CN110873132A - 一种双保险超越离合器 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种双保险超越离合器，属于离合器技术领域，包括G形外环齿轮、中间轴以及用于连接G形外环齿轮和中间轴的离合器本体，所述G形外环齿轮与中间轴转动连接，所述离合器本体包括G形凸轮、隔离环以及活动安装在隔离环上的传动件，所述G形凸轮与中间轴固定连接，本发明通过设置弹性抵紧装置，其在起步阶段会带动专职G形外环齿轮一起转动，以增加起步时的动力，与传统的离合器相比，其不存G形外环齿轮的启动时间差，同时离心推动机构可以在中间轴高速转动时，减少传动件与G形凸轮、G形外环齿轮的摩擦，从而显著的延长了离合器的使用寿命。

Description

一种双保险超越离合器

技术领域

本发明公开一种双保险超越离合器，属于离合器技术领域。

背景技术

滚柱式超越离合器是用主、从动部件的速度变化或旋转方向的变换，使滚柱在外环齿轮和内环星轮之间反复楔合，实现自行离合功能的一种摩擦式超越离合器，具有结构简单、制造容易、溜滑角小、接合平稳、体积小、工作无噪音等特点，应用较为广泛。但是，由于滚柱式超越离合器的接触应力高、承载能力低和使用寿命短，主要用于机床和无极变速器等传动装置中。为了提高滚柱式超越离合器的承载能力和使用寿命，内环星轮的工作面除了平面外，还有对数螺旋面和偏心圆弧等几种不同形式。对数螺线面的楔角为常数，不随磨损而变化，工作性能稳定，使用寿命长，但加工困难。然而，偏心圆弧面的加工难易程度和使用寿命则在前两种工作面之间。但是，这两种工作面对滚柱式超越离合器承载能力的改变不是非常显著。随着科学技术的发展，为了满足技术发展和社会的实际生产活动的需要，亟待需求对滚柱式超越离合器的性能进行改进和提高。

公告号为CN203756794U的实用新型专利公开了一种滚柱式超越离合器，包括输入轴，输入轴上套有外环齿轮和内环星轮，滚柱位于外环齿轮与内环星轮之间，滚柱由顶销和弹簧支撑在内环星轮上，顶销和弹簧安装于内环星轮的限位孔中，内环星轮圆周表面均匀分布有渐开线凸起，滚柱安装于两个凸起之间的低凹处。

上述专利通过顶销和弹簧使得滚柱紧靠外环齿轮和内环星轮之间，当负载增加，外环齿轮和内环星轮之间的差速变小，此时滚柱与外环齿轮和内环星轮处于静止状态，以实现增加输出扭矩，但是由于每个滚柱都对应有一个顶销和弹簧，当离合器使用一段时间，其中一个位置的弹簧失效之后，此位置的滚柱就无法与其余位置滚柱同步传递扭矩，继续转动会出现瞬间卡顿造成局部位置受力不均的情况，极易出现外环齿轮和内环星轮损坏现象，同时在内环星轮处于高速运转的过程中，滚柱在弹簧的抵紧下始终保持滚动摩擦，从而加速了滚柱、外环齿轮和内环星轮三者之间的磨损，降低了离合器的使用寿命。

发明内容

本发明的目的就是为了解决现有离合器中用于抵紧滚柱的弹簧失效之后，容易出现瞬间卡顿造成局部位置受力不均的情况，极易出现外环齿轮和内环星轮损坏现象，同时滚柱在弹簧的抵紧下始终保持滚动摩擦，从而加速了滚柱、外环齿轮和内环星轮三者之间的磨损，降低了离合器的使用寿命的问题，而提供一种双保险超越离合器。

本发明通过以下技术方案来实现上述目的，一种双保险超越离合器，包括G形外环齿轮、中间轴以及用于连接G形外环齿轮和中间轴的离合器本体，所述G形外环齿轮与中间轴转动连接，所述离合器本体包括G形凸轮、隔离环以及活动安装在隔离环上的传动件，所述G形凸轮与中间轴固定连接，在第一状态下，所述G形凸轮的转速大于G形外环齿轮的同向转速时，所述传动件与G形凸轮、G形外环齿轮为滚动摩擦，在第二状态下，所述G形凸轮的转速小于或者等于G形外环齿轮的同向转速时，所述传动件与G形凸轮、G形外环齿轮为静止摩擦，所述G形凸轮上设置有在自然状态下使传动件紧靠G形凸轮与G形外环齿轮的弹性抵紧装置，所述离合器本体上还设置有在第一状态下使隔离环往G形凸轮旋转相反的方向运动一定距离的离心推动机构，以使传动件与G形外环齿轮的滚动摩擦转变为不接触状态。

