CN113958622A - 一种隐藏式扭矩限制器及扭矩限制蜗杆 - Google Patents

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周飞
黄建昌
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沈庆
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Abstract

本发明属于扭矩限制器技术领域，具体涉及一种隐藏式扭矩限制器及扭矩限制蜗杆。该隐藏式扭矩限制器包括套管和设于套管内的内架组件；套管内壁沿轴向开设有一组凹槽；内架组件包括架芯、一组弹片、凸条；弹片沿周向设于架芯上，凸条沿轴向设于弹片上；凸条卡入凹槽。本发明在此基础上进一步提供了一种扭矩限制蜗杆。本发明提供的隐藏式扭矩限制器，结构紧凑小巧，扭矩传递大，运行可靠稳定，装配方便灵活，适用于模块化生产，综合成本较低。本发明提供的矩限制蜗杆除了继承了扭矩限制器的上述优点以外，还具有隐藏化、轻量化、不占用空间和超大扭矩等特点。

Description

一种隐藏式扭矩限制器及扭矩限制蜗杆
技术领域
本发明属于扭矩限制器技术领域，具体涉及一种隐藏式扭矩限制器及扭矩限制蜗杆。
背景技术
扭矩限制器是一类扭矩保护和控制装置，包括机械式和电磁式，被广泛应用于需要扭矩限制的各个领域。以家电和智能家居的应用为例，扭矩限制器常应用于各类执行器中，在过载时保护执行器内部的传动件和结构件，如本公司公开的CN106761149B、CN106639736B、CN111023685A等专利。随着现代家电和智能家居的深度进化发展，要求结构隐藏化轻量化，然而，现有扭矩限制器在隐藏化轻量化方面的开发研究仍有待进一步提升。现有机械扭矩限制器按照结构分类主要包括圆盘式和圆筒式两大类。圆盘式扭矩限制器由于转轴与圆盘垂直，占用空间大，不利于隐藏和轻量化设计。现有的圆筒式扭矩限制器，其内部接触部件多采用周向布置，轴向各处受力不均或部分区域不受力，不仅同等体积下扭矩小，而且各处磨损进程不同，稳定性差，使用寿命短。同时，现有扭矩限制器还存在扭矩调节困难，结构复杂，装配不便等问题。在本发明的实现过程中，我们还发现在现有各类执行器中，扭矩限制器往往作为一个独立部件串联在传动结构中，这种设计集成度低，占用空间大。而且，独立的扭矩限制器往往受到结构安排的限制，无法设于传动结构的最低扭矩处，导致其结构进一步增大，占用空间大，灵活性不佳。
发明内容
本发明提供一种隐藏式扭矩限制器及扭矩限制蜗杆，以克服现有技术中存在的上述问题。
为了达到上述目的，本发明通过以下技术方案来实现：一种隐藏式扭矩限制器，包括套管和设于套管内的内架组件；套管内壁沿轴向开设有一组凹槽；内架组件包括架芯、一组弹片、凸条；弹片沿周向设于架芯上，凸条沿轴向设于弹片上；凸条卡入凹槽。该隐藏式扭矩限制器在工作时存在两种工作状态。当受到的扭矩较小时，凸条卡入凹槽后不会发生脱离，此时内架组件与套管相对静止，可以传递扭矩。当受到的扭矩较大时，凸条脱离凹槽，此时内架组件与套管发生打滑，从而限制过大的扭矩传递。该隐藏式扭矩限制器使用多组凹槽和凸条作为主要受力部件，其接触面积大，接触稳定可靠，磨损少，寿命长，在同等体积条件下可传递的扭矩大。此外，该隐藏式扭矩限制器可传递的最大扭矩可以进行设计和调节，其方式包括但不限于以下几种：调节凹槽和凸条的个数、长度、形状和大小；调节弹片的厚度、宽度和材质。
进一步地，上述隐藏式扭矩限制器，架芯上还设有安装孔。
进一步地，上述隐藏式扭矩限制器，架芯、弹片、凸条三者优选采用一体成型的方式连接，可靠性高且生产成本低。
进一步地，上述隐藏式扭矩限制器，弹片包括直片段和弧片段；直片段设于架芯上；弧片段与直片段连接，且直片段与弧片段的延伸方向相反；凸条设于弧片段边缘。其中，直片段主要起支撑作用，辅以弹性作用；弧片段主要起弹性作用，辅以支撑作用；直片段与弧片段呈反方向延伸，使两者形成锐角的夹角，从而产生较大的弹性空间，保证弹片不发生疲劳或折断，同时使凸条在卡入和脱离凹槽过程中受力相对均匀柔和。
