CN108843771B - 通过轴向串动调节降低共振频率的单向器皮带轮 - Google Patents

通过轴向串动调节降低共振频率的单向器皮带轮 Download PDF

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Abstract

本发明特指一种通过轴向串动调节降低共振频率的单向器皮带轮,属于汽车配件技术领域，所述皮带轮包括皮带安装部和芯轴，所述皮带安装部可周向转动地安装于所述芯轴上，所述皮带轮还包括轴向限位部，所述轴向限位部如此地设置以使得所述皮带安装部在周向转动时，相对于所述芯轴在轴向上可移动。本发明具有单向传动能力，皮带轮外圈随皮带张力的波动变化，以轴向调节的方式吸收波动的张力，将共振频率降低到正常工作范围以下，提升发电机系统及皮带使用寿命，减少发动机油耗。

Description

通过轴向串动调节降低共振频率的单向器皮带轮
技术领域
本发明属于汽车配件技术领域，涉及一种用于汽车上的发电机皮带轮，特指一种通过轴向串动调节降低共振频率的单向器皮带轮。
背景技术
发电机用于汽车当中，作为汽车的主要电源，它的功用是在发动机正常运转时向所用电设备供电，并同时向储电池充电。目前，发电机的转子一般都由发电机的皮带轮带动转动，皮带轮通过传送带连接发动机或其他机械结构。
在发电机的使用过程中，当汽车发动机或其他机械结构突然加速或减速时，皮带轮的转速也随着加速或减速，由于惯性的作用，会造成发电机转子与皮带轮的转速瞬间不同步，从而使皮带轮与传送带之间形成冲击，容易产生振动或噪音，甚至降低传送带寿命。除此之外，连接皮带轮与发动机的传送带，在传动过程中，发动机大角力的力矩会影响到传送带的张力，传送带产生的波动张力传递到皮带轮上，会使皮带轮与发动机之间共振频率提高，增加了发动机的抖动性，噪音增强，耗油也会增加。
发明内容
本发明的目的是提供一种通过轴向串动调节降低共振频率的单向器皮带轮。
本发明的目的是这样实现的：通过轴向串动调节降低共振频率的单向器皮带轮，其中，所述皮带轮包括皮带安装部和芯轴，所述皮带安装部可周向转动地安装于所述芯轴上，所述皮带轮还包括轴向限位部，所述轴向限位部如此地设置以使得所述皮带安装部在周向转动时，相对于所述芯轴在轴向上可移动。
据上所述的通过轴向串动调节降低共振频率的单向器皮带轮，其中，所述皮带轮安装部包括皮带轮外圈、单向滚针轴承、前垫片和后弹簧垫片，所述皮带轮外圈其中一个端口处设置有限位台阶，所述前垫片安装于限位台阶上，另一端口的内壁设置有环形槽，所述后弹簧垫片安装于环形槽内，所述单向滚针轴承固定在皮带轮外圈的内壁，两者过盈配合。
据上所述的通过轴向串动调节降低共振频率的单向器皮带轮，其中，所述芯轴上设置有与单向滚针轴承内的单向滚针相配合的单向槽，所述单向槽的一侧设置有坡度。
据上所述的通过轴向串动调节降低共振频率的单向器皮带轮，其中，所述单向槽的长度大于单向滚针，所述单向滚针轴承能够在单向槽内轴向滑动，所述轴向限位部的具体结构为，所述单向槽的一侧设置有限位法兰盘，所述限位法兰盘的内侧壁与所述单向滚针轴承的端口之间设置有间隙，所述前垫片套入芯轴的端部，并作用于所述限位法兰盘的外侧壁，所述后弹簧垫片作用于所述单向滚针轴承的端面。
据上所述的通过轴向串动调节降低共振频率的单向器皮带轮，其中，所述限位法兰盘的内侧壁与单向滚针轴承的端口间的间隙为X，所述限位法兰盘的外侧壁与前垫片间的间隙为Y，所述X≤0.6mm，Y≤0.6mm，X+Y≤0.6mm。
据上所述的通过轴向串动调节降低共振频率的单向器皮带轮，其中，所述皮带轮外圈设置有皮带安装槽齿，所述皮带安装槽齿的齿尖，以及相邻皮带安装槽齿底部的连接处，均设置成光滑的过渡面。
