CN104913010A - 双离合结构减速器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种双离合结构减速器，具有源动力输入轴，和动力输出轴；第一离合装置和第二离合装置；第一离合装置和第二离合装置可轴向的在分离位置和结合位置移动；第一离合装置总是早于第二离合装置结合，并总是晚于第二离合装置分离；所述的第一离合装置轴向地设置在从动装置和第二离合装置之间；所述的第一离合装置与第二离合装置同轴、同步转动；离合控制装置，操作第二离合装置轴向的从分离位置移动至结合位置时，第一离合装置被第二离合装置轴向的从分离位置推动至结合位置；本发明的减速器具有较小的体积，结构更简单，运行稳定，并能够保证传动比等优点。

Description

双离合结构减速器

技术领域

本发明涉及一种减速器，该减速器应用自推进机械，采用双离合结构，实现减速器的平稳传动，降低减速器传动部件的冲击力，减轻减速器离合过程中整机的震动。

背景技术

减速器主要用于自推进机械，例如推进割草机，传统减速器采用摩擦环或摩擦片传动，例如专利公开号为US2003006074的美国专利公开了一种减速器，其包括一个驱动件，驱动件上安装有驱动摩擦环，还包括一个从动件，从动件上设置有从动摩擦环。驱动件的动力来自与传动皮带连接的带轮，当离合结合时从动摩擦环沿轴向移动至与驱动摩擦环结合的位置，驱动摩擦环将动力传递至从动摩擦环，从动摩擦环带动输出轴旋转。此种传动方式结构简单成本低，但其缺乏可靠性，驱动机构和从动机构容易产生相对滑动无法保证传动比。当自推进机械遇到较大阻力时，二者容易产生相对滑动，摩擦产生大量的热能，导致零件的强度和耐性降低，甚至零件发生变形，而如果直接使用齿轮传动装置作为离合，当离合与高速转动的驱动装置结合时，离合的齿轮容易因为撞击产生磨损，此种现象称为“打齿”，齿轮离合“打齿”现象越多磨损就越严重，造成传动效果不佳或失效。

为解决上述摩擦离合和齿轮离合的上述问题，专利公开号为US201214550公开了一种减速器，其具有减速机构包括蜗杆5和蜗杆5配合的蜗轮6(参见专利附图1)，蜗轮上具有驱动齿并可自由旋转的安装在输出轴2上，其具有摩擦离合机构7，摩擦离合机构包括与输出轴2固定连接的锥形摩擦环7A和与蜗轮同步旋转的锥形摩擦环7B，和齿轮离合机构8，其中齿轮离合机构8能够被离合拨片沿轴向从分离位置拨动到结合位置。齿轮离合机构8内设置用于容纳U形销的槽型结构，输出轴2上设置U形销插孔，齿轮机构8和蜗轮6啮合时U形销将动力传递至输出轴2。在输出轴上设置弹片10，弹片随齿轮机构8轴向移动，弹片的端部与蜗轮的中间抵触，蜗轮6轴向的向外蹿动使锥形摩擦环7A和7B结合（参照图4和图5）此时在摩擦环的作用下输出轴2实现预传动。齿轮 8继续移动至于蜗轮6啮合的位置弹片10进入齿轮机构8的腔体内。此时蜗杆5和输出轴2之间实现可靠的齿轮传动。相对于仅靠摩擦传动的减速机构，该方案既保证了减速器的传动比，又降低了减速器离合时产生的冲击力。该技术方案的缺点是摩擦离合机构7需要弹片10轴向的移动实现结合与分离，其结构复杂，并且摩擦离合机构7设置在蜗轮外侧，摩擦离合机构7结合和分离时，蜗轮同样需要轴向移动。

