CN107654534A - 一种用于航空电动机构的嵌入式离合器 - Google Patents
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Abstract
本发明属于离合器结构设计技术，涉及一种用于航空电动机构的可实现过载保护的嵌入式离合器。其特征在于：它包括传动轴(1)、左端盖(2)、外齿圈(3)、蝶形弹簧(4)、滑块(5)和螺钉(6)。本发明提出了一种用于航空电动机构的嵌入式离合器，大大简化了结构、缩小了体积、减轻了重量，满足了航空电动机构的要求。
Description
技术领域
本发明属于离合器结构设计技术，涉及一种用于航空电动机构的可实现过载保护的嵌入式离合器。
背景技术
目前，为满足工程需要，绝大多数电动机构需要附带过载保护装置(离合器)，以实现电动机构快速、准确的卸载。现阶段电动机构中采用的过载保护器绝大部分都是机械摩擦片式离合器，结构复杂，体积和重量大，不能满足航空电动机构体积小、重量轻的要求。
发明内容
本发明的目的是：提出一种用于航空电动机构的嵌入式离合器，以便简化结构、缩小体积、减轻重量，满足航空电动机构的要求。
本发明的技术方案是：一种用于航空电动机构的嵌入式离合器，其特征在于：它包括传动轴1、左端盖2、外齿圈3、碟形弹簧4、滑块5和螺钉6；
传动轴1的主体是一个空心轴1a，空心轴1a中部的外表面具有台阶轴的外形，从左到右依次有第1环形凸台1b、第2环形凸台1c和第3环形凸台1d，第1环形凸台1b的外径小于第2环形凸台1c的外径，第2环形凸台1c的外径小于第3环形凸台1d的外径，第1环形凸台1b的右侧面和第2环形凸台1c的左侧面共面，第2环形凸台1c的右侧面和第3环形凸台1d的左侧面共面，第2环形凸台1c的外圆柱面为与内齿圈内圆柱面的安装配合面，在第2环形凸台1c的外圆柱面上沿圆周均布着一圈矩形凹槽1g，矩形凹槽的轴向长度和第2环形凸台1c的轴向长度相等，所述矩形凹槽1g的数量为不小于4并且不大于12的偶数，在矩形凹槽1g的槽底中心有台阶孔，该台阶孔的外孔1e的直径大于内孔1f的直径，内孔1f和空心轴1a的中心孔贯通；
所述的左端盖2是一个圆环，左端盖2套在第1环形凸台1b的外圆柱面上并保持间隙配合，左端盖2的厚度不大于第1环形凸台1b的轴向长度，左端盖2的外径和第3环形凸台1d的外径相等；在左端盖2上有沿圆周均布的至少3个螺钉过孔，在第2环形凸台1c的左侧面上有螺纹孔，该螺纹孔的数量和上述螺钉过孔的数量相等并且位置对应，通过螺钉6将左端盖2固定在第2环形凸台1c的左侧面上；
所述的外齿圈3是一个带有外齿的齿环，外齿圈3套在第2环形凸台1c的外圆柱面上并保持间隙配合，外齿圈3的内圆柱面为与传动轴第2环形凸台1c的外圆柱面的安装配合面，在外齿圈3的内圆柱面上有沿圆周均布的等腰三角形的外齿圈凹槽，外齿圈凹槽两个斜面的夹角为100°～120°，外齿圈凹槽的数量和矩形凹槽1g的数量相等；
所述的滑块5由滑块销轴5a和滑块头部5b连接组成，滑块头部5b具有六面体的轮廓，滑块销轴5a的上端和滑块头部5b下表面的中心连接为整体，在滑块头部5b的上表面上有一个三角形凸起5c，三角形凸起5c的形状和尺寸和外齿圈凹槽相适应，滑块销轴5a插入内孔1f内并保持间隙配合，滑块头部5b位于矩形凹槽1g内，滑块头部5b的宽度W小于矩形凹槽1g的宽度，滑块头部5b的轴向长度略小于第2环形凸台1c的轴向长度；碟形弹簧4位于外孔1e内，套在滑块销轴5a外面，碟形弹簧4的上端顶住滑块头部5b的下表面，碟形弹簧4的下端顶住外孔1e和内孔1f之间的台阶端面；
在离合器结合状态下，滑块头部5b的三角形凸起5c进入外齿圈凹槽内，通过离合器的内摩擦面和外摩擦面之间的摩擦力实现传动轴1和外齿圈3之间的扭矩传递；当传动轴1和外齿圈3之间的扭矩增大到分离阈值时，外齿圈凹槽的斜面迫使滑块头部5b下移，三角形凸起5c脱离外齿圈凹槽，传动轴1和外齿圈3形成打滑状态。