进一步地，上述隐藏式扭矩限制器，架芯与凸条之间还设有弹弓。设置弹弓可以调节该隐藏式扭矩限制器的最大传输扭矩，弹弓的个数既可以与弹片个数相同，也可以少于弹片个数，可以根据实际需求调节和装配。弹弓为可拆卸设置，通过选取弹弓的型号和弹弓的个数可方便地对扭矩进行调节，这种调节方式相较于其他方式更为简单灵活，具有更高的通用性，而不需要重新制造内架组件和套筒，尤其适合现代工业模块化生产。
进一步地，上述隐藏式扭矩限制器，凸条背面设有第一弹弓槽；架芯外侧沿轴向设有一组第二弹弓槽；第一弹弓槽与第二弹弓槽位置相对；弹弓卡设于第一弹弓槽和第二弹弓槽内。
进一步地，上述隐藏式扭矩限制器，弹弓优选使用框形弹弓。框形弹弓各受力点受力均匀稳定，使凸条在长期使用过程中的磨损相对均匀，保证扭矩限制器运行的稳定性和可靠性。
进一步地，上述隐藏式扭矩限制器，第一弹弓槽和第二弹弓槽优选为燕尾槽。
本发明还提供一种扭矩限制蜗杆，其结构是在上述隐藏式扭矩限制器外套设蜗杆套。该技术方案打破常规的各自独立的思维方式，巧妙地将蜗杆与上述隐藏式扭矩限制器合为一体，带来的有益效果是多方面的。其不需要付出任何空间作为代价就能实现大扭矩的扭矩限制和保护功能。本发明提供的扭矩限制器整体呈桶状，与蜗杆的杆状恰好契合，因此在蜗杆内设置扭矩限制器不仅实现完全隐藏不占用一点空间，而且对蜗杆的结构强度和性能不会造成不利影响。蜗轮蜗杆是应用非常广泛的大比例降速增扭的单向动力传递装置，蜗杆所受到的扭矩往往是整套传动装置中最小或较小的，因此在蜗杆内设置扭矩限制器具有扭矩要求低的先天优势，有利于结构小型化。在此基础上，再配合上述扭矩限制器其自身具有结构紧凑扭矩较大的特点，最终实现大扭矩传递、不占用额外空间、可靠稳定、隐藏化轻量化等多方面的有益效果。本发明提供的扭矩限制蜗杆源自以上多方面要素的发掘、考量与契合，其设计不仅需要扎实的本领域基础知识，也需要丰富的想象力和创造力。
进一步地，上述扭的矩限制蜗杆，蜗杆套套设于套管上，蜗杆套与套管可以是一体连接，也可以是可拆卸连接。
有益效果：通过以上技术方案可以看出，本发明提供的隐藏式扭矩限制器，结构紧凑小巧，扭矩传递大，运行可靠稳定，装配方便灵活，适用于模块化生产，综合成本较低。本发明提供的矩限制蜗杆除了继承了扭矩限制器的上述优点以外，还具有隐藏化、轻量化、不占用空间和超大扭矩等特点。
附图说明
图1和2为实施例1的结构示意图；
图3和4为实施例2和3所述的扭矩限制器的结构示意图；
图5为图4的局部放大图；
图6为实施例3的扭矩限制蜗杆的结构示意图。
图中，套管1、内架组件2、蜗杆套3、凹槽11、架芯21、弹片22、凸条23、弹弓24、安装孔211、第二弹弓槽212、直片段221、弧片段222、第一弹弓槽231。。
具体实施方式
下面通过具体实施例，进一步阐明本发明，实施例只是为了说明问题，并不是一种限制。
实施例1
一种隐藏式扭矩限制器，如图1和2所示，包括套管1和设于套管1内的内架组件2；套管1内壁沿轴向开设有一组凹槽11；内架组件2包括架芯21、一组弹片22、凸条23；弹片22沿周向设于架芯21上，凸条23沿轴向设于弹片22上；凸条23卡入凹槽11。
本实施例中，架芯21上还设有安装孔211。
实施例2
一种隐藏式扭矩限制器，如图3至5所示，包括套管1和设于套管1内的内架组件2；套管1内壁沿轴向开设有一组凹槽11；内架组件2包括架芯21、一组弹片22、凸条23；弹片22沿周向设于架芯21上，凸条23沿轴向设于弹片22上；凸条23卡入凹槽11。
本实施例中，架芯21上还设有安装孔211。
本实施例中，架芯21、弹片22、凸条23三者一体成型。
本实施例中，弹片22包括直片段221和弧片段222；直片段221设于架芯21上；弧片段222与直片段221连接，且直片段221与弧片段222的延伸方向相反；凸条23设于弧片段222边缘。
