CN112049747A - 滚珠离心式齿轮组件、双联齿轮及发动机 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种滚珠离心式齿轮组件、双联齿轮及发动机，包括传动轴、从动齿轮、推力件和离心驱动件；推力件以可在圆周方向传动在轴向可被驱动滑动与从动齿轮啮合或分离的方式外套于传动轴；所述推力件还被施加背离从动齿轮的预紧力；还包括一与传动轴随动且与推力件沿轴向并列的离心驱动座，离心驱动座与推力件相对的轴向侧面设有沿径向向外逐渐变浅离心驱动槽，离心驱动件位于所述离心驱动槽内；发动机高速运转突然停止后陡坡后溜时可呈现卸载状态，发生“反拖”现象时，双联齿轮之间断开传动链，使整个电启动系统的齿轮、起动电机以及超越离合器因此而不会损坏，具有保护功能；使用时，可根据实际需要设定预紧力控制啮合转速，保证小转速或者静止时能够及时回位脱离啮合，保护系统齿轮、起动电机以及超越离合器。

Description

滚珠离心式齿轮组件、双联齿轮及发动机
技术领域
本发明涉及一种发动机附属部件，特别涉及一种滚珠离心式齿轮组件、双联齿轮及发动机。
背景技术
机动车发动机的电启动是较为普遍使用的结构；原理为起动电机转动依次带动电起动双联齿轮、电起动过桥齿轮、盘形齿轮、起动离合器、磁电机锭子和曲轴转动，完成发动机起动运转。对于较大排量的小型车来说，当发动机在高速运转时突然停止或陡坡后溜，在较大负载的情况下，惯性也相对较大，发动机“曲轴反转”导致电启动系统反转，会造成超越离合器忽然受力过大而打坏，也会造成电起动双联齿轮和电起动过桥齿轮受强烈冲击后断齿、起动电机受损。而实际使用过程中，较大排量(200排量以上)三轮车发动机存在电起动双联齿轮断齿，超越离合器打坏、起动电机受损的故障现象。
因此，需要对现有的发动机电启动结构进行改进，使其在起动完成后实现断开啮合。发动机在高速运转时突然停止或陡坡后溜时，在较大的负载和惯性的情况下，整个电启动系统的齿轮以及超越离合器、起动电机不会因反拖而损坏。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种滚珠离心式齿轮组件、双联齿轮及发动机，发动机在高速运转时突然减速或停止时实现卸载，在较大的负载和惯性的情况下，整个电启动系统的齿轮以及离合器不会因反拖而损坏。
本发明的滚珠离心式齿轮组件，包括传动轴、从动齿轮、推力件和离心驱动件；所述从动齿轮转动配合外套于所述传动轴，所述推力件以可在圆周方向传动在轴向可被驱动滑动与从动齿轮啮合或分离的方式外套于传动轴；所述推力件还被施加背离从动齿轮的预紧力；圆周方向传动轴向可滑动的配合方式一般采用花键结构，或者类似的传动结构，均可实现发明目的；
还包括一与传动轴随动且与推力件沿轴向并列的离心驱动座，所述离心驱动座与推力件相对的轴向侧面设有沿径向向外逐渐变浅离心驱动槽，所述离心驱动件位于所述离心驱动槽内；
所述离心驱动件在传动轴转动离心力作用下沿离心驱动槽向径向外侧移动，该且在移动过程中逐渐外露于离心驱动座的轴向侧面从而驱动推力件克服所述预紧力向着从动齿轮方向滑动并与从动齿轮啮合；本结构中，传动轴转动对离心驱动件产生离心力，离心力使得离心驱动件向径向外侧移动，逐渐凸出于离心驱动座的轴向侧面从而会推动推力件沿轴向滑动并与从动齿轮啮合形成传动，最终完成启动，启动完成后传动轴停止转动，离心驱动件推力消失，则在预紧力作用下推力件回位，离心驱动件回到离心驱动槽的深处，断开传动链，发动机在高速运转时突然减速或停止时实现卸载，整个电启动系统的齿轮以及离合器不会因为反拖而损坏；为了保证离心驱动件不脱离离心驱动槽，需设定推力件与离心驱动座之间的最终距离，保持结构的稳定性，在此不再赘述；离心驱动槽的结构可以是沿着径向的径向直槽、偏离径向的斜槽、弧形槽，保证越往径向向外则越浅即可，在此不再赘述。