因此本法明旨在提供一种新的减速机构，其能够降低离合器离合时产生的冲击，又能够保证传动比，特别是能够简化减速器的结构。

发明内容

为解决上述问题本发明提供一种双离合结构减速器，包括：

源动力输入轴，和动力输出轴；

用于容纳所有部件的壳体，壳体的内部设置减速机构，减速机构包括驱动装置和与驱动装置配接从动装置；

所述从动装置安装在输出轴上绕输出轴自由的转动；

第一离合装置，同步转动地安装在输出轴上，并可沿输出轴在结合位置和分离位置移动；

第一离合装置在结合位置时其由从动装置驱动，同时第一离合装置驱动输出轴；

第二离合装置，同步转动地安装在输出轴上，并可沿输出轴在结合位置和分离位置移动；

第二离合装置在结合位置时与从动装置啮合，并驱动输出轴；

离合控制装置，其同时操作第一和第二离合装置沿着输出轴在结合位置和分离位置移动；

第一离合装置总是早于第二离合装置结合，通过输出轴传递给第二离合装置以启动转速，并总是晚于第二离合装置分离；

所述的第一离合装置轴向地设置在从动装置和第二离合装置之间；

       所述的第一离合装置与第二离合装置同轴、同步转动地配接；

离合控制装置，操作第二离合装置轴向的从分离位置移动至结合位置时，第一离合装置被第二离合装置轴向的从分离位置推动至结合位置。

优选地，第一离合装置具有与其配合的离合驱动装置，所述离合驱动件与从动装置同轴、同步转动地配接。

优选地，所述的第一离合装置设置在第二离合装置的内部与其外形一致腔体中，所述的离合驱动装置设置在从动装置内部与其外形一直的腔体中。

优选地，所述的离合驱动装置和第一离合装置使用摩擦结构传动。

优选地，所述的输出轴和主动摩擦件通过设置在输出轴上销和销孔传动。

优选地，所述的离合驱动装置设置在从动装置内部与其外形一致的腔体内。

优选地，从动装置的腔体内置弹性构件，使离合驱动装置可弹性的在腔体内沿输出轴滑动。

优选地，从动装置的腔体设置可供离合驱动装置滑动的至少一个槽型结构。

优选地，第二离合装置上设置弹性定位件，第二离合装置处于结合位置时，定位件与设置在输出轴上的定位槽配接。

优选地，弹性定位件呈U型并插装在第二离合装置外侧设置的安装孔内。

优选地，离合控制装置包括内置在壳体中的拨叉部和延伸到壳体外的操作板，所述的操作板具有弹性复位件，操作离合的动作通过操作板在壳体外部实施。

本发明相对现有技术具有以下优点：

本发明相对现有的减速器，不需要为第一第二离合结构分别设置控制装置，本发明采用一个离合控制装置操作第二离合装置，同时利用第二离合装置推动第一离合装置结合，因此离合结构更为简单。

第一离合装置安装在第二离合装置的腔体内，离合驱动装置安装在从动装置的腔体内，使得离合装置的所占体积减小。

第一离合装置先于第二离合装置结合，第一离合装置通过输出轴给予第二离合装置初始启动转速，使在后结合的第二离合装置减少“打齿”的现象。

第二离合装置与从动装置采用稳定的啮合方式传动，因此能够保证传动比。

第一离合设置在第二离合和从动装置之间，第一离合的结合依靠第二离合的推动，而从动装置在轴向上无需移动，增加了减速装置的运行稳定性。

因此，本发明的减速器具有较小的体积，结构更简单，运行稳定，并能够保证传动比。

 

附图说明

图1是实施例双离合结构减速器零件分解示意图。

图2是双离合结构减速器整机剖面示意图

图3是第一离合装置和第二离合装置分解示意图。

图4是第一离合装置和第二离合装置都处于分离状态示意图。

图5是第一离合装置结合状态示意图。

图6是第二离合装置结合状态示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步详细的说明。

参照图1和图2，减速器1能够在源动力输入轴11和动力输出轴12之间工作，其通常用于自行机械设备中。例如在自行割草机中动力通过传动带（图中未示出）传递至安装在输入轴上的带轮2上，经过减速器变速，由动力输出轴12输出动力。常规地，由动力输出轴12驱动自行机械设备的行驶轮。为了适于行走，在自行机械设备的应用中输出轴12的转速小于输入轴的转速，其扭力大于输入轴11。