本发明的优点是：提出了一种用于航空电动机构的嵌入式离合器，大大简化了结构、缩小了体积、减轻了重量，满足了航空电动机构的要求。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图2是图1的左视图，图中剥离了左端盖2的上部，以便显示滑块5。
图3是图2中滑块5局部的剖视放大图。
图4是传动轴1的结构示意图。
图5是滑块5的结构示意图。
具体实施方式
下面对本发明做进一步详细说明。参见图1至图5，一种用于航空电动机构的嵌入式离合器，其特征在于：它包括传动轴1、左端盖2、外齿圈3、碟形弹簧4、滑块5和螺钉6；
传动轴1的主体是一个空心轴1a，空心轴1a中部的外表面具有台阶轴的外形，从左到右依次有第1环形凸台1b、第2环形凸台1c和第3环形凸台1d，第1环形凸台1b的外径小于第2环形凸台1c的外径，第2环形凸台1c的外径小于第3环形凸台1d的外径，第1环形凸台1b的右侧面和第2环形凸台1c的左侧面共面，第2环形凸台1c的右侧面和第3环形凸台1d的左侧面共面，第2环形凸台1c的外圆柱面为与内齿圈内圆柱面的安装配合面，在第2环形凸台1c的外圆柱面上沿圆周均布着一圈矩形凹槽1g，矩形凹槽的轴向长度和第2环形凸台1c的轴向长度相等，所述矩形凹槽1g的数量为不小于4并且不大于12的偶数，在矩形凹槽1g的槽底中心有台阶孔，该台阶孔的外孔1e的直径大于内孔1f的直径，内孔1f和空心轴1a的中心孔贯通；
所述的左端盖2是一个圆环，左端盖2套在第1环形凸台1b的外圆柱面上并保持间隙配合，左端盖2的厚度不大于第1环形凸台1b的轴向长度，左端盖2的外径和第3环形凸台1d的外径相等；在左端盖2上有沿圆周均布的至少3个螺钉过孔，在第2环形凸台1c的左侧面上有螺纹孔，该螺纹孔的数量和上述螺钉过孔的数量相等并且位置对应，通过螺钉6将左端盖2固定在第2环形凸台1c的左侧面上；
所述的外齿圈3是一个带有外齿的齿环，外齿圈3套在第2环形凸台1c的外圆柱面上并保持间隙配合，外齿圈3的内圆柱面为与传动轴第2环形凸台1c的外圆柱面的配合面，在外齿圈3的内圆柱面上有沿圆周均布的等腰三角形的外齿圈凹槽，外齿圈凹槽两个斜面的夹角为100°～120°，外齿圈凹槽的数量和矩形凹槽1g的数量相等；
所述的滑块5由滑块销轴5a和滑块头部5b连接组成，滑块头部5b具有六面体的轮廓，滑块销轴5a的上端和滑块头部5b下表面的中心连接为整体，在滑块头部5b的上表面上有一个三角形凸起5c，三角形凸起5c的形状和尺寸和外齿圈凹槽相适应，滑块销轴5a插入内孔1f内并保持间隙配合，滑块头部5b位于矩形凹槽1g内，滑块头部5b的宽度W小于矩形凹槽1g的宽度，滑块头部5b的轴向长度略小于第2环形凸台1c的轴向长度；碟形弹簧4位于外孔1e内，套在滑块销轴5a外面，碟形弹簧4的上端顶住滑块头部5b的下表面，碟形弹簧4的下端顶住外孔1e和内孔1f之间的台阶端面；
在离合器结合状态下，滑块头部5b的三角形凸起5c进入外齿圈凹槽内，通过离合器的内摩擦面和外摩擦面之间的摩擦力实现传动轴1和外齿圈3之间的扭矩传递；当传动轴1和外齿圈3之间的扭矩增大到分离阈值时，外齿圈凹槽的斜面迫使滑块头部5b下移，三角形凸起5c脱离外齿圈凹槽，传动轴1和外齿圈3形成打滑状态。
本发明的工作原理是：1)结合状态：当传动轴上传递扭矩产生的径向力小于碟形弹簧的弹力时，滑块头部5b的三角形凸起5c与外齿圈内圆柱面三角形凹槽紧密贴合，依靠其贴合面的摩擦力来传递扭矩；2)分离状态：当传动轴上传递扭矩产生的径向力大于碟形弹簧的弹力时，外齿圈内圆柱面凹槽的斜面迫使滑块头部5b下移，三角形凸起5c脱离外齿圈凹槽，传动轴1和外齿圈3发生相对滑动，形成打滑状态。
传动轴上传递的扭矩由10个滑块来分担的，传动轴上第2环形凸台1c的外径已知，由此可计算出作用在每个滑块上的圆周力，进一步根据三角形凸台斜面的夹角计算出作用在每个滑块上的径向力。根据碟形弹簧理论计算公式可确定出碟形弹簧的数量以及弹性系数。
