CN107022876A - 一种洗衣机减速离合器制动轮及加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种洗衣机减速离合器制动轮，具有壳体，壳体一端为敞开口，另一端与一中空的脱水轴固定连接，壳体敞开口一端的内壁上设有一圈内花键，内花键由敞开口一端沿壳体轴向向内延伸，且内花键距敞开口端面一定距离设置，壳体敞开口的内侧还设有一圈内端面，内端面与壳体轴线相垂直。本发明还涉及一种洗衣机减速离合器制动轮内花键的加工方法，包括：先将壳体进行磷化、皂化处理；然后将壳体装配在液压机的冷挤压模具上，通过冷挤压的方式加工出内花键，之后将壳体进行热处理。本发明采用冷挤压工艺加工所述内花键，材料利用率高，劳动生产率高，可以节省原材料，保证尺寸精度，提高零件的使用寿命。

Description

一种洗衣机减速离合器制动轮及加工方法

技术领域

本发明涉及离合器领域，具体涉及一种洗衣机减速离合器制动轮及加工方法。

背景技术

制动轮是洗衣机减速离合器的重要组成部份，其内部装有行星轮系，制动轮与制动轮盖紧固连接，制动轮盖与行星轮系上的内齿圈通过销柱定位连接，为提高配合的对中性，更好地传递扭矩，也有通过花键连接，通过在制动轮内孔加工内花键，然后与行星轮系上内齿圈外圆上的花键配合连接。由于内花键形状较复杂，而传统的加工工艺由于涉及到机床、刀具、工装、测量、生产效率和成本等诸多问题，因此工艺复杂，效率较低。

发明内容

本发明的目的是提供一种生产成本低，尺寸精度高，力学性能好的洗衣机减速离合器制动轮。

本发明的另一目的是提供一种洗衣机减速离合器制动轮的内花键加工方法。

为了实现第一发明目的，本发明采用如下技术方案：

一种洗衣机减速离合器制动轮，包括，一具有圆柱形内腔的壳体，壳体一端为敞开口用于安装齿轮系，另一端沿径向收缩形成漏斗状，并与一中空的脱水轴固定连接，所述壳体敞开口一端的内壁上设有一圈内花键，所述内花键由敞开口一端沿壳体轴向向内延伸，所述齿轮系具有一与所述内花键配合的外花键，内花键的长度略大于与之配合的外花键的长度，所述壳体内壁沿内花键靠近敞开口的端部设有一圈内端面，所述内端面为圆环形，圆环形内侧与壳体内周壁一体成型，外侧为内花键的凹凸端部，制动轮盖设置在内端面上，所述壳体敞开口部分向壳体中心翻折以固定制动轮盖。

进一步，制动轮盖的内侧面在每个圆周上均为平面，优选制动轮盖的内侧面上具有两个高度不同的平面，靠近端部的第一平面通过向壳体内凸的台阶与第二平面相连，第一平面与内端面接触配合，所述第一平面与第二平面的高度差小于内花键与外花键的长度之差。

进一步，所述内花键具有多个凹槽部和与之连接的多个花键齿，所述花键齿靠近敞开口的一端具有一内花键花键齿端部向花键齿顶面倾斜形成的引导面，所述内端面圆环形外侧的内花键的凹凸端中，凸端的高度小于花键齿的高度。

进一步，所述壳体远离敞开口的内腔周壁上与凹槽部对应设置有凸出部，所述凸出部与凹槽部的端部相连接，且凸出部的高度不低于花键齿的齿顶高度；所述花键齿的齿顶两侧向上隆起，形成两侧高，中间低的内凹形齿顶面，齿顶面两侧形成的隆起由花键齿靠近敞开口一端沿齿顶面边缘向内延伸至与凸出部相连接。

进一步，所述隆起为脊状凸起，相邻两花键齿上靠近同一凹槽部的两脊状凸起与凸出部连接形成一U型结构，所述的凸出部为U型结构的底部，呈月牙形或半圆形；或者所述花键齿的齿顶两侧向上隆起为平台状凸起，所述平台状凸起的顶面为一平面，花键齿齿顶面上两个平台状凸起之间具有一内凹形，平台状凸起的顶面宽大于等于内凹形的宽度。

进一步，所述内花键的长度不超出外花键长度的百分之二十，所述凹槽部远离敞开口的一端具有与壳体内腔周壁连接的定位面，所述定位面到内端面的最小距离大于外花键的轴向长度。