离心驱动座与传动轴的随动特性一般为轴向固定且圆周方向传动，可采用现有的机械连接手段实现，也可一体成形，在此不再赘述；本发明的径向指的是传动轴径向，在此不再赘述。
进一步，所述推力件为盘状结构的推盘，所述离心驱动件为多个且沿圆周方向均匀分布，采用推盘的结构以及均布的离心驱动件，能够保证受力的均匀性，从而使得整个齿轮组件灵敏性较高；离心驱动件为多个则离心驱动槽也为多个，在此不再赘述。
进一步，所述预紧力由柱状弹簧施加，所述柱状弹簧位于从动齿轮与推盘之间且一端抵住推盘，另一端被抵住，所述离心驱动件位于推盘的与柱状弹簧相对的一侧；另一端的被抵住的方式可采用现有的机械结构，比如设置专门的抵紧销，或者直接抵在从动齿轮上等，在此不再赘述；如图所示，柱状弹簧通过推盘上形成的中心轴套状支撑外套于传动轴，整体结构简单紧凑，受力均匀。
进一步，所述传动轴上位于从动齿轮的轴向两侧分别设有对从动齿轮轴向限位的限位环，且从动齿轮的轴向两侧端分别设有用于在轴向容纳所述限位环的沉槽，轴向尺寸紧凑；如图所示，位于端部的限位环与传动轴一体成形，内侧的限位环为可拆卸式结构。
进一步，所述推盘中部形成用于容纳柱状弹簧的环形沉槽，环形沉槽的中心形成轴套状支撑，所述推盘通过轴套状支撑以可在圆周方向传动在轴向可被驱动滑动的方式外套于传动轴；所述柱状弹簧外套于所述轴套状支撑，一端抵住对应的限位环或齿轮，另一端抵住环形沉槽的槽底；轴套状支撑用于支撑柱状弹簧，整体结构紧凑稳定，避免弹簧多次压缩后出现偏离，同时，该轴套状支撑还能延长推盘与传动轴的配合长度，保证轴向滑动的稳定性；为了保证不干涉与从动齿轮的啮合，所述轴套状支撑的端部应低于推盘的啮合端部，利于减轻推盘重量，在此不再赘述。
进一步，所述离心驱动件为离心驱动滚珠，所述离心驱动槽为沿径向的直槽；如图所示，滚珠具有较好的滚动特性，从而在离心力作用下易于向径向外侧移动，同时在离心力消除后易于滚动回位；当然，与其配合，离心驱动槽的截面应为弧形，在此不再赘述。
进一步，所述从动齿轮与推盘之间的啮合传动方式为端面棘轮啮合传动，直接形成啮合或者分离，结构简单，加工容易，同时，端面棘轮结构为一侧面为啮合面，另一侧面为斜面，反转时易于形成脱离，保证脱离的彻底性，进一步保证传动链的有效断开。
本发明还公开了一种双联齿轮，所述双联齿轮包括主动齿轮和所述的滚珠离心式齿轮组件，所述主动齿轮传动配合设置于传动轴。
进一步，所述离心驱动座与所述主动齿轮一体成形成为主动齿轮的一部分，所述离心驱动槽位于所述主动齿轮与推盘相对的轴向侧面；该结构中，离心驱动座直接成形于主动齿轮，使得整个结构形成双联齿轮构造，结构简单紧凑，不需要多余的部件；且在主动齿轮上直接开设离心驱动槽可减轻齿轮自身重量；如图所示，调整离心驱动槽以及离心驱动件的大小，可实现调整对推盘的推力的目的。
本发明还公开了一种发动机，所述发动机的启动系统安装有所述的双联齿轮；启动动力由主动齿轮输入，从而完成启动过程。
本发明的有益效果：本发明的滚珠离心式齿轮组件、双联齿轮及发动机，采用离心驱动件控制啮合传动的结构，并在传动轴停止后脱离啮合，在发动机在较大的负载和惯性的情况下，发动机高速运转突然停止或陡坡后溜时可呈现卸载状态，发生“反拖”现象时，双联齿轮之间断开传动链，使整个电启动系统的齿轮、起动电机以及超越离合器因此而不会损坏，具有保护功能；使用时，可根据实际需要设定预紧力控制啮合转速，保证小转速或者静止时能够及时回位脱离啮合，保护系统齿轮、起动电机以及超越离合器。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述。
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明外形图。
