CN105387176A - 一种单向缓冲皮带轮 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种单向缓冲皮带轮，用于在皮带轮圈和转轴之间传递单向转矩并实现缓冲减振，该转轴上设置一弹簧保持架，该弹簧保持架上安装一摩擦弹簧，该摩擦弹簧的第一端卡接在该弹簧保持架上，并沿着该转轴的轴向螺旋延伸形成一自由端，该摩擦弹簧的至少部分外圈与该皮带轮圈的轴孔内壁相接触，该摩擦弹簧的第一端的外圈直径小于或等于该皮带轮圈的内径。

Description

一种单向缓冲皮带轮

技术领域

本发明涉及皮带轮传动技术领域，尤其涉及一种用于汽车发电机上的单向缓冲皮带轮。

背景技术

传统的汽车发电机皮带轮都是与汽车发动机的转速同步运行，在发动机转速变化时，发电机的转速也将变化。因此，当发动机突然加速或减速时，发电机皮带轮的转速也随着变速，但由于发电机转子转动惯量较大，造成发电机转子转速与发动机转速瞬间不同步，传动带与皮带轮之间会形成冲击，降低皮带寿命，产生噪音，造成整个发动机前端轮系寿命降低；当发动机停止工作前的瞬间，发动机曲轴有一个短暂的正反方向摆动，转子中的励磁线圈受离心力影响而造成损伤，降低发电机的寿命。

为提高发动机轮系和发电机的寿命，现有技术有些许关于皮带轮结构方面的改进，如中国专利申请CN200920294667公开了一种汽车发动机单向皮带轮，它包括皮带轮毂、皮带轮轴和组装于轮毂与轮轴之间的上、下滚珠轴承，以及设在所述上、下滚珠轴之间的单向离合器，所述单向离合器由单向轴承外圈、滚轴、弹簧和保持架组成，所述单向轴承外圈的内壁上相同的偏心圆弧面与相同的内陷凹槽轴向平行等间距交替设置；所述保持架的内圈与所述的轮轴紧密套合，所述保持架的内外国之间设径向支撑块，所述支撑块的外端面与所述的单向轴承外圈的内壁上的内陷凹槽相对应嵌合；所述保持架的内外圈和径向支撑块与所述单向轴承外圈的内壁上偏心圆弧之间形成一端大一端小的楔形腔，在所述楔形腔内设由弹簧支持的滚轴。本汽车发动机单向皮带轮在单向轴承外圈的壁上加工轴向平行等间距交替的内陷凹槽和偏心圆弧面比加工凸起的工件要容易，而且能用铣、磨提高精度，对减少变速磨擦，提高使用寿命，降低制造成本都有好处，当汽车发动机突然加减速时，轮轴与皮带轮毂能脱离结合状态，形成一个单向离合的过程，从而有效延长汽车发电机单向皮带轮的使用寿命。但是，该汽车发动机单向皮带轮不具备缓冲功能，即无法同时具备单向和缓冲功能。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术所存在的上述问题，提供一种单向缓冲皮带轮，结构简单，具有缓冲功能，以克服现有技术中皮带轮存在不具备缓冲功能的缺陷。

为了解决上述技术问题，本发明一种单向缓冲皮带轮，用于在皮带轮圈和转轴之间传递单向转矩并实现缓冲减振，特征在于，该转轴上设置一弹簧保持架，该弹簧保持架上安装一摩擦弹簧，该摩擦弹簧的第一端卡接在该弹簧保持架上，并沿着该转轴的轴向螺旋延伸形成一自由端，该摩擦弹簧的至少部分外圈与该皮带轮圈的轴孔内壁相接触，该摩擦弹簧的第一端的外圈直径小于或等于该皮带轮圈的内径。

更进一步地，该摩擦弹簧的自由端的外圈直径大于该第一端的外圈直径。更进一步地，该摩擦弹簧从第一端至自由端外圈直径递增。

更进一步地，该摩擦弹簧的外形轮廓呈一圆台形或圆锥形。

更进一步地，该弹簧保持架上至少安装有一个摩擦弹簧。

更进一步地，该摩擦弹簧为一变截面弹簧。

更进一步地，该弹簧保持架上开有一弧形槽，该摩擦弹簧的第一端卡接于

该弧形槽内。

更进一步地，该弹簧保持架有第一第二侧面,该第一第二侧面分别设置一弧形槽,该摩擦弹簧的数量与该弹簧保持架一致,该摩擦弹簧的第一端分别卡接在该弧形槽内。

与现有技术相比，本发明提供的单向缓冲皮带轮，结构极为简单，通过摩擦弹簧的外圈膨胀和缩小来卡住和脱开皮带轮本体，进而起到较佳的缓冲效果。摩擦弹簧的第一端的直径小于或等于皮带轮圈的内径，因此当皮带轮本体比齿轴转速高的时候，摩擦弹簧外圈胀大，卡住皮带轮本体，把齿轴和皮带轮本体结合成一体，使得齿轴和皮带轮本体同步旋转，传递驱动力功率；当皮带轮本体比齿轴转速低的时候，摩擦弹簧外圈缩小，在皮带轮本体的轴孔内开始打滑，把齿轴和皮带轮本体脱开，使得齿轴和皮带轮本体各自旋转，起到保护和缓冲作用。因而本发明的一种单向缓冲皮带轮同时具有单向功能和缓冲功能。

