CN113958626A - 一种适用于变速器的单向螺旋联轴器 - Google Patents
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Abstract
本发明属于变速技术领域,公开了一种适用于变速器的单向螺旋联轴器。该单向螺旋联轴器安装在行星变速机构内,包括连接外毂、传动滚针、螺旋磨片、连接内毂、左紧固片、右紧固片、推力片、推力离合器以及推力活塞。本发明联轴器采用传动滚针结构,当该联轴器外毂逆时针转动时,联轴器内毂和外毂可以实现自由转动,当联轴器外毂顺时针转动时,联轴器内毂和外毂实现滑磨结合,可以进行功率的传递。当推力离合器工作时,不管联轴器外毂顺时针转动或者逆时针转动,均不传递功率,该发明能够实现变速机构功率传递和切换,本发明可以实现单向顺时针传递功率,单向逆时针自由运动,离合器工作可以实现双向自由运动。
Description
技术领域
本发明属于变速技术领域,涉及一种适用于变速器的单向螺旋联轴器,采用螺旋型滚针结构,利用圆周面滑磨可以实现功率的单向传递。
背景技术
传动装置作为地面机动平台的核心部件,其技术发展直接决定地面机动平台的机动性能,并对地面机动平台的未来发展起着关键推动作用。传动装置需要进行功率流的传递与切换,一般传动装置采用干式或者湿式离合器实现此功能,然而传统离合器结构复杂,造价昂贵,需要较大的安装空间,且不能实现单向功率传递。
发明内容
本发明目的在于提供一种能够实现功率流单向传递和切换的螺旋形联轴器,相比于传统的结构,本发明结构简单,易于实现,传递功率高。
为了实现上述目的,本发明的完整技术方案如下:
一种适用于变速器的单向螺旋联轴器,安装在行星变速机构内,包括连接外毂1、传动滚针2、螺旋磨片3、连接内毂4、左紧固片9、右紧固片5、推力片6、推力离合器7以及推力活塞8;
连接外毂1为圆环锻钢结构,其外环为光滑圆环,外环可以通过安装面固定在变速机构内部,内环一侧为渐开线内齿,用于和联轴器输入端连接;连接外毂内环另一侧为螺旋形内沟槽,螺旋形内沟槽按照45度等分,共有8段,8段沟槽尺寸相同,每段沟槽均为圆弧型结构;连接外毂左端面开有螺栓孔,用于安装左紧固片9;
传动滚针2采用中间粗两端细的结构,安装于连接外毂1的8个螺旋槽内;
螺旋磨片3为两个半圆结构,两个半圆结构之间有一定的间隙,螺旋磨片3外圆为与连接外毂1配对的8个螺旋形外沟槽,螺旋形外沟槽与连接外毂1形成传动滚针2的安装槽;螺旋磨片3内表面开有菱形槽,起到增加摩擦力的作用;螺旋磨片3的左侧开有一个45°的倒角,主要用于和推力片6进行配合;
连接内毂4为左右两阶凸字型中空圆台结构,其外表面为与螺旋磨片3配合的沟槽,以有利于摩擦力的传递,连接内毂4中空圆柱形腔体壁面加工有连接内花键,可以和功率输出机构连接,同时也可以通过右侧圆台构成的外齿轮与功率输出机构连接,连接内毂4右端面同样开有螺栓孔,用于和右紧固片5配合;螺旋磨片3与连接内毂4外壁之间有一定的间隙;
左紧固片9和右紧固片5,均包括螺栓、垫片、紧固片三个部件,左紧固片9主要给连接滚针2一个左侧的定位,右紧固片5主要给连接滚针2和螺旋磨片3一个右侧的定位;
推力片6是由水平段和垂直段所构成的圆盘结构,推力片水平段部开有与螺旋磨片3配合的45°的倒角,推力片6的水平端部倒角与螺旋磨片3左侧45°倒角之间有一定的间隙;水平端和垂直端之间采用圆弧过渡;推力片6的垂直端部与推力离合器7连接,推力离合器7可以推动推力片在水平方向运动;