 减速器具有壳体10，壳体是通过两个半壳体通过结合面连接在一起，壳体通常采用合金材料制成；减速器1还具有减速机构13；第一离合装置14和第二离合装置15、离合控制装置16。减速机构进一步包括驱动装置和从动装置，驱动装置是蜗杆18，从动装置是蜗轮19，所述的蜗杆设置在输入轴11的下端，所述蜗轮19端面上具有驱动齿191，涡轮19安装在输出轴上可自由的绕输出轴12转动。离合控制装置16，操纵第二离合装置轴向的在结合位置和分离位置移动时，蜗轮19可与第二离合装置结合或分离。所述的第一离合装置14是具有锥形结构的摩擦件，第一离合装置具有外凸锥面141，同样的离合驱动装置21也是具有锥形结构的摩擦件，离合驱动装置具有内凹锥面211。所述的离合驱动装置21与蜗轮同步旋转，第一离合装置14和离合驱动装置21都安装在输出轴12上，并且可以在离合控制装置16的操纵下相互靠近或远离。第一离合装置14和离合驱动装置21结合时，第一离合装置14的锥形前端部分的外凸锥面141进入离合驱动装置21的内凹锥面211中(参照图3)。参照图4第一离合装置14和离合驱动装置21处于相互分离的位置。

参照图3第二离合装置15具有中空的离合腔151，其内表面沿轴向设置了多个槽型结构152，第一离合装置14上设置了与该槽型结构152相适应的沿轴向延伸的凸块212，第一离合装置14安装在第二离合装置15内，凸块212配接在槽型结构152中。第二离合装置15的端面上设置从动齿154，该从动齿在其结合位置时与蜗轮19上的驱动齿191啮合。第二离合装置15啮合时蜗轮19驱动第二离合装置转动，第二离合装置通过上述的槽型结构152驱动离第一离合装置14旋转，第一离合装置14进一步的驱动输出轴12转动。第一离合装置14通过设置在输出轴上的销121驱动输出轴12，销的主体部分插在设置在输出轴上的销孔122内，销孔沿径向在输出轴内延伸，本实施例设置两个相互平行的销121。第一离合装置14内设置了用于容纳所述销的滑槽144，第一离合装置14沿轴向移动时，所述销可在该滑槽144内滑动，同时销121对第一离合装置14的轴向滑动具有导向作用。与从动齿154相邻地第二离合装置上设置有环形槽155，所述环形槽可供离合控制装置16操纵以使离合在分离位置和结合位置移动。在第二离合装置15的另一端面上设置了U形弹性件22安装部，该安装部具有4个凸起，凸起上设置通孔157，所述的U形弹性件22的腿部221插装在所述的孔内，在靠近顶部的还设置了一楔形的倒钩158。当U形弹簧件底部222越过倒钩时，该倒钩使其位置保持稳定不会回退，该安装部不限于上述结构还可以采用本领域技术人员公知的槽型结构等。在输出轴上还设置了用于接纳U形弹性件22腿部221的环形凹槽123。

减速器还设置有离合控制装置16，其操纵第一离合装置14和第二离合装置15从分离位置移动至结合位置。离合控制装置16包括内置在壳体中的拨叉部161和设置在壳体外部的操作板17组成，拨叉部161安装方向与输出轴的延伸方向大致垂直。拨叉部161可绕其轴沿一定角度转动，拨叉部转动时第二离合装置15跟随拨叉部16转移沿输出轴移动。所述拨叉部具有上、下两个分支在上分支和下分支之间形成一大致呈半圆形的开口，在上分支上具有垂直向下的下钩部164，在下分支上具有竖直向上的上钩部165。所述的上钩部164和下钩部165插入第二离合装置的环形槽155，当拨叉部161转动时其可拨动第二离合装置15随之移动，同时第一离合装置14跟随第二离合装置15移动。壳体10上设置有拨叉部161的安装孔，拨叉部具有向上的延伸杆166，延伸杆通过轴承安装在壳体上，延伸杆的上部延伸至壳体外。在壳体外部设置有操作板17，操作板17与位于壳体外部的延伸杆166配接，操作板17上还设置复位弹簧171，复位弹簧171是用于帮助第二离合装置15恢复至分离位置。由此，可以通过操作板17在壳体外部操作离合移动使其处于结合或分离状态，当离合处于结合状态时所述U形弹性件22腿部221卡入输出轴上的环形凹槽123内，防止第二离合装置15沿轴回退。当人为地使用操作板17使离合分离，U形弹性件22腿部221从环形凹槽123内脱出，此时在复位弹簧171的作用下第二离合装置回到起始位置。

