CN106481691A - 双向超越离合器以及包括双向超越离合器的动力传递系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种双向超越离合器以及包括双向超越离合器的动力传递系统，本发明的双向超越离合器通过使用具有凸耳及引导端面的凸轮结构，能够可靠的实现动力传递的接通与切断，结构简单且制造成本较低；另外，将本发明的双向超越离合器用于车辆的动力传递系统，能够实现当车辆行驶时，在保证主动轴逆时针和顺时针旋转都能够有效驱动目标车轮的基础上，主动轴不会随着目标车轮的旋转而转动，从而能够有效消除震动、噪声以及由此带来的不利影响。

Description

双向超越离合器以及包括双向超越离合器的动力传递系统

技术领域

本发明涉及机械领域，尤其涉及一种双向超越离合器以及包括双向超越离合器的动力传递系统。

背景技术

随着机械化以及机电一体化产业的不断发展，超越离合器被广泛应用于动力传递系统。超越离合器一般设置在原动机与工作机之间或者机器内部的主动轴与从动轴之间，以实现动力的传递与分离功能。

超越离合器可以分为单向超越离合器和双向超越离合器。其中，现有的双向超越离合器一般通过链环、滚柱以及楔块等结构实现双向超越。

应该注意，上面对技术背景的介绍只是为了方便对本发明的技术方案进行清楚、完整的说明，并方便本领域技术人员的理解而阐述的。不能仅仅因为这些方案在本发明的背景技术部分进行了阐述而认为上述技术方案为本领域技术人员所公知。

发明内容

本发明的发明人发现，上述现有的双向超越离合器的结构复杂，制造成本较高；另外，本发明的发明人还发现，当例如联合收割机等车辆在仅采用前轮驱动的高速行驶状态下，驱动后轮的主动轴会随着后轮的旋转而被动地转动，并且因为该主动轴的各个轴段之间以万向联轴节相连，由此在旋转时产生较大的振动，该振动一方面增加能耗，另一方面导致噪声，并对周围的连接件、支架等部件造成非常不利的影响。而对于后轮为常用驱动轮的某些车辆来说，在取消前轮驱动的情况下，前轮的旋转可能会带动其驱动轴跟随转动并产生震动和噪音。

本发明实施例提供一种双向超越离合器以及包括该双向超越离合器的动力传递系统，其中，本发明的双向超越离合器通过使用具有凸耳及引导端面的凸轮结构，能够可靠的实现动力传递的接通与切断，结构简单且制造成本较低。

另外，将本发明的双向超越离合器用于车辆的动力传递系统，能够实现当车辆行驶时，在保证主动轴逆时针和顺时针旋转都能够有效驱动目标车轮的基础上，主动轴不会随着目标车轮的旋转而转动，从而能够有效消除震动、噪声以及由此带来的不利影响。

根据本发明实施例的第一方面，提供一种双向超越离合器，所述双向超越离合器具有圆筒形的壳体，和沿着所述壳体的中心轴线方向依次设置的主动盘、主动凸轮、从动凸轮以及从动盘，其中，所述主动凸轮与所述主动盘相连，并且，所述主动凸轮被轴向固定地安装在所述壳体内且能围绕所述壳体的中心轴线旋转；所述从动凸轮安装在所述壳体内且能围绕所述壳体的中心轴线旋转，并且，所述从动凸轮能够沿着所述壳体的中心轴线方向移动；所述从动凸轮具有第一联接件，所述从动盘具有第二联接件，所述第一联接件能够随着所述从动凸轮在所述壳体的中心轴线方向上的移动而与所述第二联接件分离或接合；所述主动凸轮具有设置在其端部的至少两个主动凸耳以及在所述两个主动凸耳之间的U形引导端面，所述至少两个主动凸耳沿所述主动凸轮的周向均匀布置；所述从动凸轮具有设置在其端部的至少一个从动凸耳，所述从动凸耳接触所述U形引导端面；通过所述U形引导端面对所述从动凸耳的引导，所述从动凸轮能够在所述壳体的中心轴线方向上的第一位置和第二位置之间移动；其中，当所述从动凸轮移动至所述第一位置时，所述主动凸耳与所述从动凸耳在周向上间隔开，并且所述第一联接件与所述第二联接件分离，从而切断所述主动盘与所述从动盘之间的动力传递；当所述从动凸轮移动至所述第二位置时，所述主动凸耳抵靠所述从动凸耳，并且所述第一联接件与所述第二联接件接合，从而接通所述主动盘与所述从动盘之间的动力传递。

