CN111810621A - 一种机械式离合器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种机械式离合器，包括外壳和动力输入装置，所述外壳内设置有行星传动机构，外壳顶部设置有用于通断行星传动机构的传动链的凸轮机构和用于手动锁定凸轮机构的锁定机构，所述动力输入装置的输出端与行星传动机构连接，本发明采用凸轮机构和锁定机构实现了手动介入传动链的结合与脱离的功能，是现有离合器完全不具备的功能，且整体结构紧凑，质量轻，传递扭矩大，传递安全可靠的优点，本发明采用行星传动机构减少设备体积及重量，降低维护保养难度，提高拖动系统工作可靠性，且本发明断电后可具备机械把持能力，同时还可通过手动介入实现把持能力的解锁与锁定。

Description

一种机械式离合器

技术领域

本发明涉及一种离合器，特别是涉及一种机械式离合器。

背景技术

在现代航空产品中，要求有一部分产品在飞机断电的情况下，能实现徒手作业。故在飞机飞行过程中，通电需要产品实现功能，当完成指定功能后，在掉电情况下具备把持能力，在人工进行徒手作业时，具备手动断开传动链和手动复位原传动系统，针对实现这一系列功能，做了如下的产品调查。

在传统的电动驱动传动链中，多采用电动摩擦式离合器，通过通断电的方式断开传动链。其优点是结构简单，接合、脱开能实现无缝隙离合，缺点是一旦电源等供电设备断电，传动链将不能实现离合功能，在传递扭矩时，传递扭矩取决于摩擦力大小，故传递扭矩较小。

在电磁离合器的升级产品，有牙砍式离合器。优点是传递扭矩大，结合时，传递可靠。缺点是传递较大扭矩时，体积大，制造精度高，有啮合不上时打齿的风险，在掉电情况下，不具备手动工作的能力。

通过了解现有产品仍然没有摆脱在掉电情况下带来的缺陷；仍然不具备在掉电情况下，手动介入的能力。

发明内容

本发明的目的在于提供一种机械式离合器，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种机械式离合器，包括外壳和动力输入装置，所述外壳内设置有行星传动机构，外壳顶部设置有用于通断行星传动机构的传动链的凸轮机构和用于手动锁定凸轮机构的锁定机构，所述动力输入装置的输出端与行星传动机构连接。

所述行星传动机构包括行星架轴、内齿圈、行星轮、太阳轮轴、行星架和太阳轮，所述动力输入装置的输出端与太阳轮轴连接，太阳轮轴上设置有太阳轮，太阳轮外侧设置有内齿圈，内齿圈与太阳轮之间设置有若干行星轮，所述行星轮均安装在行星架上，所述太阳轮、若干行星轮和内齿圈同时啮合，所述行星架背向太阳轮一侧设置有行星架轴，所述内齿圈外侧设置有与凸轮机构配合的外花键。

所述凸轮机构包括限位滑槽、滑块和凸轮，所述外壳顶部贯通有限位滑槽，限位滑槽内滑动连接有滑块，滑块底部设置有锁定块，锁定块与外花键匹配设置，滑块上贯通有凸轮槽，所述凸轮与凸轮槽滑动连接。

所述锁定机构包括手动端盖、滑套、旋转把手、压簧、卡块、曲柄和卡槽，所述手动端盖固定安装在外壳顶部，手动端盖内转动连接有曲柄，曲柄底端与外壳转动连接，曲柄顶部滑动连接有滑套，滑套侧面设置有卡块，所述曲柄侧面设置有限位环，所述凸轮安装在曲柄侧面，且凸轮位于限位环下方，所述曲柄外侧设置有压簧，压簧两端分别与滑套和限位环固连，所述滑套顶部安装有旋转把手，所述手动端盖内壁通有卡槽，卡槽与凸轮槽对应设置且与卡块配合设置。

