CN108087450A - 一种滚柱式单向耦合的减震皮带轮 - Google Patents

Abstract

本发明涉及汽车发电机用的单向耦合减震皮带轮技术领域，具体涉及一种滚柱式单向耦合的减震皮带轮，包括皮带轮毂和设置于皮带轮毂内部的单向耦合机构，单向耦合机构内设有减震机构，单向耦合机构包括螺纹芯轴和套设于螺纹芯轴上的外曲面套管，所述外曲面套管的内壁上设有第一卡接部，螺纹芯轴的外壁上设有第二卡接部，第二卡接部和第一卡接部之间形成一耦合腔，耦合腔内设有减震弹簧，减震弹簧套设于螺纹芯轴上，减震弹簧的一端与所述第一卡接部相接，另一端与所述第二卡接部相接。有益效果是：耦合腔内设有减震弹簧，螺纹芯轴和外曲面套管通过减震弹簧进行直接耦合，可采用大号的轴承增加径向载荷，有效减少皮带轮的震动的同时，节约了成本。

Description

一种滚柱式单向耦合的减震皮带轮

技术领域

本发明涉及汽车发电机用的单向耦合减震皮带轮技术领域，具体涉及一种滚柱式单向耦合的减震皮带轮。

背景技术

汽车发电机单向离合皮带轮己经被世界上的一些高档汽车广泛应用。当发电机经由皮带、皮带轮单元等汽车发动机的曲轴驱动时，由于进气冲程、压缩冲程、燃烧和膨胀冲程及排气冲程的循环，在皮带轮、转轴和皮带轮上可能产生过大的旋转转矩（扭矩）和张力。在曲轴的旋转瞬时下降的趋势下，发电机转轴具有很大的惯性量，皮带在转矩产生的方向上受拉且产生张力变化，这可能致使皮带过载而降低皮带的使用寿命。

在现有技术中，如申请号为201110262126.2的中国发明专利公开了一种耦合调谐皮带轮，皮带轮同心地套装在芯轴上，左支撑轴承和右支撑轴承安装在皮带轮两端且其外国分别与皮带轮过盈配合、其内国与芯轴过盈配合，内扭矩弹簧套装在芯轴上，外扭矩弹簧套装在内扭矩弹簧上，保持架套装在芯轴上，保持架与皮带轮过盈配合或通过花键联接，保持架与芯轴间通过内外扭矩弹簧传递扭矩，芯轴上具有定位凸肩，内扭矩弹簧和外扭矩弹簧位于保持架与定位凸肩之间，保持架和定位凸肩的端面均有用于保持内扭矩弹簧和外扭矩弹簧的内扭矩弹簧保持结构和外扭矩弹簧保持结构，内扭矩弹簧和外扭矩弹簧旋向相反。该皮带轮虽然能降低起停一体机的振动，由于外扭矩弹簧反复将动力传递给皮带轮，存在容易损坏，使用寿命短等不足，从而影响整个相合调谐皮带轮的使用。

在现有技术中，皮带轮采用的轴承零件较多，组装麻烦，且成本较高，不易维护。

发明内容

本发明的目的是为了解决目前减震皮带轮减震效果差、成本高的问题，提供了一种滚柱式单向耦合的减震皮带轮。

为了达到上述发明目的，本发明采用以下技术方案：

一种滚柱式单向耦合的减震皮带轮，包括皮带轮毂和设置于皮带轮毂内部的单向耦合机构，单向耦合机构包括螺纹芯轴和套设于螺纹芯轴上的外曲面套管，外曲面套管的内壁上设有第一卡接部，螺纹芯轴的外壁上设有第二卡接部，第二卡接部和第一卡接部之间形成一耦合腔，耦合腔内设有减震弹簧，减震弹簧套于螺纹芯轴外，减震弹簧的一端与所述第一卡接部相接，另一端与所述第二卡接部相接。

优选的，所述外曲面套管设有至少两个限位齿，限位齿围绕所述外曲面套管的外壁间隔设置，限位齿之间设有滚柱和缓冲件，缓冲件一端与所述限位齿的侧壁连接，另一端与所述滚柱抵触，所述滚柱与所述皮带轮毂配合。