根据本发明实施例的第二方面，其中，所述主动凸轮具有在其径向上对置的两个主动凸耳，并且所述从动凸轮具有位于所述两个主动凸耳之间的一个或两个从动凸耳。

根据本发明实施例的第三方面，其中，所述双向超越离合器还具有偏压弹簧，所述偏压弹簧对所述从动凸轮施加将其推向所述主动凸轮的弹簧力。

根据本发明实施例的第四方面，其中，所述双向超越离合器还具有第一轴承和第二轴承，所述主动凸轮通过所述第一轴承被轴向固定地安装在所述壳体内，所述从动凸轮通过所述第二轴承被能够轴向移动地安装在所述壳体内，所述偏压弹簧的一端抵靠所述第二轴承，另一端抵靠所述从动凸轮。

根据本发明实施例的第五方面，其中，当所述主动凸轮围绕所述壳体的中心轴线旋转时，通过所述主动凸轮的所述U形引导端面对所述从动凸耳的引导，所述从动凸轮从所述第一位置移动到所述第二位置；当所述主动凸轮停止旋转时，所述从动凸轮在所述偏压弹簧的弹簧力的推动下，从所述第二位置返回到所述第一位置。

根据本发明实施例的第六方面，其中，所述第一联接件是具有孔并且与所述从动凸轮固定连接的联接板，所述第二联接件是设置在所述从动盘上的柱销，当所述柱销插入所述联接板的所述孔内时，所述第一联接件与所述第二联接件接合，当所述柱销脱离所述联接板的所述孔时，所述第一联接件与所述第二联接件分离。

根据本发明实施例的第七方面，其中，在所述从动盘上设置有沿所述中心轴线方向延伸并且用于容纳所述柱销的柱销孔，在所述柱销孔内设置有抵靠所述柱销的推力弹簧，所述推力弹簧向所述联接板偏压所述柱销并且能够在所述柱销的压迫下收缩。

根据本发明实施例的第八方面，其中，所述第一联接件是具有柱销并且与所述从动凸轮固定连接的联接板，所述第二联接件是设置在所述从动盘上的孔，当所述联接板的所述柱销插入所述孔内时，所述第一联接件与所述第二联接件接合，当所述联接板的所述柱销脱离所述孔时，所述第一联接件与所述第二联接件分离。

根据本发明实施例的第九方面，其中，在所述联接板上设置有沿所述中心轴线方向延伸并且用于容纳所述柱销的柱销孔，在所述柱销孔内设置有抵靠所述柱销的推力弹簧，所述推力弹簧向所述从动盘偏压所述柱销并且能够在所述柱销的压迫下收缩。

根据本发明实施例的第十方面，提供一种动力传递系统，所述动力传递系统包括主动轴、从动轴以及根据本发明实施例的第一方面至第九方面中的任一方面所述的双向超越离合器，其中，所述主动轴与所述双向超越离合器的主动盘相连，所述从动轴与所述双向超越离合器的从动盘相连。

根据本发明实施例的第十一方面，提供一种联合收割机，其具有发动机以及由所述发动机驱动的一对前轮和一对后轮，其特征在于，在所述联合收割机的发动机和所述一对后轮之间设置有根据第十方面所述的动力传递系统。

本发明的有益效果在于：

(1)本发明的双向超越离合器通过使用具有凸耳及引导端面的凸轮结构，能够可靠的实现动力传递的接通与切断，结构简单且制造成本较低；

(2)将本发明的双向超越离合器用于车辆的动力传递系统，能够实现当车辆行驶时，在保证主动轴逆时针和顺时针旋转都能够有效驱动目标车轮的基础上，主动轴不会随着目标车轮的旋转而转动，从而能够有效消除震动、噪声以及由此带来的不利影响。