进一步，所述内花键与内端面相连接，内端面具有外边缘和内边缘，所述外边缘与壳体内壁连接，且外边缘的直径大于内花键的齿根圆直径，所述内边缘与内花键的齿顶和齿根相连接，且内边缘的形状与内花键断面的齿形轮廓形状相同，在内端面与花键齿顶的连接处还设有一倒角。

为实现第二发明目的，本发明采用如下技术方案：

一种洗衣机减速离合器制动轮内花键的加工方法，包括以下步骤：

1)将壳体进行磷化、皂化处理；

2)将磷化、皂化处理好的壳体装配在液压机的冷挤压模具上，通过冷挤压的方式加工出所述内花键；

3)将冷挤压后的壳体进行热处理，使壳体的内腔形成热处理表面。

进一步，该加工方法还包括，在热处理之前或热处理之后对壳体敞开口的内壁进行车削加工，形成所述内端面。

进一步，所述冷挤压模具具有上模和下模，下模上具有外花键，所述冷挤压包括，将壳体套在下模上，由上模施压，使壳体与下模发生挤压，在壳体内腔形成所述内花键。

采用本发明所述的技术方案后，带来以下有益效果：

本发明采用冷挤压工艺加工内花键，材料利用率高，劳动生产率高，可以节省原材料，降低成本，而且冷挤压后金属流向一致性好，能提高零件的强度，同时，采用冷挤压加工内花键，能保证尺寸精度，提高零件的表面粗糙度。

附图说明

图1是本发明实施例一的所述洗衣机减速离合器制动轮的结构剖视图；

图2是本发明实施例一的所述洗衣机减速离合器制动轮的左视图；

图3是图1的I局部放大示意图；

图4是图2的II局部放大示意图；

图5是本发明洗衣机减速离合器制动轮与齿轮系的装配示意图；

图6是本发明实施例二的所述洗衣机减速离合器制动轮的结构剖视图；

图7是本发明实施例二的所述洗衣机减速离合器制动轮的左视图；

图8是图6的I局部放大示意图；

图9是图7的II局部放大示意图；

图10是本发明制动轮盖的结构剖视图；

图11是本发明的内花键加工流程图；

图12是本发明冷挤压模具的结构示意图；

图中各标号为：1-输入轴 2-齿轮系 3-齿圈 4-行星轮 5-壳体 6-内花键 7-定位面 8-引导面 9-两侧面 10-内端面 11-翻边 12-制动轮盖 13-脱水轴 14-行星轮固定架 15-下模 16-脱板 17-上模 18-压板 31-外花键 61-凹槽部 62-花键齿63-凹槽部的底面 64-齿顶面 65-脊状凸起 66-凸出部 67-内花键端面 68-平台状凸起 120-制动轮盖的内侧面 121-轴孔 122-第一平面 123-第二平面。

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详细的描述。

如图5所示，一种洗衣机减速离合器，包括，输入轴1、制动轮、脱水轴13、齿轮系2、制动轮盖12。所述制动轮具有圆柱形内腔的壳体5，其一端为敞开口用于安装齿轮系2，另一端沿径向收缩形成漏斗状，并与中空的脱水轴13固定连接，在壳体5的敞开口固定安装制动轮盖12，制动轮盖12具有与敞开口大小相配的外圆面和一贯穿制动轮盖12中心的轴孔121，制动轮盖12使齿轮系2限制于壳体5内腔，所述齿轮系2为行星齿轮系，具有齿圈3和与齿圈3啮合的行星轮4，行星轮4安装在行星轮固定架14上，行星轮固定架14可相对于齿圈3旋转，行星轮4的中心为输入轴1，输入轴1穿过轴孔121与行星轮4啮合。

实施例一

如图2和图3所示，所述壳体5敞开口一端的内壁上设有一圈内花键6，所述内花键6由敞开口一端沿壳体5轴向向内延伸，且内花键6距敞开口端面一定距离设置，该距离不小于制动轮盖12的壁厚，在齿圈3的外圆面上设有外花键与壳体5的内花键6配合，内花键6与齿轮系2的齿圈3上的外花键配合，使齿圈3与壳体5同轴转动，内花键6的长度略大于与之配合的外花键的长度。具体地，所述内花键6具有多个凹槽部61和与之连接的多个花键齿62，所述花键齿62靠近敞开口的一端具有一倾斜设置的引导面8，以使齿轮系2顺畅的滑入壳体5内。

