CN114412937A - 一种承载超大扭矩的减振式单向汽车发电机皮带轮 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种承载超大扭矩的减振式单向汽车发电机皮带轮，包括皮带轮外壳、芯轴和单向离合器，所述单向离合器包括从动连接座、主动连接座和减振连接件，所述的主动连接座与主动力传导件连接，所述减振连接件具有一组减振镶嵌条，所述的减振镶嵌条一部分嵌入所述的从动连接座外圆上的齿槽内并与之形成间隙配合，另一部分嵌入所述的主动连接座外圆上的齿槽内并与之形成过盈配合，从而将所述的从动连接座和主动连接座轴向连接；所述的从动连接座与其内设置的单向棘齿、滚针保持架、一组滚针、一组复位簧片和限位片构成单向轴承，与所述的芯轴形成离合。本发明能够实现软启动，软刹车，并具有减振及承载超大输入扭矩的技术效果。

Description

一种承载超大扭矩的减振式单向汽车发电机皮带轮

技术领域

本发明涉及汽车发电机领域，尤其涉及汽车发电机单向皮带轮，具体地说是一种承载超大扭矩的减振式单向汽车发电机皮带轮。

背景技术

汽车发电机超越皮带轮可以避免逆向旋转时产生的逆电流以防止伤害车内的电子器件，提升发电机系统的寿命、降低一氧化碳排放。目前市场上的汽车发电机超越皮带轮，大多采用单向轴承和双弹簧减振传动两种结构方式。采用单向轴承的径向尺寸较大，减振能力较差，高速运转时噪音大。且滚动轴承对于轴承的配合要求较高，一般轴承装入工作位置后，往往由于制造过程造成安装和定位的不良，因此常因轴产生疲劳度和热膨胀等原因，轴承承受过大的载荷，引起早期的损坏。而双弹簧减振式超越皮带轮，虽利用弹簧的自由缩胀变形的特点使超越皮带轮有很好的减振效果，但由于其外置弹簧作为单向器与轮外壳内壁为面接触的方式实现承载发动机旋转扭矩的冲击。因此在汽车发动机长期急变速的使用环境下，外置弹簧在很短的时间内因强烈磨损造成承载发动机旋转扭矩能力直线下降，直至产品失效。

发明内容

本发明要解决的是现有技术存在的上述技术问题，旨在提供一种承载超大扭矩的减振式单向汽车发电机皮带轮。

为解决上述问题，本发明采用以下技术方案：一种承载超大扭矩的减振式单向汽车发电机皮带轮，包括皮带轮外壳、芯轴和设置在所述皮带轮外壳和芯轴之间的单向离合器，所述皮带轮外壳和芯轴之间的两端还分别设有滑动轴承和支撑轴承，其特征在于所述的单向离合器包括从动连接座、主动连接座和减振连接件，所述的主动连接座与皮带轮外壳过盈配合，所述减振连接件具有一组减振镶嵌条，所述的减振镶嵌条一部分嵌入所述的从动连接座外圆上的齿槽内并与之形成间隙配合，另一部分嵌入所述的主动连接座外圆上的齿槽内并与之形成过盈配合，从而将所述的从动连接座和主动连接座轴向连接；所述的从动连接座与其内设置的单向棘齿、滚针保持架、一组滚针、一组复位簧片和限位片构成单向轴承，与所述的芯轴形成离合。

本发明的承载超大扭矩的减振式单向汽车发电机皮带轮，所述的滚针在皮带轮外壳超越芯轴转动时与所述的从动力传导件在单向棘齿高位处接合，反之在皮带轮外壳转速低于芯轴转动时与所述的芯轴在单向棘齿低位处分离，从而实现单向离合。

具体来说，汽车发动机的曲轴皮带轮带动轮外壳转动，例如顺时针转动，向与轮外壳连接的主动连接座传导力矩，通过嵌置在主动连接座上的减振连接件带动从动连接座一起转动。从动连接座内的单向棘齿和复位簧片推动滚针到棘齿的高位，与芯轴接合，带动芯轴一起旋转。当汽车曲轴皮带轮突然骤停时，由于惯性，芯轴仍保持顺时针转动，而其它部件因突然骤停导致逆向状态，从而使滚针回落到棘齿的低位，滚针与芯轴的油隙加大，实现单向分离，芯轴继续处于惯性顺时针旋转状态。