优选的，所述第一卡接部朝向第二卡接部的一侧设有台阶一，所述第二卡接部朝向第一卡接部的一侧设有台阶二，所述减震弹簧的一端与所述台阶一抵接，另一端与所述台阶二抵接。

优选的，所述台阶一和台阶二与减震弹簧的接触面分别为第一螺旋面和第二螺旋面，且第一螺旋面和第二螺旋面的螺旋方向相反。

优选的，所述外曲面套管外设有第一轴承，第一轴承的外圈与所述皮带轮毂的内壁压合，第一轴承的内圈与所述外曲面套管配合。

优选的，所述外曲面套管外还设有第二轴承，第二轴承位于所述第一轴承相对的一侧，所述第二轴承的外圈与所述皮带轮毂的内壁压合，第二轴承的内圈与所述外曲面套管配合。

优选的，所述螺纹芯轴外设有第三轴承，第三轴承设置于第一轴承的一侧，第三轴承的外圈与所述皮带轮毂的内壁压合，第三轴承的内圈与所述螺纹芯轴配合。

优选的，所述第三轴承与所述外曲面套管之间设有定位挡圈，定位挡圈与所述螺纹芯轴套接。

优选的，所述螺纹芯轴的一端设有轴用挡圈，轴用挡圈与所述第三轴承的内圈配合。

优选的，所述螺纹芯轴设有限位凸起，限位凸起与所述外曲面套管之间设有中间摩擦圈，中间摩擦圈与所述第二轴承的内圈间接配合并可以转动。

本发明与现有技术相比，有益效果是：通过第二卡接部和第一卡接部之间形成一耦合腔，耦合腔内设有减震弹簧，减震弹簧套设于螺纹芯轴上，螺纹芯轴和外曲面套管通过减震弹簧进行直接耦合，可采用大号的轴承增加径向载荷，减少皮带轮的震动的同时，节约了成本。另外，将缓冲件套入定位块中，定位块一端具有与滚柱直径相配的挡头，增加了受力面积，有利于滚柱在受力下顶触定位块时受力精准不出现偏差。

