CN104033504B - 一种具有变速换向功能的摩擦离合器装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种离合器装置，特别是一种垂直作用可变速换向的摩擦离合器装置。它包括飞轮、飞轮轴、从动盘、从动轴、第三轴承，其特征在于：还包括离合支架、滑动套和摩擦胶圈，飞轮通过飞轮轴安装在离合支架上，离合支架安装在机架上；从动轴安装在机架上，从动轴的中部是截面为非正圆为滑动部，滑动套套在从动轴的滑动部，其内缘是与从动轴的滑动部对应一致的非正圆，从动盘和第三轴承固定在滑动套上，从动盘垂直于飞轮圆面，摩擦胶圈套在从动盘的边缘，档位拨叉与第三轴承的外圈和档位控制组件连接。本发明设计新颖、结构简单，兼具变速换向功能，非常适合应用于园林草坪机、微耕机、扫雪机等小型行走机械上。

Description

一种具有变速换向功能的摩擦离合器装置

技术领域

本发明涉及一种离合器装置，特别是一种垂直作用可变速换向的摩擦离合器装置，它主要适用于园林草坪机、旋耕机、扫雪机等小型行走机械中。

背景技术

离合器是行走机械上动力传动系统中的重要装置，其主要作用是通过闭合和分离的动作，辅助变速器平稳换挡变速，实现对动力传动的控制，使行走机械起步、换挡工作平稳，还可以在不关停发动机的情况下阻断动力的输出，实现停车。但是传统意义上的离合器，在行走机械的变速过程中，仅仅是对变速器的变速换挡起辅助作用，要实现行走机械的变速，必需要有变速器的参与才能实现。如汽车上的摩擦离合器需要配合变速箱才能实现对汽车变速的控制。在一些微小型行走机械领域，如微耕机、微小型扫雪机、草坪机、微小型播种机，在工作中也需要行走或调整行走速度，同样需要离合器，如中国专利201120015880.1公开的“一种微耕机离合器传动结构”，它是对汽车摩擦离合器的简单转化后再在微小型行走机械上的使用，公开的变速控制装置基本上是汽车变速换挡控制装置的微缩版，要实现对微小型行走机械的变速控制，同样需要变速器的参与。

汽车工业经过几百年的发展，汽车摩擦离合器的结构和性能特点已非常适合汽车行走速度快、输出功率大、可安装空间充分的使用状态。但是微小型行走机械往往低走速、低输出功率、整机个体较小安装空间有限。中国专利201120015880.1公开的离合器传动结构和整个相关变速控制装置，应用在微耕机等微小型行走机械上后，会有以下缺陷：1、该专利公开的离合器及整个变速控制装置结构复杂，个体相对较大，不适合微小型行走机械整机设计个体小巧、安装空间狭小的特点；2、该专利公开的离合器结构适合汽车行走速度高、输出功率大的特点，不适合微小型行走机械行走速低，输出功率需求小的特点；3、结构复杂，会导致生产成本较高。

因为以上缺陷，有相当多的微小型行走机械不采用离合器加变速器的动力传动结构，直接通过操控发动机的油门来控制动力的输出功率，来达到对行走机械的行走控制，虽然该动力传动方式结构简单，但是有以下缺点：1、与离合器加变速器的档位控制结构相比，动力损耗高很多，不节能；2、没有反向倒退的功能。

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同时具有变速换向功能的摩擦离合器装置。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：该具有变速换向功能的摩擦离合器装置包括飞轮、第一轴承、飞轮轴、复位弹性件、离合控制组件，从动盘、从动轴、第二轴承、第三轴承、挡位拨叉和挡位操纵组件，其特征在于：还包括离合支架、滑动套和摩擦胶圈，所述的飞轮通过第一轴承和飞轮轴安装在离合支架上，离合支架安装在机架上，复位弹性体安装在机架和离合支架之间，离合控制组件与离合支架连接；所述的从动轴通过第二轴承安装在机架上，并与飞轮的圆面平行，位于飞轮的轴径上，从动轴的中部是截面为非正圆的滑动部，所述的滑动套套在从动轴的滑动部，其内缘是与从动轴的滑动部对应一致的非正圆，所述的从动盘和第三轴承安装在滑动套上，从动盘垂直于飞轮的圆面，所述的摩擦胶圈套在从动盘的边缘，挡位拨叉分别与第三轴承的外圈和挡位控制组件连接。

