CN110657173B - 一种内星轮超越离合器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种内星轮超越离合器，包括外圈、内星轮、橡胶保持架以及嵌套于橡胶保持架中的多个滚柱，内星轮的横截面由四条相同曲线以内星轮轴线为中心线周向环形阵列设置而成，各曲线均由凹向内星轮轴线的小半径弧线和凸离内星轮轴线的大半径弧线连接而成；呈套筒状的橡胶保持架套设于内星轮的外侧，橡胶保持架上主体部的空腔横截面与内星轮的横截面相匹配，圆筒空腔与主体部的连接处设有台阶；主体部上沿周向均匀分布有多个用于安装滚柱的通槽，通槽中沿通槽的长度方向的侧壁上设有多个凸起；橡胶保持架与外圈留有间隙。该离合器使用橡胶保持架代替弹簧和顶销结构，减少了离合器内的零件数量，且缩小了内星轮的径向尺寸，提高其可靠性。

Description

一种内星轮超越离合器
技术领域
本发明涉及传动技术领域，尤其是涉及一种内星轮超越离合器。
背景技术
超越离合器广泛用于机械传动，是用于原动机和工作机之间或机器内部主动轴与从动轴之间动力传递与分离功能的重要部件，其工作原理是利用主、从动部分的速度变化或旋转方向的变换而实现楔合或分离。
滚柱式超越离合器由于传动均匀稳定并且承载能力较大，因而在较高速度的场合得到较为广泛的应用，滚柱式超越离合器根据其星轮位置不同分为外星轮和内星轮两种，考虑到加工难易程度和加工精度，内星轮超越离合器具有更加广泛的使用范围。
如图1所示，目前的内星轮超越离合器在结构上主要包括外圈、内星轮、滚柱和弹簧等，工作过程中若超越离合器的外圈相对于内星轮沿顺时针方向转动，滚柱便在具有凸轮型线的开口槽中向大端移动并压缩或拉伸弹簧，超越离合器不锁死；若超越离合器的外圈试图相对于内星轮沿逆时针方向转动，滚柱在开口槽中向小端移动，楔入内星轮与外圈之间，将两者锁住，并可以在两者之间传递扭矩。其常用多个弹簧（或弹簧和顶销结构）推动滚柱进入楔合区，此种离合器在使用过程中会存在以下问题：（1）、零件数量多，可靠性低；（2）、超越离合器径向尺寸大；（3）、滚柱数量少，额定扭矩低；（4）、部分弹簧与旋转的外圈接触，滚柱所受弹簧力不均匀，滚柱的楔合和脱开不一致，导致部分滚柱过早出现应力破坏；（5）、滚柱两端受力不均匀，会出现倾斜的情况。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是提供一种内星轮超越离合器，其使用橡胶保持架取代现有技术中的多个离散弹簧（或弹簧和顶销结构），使该超越离合器内的零件数量少，可靠性高，滚柱受力均匀。
本发明为了解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种内星轮超越离合器，包括外圈、内星轮、设置于外圈和内星轮之间的橡胶保持架以及嵌套于橡胶保持架中的多个滚柱，其中：所述内星轮的横截面由四条相同曲线以内星轮轴线为中心线周向环形阵列设置而成，各曲线均由凹向内星轮轴线的小半径弧线和凸离内星轮轴线的大半径弧线连接而成；所述橡胶保持架整体呈套筒状，橡胶保持架套设于内星轮的外侧，橡胶保持架包括主体部及位于主体部一端的圆筒空腔，主体部的空腔横截面与内星轮的横截面相匹配，圆筒空腔与主体部的连接处设有用于对橡胶保持架轴向定位的台阶；主体部上沿周向均匀分布有多个通槽，通槽内安装有滚柱，通槽的长度方向与主体部的长度方向一致，各通槽位于由空腔横截面上的相应曲线沿主体部的长度方向延伸构成的弧面上，通槽中沿通槽的长度方向且临近小半径弧线所在弧面的侧壁上设有多个凸起；所述外圈呈圆筒状，橡胶保持架与外圈的内圆之间留有间隙。
进一步地，橡胶保持架的主体部上沿橡胶保持架的轴向方向分布有多列通槽。
进一步地，所述橡胶保持架的材质为丁腈橡胶。
进一步地，内星轮的两端部均设有与内星轮同轴的传动轴。
进一步地，所述内星轮与传动轴呈一体结构。