推力离合器7与推力片6垂直端部安装端面加工有充油孔,推力活塞8放置在充油孔内,与其间隙配合,充油孔内注入压力油后,可以推动活塞轴向运动。
进一步地,连接外毂1外环直径为240mm,内齿分度圆直径为204mm。
进一步地,每段沟槽圆弧起点到中心距离为180mm,圆弧终点到中心距离为200mm,起点和终点由直径为7mm的圆连接。
进一步地,螺旋形沟槽面硬度为65-70HRC,粗糙度小于1.6。
进一步地,8个螺旋槽各安装7个传动滚针。
进一步地,传动滚针2的硬度要达到50-60HRC,粗糙度小于1.6,螺旋磨片3的热处理硬度为75-80HRC,连接内毂4的硬度为65-70HRC。
进一步地,螺旋磨片3两个半圆结构之间的间隙为0.1~0.2mm。
进一步地,螺旋磨片3内表面的菱形槽的圆弧半径为0.5~0.8mm。
进一步地,螺旋磨片3的倒角与推力片6水平端部的倒角之间的间隙为0.5~0.8mm。
进一步地,推力活塞的推力行程大于推力片6与螺旋磨片3的间隙。
发明效果
本发明联轴器采用传动滚针结构,当该联轴器外毂逆时针转动时,联轴器内毂和外毂可以实现自由转动,当联轴器外毂顺时针转动时,联轴器内毂和外毂实现滑磨结合,可以进行功率的传递。当推力离合器工作时,不管联轴器外毂顺时针转动或者逆时针转动,均不传递功率,该发明能够实现变速机构功率传递和切换,本发明可以实现单向顺时针传递功率,单向逆时针自由运动,离合器工作可以实现双向自由运动。
附图说明
图1单向螺旋联轴器设计图;
图2螺旋磨片与连接内毂沟槽图。
1、连接外毂2、传动滚针3、螺旋磨片4、连接内毂5、右紧固片6、推力片7、推力离合器8、推力活塞9、左紧固片
图3离合器不工作时联轴器工作模式
图4离合器工作时联轴器工作模式。
具体实施方式
参阅图1,单向螺旋联轴器设计图,图2螺旋磨片与连接内毂沟槽图。具体实施方式如下:
本发明提供了一种适用于变速器的单向螺旋联轴器,安装在行星变速机构内:
连接外毂1为圆环锻钢结构,材质为20Cr2Ni4A,其外环为光滑圆环,外环可以通过安装面固定在变速机构内部,外环直径为240mm,内环一侧为渐开线内齿,用于和联轴器输入端连接,内齿分度圆直径为204mm。连接外毂1内环另一侧为螺旋形内沟槽,螺旋形内沟槽按照45度等分,共有8段,8段沟槽尺寸相同,每段沟槽均为圆弧型结构,圆弧起点到中心距离为180mm,圆弧终点到中心距离为200mm。每段沟槽均为从直径180mm为起点,直径200mm为终点,起点和终点由直径为7mm的圆连接。连接外毂上有螺栓孔,用于安装左紧固片9。连接外毂1采用合金钢锻造而成,锻造后在所有螺旋形沟槽面采用镀铬处理,具有足够的硬度和韧性,硬度为65-70HRC,以防止螺旋形沟槽在使用过程中磨损,连接外毂采用线切割加工后,进行粗磨和精磨,粗糙度小于1.6。
传动滚针2采用合金钢锻造,锻造后进行热处理,硬度要达到50-60HRC,热处理后进行精加工并进行打磨,传动滚针2的粗糙度小于1.6,以灵活的进行旋转滚动,为防止传动滚针在轴向方向的应力集中,传动滚针采用中间粗两端细的结构,中部位直径6.0mm,两端部直径为5.5mm,采用这周结构可以有效减少传动滚针截面的应力集中,提高使用寿命,传动滚针安装于连接外毂1的螺旋槽内,8个螺旋槽各安装7个传动滚针,共安装56个传动滚针。