参照图1至3，在输出轴12上与第二离合装置15相对的方向设置有蜗轮19，蜗轮的外周具有用于接收来自蜗杆动力的蜗齿192，蜗杆18与蜗轮传动的过程即降低转速的过程，所述蜗轮19的输出的转速低于蜗杆，其输出的扭力大于蜗杆。蜗轮19朝向第二离合装置的端面上设置驱动齿191，第二离合装置与驱动齿191啮合时，。所述蜗轮19中间具有蜗轮腔193(参照图5)，腔体内表面设置沿轴向延伸的凹槽196，在蜗轮腔193内安装有金属嵌件4。该金属嵌件4一体的设置外环壁41和内环壁42，外环壁外表面上设置与所述的腔体内的凹槽196相适应的凸条43，凸条沿轴向延伸，装配完成时，凸条配接在所述的凹槽196内。外环壁41的内表面设置类似的凹槽，其延伸方向与输出轴平行。内环壁42具有光滑的表面，内环壁内部是贯穿金属嵌件的通孔44，金属嵌件通过该通孔套设在输出轴上。在本实施例中蜗轮19采用注塑工艺制作，金属嵌件4嵌入在蜗轮中间的蜗轮腔193，由此蜗杆驱动蜗轮转动时金属嵌4件可与蜗轮19同步转动。在金属嵌件4内安装有螺旋弹簧46，作为离合驱动装置21滑动的弹性件，其直径略大于内环壁42的直径，螺旋弹簧46套设在内环壁42外。离合驱动装置21套设在金属嵌件内，离合驱动装置21的长度略小于金属嵌件4的长度，其外表面具有条状滑块，滑块与外环壁41内表面设置的凹槽配接并驱使离合驱动装置21随金属嵌件4转动，。螺旋弹簧46的一端抵住金属嵌件4的底部，另一端抵住离合驱动装置径向向内延伸的挡板48上(参照图5)，由此当第一离合装置14移向离合驱动装置21，离合驱动装置21可在金属嵌4件内滑动，并且随着第一离合装置14的进一步移动，锥面141受到的压力和摩擦力也进一步增大。因此，离合驱动装置21可将其转动通过锥形摩擦面传递至第一离合装置，并带动动力输出轴12一同转动。

       上述的涡轮19动力来自设置在壳体的蜗杆18，蜗杆底部的驱动蜗齿181与蜗轮上的蜗齿192啮合。壳体10上具有蜗杆使蜗杆穿过的孔，蜗杆通过轴承安装在孔上。在壳体外蜗杆的端部安装有带轮2，来自内燃机或电机或其他动力装置的动力通过传动带输送给蜗杆18。

 参照图4减速器处于初始状态，第二离合装置15与第一摩擦件同轴设置，第一离合装置14的轴向长度大于第二离合装置，第一离合装置14的端部伸出第二离合装置15的端面，销121插在输出轴的孔上，其两端进入第一离合装置14的滑槽144内。此时离合控制装置16拨叉部161上钩部165和下钩部164卡在第一离合装置14的环形槽155内，控制板17在复位弹簧171的作用下停靠在初始位置，拨叉部161使第二离合装置14保持在分离位置，同时，第一离合装置14也处于分离状态，第一离合装置14处于分离位置时其外凸的锥面141与离合驱动装置21的内凹锥面211距离微小，因此拨叉部161轻微的转动即可使第一离合装置14和离合驱动装置21结合。离合驱动装置21与蜗轮19同轴设置离合驱动装置21套设在金属嵌件4内，上述的螺旋弹簧46位于金属嵌件和离合驱动装置21之间，弹簧处于无形变初始状态。所述的离合驱动装置21长度小于金属嵌件4的长度，其内凹锥面211处于蜗轮腔193内，离合驱动装置21的底部到金属嵌件4的底部具可滑动的间距空间，当第一、第二离合装置进行分离或结合时离合驱动装置21沿间距空间左右滑动。减速器处于初始状态时，外部动力通过带轮2传递给蜗杆18，蜗杆带动蜗轮转动，离合驱动装置21也做同步转动，离合驱动装置21和第一离合装置都处于分离状态，输出轴12也处于静止的状态。

