CN106884965A - 滚柱摩擦式单向皮带轮 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种单向皮带轮，尤其是一种汽车发电机用滚柱摩擦式单向皮带轮，包括皮带轮、套筒，皮带轮套设于套筒外圈，且皮带轮与套筒两者同轴设置，所述皮带轮的内孔沿轴向依次设置第一定位轴承、第二定位轴承，其特征在于：所述第一定位轴承、第二定位轴承之间设置单向离合组件，所述单向离合组件包括内圈、外圈、滚柱、支撑弹簧及保持架，所述内圈紧套在套筒外圆，内圈表面均布设置若干个凹槽，相邻两个凹槽之间通过圆弧形槽相连接，每个所述凹槽均有一个弧形工作面，弧形工作面对应的圆心位于偏离于内圈中心处。该皮带轮能避免支撑弹簧摩擦发热、折断的问题，并能有效降低噪音、延长单向皮带轮的使用寿命。

Description

滚柱摩擦式单向皮带轮
技术领域
本发明涉及一种单向皮带轮，尤其是一种汽车发电机用滚柱摩擦式单向皮带轮。
背景技术
汽车发电机皮带轮经皮带与汽车发动机相连由发动机带动发电机转动。在发电机使用过程中，当发动机或其它机械结构突然加速或减速时，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，采用单向皮带轮将原来的皮带轮与发电机转轴的固定连接改为单向转动连接，当发动机转速降低或停止时，发电机能保持原有的惯性转动，同时降低对皮带的瞬间冲击。而目前国内的单向皮带轮在皮带轮急变速性能试验（皮带轮转速从5000r/min上升到18000r/min时运行时间3s，再从18000r/min降到5000r/min，运行12万次）中，套筒与皮带轮各自高速旋转（试验皮带轮降速）时容易发热，专用滚针轴承组件中的支撑弹簧容易移位、变形甚至折断，且运转时噪音比较大。难于满足单向皮带轮的技术寿命要求。
发明内容
本发明针对上述问题，提供一种滚柱摩擦式单向皮带轮，该皮带轮能避免支撑弹簧摩擦发热、折断的问题，并能有效降低噪音、延长单向皮带轮的使用寿命。
按照本发明的技术方案：一种滚柱摩擦式单向皮带轮，包括皮带轮、套筒，皮带轮套设于套筒外圈，且皮带轮与套筒两者同轴设置，所述皮带轮的内孔沿轴向依次设置第一定位轴承、第二定位轴承，其特征在于：所述第一定位轴承、第二定位轴承之间设置单向离合组件，所述单向离合组件包括内圈、外圈、滚柱、支撑弹簧及保持架，所述内圈紧套在套筒外圆，内圈表面均布设置若干个凹槽，相邻两个凹槽之间通过圆弧形槽相连接，每个所述凹槽均有一个弧形工作面，弧形工作面对应的圆心位于偏离于内圈中心处，所述弧形工作面一端为工作面近端，另一端为工作面远端，所述工作面近端与内圈中心之间的距离小于工作面远端与内圈中心之间的距离；外圈外圆撑紧于第二内孔内壁；保持架固定于内圈上，保持架包括紧贴于外圈内孔的第一圆盘体、第二圆盘体及呈圆周状均布于第一圆盘体、第二圆盘体之间的连接横梁，所述连接横梁下端伸入相应的圆弧形槽中，每个所述连接横梁上均固定连接一个支撑弹簧；相邻两个支撑弹簧之间分别设置一个滚柱。
作为本发明的进一步改进，所述支撑弹簧包括支撑部分和截面弯曲成U型状的固定连接部分，所述固定连接部分夹紧于连接横梁上，固定连接部分的弧形底面与连接横梁的外圆圆弧相抵，固定连接部分的第一侧面与连接横梁的第三侧面相抵，固定连接部分的第二侧面与连接横梁的第四侧面相抵；所述第一侧面与弧形底面之间呈锐角；固定连接部分沿长度方向的第一端面、第二端面分别与连接横梁的第一外圆台阶端面、第二外圆台阶端面相抵；所述支撑部分包括两片弯片弹簧，两片弯片弹簧的两端分别为第一支撑自由端、第二支撑自由端，所述第一支撑自由端、第二支撑自由端分别与滚柱的上棱线、下棱线相抵。
作为本发明的进一步改进，所述皮带轮端部外圆固定连接防尘盖，所述防尘盖的内孔设有第一圆弧形凸台，第一圆弧形凸台与皮带轮外圆的圆弧形槽相配合。