附图说明

图1是本发明涉及的单向皮带轮的结构示意图；

图2是本发明涉及的单向皮带轮的摩擦弹簧的第一实施方式的结构示意图

图3是本发明涉及的单向皮带轮的摩擦弹簧的第二实施方式的结构示意图；

图4是本发明涉及的单向皮带轮的摩擦弹簧的第三实施方式的结构示意图；

图5是本发明涉及的单向皮带轮的摩擦弹簧的结构示意图；

图6是本发明涉及的单向皮带轮的摩擦弹簧的外形示意图；

图7是本发明涉及的单向皮带轮的齿轴、弹簧保持架和摩擦弹簧的装配结构示意图。

1--皮带轮圈2—摩擦弹簧第一端3—齿轴

4—弹簧保持架5--摩擦弹簧6--滚动轴承

7-弧形槽8-转轴。

具体实施方式

下面结合附图详细说明本发明的具体实施例。

为了解决上述技术问题，本发明公开一种单向缓冲皮带轮，用于在皮带轮圈和转轴之间传递单向转矩并实现缓冲减振，该转轴上设置一弹簧保持架，该弹簧保持架上安装一摩擦弹簧，该摩擦弹簧的第一端卡接在该弹簧保持架上，并沿着该转轴的轴向螺旋延伸形成一自由端，该摩擦弹簧的部分外圈与该皮带轮圈的轴孔内壁相接触，该摩擦弹簧的第一端的外径小于或等于该皮带轮圈的内径。在以下描述中，为了清楚展示本发明的结构及工作方式，将借助诸多方向性词语进行描述，但是应当将“前”、“后”、“左”、“右”、“外”、“内”、“向外”、“向内”、“上”、“下”等词语理解为方便用语，而不应当理解为限定性词语。此外，在以下描述中所使用的“内”一词主要指靠近发电机驱动轴的方向；“外”一词主要指远离发电机驱动轴的方向；“轴向”一词主要指发电机驱动轴平行的方向，“径向”一词主要指与发电机驱动轴垂直的方向。

本发明实施例的单向缓冲皮带轮的结构如图1和图2所示，其中图2是图1的A-A剖视图。该单向缓冲皮带轮包括皮带轮圈1和分别设置在皮带轮圈1的轴孔两端的滚动轴承6，以及支撑在两个滚动轴承6上的齿轴3。滚动轴承6与皮带轮圈1过盈配合。转轴8上至少安装有一个摩擦弹簧5，摩擦弹簧5的内侧为一弹簧保持架4，弹簧保持架4所起的作用为固定该摩擦弹簧5。摩擦弹簧5的一端卡接在弹簧保持架4上，并沿着弹簧保持架4的轴向螺旋延伸形成另一自由端，且使得摩擦弹簧5的外圈与皮带轮圈1的轴孔内壁相接触，即摩擦结合。这样，通过摩擦弹簧5的外圈膨胀和缩小就可卡住和脱开皮带轮圈1，进而起到较佳的单向离合作用。具体地，当皮带轮圈1比转轴8转速高的时候，摩擦弹簧5的外圈胀大卡住皮带轮圈1，把转轴8和皮带轮圈1结合成一体，使得转轴8和皮带轮圈1同步旋转，传递驱动力功率；当皮带轮圈1比转轴8转速低的时候，摩擦弹簧5的外圈缩小，在皮带轮圈1的轴孔内开始打滑，把转轴8和皮带轮圈1脱开，使得转轴8和皮带轮圈1各自旋转，起到保护和缓冲作用。在本发明中弹簧保持架4与转轴8之间包括一齿轴3，弹簧保持架4与齿轴3相对分离。本领域技术人员同时应当知晓，如图7所示，齿轴3可以和弹簧保持架4设计成一体。

本发明所提供的一种较佳的单向缓冲皮带轮的摩擦弹簧5的第一端在常规状态下并不与皮带轮圈1的内壁相接触，换言之，摩擦弹簧5的第一端所形成的直径小于皮带轮圈1的直径。因此当皮带轮圈1比转轴8转速高的时候，摩擦弹簧5的外圈，尤其是第一端2会先胀大到与皮带轮圈1的直径一致，然后再进一步胀大直至卡住皮带轮圈1，把转轴8和皮带轮圈1结合成一体，使得转轴8和皮带轮圈1同步旋转，传递驱动力功率。当皮带轮圈1比转轴8转速低的时候，摩擦弹簧5的第一端2会首先脱离皮带轮圈1，然后摩擦弹簧5的其他部分也从皮带轮圈1上脱开，使得转轴8和皮带轮圈1各自旋转。因此该摩擦弹簧5的设计时为了进一步地提供了缓冲空间，使得在锁紧的瞬间起到更进一步地缓冲作用。