 参照图4，通过操作板17从外部转动离合控制装置16，拨叉部161拨动第二离合装置15，所述的第二离合装置轴向地向蜗轮19移动，第一离合装置14被第二离合装置推动15同样轴向地向离合驱动装置21移动，所述的销121两端沿滑槽144滑动。U型弹性件的腿部221垂直于输出轴12径向地撑开，U型弹性件的腿部221对输出轴12具有夹持力。第一离合装置14的前部进入蜗轮的蜗轮腔193，第一离合装置14外凸锥面141与离合驱动装置21的内凹锥面211抵触。所述第一离合装置14轴向的移动推动离合驱动装置21在金属嵌件4内滑动，离合驱动装置21滑动的距离大于等于第二离合装置15从分离位置到与蜗轮19啮合位置所需要滑动的距离。螺旋弹簧46逐渐压缩，其弹力作用于第二离合装置15，第一离合装置14和离合驱动装置21的锥形接触面上形成压力。在离合驱动装置21内凹锥面211的摩擦作用下，第一离合装置14通过销121使输出轴12开始转动，第二离合装置15以同样的角速度转动。通常在第一离合装置14和离合驱动装置21开始结合时，第一离合装置14和输出轴12的转速低于离合驱动装置21的转速，并且随着第一离合装置14进一步移动，锥形接触面的摩擦力随弹力的增大而增大相应的第一离合装置14转速也逐渐增大。

 参照图5从图4所在的状态继续移动第一离合装置14，离合驱动装置21继续移动到金属嵌件的底部，第一离合装置14与离合驱动装置21的转速接近，同样的离合驱动装置21与蜗轮19的转速接近。进一步移动第一离合装置14和离合驱动装置21，第二离合装置15的转速可以与蜗轮19的转速一致或接近的状态，此时第一离合装置14和蜗轮19啮合。同转速下的驱动齿191啮合时不会存在“打齿”的现象能够延长齿轮的使用寿命。第二离合装置与蜗轮啮合后其动力蜗杆19和输出轴12之间形成齿轮传动，其具有稳定高效的特点，能够保证传动比。所述的U形弹性件22的腿部221进入设置在输出轴的环形凹槽123内，将第二离合装置卡在其结合的位置上，U形弹性件22的卡位的作用能够平衡复位弹簧171对操作板17的拉力，并防止离合装置退回分离位置。当采用较大的外力操作操作板17来分离离合时，U形弹性件22又能够从环形凹槽123中顺利脱出，此时在复位弹簧的作用下第二离合装置可回复至分离位置。减速器的具有密封的壳体10，壳体内填充润滑剂，润滑剂使离合的操作顺畅。

 总之，本发明相对现有的减速器，不需要为第一第二离合结构分别设置控制装置，本发明采用一个离合控制装置操作第二离合装置，同时利用第二离合装置推动第一离合装置结合，因此离合结构更为简单。

第一离合装置安装在第二离合装置的腔体内，离合驱动装置安装在从动装置的腔体内，使得离合装置的所占体积减小。第一离合装置先于第二离合装置结合，第一离合装置通过输出轴给予第二离合装置初始启动转速，使在后结合的第二离合装置减少“打齿”的现象。第二离合装置与从动装置采用稳定的啮合方式传动，因此能够保证传动比。第一离合设置在第二离合和从动装置之间，第一离合的结合依靠第二离合的推动，而从动装置在轴向上无需移动，增加了减速装置的运行稳定性。