单向滚针的外圆周中部表面经过修形处理呈凹形槽，凹形槽两端为滚针颈部，与凹形槽相对应的是单向槽的槽底的储油槽，滚针颈部的长度大于X+Y，以单向滚针在单向槽锁定状态时，单向滚针的截面圆心在单向槽的槽底投影为第一端，以单向滚针在单向槽自由转动状态时，单向滚针的截面圆心在单向槽的槽底投影为第二端，所述的储油槽在单向槽的槽底从第一端延伸至第二端，在单向槽的槽底的第一端设有锁定弧形凸起，锁定弧形凸起与凹形槽形状相适应，用来锁定单向滚针。
本发明相比现有技术突出且有益的技术效果是：
1）具有单向传动能力，启动瞬间弹跳逆转都不产生传动力；逆向旋差不产生逆电流，防止伤害车用电子、电机；大幅降低运转时皮带偏摆及噪音和减低怠速以及换档时的噪音；减弱皮带振动和减少张紧器行程，有效降低运转时皮带的张力震动；皮带轮外圈随皮带张力的波动变化，以轴向调节的方式吸收波动的张力，将共振频率降低到正常工作范围以下，提升发电机系统及皮带使用寿命，减少发动机油耗。
2）单向滚针轴承进一步采用凹形槽结构，其与储油槽的配合使用，使得单向滚针轴承的润滑充分程度大大提高，进一步有效的降低噪音的产生，特别是，单向滚针具有凹形槽后，其在第一端与第二端之间回来运动过程中并不会与槽底进行接触，彻底消除了无意义的磨损或者损耗，而且凹形槽与储油槽油脂填充层可以大幅降低运转时皮带偏摆及噪音和减低怠速以及换档时的噪音；减弱皮带振动和减少张紧器行程，有效降低运转时皮带的张力震动。而在第一端进行锁定操作时，其始终与第一端设有锁定弧形凸起是高精度的配合，尽管滚针颈部在长时间使用后会发生一定的磨损，但凹形槽由于平时不与其他结构接触，仅在第一端处与锁定弧形凸起锁紧配合，因此其精度将不发生变化，从而使单向滚针轴承长期保持精度。
附图说明
图1是本发明的爆炸示意图；
图2是图1中A处的局部放大示意图；
图3是本发明半剖视结构示意图；
图4是图3中B处的局部放大示意图；
图5是本发明中皮带轮外圈的结构示意图；
图6是本发明中单向滚针轴承的结构示意图；
图7是本发明中单向滚针轴承与芯轴配合的剖视示意图；
图8是图7中C处的局部放大示意图；
图9是图7单向滚针修形后的装置示意图。
图中：10-皮带轮外圈，1001-限位台阶，1002-环形槽，1003-皮带安装槽齿，11-单向滚针轴承，1101-轴承套，1102-保持架，1103-单向滚针，301-滚针颈部，302-凹形槽，12-芯轴，1201-单向槽，1202-坡度，1203-限位法兰盘，1204-储油槽，13-前垫片，14-后弹簧垫片，X1-第一端，X2-第二端。
具体实施方式
下面结合附图以具体实施例对本发明作进一步描述，参见图1—8：通过轴向串动调节降低共振频率的单向器皮带轮，所述皮带轮包括皮带安装部和芯轴12，所述皮带安装部可周向转动地安装于所述芯轴12上，所述皮带轮还包括轴向限位部，所述轴向限位部如此地设置以使得所述皮带安装部在周向转动时，相对于所述芯轴12在轴向上可移动。所述皮带安装部包括皮带轮外圈10、单向滚针轴承11、前垫片13和后弹簧垫片14，所述皮带轮外圈10其中一个端口处设置有限位台阶1001，所述前垫片13安装于限位台阶1001上，所述前垫片13套入芯轴12的端部，并作用于所述限位法兰盘1203的外侧壁，起到限位的作用；皮带轮外圈10另一端口的内壁设置有环形槽1002，所述后弹簧垫片14安装于环形槽1002内，所述后弹簧垫片14作用于所述单向滚针轴承11的端面，所述单向滚针轴承11固定在皮带轮外圈10的内壁，两者过盈配合。
所述芯轴12上设置有与单向滚针轴承11内的单向滚针1103相配合的单向槽1201，所述单向槽1201的一侧设置有坡度1202，单向滚针1103朝坡度1202方向转动时，会被该坡度1202阻挡，所述单向槽1201的长度大于单向滚针1103，所述单向滚针轴承11能够在单向槽1201内轴向滑动。
