CN106195218A - 弹簧摩擦式单向皮带轮 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及弹簧摩擦式单向皮带轮。套筒设置在带轮内孔中，套筒左端外周设有一凸台，该凸台外圆按外径不同从左到右依次为第一光滑圆柱面段、第二光滑圆柱面段和第三光滑圆柱面段；轴衬内孔套接在第一光滑圆柱面段上，轴衬外圆紧装配在带轮内孔内，轴衬右端面与凸台外圆和带轮内孔上的台阶相抵；第二光滑圆柱面段与带轮内孔配合；在凸台右边的套筒外圆自左向右依次套装有连接弹簧、连接架、止退环和滚动轴承。本发明利用摩擦弹簧、连接弹簧在受不同旋向力时会向内收缩或向外扩张的特性，实现带轮与套筒间的动力传递或分离，能够在发动机转速降低或停止时保证发电机保持原有的惯性转动，并消除系统工作过程中产生的共振，提高发电机寿命。
Description
技术领域
本发明涉及汽车发电机用单向皮带轮，具体地说是一种弹簧摩擦式单向皮带轮。
背景技术
随着汽车工业的发展，作为汽车发动机主要零配件的汽车发电机也得到了一定的发展和提高，原有只在轿车上配套使用的汽车发电机单向皮带轮在货车上也开始使用。而市面上的滚针轴承式单向皮带轮，工作时内部专用组件中的尼龙保持架都容易发热变形失效，且承载能力比较小，对于高转动惯量的货车上使用的发电机，减缓变速时的冲击有限，不能消除急变速时产生的共振，从而不能实际有效的保护发电机。在发电机使用过程中，当发动机或其它机械结构突然加速时，发电机皮带轮的转速也随着变速，由于惯性的作用，会造成发电机的转子与皮带轮的转速瞬间不同步，皮带轮与其上的皮带之间会形成冲击，降低皮带的寿命，且会产生噪音。当发动机降低转速或停止工作的瞬间，皮带轮会存在一个很短暂的反向转动，虽然是时间极为短暂的小回转，但也会带动发电机转子反转一角度而产生负电，而接着又切换为正电，这样发电机转子中的线圈受到正负电的反复冲击，降低了线圈的使用寿命，从而降低发电机的寿命。为了改善上述状况，应采用单向皮带轮，当发动机转速降低或停止时，能保证发电机保持原有的惯性转动，并消除系统工作过程中产生的共振。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中存在的不足，提供一种汽车发电机用弹簧摩擦式单向皮带轮，其设计巧妙合理，当能够在发动机转速降低或停止时保证发电机保持原有的惯性转动，并消除系统工作过程中产生的共振，从而提高发电机的寿命。
按照本发明提供的技术方案：弹簧摩擦式单向皮带轮，其特征在于：包括套筒、连接弹簧、轴衬、带轮、摩擦弹簧、连接架、止退环和滚动轴承；所述套筒设置在带轮内孔中，套筒左端外周设有一凸台，该凸台外圆按外径不同从左到右依次为第一光滑圆柱面段、第二光滑圆柱面段和第三光滑圆柱面段；所述轴衬内孔套接在所述第一光滑圆柱面段上，轴衬外圆紧装配在带轮内孔内，轴衬右端面与凸台外圆和带轮内孔上的台阶相抵；所述第二光滑圆柱面段与带轮内孔配合；在凸台右边的套筒外圆自左向右依次套装有连接弹簧、连接架、止退环和滚动轴承；所述凸台内部设有一个开口位于凸台右端面的桶形槽，在桶形槽的内底面上设有第一螺旋形圆形面，所述连接弹簧为螺旋形圆柱弹簧，连接弹簧左端螺旋形面与所述第一螺旋形圆形面匹配相抵；所述连接架左端设有一环形凹腔，在环形凹腔的内底面设有第二螺旋形圆形面，所述连接弹簧右端螺旋形面与所述第二螺旋形圆形面匹配相抵；所述摩擦弹簧套在所述连接弹簧上，摩擦弹簧为螺旋形圆柱弹簧，摩擦弹簧卷绕