所述壳体5内壁沿内花键6靠近敞开口的端部设有一圈内端面10，内端面10的最大边缘直径不小于内花键6齿根圆的直径，所述内端面10与壳体5轴线相垂直，所述制动轮盖12设置在内端面10上，内端面10起到定位制动轮盖12的作用。

具体地，所述壳体5内腔的内端面10与内花键6的端部之间具有一间距，该间距的大小为2-5mm，所述内端面10与壳体5内壁连接，其最小边缘的直径大于内花键6齿根圆直径；所述内花键6靠近敞开口的端部设置有内花键端面67，所述内花键端面67具有与内花键6齿形相对应的凹凸状边缘，内花键端面67一侧与壳体5内壁连接，另一侧与引导面8连接。

如图3和图4所示，所述制壳体5远离敞开口的内腔周壁上与凹槽部61对应设置有凸出部66，所述凸出部66与凹槽部61的端部相连接，且凸出部66的高度不低于花键齿62的齿顶高度。所述花键齿62的齿顶两侧向上隆起，形成两侧高，中间低的内凹形齿顶面64，齿顶面64两侧形成的隆起由花键齿62靠近敞开口一端沿齿顶面64边缘向内延伸至与凸出部66相连接。

所述凹槽部61具有：两侧面9、定位面7和凹槽部的底面63，两侧面9由敞开口一端沿轴向向内延伸，其延伸距离不小于齿圈3的外花键的长度，两侧面9与齿圈3的外花键配合以产生同轴旋转的作用力，所述凹槽部61的两侧面9之间的距离由凹槽部的底面63向壳体5轴心方向逐渐变大，使凹槽部61的断面形状为梯形。所述定位面7位于所述凹槽部61远离敞开口的一端，并连接两侧面9，定位面7与外花键的一端面配合，以实现对齿轮系2的轴向定位；具体地，所述凹槽部61的两侧面9与外花键之间允许有一微小的间隙，使齿圈3能够顺畅的安装入壳体5内，所述定位面7与外花键的一端面相接触，使齿圈3在装入壳体5时能够被定位面7轴向定位与支撑。

具体地，所述内花键6的长度不超出外花键长度的百分之二十，所述定位面7到内端面10的最小距离大于外花键的轴向长度。由于内花键6的长度比外花键长，因此齿圈3可以在壳体5内发生轴向移动，同时，该轴向移动的距离不易过大，以免造成内、外花键啮合面积过小，负载能力下降。

优选地，所述定位面7与凹槽部61的底部平滑连接，并与凹槽部的底面63呈一锐角，优选地，定位面7与凹槽部的底面63的夹角ɑ为45°；所述外花键与定位面7配合的端面为垂直于齿圈3轴线的直面，在安装时，所述外花键一端的直面与定位面7靠近内花键6底部的部分接触，以实现定位。

所述凸出部66与定位面7相连接，并沿着定位面7向内花键6后侧延伸，凸出部66的设置增加了定位面7的面积，并且使得内花键6在此处的强度提高，凸出部66由冷挤压工艺形成。所述隆起为脊状凸起65，相邻两花键齿62上靠近同一凹槽部61的两脊状凸起65与凸出部66连接形成一包围在凹槽部61边缘的U型结构，所述的凸出部66为U型结构的底部，呈月牙形或半圆形，所述脊状凸起65由冷挤压工艺形成。

优选地，所述引导面8与凹槽部的底面63的夹角c为15°，但本领域技术人员应当理解，该角度仅是本发明的一种实施方式，但并不局限于此，如也可为20°、30或其他角度不超过90°的任意角度。

优选地，为不削减壳体5的强度及保证齿轮系2装配的便利，将内花键6的齿深控制在0.8mm，同时为确保行齿轮系2和壳体5在圆周方面上的连接强度，内花键6的齿数设计为36个。

所述壳体5敞开口的边缘处减薄形成一可折的翻边11，所述翻边11的内壁面分别与敞开口端面和内端面10连接，翻边11在制动轮盖12装入壳体5后通过滚压处理后向壳体5中心方向弯折，并压紧包裹在制动轮盖12外侧，使制动轮盖12与壳体5形成固定连接。所述翻边11可以通过车削壳体5敞开口的外圆面形成，使其厚度小于壳体5的壁厚，以利于滚压处理。