本发明的减振连接件与从动连接座之间间隙配合，辅以单向轴承的运转，力矩在传导过程中逐渐增大，因此汽车单向皮带轮在旋转启动时芯轴的旋转会更柔顺，达到软启动的目的。

本发明的减振连接件嵌置在主动连接座和从动连接座的齿槽内，主动连接座和从动连接座不会产生谐振，起到了良好的减振效果。优选地，所述主动连接座和从动连接座的齿槽的高度大于减振连接件的高度。

本发明的减振连接件采用嵌入方式与主动连接座和从动连接座连接，能减小体积，拓宽了产品的应用场合和使用领域。

本发明的减振连接件具有一组减振镶嵌条，且分布在主动连接座和从动连接座的齿槽内。传统的采用单向弹簧结构的离合器，在接合的过程中应力集中在单向弹簧的两端，承载能力受到限止。本发明各镶嵌条均匀受力，大大增加了承载能力，可承载超大输入扭矩，并且使得运行更为平稳，同时还能延长整机的使用寿命。

所述的减振连接件可以采用刚性材料，也可以采用弹性材料，优选后者。

作为本发明的改进，所述的减振连接件为蛇形弹簧，包括一组减振镶嵌条和一组连接端，所述的一组连接端设置在减振镶嵌条的两端，将各减振镶嵌条首尾连接形成蛇形结构。蛇形弹簧在受力时能够产生整体连动，进一步增加了离合器的承载能力，且使受力分布更为均匀，运行更为平稳。此外，蛇形弹簧的连接端可对主动连接座和从动连接座之间进行轴向定位。所述的蛇形弹簧可以是封闭式结构，也可以是开放式结构。前者可优化性能，而后者制作更为简单方便。

作为本发明的进一步改进，所述的减振连接件为一组分立的减振镶嵌条。这种结构的减振连接件制作和装配相对简单。

作为本发明的再进一步改进，所述的主动连接座和从动连接座的齿槽为轴向直槽。

所述的主动连接座和从动连接座的齿槽也可以为斜槽。斜槽可以增加槽体的长度，使应力更为分散。理论上说，斜槽的角度可以是90度以内的任意角度，只要具有轴向的分力即可，优选锐角。

作为本发明的再进一步改进，所述的棘齿可以直接设置在所述从动连接座的内壁上，与从动连接座形成一体式结构。

作为本发明的再进一步改进，所述的棘齿也可以是一个棘轮上的棘齿。所述棘轮置于所述从动连接座的内腔，并与之形成过盈配合。

作为本发明的再进一步改进，所述的单向轴承的结构如下：所述的一组复位簧片置于所述的滚针保持架上形成组件，所述的组件整体置于所述的从动连接座内；所述的一组滚针置于所述的滚针保持架上，所述的限位片嵌卡在从动连接座端部的卡槽内，从而将滚针与滚针保持架和复位簧片组件固定在从动连接座内。

基于本发明的上述技术方案的整体构思，本发明还要提供另一种承载超大扭矩的减振式单向汽车发电机皮带轮，包括皮带轮外壳、芯轴和设置在所述皮带轮外壳和芯轴之间的单向离合器，所述皮带轮外壳和芯轴之间的两端还分别设有滑动轴承和支撑轴承，其特征在于所述的单向离合器包括从动连接座、主动连接座和减振连接件，所述的主动连接座与皮带轮外壳过盈配合，所述减振连接件具有一组减振镶嵌条，所述的减振镶嵌条一部分嵌入所述的从动连接座外圆上的齿槽内并与之形成间隙配合，另一部分嵌入所述的主动连接座外圆上的齿槽内并与之形成过盈配合，从而将所述的从动连接座和主动连接座轴向连接；所述的从动连接座内设有单向轴承，所述的单向轴承与所述的从动连接座过盈配合，并与所述的芯轴形成离合。该技术方案与前面的技术方案的工作原理和有益效果基本相同，前面技术方案的其它结构也适用于本技术方案。本技术方案的另一个优点是可以采用制式结构的单向轴承。