所述外壳顶部嵌装有衬套，衬套位于滑块下方，所述曲柄底端与衬套转动连接。

所述动力输入装置的输出端通过蜗轮蜗杆传动副与太阳轮轴连接。

所述外壳包括盖板和手动输入壳体，盖板和手动输入壳体通过螺钉扣合安装，所述内齿圈两相对侧面分别与盖板和手动输入壳体转动连接，所述限位滑槽包括盖板滑槽和壳体滑槽，盖板滑槽位于盖板顶部，壳体滑槽位于手动输入壳体顶部。

所述内齿圈两相对侧面与盖板和手动输入壳体连接处均套装有铜环。

本发明的有益效果是：

本发明采用凸轮机构和锁定机构实现了手动介入传动链的结合与脱离的功能，是现有离合器完全不具备的功能，且整体结构紧凑，质量轻，传递扭矩大，传递安全可靠的优点。

本发明采用行星传动机构减少设备体积及重量，降低维护保养难度，提高拖动系统工作可靠性，且本发明断电后可具备机械把持能力，同时还可通过手动介入实现把持能力的解锁与锁定。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明中外壳局部剖视结构示意图；

图3为本发明中盖板和内齿圈配合结构示意图；

图4为本发明中行星传动机构的结构示意图；

图5为本发明中内齿圈与锁定机构分离状态的结构示意图；

图6为本发明中锁定机构调节过程中的结构示意图；

图7为本发明中锁定结构的剖视结构示意图；

图8为本发明中滑套和手动端盖的位置关系爆炸图；

图9为本发明中锁定机构的结构示意图；

图10为本发明中滑块的结构示意图；

图11为本发明中凸轮机构分离状态示意图；

图12为本发明中凸轮结构啮合状态示意图。

图中: 盖板1、手动输入壳体2、手动端盖3、行星架轴4、滑套5、旋转把手6、盖板滑槽7、壳体滑槽8、滑块9、锁定块91、凸轮槽92、内齿圈10、铜环11、行星轮12、外花键13、压簧14、太阳轮轴15、卡块16、曲柄17、卡槽18、凸轮19、衬套20、行星架21、太阳轮22。

具体实施方式

下面结合附图进一步详细描述本发明的技术方案，但本发明的保护范围不局限于以下所述。

请参阅图1～12，本发明实施例中提供一种机械式离合器，包括外壳和动力输入装置，外壳内设置有行星传动机构，外壳顶部设置有用于通断行星传动机构的传动链的凸轮机构和用于手动锁定凸轮机构的锁定机构，动力输入装置的输出端与行星传动机构连接。

行星传动机构包括行星架轴4、内齿圈10、行星轮12、太阳轮轴15、行星架21和太阳轮22，动力输入装置（如电机）的输出端通过蜗轮蜗杆传动副与太阳轮轴15连接，具有传递动力不可逆的特性，太阳轮轴15上设置有太阳轮22，太阳轮22外侧设置有内齿圈10，内齿圈10与太阳轮22之间设置有若干行星轮12，行星轮12均安装在行星架21上，太阳轮22、若干行星轮12和内齿圈10同时啮合，行星架21背向太阳轮22一侧设置有行星架轴4，行星架轴4和太阳轮轴15中心轴线共线，内齿圈10外侧设置有与凸轮机构配合的外花键13。

参阅图2和图3，外壳包括盖板1和手动输入壳体2，盖板1和手动输入壳体2通过螺钉扣合安装，内齿圈10两相对侧面分别与盖板1和手动输入壳体2转动连接，且内齿圈10两相对侧面均设置有支撑凸台，支撑凸台外侧套装有铜环11，且内齿圈10与盖板1和手动输入壳体2均采用间隙配合，内齿圈10被限制了五个自由度，只有沿太阳轮轴15和行星架轴4轴向旋转的自由度。

