CN104265788A - 具有引导齿的齿式离合器 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种具有引导齿的齿式离合器，主要由主动部分（1）、从动部分（2）、轴（3）、引导齿（4）、弹簧（5）等几部分组成。引导齿（4）安装在从动部分上，引导齿（4）在轴线方向的长度大于从动部分的啮合齿的长度，引导齿可沿从动部分的轴线移动。当主动部分的齿顶面（1a）和从动部分的齿顶面（2a）相对时，在结合的过程中引导齿（4）先与主动部分（1）的表面接触，引导齿（4）使主动部分（1）和从动部分（2）产生相对转动，使主动部分的齿顶面（1a）和从动部分的齿顶面（2a）不再相对，从而保证主动部分和从动部分顺利结合。这种具有引导齿的齿式离合器可以保证主动部分（1）和从动部分（2）处于任何相对位置都能顺利结合，保证离合器结合达到百分之百的成功。

Description

具有引导齿的齿式离合器
技术领域
本发明属于机械传动领域，具体涉及到齿式离合器。
背景技术
机械工程中的离合器主要有摩擦式、齿式和电磁式几种类型，齿式离合器具有成本低廉、传动可靠、结构紧凑、传动效率高、传递扭矩大的优点，在机床和汽车的变速箱中得到广泛应用。
齿式离合器虽然有很多优点，但它的缺点也是明显的。齿式离合器主要有两个缺陷：一是离合器的主动部分和从动部分有较大转速差时不宜结合；二是不能保证每一次结合都能成功，如果主动部分和从动部分的齿顶相对，就会出现“顶齿”现象，不能顺利结合。目前，第一个缺陷已经得到了良好的解决，同步器的发明使齿式离合器的主动部分和从动部分能够在较大转速差下的情况下有效结合。第二个缺陷还没有得到良好的解决，虽然工程技术人员在啮合齿的端面增大倒角，使齿式离合器的结合成功率大大提高，但不能保证结合成功率为百分之百。手动挡汽车的驾驶员经常发现变速箱换挡不能一次成功，需要两次甚至三次才能成功，原因就在于用于换挡的齿式离合器结合时，它的主动部分和从动部分的齿顶相对，也就是俗称的“顶齿”现象。部分驾驶人员缺少专业知识，当车辆出现了不能一次换挡成功的现象时，就以为是变速箱出了故障，将车送到修理厂或4S店检修，在检修时一切正常，查不出故障，于是造成汽车用户与制造厂家或4S店的矛盾和误会。这种现象给用户和厂家带来很多麻烦。
手动挡汽车具有传动效率高、动力强劲、制造和维修成本低、可满足驾驶人员的操纵快感和驾驶乐趣等诸多优点。目前，手动挡汽车的用户众多，在国内汽车市场和欧洲市场占据主导地位。如果能解决手动变速箱挂挡不能百分之百成功的缺陷，将会产生巨大的经济效益和社会效益。。
发明内容
本发明的目的是克服齿式离合器在结合时不能百分之百成功的缺陷。提供一种成本低廉、制造方便、简单可靠的齿式离合器，可以保证主动部分和从动部分结合时百分百的成功。
本发明采用的技术手段如下，在传统的齿式离合器上增加引导齿，当主动部分和从动部分的相对位置不能保证齿式离合器顺利结合时，在结合的过程中引导齿使二者的相对位置发生改变，从而实现顺利结合。