参照后文的说明和附图，详细公开了本发明的特定实施方式，指明了本发明的原理可以被采用的方式。应该理解，本发明的实施方式在范围上并不因而受到限制。在所附权利要求的精神和条款的范围内，本发明的实施方式包括许多改变、修改和等同。

针对一种实施方式描述和/或示出的特征可以以相同或类似的方式在一个或更多个其它实施方式中使用，与其它实施方式中的特征相组合，或替代其它实施方式中的特征。

应该强调，术语“包括/包含”在本文使用时指特征、整件、步骤或组件的存在，但并不排除一个或更多个其它特征、整件、步骤或组件的存在或附加。

附图说明

所包括的附图用来提供对本发明实施例的进一步的理解，其构成了说明书的一部分，用于例示本发明的实施方式，并与文字描述一起来阐释本发明的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中：

图1是本发明实施例1的双向超越离合器的轴向截面图；

图2是本发明实施例1的双向超越离合器的立体图。

具体实施方式

参照附图，通过下面的说明书，本发明的前述以及其它特征将变得明显。在说明书和附图中，具体公开了本发明的特定实施方式，其表明了其中可以采用本发明的原则的部分实施方式，应了解的是，本发明不限于所描述的实施方式，相反，本发明包括落入所附权利要求的范围内的全部修改、变型以及等同物。

实施例1

图1是本发明实施例1的双向超越离合器的轴向截面图，图2是本发明实施例1的双向超越离合器的立体图。如图1和图2所示，双向超越离合器100具有圆筒形的壳体101，和沿着壳体101的中心轴线方向依次设置的主动盘102、主动凸轮103、从动凸轮104以及从动盘105，其中，

主动凸轮103与主动盘102相连，并且，主动凸轮103被轴向固定地安装在壳体内101且能围绕壳体101的中心轴线旋转；

从动凸轮104安装在壳体101内且能围绕壳体101的中心轴线旋转，并且，从动凸轮104能够沿着壳体101的中心轴线方向移动；

从动凸轮104具有第一联接件106，从动盘105具有第二联接件107，第一联接件106能够随着从动凸轮104在壳体101的中心轴线方向上的移动而与第二联接件107分离或接合；

主动凸轮103具有设置在其端部的两个主动凸耳108、109以及在两个主动凸耳108、109之间的U形引导端面110，两个主动凸耳108、109沿主动凸轮103的周向均匀布置，并且关于壳体101的中心轴线在径向上对称设置；

从动凸轮104具有设置在其端部的至少一个从动凸耳111，从动凸耳111接触U形引导端面110，通过主动凸轮103的U形引导端面110对从动凸耳111的引导，从动凸轮104能够在壳体101的中心轴线方向上的第一位置和第二位置之间移动；

其中，当从动凸轮104移动至第一位置时，主动凸耳108、109与从动凸耳111在周向上间隔开，并且第一联接件106与第二联接件107分离，从而切断主动盘102与从动盘105之间的动力传递；当从动凸轮104移动至第二位置时，主动凸耳108、109抵靠从动凸耳111，并且第一联接件106与第二联接件107接合，从而接通主动盘102与从动盘105之间的动力传递。

以上介绍了主动凸轮配置两个主动凸耳且从动凸轮配置一个从动凸耳的构造，基于此，本领域技术人员容易想到可以配置其他数量的主动凸耳和从动凸耳。例如，可以在主动凸轮上设置沿其周向均匀分布的三个主动凸耳，并且相应地，在从动凸轮上设置沿其周向均匀分布的三个从动凸耳，且每个从动凸耳均由两个主动凸耳之间的U形引导端面所引导。

在本实施例中，该第一位置例如是主动凸耳108、109与从动凸耳111在周向上间隔开时从动凸轮104所在的位置，即从动凸轮104接触U形引导端面110的最低点或其附近的位置(例如图1所示的从动凸轮104所在的位置)，该第二位置例如是主动凸耳108、109抵靠从动凸耳111时从动凸轮104所在的位置，即从动凸耳111距离U形引导端面110的最低点最远的位置。