附图说明

图1是本发明离合器的结构示意图。

图2是本发明离合器的轴测图。

图3是本发明离合器的爆炸图。

图4是本发明从动连接件的结构示意图。

图5是本发明从动连接件棘齿的结构示意图。

图6是本发明减振连接件为蛇形弹簧的结构示意图。

图7是本发明主动连接座的结构示意图。

图8是本发明单向轴承的结构示意图。

图9是本发明减振连接件与从动连接座和主动连接座之间连接的示意图。

图10是本发明另一实施方式的单向离合器的爆炸图。

图11是本发明又一实施方式的单向离合器的爆炸图。

图12是本发明单向汽车发电机皮带轮的结构示意图。

图中，1-从动连接座，2-减振连接件，3-主动连接座，4-滚针保持架，5-滚针，6-复位簧片，7-限位片，8-单向轴承，9-单向轴承，10皮带轮外壳，11-芯轴，12-单向离合器，滑动轴承13，支撑轴承14；

101-中央穿孔，102-大直径段，103-小直径段，104-齿槽，105-单向棘齿，106-单向棘齿高位，107-单向棘齿低位，108-限位片卡槽；

201-减振镶嵌条，202-连接端；

301-中央穿孔，302-大直径段，303-小直径段，304-齿槽。

具体实施方式

参照图12，本发明的一种承载超大扭矩的减振式单向汽车发电机皮带轮，包括皮带轮外壳10、芯轴11和设置在所述皮带轮外壳10和芯轴11之间的单向离合器12，所述皮带轮外壳10和芯轴11之间的两端还分别设有滑动轴承13和支撑轴承14。滑动轴承13起到支撑、减小摩擦和油封的作用。

参照图1、图2和图3，所述的单向离合器包括从动连接座1、主动连接座3和减振连接件2，所述的从动连接座1与芯轴11配合连接，所述的主动连接座3与皮带轮外壳10过盈配合。所述减振连接件2具有一组减振镶嵌条，所述的减振镶嵌条一部分嵌入所述的从动连接座外圆上的齿槽内并与之形成间隙配合，另一部分嵌入所述的主动连接座外圆上的齿槽内并与之形成过盈配合，从而将所述的从动连接座1和主动连接座3进行轴向柔性连接；所述的从动连接座1与其内设置的单向棘齿105、滚针保持架4、一组滚针5、一组复位簧片6和限位片7构成单向轴承，与所述的芯轴11形成离合。

参照图4和图5，本发明的从动连接座1，其纵剖面呈“T”形结构，具有前端的大直径段102和后端的小直径段103。在大直径段102的外圆上均匀开设有一组齿槽104，用于连接减振连接件2。所述的齿槽104可以为轴向直槽，也可以为斜槽。在本实施方式中采用直槽结构。

所述的从动连接座1还设有中央穿孔101，用于连接芯轴。在中央穿孔101的孔壁上设有单向棘齿105。单向棘齿105具有高位（即齿峰）106和低位（即齿谷）107。滚针5在皮带轮外壳超越从动力传导件转动时与所述的从动力传导件在单向棘齿高位处接合，反之在皮带轮外壳10转速低于芯轴11转动时与所述的芯轴在单向棘齿低位处分离，从而实现单向离合。

在本实施方式中，所述的棘齿105直接设置在所述从动连接座1的内壁上，与从动连接座1形成一体式结构。

所述的棘齿104也可以是一个棘轮上的棘齿。所述棘轮置于所述从动连接座的内腔，并与之形成过盈配合。

在从动连接座1的中央穿孔101的前端还开设有卡槽108，用于安装限位片7。

参照图6，本发明的减振连接件2可以采用刚性材料，也可以采用弹性材料，在本实施方式中，所述的减振连接件2为蛇形弹簧，包括一组轴向减振镶嵌条201和一组连接端202，所述的连接端202将各减振镶嵌条201首尾连接形成蛇形结构。蛇形弹簧在受力时能够产生整体连动，进一步增加了离合器的承载能力，且使受力分布更为均匀，运行更为平稳。所述的蛇形弹簧可以是封闭式结构，也可以是开放式结构。前者可优化性能，而后者制作更为简单方便。

参照图7，本发明的主动连接座3的纵剖面呈“T”形结构，具有前端的大直径段302和后端的小直径段303，所述的大直径段302的外圆上开设有一组轴向齿槽304，用于连接减振连接件2。