螺旋磨片3材质与制造工艺和连接外毂1相同,螺旋磨片3外圆为和连接外毂1配对的8个螺旋形外沟槽,该螺旋形外沟槽距中心最大尺为179mm,距中心最小尺寸为169mm,螺旋形外沟槽与连接外毂1形成传动滚针2的安装槽。螺旋磨片3内表面和连接内毂外表面均开有菱形槽,具体菱形槽形式见图2,菱形槽为半圆形槽,槽的圆弧半径为0.5mm,内表面的菱形槽主要是增加摩擦力,提高功率传递效率。螺旋磨片3在左侧开有一个45°的倒角,倒角的直角边长度为4mm,该倒角主要用于和推力片6进行配合。螺旋磨片3为两个半圆结构,有两个约0.2mm的间隙,螺旋磨片也为锻造后热处理,热处理硬度为75-80HRC,以采用摩擦面传递较大扭矩。
连接内毂4材质为20Cr2Ni4A,采用锻钢热处理,并进行精加工,硬度为65-70HRC,外表面为和螺旋磨片3配合沟槽,以有利于摩擦力的传递,连接内毂4内部为连接内花键,可以和功率输出机构连接,同时也可以通过右侧的外齿轮与功率输出机构连接,连接内毂4右侧同样有螺栓孔,用于和右紧固片5配合。螺旋磨片3与连接内毂4有0.1mm的间隙。
左紧固片9和右紧固片5,均包括螺栓、垫片、紧固片三个部件,左紧固片9主要给连接滚针2一个左侧的定位,右紧固片5主要给连接滚针2和螺旋磨片3一个右侧的定位。
推力片6采用锻钢制造,是由水平段和垂直段所构成圆盘形结构,两个水平段与垂直段采用圆弧过渡,圆弧半径大约8mm,在推力片水平段部,开有和螺旋磨片3配合的45°的倒角,推力片6与螺旋磨片3的间隙为0.5mm。在推力片6的垂直端部,和推力离合器7连接,推力离合器7可以推动推力片在水平方向运动。
推力离合器7,为F型锻钢,通过锻造后加工而成,推力离合器7安装有推力活塞8,并有充油孔,充油压力为2.0MPa,通过充油孔可以推动活塞轴向运动,推力离合器充油孔的粗糙度小于1.6,以方便推力活塞的轴向运动。
推力活塞8为铝合金材质,推力活塞8与推力离合器7充油孔采用间隙配合,间隙为0.01mm,推力活塞8分别与推力离合器7充油孔上下侧配合,推力活塞的推力行程是4mm,该行程大于推力片6与螺旋磨片3的间隙,这样在充油时能够保证推力片6与螺旋磨片3的结合。
参见图3和图4,本发明单向螺旋联轴器的工作过程如下:
1、该装置有以下几种工作方式,当推力离合器7不工作的时候,连接内毂4逆时针转动时,连接内毂4推动传动滚针2,传动滚针2受到螺旋磨片3的阻挡,推动螺旋磨片3的转动,这时螺旋磨片3间隙处间隙会增大,会形成一个夹紧力,导致螺旋磨片3与连接内毂4的摩擦力增大,进而在滑磨的方式下进行功率传递。
2、当推力离合器7不工作的时候,连接内毂4顺时针转动时,由于连接外毂4内侧的螺旋槽的特殊形状,可以让连接内毂4与螺旋磨片3独立运动,这时联轴器不传递功率。
3、当推力离合器7工作时,将推力离合器7内注入压力油,推力离合器会推动推力活塞8做轴向运动,同时推动推力片6,推力片6会将螺旋磨片3均匀的顶开,让其与连接内毂4分离,这种工况下无论连接内毂4顺时针或者逆时针转动,联轴器均不传递功率。
Claims (10)
1.一种适用于变速器的单向螺旋联轴器,安装在行星变速机构内,其特征在于,包括连接外毂(1)、传动滚针(2)、螺旋磨片(3)、连接内毂(4)、左紧固片(9)、右紧固片(5)、推力片(6)、推力离合器(7)以及推力活塞(8);