作为本发明的进一步改进，所述第一定位轴承为滚动轴承，第一定位轴承的外圆过盈套接于皮带轮的第二内孔内，第一定位轴承的外圈右端面与外圈左端面相抵，第一定位轴承的外圈左端面挤压皮带轮铆扣，第一定位轴承的内圈套接于套筒外圆，第一定位轴承左端面与套筒外圆凸台右端相抵，第一定位轴承内圈右端与内圈左端面相抵；所述第二定位轴承为滚动轴承，第二定位轴承的外圈过盈套接于皮带轮的第二内孔内，第二定位轴承左端面与外圈右端面相抵，第二定位轴承右端面与皮带轮的内凸台相抵，第二定位轴承的内圈套接于套筒外圆，第二定位轴承左端面与内圈右端面相抵。
作为本发明的进一步改进，所述皮带轮表面从左到右依次为第一外圆和第二外圆，其中第一外圆为光滑圆柱面，圆弧形槽设于光滑圆柱面上，第一圆弧形凸台嵌入圆弧形槽内，实现防尘盖与皮带轮的固定连接；第二外圆设有与皮带相适配的若干条V形槽。
作为本发明的进一步改进，所述套筒为套类零件，套筒内孔从左到右依次为第一台阶孔、第二台阶孔、第三台阶孔，所述第一台阶孔为六角形面或多齿渐开线花键孔，第二台阶孔为螺纹孔，用于与发电机连接，第三台阶孔为光滑圆柱面。
作为本发明的进一步改进，所述保持架包括第一圆盘体、第二圆盘体及用于将所述第一圆盘体、第二圆盘体相连接的连接横梁。
作为本发明的进一步改进，所述外圈轴向一端设置第一挡边，另一端设置第二挡边；所述第一挡边、第二挡边用于限制保持架的轴向位移。
本发明的技术效果在于：本发明结构设计合理、构思巧妙，本发明中的弯片式支撑弹簧通过紧固镶嵌在保持架的连接横梁上进行了轴向及径向约束，装配位置精度高，当皮带轮与套筒各自高速旋转（皮带轮从高速降为低速阶段）时，弯片式支撑弹簧与外圈始终保持一定的间隙，不易位移摩擦发热、卡死，且弯片式弹簧即使变形较大，弯曲应力也不高，不容易折断，提高了单向皮带轮的寿命并改小了噪音。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为图1中的A-A剖视图。
图3为支撑弹簧俯视图。
图4为支撑弹簧主视图。
图5为支撑弹簧另一种实施形状图。
图6为保持架主视图。
图7为保持架右侧视图。
图8为内圈主视图。
图9为单向离合组件外圈收口式剖视图。
图10为单向离合组件外圈镶嵌式剖视图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的说明。
图1中，包括防尘盖1、第一圆弧形凸台101、第一定位轴承2、皮带轮3、第二内孔301、内凸台302、第二定位轴承4、套筒5、单向离合组件6、内圈7、工作面近端701、工作面远端702、圆弧形槽703、外圈8、第一挡边801、第二挡边802、滚柱9、上棱线901、下棱线902、支撑弹簧10、第一侧面1001、弧形底面1002、第二侧面1003、第一支撑自由端1004、第二支撑自由端1005、第一端面1006、第二端面1007、保持架11、第二圆弧形凸台110、第三侧面111、外圆圆弧112、第四侧面113、第一外圆台阶端面115、第二外圆台阶端面116、第一圆盘体117、第二圆盘体118、连接横梁119等。
如图1所示，本发明是一种滚柱摩擦式单向皮带轮，包括皮带轮3、套筒5，皮带轮3套设于套筒5外圈，且皮带轮3与套筒5两者同轴设置，所述皮带轮3的内孔沿轴向依次设置第一定位轴承2、第二定位轴承4，所述第一定位轴承2、第二定位轴承4之间设置单向离合组件6，所述单向离合组件6包括内圈7、外圈8、滚柱9、支撑弹簧10及保持架11，所述内圈7紧套在套筒5外圆，内圈7表面均布设置若干个凹槽，相邻两个凹槽之间通过圆弧形槽703相连接，每个所述凹槽均有一个弧形工作面，弧形工作面对应的圆心位于偏离于内圈7中心处，所述弧形工作面一端为工作面近端701，另一端为工作面远端702，所述工作面近端701与内圈7中心之间的距离小于工作面远端702与内圈7中心之间的距离；外圈8外圆撑紧于第二内孔301内壁；保持架11固定于内圈7上，保持架11包括紧贴于外圈8内孔的第一圆盘体117、第二圆盘体118及呈圆周状均布于第一圆盘体117、第二圆盘体118之间的连接横梁119，所述连接横梁119下端伸入相应的圆弧形槽703中，每个所述连接横梁119上均固定连接一个支撑弹簧10；相邻两个支撑弹簧10之间分别设置一个滚柱9。