附图说明

图1为本发明的单向耦合的减震皮带轮结构示意图；

图2为本发明的单向耦合减震皮带轮结构侧视图；

图3为本发明的单向耦合机构示意图；

图4为本发明的单向耦合机构侧视图；

图5为本发明的弹簧减震结构示意图

图6为本发明的单向耦合弹簧减震机构示意图；

图7为本发明的螺纹芯轴的结构示意图；

图8为本发明的螺纹芯轴的结构侧视图；

图9为本发明的单向耦合的外曲面芯轮的结构示意图；

图10为本发明的单向耦合的外曲面芯轮的结构侧视图；

图11为本发明的减震弹簧的结构示意图；

图12为本发明的减震弹簧的结构侧视图；

图13为本发明的单向耦合用的缓冲件的结构示意图；

图14为本发明的单向耦合用的缓冲件的结构侧视图；

图15为本发明的单向耦合用的定位块结构示意图；

图16为本发明的单向耦合用的定位块结构侧视图；

图17为本发明的中间摩擦圈的结构示意图；

图18为本发明的中间摩擦圈的结构侧视图；

图19为本发明的轴承套的结构示意图；

图20为本发明的轴承套的结构侧视图；

图21为本发明的定位挡圈的结构示意图；

图22为本发明的定位挡圈的结构侧视图；

图23为本发明的第一轴承垫片的结构示意图；

图24为本发明的第一轴承垫片的结构侧视图；

图25为本发明的第一滚柱密封垫片的结构示意图；

图26为本发明的第一滚柱密封垫片的结构侧视图

图27为本发明的第二滚柱密封垫片的结构示意图；

图28为本发明的第二滚柱密封垫片的结构侧视图

图29为本发明的第二轴承垫片的结构示意图；

图30为本发明的第二轴承垫片的结构侧视图；

图31为本发明的轴用挡圈结构示意图；

图32为本发明的轴用挡圈结构侧视图；

图33为本发明的定位片的结构示意图；

图34为本发明的定位片的结构侧视图；

图35为本发明耦的合腔的结构示意图。

图中：1皮带轮毂，2单向耦合机构，3螺纹芯轴，3-1第二卡接部，3-2第二螺旋面，3-3台阶二，3-4第一分段，3-5凹形卡槽，3-6第二分段，3-7中心螺纹，3-8限位凸起，4外曲面套管，4-1第一卡接部，4-2第一螺旋面，4-3台阶一，4-4限位齿，4-5圆弧面部，4-6平面部，4-7左侧部，4-8右侧部，4-9偏心圆弧面，5耦合腔，6减震弹簧，6-1左端面，6-2左端头，6-3右端面，6-4右端头，7第一轴承，8第二轴承，9第三轴承，10定位挡圈，10-1卡口，11轴用挡圈，11-1拼接段，11-2连接部，12驱动腔，13滚柱，14缓冲件，14-1套接端，14-2固定端，15定位块，15-1挡头，15-2套接柱，16中间摩擦圈，17轴承套，17-1轴套内壁，17-2轴套外壁，18第一滚柱垫片，19第二滚柱垫片，20第一轴承垫片，21第二轴承垫片，22定位片。

具体实施方式

下面通过具体实施例对本发明的技术方案作进一步描述说明。

如图1至35所示：一种滚柱式单向耦合的减震皮带轮，包括皮带轮毂1和设置于皮带轮毂1内部的单向耦合机构2，单向耦合机构2包括一个螺纹芯轴3、一个外曲面套管4、一个减震弹簧6、一个第一轴承7、一个第二轴承8、一个第三轴承9、一个定位挡圈10、一个轴用挡圈11、八个滚柱13、八个缓冲件14、八个定位块15、一个中间摩擦圈16、一个轴承套17、一个第一滚柱垫片18、一个第二滚柱垫片19、一个第一轴承垫片20、一个第二轴承垫21片、一个定位片2，其中缓冲件14为扁弹簧。

螺纹芯轴3沿长度方向分段设置，设置为第一分段3-4和第二分段3-6，第一分段3-4的长度小于第二分段3-6的长度。所述第一分段3-4和第二分段3-6的连接处设有第二卡接部3-1，第二卡接部3-1朝向一侧设有台阶二3-3，该台阶二3-3形成第二螺旋面3-2。所述第一分段3-4上设有限位凸起3-8。所述第二分段3-6上靠近螺纹芯轴3的右端处形成一凹形卡槽3-5，第一分段3-4和第二分段3-6的直径均大于凹形卡槽3-5的内径。螺纹芯轴3的中心螺纹3-7与电机轴固定连接。

螺纹芯轴3的一端处安装有与第一分段3-4衔接的轴用挡圈11。轴用挡圈11设有连接部11-2，连接部11-2的直径与第一分段3-4的直径相配。连接部11-2与所述第一分段3-4拼接，轴用挡圈11通过连接部11-2与第一分段3-4的拼接形成一拼接段11-1。

所述拼接段11-1上安装有第三轴承9，第三轴承9的内壁与该拼接段11-1的外壁精密配合。所述凹形卡槽3-5上安装有定位挡圈10，定位挡圈10位于第三轴承9和外曲面套管4之间。定位挡圈10上设有具有开口的卡口10-1，定位挡圈10通过卡口10-1卡扣在凹形卡槽3-5上。螺纹芯轴3的第一分段3-4上位于限位凸起3-8与外曲面套管4之间安装有中间摩擦圈16，中间摩擦圈16的内圈卡接在螺纹芯轴3的第一分段3-4的外壁上。中间摩擦圈16的外圈与第二轴承8的内圈之间形成转动空间。

外曲面套管4的内壁上设有第一卡接部4-1，第一卡接部4-1与所述螺纹芯轴3的外壁抵接。第一卡接部4-1朝向一侧设有台阶一4-3，该台阶一4-3形成第一螺旋面4-2。

第二卡接部3-1和第一卡接部4-1之间形成一耦合腔5，耦合腔5内设有减震弹簧6，减震弹簧6套设于螺纹芯轴3外，减震弹簧6由具有方形钢丝卷绕而成。减震弹簧6的外圆周面在正常状态下不高于第一分段3-4的外圆周面。减震弹簧6的左端面6-1与所述第一卡接部4-1相接，抵触在台阶一4-3的侧壁上，右端面6-3与所述第二卡接部3-1相接，抵触在台阶二3-3上。即，减震弹簧6的左端头6-2处的左端面6-1与所述台阶一4-1上的第一螺旋面4-2抵接，另一右端头6-4处的右端面6-3与台阶二3-3的第二螺旋面3-2抵接。