参阅图10、图11和图12，凸轮机构包括限位滑槽、滑块9和凸轮19，参阅图2，外壳顶部贯通有限位滑槽，限位滑槽内滑动连接有滑块9，限位滑槽包括盖板滑槽7和壳体滑槽8，盖板滑槽7位于盖板1顶部，壳体滑槽8位于手动输入壳体2顶部，滑块9底部设置有锁定块91，锁定块91与外花键13匹配设置，滑块9上贯通有凸轮槽92，凸轮19与凸轮槽92滑动连接，限位滑槽，限制了滑块9的五个自由度，滑块9只能在滑槽内作直线运动，通过与凸轮19的配合，只要凸轮19不旋转，滑块9便在唯一确定位置固定，在外花键13受力时，由壳体滑槽8承受内齿圈10的扭矩，进而此机构可传递较大的扭矩，综上，通过凸轮机构改变滑块9的位置，即可实现锁定块91与外花键13的啮合与脱离。

传递路径：

一般状态下凸轮机构的锁定块91卡入外花键13键槽内，与外花键13啮合，内齿圈10失去旋转自由度。

整个太阳轮轴15由蜗轮带动，带动太阳轮22转动，动力由太阳轮22输入，通过周向阵列分布的行星轮12传动，行星架21转动，进而动力通过行星架轴4输出，实现了动力的传递。

若太阳轮15固定时，整个传递链将锁死，即断电状态下，太阳轮15锁死（蜗轮蜗杆自锁），整个机构实现了掉电把持能力。

参阅图5，当需要手动介入工作时，转动锁定机构，带动凸轮19旋转至凸轮槽92另一端，滑块9滑动伸出盖板1，使得锁定块91脱离外花键13的键槽，内齿圈10得到旋转自由度，此时当需要末级输入时，即行星架轴4为输入端，通过内齿圈10的旋转，将动力释放，达到能手动操作的目的，实现了双向手动离合的功能。

参阅图5~图9，锁定机构包括手动端盖3、滑套5、旋转把手6、压簧14、卡块16、曲柄17和卡槽18，手动端盖3固定安装在手动输入壳体2顶部，手动端盖3内转动连接有曲柄17，曲柄17顶部为内六方结构且滑动连接有滑套5，即滑套5可沿曲柄17上下滑动，同时滑套5转动会带动曲柄17转动，滑套5侧面设置有卡块16，曲柄17侧面设置有限位环171，凸轮19安装在曲柄17侧面，且凸轮19位于限位环171下方，外壳顶部嵌装有衬套20，衬套20位于滑块9下方（衬套20与限位环171之间的距离，略大于滑块9的厚度），曲柄17底端与衬套20转动连接。

曲柄17外侧设置有压簧14，压簧14两端分别与滑套5和限位环171固连，滑套5顶部安装有旋转把手6，手动端盖3内壁通有卡槽18，卡槽18与凸轮槽92对应设置且与卡块16配合设置。

当需要盖板上述传递路径的不同状态时，即需要改变离合器状态时，按压滑套5，旋转曲柄17一百八十度，卡块16到达另一端卡槽18下方，（图8只示出了一半卡槽18，完成的卡槽18为图8镜像后的整体），松开滑套5压簧14把卡块16顶入另一端的卡槽18内，由于凸轮19固定安装在曲柄17下端，凸轮19也会相应在凸轮槽92内旋转一百八十度，滑块9滑动，进而使凸轮机构变为与之前不同的状态，实现了手动断开与结合传动链的目的。

现介绍一种本发明的具体应用场景，在飞机舱门盖板打开时，离合器处于第一状态即上述太阳轮22输入，行星轮轴4输出带动舱门盖板翻开，此时断电，进入第二状态，即太阳轮15锁死，蜗轮蜗杆自锁，可实现掉电把持状态，在大风环境下舱门盖板依然可以保持翻开状态，当需要关闭舱门盖板时，现有的关闭方式为人工推动盖板关闭，此时手动介入工作，离合器变为第三状态，即锁定块91脱离外花键13的键槽，推动盖板行星轮轴4反转，此时的力即可通过内齿圈10释放掉，并不会干涉其他结构，相比于现有的采用油缸顶出盖板，人工泄压并推动盖板扣合的方式，采用此离合器大大减轻了驱动机构的重量，有利于航空航天轻量化的要求，本发明还有其他具体应用场景，在此就不再赘述。