如图3~5所示，支撑弹簧10包括支撑部分和截面弯曲成U型状的固定连接部分，所述固定连接部分夹紧于连接横梁119上，固定连接部分的弧形底面1002与连接横梁119的外圆圆弧112相抵，固定连接部分的第一侧面1001与连接横梁119的第三侧面111相抵，固定连接部分的第二侧面1003与连接横梁119的第四侧面113相抵；所述第一侧面1001与弧形底面1002之间呈锐角；固定连接部分沿长度方向的第一端面1006、第二端面1007分别与连接横梁119的第一外圆台阶端面115、第二外圆台阶端面16相抵；所述支撑部分包括两片弯片弹簧，两片弯片弹簧的两端分别为第一支撑自由端1004、第二支撑自由端1005，所述第一支撑自由端1004、第二支撑自由端1005分别与滚柱9的上棱线901、下棱线902相抵。连接横梁119的底面形成第二圆弧形凸台110，第二圆弧形凸台110伸入圆弧形槽703中，相邻两个连接横梁119之间形成空腔114，滚柱9置于空腔114中。
如图3、5所示，本发明中支撑弹簧10的支撑部的两片弹簧结构有两种形式，一种如图3所示，为圆弧形的，另一种如图5所示，支撑片弹簧圆弧形端部向远离圆心一端弯折、
如图1所示，皮带轮3端部外圆固定连接防尘盖1，所述防尘盖1的内孔设有第一圆弧形凸台101，第一圆弧形凸台101与皮带轮3外圆的圆弧形槽相配合。
第一定位轴承2为滚动轴承，第一定位轴承2的外圆过盈套接于皮带轮3的第二内孔301内，第一定位轴承2的外圈右端面与外圈8左端面相抵，第一定位轴承2的外圈左端面挤压皮带轮铆扣，第一定位轴承2的内圈套接于套筒5外圆，第一定位轴承2左端面与套筒5外圆凸台右端相抵，第一定位轴承2内圈右端与内圈7左端面相抵；所述第二定位轴承4为滚动轴承，第二定位轴承4的外圈过盈套接于皮带轮3的第二内孔301内，第二定位轴承4左端面与外圈8右端面相抵，第二定位轴承4右端面与皮带轮3的内凸台302相抵，第二定位轴承4的内圈套接于套筒5外圆，第二定位轴承4左端面与内圈7右端面相抵。
皮带轮3表面从左到右依次为第一外圆和第二外圆，其中第一外圆为光滑圆柱面，圆弧形槽设于光滑圆柱面上，第一圆弧形凸台101嵌入圆弧形槽内，实现防尘盖1与皮带轮3的固定连接；第二外圆设有与皮带相适配的若干条V形槽。
套筒5为套类零件，套筒5内孔从左到右依次为第一台阶孔、第二台阶孔、第三台阶孔，所述第一台阶孔为六角形面或多齿渐开线花键孔，第二台阶孔为螺纹孔，用于与发电机连接，第三台阶孔为光滑圆柱面。
保持架11包括第一圆盘体117、第二圆盘体118及用于将所述第一圆盘体117、第二圆盘体118相连接的连接横梁119。
外圈8轴向一端设置第一挡边801，另一端设置第二挡边802；所述第一挡边801、第二挡边802用于限制保持架11的轴向位移。
如图9、10所示，本发明中的第一挡边801与第二挡边802的设置方式有两种，一种如图9所示，由外圈8轴向两端分别弯折后形成，为整体收口式的；另一种如图10所示，为镶嵌式，第一挡边801、第二挡边802与外圈8为不同部件紧固连接。
本发明的工作过程如下：本发明结构的单向离合组件6中的支撑弹簧10紧固镶嵌在保持架11的连接横梁119上，进行了轴向及径向约束，装配位置精度高。当皮带轮3与套筒5个字高速旋转（皮带轮3从高速降为低速阶段）时，弯片式支撑弹簧10与外圈8始终保持一定的间隙，不易位移摩擦发热、卡死，且弯片式支撑弹簧10即使变形较大，弯曲应力也不高，不容易折断，提高了单向皮带轮的寿命并改小了噪音。

Claims (8)

1.一种滚柱摩擦式单向皮带轮，包括皮带轮（3）、套筒（5），皮带轮（3）套设于套筒（5）外圈，且皮带轮（3）与套筒（5）两者同轴设置，所述皮带轮（3）的内孔沿轴向依次设置第一定位轴承（2）、第二定位轴承（4），其特征在于：所述第一定位轴承（2）、第二定位轴承（4）之间设置单向离合组件（6），所述单向离合组件（6）包括内圈（7）、外圈（8）、滚柱（9）、支撑弹簧（10）及保持架（11），所述内圈（7）紧套在套筒（5）外圆，内圈（7）表面均布设置若干个凹槽，相邻两个凹槽之间通过圆弧形槽（703）相连接，每个所述凹槽均有一个弧形工作面，弧形工