外曲面套管4的外壁上均匀地形成八个限位齿4-4，限位齿4-4位于外曲面套管4外壁的中部上方，且外曲面套管4外壁中部的直径大于外曲面套管4外壁中部左侧部4-7和左侧部4-8的直径。限位齿4-4的两侧面分别为圆弧面部4-5和平面部4-6，平面部4-6与外曲面套管4的外圆周间以直角形过渡，圆弧面部4-5与外曲面套管4的外圆周间以偏心圆弧面4-9过渡。

每一平面部4-6固定连接一根缓冲件14，缓冲件14的固定端14-2跟平面部4-6连接，缓冲件14的套接端14-1与位于偏心圆弧面4-9上的定位块15上锥形的套接柱15-2相套接，定位块15上的圆饼状的挡头15-1与同样位于偏心圆弧面4-9上的滚柱13相抵。

第一轴承7和第二轴承8的内圈分别装配在位于外曲面套管4外壁中部的左侧部4-7和左侧部4-8上，第一轴承7和第二轴承8的外圈与皮带轮毂1的内壁压在一起。其中，第二轴承8采用比第二轴承7大号的轴承。

外曲面套管4位于第一轴承7和第二轴承8配合形成驱动腔12，八个限位齿4-4位于该驱动腔12内，八个限位齿4-4的外端部均转动地套接于轴承套17的轴套内壁17-1上，轴套外壁17-2与皮带轮毂1的内壁压在一起。滚柱13和轴承套17的两端分别安装了第一滚柱垫片18和第二滚柱垫片19，第一滚柱垫片18和第二滚柱垫片19结构相同。第一滚柱垫片18的一侧再装配第一轴承7，第一轴承7和第一滚柱垫片18之间安装有第一轴承垫片20，第二滚柱垫片19的一侧再装配第二轴承8，第二轴承8与第二滚柱垫片19之间安装有第二轴承垫片21。

另外，采用大号的第三轴承9安装于第一轴承7的一侧。第三轴承9的外壁与皮带轮毂1的内壁精密配合，用于支撑径向载荷，还用于定位整个单向耦合机构2，使结构更加稳定。第三轴承9的一侧与皮带轮毂1的内壁之间安装有定位片22。皮带轮毂1的外侧面装有保护盖。

汽车发动机曲轴驱动时，皮带带动皮带轮毂1运动，在缓冲件14的张力作用下，把滚柱13顶触到偏心圆弧面4-9上的最高点，顶触轴套内壁17-1，使发动机曲轴驱动时带动皮带轮毂1和外曲面套管4同步同向旋转。外曲面套管4的台阶一4-3与减震弹簧6的左端头6-2卡接固定，将力传递到螺纹芯轴3上，右端头6-4此时与螺纹芯轴3的台阶二3-3卡接固定，减震弹簧6受力后将力传递给螺纹芯轴3，螺纹芯轴3转动，带动发电机转子工作。减震弹簧6受力后变形张大，从而减小了皮带轮的震动。当皮带轮毂1转速放慢时，发电机转子的惯性转速超过皮带轮毂1的转速，螺纹芯轴3继续带动减震弹簧6旋转。而此时，当螺纹芯轴3的第二螺旋面3-2右旋向时会把减震弹簧6的右端面6-3锁紧，并带动减震弹簧6的的左端面6-1同时和外曲面套管4的第一螺旋面4-2锁紧并带动外曲面套管4转动。外曲面套管4偏心圆弧面4-9会把滚柱13往回带，使缓冲件14的扁弹簧张力回收，滚柱13回到偏心圆弧面4-9的最低点，滚柱13和轴承套17的轴套内壁17-1分离，从而发动机轴可以惯性地转动。

本发明通过第二卡接部3-1和第一卡接部4-1之间形成一耦合腔5，耦合腔5内设有减震弹簧6，减震弹簧6套设于螺纹芯轴3上，螺纹芯轴3和外曲面套管4通过减震弹簧6进行直接耦合，可采用大号的轴承增加径向载荷，减少皮带轮的震动的同时，节约了成本。另外，将缓冲件14套入定位块15中，定位块15一端具有与滚柱13直径相配的挡头15-1，增加了受力面积，有利于滚柱13在受力下撞下定位块15时受力精准不出现偏差。