连接外毂(1)为圆环锻钢结构,其外环为光滑圆环,外环可以通过安装面固定在变速机构内部,内环一侧为渐开线内齿,用于和联轴器输入端连接;连接外毂内环另一侧为螺旋形内沟槽,螺旋形内沟槽按照45度等分,共有8段,8段沟槽尺寸相同,每段沟槽均为圆弧型结构;连接外毂左端面开有螺栓孔,用于安装左紧固片(9);
传动滚针(2)采用中间粗两端细的结构,安装于连接外毂1的8个螺旋槽内;
螺旋磨片(3)为两个半圆结构,两个半圆结构之间有一定的间隙,螺旋磨片(3)外圆为与连接外毂(1)配对的8个螺旋形外沟槽,螺旋形外沟槽与连接外毂(1)形成传动滚针(2)的安装槽;螺旋磨片(3)内表面开有菱形槽,起到增加摩擦力的作用;螺旋磨片(3)的左侧开有一个45°的倒角,主要用于和推力片(6)进行配合;
连接内毂(4)为左右两阶凸字型中空圆台结构,其外表面为与螺旋磨片(3)配合的沟槽,以有利于摩擦力的传递,连接内毂(4)中空圆柱形腔体壁面加工有连接内花键,可以和功率输出机构连接,同时也可以通过右侧圆台构成的外齿轮与功率输出机构连接,连接内毂(4)右端面同样开有螺栓孔,用于和右紧固片(5)配合;螺旋磨片(3)与连接内毂(4)外壁之间有一定的间隙;
左紧固片(9)和右紧固片(5),均包括螺栓、垫片、紧固片三个部件,左紧固片(9)主要给连接滚针(2)一个左侧的定位,右紧固片(5)主要给连接滚针(2)和螺旋磨片(3)一个右侧的定位;
推力片(6)是由水平端和垂直端所构成的圆盘结构,推力片水平端部开有与螺旋磨片(3)配合的45°的倒角,推力片(6)的水平端部倒角与螺旋磨片(3)左侧45°倒角之间有一定的间隙;水平端和垂直端之间采用圆弧过渡;推力片(6)的垂直端部与推力离合器(7)连接,推力离合器(7)可以推动推力片在水平方向运动;
推力离合器(7)与推力片(6)垂直端部安装端面加工有充油孔,推力活塞(8)放置在充油孔内,与其间隙配合,充油孔内注入压力油后,可以推动活塞轴向运动。
2.如权利要求1所述的适用于变速器的单向螺旋联轴器,其特征在于,连接外毂外环直径为240mm,内齿分度圆直径为204mm。
3.如权利要求2所述的适用于变速器的单向螺旋联轴器,其特征在于,每段沟槽圆弧起点到中心距离为180mm,圆弧终点到中心距离为200mm,起点和终点由直径为7mm的圆连接。
4.如权利要求3所述的适用于变速器的单向螺旋联轴器,其特征在于,螺旋形沟槽面硬度为65-70HRC,粗糙度小于1.6。
5.如权利要求1所述的适用于变速器的单向螺旋联轴器,其特征在于,8个螺旋槽各安装7个传动滚针。
6.如权利要求5所述的适用于变速器的单向螺旋联轴器,其特征在于,传动滚针的硬度要达到50-60HRC,粗糙度小于1.6,螺旋磨片的热处理硬度为75-80HRC,连接内毂的硬度为65-70HRC。
7.如权利要求1所述的适用于变速器的单向螺旋联轴器,其特征在于,螺旋磨片两个半圆结构之间的间隙为0.1~0.2mm。
8.如权利要求1所述的适用于变速器的单向螺旋联轴器,其特征在于,螺旋磨片内表面的菱形槽的圆弧半径为0.5~0.8mm。
9.如权利要求1所述的适用于变速器的单向螺旋联轴器,其特征在于,螺旋磨片的倒角与推力片水平端部的倒角之间的间隙为0.5~0.8mm。
10.如权利要求1所述的适用于变速器的单向螺旋联轴器,其特征在于,推力活塞的推力行程大于推力片与螺旋磨片的间隙。
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