通过采用上述技术方案，设置弹性抵紧装置，传动件在弹性抵紧装置的作用下紧靠于中间轴和G形外环齿轮之间，当发动机带动中间轴开始转动时，由于G形凸轮、G形外环齿轮和传动件三者之间存在起步时的滚动摩擦，从而会带动G形外环齿轮一起转动，以增加起步时的动力，与传统的离合器相比，其不存G形外环齿轮的启动时间差，同时当中间轴转动速度大于外环齿轮，其由于转速增大而产生的离心力也随之增大，并使得离心推动机构带动隔离环反向运动一小段距离，以使传动件脱离滚动摩擦状态，从而避免在中间轴高速运转下，极大的减少G形凸轮、传动件和G形外环齿轮三者之间磨损，从而延长了离合器的使用寿命，而当G形凸轮的转速小于G形外环齿轮的转速时，两者存在相对运动，此时属于负载增大的状态，并且依靠G形凸轮、传动件和G形外环齿轮三者之间静止摩擦，从而增大输出扭矩，以满足动力传输。

优选的，所述G形凸轮的外缘设置有楔紧面，所述楔紧面由靠近G形凸轮的中心一侧朝其最大直径点倾斜设置。

通过采用上述技术方案，设置楔紧面，传动件在弹性抵紧装置的作用下沿其表面移动至最外点，而在自然状态下，以中间轴为固定不动，G形外环齿轮只能单向转动。

优选的，所述弹性抵紧装置位于楔紧面离G形凸轮的中心距离的最小处，其包括第一弹簧以及一端抵紧传动件侧面的内顶销。

通过采用上述技术方案，弹性抵紧装置主要由第一弹簧和内顶销构成，内定销在第一弹簧的作用下抵紧传动件，其结构简单实用。

优选的，所述隔离环上设置有辅助抵紧装置，所述辅助抵紧装置包括与G形凸轮固定连接的下压盖和安装在隔离环上的第二弹簧，所述隔离环上设置有嵌入槽，所述下压盖上设置有伸入嵌入槽中的弯折凸起，所述第二弹簧的两端分别抵在隔离环和弯折凸起的侧壁上。

通过采用上述技术方案，设置辅助抵紧装置，其可以增大传动件与G形凸轮、G形外环齿轮的滚动摩擦，从而增加离合器起步时动力。

优选的，所述第二弹簧的中心设置有与弯折凸起连接的导向杆，所述导向杆上设置有用于调节第二弹簧长度的调节块。

通过采用上述技术方案，设置导向杆和调节块，可以保证第二弹簧在压缩时不会发生歪斜，同时调节块可以控制第二弹簧的压缩长度，以使各个位置的传动件处于抵紧位置时所受的推力保持一致，也可以抵消各零部件产生的瞬间冲击，使得动力传输平稳。

优选的，所述离心推动机构包括滑动安装在下压盖上的滑块以及位于滑块侧面的复位弹簧，所述隔离环上设置有滑槽，所述滑块的一端伸入至滑槽中并与其适配。

通过采用上述技术方案，在中间轴带动下压盖的转速达到一定后，滑块在离心力的作用下克服复位弹簧的弹力，并推动隔离环也克服第一弹簧和第二弹簧的弹力，从而带动传动件反向移动一端距离，以使传动件脱离滚动摩擦状态，从而达到减少磨损的效果，进一步提升离合器耐用性。

优选的，所述传动件为圆柱体，并贯穿安装在隔离环上，其一侧与G形凸轮的楔紧面相抵，另一侧与G形外环齿轮的内孔壁相抵。

通过采用上述技术方案，采用圆柱体作为传动件，其在滚动摩擦时，能够保证G形凸轮与G形外环齿轮之间接触平稳。

优选的，所述隔离环上设置有方便传动件拆装的安装槽。

通过采用上述技术方案，设置安装槽，其增大了向外接触传动件的面积，从而更加方便对传动件进行拆装。

优选的，所述中间轴通过隔离套与滚动轴承与G形外环齿轮转动连接。

通过采用上述技术方案，设置隔离套和滚动轴承，使得离合器在负载小的情况下，中间轴与G形外环齿轮更好的转动。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