从动盘与飞轮垂直接触摩擦的结构关系，既可以控制从动盘与飞轮的离合又可以调节从动盘与飞轮圆面接触点的位置关系；通过对两者离合的控制，可以实现传统摩擦离合器闭合时能接触传递动力，分离时能隔离动力传递，辅助换挡变速的功能，通过调节接触点的位置关系，可以实现对机械的变速换向功能，当接触点距离飞轮圆心距离远时，从动盘转速快，即行走机械行走速度快，当接触点距离飞轮圆形距离近时，从动盘转速慢，即行走机械行走速度慢，当接触点移动到圆心的另一边时，从动盘变成反向转动，即行走机械是处于倒退行走状态。滑动套的作用是从动盘在从动轴的滑动部上移动的载体，从动轴滑动部的截面和滑动套的内缘是非正圆的结构，可以避免从动盘、滑动套与从动轴转之间出现圆周向的相对转动，但是又可以实现轴向的相对移动。摩擦胶圈的作用是接触飞轮、摩擦传动，同时胶圈损坏时，更换方便。挡位拨叉与第三轴承的作用是，挡位控制组件通过档位拨叉与轴承外圈的连接，既可以移动滑动套和从动盘的组合体，实现变速换向，又不影响第三轴承内圈、从动轴、从动盘的转动。离合支架是飞轮的支撑体，离合控制组件通过对离合支架的位置控制，可以控制飞轮与从动盘之间的离合位置关系，复位弹性体是离合支架自动复位的控制部件。

本发明所述的飞轮轴固定在离合支架上，第一轴承套在飞轮轴上，飞轮套在第一轴承的外圈，飞轮通过皮带与动力连接。飞轮通过轴承与飞轮轴直接形成可转动的连接关系，飞轮就可以直接与动力连接，避免动力多级传递，可降低功率损耗，同时可简化结构。

本发明所述的离合支架一端定位，另一端转动，该离合支架的定位端有支柱，支柱安装在机架上，所述的离合控制组件与离合支架的转动端连接。支柱既是离合支架安装在机架上的连接部件，又是离合支架转动的支撑点，这种结构设计，可以大大简化飞轮离合支撑部件的结构。

本发明所述的复位弹性体是拉簧，该拉簧一端连接在离合支架的转动端，另一端连接在机架上。拉簧是一种结构简单的弹性体，在拉簧和离合控制组件可以控制离合支架的转动，实现对飞轮与摩擦盘的离与合的控制。

本发明所述的从动轴的滑动部截面是正六边形，正六边形是滑动部截面非正圆的优选形状，圆度适中，既不太方又不太圆，有利于在其上面加工花键轴齿。

本发明所述的从动轴上有花键轴齿，它的作用是通过与下一级齿轮啮合传递转动，花键轴齿直接加工在从动轴上，可在不需另外增加传动齿轮的情况下，就能实现转动的传递，可以简化结构。

本发明所述的挡位拨叉包括导向圈、导向片、转动杆、转动杆支架和档位连接座，所述的转动杆通过转动杆支架安装在机架上，导向片的固定端与转动杆连接的内端连接，转动端与导向圈连接，导向圈套在第三轴承的外圈，挡位连接座与档位控制组件连接。通过转动杆可以把挡位控制组件发生挡位控制的传递到离合器的深处，同时这些部件结构比较简单。

本发明的有益效果是：1、本发明在原有的摩擦离合器的结构基础上，把现有技术中飞轮与从动盘之间面对面、平行的传动接触方式，改变为本发明的从动盘与飞轮之间垂直的传动接触方式，使本发明的摩擦离合器不仅具有现有技术中的离合作用，同时使本发明具有变速换向的功能，即，使行走机械具有调整可行进速度和选择倒退的功能；2、本发明力矩传输损耗小，客服了现有技术在动力传动过程中齿轮交差，多级传输，结构复杂，输出功率损耗大的问题；3、组合轻便、占用空间较小，非常适合应用、安装在小型行走机械上；4、与现有技术相比，传动平稳，特别是没有了传动时拖挡振抖的现象；5、相关零件的精度要求不高，没有变速器高精度的制造要求，且结构简单，造价成本降低明显。

本发明非常适合应用于园林草坪机、旋耕机、扫雪机等小型行走机械上，同时也适合应用在其它一些靠发动机提供动力，工作机构需要变速换向的小型工作机器上。

附图说明

图1是本发明左视立体结构图。

图2是本发明右视立体结构图。

图3是微耕机水平放置时所视本发明的结构示意图。

图4是滑动套安装连接结构关系示意图。

图5是本发明的立体结构分解图。

图6是本发明的飞轮下侧视图。

图7是本发明的挡位拨叉的结构示意图。

图8是本发明的挡位及转向示意图。

图9是第一挡位时从动盘、传动齿轮、轮胎的转向示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

本实施例是一种安装在微耕机上的具有变速换向功能的摩擦离合器。

如图所示1、2、3、4、6所示，离合支架1的外形轮廓为方形，离合支架1的定位端即定位边上安装有支柱2，支柱2的两端突出离合支架1方形的边缘，并安装在机架3的支柱孔301中，离合支架1能以支柱2为支点转动；离合支架1的中心有一个通孔101，飞轮轴4的一端有螺纹，飞轮轴4穿过通孔101，通过螺母5紧固、安装在离合支架1上，飞轮6的轴心是轴承孔601，第一轴承7安装在轴承孔601内，飞轮6通过第一轴承7安装在飞轮轴4上，离合支架1与飞轮6是与水平方向平行，飞轮6位于离合支架1的上方。飞轮6的边缘有轮齿，齿轮皮带8套在上面，同时齿轮皮带8套在发动机的转动轴9上，这样发动机可以直接通过齿轮皮带8带动飞轮6转动，无需通过其它齿轮转接，可减少传动的级数，既可以简化结构又可以提高传动效率。