以上仅是本发明的优选实施方式，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。

Claims (8)

1.一种机械式离合器，包括外壳和动力输入装置，其特征在于：所述外壳内设置有行星传动机构，外壳顶部设置有用于通断行星传动机构的传动链的凸轮机构和用于手动锁定凸轮机构的锁定机构，所述动力输入装置的输出端与行星传动机构连接。

2.根据权利要求1所述的一种机械式离合器，其特征在于：所述行星传动机构包括行星架轴（4）、内齿圈（10）、行星轮（12）、太阳轮轴（15）、行星架（21）和太阳轮（22），所述动力输入装置的输出端与太阳轮轴（15）连接，太阳轮轴（15）上设置有太阳轮（22），太阳轮（22）外侧设置有内齿圈（10），内齿圈（10）与太阳轮（22）之间设置有若干行星轮（12），所述行星轮（12）均安装在行星架（21）上，所述太阳轮（22）、若干行星轮（12）和内齿圈（10）同时啮合，所述行星架（21）背向太阳轮（22）一侧设置有行星架轴（4），所述内齿圈（10）外侧设置有与凸轮机构配合的外花键（13）。

3.根据权利要求2所述的一种机械式离合器，其特征在于：所述凸轮机构包括限位滑槽、滑块（9）和凸轮（19），所述外壳顶部贯通有限位滑槽，限位滑槽内滑动连接有滑块（9），滑块（9）底部设置有锁定块（91），锁定块（91）与外花键（13）匹配设置，滑块（9）上贯通有凸轮槽（92），所述凸轮（19）与凸轮槽（92）滑动连接。

4.根据权利要求3所述的一种机械式离合器，其特征在于：所述锁定机构包括手动端盖（3）、滑套（5）、旋转把手（6）、压簧（14）、卡块（16）、曲柄（17）和卡槽（18），所述手动端盖（3）固定安装在外壳顶部，手动端盖（3）内转动连接有曲柄（17），曲柄（17）底端与外壳转动连接，曲柄（17）顶部滑动连接有滑套（5），滑套（5）侧面设置有卡块（16），所述曲柄（17）侧面设置有限位环（171），所述凸轮（19）安装在曲柄（17）侧面，且凸轮（19）位于限位环（171）下方，所述曲柄（17）外侧设置有压簧（14），压簧（14）两端分别与滑套（5）和限位环（171）固连，所述滑套（5）顶部安装有旋转把手（6），所述手动端盖（3）内壁通有卡槽（18），卡槽（18）与凸轮槽（92）对应设置且与卡块（16）配合设置。

5.根据权利要求4所述的一种机械式离合器，其特征在于：所述外壳顶部嵌装有衬套（20），衬套（20）位于滑块（9）下方，所述曲柄（17）底端与衬套（20）转动连接。

6.根据权利要求2所述的一种机械式离合器，其特征在于：所述动力输入装置的输出端通过蜗轮蜗杆传动副与太阳轮轴（15）连接。

7.根据权利要求3所述的一种机械式离合器，其特征在于：所述外壳包括盖板（1）和手动输入壳体（2），盖板（1）和手动输入壳体（2）通过螺钉扣合安装，所述内齿圈（10）两相对侧面分别与盖板（1）和手动输入壳体（2）转动连接，所述限位滑槽包括盖板滑槽（7）和壳体滑槽（8），盖板滑槽（7）位于盖板（1）顶部，壳体滑槽（8）位于手动输入壳体（2）顶部。

8.根据权利要求7所述的一种机械式离合器，其特征在于：所述内齿圈（10）两相对侧面与盖板（1）和手动输入壳体（2）连接处均套装有铜环（11）。

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