在本实施例中，双向超越离合器100还可以具有偏压弹簧112，偏压弹簧112对从动凸轮104施加将其推向主动凸轮103的弹簧力。

在本实施例中，双向超越离合器100还可以具有第一轴承113和第二轴承114，主动凸轮103通过第一轴承113被轴向固定地安装在壳体101内，从动凸轮104通过第二轴承114安装在壳体101内，偏压弹簧112的一端抵靠第二轴承114，另一端抵靠从动凸轮104的凸缘，如图1所示。

在本实施例中，双向超越离合器100还可以具有第三轴承115，从动盘105通过第三轴承105安装在壳体101上。

在本实施例中，第一联接件106与第二联接件107可采用能够实现接合和分离功能的各种结构。

例如，如图1和图2所示，第一联接件106是具有多个孔并且与从动凸轮104固定连接的联接板，第二联接件107是设置在从动盘105上的多个柱销，当柱销插入联接板的孔内时，第一联接件106与第二联接件107接合，当柱销脱离联接板的孔时，第一联接件106与第二联接件107分离。

本实施例将柱销设置成能够沿中心轴线方向移动，从而在插入联接板的孔内之前不至于阻碍从动凸轮的移动。为此，可以在所述从动盘上设置有沿中心轴线方向延伸并且用于容纳所述柱销的柱销孔，并且在所述柱销孔内设置有抵靠所述柱销的推力弹簧，该推力弹簧被设置成能够在受到柱销压迫时收缩。这样，当柱销被联接板压迫但是尚未插入孔内时，能够随着推力弹簧的收缩而缩回从动盘，避让联接板；当从动凸轮旋转到使孔对准柱销时，柱销在推力弹簧的作用下插入联接板的孔内，由此能够实现动力传递。

此外，也可以将柱销设置在第一联接件106上，而将孔设置在第二联接件107上，例如，第一联接件106是具有柱销并且与从动凸轮104固定连接的联接板，第二联接件107是设置在从动盘105上的孔，当联接板的柱销插入该孔内时，第一联接件106与第二联接件107接合，当联接板的柱销脱离该孔时，第一联接件106与第二联接件107分离。在此构造下，可以在联接板上设置柱销孔，并且联接板的柱销孔内设置抵靠柱销的推力弹簧。通过与上文所述相同的原理，借助推力弹簧的伸长和收缩实现柱销沿中心轴线方向的移动。

在本实施例中，双向超越离合器100可用于各种动力传递系统，其中，双向超越离合器100的主动盘102可以与动力传递系统的主动轴相连，而双向超越离合器100的从动盘105可以与动力传递系统的从动轴相连。

下面对本实施例的双向超越离合器100的工作原理进行示例性的说明。

当动力传递系统的主动轴开始在逆时针方向或顺时针方向旋转时，主动盘102随着主动轴的旋转而旋转，主动凸轮103随着主动盘102的旋转而围绕壳体101的中心轴线旋转，此时，在主动凸轮103的U形引导端面110对从动凸耳111的引导下，从动凸轮104沿着壳体101的中心轴线的方向从第一位置移动到第二位置，并在第二位置时由于主动凸耳108、109抵靠从动凸耳111，从动凸轮104停止在中心轴线的方向的移动，此时，第二联接部件107的柱销插入第一联接部件106的孔内，完成第一联接件106与第二联接件107的接合，从动凸轮104随着主动凸轮103的旋转而旋转，而从动盘105随着从动凸轮104的旋转而旋转，在这种状态下，主动轴的动力通过主动盘102、主动凸轮103、从动凸轮104以及从动盘105的旋转而传递到动力传递系统的从动轴上，从而驱动从动轴的旋转；

当动力传递系统的主动轴停止旋转时，主动凸轮103也随之停止旋转，从动凸轮104在偏压弹簧112的弹簧力的作用下，从第二位置返回到第一位置，此时，第二联接部件107的柱销脱离第一联接部件106的孔，完成第一联接件106与第二联接件107的分离，在这种状态下，即使从动轴产生了旋转，也无法通过双向超越离合器100将力传递至主动轴。