本实施例中，架芯21与凸条23之间还设有弹弓24。
本实施例中，凸条23背面设有第一弹弓槽231；架芯21外侧沿轴向设有一组第二弹弓槽212；第一弹弓槽231与第二弹弓槽212位置相对；弹弓24卡设于第一弹弓槽231和第二弹弓槽212内。
本实施例中，弹弓24为框形弹弓。
本实施例中，第一弹弓槽231和第二弹弓槽212为燕尾槽。
实施例3
一种扭矩限制蜗杆，如图6所示，包括扭矩限制器和可拆卸套设于扭矩限制器外的蜗杆套3。其中，扭矩限制器如图3至5所示。
本实施例中，该扭矩限制器包括套管1和设于套管1内的内架组件2；套管1内壁沿轴向开设有一组凹槽11；内架组件2包括架芯21、一组弹片22、凸条23；弹片22沿周向设于架芯21上，凸条23沿轴向设于弹片22上；凸条23卡入凹槽11。
本实施例中，架芯21上还设有安装孔211。
本实施例中，架芯21、弹片22、凸条23三者一体成型。
本实施例中，弹片22包括直片段221和弧片段222；直片段221设于架芯21上；弧片段222与直片段221连接，且直片段221与弧片段222的延伸方向相反；凸条23设于弧片段222边缘。
本实施例中，架芯21与凸条23之间还设有弹弓24。
本实施例中，凸条23背面设有第一弹弓槽231；架芯21外侧沿轴向设有一组第二弹弓槽212；第一弹弓槽231与第二弹弓槽212位置相对；弹弓24卡设于第一弹弓槽231和第二弹弓槽212内。
本实施例中，弹弓24为框形弹弓。
本实施例中，第一弹弓槽231和第二弹弓槽212为燕尾槽。
以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种隐藏式扭矩限制器，其特征在于：包括套管（1）和设于所述套管（1）内的内架组件（2）；所述套管（1）内壁沿轴向开设有一组凹槽（11）；所述内架组件（2）包括架芯（21）、一组弹片（22）、凸条（23）；所述弹片（22）沿周向设于所述架芯（21）上，所述凸条（23）沿轴向设于所述弹片（22）上；所述凸条（23）卡入所述凹槽（11）。
2.根据权利要求1所述的隐藏式扭矩限制器，其特征在于：所述架芯（21）上还设有安装孔（211）。
3.根据权利要求1所述的隐藏式扭矩限制器，其特征在于：所述架芯（21）、所述弹片（22）、所述凸条（23）三者一体成型。
4.根据权利要求3所述的隐藏式扭矩限制器，其特征在于：所述弹片（22）包括直片段（221）和弧片段（222）；所述直片段（221）设于所述架芯（21）上；所述弧片段（222）与所述直片段（221）连接，且所述直片段（221）与所述弧片段（222）的延伸方向相反；所述凸条（23）设于所述弧片段（222）边缘。
5.根据权利要求1至4任一项所述的隐藏式扭矩限制器，其特征在于：所述架芯（21）与所述凸条（23）之间还设有弹弓（24）。
6.根据权利要求5所述的隐藏式扭矩限制器，其特征在于：所述凸条（23）背面设有第一弹弓槽（231）；所述架芯（21）外侧沿轴向设有一组第二弹弓槽（212）；所述第一弹弓槽（231）与所述第二弹弓槽（212）位置相对；所述弹弓（24）卡设于所述第一弹弓槽（231）和所述第二弹弓槽（212）内。
7.根据权利要求6所述的隐藏式扭矩限制器，其特征在于：所述弹弓（24）为框形弹弓。
8.根据权利要求6所述的隐藏式扭矩限制器，其特征在于：所述第一弹弓槽（231）和所述第二弹弓槽（212）为燕尾槽。
9.一种扭矩限制蜗杆，其特征在于：在权利要求1至8任一项所述的隐藏式扭矩限制器外套设蜗杆套（3）。
10.根据权利要求9所述的扭矩限制蜗杆，其特征在于：所述蜗杆套（3）套设于所述套管（1）上，所述蜗杆套（3）与所述套管（1）一体或可拆卸连接。
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