所述的主动连接座3上还开设有中央穿孔301，供连接芯轴穿越。

参照图8，所述的从动连接座1与其内设置的单向棘齿105、滚针保持架4、一组滚针5、一组复位簧片6和限位片7构成单向轴承8。所述的单向轴承8按以下方式装配：将所述的一组复位簧片6置于所述的滚针保持架4上形成组件；将所述的组件整体置于所述的从动连接座的中央穿孔101内；将所述的一组滚针5置于所述的滚针保持架4上；最后将所述的限位片7嵌卡在从动连接座端部的卡槽108内，从而将滚针5与滚针保持架和复位簧片组件固定在从动连接座1内。

参照图9，蛇形弹簧具有轴向减振镶嵌条201，所述的减振镶嵌条201后段嵌入所述的从动连接座外圆上的齿槽104内并与之形成间隙配合，前段嵌入所述的主动连接座外圆上的齿槽304内并与之形成过盈配合，从而将所述的从动传导件1和主动传导件3进行轴向柔性连接。

本发明的工作原理如下：汽车发动机的曲轴皮带轮带动轮外壳10转动，例如顺时针转动，向与轮外壳连接的主动连接座3传导力矩，通过嵌置在主动连接座3上的减振连接件2带动从动连接座1一起转动。从动连接座1内的单向棘齿105和复位簧片6推动滚针5到棘齿的高位106，与芯轴接合，带动芯轴11一起旋转。当汽车曲轴皮带轮突然骤停时，由于惯性，芯轴11仍保持顺时针转动，而其它部件因突然骤停导致逆向状态，从而使滚针5回落到棘齿的低位107，滚针5与芯轴11的油隙加大，实现单向分离，芯轴11继续处于惯性顺时针旋转状态。

本发明具有以下优点：

1、本发明的减振连接件与从动连接座之间间隙配合，辅以单向轴承的运转，力矩在传导过程中逐渐增大，因此汽车单向皮带轮在旋转启动时芯轴的旋转会更柔顺，达到软启动的目的。

2、本发明的减振连接件嵌置在主动连接座和从动连接座的齿槽内，主动连接座和从动连接座不会产生谐振，起到了良好的减振效果。所述主动连接座和从动连接座的齿槽的高度大小减振连接件的高度，其减振效果尤为显著。

3、本发明的减振连接件采用嵌入方式与主动连接座和从动连接座连接，能减小体积，拓宽了产品的应用场合和使用领域。

4、本发明的减振连接件具有一组减振镶嵌条，且分布在主动连接座和从动连接座的齿槽内。传统的采用单向弹簧结构的离合器，在接合的过程中应力集中在单向弹簧的两端，承载能力受到限止。本发明各镶嵌条均匀受力，大大增加了承载能力，可承载超大输入扭矩，并且使得运行更为平稳，同时还能延长整机的使用寿命。

参照图10，本发明的另一种实施方式。与前一实施方式不同之处在于所述单向离合器12的减振连接件为一组分立的减振镶嵌条2，其余结构基本与前一实施方式基本相同。这种结构的减振连接件制作和装配相对简单，也能起到相应的技术效果。

参照图11，本发明又一种实施方式。一种承载超大扭矩的减振式单向汽车发电机皮带轮，包括皮带轮外壳10、芯轴11和设置在所述皮带轮外壳10和芯轴11之间的单向离合器12，所述皮带轮外壳10和芯轴11之间的两端还分别设有滑动轴承13和支撑轴承14。所述的单向离合器12包括从动连接座1、主动连接座3和减振连接件2，所述的从动连接座1与芯轴11相连，所述的主动连接座3与皮带轮外壳10连接，所述减振连接件2具有一组减振镶嵌条，所述的减振镶嵌条一部分嵌入所述的从动连接座外圆上的齿槽内并与之形成间隙配合，另一部分嵌入所述的主动连接座外圆上的齿槽内并与之形成过盈配合，从而将所述的从动连接座1和主动连接座1轴向连接；所述的从动连接座内设有单向轴承9，所述的单向轴承9与所述的从动连接座1过盈配合，并与所述的芯轴11形成离合。本实施方式与图1实施方式的结构基本相同，不同之处在于采用制式结构的单向轴承替换由从动连接座与其内设置的单向棘齿、滚针保持架、一组滚针、一组复位簧片和限位片构成的单向轴承。因而图1实施方式中可替换的其它结构也适用于本实施方式。

