CN109139735A - 一种低振动的新型离合器 - Google Patents

Abstract

本发明的一种低振动的新型离合器，具有这样的特征，包括：输入部以及输出部。输入部包括输入轮、输入轴、电磁线圈、导磁体、滑块、多个摆动杆、多个导引头。输出部包括输出轮、输出轴。电磁线圈通电时产生的磁场牵引滑块移动，带动滑块连接的多个摆动杆同时绕各自连接的固定支点转动，多个摆动杆上的导引头同时压入输出轮上的凹坑内，使得输入部与输出部结合在一起实现动力扭矩的传递。因为摆动杆摆动及导引头压入凹坑的同步性。所以，本发明涉及的一种低振动的新型离合器在与输入轮与输出轮接合时动力扭矩传递能保持均匀一致，较已有的相关技术降低了传动中产生的振动影响。

Description

一种低振动的新型离合器

技术领域

本发明属于机械领域，具体涉及一种低振动的新型离合器。

背景技术

汽车动力传动系统通常由发动机、电动机、变速箱、减速器等构成。扭矩离合器是承担动力传动系统中的动力扭矩传递过程接合或断开功能的结构单元，同时承受来自动力传动系统作用的动力扭矩以及振动，因而高性能的扭矩离合器除了要求可靠地实现动力扭矩传递过程的结合或断开功能之外，还要求机械效率高、振动噪声低。扭矩离合器通常由机械摩擦机构或犬牙交错机构构成。机械摩擦机构的扭矩离合器依靠摩擦件之间接触的松紧程度实现动力扭矩传递过程的结合或断开功能以及确定所能够传递动力扭矩的大小，犬牙机构的扭矩离合器依靠犬牙件之间交错布置的牙齿的啮合或脱开实现动力扭矩传递过程的结合或断开功能。在实际工作过程中，机械摩擦机构的扭矩离合器往往存在着因摩擦件之间的滑动摩擦引起的动力损耗问题，机械效率不高；犬牙交错机构的扭矩离合器往往存在着犬牙件之间牙齿结合或断开时的振动，以及因啮合牙齿之间的硬连接引起的不能有效缓冲动力传动系统中存在的扭矩或转速波动引起的振动问题。并且，现在这些离合器都不能很好的解决发动机曲轴扭振的问题。

目前，存在一种电磁扭矩离合器，其包括：输入轴以及输入轮、电磁线圈，输入轮上设有多根径向延伸的径向长槽，每个径向长槽内设有一根摆动杆，摆动杆的中间固设有球形支点，摆动杆的一端穿设有导引球，摆动杆的另一端固设有永磁体；输出轴以及固定在输出轴上的输出轮，输出轴与输入轴同轴布置，输出轮与输入轮紧贴布置且径向长槽面向输出轮，输出轮面向输入轮的一面上设有多个径向短槽，且每个径向短槽与一个径向长槽相对设置，形成供摆动杆摆动的槽。本发明在电磁线圈的电磁场的作用下，通过摆动杆的左右摆动实现了汽车动力传动系统中动力扭矩的结合及断开功能，满足了汽车动力传动系统传递动力扭矩过程中的稳定性要求。但其也存在着问题：已存在的此种电磁扭矩离合器径向长槽内的多跟摆动杆在电磁线圈电磁场的作用下的左右摆动不具有同步性，其运动是相互独立的。即存在一个时刻，所有摆动杆不都与输出轮连接或不都与从输出轮完全分离。会出现分离时离合不迅速彻底，连接时先与输出轮结合的摆动杆受力过大出现损坏的问题。

