后者经常出现磨损和摩擦力调整问题，缺少一种利用利用主动回转件自身动力完成离合且分离牵连力矩小的简单自动离合传动装置。本发明提出了一种正反转传动中基于轴向移动离合销的离合传动装置，主要由主动回转件、轴向顶动回转件、带轴向销孔的套筒、离合销、弹簧、带销坑的从动回转件、套筒回转阻尼件、分别位于轴向顶动回转件与带轴向销孔的套筒上的一对回转止位接触副、旋转支撑件组成。与现有电磁驱动离合的离合传动装置想比，该离合传动装置不需要借助外力，就可以实现正反转机械传动是的双向离合，也可以实现单方向传动的离合，结构简单，成本低，且分离牵连力矩小，可以部分取代正反转机械传动中常用的电磁离合传动装置，特别适用于是门、窗、帘和机械关节的正反转离合传动中。与本发明比较接近的是日本人2002年在中国申请的离合器专利（02131503.5），该专利利用片状宽弹簧将可以圆周向自由滚动的滚动件偏心挤压从而达到胀紧与带动的传动目的，缺点是滚子弹簧胀紧结构的分离牵连力矩较大，不适合要求分离牵连力矩很小的应用环境，本专利通过离合销和回转止位接触副的作用面分离结构设置有效克服了这一缺陷，且不影响离合功能。

总而言之，本发明的一种正反转传动中基于轴向移动离合销的离合传动装置适用于正反转机械传动，原理简单，成本小，分离牵连力矩小，是一种性价比较高的正反转传动离合传动装置。

发明内容

本发明专利需要解决的技术问题在于为门、窗、帘和常用机械关节的正反转离合传动提供一种基于轴向离合销的自动离合传动装置。

实现本发明专利目的的技术解决方案为：这种正反转传动中基于轴向离合销的自动离合传动装置主要由主动回转件[1]、轴向顶动回转件[2]、带轴向销孔的套筒[3]、离合销[4]、弹簧[5]、带销坑的从动回转件[6]、套筒回转阻尼件[7]、分别位于轴向顶动回转件[2]与带轴向销孔的套筒[3]上的回转止位接触副[8]、旋转支撑件[9]组成。当主动回转件[1]的正向转动时，带动与其固定连接的轴向顶动回转件[2]旋转，在套筒回转阻尼件[7]对带轴向销孔的套筒[3]的旋转阻尼限制下，轴向顶动回转件[2]相对于带轴向销孔的套筒[3]转动，轴向顶动回转件[2]上的非圆曲面或斜面就会将弹性压束在带轴向销孔的套筒[3]中的离合销[4]顶出一部分，离合销[4] 顶出部分在转动过程中插入带销坑的从动回转件[6]上销坑，此时分别位于轴向顶动回转件[2]与带轴向销孔的套筒[3]上的回转止位接触副[8]接触，轴向顶动回转件[2]带动带轴向销孔的套筒[3]同步旋转，主动回转件[1]与带销坑的从动回转件[6]之间就处于旋转咬合带动连接关系。反之，当主动回转件[1]的反向转动时，轴向顶动回转件[2]释放离合销[4]，顶出带轴向销孔的套筒[3]的部分离合销[4]在其上设置的弹簧[5]作用下回弹，此时主动回转件[1]与带销坑的从动回转件[6]之间处于旋转分离关系。

通过改变该自动离合传动装置的回转止位接触副[8]位置与数量，主动回转件[1]与带销坑的从动回转件[6]之间可以实现正向传动反向解脱的单向传动离合关系，也可以实现正反转双向传动和中间过渡状态分离的三态离合关系：

（1）通过增设的回转止位接触副[8]，在保证正向传动连接关系不变的情况下,反转时，轴向顶动回转件[2]受到增设的回转止位接触副[8]的限制，无法将离合销[4]顶入带销坑的从动回转件[6]，使得反向旋转就始终处于单向传动的分离状态，这样就能实现单向传动离合；