方向与连接弹簧卷绕方向设置相反，摩擦弹簧外圆紧装配在带轮内孔中部，摩擦弹簧左端悬空，摩擦弹簧右端内孔套接在连接架外圆左台阶上；所述连接架外圆左台阶平面设有与摩擦弹簧右端面相匹配的外螺旋形面，在外螺旋形面上设有从外圆向内延伸的方槽及方孔，所述摩擦弹簧右端紧靠外螺旋形面，摩擦弹簧右端面设有与簧圈一体连接的向心弯折连接部，该向心弯折连接部镶嵌在外螺旋形面上的方槽及方孔内；所述止退环设置在连接架右侧，止退环外周设有一段弧形缺口，所述连接架右端面外周设有一梯形限位凸台，所述梯形限位凸台对应嵌置于所述弧形缺口内；所述止退环内孔设有内孔定位平台，所述套筒外圆上设有外圆定位平台，内孔定位平台与外圆定位平台相配合，用于周向定位止退环；所述滚动轴承安装在套筒右端外圆与带轮右端内孔之间，滚动轴承左端面与止退环右端面相抵，滚动轴承外圈右端面与带轮内孔右端设有的限位台阶相抵。
作为本发明的进一步改进，所述单向皮带轮还包括减振弹簧，所述减震弹簧设置在连接弹簧外周与摩擦弹簧内孔之间，减震弹簧左端面与套筒上凸台的右端面相抵，减震弹簧右端面与连接架左端面相抵。
作为本发明的进一步改进，所述套筒的位于凸台右边的外圆按外径不同从左到右依次为第四光滑圆柱面段、第五光滑圆柱面段、第六光滑圆柱面段和第七光滑圆柱面段；所述连接弹簧套在第四光滑圆柱面段和第五光滑圆柱面段上，连接弹簧内孔与第四光滑圆柱面段外圆之间留有间隙，连接弹簧内孔与第五光滑圆柱面段外圆之间紧配合，第五光滑圆柱面段的外径与所述桶形槽的内周壁的直径相同；所述连接架套在第五光滑圆柱面段右端，所述止退环套在第六光滑圆柱面段上，所述外圆定位平台开设于所述第六光滑圆柱面段上，所述滚动轴承套在第七光滑圆柱面段上。
作为本发明的进一步改进，所述第一螺旋形圆形面、第二螺旋形圆形面均采用冷挤成形。
作为本发明的进一步改进，所述连接弹簧和摩擦弹簧均为方钢螺旋形圆柱弹簧。
作为本发明的进一步改进，所述连接架采用精铸件或尼龙压制而成。
作为本发明的进一步改进，所述轴衬采用铜皮镶嵌石墨制作而成。
作为本发明的进一步改进，所述向心弯折连接部是由两段向心弯折的直线段和一段向外轴向延伸的直线段组成。
作为本发明的进一步改进，所述套筒内孔按形状尺寸不同分为四段，从左到右依次为六角形周面孔段，第一光滑圆柱面孔段、螺丝孔段和第二光滑圆柱面孔段，所述螺丝孔段用于与发电机连接。
作为本发明的进一步改进，所述带轮外圆设有若干条与皮带相适配的v形槽。
本发明与现有技术相比，具有如下优点：本发明设计巧妙合理，当能够在发动机转速降低或停止时保证发电机保持原有的惯性转动，并消除系统工作过程中产生的共振，从而提高发电机的寿命。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明套筒的左视图。
图3为本发明套筒的结构示意图。
图4为本发明连接弹簧的结构示意图。
图5为本发明连接架的左视图。
图6为本发明连接架的主视图。
图7为本发明摩擦弹簧的主视图。
图8为本发明摩擦弹簧的右视图。
图9为本发明止退环的主视图。
附图标记说明：1-套筒、2-连接弹簧、3-轴衬、4-带轮、5-摩擦弹簧、6-、7-连接架、8-止退环、9-滚动轴承、101-第一光滑圆柱面段、102-第二光滑圆柱面段、103-第三光滑圆柱面段、104-桶形槽、105-第一螺旋形圆形面、106-第四光滑圆柱面段、107-第五光滑圆柱面段、108-第六光滑圆柱面段、109-第七光滑圆柱面段、110-外圆定位平台、111-六角形周面孔段、112-第一光滑圆柱面孔段、113-螺丝孔段、114-第二光滑圆柱面孔段、501-向心弯折连接部、701-第二螺旋形圆形面、702-外螺旋形面、703-方槽、704-方孔、705-梯形限位凸台、801-弧形缺口、802-内孔定位平台。