其一，设置弹性抵紧装置，传动件在弹性抵紧装置的作用下紧靠于中间轴和G形外环齿轮之间，当发动机带动中间轴开始转动时，由于G形凸轮、G形外环齿轮和传动件三者之间存在起步时的滚动摩擦，从而会带动G形外环齿轮一起转动，以增加起步时的动力，与传统的离合器相比，其不存G形外环齿轮的启动时间差，同时增加辅助抵紧装置，可以调节并增大起步动力，从而增加离合器的负载范围。

其二，设置离心推动机构，当中间轴转动速度大于外环齿轮并超过设定值时，其由转速增大而产生的离心力也随之增大，并使得离心推动机构带动隔离环反向运动，以使传动件脱离滚动摩擦状态，从而避免在中间轴高速运转下，极大的减少G形凸轮、传动件和G形外环齿轮三者之间的磨损，从而显著的延长了离合器的使用寿命。

其三，传动件是安装在隔离环上的，其由弹性抵紧装置抵紧与之对应的传动件，以带动隔离环整体转动一段距离，当其中一个弹性抵紧装置失效时，此位置的传动件依旧可以在其余位置的弹性抵紧装置的带动下，使其保持与G形凸轮和G形外环齿轮的抵紧状态，以保证离合器各个位置动力传递的平稳性和可靠性，同时在隔离环失效时，也可以将其直接拆掉，离合器依靠弹性抵紧装置和传动件也能保证正常工作，从而达到双重保险的效果，而且离合器的联动、不联动和高速磨损保护状态均是自动控制、切换，实用性强。

附图说明

图1为本发明一种双保险超越离合器的结构示意图；

图2为本发明一种双保险超越离合器的局部结构示意图；

图3为本发明一种双保险超越离合器的爆炸图；

图4为本发明一种双保险超越离合器中弹性抵紧装置的结构示意图；

图5为本发明一种双保险超越离合器中辅助抵紧装置的结构示意图；

图6为本发明一种双保险超越离合器中滑块位于滑槽内的结构示意图；

图7为图1中A处的局部放大图。

附图标记：1、G形外环齿轮；2、G形凸轮；3、滚动轴承；4、中间轴；5、下压盖；6、传动件；7、隔离环；8、隔离套；9、安装槽；10、内顶销；11、第一弹簧；12、楔紧面；13、第二弹簧；14、复位弹簧；15、弯折凸起；16、滑块；17、调节块；18、导向杆；19、嵌入槽；20、滑槽。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1-图7所示，一种双保险超越离合器，包括G形外环齿轮1、中间轴4和离合器本体，其中G形外环齿轮1与中间轴4通过滚动轴承3和隔离套8转动连接，且隔离套8用于分隔两个滚动轴承3，并与G形外环齿轮1的两端连接，离合器本体包括G形凸轮2、隔离环7和传动件6，隔离环7位于G形凸轮2与G形外环齿轮1之间，并与G形凸轮2转动连接，传动件6采用圆柱体，其设置有若干个，贯穿隔离环7后并可与G形凸轮2和G形外环齿轮1接触，G形凸轮2与中间轴4通过螺栓固定连接，G形凸轮2的外缘上设置有楔紧面12，传动件6与楔紧面12一一对应，楔紧面12的一端由靠近G形凸轮2的中心处朝G形凸轮2的最大外圆面倾斜设置，使得G形凸轮2对应楔紧面12处的位置与G形外环齿轮1之间的间距逐渐变小，当以中间轴4固定不动时，G形外环齿轮1只能单向旋转，并以此为标准可检验离合器的质量是否符合要求，而G形凸轮2上设置有弹性抵紧装置，弹性抵紧装置位于楔紧面12最靠近G形凸轮2的中心位置，其主要由第一弹簧11和内顶销10构成，第一弹簧11安装于G形凸轮2的内部，内顶销10的一端抵紧第一弹簧11，另一端倾斜抵在传动件6的外表面上，并使传动件6在自然状态下与楔紧面12和G形外环齿轮1的内孔壁始终保持抵紧状态，当中间轴4在发动机的带动下开始转动，其会带动G形凸轮2同步转动，由于传动件6是在第一弹簧11的作用下实现预固定，其并不是完全处于抵紧的静止状态，在G形凸轮2转动之后，传动件6与G形凸轮2、G形外环齿轮1之间发生滚动摩擦，由于摩擦力的存在，会使得G形凸轮2和G形外环齿轮1之间存在相对运动的阻力，以便在起步阶段提供较大扭矩，可以使得中间轴4和G形外环齿轮1同步带动负载，而当中间轴4的转速变大，此时G形凸轮2和G形外环齿轮1因存在速度差而出现脱离，负载则由中间轴4带动，并达到一级输出的状态，当外部的负载增大时，中间轴4的转速则慢慢下降至小于或者等于G形外环齿轮1的转速时，此时中间轴4相对于G形外环齿轮1的转速方向反转移动一段距离，以使传动件6沿着楔紧面12移动并牢牢抵紧在G形凸轮2和G形外环齿轮1之间，三者保持静止摩擦，从而实现中间轴4和G形外环齿轮1的同步转动，以增大输出扭矩，从而达到二级输出状态；值得一提的是由于传动件6是对称分布并活动安装在隔离环7上的，当第一弹簧11抵紧传动件6时，使其紧靠隔离环7的内壁，在多个第一弹簧11的共同作用下，隔离环7会发生整体转动一段距离，以使得所有传动件6的移动距离保持一致，特别是在其中一个位置的弹性抵紧装置失效的情况下，由其余位置的弹性抵紧装置带动失效弹性抵紧装置处的传动件6移动并保持与G形凸轮2和G形外环齿轮1接触，以保证离合器各个位置动力传递的平稳性和可靠性，从而延长离合器的使用寿命，提升了其耐用性，相比较传统的离合器来说退货以及维修率大大降低。