所述轴向限位部的具体结构为，所述单向槽1201的一侧设置有限位法兰盘1203，所述限位法兰盘1203的内侧壁与所述单向滚针轴承11的端口之间设置有间隙，在芯轴12轴向固定的情况下，皮带轮外圈10和单向滚针轴承11作为一个整体，能够沿芯轴12轴向串动，串动的有效范围为限位法兰盘1203的内侧壁与单向滚针轴承11的端口之间的间隙，该有效串动能够降低皮带的硬性，吸收皮带传动过程中产生波动的张力，降低共振频率。
为了确保上述间隙的有效性，所述限位法兰盘1203位于前垫片13和单向滚针轴承11之间，且只能在两者之间相对运动，以进行轴向串动调节。另外前垫片13和后弹簧垫片14，从两端对单向滚针轴承11进行密封，防止灰尘或杂质进入单向滚针轴承11内，影响性能。
如图3和4所示，所述限位法兰盘1203的内侧壁与单向滚针轴承11的端口间的间隙为X，所述限位法兰盘1203的外侧壁与前垫片13间的间隙为Y，所述X≤0.6mm，Y≤0.6mm，X+Y≤0.6mm。皮带轮外圈10和单向滚针轴承11以整体在芯轴12上轴向串动的最大范围为0.6mm，当限位法兰盘1203的内侧壁与单向滚针轴承11的端口紧贴时，间隙X为零，Y为0.6；当限位法兰盘1203的外侧壁与前垫片13紧贴时，间隙Y为零，X为0.6。根据汽车发动机的功率，以及发动机大角力的力矩，可以在生产发电机皮带轮时，设置X+Y=0.5mm，X+Y=0.4mm或X+Y=0.3mm等，以充分吸收皮带波动的张力，降低共振频率。
在实际工作过程中，发电机的皮带轮是通过皮带与汽车的发动机连接，并通过张紧器降低皮带的硬性，发动机工作带动皮带轮进行发电，而发动机的转速不可能一直处于稳定状态，尤其是在启动、加速或减速过程当中，发动机的转速最不稳定，会产生一定的抖动，皮带会将抖动传递到皮带轮上，而且皮带在张紧器的作用下，会产生轴向力，皮带轮外圈10能够通过自身的轴向串动，抵消或吸收皮带上的轴向力，从而缓解波动，降低发动机抖动性，并且能够将共振频率降低到正常工范围以下。
在单向功能方面，如图7和8所示，比如高速行驶下刹车，皮带轮外圈10的转速会降低，芯轴12在惯性下持续高速运转，两者产生速度差，在相对速度情况下，芯轴12转速超过皮带轮外圈10转速，此时，单向滚针1103位于芯轴12的单向槽1201内，并作用在坡度1202上，单向滚针1103与轴承套1101的内壁间产生间隙，芯轴12带动保持架1102及单向滚针1103一同转动，皮带轮外圈10处于打滑状态。如此一来就可达到在发动机急停状态下保护了发电机的急停扭曲振动及保护传动皮带的作用，发电机在皮带轮的保护下可继续惯性转动而缓慢停止，可有效延长传动皮带使用寿命，进一步促使发动机运转顺畅，节省燃油。当引擎加速时，皮带轮外圈10逐渐达到与芯轴12同速，单向滚针1103逐渐向单向槽1201上坡度1202相对的一侧移动，此时单向滚针1103与轴承套1101恢复到结合状态，轴承套1101、单向滚针1103和芯轴12三者呈锁定状态，因为单向滚针轴承11与皮带轮外圈10为过盈配合，芯轴12与皮带轮外圈10实现同向同步运动。
为了降低皮带轮外圈与皮带的磨损，皮带轮外圈10设置有皮带安装槽齿1003，所述皮带安装槽齿1003的齿尖，以及相邻皮带安装槽齿1003底部的连接处，均设置成光滑的过渡面。而且皮带轮外圈的外层镀有锌铬电镀层，提高抗腐蚀能力。
优选的是，单向滚针1103的外圆周中部表面经过修形处理呈凹形槽302，凹形槽302两端为滚针颈部301，凹形槽302用于限制滚针与单向槽1201的槽底磨擦，与之相适应的是单向槽1201的槽底也设有储油槽1204，滚针颈部301的长度大于X+Y。
以单向滚针1103在单向槽1201锁定状态时，单向滚针1103的截面圆心在单向槽1201的槽底投影为第一端，以单向滚针1103在单向槽1202自由转动状态时，单向滚针1103的截面圆心在单向槽1201的槽底投影为第二端，所述的储油槽在单向槽1201的槽底从第一端延伸至第二端。且，在单向槽1201的槽底的第一端设有锁定弧形凸起，锁定弧形凸起与凹形槽302形状相适应，用来锁定单向滚针1103。