发明内容

本发明是为了解决上述问题而进行的，目的在于提供一种低振动的新型离合器，具有这样的特征，包括：输入部；以及输出部。其中，输入部包括输入轮、输入轴、电磁线圈、导磁体、滑块、多个摆动杆、多个导引头。输出部包括输出轮、输出轴。输入轮具有互相平行的两个端面，动力扭矩传入输入轮的一个端面为第一端面，输入轮的另一个端面为第二端面。输入轮的中心设置有连通第一端面与第二端面的第一通孔，输入轴设置在第一通孔中且与第一通孔固定连接，输入轮与输入轴的轴线重合。第二端面上设置有与第一通孔同轴的内凹的圆环槽，该圆环槽与第一通孔使得输入轮的中部形成一个空心圆柱体。滑块设置有一个套接通孔且套在空心圆柱体外表面上。第一端面上沿该第一端面圆周方向均匀的设置有多个连通圆环槽的导磁体通孔。电磁线圈设置在第一端面外侧，导磁体固定在导磁体通孔中且与电磁线圈接触。第二端面上设置有多个沿该第二端面圆周方向均匀分布的内凹的长槽，该长槽长度方向沿第二端面半径方向设置，长槽一端与圆形凹槽相通，在每条长槽底部对应设置有固定支点，该固定支点将长槽按预定比例分为两段。摆动杆对应设置在长槽内且摆动杆活动连接在固定支点上，摆动杆两端分别连接滑块与导引头。输出轮具有互相平行的两个端面，输出轮传出动力扭矩的一个端面为第四端面，输出轮另一个端面为第三端面。输出轮的中心设置有连通第三端面与第四端面的第二通孔，输出轴设置在第二通孔中且与第二通孔固定连接，输出轮、输出轴、输入轴轴线共线。第三端面与第二端面面对面平行设置，第三端面上设置有与导引头对应的多个沿该第三端面圆周方向均匀分布的内凹的输出轮凹坑。导磁体通过电磁线圈通电时产生的磁场牵引滑块第一端面移动，带动滑块连接的多个摆动杆同时绕各自连接的固定支点转动，多个摆动杆上的导引头同时压入凹坑内，使得输入部与输出部结合在一起实现动力扭矩的传递。

在本发明提供的一种低振动的新型离合器，还可以具有这样的特征：其中，固定支点呈柱状且在圆柱表面设置有支点通孔，设置在长槽的中部。

在本发明提供的一种低振动的新型离合器，还可以具有这样的特征：其中，导引头为球状。

在本发明提供的一种低振动的新型离合器，还可以具有这样的特征：其中，长槽的中部设置有一个长方体凹槽，该长方体凹槽的长度方向垂直于长槽长度方向，固定支点设置在长方体凹槽内部；长槽靠近输入轮边缘的一端设置有一个圆锥体凹坑。

在本发明提供的一种低振动的新型离合器，还可以具有这样的特征：其中，输出轮凹坑的形状为圆锥体。

在本发明提供的一种低振动的新型离合器，还可以具有这样的特征：其中，空心圆柱体上套接螺旋弹簧，该螺旋弹簧一端固定在圆环槽底面。

在本发明提供的一种低振动的新型离合器，还可以具有这样的特征：其中，滑块呈圆环状。

在本发明提供的一种低振动的新型离合器，还可以具有这样的特征：其中，摆动杆与滑块的连接方式为铰接。

发明的作用与效果

根据本发明所涉及的一种低振动的新型离合器，导磁体通过电磁线圈通电时产生的磁场牵引滑块第一端面移动，带动滑块连接的多个摆动杆同时绕各自连接的固定支点转动，多个摆动杆上的导引头同时压入凹坑内，使得输入部与输出部结合在一起实现动力扭矩的传递。

因为摆动杆摆动及导引头压入凹坑的同步性。所以，本发明涉及的一种低振动的新型离合器在与输入轮与输出轮接合时动力扭矩传递能保持均匀一致，较已有的相关技术降低了传动中产生的振动影响。

附图说明

图1是本发明涉及的一种低振动的新型离合器在电磁线圈失电状态下在实施例中的剖面示意图；

图2是本发明涉及的一种低振动的新型离合器在电磁线圈通电状态下在实施例中的剖面示意图；

图3是本发明涉及的一种低振动的新型离合器在实施例中的输入轮的立体示意图；

图4是本发明涉及的一种低振动的新型离合器在实施例中的输出轮的部分平面示意图；

图5是本发明涉及的一种低振动的新型离合器的柱形支点在实施例中的分解图。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，以下实施例结合附图对本发明的一种低振动的新型离合器作具体阐述。