如图1、2、4、5所示，从动轴10的两端是圆形部1001，两个第二轴承11分别安装在圆形部1001，从动轴10通过第二轴承11安装在机架3的从动轴孔302上，从动轴10的中部是滑动部1002，其截面为六角形，滑动部1002左边设置有花键轴齿1003，花键轴齿1003是通过直接在从动轴10上加工而成，用来与下一级的传动齿轮12啮合，传递转动，由此可以简化离合器装置的结构，从动轴10安装好后与飞轮6的圆面平行，位于飞轮6的轴径上。

如图1、2、4、5所示，滑动套13是中空柱状结构，其截面的内表面是与从动轴10的滑动部1002的截面相一致的六角形，滑动套13套在从动轴10的滑动部1002，可以在滑动部1002上平行移动，但不能周向旋转。

如图1、2、4、5所示，从动盘14固定在滑动套13上，从动盘14安装好后与飞轮6圆面是处于垂直的位置，摩擦胶圈15套在从动盘14的外缘，当离合支架1合上时，摩擦胶圈15可以接触飞轮6的圆面，飞轮6的圆面被设计成有一定粗糙度；第三轴承16套在滑动套13上，与从动盘14处于并排的位置，第三轴承16、从动盘14和滑动套13可在从动轴10的滑动部1002上同步移动。

如图1、2、3、4所示，在本实施例中，复位弹性体是拉簧17，该拉簧17的一端连接在离合支架1的转动端即转动边上，另一端连接在机架3上，连接点位于离合支架1偏下的位置，可以把离合支架1绕支柱2拉向下边，同时可以带动飞轮6偏离从动盘14，在无其它外力的作用的时候，在拉簧17的拉力作用下，飞轮6与从动盘14是处于离开状态的。

如图1、2、4、5所示，离合控制组件包括离合把手18和离合拉线19，离合拉线19一端连接在离合把手18上，一端连接在离合支架1的转动边上，离合把手18把手管27上，安装在扳动离合把手18，可以拉动离合拉线19，离合拉线19的拉力可以克服拉簧17的拉力把离合支架1拉向左移，同时可以带动飞轮6往左移动，直到与从动盘14接触，即扳动离合把手18时，可以拉动飞轮6与从动盘14处于闭合接触的状态。

如图1、2、4、7所示，转动杆支架20固定在机架上，其上面有第一通孔2001，机架3上有第二通孔303，转动杆21穿过第一通孔2001和第二通孔303，并安装在里面，挡位连接座22通过其固定端连接在转动杆21的上端，转动挡位连接座22的转动端可以旋转转动杆21；导向片23通过其固定端垂直固定在转动杆21的内端，导向片23的转动端与导向圈24连接，导向圈24套在第三轴承16的外圈，当转动杆转动21时，导向片23转动端随着转动，并带动导向圈24和第三轴承16移动，即第三轴承16、滑动套13、从动盘14可以在从动轴10的滑动部1002上移动，但是其移动仅仅是沿从动轴10的轴向移动，第三轴承13的内圈、滑动套13、从动盘14、从动轴10的周向转动并不受影响。

挡位控制组件是一挡位杆25，档位杆25的操纵头部2501安装在挂挡面板26上，另一端连接在挡位连接座22的转动端。当控制挡位杆25的操纵头部2501时，可以转动动挡位连接座22的转动端，相应的会带动转动杆21旋转，会转动导向片23的转动端，会使第三轴承16、滑动套13和从动盘14在从动轴10的滑动部1002上移动，会使从动盘14上摩擦胶圈15与飞轮6的接触点位置发生移动，从而会使从动盘14的转动速度产生变化。当接触点距离飞轮6圆心距离远时，从动盘14转速快，即行走机械行走速度快，当接触点距离飞轮6圆心距离近时，从动盘14转速慢，即行走机械行走速度慢，当接触点移动到圆心的另一边时，从动盘14变成反向转动，即行走机械处于倒退行走状态。在挂挡面板26上把挡位杆25定位在几个确定的挡位里，那当挡位杆25挂在某个挡位里时，从动盘14上的摩擦胶圈15与飞轮6的接触点就处于某个确定的位置，从动盘14的转速就会是某个确定的数值，行走机械就会以某个确定的速度（即档位）前进或倒退。