（2）通过分别设置正反转回转止位接触副[8]或增设另外一组离合销[4]、弹簧[5]、销孔和销坑，将主动回转件[1]与带销坑的从动回转件[6]的正反转带动咬合连接关系在圆周两个角度上错开布置，在保证正反转都能实现主动回转件[1]与带销坑的从动回转件[6]咬合连接传动的前提下，当主动回转件[1]不主动旋转时，轴向顶动回转件[2]可以在附加弹性或电驱动作用下能回到上述圆周两个角度之间空闲位置时，就能够实现主动回转件[1]与带销坑的从动回转件[6]之间的传动分离，这样就能实现双向传动离合。

制作时，该装置主动回转件[1]与轴向顶动回转件[2]可以合并成一个异形零件，旋转支撑件[9]也可以与主动回转件[1]、轴向顶动回转件[2]、带轴向销孔的套筒[3]或带销坑的从动回转件[6]中的一个部件合成一个整体加工件。在单向传动离合应用时，轴向顶动回转件[2]采用非对称外廓可以取代回转止位接触副[8]的作用。例如，轴向顶动回转件[2]轴向外凸顶点圆周向两侧的一侧设置为轴向渐厚面，另外一侧设置为无法通过离合销[4]的止位面，在正向传动时，轴向顶动回转件[2]的轴向渐厚面顶出离合销[4]但无法挤过离合销[4]留下的尾部位置，主动回转件[1]与带销坑的从动回转件[6]之间就能实现旋转咬合的连接关系；而在轴向顶动回转件[2]反转释放离合销[4]后，轴向顶动回转件[2]在反转时其上止位面无法顶出离合销[4]，主动回转件[1]与带销坑的从动回转件[6]之间就处于分离关系，从而在不需要回转止位接触副[8]的情况下实现单向离合传动。

本发明的离合传动装置中所含离合销[4]的数量n1、销孔数量n2和销坑数量n3可以根据实际空间大小限制和工作需求分别选择，范围在1-100之间，离合销[4]可以是标准柱状体、筒状体、球状体、椭球状体或非标准异形体，其上需设置弹簧[5]力可作用的曲面、台阶面或拉、压连接。

此外，套筒回转阻尼件[7]设计的机械阻力的大小调整对本发明装置动作的可靠性至关重要，设计原则是一方面需要考虑减少磨损与功耗，另一方面又要保证在离合销[4]挤出到位前轴向顶动回转件[2]可以相对带轴向销孔的套筒[3]转动而不至于过分带动。

此外，可以通过在带轴向销孔的套筒[3]轴向两侧中的一侧附加永磁来取代离合传动装置中的弹簧[5]，即把处在带轴向销孔的套筒[3]一侧的轴向顶动回转件[2]、主动回转件[1]或其它增设的元件上附加永磁设置，在离合销[4]上也附加永磁设置，离合销[4]就可以依赖永磁吸力而不需要依赖弹簧[5]弹力缩回了。

下面结合附图对本发明专利作进一步详细描述这种正反转传动中基于轴向离合销的自动离合传动装置的传动方法与原理。

附图说明

图1：一种正反转传动中基于轴向移动离合销的离合传动装置处于传动连接位置时的组成剖面示意图；

图2：一种正反转传动中基于轴向移动离合销的离合传动装置三维示意图；

图3：非对称外廓设计的轴向顶动回转件示例图。

其中，图1、2和图3中使用了统一数字标号：1主动回转件、2轴向顶动回转件、3带轴向销孔的套筒、4离合销、5弹簧、6带销坑的从动回转件、7套筒回转阻尼件、8分别位于轴向顶动回转件[2]与带轴向销孔的套筒[3]上的回转止位接触副、9旋转支撑件。