作面对应的圆心位于偏离于内圈（7）中心处，所述弧形工作面一端为工作面近端（701），另一端为工作面远端（702），所述工作面近端（701）与内圈（7）中心之间的距离小于工作面远端（702）与内圈（7）中心之间的距离；外圈（8）外圆撑紧于第二内孔（301）内壁；保持架（11）固定于内圈（7）上，保持架（11）包括紧贴于外圈（8）内孔的第一圆盘体（117）、第二圆盘体（118）及呈圆周状均布于第一圆盘体（117）、第二圆盘体（118）之间的连接横梁（119），所述连接横梁（119）下端伸入相应的圆弧形槽（703）中，每个所述连接横梁（119）上均固定连接一个支撑弹簧（10）；相邻两个支撑弹簧（10）之间分别设置一个滚柱（9）。
2.如权利要求1所述的滚柱摩擦式单向皮带轮，其特征在于：所述支撑弹簧（10）包括支撑部分和截面弯曲成U型状的固定连接部分，所述固定连接部分夹紧于连接横梁（119）上，固定连接部分的弧形底面（1002）与连接横梁（119）的外圆圆弧（112）相抵，固定连接部分的第一侧面（1001）与连接横梁（119）的第三侧面（111）相抵，固定连接部分的第二侧面（1003）与连接横梁（119）的第四侧面（113）相抵；所述第一侧面（1001）与弧形底面（1002）之间呈锐角；固定连接部分沿长度方向的第一端面（1006）、第二端面（1007）分别与连接横梁（119）的第一外圆台阶端面（115）、第二外圆台阶端面（16）相抵；所述支撑部分包括两片弯片弹簧，两片弯片弹簧的两端分别为第一支撑自由端（1004）、第二支撑自由端（1005），所述第一支撑自由端（1004）、第二支撑自由端（1005）分别与滚柱（9）的上棱线（901）、下棱线（902）相抵。
3.如权利要求1所述的滚柱摩擦式单向皮带轮，其特征在于：所述皮带轮（3）端部外圆固定连接防尘盖（1），所述防尘盖（1）的内孔设有第一第一圆弧形凸台（101），第一圆弧形凸台（101）与皮带轮（3）外圆的圆弧形槽相配合。
4.如权利要求1所述的滚柱摩擦式单向皮带轮，其特征在于：所述第一定位轴承（2）为滚动轴承，第一定位轴承（2）的外圆过盈套接于皮带轮（3）的第二内孔（301）内，第一定位轴承（2）的外圈右端面与外圈（8）左端面相抵，第一定位轴承（2）的外圈左端面挤压皮带轮铆扣，第一定位轴承（2）的内圈套接于套筒（5）外圆，第一定位轴承（2）左端面与套筒（5）外圆凸台右端相抵，第一定位轴承（2）内圈右端与内圈（7）左端面相抵；所述第二定位轴承（4）为滚动轴承，第二定位轴承（4）的外圈过盈套接于皮带轮（3）的第二内孔（301）内，第二定位轴承（4）左端面与外圈（8）右端面相抵，第二定位轴承（4）右端面与皮带轮（3）的内凸台（302）相抵，第二定位轴承（4）的内圈套接于套筒（5）外圆，第二定位轴承（4）左端面与内圈（7）右端面相抵。
5.如权利要求3所述的滚柱摩擦式单向皮带轮，其特征在于：所述皮带轮（3）表面从左到右依次为第一外圆和第二外圆，其中第一外圆为光滑圆柱面，圆弧形槽设于光滑圆柱面上，第一圆弧形凸台（101）嵌入圆弧形槽内，实现防尘盖（1）与皮带轮（3）的固定连接；第二外圆设有与皮带相适配的若干条V形槽。
6.如权利要求1所述的滚柱摩擦式单向皮带轮，其特征在于：所述套筒（5）为套类零件，套筒（5）内孔从左到右依次为第一台阶孔、第二台阶孔、第三台阶孔，所述第一台阶孔为六角形面或多齿渐开线花键孔，第二台阶孔为螺纹孔，用于与发电机连接，第三台阶孔为光滑圆柱面。
7.如权利要求1所述的滚柱摩擦式单向皮带轮，其特征在于：所述保持架（11）包括第一圆盘体（117）、第二圆盘体（118）及用于将所述第一圆盘体（117）、第二圆盘体（118）相连接的连接横梁（119）。
8.如权利要求1所述的滚柱摩擦式单向皮带轮，其特征在于：所述外圈（8）轴向一端设置第一挡边（801），另一端设置第二挡边（802）；所述第一挡边（801）、第二挡边（802）用于限制保持架（11）的轴向位移。
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