另外，在隔离环7上设置有辅助抵紧装置，其中辅助抵紧装置主要由下压盖5和第二弹簧13构成，隔离环7上设置有嵌入槽19，第二弹簧13安装于嵌入槽19中，而下压盖5上设置有弯折凸起15，其向一侧弯曲并伸入至嵌入槽19中，第二弹簧13的一端抵在隔离环7的侧壁上，另一端抵在弯折凸起15的侧壁上，利用第二弹簧13的推力使得隔离环7带动传动件6紧靠在G形凸轮2和G形外环齿轮1之间，其作用与弹性抵紧装置相同，以进一步增大起步扭矩，而第二弹簧13的中心设置有导向杆18，其两端与隔离环7和弯折凸起15可拆卸连接，并在第二弹簧13下压缩的过程中不会发生扭曲而弹出嵌入槽19，同时导向杆18靠近弯折凸起15一端设置有调节块17，通过螺纹连接或者改变调节块17的厚度以使隔离环7上各个位置第二弹簧13的压缩长度保持一致，从而使其弹性张力保持一致，避免因单点受力不均而造成隔离环7与G形凸轮2之间出现卡死的情况，而当离合器在使用过程中出现了隔离环7失效的情况，依旧可以将隔离环7拆掉，通过弹性抵紧装置和传动件6在无需更换零部件的前提下也能使得离合器正常工作，从而达到了双重保险的效果，保证离合器的使用寿命。

同时下压盖5上还设置有离心推动机构，其主要作用是当中间轴4处于高速旋转的状态时，其产生较大的离心力并使得离心推动机构迫使隔离环7往中间轴4相反的方向运动一小段距离，以使得传动件6自动脱离与G形凸轮2、G形外环齿轮1的抵紧状态，从而达到传动件6不接触、G形外环齿轮1空转的状态，大大减少了传动件6的滚动摩擦，显著的延长了离合器的使用寿命，其中离心推动机构主要由滑块16、复位弹簧14构成，滑块16滑动连接在下压盖5上，复位弹簧14位于滑块16远离下压盖5中心的一侧，隔离环7上还设置有滑槽20，滑块16面向隔离环7的一端延伸至滑槽20中并与其适配，滑槽20的中心线与滑块16在下压盖5上的滑动方向不平行，在中间轴4的转速达到一定时，滑块16在离心力的作用下克服复位弹簧14、第一弹簧11和第二弹簧13的弹力后推动隔离环7整体转动一小段距离，以使得传动件6沿着楔紧面12朝弹性抵紧方向移动而脱离滚动摩擦状态，从而实现了中间轴4高速状态时，传动件6与G形外环齿轮1、G形凸轮2不会发生摩擦，有效降低避免了三者之间磨损的效果，进一步提升离合器的使用寿命，而通过调节第二弹簧13的压缩长度，可以控制G形外环齿轮1处于空转状态时中间轴4的转速大小，操作简单方便实用性强，而当中间轴4处于低速时，复位弹簧14带动滑块16复位，从而恢复初始状态。