应该理解到的是：上述实施例只是对本发明的说明，而不是对本发明的限制，任何不超出本发明实质精神范围内的发明创造，均落入本发明的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种承载超大扭矩的减振式单向汽车发电机皮带轮单向汽车发电机皮带轮，包括皮带轮外壳、芯轴和设置在所述皮带轮外壳和芯轴之间的单向离合器，所述皮带轮外壳和芯轴之间的两端还分别设有滑动轴承和支撑轴承，其特征在于所述的单向离合器包括从动连接座、主动连接座和减振连接件，所述的主动连接座与主动力传导件连接，所述减振连接件具有一组减振镶嵌条，所述的减振镶嵌条一部分嵌入所述的从动连接座外圆上的齿槽内并与之形成间隙配合，另一部分嵌入所述的主动连接座外圆上的齿槽内并与之形成过盈配合，从而将所述的从动连接座和主动连接座轴向连接；所述的从动连接座与其内设置的单向棘齿、滚针保持架、一组滚针、一组复位簧片和限位片构成单向轴承，与所述的芯轴形成离合。

2.如权利要求1所述的一种承载超大扭矩的减振式单向汽车发电机皮带轮，其特征在于所述的减振连接件为蛇形弹簧，包括一组减振镶嵌条和一组连接端，所述的连接端将各减振镶嵌条首尾连接形成蛇形结构。

3.如权利要求1所述的一种承载超大扭矩的减振式单向汽车发电机皮带轮，其特征在于所述的减振连接件为一组分立的减振镶嵌条。

4.如权利要求1所述的一种承载超大扭矩的减振式单向汽车发电机皮带轮，其特征在于所述的主动连接座和从动连接座的齿槽为轴向直槽。

5.如权利要求1所述的一种承载超大扭矩的减振式单向汽车发电机皮带轮，其特征在于所述的主动连接座和从动连接座的齿槽为斜槽。

6.如权利要求1所述的一种承载超大扭矩的减振式单向汽车发电机皮带轮，其特征在于所述的棘齿直接设置在所述从动连接座的内壁上，与从动连接座形成一体式结构。

7.如权利要求1所述的一种承载超大扭矩的减振式单向汽车发电机皮带轮，其特征在于所述的棘齿是一个棘轮上的棘齿，所述棘轮置于所述从动连接座的内腔，并与之形成过盈配合。

8.如权利要求1所述的一种承载超大扭矩的减振式单向汽车发电机皮带轮，其特征在于从动连接座剖面呈“T”形结构，具有前端的大直径段和后端的小直径段，其外圆上的齿槽开设在大直径段上。

9.如权利要求1所述的一种承载超大扭矩的减振式单向汽车发电机皮带轮，其特征在于主动连接座剖面呈“T”形结构，具有后端的大直径段和前端的小直径段，其外圆上的齿槽开设在大直径段上。

10.如权利要求1-9任何一项所述的一种承载超大扭矩的减振式单向汽车发电机皮带轮，其特征在于所述主动连接座和从动连接座的齿槽的高度大小减振连接件的高度。

11.一种承载超大扭矩的减振式单向汽车发电机皮带轮，包括皮带轮外壳、芯轴和设置在所述皮带轮外壳和芯轴之间的单向离合器，所述皮带轮外壳和芯轴之间的两端还分别设有滑动轴承和支撑轴承，其特征在于所述的单向离合器包括从动连接座、主动连接座和减振连接件，所述的主动连接座与主动力传导件连接，所述减振连接件具有一组减振镶嵌条，所述的减振镶嵌条一部分嵌入所述的从动连接座外圆上的齿槽内并与之形成间隙配合，另一部分嵌入所述的主动连接座外圆上的齿槽内并与之形成过盈配合，从而将所述的从动连接座和主动连接座轴向连接；所述的从动连接座内设有单向轴承，所述的单向轴承与所述的从动连接座过盈配合，并与所述的芯轴形成离合。

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