图2中所提供的摩擦弹簧5是一种变截面弹簧，即其弹簧的内侧直径保持不变，而弹簧的截面积从自由端沿第一端2方向减小，因此摩擦弹簧5的外侧直径从第一端2沿自由端方向增大。图3是本发明涉及的单向皮带轮的摩擦弹簧的第二实施例的结构示意图，在图3所示出的结构中摩擦弹簧5是一非变截面弹簧，即摩擦弹簧5的截面保持不变，摩擦弹簧5从自由端沿第一端2方向的直径变小。图4是本发明涉及的单向皮带轮的摩擦弹簧的另一实施例的结构示意图，在图4所示出的结构中摩擦弹簧5的直径保持不变。在静止状态下，摩擦弹簧5的外径与皮带轮圈1的内径几乎一致。

图5是本发明涉及的单向皮带轮的摩擦弹簧的结构示意图；图6是本发明涉及的单向皮带轮的摩擦弹簧的外形示意图。如图5、6所示，该摩擦弹簧5的截面保持不变，自由端直径为L1，第一端的直径为L2，L1大于L2。优选地，该摩擦弹簧5的直径沿第一端延伸的方向递减。在一种较佳实施方案中，摩擦弹簧5整体所形成的外形轮廓大概为一圆台形或圆锥形。

本发明中，根据需要可以装配一个摩擦弹簧5或多个摩擦弹簧5，而且摩擦弹簧5既可以背靠背安装（分别安装在弹簧保持架4的两侧）安装，又可以平行安装（一个弹簧保持架4上安装一个摩擦弹簧5）。

如图7所示，在本实施例中，弹簧保持架4的两侧分别连接有一个摩擦弹簧5，且两个摩擦弹簧5以旋向相反的安装方式同心设置在弹簧保持架4的两侧。具体地，弹簧保持架4的两侧分别开有弧形槽7，每个摩擦弹簧5连接弹簧保持架4的一端卡接于弧形槽7内。

如上所述，本发明的一种单向缓冲皮带轮，结构极为简单，通过摩擦弹簧的外圈膨胀和缩小来卡住和脱开皮带轮本体，进而起到较佳的缓冲效果，当皮带轮本体比齿轴转速高的时候，摩擦弹簧外圈胀大，卡住皮带轮本体，把齿轴和皮带轮本体结合成一体，使得齿轴和皮带轮本体同步旋转，传递驱动力功率；当皮带轮本体比齿轴转速低的时候，摩擦弹簧外圈缩小，在皮带轮本体的轴孔内开始打滑，把齿轴和皮带轮本体脱开，使得齿轴和皮带轮本体各自旋转，起到保护和缓冲作用；另外，摩擦弹簧的第一端的直径小于皮带轮圈的内径，可在锁紧的瞬间起到进一步地缓冲作用。因而本发明的一种单向缓冲皮带轮同时具有单向和缓冲功能。

本说明书中所述的只是本发明的较佳具体实施例，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对本发明的限制。凡本领域技术人员依本发明的构思通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在本发明的范围之内。

Claims (8)

1.一种单向缓冲皮带轮，用于在皮带轮圈和转轴之间传递单向转矩并实现缓冲减振，特征在于，所述转轴上设置一弹簧保持架，所述弹簧保持架上安装一摩擦弹簧，所述摩擦弹簧的第一端卡接在所述弹簧保持架上，并沿着所述转轴的轴向螺旋延伸形成一自由端，所述摩擦弹簧的至少部分外圈与所述皮带轮圈的轴孔内壁相接触，所述摩擦弹簧的第一端的外圈直径小于或等于所述皮带轮圈的内径。

2.如权利要求1所述的单向缓冲皮带轮，其特征在于，所述摩擦弹簧的自由端的外圈直径大于所述第一端的外圈直径。

3.如权利要求1所述的单向缓冲皮带轮，其特征在于，所述摩擦弹簧从第一端至自由端外圈直径递增。

4.如权利要求1所述的单向缓冲皮带轮，其特征在于，所述摩擦弹簧的外形轮廓呈一圆台形或圆锥形。

5.如权利要求1所述的单向缓冲皮带轮，其特征在于，所述弹簧保持架上至少安装有一个摩擦弹簧。

6.如权利要求1所述的单向缓冲皮带轮，其特征在于，所述摩擦弹簧为一变截面弹簧。

7.根据权利要求1所述的单向缓冲皮带轮，其特征在于，所述弹簧保持架上开有一弧形槽，所述摩擦弹簧的第一端卡接于所述弧形槽内。

8.根据权利要求1所述的单向缓冲皮带轮，其特征在于，所述弹簧保持架有第一侧面及第二侧面,所述第一侧面及第二侧面分别设置一弧形槽,所述摩擦弹簧的数量与所述弹簧保持架一致,所述摩擦弹簧的第一端分别卡接在所述弧形槽内。