CN1502829A - 一种单向离合器及其制造工艺 - Google Patents

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Abstract

一种单向离合器及其制造工艺，包括驱动齿轮，装于电机轴上的驱动外壳及驱动外壳内的弹簧，驱动外壳内圆表面设置有内螺旋花键，装于驱动外壳之内的螺旋棘轮外表面设有外螺旋花键，与驱动外壳的内螺旋花键相啮合；螺旋棘轮的一端面和驱动齿轮的一端面，分别设有相互啮合的棘轮齿。由于采用内外圆表面螺旋花键啮合和棘轮啮合传动，传动力矩大，不会打滑，可靠性大大提高。其中部件的螺旋花键和棘轮齿采用冷挤压工艺，工艺先进，精度高，使用寿命长，整体结构紧凑，能更好地保护起动机，特别适用于大功率车用起动机使用。又由于没有滚柱式单向离合器那样的异型曲面，加工、检测容易，便于大批量生产。

Description

一种单向离合器及其制造工艺
                         技术领域
本发明涉及一种用于起动机上的单向离合器及其制造工艺。
                         背景技术
单向离合器是与起动机配套使用的重要部件。通常使用的单向离合器，靠滚柱传递力矩，由于滚柱上的滚道是异型曲面，制造、检测都较困难，加工成本高，而且由于滚道和滚柱之间为线接触，摩擦力不大，磨损后容易出现打滑现象，从而不能传递力矩，致使离合器失效，可靠性差。另外，滚柱单向离合器因其结构的原因，占用空间较大，在有限的空间内也仅能容纳数目有限的轴承滚柱，难以承受较大或带有冲击性的载荷，仅适用于5.5kw以下的中小功率起动机上。另一种摩擦片式单向离合器，制造工艺复杂，传递力矩有限，且不便维修，已很少使用。
                         发明内容
鉴于上述原因，本发明的目的在于提供一种可靠性高、寿命长、传递力矩大，结构紧凑，生产工艺简单的车用单向离合器及其制造工艺。
本发明按如下方案实现。这种单向离合器包括驱动齿轮，装于电机轴上的驱动外壳及驱动外壳内的弹簧，驱动外壳内圆表面设置有内螺旋花键，装于驱动外壳之内的螺旋棘轮外表面设有外螺旋花键，与驱动外壳的内螺旋花键相啮合；螺旋棘轮的一端面和驱动齿轮的一端面，分别设有相互啮合的棘轮齿。
本发明制造工艺：包括驱动外壳(1)加工、驱动齿轮(4)加工、螺旋棘轮(3)加工、总装配等工序，所述驱动外壳(1)加工包括下述工序：(a)车坯料，(b)粗挤压，(c)粗车外壳坯体，(d)挤压花键，(e)金加工，(f)热处理；所述螺旋棘轮(3)加工包括下述工序：(a)落料，(b)粗挤压，(c)精挤压成型，(d)车棘轮坯，(e)滚轧花键，(f)金加工，(g)热处理。
本发明由于采用内外圆表面螺旋花键啮合和棘轮啮合传动，传动力矩大，不会打滑，可靠性大大提高，其中部件的螺旋花键和棘轮齿采用冷挤压工艺，工艺先进，精度高，使用寿命长，整体结构紧凑，能更好地保护起动机，特别适用于大功率车用起动机使用。又由于没有滚柱式单向离合器那样的异型曲面，加工、检测容易，便于大批量生产。
                         附图说明
图1为本发明组装图；
图2为本发明驱动外壳剖面图、左视图；
图3为本发明螺旋棘轮剖面图、左视图；
图4为本发明驱动齿轮剖面图、左视图。
                       具体实施方法
以下结合附图，用实施例说明本发明的产品及其制造工艺。
实施例1：
本发明的制造工艺包括驱动外壳1加工、驱动齿轮4加工、螺旋棘轮3加工、总装配等工序，其中驱动齿轮4按传统金加工方法进行。
驱动外壳1及其内圆表面的花键按本发明独创的挤压方法成型，具体工艺步骤如下：
(a)车坯料工序：按传统机加工方法在车床上车出外壳坯料；
(b)粗挤压成型工序：将外壳坯料在加热机中加热到780℃，保温8小时，随炉自然冷却到400℃，硬度在HB110-150范围内，随后抛丸去氧化皮，在常温下酸洗15分钟后用清水清洗，并在皂化液中浸泡20分钟，使工件表面光滑并有充分的润滑性，然后在615吨压力机上，以500-550吨压力利用反挤压方式成型至杯形外壳坯体；
(c)粗车外壳坯体工序：按传统机加工工序，在车床上加工到所需要的外形尺寸；
(d)挤压花键工序：将粗车后的外壳坯体按冷挤压工艺要求，先进行退火、软化处理，随后进行去氧化皮、酸洗、清洗及皂化处理，工艺同粗挤压工序，最后在315吨压力机上利用旋转挤压方式在杯形外壳坯体的内表面加工出内螺旋花键，螺旋方向可根据产品的需要挤压成正、反转；
(e)金加工工序：按传统方法加工到所需的外形尺寸；
(f)热处理工序：按常规方法，将外壳内表面进行渗碳淬火处理，渗碳深度0.5-0.7毫米，硬度为HRC58-62度。
螺旋棘轮3及其棘轮齿也采用本发明独创的挤压方法成型，具体工艺步骤如下：
(a)落料工序：按传统方法加工；
(b)粗挤压工序：将落料后的工件加热到780℃进行软化，随即在615吨压力机上利用正挤压方式粗挤棘轮；
(c)精挤成型工序：将粗挤压工序后的棘轮部件加热到780℃，保温8小时，随炉自然冷却到400℃，硬度HB110-150范围内，随后抛丸去氧化皮，在常温下酸洗15分钟后用清水清洗，并在皂化液中浸泡20分钟，使工件表面光滑并有充分的润滑性，然后在615吨压力机上利用正挤压方式加工成棘轮；
(d)车棘轮坯工序：按传统机加工方法，车出棘轮外圆尺寸；
(e)滚轧花键工序：利用棘轮坯的中心孔定位，在滚丝机上对棘轮坯体外圆表面进行滚轧，加工成外螺旋花键；
(f)金加工工序：按常规机加工方法加工棘轮两端面至所需尺寸；
(g)热处理工序：按常规方法，将棘轮表面进行渗碳淬火处理，渗碳深度0.5-0.7毫米，硬度为HRC58-62度。
实施例2：
在驱动外壳1加工中的粗挤压工序、挤压花键工序以及螺旋棘轮3加工中的粗挤压工序、精挤成型工序中的加热温度为890℃，表面硬度要求为HB110度，其余工艺同上实施例。
总装配工序如下：
如图1、图2所示，驱动外壳1装于电机轴上，其内圆表面用机械挤压的方法压制出螺旋花键，与用同样工艺方法加工的螺旋棘轮3外圆表面的螺旋花键相互啮合；螺旋棘轮3装于驱动外壳1之内，其端面与驱动外壳1的内端面之间有一压簧2。螺旋棘轮3的另一端面设有棘轮齿，和驱动齿轮4端面的棘轮齿相互啮合。驱动齿轮4借助档圈5固定于驱动轴上。
当起动机通电时，电磁开关驱动拨叉推动单向离合器，强制与发动机飞轮齿圈啮合，此时起动机主电路接通，电枢轴带动驱动外壳1，通过螺旋棘轮3和驱动齿轮4，驱动飞轮齿圈旋转起动发动机。当发动机飞轮齿圈的转速高于驱动齿轮4转速时，单向离合器实现超越，驱动齿轮4端面的棘轮开始打滑，而不会带动驱动外壳1高速旋转，从而保护起动机，此时在拨叉作用下单向离合器退回原位。
本发明采用螺旋棘轮式结构，属国内首创，工艺达国际先进水平，解决了大功率起动机上单向离合器输出扭矩小，易打滑失效，寿命短的缺陷，属新一代的大功率单向离合器，市场前景看好。