进一步地，所述橡胶保持架呈一体结构。
有益效果：
如上所述，本发明的一种内星轮超越离合器，具有以下有益效果：
1、该超越离合器使用橡胶保持架代替多个弹簧和顶销结构，减少了离合器内的零件数量；橡胶保持架与内星轮周向自定位，且橡胶保持架与外圈之间留有间隙，避免橡胶保持架与外圈接触，使各滚柱受力均匀的同时大大缩小了内星轮的径向尺寸，提高了超越离合器的可靠性。
2、橡胶保持架上设置形状相同的多个通槽，使各滚柱的活动位置受到相同限制，可保证所有滚柱同时进入或退出楔合区，避免了滚柱因进入或退出楔合区的时差，导致部分滚柱过早出现应力破坏。且通过在橡胶保持架主体部上沿橡胶保持架轴向方向设置多列通槽，可实现在离合器径向尺寸不变的情况下提高内星轮超越离合器的额定扭矩。橡胶保持架通槽的侧面上设有多个凸起，使滚柱在楔合过程中两端受力均匀，避免滚柱倾斜。
3、该超越离合器中的橡胶保持架选择丁腈橡胶，能够使橡胶保持架具有一定的硬度和弹力。
4、将离合器的内星轮与传动轴同轴设计，缩小了离合器组件的结构尺寸。整体结构简单，使用方便。
下面结合实施例附图和具体实施例对本发明做进一步具体详细的说明。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是现有技术中超越离合器的剖视图。
图2是本发明中的超越离合器的结构示意图。
图3是图2中A-A处的剖视图。
图4是图2中B-B处的剖视图。
图5是图2中橡胶保持架的结构示意图。
图6是图5中橡胶保持架的左视图。
图7是图6中C-C处的剖视图。
图示标记，1、外圈，2、橡胶保持架，201、通槽，202、凸起，203、主体部、204、圆筒空腔，3、滚柱，4、内星轮。
具体实施方式
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“设置”应做广义理解，例如，可以是固定连接、设置，也可以是可拆卸连接、设置，或一体地连接、设置；对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
本发明所提供的一种内星轮超越离合器，该离合器在结构上主要包括外圈1、内星轮4、设置于外圈1和内星轮4之间的橡胶保持架2以及嵌套于橡胶保持架2中的多个滚柱3，该离合器由于采用整体橡胶保持架2的结构，大大降低了离合器组件的数量，缩小了离合器组件的径向尺寸。
如图2~4所示，详细地，所述内星轮4的横截面由四条相同曲线以内星轮4轴线为中心线周向环形阵列设置而成，各曲线均由凹向内星轮4轴线的小半径弧线和凸离内星轮4轴线的大半径弧线连接而成。
如图5~7所示，所述橡胶保持架2整体呈套筒状，所述橡胶保持架2套设于内星轮4的外侧，橡胶保持架2包括主体部203和位于主体部203一端的圆筒空腔204，所述用于周向定位的主体部203与内星轮4相匹配，主体部203中部的空腔横截面与内星轮4的横截面一致，使橡胶保持架2与内星轮4配合实现周向自定位，保证橡胶保持架2对各滚柱3的挤压力保持一致。圆筒空腔204与主体部203的连接处设有用于对橡胶保持架2轴向定位的台阶。
主体部203上沿周向均匀分布有多个用于安装滚柱3的通槽201，通槽201位于由构成空腔横截面的各曲线沿橡胶保持架2的轴向方向延伸构成的弧面中部，所述通槽201与外圈1内圆和内星轮4外缘共同作用形成用于与滚柱3楔合或分离的空间，通槽201中平行于橡胶保持架2的轴线且临近小半径弧线所在弧面的侧面上设有多个凸起202；多个凸起202能够使滚柱3在楔合过程中受力均匀，避免出现倾斜。具体地，凸起202的数量根据滚柱的长度而定。以图5为例，橡胶保持架2的主体部上分布有一列通槽201，通槽201的数量为4个，通槽201上分布有2个凸起202。
需要说明的是，橡胶保持架2中通槽201的长度应稍长于滚柱3的长度，通槽201的宽度应稍大于滚柱3的直径，以便滚柱3在移动过程中不会与通槽201中凸起202相对的侧壁相接触。