具体实施方式

下面结合图1、图2和图3，对本发明专利的实施例进一步详细的描述。

结合图1、图2，本发明的一种正反转传动中基于轴向移动离合销的离合传动装置实施例——单向离合传动装置，主要由主动回转件[1]、轴向顶动回转件[2]、带轴向销孔的套筒[3]、离合销[4]、弹簧[5]、带销坑的从动回转件[6]、套筒回转阻尼件[7]、分别位于轴向顶动回转件[2]与带轴向销孔的套筒[3]上的回转止位接触副[8]、旋转支撑件[9]组成，其中轴向顶动回转件[2]采用轴向端面高低起伏转轮，离合销[4]采用轴向长度1/4处有突出台阶面的柱面销，弹簧[5]采用可以间隙配合插入销孔的压簧，套筒回转阻尼件[7]采用侧面摩擦阻尼副，旋转支撑件[9]采用独立中心轴结构，由于轴向顶动回转件[2]靠弹簧[5]复位，所以此例中没用采用附加永磁构件，离合销[4]采用带一个台阶面的柱状体。回转止位接触副[8]数量为2对，分别满足正、反方向旋转传动时轴向顶动回转件[2]与带轴向销孔的套筒[3]间的回转止位带动需求。

当主动回转件[1]的正向转动时，带动与其固定连接的轴向顶动回转件[2]旋转，在套筒回转阻尼件[7]对带轴向销孔的套筒[3]的旋转阻尼限制下，轴向顶动回转件[2]相对于带轴向销孔的套筒[3]转动，轴向顶动回转件[2]上轴向端面上的非圆曲面或斜面就会将弹性压束在带轴向销孔的套筒[3]中的离合销[4]顶出一部分，离合销[4] 顶出部分在转动过程中插入带销坑的从动回转件[6]上销坑，此时分别位于轴向顶动回转件[2]与带轴向销孔的套筒[3]上的回转止位接触副[8]接触，轴向顶动回转件[2]带动带轴向销孔的套筒[3]同步旋转，主动回转件[1]与带销坑的从动回转件[6]之间就处于旋转咬合带动连接关系。反之，当主动回转件[1]的反向转动时，轴向顶动回转件[2]释放离合销[4]，顶出带轴向销孔的套筒[3]的部分离合销[4]在其上的被压缩弹簧[5]作用下回弹，此时主动回转件[1]与带销坑的从动回转件[6]之间处于旋转分离关系。

本例通过设置的两对回转止位接触副[8]，正向传动连接关系时离合销[4]被顶入带销坑的从动回转件[6]且一对对回转止位接触副[8]接触，反向转动时，轴向顶动回转件[2]受到第二对回转止位接触副[8]接触的限制，无法将离合销[4]顶入带销坑的从动回转件[6]，使得反向旋转就始终处于分离状态。本例的离合传动装置中所含离合销[4]的数量n1、销孔数量n2和销坑数量n3取值为1。通过实测顶动回转件[2]不会带动带轴向销孔的套筒[3]需要阻尼力均值为F，可取2.5F作为本例套筒回转阻尼件[7]的设计与安装依据。

结合图3，在单向传动离合应用时，轴向顶动回转件[2]的非对称外廓可以取代回转止位接触副[8]的作用。轴向顶动回转件[2]轴向外凸顶点圆周向两侧的一侧设置为轴向渐厚面，另外一侧设置为无法通过离合销[4]的止位面，在正向传动时，轴向顶动回转件[2]的轴向渐厚面顶出离合销[4]但无法挤过离合销[4]留下的尾部位置，主动回转件[1]与带销坑的从动回转件[6]之间就能实现旋转咬合的连接关系；而在轴向顶动回转件[2]反转释放离合销[4]后，轴向顶动回转件[2]在反转时其上止位面无法顶出离合销[4]，主动回转件[1]与带销坑的从动回转件[6]之间就始终处于分离关系。