实施例，预定的分离阈值为29N·m，所述矩形凹槽1g的数量为10，外齿圈凹槽两个斜面的夹角为120°，碟形弹簧4的弹性系数为0.58，数量为160。说明实施例的效果，(与我厂某型电动机构的机械摩擦片式离合器相比：嵌入式离合器体积φ52×12，摩擦片式离合器体积φ65×45，两者体积比为1:4.69；嵌入式离合器重量0.3kg，摩擦片式离合器重量1.2kg，两者重量比为1:4；嵌入式离合器零件数量为6种，摩擦片式离合器零件数量多达20种。因此，本发明涉及的离合器的优点是显而易见的，为航空电动机构的轻量化创造了有利的条件。)
Claims (1)
1.一种用于航空电动机构的嵌入式离合器，其特征在于：它包括传动轴(1)、左端盖(2)、外齿圈(3)、碟形弹簧(4)、滑块(5)和螺钉(6)；
传动轴(1)的主体是一个空心轴(1a)，空心轴(1a)中部的外表面具有台阶轴的外形，从左到右依次有第1环形凸台(1b)、第2环形凸台(1c)和第3环形凸台(1d)，第1环形凸台(1b)的外径小于第2环形凸台(1c)的外径，第2环形凸台(1c)的外径小于第3环形凸台(1d)的外径，第1环形凸台(1b)的右侧面和第2环形凸台(1c)的左侧面共面，第2环形凸台(1c)的右侧面和第3环形凸台(1d)的左侧面共面，第2环形凸台(1c)的外圆柱面为与内齿圈内圆柱面的安装配合面，在第2环形凸台(1c)的外圆柱面上沿圆周均布着一圈矩形凹槽(1g)，矩形凹槽的轴向长度和第2环形凸台(1c)的轴向长度相等，所述矩形凹槽(1g)的数量为不小于4并且不大于12的偶数，在矩形凹槽(1g)的槽底中心有台阶孔，该台阶孔的外孔(1e)的直径大于内孔(1f)的直径，内孔(1f)和空心轴(1a)的中心孔贯通；
所述的左端盖(2)是一个圆环，左端盖(2)套在第1环形凸台(1b)的外圆柱面上并保持间隙配合，左端盖(2)的厚度不大于第1环形凸台(1b)的轴向长度，左端盖(2)的外径和第3环形凸台(1d)的外径相等；在左端盖(2)上有沿圆周均布的至少3个螺钉过孔，在第2环形凸台(1c)的左侧面上有螺纹孔，该螺纹孔的数量和上述螺钉过孔的数量相等并且位置对应，通过螺钉(6)将左端盖(2)固定在第2环形凸台(1c)的左侧面上；
所述的外齿圈(3)是一个带有外齿的齿环，外齿圈(3)套在第2环形凸台(1c)的外圆柱面上并保持间隙配合，外齿圈(3)的内圆柱面为与传动轴第2环形凸台1c的外圆柱面的安装配合面，在外齿圈(3)的内圆柱面上有沿圆周均布的等腰三角形的外齿圈凹槽，外齿圈凹槽两个斜面的夹角为100°～120°，外齿圈凹槽的数量和矩形凹槽(1g)的数量相等；
所述的滑块(5)由滑块销轴(5a)和滑块头部(5b)连接组成，滑块头部(5b)具有六面体的轮廓，滑块销轴(5a)的上端和滑块头部(5b)下表面的中心连接为整体，在滑块头部(5b)的上表面上有一个三角形凸起(5c)，三角形凸起(5c)的形状和尺寸和外齿圈凹槽相适应，滑块销轴(5a)插入内孔(1f)内并保持间隙配合，滑块头部(5b)位于矩形凹槽(1g)内，滑块头部(5b)的宽度W小于矩形凹槽(1g)的宽度，滑块头部(5b)的轴向长度略小于第2环形凸台(1c)的轴向长度；碟形弹簧(4)位于外孔(1e)内，套在滑块销轴(5a)外面，碟形弹簧(4)的上端顶住滑块头部(5b)的下表面，碟形弹簧(4)的下端顶住外孔(1e)和内孔(1f)之间的台阶端面；
在离合器结合状态下，滑块头部(5b)的三角形凸起(5c)进入外齿圈凹槽内，通过离合器的内摩擦面和外摩擦面之间的摩擦力实现传动轴(1)和外齿圈(3)之间的扭矩传递；当传动轴(1)和外齿圈(3)之间的扭矩增大到分离阈值时，外齿圈凹槽的斜面迫使滑块头部(5b)下移，三角形凸起(5c)脱离外齿圈凹槽，传动轴(1)和外齿圈(3)形成打滑状态。
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