由上述实施例可知，本发明的双向超越离合器通过使用具有凸耳及引导端面的凸轮结构，能够可靠的实现动力传递的接通与切断，结构简单且制造成本较低。

实施例2

本发明实施例提供一种动力传递系统，该动力传递系统包括主动轴、从动轴以及双向超越离合器，该主动轴与双向超越离合器的主动盘相连，该从动轴与双向超越离合器的从动盘相连。其中，该双向超越离合器的结构与功能与实施例1中的记载相同，此处不再赘述。

在本实施例中，该动力传递系统可以是现有的任何动力传递系统。本实施例以车辆的动力传递系统为例进行说明。

例如，动力传递系统包括第一主动轴、第二主动轴、双向超越离合器以及从动轴，其中，第二主动轴的一端与第一主动轴通过万向联轴节相连接，第二主动轴的另一端与双向超越离合器中的主动盘连接，从动轴的一端与该双向超越离合器中的从动盘连接，从动轴的另一端则用于驱动车辆的目标车轮。其中，该双向超越离合器的结构与功能与实施例1中的记载相同，此处不再赘述。

在本实施例中，当第一主动轴、第二主动轴在逆时针或顺时针的任一个方向旋转时，均能驱动从动轴，从而驱动目标车轮，当第一主动轴、第二主动轴停止旋转时，由于在第二主动轴与从动轴之间设置了双向超越离合器303，因此即使目标车轮旋转，也不会带动第一主动轴、第二主动轴的转动，从而不会产生振动。

由上述实施例可知，将本发明的双向超越离合器用于车辆的动力传递系统，能够实现当车辆行驶时，在保证主动轴逆时针和顺时针旋转都能够有效驱动目标车轮的基础上，主动轴不会随着目标车轮的旋转而转动，从而能够有效消除震动、噪声以及由此带来的不利影响。对于联合收割机来说，目标车轮通常为该联合收割机的一对后轮。

实施例3

本发明实施例提供一种联合收割机，该具有联合收割机发动机以及由该发动机驱动的一对前轮和一对后轮，其中，在该联合收割机的发动机和该一对后轮之间设置有动力传递系统，该动力传递系统的结构与功能与实施例2中的记载相同，此处不再赘述。

由上述实施例可知，将本发明的双向超越离合器用于联合收割机的动力传递系统，能够实现当联合收割机行驶时，在保证主动轴逆时针和顺时针旋转都能够有效驱动目标车轮的基础上，主动轴不会随着目标车轮的旋转而转动，从而能够有效消除震动、噪声以及由此带来的不利影响。对于联合收割机来说，目标车轮通常为该联合收割机的一对后轮。

以上结合具体的实施方式对本发明进行了描述，但本领域技术人员应该清楚，这些描述都是示例性的，并不是对本发明保护范围的限制。本领域技术人员可以根据本发明的精神和原理对本发明做出各种变型和修改，这些变型和修改也在本发明的范围内。

Claims (11)

1.一种双向超越离合器，其特征在于，所述双向超越离合器具有圆筒形的壳体，和沿着所述壳体的中心轴线方向依次设置的主动盘、主动凸轮、从动凸轮以及从动盘，其中，

所述主动凸轮与所述主动盘相连，并且，所述主动凸轮被轴向固定地安装在所述壳体内且能围绕所述壳体的中心轴线旋转；

所述从动凸轮安装在所述壳体内且能围绕所述壳体的中心轴线旋转，并且，所述从动凸轮能够沿着所述壳体的中心轴线方向移动；

所述从动凸轮具有第一联接件，所述从动盘具有第二联接件，所述第一联接件能够随着所述从动凸轮在所述壳体的中心轴线方向上的移动而与所述第二联接件分离或接合；

所述主动凸轮具有设置在其端部的至少两个主动凸耳以及在所述两个主动凸耳之间的U形引导端面，所述至少两个主动凸耳沿所述主动凸轮的周向均匀布置；

所述从动凸轮具有设置在其端部的至少一个从动凸耳，所述从动凸耳接触所述U形引导端面；通过所述U形引导端面对所述从动凸耳的引导，所述从动凸轮能够在所述壳体的中心轴线方向上的第一位置和第二位置之间移动；