图1是本发明涉及的一种低振动的新型离合器在电磁线圈失电状态下在实施例中的剖面示意图；

图2是本发明涉及的一种低振动的新型离合器在电磁线圈通电状态下在实施例中的剖面示意图；

如图1、图2所示，一种低振动的新型离合器包括：输入部、输出部。

输入部包括输入轮5、输入轴1、电磁线圈2、导磁体3、螺旋弹簧20、永磁体6、多个摆动杆9、多个导引头7；滑块11。

输出部包括输出轮8、输出轴13。

输入轮5为一带加强筋的凸台构造，输入轮5具有互相平行的两个端面，动力扭矩传入输入轮的一个端面为第一端面21，输入轮的另一个端面为第二端面22。

输入轮5的中心设置有连通第一端面21与第二端面22的第一通孔25，输入轴1设置在第一通孔25中且与第一通孔25固定连接，输入轮5与输入轴1的轴线重合。

第二端面22上设置有与第一通孔25同轴的内凹的圆环槽15，该圆环槽与第一通孔27使得输入轮5的中部形成一个空心圆柱体4，空心圆柱体4套有螺旋弹簧20，螺旋弹簧20的一端固定在圆环槽15底面。

滑块11呈圆环状，中心设置有一个套接通孔，套在空心圆柱体4外表面上且滑块11的圆环面沿圆环周向上均匀设置有4个铰支点12。滑块11靠近第二端面22方向与螺旋弹簧20相邻。

第一端面21上沿第一端面21圆周方向均匀的设置有四个连通圆环槽15的呈长方体的导磁体通孔27。

电磁线圈2设置在第一端面21外侧，导磁体3固定在导磁体通孔27中且与电磁线圈2接触。

图3是本发明涉及的一种低振动的新型离合器在实施例中的输入轮的立体示意图；

如图3所示，第二端面22上设置有四个沿第二端面22圆周方向均匀分布的内凹的长槽16，长槽16长度方向沿第二端面22半径方向设置，长槽16长度短于第二端面22半径，长槽16在第二端面22的分布对应于导磁体通孔27，长槽16一端与圆环槽15相通。

四个长槽16与圆环槽15的通口朝向滑块11上的四个铰支点12。在每条长槽16底部对应设置有固定支点14，固定支点14呈柱状且在圆柱表面位于圆柱高度的中点设置有一个穿过圆柱轴线的支点通孔，支点通孔的直径与摆动杆9的直径相同，称为柱形支点14，柱形支点14位于长槽16中部，长槽16中部安装的柱形支点14处有一个长方体的支点安装槽10。

如图1、图2所示，四条长槽16的靠近输入轮5边缘的一端与设置在第二端面22的导引球通孔28连通，导引球通孔28与长槽16的深度重合部分的形状为一截顶圆锥体形状凹坑，导引球通孔28的剩下部分为长方体形状，四个长方体通孔内对应设置有永磁体6。

摆动杆9对应设置于长槽16内且摆动杆9连接在柱形支点14上，摆动杆9两端分别连接滑块11与导引头7，导引头7为球状，称为导引球7，导引球7可绕摆动杆9为轴线转动。

图5是本发明涉及的一种低振动的新型离合器的柱形支点在实施例中的固定方式分解图。

如图5所示，摆动杆9穿过柱形支点14，柱形支点14位于通过固定螺钉143连接在一起的限位块141、限位条142内。

限位块141有两个且形状为长方体，每个限位块141表面一侧沿着限位块141长度方向设置有一条底面呈圆弧面的限位短槽，圆弧底面半径略大于柱形支点14的半径，限位短槽与限位块141的一侧面相通、每个限位块141除限位短槽所在侧的另一侧设置有通孔。两个限位块141在支点安装槽10内按限位短槽表面朝向外侧、与限位短槽相通的限位块141两侧面面对面的方式在支点安装槽10内的两端设置。

限位条142形状为长方体且表面在长度方向设置有与两侧面相通的限位长槽，限位长槽底面呈圆弧状，圆弧底面半径略大于柱形支点14的半径且与限位短槽半径相同。限位长槽两侧各设置有一个通孔，限位条142与限位块141宽度相同。

固定柱形支点14时，两个设置于支点安装槽10内两端的限位块141通过其表面设置在其两端的限位短槽共同承载柱形支点14，将限位条142按有限位长槽的一面在下的方式覆于柱形支点14上。两根固定螺钉143穿过限位块141、限位条142的通孔将限位块141、限位条142固定在支点安装槽10上的预制螺孔内并使限位长槽、限位短槽形成的空间套住柱形支点14。固定后，柱形支点14可绕圆柱轴线旋转。

如图1、图2所示，长槽16中柱形支点14至导引球通孔28边缘的一段底面为平面，长槽16剩下的一段底面为向输入轮5内斜的斜面，斜度能满足当滑块11在滑轨15上移动时，摆动杆9能容纳在长槽16内。