如图10所示，所述制动轮盖的内侧面120在每个圆周上均为平面，优选制动轮盖的内侧面120上具有两个高度不同的平面，靠近端部的第一平面122通过向壳体5内凸的台阶与第二平面123相连，第一平面122与内端面10接触配合，所述第一平面122与第二平面123的高度差小于内花键6与外花键的长度之差。

实施例二

如图7和图9所示，本实施例与实施例一的区别在于：

本实施例的所述隆起为平台状凸起68，所述平台状凸起68的顶面为一平面，花键齿62齿顶面64上两个平台状凸起68之间具有一内凹形，平台状凸起68的顶面宽大于等于内凹形的宽度，相邻两花键齿62上靠近同一凹槽部61的两平台状凸起68与凸出部66连接形成一U型结构，所述的凸出部66为U型结构的底部，呈月牙形或半圆形，U型结构包围在凹槽部61边缘，由冷挤压工艺形成，优选地，所述平台状凸起68的宽度不小于齿顶面64宽度的三分之一。

如图2和图6所示，本实施例中所述内端面10作为内花键6靠近敞开口一侧的端面，内端面10直接与内花键6相连接，所述内端面10为圆环形，圆环形内侧与壳体5内周壁一体成型，外侧为内花键6的凹凸端部，由于内端面10将内花键6的齿顶和齿根相连接，故凹凸端部的形状与内花键6断面的齿形轮廓形状相同，制动轮盖12设置在内端面10上，所述壳体5敞开口部分向壳体5中心翻折以固定制动轮盖12。

所述花键齿62靠近敞开口的一端具有一内花键花键齿端部向花键齿顶面64倾斜形成的引导面8，所述内端面10圆环形外侧的内花键的凹凸端中，凸端的高度小于花键齿62的高度。

具体地，所述内端面10具有外边缘和内边缘，所述外边缘与壳体5内壁连接，且外边缘的直径大于内花键6的齿根圆直径，所述内边缘与内花键6的齿顶和齿根相连接，且内边缘的形状与内花键6断面的齿形轮廓形状相同，在内端面10与花键齿顶的连接处还设有一倒角，所述倒角形成引导面8。

如图11所示，本发明的一种洗衣机减速离合器制动轮内花键的加工方法，包括以下步骤：

1)将壳体5进行磷化、皂化处理，为冷挤压处理起到润滑作用；

2)将磷化、皂化处理好的壳体5装配在液压机的冷挤压模具上，通过冷挤压的方式加工出所述内花键6；

3)将冷挤压后的壳体5进行热处理，使壳体5的内腔形成热处理表面，提高壳体5的表面硬度；

4)将热处理后的壳体5敞开口的内壁进行车削加工，形成所述内端面10；

5)对壳体5敞开口的外圆面进行车削加工，形成所述翻边11。

结合图12所示，具体地，所述步骤2)的冷挤压的过程为：

所述冷挤压模具具有上模17和下模15，下模15的大外圆表面为齿形花键，下模15底部固定于压机下平板上，所述上模17固接于压机上板上，为方便零件脱模，所述冷挤压模具上还设有脱板16和压板18，所述脱板16套在下模15上置于压机托板平面上，所述压板18活动放置在上模17内。

加工时，调整好压机行程后，将壳体5套于下模15上，并通过下模15的中心芯轴与壳体5漏斗形一端的内孔配合以实现定位，上模17压下时，在壳体5受力下压，在固定行程后停止，于壳体5内腔挤压出内花键6的形状，其中，内花键6的脊状凸起65或平台状凸起68和凸出部66通过调节冷挤压工艺自动形成。

如有壳体5卡住下模15，则脱板16上升，托出壳体5，如壳体5卡住上模17，则压板18下压，顶出壳体5。

为不削减壳体5的强度及保证齿轮系装配的便利，将的深度控制在0.8mm，同时为确保齿轮系2和壳体5在圆周方向上的连接强度，的数量设计为36个。

另外，本发明的洗衣机减速离合器制动轮内凹槽的加工方法中的步骤3)与步骤4)或步骤5)的顺序可以互换，形成其他的具体实施方式，本领域技术人员应当理解，故在此不再过多描述。