橡胶保持架2的形状固定，各滚柱3在内星轮4的活动位置受到限制，因此，可保证所有滚柱3同时进入或退出楔合区，避免了滚柱3因进入或退出楔合区的时差，导致部分滚柱3过早出现应力破坏。
橡胶保持架2与圆筒状的外圈1之间留有间隙，避免了橡胶保持架2与外圈1的内径接触。
详细地，所述橡胶保持架2选择丁腈橡胶，能够使橡胶保持架2具有一定的硬度和弹力。
优选地，内星轮4的两端部均设有与内星轮4同轴的传动轴，且内星轮4与传动轴呈一体结构，能够有效地缩小离合器组件的结构尺寸。
橡胶保持架2的主体部203上沿橡胶保持架2的轴向方向分布有多列通槽201，橡胶保持架2采用一体结构（即整体成型结构），可通过增加通槽201的列数来增加滚柱3的数量，实现在离合器径向尺寸不变的情况下提高离合器的额定扭矩。
下面以图3为图示阐述该超越离合器的工作原理：内星轮4作为主动轮，当内星轮4相对于外圈1（以图3所示的剖视图）逆时针旋转时，滚柱3向远离凸起202的一侧移动，此时在内星轮4大半径弧线的压迫下，滚柱卡在外圈1和内星轮4之间，实现外圈1与内星轮4的结合，并能够实现在外圈1和内星轮4之间传递扭矩。当内星轮4以图3所示的剖视图顺时针旋转时，滚柱3压缩凸起202以使滚柱3不与外圈1接触，外圈1与内星轮4各自运动，这时离合器处于分离状态。
以上对本发明所提供的一种内星轮超越离合器进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理和具体实施方式进行了阐述，上述实施例仅用来帮助理解本发明的方法和核心思想。应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均落入本发明的保护范围内。

Claims (6)

1.一种内星轮超越离合器，其特征在于：包括外圈(1)、内星轮(4)、设置于外圈(1)和内星轮(4)之间的橡胶保持架(2)以及嵌套于橡胶保持架(2)中的多个滚柱(3)，其中：
所述内星轮(4)的横截面由四条相同曲线以内星轮(4)轴线为中心线周向环形阵列设置而成，各曲线均由凹向内星轮(4)轴线的小半径弧线和凸离内星轮(4)轴线的大半径弧线连接而成；
所述橡胶保持架(2)整体呈套筒状，橡胶保持架(2)套设于内星轮(4)的外侧，橡胶保持架(2)包括主体部(203)及位于主体部(203)一端的圆筒空腔(204)，主体部(203)的空腔横截面与内星轮(4)的横截面相匹配，圆筒空腔(204)与主体部(203)的连接处设有用于对橡胶保持架(2)轴向定位的台阶；
主体部(203)空腔横截面上的四条相同曲线沿主体部(203)的长度方向延伸将主体部(203)的侧壁分成完全一致的四个部分，主体部上沿周向均匀分布有四个通槽(201)，四个通槽(201)分别位于主体部(203)的四个部分上，通槽(201)内安装有滚柱(3)，通槽(201)的长度方向与主体部(203)的长度方向一致，通槽(201)中沿通槽(201)的长度方向且临近小半径弧线所在弧面的侧壁上设有多个凸起(202)；
所述外圈(1)呈圆筒状，橡胶保持架(2)与外圈(1)的内圆之间留有间隙。
2.根据权利要求1所述的一种内星轮超越离合器，其特征在于：橡胶保持架(2)的主体部(203)上沿橡胶保持架(2)的轴向方向分布有多列通槽(201)。
3.根据权利要求1所述的一种内星轮超越离合器，其特征在于：所述橡胶保持架(2)的材质为丁腈橡胶。
4.根据权利要求1所述的一种内星轮超越离合器，其特征在于：内星轮(4)的两端部均设有与内星轮(4)同轴的传动轴。
5.根据权利要求4所述的一种内星轮超越离合器，其特征在于：所述内星轮(4)与传动轴呈一体结构。
6.根据权利要求1所述的一种内星轮超越离合器，其特征在于：所述橡胶保持架(2)呈一体结构。
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