其中，当所述从动凸轮移动至所述第一位置时，所述主动凸耳与所述从动凸耳在周向上间隔开，并且所述第一联接件与所述第二联接件分离，从而切断所述主动盘与所述从动盘之间的动力传递；当所述从动凸轮移动至所述第二位置时，所述主动凸耳抵靠所述从动凸耳，并且所述第一联接件与所述第二联接件接合，从而接通所述主动盘与所述从动盘之间的动力传递。

2.根据权利要求1所述的双向超越离合器，其特征在于，

所述主动凸轮具有在其径向上对置的两个主动凸耳，并且所述从动凸轮具有位于所述两个主动凸耳之间的一个或两个从动凸耳。

3.根据权利要求2所述的双向超越离合器，其特征在于，所述双向超越离合器还具有偏压弹簧，所述偏压弹簧对所述从动凸轮施加将其推向所述主动凸轮的弹簧力。

4.根据权利要求3所述的双向超越离合器，其特征在于，所述双向超越离合器还具有第一轴承和第二轴承，

所述主动凸轮通过所述第一轴承被轴向固定地安装在所述壳体内，所述从动凸轮通过所述第二轴承被能够轴向移动地安装在所述壳体内，所述偏压弹簧的一端抵靠所述第二轴承，另一端抵靠所述从动凸轮。

5.根据权利要求4所述的双向超越离合器，其特征在于，

当所述主动凸轮围绕所述壳体的中心轴线旋转时，通过所述主动凸轮的所述U形引导端面对所述从动凸耳的引导，所述从动凸轮从所述第一位置移动到所述第二位置；

当所述主动凸轮停止旋转时，所述从动凸轮在所述偏压弹簧的弹簧力的推动下，从所述第二位置返回到所述第一位置。

6.根据权利要求1至5之一所述的双向超越离合器，其特征在于，所述第一联接件是具有孔并且与所述从动凸轮固定连接的联接板，所述第二联接件是设置在所述从动盘上的柱销，当所述柱销插入所述联接板的所述孔内时，所述第一联接件与所述第二联接件接合，当所述柱销脱离所述联接板的所述孔时，所述第一联接件与所述第二联接件分离。

7.根据权利要求6所述的双向超越离合器，其特征在于，在所述从动盘上设置有沿所述中心轴线方向延伸并且用于容纳所述柱销的柱销孔，在所述柱销孔内设置有抵靠所述柱销的推力弹簧，所述推力弹簧向所述联接板偏压所述柱销并且能够在所述柱销的压迫下收缩。

8.根据权利要求1至5之一所述的双向超越离合器，其特征在于，所述第一联接件是具有柱销并且与所述从动凸轮固定连接的联接板，所述第二联接件是设置在所述从动盘上的孔，当所述联接板的所述柱销插入所述孔内时，所述第一联接件与所述第二联接件接合，当所述联接板的所述柱销脱离所述孔时，所述第一联接件与所述第二联接件分离。

9.根据权利要求8所述的双向超越离合器，其特征在于，在所述联接板上设置有沿所述中心轴线方向延伸并且用于容纳所述柱销的柱销孔，在所述柱销孔内设置有抵靠所述柱销的推力弹簧，所述推力弹簧向所述从动盘偏压所述柱销并且能够在所述柱销的压迫下收缩。

10.一种动力传递系统，其特征在于，所述动力传递系统具有：主动轴、从动轴以及根据权利要求1-9的任一项所述的双向超越离合器，其中，所述主动轴与所述双向超越离合器的主动盘相连，所述从动轴与所述双向超越离合器的从动盘相连。

11.一种联合收割机，所述联合收割机具有发动机以及由所述发动机驱动的一对前轮和一对后轮，其特征在于，在所述联合收割机的发动机和所述一对后轮之间设置有根据权利要求10所述的动力传递系统。