具体实施方式
下面结合具体附图和实施例对本发明作进一步说明。
如图所示：实施例中的弹簧摩擦式单向皮带轮主要由套筒1、连接弹簧2、轴衬3、带轮4、摩擦弹簧5、连接架7、止退环8和滚动轴承9等零部件组成。
如图1所示，所述套筒1设置在带轮4内孔中，套筒1左端外周设有一凸台，该凸台外圆按外径不同从左到右依次为第一光滑圆柱面段101、第二光滑圆柱面段102和第三光滑圆柱面段103；所述轴衬3内孔套接在所述第一光滑圆柱面段101上，轴衬3外圆紧装配在带轮4内孔内，轴衬3右端面与凸台外圆和带轮4内孔上的台阶相抵；所述第二光滑圆柱面段102与带轮4内孔配合；在凸台右边的套筒1外圆自左向右依次套装有连接弹簧2、连接架7、止退环8和滚动轴承9；所述凸台内部设有一个开口位于凸台右端面的桶形槽104，在桶形槽104的内底面上设有第一螺旋形圆形面105，所述连接弹簧2为螺旋形圆柱弹簧，连接弹簧2左端螺旋形面与所述第一螺旋形圆形面105匹配相抵；所述连接架7左端设有一环形凹腔，在环形凹腔的内底面设有第二螺旋形圆形面701，所述连接弹簧2右端螺旋形面与所述第二螺旋形圆形面701匹配相抵；所述摩擦弹簧5套在所述连接弹簧2上，摩擦弹簧5为螺旋形圆柱弹簧，摩擦弹簧5卷绕方向与连接弹簧2卷绕方向设置相反，摩擦弹簧5外圆紧装配在带轮4内孔中部，摩擦弹簧5左端悬空，摩擦弹簧5右端内孔套接在连接架7外圆左台阶上；所述连接架7外圆左台阶平面设有与摩擦弹簧5右端面相匹配的外螺旋形面702，在外螺旋形面702上设有从外圆向内延伸的方槽703及方孔704，所述摩擦弹簧5右端紧靠外螺旋形面702，摩擦弹簧5右端面设有与簧圈一体连接的向心弯折连接部501，该向心弯折连接部501镶嵌在外螺旋形面702上的方槽703及方孔704内；所述止退环8设置在连接架7右侧，止退环8外周设有一段弧形缺口801，所述连接架7右端面外周设有一梯形限位凸台705，所述梯形限位凸台705对应嵌置于所述弧形缺口801内；所述止退环8内孔设有内孔定位平台802，所述套筒1外圆上设有外圆定位平台110，内孔定位平台802与外圆定位平台110相配合，用于周向定位止退环8；所述滚动轴承9安装在套筒1右端外圆与带轮4右端内孔之间，滚动轴承9左端面与止退环8右端面相抵，滚动轴承9外圈右端面与带轮4内孔右端设有的限位台阶相抵。
如图1所示，本发明中，所述减震弹簧设置在连接弹簧2外周与摩擦弹簧5内孔之间，减震弹簧左端面与套筒1上凸台的右端面相抵，减震弹簧右端面与连接架7左端面相抵。所述减振弹簧6可以减小系统加速或减速时的振幅，使得系统加速或减速时的振幅小于系统弹簧的变形量，从而防止系统共振。
本发明中，所述套筒1的结构如2、图3所示，套筒1为套类零件，套筒1的位于凸台右边的外圆按外径不同从左到右依次为第四光滑圆柱面段106、第五光滑圆柱面段107、第六光滑圆柱面段108和第七光滑圆柱面段109；所述连接弹簧2套在第四光滑圆柱面段106和第五光滑圆柱面段107上，连接弹簧2内孔与第四光滑圆柱面段106外圆之间留有间隙，连接弹簧2内孔与第五光滑圆柱面段107外圆之间紧配合，第五光滑圆柱面段107的外径与所述桶形槽104的内周壁的直径相同；所述连接架7套在第五光滑圆柱面段107右端，所述止退环8套在第六光滑圆柱面段108上，所述外圆定位平台110开设于所述第六光滑圆柱面段108上，所述滚动轴承9套在第七光滑圆柱面段109上。套筒1内孔按形状尺寸不同分为四段，从左到右依次为六角形周面孔段111，第一光滑圆柱面孔段112、螺丝孔段113和第二光滑圆柱面孔段114，所述螺丝孔段113用于与发电机连接。