Claims

1.一种正反转传动中基于轴向移动离合销的离合传动装置，其结构特征在于该装置主要由主动回转件[1]、轴向顶动回转件[2]、带轴向销孔的套筒[3]、离合销[4]、弹簧[5]、带销坑的从动回转件[6]、套筒回转阻尼件[7]、分别位于轴向顶动回转件[2]与带轴向销孔的套筒[3]上的回转止位接触副[8]、旋转支撑件[9]组成，主动回转件[1]的正向转动时，带动轴向顶动回转件[2]旋转，在套筒回转阻尼件[7]对带轴向销孔的套筒[3]的旋转阻尼限制下，轴向顶动回转件[2]相对于带轴向销孔的套筒[3]转动，轴向顶动回转件[2]上的非圆曲面或斜面将弹性压束在带轴向销孔的套筒[3]中的离合销[4]顶出一部分，顶出部分离合销[4]在旋转过程中插入带销坑的从动回转件[6]上销坑，分别位于轴向顶动回转件[2]与带轴向销孔的套筒[3]上的回转止位接触副[8]产生接触，此时主动回转件[1]与带销坑的从动回转件[6]之间就处于旋转咬合传动关系，反之，当主动回转件[1]的反向转动时，轴向顶动回转件[2]释放离合销[4]，被顶出带轴向销孔的套筒[3]的部分离合销[4]在其上设置的弹簧[5]作用下回弹，此时主动回转件[1]与带销坑的从动回转件[6]之间处于旋转分离关系。

2.根据权利要求1所述的一种正反转传动中基于轴向移动离合销的离合传动装置，其特征在于通过改变正反向两对回转止位接触副[8]位置与形状，主动回转件[1]与带销坑的从动回转件[6]之间可以实现正向传动反向解脱的单向离合传动关系，也可以实现正反转传动、中间过渡状态分离的双向离合传动关系。

3.根据权利要求1所述的一种正反转传动中基于轴向移动离合销的离合传动装置，其特征在于轴向顶动回转件[2]端面上必须含有向一个方向旋转能轴向顶动、向另一个方向旋转能释放离合销[4]的斜面或曲面，轴向顶动回转件[2]可以与主动回转件[1]合成一个整体加工件，旋转支撑件[9]也可以与主动回转件[1]、轴向顶动回转件[2]、带轴向销孔的套筒[3]或带销坑的从动回转件[6]中的一个部件合成一个整体加工件。

4.根据权利要求1所述的一种正反转传动中基于轴向移动离合销的离合传动装置，其特征在于该装置中所含离合销[4]的数量n1、销孔数量n2和销坑数量n3可以根据实际空间大小限制和工作需求分别选择，范围在1-100之间，离合销[4]可以是标准柱状体、筒状体、球状体、椭球状体或非标准异形体，使用弹力缩回时其上需设置弹簧[5]可作用的曲面、台阶面或拉、压连接。

5.根据权利要求1所述的一种正反转传动中基于轴向移动离合销的离合传动装置，可以通过在带轴向销孔的套筒[3]轴向两侧中的一侧附加永磁来取代离合传动装置中的弹簧[5]，即把处在带轴向销孔的套筒[3]一侧的轴向顶动回转件[2]、主动回转件[1]或其它增设的元件上附加永磁设置，在离合销[4]上也附加永磁设置，离合销[4]就可以依赖永磁吸力而不需要依赖弹簧[5]弹力缩回了。

6.根据权利要求1所述的一种正反转传动中基于轴向移动离合销的离合传动装置，其特征在于该装置单向传动离合时可以通过设置轴向顶动回转件[2]为非对称外廓实现取代回转止位接触副[8]的作用，即轴向顶动回转件[2]轴向端面外凸顶点两侧的一侧为轴向渐厚面一侧为止位面，主动回转件[1]正向旋转时，轴向顶动回转件[2]的轴向渐厚面顶出离合销[4]后无法挤过离合销[4]留下的尾部位置，主动回转件[1]与带销坑的从动回转件[6]之间就实现了旋转咬合传动的连接关系；主动回转件[1]反向旋转时，轴向顶动回转件[2]的轴向渐厚面反向释放离合销[4]，但轴向顶动回转件[2] 轴向端面上的止位面无法顶出离合销[4]，主动回转件[1]与带销坑的从动回转件[6]之间就处于分离关系。