其中为了保证离合器的动力输出效果，作为优选方案可将传动件6设置为16个，其以隔离环7的中心为基准等角度分布，而每个传动件6均由两个弹性抵紧装置抵住其两端，以保证传动件6受力均匀不会发生歪斜卡死的情况，而在隔离环7上设置有安装槽9，其由隔离环7的外圆面朝内侧倾斜，以增大于拆装时与传动件6的接触面积，可以更加方便对传动件6进行安装和拆卸。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (9)

1.一种双保险超越离合器，包括G形外环齿轮(1)、中间轴(4)以及用于连接G形外环齿轮(1)和中间轴(4)的离合器本体，所述G形外环齿轮(1)与中间轴(4)转动连接，其特征在于，所述离合器本体包括G形凸轮(2)、隔离环(7)以及活动安装在隔离环(7)上的传动件(6)，所述G形凸轮(2)与中间轴(4)固定连接，在第一状态下，所述G形凸轮(2)的转速大于G形外环齿轮(1)的同向转速时，所述传动件(6)与G形凸轮(2)、G形外环齿轮(1)为滚动摩擦，在第二状态下，所述G形凸轮(2)的转速小于或者等于G形外环齿轮(1)的同向转速时，所述传动件(6)与G形凸轮(2)、G形外环齿轮(1)为静止摩擦，所述G形凸轮(2)上设置有在自然状态下使传动件(6)紧靠G形凸轮(2)与G形外环齿轮(1)的弹性抵紧装置，所述离合器本体上还设置有在第一状态下使隔离环(7)往G形凸轮(2)旋转相反的方向运动一定距离的离心推动机构，以使传动件(6)与G形外环齿轮(1)的滚动摩擦转变为不接触状态。

2.根据权利要求1所述的一种双保险超越离合器，其特征在于，所述G形凸轮(2)的外缘设置有楔紧面(12)，所述楔紧面(12)由靠近G形凸轮(2)的中心一侧朝其最大直径点倾斜设置。

3.根据权利要求2所述的一种双保险超越离合器，其特征在于，所述弹性抵紧装置位于楔紧面(12)离G形凸轮(2)的中心距离的最小处，其包括第一弹簧(11)以及一端抵紧传动件(6)侧面的内顶销(10)。

4.根据权利要求3所述的一种双保险超越离合器，其特征在于，所述隔离环(7)上设置有辅助抵紧装置，所述辅助抵紧装置包括与G形凸轮(2)固定连接的下压盖(5)和安装在隔离环(7)上的第二弹簧(13)，所述隔离环(7)上设置有嵌入槽(19)，所述下压盖(5)上设置有伸入嵌入槽(19)中的弯折凸起(15)，所述第二弹簧(13)的两端分别抵在隔离环(7)和弯折凸起(15)的侧壁上。

5.根据权利要求4所述的一种双保险超越离合器，其特征在于，所述第二弹簧(13)的中心设置有与弯折凸起(15)连接的导向杆(18)，所述导向杆(18)上设置有用于调节第二弹簧(13)长度的调节块(17)。

6.根据权利要求5所述的一种双保险超越离合器，其特征在于，所述离心推动机构包括滑动安装在下压盖(5)上的滑块(16)以及位于滑块(16)侧面的复位弹簧(14)，所述隔离环(7)上设置有滑槽(20)，所述滑块(16)的一端伸入至滑槽(20)中并与其适配。

7.根据权利要求2所述的一种双保险超越离合器，其特征在于，所述传动件(6)为圆柱体，并贯穿安装在隔离环(7)上，其一侧与G形凸轮(2)的楔紧面(12)相抵，另一侧与G形外环齿轮(1)的内孔壁相抵。

8.根据权利要求7所述的一种双保险超越离合器，其特征在于，所述隔离环(7)上设置有方便传动件(6)拆装的安装槽(9)。

9.根据权利要求8所述的一种双保险超越离合器，其特征在于，所述中间轴(4)通过隔离套(8)与滚动轴承(3)与G形外环齿轮(1)转动连接。

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