本发明中，所述摩擦弹簧5的结构如5、图6所示，摩擦弹簧5为方钢螺旋形圆柱弹簧，摩擦弹簧5右端面的向心弯折连接部501是由两段向心弯折的直线段和一段向外轴向延伸的直线段组成。
本发明中，所述连接架7的结构如图7、图8所示，连接架7为套类零件，连接架7由精铸件或尼龙压制而成，连接架7左端面的方槽703及方孔704是由两段段直线段组成。
本发明中，所述连接弹簧2的结构如4所示，连接弹簧2为方钢螺旋形圆柱弹簧。所述轴衬3为套类零件，轴衬3优选用铜皮镶嵌石墨制作而成。所述止退环8的结构如图9所示，止退环8为圆环形零件。所述第一螺旋形圆形面105、第二螺旋形圆形面701均采用冷挤成形。
本发明的工作原理如下：
当发动机起动或加速时，带轮4被带动顺时针旋转，摩擦弹簧5盘绕方向应设为右旋，这样摩擦弹簧5外圆受力方向与摩擦弹簧5盘绕方向设置相反，摩擦弹簧5外圈胀大并卡住带轮4内孔，带轮4也就带着摩擦弹簧5顺时针旋转，摩擦弹簧5再带动连接架7同向同步旋转，连接架7再带动连接弹簧2，由于连接弹簧2盘绕方向与摩擦弹簧5盘绕方向相反，连接弹簧2在连接架7带动下向内收缩并抱住筒体，从而带动套筒1顺时针旋转，这样就将带轮4的旋转扭矩传递到套筒1上，起到传递动力的作用；
当发动机降低转速或停止时，由于套筒1的惯性转速大于带轮4转速，摩擦弹簧5外圆受力方向与摩擦弹簧5盘绕方向相同，则摩擦弹簧5外圈缩小并松开带轮4内孔，带轮4和套筒1可以各自旋转，发电机能保持原有的惯性转动，起到保护发电机的作用。
Claims (10)
1.弹簧摩擦式单向皮带轮，其特征在于：包括套筒（1）、连接弹簧（2）、轴衬（3）、带轮（4）、摩擦弹簧（5）、连接架（7）、止退环（8）和滚动轴承（9）；所述套筒（1）设置在带轮（4）内孔中，套筒（1）左端外周设有一凸台，该凸台外圆按外径不同从左到右依次为第一光滑圆柱面段（101）、第二光滑圆柱面段（102）和第三光滑圆柱面段（103）；所述轴衬（3）内孔套接在所述第一光滑圆柱面段（101）上，轴衬（3）外圆紧装配在带轮（4）内孔内，轴衬（3）右端面与凸台外圆和带轮（4）内孔上的台阶相抵；所述第二光滑圆柱面段（102）与带轮（4）内孔配合；在凸台右边的套筒（1）外圆自左向右依次套装有连接弹簧（2）、连接架（7）、止退环（8）和滚动轴承（9）；所述凸台内部设有一个开口位于凸台右端面的桶形槽（104），在桶形槽（104）的内底面上设有第一螺旋形圆形面（105），所述连接弹簧（2）为螺旋形圆柱弹簧，连接弹簧（2）左端螺旋形面与所述第一螺旋形圆形面（105）匹配相抵；所述连接架（7）左端设有一环形凹腔，在环形凹腔的内底面设有第二螺旋形圆形面（701），所述连接弹簧（2）右端螺旋形面与所述第二螺旋形圆形面（701）匹配相抵；所述摩擦弹簧（5）套在所述连接弹簧（2）上，摩擦弹簧（5）为螺旋形圆柱弹簧，摩擦弹簧（5）卷绕方向与连接弹簧（2）卷绕方向设置相反，摩擦弹簧（5）外圆紧装配在带轮（4）内孔中部，摩擦弹簧（5）左端悬空，摩擦弹簧（5）右端内孔套接在连接架（7）外圆左台阶上；所述连接架（