以上对本发明的优选实施例及原理进行了详细说明，对本领域的普通技术人员而言，依据本发明提供的技术方案，在具体实施方式上会有改变之处，而这些改变也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种滚柱式单向耦合的减震皮带轮，包括皮带轮毂（1）和设置于皮带轮毂（1）内部的单向耦合机构（2），单向耦合机构（2）包括螺纹芯轴（3）和套设于螺纹芯轴（3）上的外曲面套管（4），其特征在于：外曲面套管（4）的内壁上设有第一卡接部（4-1），螺纹芯轴（3）的外壁上设有第二卡接部（3-1），第二卡接部（3-1）和第一卡接部（4-1）之间形成一耦合腔（5），耦合腔（5）内设有减震弹簧（6），减震弹簧（6）套于螺纹芯轴（3）外，减震弹簧（6）的一端与所述第一卡接部（4-1）相接，另一端与所述第二卡接部（3-1）相接。

2.根据权利要求1所述的一种滚柱式单向耦合的减震皮带轮，其特征在于：所述外曲面套管（4）设有至少两个限位齿（4-4），限位齿（4-4）围绕所述外曲面套管（4）的外壁间隔设置，限位齿（4-4）之间设有滚柱（13）和缓冲件（14），缓冲件（14）一端与所述限位齿（4-4）的侧壁连接，另一端与所述滚柱（13）抵触，所述滚柱（13）与所述皮带轮毂（1）配合。

3.根据权利要求1所述的一种滚柱式单向耦合的减震皮带轮，其特征在于：所述第一卡接部（4-1）朝向第二卡接部（3-1）的一侧设有台阶一（4-3），所述第二卡接部（3-1）朝向第一卡接部（4-1）的一侧设有台阶二（3-3），所述减震弹簧（6）的一端与所述台阶一（4-3）抵接，另一端与所述台阶二（3-3）抵接。

4.根据权利要求3所述的一种滚柱式单向耦合的减震皮带轮，其特征在于：所述台阶一（4-3）和台阶二（3-3）与减震弹簧（6）的接触面分别为第一螺旋面（4-2）和第二螺旋面（3-2），且第一螺旋面（4-2）和第二螺旋面（3-2）的螺旋方向相反。

5.根据权利要求1-4任一项所述的一种滚柱式单向耦合的减震皮带轮，其特征在于：所述外曲面套管（4）外设有第一轴承（7），第一轴承（7）的外圈与所述皮带轮毂（1）的内壁压合，第一轴承（7）的内圈与所述外曲面套管（4）配合。

6.根据权利要求5所述的一种滚柱式单向耦合的减震皮带轮，其特征在于：所述外曲面套管（4）外还设有第二轴承（8），第二轴承（8）位于所述第一轴承（7）相对的一侧，所述第二轴承（8）的外圈与所述皮带轮毂（1）的内壁压合，第二轴承（8）的内圈与所述外曲面套管（4）配合。

7.根据权利要求6所述的一种滚柱式单向耦合的减震皮带轮，其特征在于：所述螺纹芯轴（3）外设有第三轴承（9），第三轴承（9）设置于第一轴承（7）的一侧，第三轴承（9）的外圈与所述皮带轮毂（1）的内壁压合，第三轴承（9）的内圈与所述螺纹芯轴（3）配合。

8.根据权利要求7所述的一种滚柱式单向耦合的减震皮带轮，其特征在于：所述第三轴承（9）与所述外曲面套管（4）之间设有定位挡圈（10），定位挡圈（10）与所述螺纹芯轴（3）套接。

9.根据权利要求8所述的一种滚柱式单向耦合的减震皮带轮，其特征在于：所述螺纹芯轴（3）的一端设有轴用挡圈（11），轴用挡圈（11）与所述第三轴承（9）的内圈配合。

10.根据权利要求5所述的一种滚柱式单向耦合的减震皮带轮，其特征在于：所述螺纹芯轴（3）设有限位凸起（3-8），限位凸起（3-8）与所述外曲面套管（4）之间设有中间摩擦圈（16），中间摩擦圈（16）的内径与螺纹芯轴（3）的外壁紧配合，中间摩擦圈（16）外径于所述第二轴承（8）的内圈间接配合并可以转动。