输出轮8具有互相平行的两个端面并呈圆柱体形状，输出轮8传出动力扭矩的一个端面为第四端面24，输出轮另一个端面为第三端面23。

输出轮8的中心设置有连通第三端面23与第四端面24的第二通孔26，输出轴13设置在第二通孔26中且与第二通孔26固定连接。输出轮8、输出轴13、输入轴1轴线共线。

第三端面23与第二端面22面对面平行设置，第三端面23上设置有与导引球7对应的四个沿第三端面23圆周方向均匀分布的内凹的输出轮凹坑17，输出轮凹坑17呈截顶圆锥体形状且输出轮凹坑17口部面积大于底部面积。

图4是本发明涉及的一种低振动的新型离合器在实施例中的输出轮的部分平面示意图。

如图4所示，在第三端面23上以每个输出轮凹坑17为中心在第三端面23圆周方向上向输出轮凹坑17两侧展开形成平行于输出轮边缘的四条弧形的导引槽18，导引槽18宽度与输出轮凹坑17外端面直径相同，导引槽18的深度自两端向中心逐步增加且增加的趋势大小相同。

在输出轮凹坑17沿第三端面23半径方向朝向输出轮8轴线方向设置有短槽19，短槽19的形状是越靠近输出轮8轴线方向深度越浅，宽度越宽。短槽19的底面为斜面，斜度应能满足当摆动杆9绕柱形支点14转动使导引球7完全进入输出轮凹坑17时，摆动杆9能容纳在短槽19内。

输出轮凹坑17与短槽19、导引槽18与输出轮凹坑17的相交处均为圆弧过渡。

电磁线圈2通过电流时产生磁场，电磁线圈2通过磁场经由导磁体3牵引滑块压缩螺旋弹簧20在空心圆柱体4外表面上朝向第一端面21移动，使得铰接于滑块11的铰接点12上的四个摆动杆9靠近滑块11一端朝向第一端面21摆动，四个摆动杆9靠近导引球7一端朝向远离第一端面21摆动，进而使各自对应的导引球7克服导引球通孔28中永磁体6的吸引同时向第三端面23转出，对应压入输出轮凹坑17内，使输入部与输出部结合在一起，从而实现动力扭矩的均匀传递，降低了机械振动的影响。

当电磁线圈2中停止通电时磁场消失，螺旋弹簧20恢复形状将滑块11推向第二端面22，使得四个铰接于滑块11上的铰支点12的摆动杆9同时绕各自穿过的柱形支点14发生转动，进而使各自对应的导引球7同时向第二端面22收拢，另外导引球通孔28内设置的永磁体6也吸引导引球7，进而使导引球7迅速彻底的对应落入导引球通孔28内，使输入部与输出部分离，断开动力扭矩的传递，降低了机械振动的影响。

另外，通过改变电磁线圈2中通过电流的大小可以调节磁场的大小，进而使导引球7压在输出轮凹坑17底面的压力发生变化，当传递的动力扭矩过载时，过载的扭矩将使得以一定压力压在输出轮凹坑17底面的导引球7滚离输出轮凹坑17，使输入部与输出部分离，断开动力扭矩的传递，防止离合器过载现象的发生。

由于在离合器结合过程中，导引球7通过在第三端面23经由导引槽18引导滚入输出轮凹坑17的方式传递动力扭矩，使得输出轮扭矩的增加有一个连续性，降低了机械振动的影响。

由于短槽19靠近输出轴13一侧较另一侧的宽度要大，此种短槽19形状的设计允许在离合器结合传递动力扭矩时，摆动杆9能在短槽19宽度较大的一侧在圆周方向产生一定形变可以降低机械振动的影响。