为实现发明目的，本发明采用的技术方案是：具有引导齿的齿式离合器，主要由主动部分（1）、从动部分（2）、轴（3）、引导齿（4）和弹簧（5）组成，其特征在于：主动部分（1）、从动部分（2）和轴（3）三者的轴线重合；主动部分（1）与轴（3）为固定连接关系，二者不能相对运动；从动部分（2）可以在轴（3）上移动和转动；引导齿（4）和弹簧（5）安装在从动部分（2）上，弹簧（5）与引导齿（4）的端面保持接触，引导齿（4）可以相对从动部分（2）移动，移动方向与从动部分（2）的轴线平行；引导齿（4）在轴线方向的长度大于从动部分（2）的啮合齿的长度，当从动部分沿轴线向主动部分靠近时，引导齿（4）比从动部分（2）的啮合齿先接触到主动部分（1）；在齿式离合器结合前，如果主动部分的啮合齿的齿顶面（1a）和从动部分的啮合齿的齿顶面（2a）相对，在结合的过程中引导齿（4）可以使主动部分（1）和从动部分（2）发生相对转动，使二者的齿顶和齿槽相对，顺利完成结合；如果引导齿的齿顶面（4a）和主动部分啮合齿的齿顶面（1a）相对，在结合的过程中弹簧被压缩，引导齿（4）向从动部分（2）的内部移动，主动部分的引导面（1b）和从动部分的引导面（2b）相互接触，主动部分（1）和从动部分（2）发生相对转动，使引导齿的齿顶面（4a）和主动部分啮合齿的齿顶面（1a）不再相对，结合完成时引导齿进入主动部分的齿槽。
附图说明
图1  具有引导齿的齿式离合器三维装配示意图。
图2  主动部分的三维示意图。
图3  从动部分的三维示意图。
图4  引导齿的三维视示意图。
图5  经过引导齿轴线的圆柱剖面展开图的第一种情况。
图6  经过引导齿轴线的圆柱剖面展开图的第二种情况。
图7  经过引导齿轴线的圆柱剖面展开图的第三种情况。
图8  本发明的另一种实施例。
图9  引导齿的另一实施例。
具体实施方式
如图1所示，具有引导齿的齿式离合器，主要由主动部分（1）、从动部分（2）、轴（3）、引导齿（4）和弹簧（5）组成。主动部分（1）与轴（3）为固定连接关系，二者没有相对运动。从动部分（2）套在轴（3）上，从动部分（2）可以在轴（3）上移动和转动。主动部分（1）、从动部分（2）和轴（3）三者的轴线重合。主动部分（1）和从动部分（2）的端面上有多个啮合齿，当主动部分（1）和从动部分（2）的结合完成后，主动部分（1）的啮合齿进入从动部分（2）的齿槽。引导齿（4）和弹簧（5）安装在从动部分（2）上，弹簧（5）与引导齿（4）的端面保持接触，引导齿（4）可以相对从动部分（2）移动，移动方向与从动部分（2）的轴线平行。引导齿（4）在轴线方向的长度大于从动部分（2）的啮合齿的长度，当从动部分沿轴线向主动部分靠近时，引导齿（4）比从动部分（2）的啮合齿先接触到主动部分（1）的表面。从动部分（2）上有两个引导齿（4），两个引导齿（4）在圆周方向上对称布置。
图2、图3和图4分别是主动部分（1）、从动部分（2）和引导齿（4）的三维示意图。主动部分（1）的齿顶面（1a）和齿侧面（1c）之间有引导面（1b），从动部分（2）的齿顶面（2a）和齿侧面（2c）之间有引导面（2b），主动部分的齿顶面（1a）与引导面（1b）之间的夹角和从动部分的齿顶面（2a）与引导面（2b）之间的夹角相等。引导齿（4）的形状为两个圆柱体和一个圆锥台的组合，引导齿的齿顶面（4a）和齿侧面（4c）之间为引导面（4b），引导齿的引导面（4b）为圆锥面。
本发明所述的具有引导齿的齿式离合器可以保证主动部分（1）和从动部分（2）在任何相对位置的情况下一次性结合成功，不会出现顶齿现象。为便于说明具有引导齿的齿式离合器的结合过程，在图1所示的装配示意图中，以轴（3）的轴线为轴线，过两个引导齿的轴线作一个圆柱形的截面，并将这个圆柱形的截面展开为平面图形。根据主动部分（1）和从动部分（2）的不同位置关系，分三种情况说明具有引导齿的齿式离合器的结合过程。