上述的实施例是本发明一较佳的实施例，但本发明的保护范围不限于此。遵照本发明精神还可以做等效的更改或替换，例如：出于制造成本和结构强度的考虑，本发明的涡轮采用塑料材料制成，蜗轮腔193内设置金属嵌件，离合驱动装置21使用金属制成；同样的第二离合装置15使用塑料件制成，其内部的第一离合装置14使用金属件；通过本发明的启示可以知道以下改进方案，①蜗轮19采用金属件制造，蜗轮腔193直接形成可供第二离合装置15滑动的腔，从而省略金属嵌件4的减少结构复杂度；②将第二离合件和第一离合装置14采用金属件制造从而降低第二离合装置15的结构复杂度。本发明的采用离合驱动装置21可在蜗轮19内弹性的伸缩，第一离合装置14与二离合装置15固定设置，离合结合时第一离合装置14滑动至蜗轮内部。作为一种变换方案，可以设置第一离合装置14可弹性的在第一离合装置内滑动，离合驱动装置21与蜗轮19固定设置，当离合结时离合驱动装置21进入的腔内。③还可以在第一离合装置上设置内凹锥面，相对的在离合驱动装置上设置外凸锥面。因此本发明保护范围应当以说明书为准凡根据本发明权利要求的实质精神所做的更改和等效替换均在本发明的保护范围内。

Claims (11)

1.双离合结构减速器，包括：

源动力输入轴，和动力输出轴；

用于容纳所有部件的壳体，壳体的内部设置减速机构，减速机构包括驱动装置和与驱动装置配接从动装置；

所述从动装置安装在输出轴上绕输出轴自由的转动；

第一离合装置，同步转动地安装在输出轴上，并可沿输出轴在结合位置和分离位置移动；

第一离合装置在结合位置时其由从动装置驱动，同时第一离合装置驱动输出轴；

第二离合装置，同步转动地安装在输出轴上，并可沿输出轴在结合位置和分离位置移动；

第二离合装置在结合位置时与从动装置啮合，并驱动输出轴；

离合控制装置，其同时操作第一和第二离合装置沿着输出轴在结合位置和分离位置移动；

第一离合装置总是早于第二离合装置结合，并总是晚于第二离合装置分离；

其特征在于：

所述的第一离合装置轴向地设置在从动装置和第二离合装置之间；

所述的第一离合装置与第二离合装置同轴、同步转动；

所述的离合控制装置，操作第二离合装置轴向的从分离位置移动至结合位置时，第一离合装置被第二离合装置轴向的从分离位置推动至结合位置。

2.根据权利要求1所述双离合结构减速器，其特征在于，第一离合装置具有与其配合的离合驱动装置，所述离合驱动件与从动装置同轴、同步转动地配接。

3.根据权利要求2所述双离合结构减速器，其特征在于，所述的第一离合装置设置在第二离合装置的内部与其外形一致腔体中，所述的离合驱动装置设置在从动装置内部与其外形一直的腔体中。

4.根据权利要求2所述的双离合结构减速器，其特征在于，所述的离合驱动装置和第一离合装置使用摩擦结构传动。

5.根据权利要求3所述的双离合结构减速器，其特征在于，所述的输出轴和主动摩擦件通过设置在输出轴上销和销孔传动。

6.根据权利要求5所述的双离合结构减速器，其特征在于，所述的离合驱动装置设置在从动装置内部与其外形一致的腔体内。

7.根据权利要求3所述的双离合结构减速器，其特征在于，所述的从动装置的腔体内置弹性构件，使离合驱动装置可弹性的在腔体内沿输出轴滑动。

8.根据权利要求7所述的双离合结构减速器，其特征在于，所述从动装置的腔体设置可供离合驱动装置滑动的至少一个槽型结构。

9.根据权利要求1所述的双离合结构减速器，其特征在于，所述的第二离合装置上设置弹性定位件，第二离合装置处于结合位置时，定位件与设置在输出轴上的定位槽配接。

10.根据权利要求8所述的双离合结构减速器，其特征在于，所述的弹性定位件呈U型并插装在第二离合装置外侧设置的安装孔内。

11.根据权利要求1所述的双离合结构减速器，其特征在于，所述的离合控制装置包括内置在壳体中的拨叉部和延伸到壳体外的操作板，所述的操作杆具有弹性复位件，操作离合的动作通过操作板在壳体外部实施。