如图8、9所示，飞轮6在动力的带动下持续不停的做逆时针方向转动。

当从动盘14在挡位杆25和挡位拨叉34的控制下，处于第一挡位28时，从动盘14与飞轮6的接触点位于飞轮6圆心的上方（以视图8的平面来描述），从动盘14在飞轮6的带动下做顺时针转动（以视图9的平面来描述），传动齿轮12做逆时针转动，传动齿轮12带动轮轴32、轮胎33一起做逆时针方向转动，带动微耕机35向左移动，即向前行进。

当从动盘14在挡位杆25和挡位拨叉34的控制下，处于第二档位29时，从动盘14与飞轮6的接触点位于飞轮6圆心的上方，从动盘14在飞轮6的带动下做顺时针转动，传动齿轮12做逆时针转动，传动齿轮12带动轮轴32、轮胎33一起做逆时针方向转动，带动微耕机35向前行进,因为第二挡位29的接触点比第一档位28靠近圆心，转动的速比减少，所以第二挡位29比第一挡位28的速度要慢，但还是向前进。

当从动盘14在挡位杆25和挡位拨叉34的控制下，处于第三挡位30时，从动盘14与飞轮6的接触点位于飞轮6圆心的下方（以视图8的平面来描述），从动盘14在飞轮6的带动下做逆时针转动，传动齿轮12做顺时针转动，传动齿轮12带动轮轴32、轮胎33一起做顺时针方向转动，带动微耕机35向右移动，即向后倒退。

当从动盘14在挡位杆25和挡位拨叉34的控制下，处于第四挡位31时，从动盘14与飞轮6的接触点位于飞轮6圆心的下方，从动盘14在飞轮6的带动下做逆时针转动，传动齿轮12做顺时针转动，传动齿轮12带动轮轴32、轮胎33一起做顺时针方向转动，带动微耕机35向后倒退，因为第四挡位31的接触点比第三挡位30远离圆心，转动的速比变大，所以第四挡位31比第三挡位30的速度要快，且还是向后倒退。

上述仅为本发明的实施例，本发明的构思并不局限于此，凡依本发明构思所述的构造、特征及原理所做的等效或简单变化，均包括于本发明专利的保护范围内。

Claims (7)

1.一种具有变速换向功能的摩擦离合器装置，包括飞轮、第一轴承、飞轮轴、复位弹性件、离合控制组件，从动盘、从动轴、第二轴承、第三轴承、挡位拨叉和挡位操控组件，其特征在于：还包括离合支架、滑动套和摩擦胶圈，所述的飞轮通过第一轴承和飞轮轴安装在离合支架上，离合支架安装在机架上，复位弹性体安装在机架和离合支架之间，离合控制组件与离合支架连接；所述的从动轴通过第二轴承安装在机架上，并与飞轮的圆面平行，位于飞轮的轴径上，从动轴的中部是截面为非正圆的滑动部，所述的滑动套套在从动轴的滑动部，其内缘是与从动轴的滑动部对应一致的非正圆，所述的从动盘和第三轴承安装在滑动套上，从动盘垂直于飞轮的圆面，所述的摩擦胶圈套在从动盘的边缘，挡位拨叉分别与第三轴承的外圈和挡位控制组件连接。

2.根据权利要求1所述的具有变速换向功能的摩擦离合器装置,其特征在于：所述的飞轮轴固定在离合支架上，第一轴承套在飞轮轴上，飞轮套在第一轴承的外圈，飞轮通过皮带与动力连接。

3.根据权利要求1所述的具有变速换向功能的摩擦离合器装置,其特征在于：所述的离合支架一端定位，另一端转动，该离合支架的定位端有支柱，支柱安装在机架上，所述的离合控制组件与离合支架的转动端连接。

4.根据权利要求1所述的具有变速换向功能的摩擦离合器装置,其特征在于：所述的复位弹性体是拉簧，该拉簧一端连接在离合支架的转动端，另一端连接在机架上。

5.根据权利要求1所述的具有变速换向功能的摩擦离合器装置,其特征在于：所述的从动轴的滑动部截面是正六边形。

6.根据权利要求1所述的具有变速换向功能的摩擦离合器装置,其特征在于：所述的从动轴上有花键轴齿。

7.根据权利要求1所述的具有变速换向功能的摩擦离合器装置,其特征在于：所述的挡位拨叉包括导向圈、导向片、转动杆、转动杆支架和挡位连接座，所述的转动杆通过转动杆支架安装在机架上，导向片的固定端与转动杆连接的内端连接，转动端与导向圈连接，导向圈套在第三轴承的外圈，挡位连接座与挡位控制组件连接。