第一种情况：如图5所示，从动部分的齿顶面（2a）和引导齿的齿顶面（4a）都不与主动部分的齿顶面（1a）相对。这种相对位置是最常见的情况，可以保证从动部分（2）的啮合齿进入主动部分的齿槽，顺利完成结合。
第二种情况：如图6所示，从动部分的齿顶面（2a）和主动部分的齿顶面（1a）相对。在结合的过程中，从动部分（2）向主动部分（1）靠近，导向齿的导向面（4b）首先与主动部分的导向面（1b）接触并相互挤压，迫使主动部分（1）和从动部分（2）的相对位置发生改变，从动部分（2）在向主动部分（1）靠近的同时相对主动部分（1）产生转动，当从动部分（2）的表面与主动部分（1）的表面接触时，从动部分的齿顶面（2a）和主动部分的齿顶面（1a）不再相对，可以顺利完成结合。
第三种情况：如图7所示，引导齿的齿顶面（4a）与主动部分的齿顶面（1a）相对。当从动部分（2）向主动部分（1）靠近时，导向齿的齿顶面（4a）首先与主动部分的齿顶面（1a）接触并相互挤压，弹簧（5）被压缩，导向齿（4）向从动部分（2）的内部移动；从动部分（2）继续向主动部分（1）靠近，当从动部分的导向面（2b）与主动部分的导向面（1b）接触并相互挤压，主动部分（1）和从动部分（2）发生相对转动，使引导齿的齿顶面（4a）与主动部分的齿顶面（1a）不再相对，顺利完成结合。
本发明所述的具有引导齿的齿式离合器可以保证主动部分和从动部分在任何相对位置都能顺利完成结合。图1所示的实施例中，主动部分和从动部分的啮合齿分布在端面上。图8为本发明的另一个实施例，它的主动部分和从动部分的啮合齿分别为外花键和内花键。导向齿也可以加工成为图9所示的形状。 

Claims (3)

1.具有引导齿的齿式离合器，主要由主动部分（1）、从动部分（2）、轴（3）、引导齿（4）和弹簧（5）组成，其特征在于：主动部分（1）、从动部分（2）和轴（3）三者的轴线重合；主动部分（1）与轴（3）为固定连接关系，二者不能相对运动；从动部分（2）可以在轴（3）上移动和转动；引导齿（4）和弹簧（5）安装在从动部分（2）上，弹簧（5）与引导齿（4）的端面保持接触，引导齿（4）可以相对从动部分（2）移动，移动方向与从动部分（2）的轴线平行；引导齿（4）在轴线方向的长度大于从动部分（2）的啮合齿的长度，当从动部分沿轴线向主动部分靠近时，引导齿（4）比从动部分（2）的啮合齿先接触到主动部分（1）；在齿式离合器结合前，如果主动部分的啮合齿的齿顶面（1a）和从动部分的啮合齿的齿顶面（2a）相对，在结合的过程中引导齿（4）可以使主动部分（1）和从动部分（2）发生相对转动，使二者的齿顶和齿槽相对，顺利完成结合；如果引导齿的齿顶面（4a）和主动部分啮合齿的齿顶面（1a）相对，在结合的过程中弹簧被压缩，引导齿（4）向从动部分（2）的内部移动，主动部分的引导面（1b）和从动部分的引导面（2b）相互接触，主动部分（1）和从动部分（2）发生相对转动，使引导齿的齿顶面（4a）和主动部分啮合齿的齿顶面（1a）不再相对，结合完成时引导齿（4）进入主动部分（1）的齿槽。
2.根据权利要求1所述的具有引导齿的齿式离合器，其特征在于：引导齿既可以安装在从动部分上，也可以安装在主动部分上。
3.根据权利要求1所述的具有引导齿的齿式离合器，其特征在于：引导齿的数目为两个及以上，在圆周方向上均匀分布。
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