7）外圆左台阶平面设有与摩擦弹簧（5）右端面相匹配的外螺旋形面（702），在外螺旋形面（702）上设有从外圆向内延伸的方槽（703）及方孔（704），所述摩擦弹簧（5）右端紧靠外螺旋形面（702），摩擦弹簧（5）右端面设有与簧圈一体连接的向心弯折连接部（501），该向心弯折连接部（501）镶嵌在外螺旋形面（702）上的方槽（703）及方孔（704）内；所述止退环（8）设置在连接架（7）右侧，止退环（8）外周设有一段弧形缺口（801），所述连接架（7）右端面外周设有一梯形限位凸台（705），所述梯形限位凸台（705）对应嵌置于所述弧形缺口（801）内；所述止退环（8）内孔设有内孔定位平台（802），所述套筒（1）外圆上设有外圆定位平台（110），内孔定位平台（802）与外圆定位平台（110）相配合，用于周向定位止退环（8）；所述滚动轴承（9）安装在套筒（1）右端外圆与带轮（4）右端内孔之间，滚动轴承（9）左端面与止退环（8）右端面相抵，滚动轴承（9）外圈右端面与带轮（4）内孔右端设有的限位台阶相抵。
2.如权利要求1所述的弹簧摩擦式单向皮带轮，其特征在于：所述单向皮带轮（4）还包括减振弹簧（6），所述减震弹簧设置在连接弹簧（2）外周与摩擦弹簧（5）内孔之间，减震弹簧左端面与套筒（1）上凸台的右端面相抵，减震弹簧右端面与连接架（7）左端面相抵。
3.如权利要求1所述的弹簧摩擦式单向皮带轮，其特征在于：所述套筒（1）的位于凸台右边的外圆按外径不同从左到右依次为第四光滑圆柱面段（106）、第五光滑圆柱面段（107）、第六光滑圆柱面段（108）和第七光滑圆柱面段（109）；所述连接弹簧（2）套在第四光滑圆柱面段（106）和第五光滑圆柱面段（107）上，连接弹簧（2）内孔与第四光滑圆柱面段（106）外圆之间留有间隙，连接弹簧（2）内孔与第五光滑圆柱面段（107）外圆之间紧配合，第五光滑圆柱面段（107）的外径与所述桶形槽（104）的内周壁的直径相同；所述连接架（7）套在第五光滑圆柱面段（107）右端，所述止退环（8）套在第六光滑圆柱面段（108）上，所述外圆定位平台（110）开设于所述第六光滑圆柱面段（108）上，所述滚动轴承（9）套在第七光滑圆柱面段（109）上。
4.如权利要求1所述的弹簧摩擦式单向皮带轮，其特征在于：所述第一螺旋形圆形面（105）、第二螺旋形圆形面（701）均采用冷挤成形。
5.如权利要求1所述的弹簧摩擦式单向皮带轮，其特征在于：所述连接弹簧（2）和摩擦弹簧（5）均为方钢螺旋形圆柱弹簧。
6.如权利要求1所述的弹簧摩擦式单向皮带轮，其特征在于：所述连接架（7）采用精铸件或尼龙压制而成。
7.如权利要求1所述的弹簧摩擦式单向皮带轮，其特征在于：所述轴衬（3）采用铜皮镶嵌石墨制作而成。
8.如权利要求1所述的弹簧摩擦式单向皮带轮，其特征在于：所述向心弯折连接部（501）是由两段向心弯折的直线段和一段向外轴向延伸的直线段组成。
9.如权利要求1所述的弹簧摩擦式单向皮带轮，其特征在于：所述套筒（1）内孔按形状尺寸不同分为四段，从左到右依次为六角形周面孔段（111），第一光滑圆柱面孔段（112）、螺丝孔段（113）和第二光滑圆柱面孔段（114），所述螺丝孔段（113）用于与发电机连接。
10.如权利要求1所述的弹簧摩擦式单向皮带轮，其特征在于：所述带轮（4）外圆设有若干条与皮带相适配的v形槽。
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