具体实施方式
图1为本发明的结构示意图，图2为本发明外形图，如图所示：本实施例的滚珠离心式齿轮组件，包括传动轴1、从动齿轮2、推力件3和离心驱动件4；所述从动齿轮2转动配合外套于所述传动轴1，所述推力件3以可在圆周方向传动在轴向可被驱动滑动与从动齿轮啮合或分离的方式外套于传动轴1；所述推力件3还被施加背离从动齿轮的预紧力；圆周方向传动轴1向可滑动的配合方式一般采用花键结构，或者类似的传动结构，均可实现发明目的；
还包括一与传动轴1随动且与推力件沿轴向并列的离心驱动座，所述离心驱动座与推力件3相对的轴向侧面设有沿径向向外逐渐变浅离心驱动槽401，所述离心驱动件4位于所述离心驱动槽401内；
所述离心驱动件4在传动轴转动离心力作用下沿离心驱动槽向径向外侧移动，该且在移动过程中逐渐外露于离心驱动座的轴向侧面从而驱动推力件3克服所述预紧力向着从动齿轮方向滑动并与从动齿轮2啮合；本结构中，传动轴转动对离心驱动件产生离心力，离心力使得离心驱动件4向径向外侧移动，逐渐凸出于离心驱动座的轴向侧面，如图所示离心驱动件4运动至4’的位置，会推动推力件沿轴向滑动并与从动齿轮啮合形成传动，最终完成启动，启动完成后传动轴停止转动，离心驱动件4推力消失，则在预紧力作用下推力件回位，离心驱动件回到离心驱动槽的深处，断开传动链，发动机在高速运转时突然减速或停止时实现卸载，整个电启动系统的齿轮以及离合器不会因为反拖而损坏；为了保证离心驱动件不脱离离心驱动槽，需设定推力件与离心驱动座之间的最终距离，保持结构的稳定性，在此不再赘述；离心驱动槽的结构可以是沿着径向的径向直槽、偏离径向的斜槽、弧形槽，保证越往径向向外则越浅即可，在此不再赘述。
离心驱动座与传动轴1的随动特性一般为轴向固定且圆周方向传动，可采用现有的机械连接手段实现，也可一体成形，在此不再赘述；本发明的径向指的是传动轴径向，在此不再赘述。
本实施例中，所述推力件为盘状结构的推盘3，所述离心驱动件4为多个且沿圆周方向均匀分布，采用推盘3的结构以及均布的离心驱动件，能够保证受力的均匀性，从而使得整个齿轮组件灵敏性较高；离心驱动件为多个则离心驱动槽401座也为多个，在此不再赘述。
本实施例中，所述预紧力由柱状弹簧5施加，所述柱状弹簧5位于从动齿轮2与推盘之间且一端抵住推盘3，另一端被抵住，所述离心驱动件4位于推盘3的与柱状弹簧5相对的一侧；另一端的被抵住的方式可采用现有的机械结构，比如设置专门的抵紧销，或者直接抵在从动齿轮上等，在此不再赘述；如图所示，柱状弹簧通过推盘上形成的中心轴套状支撑外套于传动轴，整体结构简单紧凑，受力均匀。
本实施例中，所述传动轴1上位于从动齿轮2的轴向两侧分别设有对从动齿轮2轴向限位的限位环，且从动齿轮2的轴向两侧端分别设有用于在轴向容纳所述限位环的沉槽，使得轴向尺寸紧凑；如图所示，位于端部的限位环7与传动轴1一体成形，内侧的限位环6为可拆卸式结构，可采用在传动轴上设置卡槽，限位环6嵌合在卡槽内的结构，在此不再赘述。
本实施例中，所述推盘3中部形成用于容纳柱状弹簧5的环形沉槽，环形沉槽的中心形成轴套状支撑，所述推盘3通过轴套状支撑以可在圆周方向传动在轴向可被驱动滑动的方式外套于传动轴1；所述柱状弹簧外套于所述轴套状支撑，一端抵住对应的限位环或齿轮，另一端抵住环形沉槽的槽底；轴套状支撑用于支撑柱状弹簧，整体结构紧凑稳定，避免弹簧多次压缩后出现偏离，同时，该轴套状支撑还能延长推盘与传动轴的配合长度，保证轴向滑动的稳定性；为了保证不干涉与从动齿轮的啮合，所述轴套状支撑的端部应低于推盘的啮合端部，利于减轻推盘重量，在此不再赘述。
本实施例中，所述离心驱动件4为离心驱动滚珠，所述离心驱动槽401为沿径向的直槽；如图所示，滚珠具有较好的滚动特性，从而在离心力作用下易于向径向外侧移动，同时在离心力消除后易于滚动回位；当然，与其配合，离心驱动槽的截面应为弧形，在此不再赘述。