凹形槽302与储油槽的配合使用使得单向滚针轴承11的润滑充分程度大大提高，进一步有效的降低噪音的产生，特别是，单向滚针1103具有凹形槽302后，其在第一端与第二端之间回来运动过程中并不会与槽底进行接触，彻底消除了无意义的磨损或者损耗，而且凹形槽302与储油槽油脂填充层可以大幅降低运转时皮带偏摆及噪音和减低怠速以及换档时的噪音；减弱皮带振动和减少张紧器行程，有效降低运转时皮带的张力震动。而在第一端进行锁定操作时，其始终与第一端设有锁定弧形凸起是高精度的配合，尽管滚针颈部301在长时间使用后会发生一定的磨损，但凹形槽302由于平时不与其他结构接触，仅在第一端X1处与锁定弧形凸起锁紧配合，因此其精度将不发生变化，从而使单向滚针轴承11长期保持精度。
上述实施例仅为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.通过轴向串动调节降低共振频率的单向器皮带轮，其特征在于：所述皮带轮包括皮带安装部和芯轴(12)，所述皮带安装部可周向转动地安装于所述芯轴(12)上，所述皮带轮还包括轴向限位部，所述轴向限位部如此地设置以使得所述皮带安装部在周向转动时，相对于所述芯轴(12)在轴向上可移动；所述皮带轮安装部包括皮带轮外圈(10)、单向滚针轴承(11)、前垫片(13)和后弹簧垫片(14)，所述皮带轮外圈(10)其中一个端口处设置有限位台阶(1001)，所述前垫片(13)安装于限位台阶(1001)上，另一端口的内壁设置有环形槽(1002)，所述后弹簧垫片(14)安装于环形槽(1002)内，所述单向滚针轴承(11)固定在皮带轮外圈(10)的内壁，两者过盈配合；
所述芯轴(12)上设置有与单向滚针轴承(11)内的单向滚针(1103)相配合的单向槽(1201)，所述单向槽(1201)的一侧设置有坡度(1202)；
所述单向槽(1201)的长度大于单向滚针(1103)，所述单向滚针轴承(11)能够在单向槽(1201)内轴向滑动，所述轴向限位部的具体结构为，所述单向槽(1201)的一侧设置有限位法兰盘(1203)，所述限位法兰盘(1203)的内侧壁与所述单向滚针轴承(11)的端口之间设置有间隙，所述前垫片(13)套入芯轴(12)的端部，并作用于所述限位法兰盘(1203)的外侧壁，所述后弹簧垫片(14)作用于所述单向滚针轴承(11)的端面；
所述限位法兰盘(1203)的内侧壁与单向滚针轴承(11)的端口间的间隙为X，所述限位法兰盘(1203)的外侧壁与前垫片(13)间的间隙为Y，所述X≤0.6mm，Y≤0.6mm，X+Y≤0.6mm；
所述皮带轮外圈(10)设置有皮带安装槽齿(1003)，所述皮带安装槽齿(1003)的齿尖，以及相邻皮带安装槽齿(1003)底部的连接处，均设置成光滑的过渡面；单向滚针(1103)的外圆周中部表面经过修形处理呈凹形槽(302)，凹形槽(302)两端为滚针颈部(301)，与凹形槽(302)相对应的是单向槽(1201)的槽底的储油槽(1204)，滚针颈部(301)的长度大于X+Y，以单向滚针(1103)在单向槽(1201)锁定状态时，单向滚针(1103)的截面圆心在单向槽(1201)的槽底投影为第一端(X1)，以单向滚针(1103)在单向槽(1202)自由转动状态时，单向滚针(1103)的截面圆心在单向槽(1201)的槽底投影为第二端(X2)，所述的储油槽在单向槽(1201)的槽底从第一端延伸至第二端，在单向槽(1201)的槽底的第一端设有锁定弧形凸起，锁定弧形凸起与凹形槽(302)形状相适应，用来锁定单向滚针(1103)。
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