以上所述仅为本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员而言，在不脱离本发明原理前提下，还可以做出多种变形和改进，这也应该视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种洗衣机减速离合器制动轮，包括，一具有圆柱形内腔的壳体，壳体一端为敞开口用于安装齿轮系，另一端沿径向收缩形成漏斗状，并与一中空的脱水轴固定连接，其特征在于：所述壳体敞开口一端的内壁上设有一圈内花键，所述内花键由敞开口一端沿壳体轴向向内延伸，所述齿轮系具有一与所述内花键配合的外花键，内花键的长度略大于与之配合的外花键的长度，所述壳体内壁沿内花键靠近敞开口的端部设有一圈内端面，所述内端面为圆环形，圆环形内侧与壳体内周壁一体成型，外侧为内花键的凹凸端部，制动轮盖设置在内端面上，所述壳体敞开口部分向壳体中心翻折以固定制动轮盖。

2.根据权利要求1所述的一种洗衣机减速离合器制动轮，其特征在于：制动轮盖的内侧面在每个圆周上均为平面，优选制动轮盖的内侧面上具有两个高度不同的平面，靠近端部的第一平面通过向壳体内凸的台阶与第二平面相连，第一平面与内端面接触配合，所述第一平面与第二平面的高度差小于内花键与外花键的长度之差。

3.根据权利要求1所述的一种洗衣机减速离合器制动轮，其特征在于：所述内花键具有多个凹槽部和与之连接的多个花键齿，所述花键齿靠近敞开口的一端具有一内花键花键齿端部向花键齿顶面倾斜形成的引导面，所述内端面圆环形外侧的内花键的凹凸端中，凸端的高度小于花键齿的高度。

4.根据权利要求3所述的一种洗衣机减速离合器制动轮，其特征在于：所述壳体远离敞开口的内腔周壁上与凹槽部对应设置有凸出部，所述凸出部与凹槽部的端部相连接，且凸出部的高度不低于花键齿的齿顶高度；所述花键齿的齿顶两侧向上隆起，形成两侧高，中间低的内凹形齿顶面，齿顶面两侧形成的隆起由花键齿靠近敞开口一端沿齿顶面边缘向内延伸至与凸出部相连接。

5.根据权利要求4所述的一种洗衣机减速离合器制动轮，其特征在于：所述隆起为脊状凸起，相邻两花键齿上靠近同一凹槽部的两脊状凸起与凸出部连接形成一U型结构，所述的凸出部为U型结构的底部，呈月牙形或半圆形；或者所述花键齿的齿顶两侧向上隆起为平台状凸起，所述平台状凸起的顶面为一平面，花键齿齿顶面上两个平台状凸起之间具有一内凹形，平台状凸起的顶面宽大于等于内凹形的宽度。

6.根据权利要求3所述的一种洗衣机减速离合器制动轮，其特征在于：所述内花键的长度不超出外花键长度的百分之二十，所述凹槽部远离敞开口的一端具有与壳体内腔周壁连接的定位面，所述定位面到内端面的最小距离大于外花键的轴向长度。

7.根据权利要求1所述的一种洗衣机减速离合器制动轮，其特征在于：所述内花键与内端面相连接，内端面具有外边缘和内边缘，所述外边缘与壳体内壁连接，且外边缘的直径大于内花键的齿根圆直径，所述内边缘与内花键的齿顶和齿根相连接，且内边缘的形状与内花键断面的齿形轮廓形状相同，在内端面与花键齿顶的连接处还设有一倒角。

8.一种如权利要求1-7任一项所述的洗衣机减速离合器制动轮的内花键加工方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)将壳体进行磷化、皂化处理；

2)将磷化、皂化处理好的壳体装配在液压机的冷挤压模具上，通过冷挤压的方式加工出所述内花键；

3)将冷挤压后的壳体进行热处理，使壳体的内腔形成热处理表面。

9.根据权利要求7所述的加工方法，其特征在于：还包括，在热处理之前或热处理之后对壳体敞开口的内壁进行车削加工，形成所述内端面。

10.根据权利要求7所述的加工方法，其特征在于：所述冷挤压模具具有上模和下模，下模上具有外花键，所述冷挤压包括，将壳体套在下模上，由上模施压，使壳体与下模发生挤压，在壳体内腔形成所述内花键。