本实施例中，所述从动齿轮2与推盘3之间的啮合传动方式为端面棘轮啮合传动，直接形成啮合或者分离，结构简单，加工容易，同时，端面棘轮结构为一侧面为啮合面，另一侧面为斜面，反转时易于形成脱离，保证脱离的彻底性，进一步保证传动链的有效断开。
本发明还公开了一种双联齿轮，所述双联齿轮包括主动齿轮8和所述的滚珠离心式齿轮组件，所述主动齿轮8传动配合设置于传动轴1，主动齿轮与传动轴之间的配合关系可以是花键、平键或者一体成形的结构，在此不再赘述。
本实施例中，所述离心驱动座与所述主动齿轮8一体成形成为主动齿轮8的一部分，所述离心驱动槽401位于所述主动齿轮8与推盘3相对的轴向侧面；该结构中，离心驱动座直接成形于主动齿轮8，使得整个结构形成双联齿轮构造，结构简单紧凑，不需要多余的部件；且在主动齿轮上直接开设离心驱动槽可减轻齿轮自身重量；如图所示，调整离心驱动槽以及离心驱动件的大小，可实现调整对推盘的推力的目的。
本发明还公开了一种发动机，所述发动机的启动系统安装有所述的双联齿轮；启动动力由主动齿轮输入，从而完成启动过程。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种滚珠离心式齿轮组件，其特征在于：包括传动轴、从动齿轮、推力件和离心驱动件；所述从动齿轮转动配合外套于所述传动轴，所述推力件以可在圆周方向传动在轴向可被驱动滑动与从动齿轮啮合或分离的方式外套于传动轴；所述推力件还被施加背离从动齿轮的预紧力；
还包括一与传动轴随动且与推力件沿轴向并列的离心驱动座，所述离心驱动座与推力件相对的轴向侧面设有沿径向向外逐渐变浅离心驱动槽，所述离心驱动件位于所述离心驱动槽内；
所述离心驱动件在传动轴转动离心力作用下沿离心驱动槽向径向外侧移动，该且在移动过程中逐渐外露于离心驱动座的轴向侧面从而驱动推力件克服所述预紧力向着从动齿轮方向滑动并与从动齿轮啮合。
2.根据权利要求1所述的滚珠离心式齿轮组件，其特征在于：所述推力件为盘状结构的推盘，所述离心驱动件为多个且沿圆周方向均匀分布。
3.根据权利要求2所述的滚珠离心式齿轮组件，其特征在于：所述预紧力由柱状弹簧施加，所述柱状弹簧位于从动齿轮与推盘之间且一端抵住推盘，另一端被抵住，所述离心驱动件位于推盘的与柱状弹簧相对的一侧。
4.根据权利要求3所述的滚珠离心式齿轮组件，其特征在于：所述传动轴上位于从动齿轮的轴向两侧分别设有对从动齿轮轴向限位的限位环，且从动齿轮的轴向两侧端分别设有用于在轴向容纳所述限位环的沉槽。
5.根据权利要求4所述的滚珠离心式齿轮组件，其特征在于：所述推盘中部形成用于容纳柱状弹簧的环形沉槽，环形沉槽的中心形成轴套状支撑，所述推盘通过轴套状支撑以可在圆周方向传动在轴向可被驱动滑动的方式外套于传动轴；所述柱状弹簧外套于所述轴套状支撑，一端抵住对应的限位环或齿轮，另一端抵住环形沉槽的槽底。
6.根据权利要求5所述的滚珠离心式齿轮组件，其特征在于：所述离心驱动件为离心驱动滚珠，所述离心驱动槽为沿径向的直槽。
7.根据权利要求5所述的滚珠离心式齿轮组件，其特征在于：所述从动齿轮与推盘之间的啮合传动方式为端面棘轮啮合传动。
8.一种双联齿轮，其特征在于：所述双联齿轮包括主动齿轮和权利要求1-7任一权利要求所述的滚珠离心式齿轮组件，所述主动齿轮传动配合设置于传动轴。
9.根据权利要求7所述的双联齿轮，其特征在于：所述离心驱动座与所述主动齿轮一体成形成为主动齿轮的一部分，所述离心驱动槽位于所述主动齿轮与推盘相对的轴向侧面。
10.一种发动机，其特征在于：所述发动机的启动系统安装有权利要求8所述的双联齿轮。
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