Claims (6)

1、一种单向离合器及其制造工艺，包括驱动齿轮(4)，装于电机轴上的驱动外壳(1)及驱动外壳(1)内的压簧(2)，其特征是驱动外壳(1)内圆表面设有内螺旋花键，装于驱动外壳(1)之内的螺旋棘轮(3)外表面设有外螺旋花键，与驱动外壳(1)的内螺旋花键相啮合；螺旋棘轮(3)的一端面和驱动齿轮(4)的一端面，分别设有相互啮合的棘轮齿。
2、一种单向离合器及其制造工艺，包括驱动外壳(1)加工、驱动齿轮(4)加工、螺旋棘轮(3)加工、总装配等工序，其特征是所述驱动外壳(1)加工包括下述工序：(a)车坯料，(b)粗挤压成型，(c)粗车外壳坯体，(d)挤压花键，(e)金加工，(f)热处理；所述螺旋棘轮(3)加工包括下述工序：(a)落料，(b)粗挤压，(c)精挤压成型，(d)车棘轮坯，(e)滚轧花键，(f)金加工，(g)热处理。
3、根据权利要求2所述的一种单离合器及其制造工艺，其特征是所述驱动外壳(1)加工步骤中的粗挤压工序是对上道工序下来的坯料须按冷挤压工艺要求进行退火、软化处理，硬度在HB110-150范围内，随后进行去氧化皮、酸洗、清洗，并在皂化液中皂化20分钟，最后在压力机上以500-550吨压力，粗挤压成型。
4、根据权利要求2所述的一种单离合器及其制造工艺，其特征是所述驱动外壳(1)加工步骤中的挤压花键工序是将粗车外壳坯体工序后的部件须按冷挤压工艺要求，进行退火、软化处理，硬度在HB110-150范围内，随后进行去氧化皮、酸洗、清洗，并在皂化液中皂化20分钟，最后在压力机上以200-280吨的压力，利用旋转挤压方式在驱动外壳(1)内表面挤压出内螺旋花键。
5、根据权利要求2所述的一种单离合器及其制造工艺，其特征是所述螺旋棘轮(3)加工步骤中的粗挤压工序是将工件加热到780-890℃，随后在压力机上以500-550吨的压力，利用正挤压方式，粗挤压出棘轮齿。
6、根据权利要求2所述的一种单离合器及其制造工艺，其特征是所述螺旋棘轮(3)加工步骤中的精挤压成型工序是将粗挤压工序后的棘轮部件须按冷挤压工艺要求，进行退火、软化处理，硬度在HB110-150范围内，随后进行去氧化皮、酸洗、清洗，并在皂化液中皂化20分钟，然后在压力机上以500-550吨压力，利用正挤压方式，挤压出螺旋棘轮端面的棘轮齿型。
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