由于输出轮凹坑17与短槽19、导引槽18与输出轮凹坑17的相交处均为圆弧过渡，在离合器接合分离的时候，降低了机械振动的影响。

另外，固定支点14还可以有一种实施方式：固定支点14呈圆柱状且设置有一个从侧面穿过柱体的支点通孔，支点通孔的直径与摆动杆的直径相同。

另外，固定支点14还可以有一种实施方式：固定支点14为一个球状铰接接头。

实施例的作用与效果

本实施例涉及的一种低振动的新型离合器通过用可变磁场控制多个摆动杆同时摆动接合或分离离合器传动动力扭矩。这种设计降低了机械振动对传动系统的影响。

另外由于可以改变磁场的大小及锥体状输出轮凹坑的设计，使得离合器能迅速的分离及实现在过载的情况下自动分离。

另外由于离合器结合过程中导引球通过导引槽引导滚入输出轮凹坑的方式传递动力扭矩，使得输出轮扭矩的增加有一个连续性，降低了机械振动的影响。

由于短槽形状的设计允许在离合器结合传递动力扭矩时摆动杆产生一定形变可以降低机械振动的影响。

由于输出轮凹坑与短槽、导引槽与输出轮凹坑的相交处均为圆弧过渡，在离合器接合分离的时候降低了机械振动的影响。

上述实施方式为本发明的优选案例，并不用来限制本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种低振动的新型离合器，用于传递动力扭矩，其特征在于，包括：

输入部；以及

输出部，包括输出轮、输出轴，

其中，所述输入部包括输入轮、输入轴、电磁线圈、导磁体、滑块、多个摆动杆、多个导引头，

所述输入轮具有互相平行的两个端面，动力扭矩传入所述输入轮的一个端面为第一端面，所述输入轮的另一个端面为第二端面，

所述输入轮的中心设置有连通所述第一端面与第二端面的第一通孔，所述输入轴设置在所述第一通孔中且与所述第一通孔固定连接，所述输入轮与所述输入轴的轴线重合，

所述第二端面上设置有与所述第一通孔同轴的内凹的圆环槽，该圆环槽与所述第一通孔使得所述输入轮的中部形成一个空心圆柱体，

所述滑块设置有一个套接通孔且套在所述空心圆柱体外表面上，

所述第一端面上沿该第一端面圆周方向均匀的设置有多个连通所述圆环槽的导磁体通孔，

所述电磁线圈设置在所述第一端面外侧，所述导磁体固定在所述导磁体通孔中且与所述电磁线圈接触，

所述第二端面上设置有多个沿该第二端面圆周方向均匀分布的内凹的长槽，该长槽长度方向沿所述第二端面半径方向设置，所述长槽一端与所述圆形凹槽相通，在每条所述长槽底部对应设置有固定支点，该固定支点将所述长槽按预定比例分为两段，所述摆动杆对应设置在所述长槽内且所述摆动杆连接在所述固定支点上，所述摆动杆两端分别连接所述滑块与所述导引头，

所述输出轮具有互相平行的两个端面，所述输出轮传出动力扭矩的一个端面为第四端面，所述输出轮另一个端面为第三端面，

所述输出轮的中心设置有连通所述第三端面与所述第四端面的第二通孔，所述输出轴设置在所述第二通孔中且与所述第二通孔固定连接，所述输出轮、所述输出轴、所述输入轴轴线共线，

所述第三端面与所述第二端面面对面平行设置，所述第三端面上设置有与所述导引头对应的多个沿该第三端面圆周方向均匀分布的内凹的输出轮凹坑，

所述导磁体通过所述电磁线圈通电时产生的磁场牵引所述滑块所述第一端面移动，带动所述滑块连接的多个所述摆动杆同时绕各自连接的所述固定支点转动，多个所述摆动杆上的所述导引头同时压入所述凹坑内，使得所述输入部与所述输出部结合在一起实现动力扭矩的传递。

2.根据权利要求1所述的一种低振动的新型离合器，其特征在于：

其中，所述固定支点呈柱状且在圆柱侧面设置有支点通孔，设置在所述长槽的中部。

3.根据权利要求1所述的一种低振动的新型离合器，其特征在于：

其中，所述导引头为球状。

4.根据权利要求2所述的一种低振动的新型离合器，其特征在于：

其中，所述长槽的中部设置有一个长方体凹槽，该长方体凹槽的长度方向垂直于所述长槽长度方向，所述固定支点设置在所述长方体凹槽内部；所述长槽靠近所述输入轮边缘的一端设置有一个圆锥体凹坑。

5.根据权利要求1所述的一种低振动的新型离合器，其特征在于：

其中，所述输出轮凹坑的形状为圆锥体。

6.根据权利要求1所述的一种低振动的新型离合器，其特征在于：

其中，所述空心圆柱体上套接螺旋弹簧，该螺旋弹簧一端固定在所述圆环槽底面。

7.根据权利要求1所述的一种低振动的新型离合器，其特征在于：

其中，所述滑块呈圆环状。

8.根据权利要求1所述的一种低振动的新型离合器，其特征在于：

其中，所述摆动杆与滑块的连接方式为铰接。