CN1869467A - 弧面摩擦式超越离合器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种弧面摩擦式超越离合器；它主要由内环和外环组成，其将内环分成弧面摩擦块与超越离合块；弧面摩擦块安装在超越离合块与外环间，超越离合块相对弧面摩擦块间留有回转空程。工作时通过内环的超越离合块的超越离合特性与外环相互运动，使超越离合块与外环间产生径向移动，从而使外环内圆周面与内环的弧面摩擦块相接合与分离。该超越离合器开合轻便、承载能力高、结构简单、制造方便，适用各种大中功率的单向传动。

Description

弧面摩擦式超越离合器
技术领域
本发明涉及一种棘轮机构，尤其是一种摩擦式超越离合机构。
技术背景
目前公知的棘轮有齿式和摩擦式两种。齿式棘轮机构依靠棘爪与轮齿的啮合来传递运动和动力，虽然结构简单，工作可靠，但外形尺寸大，属于有级结合，且接合时冲击较大，运行回程时棘爪在棘轮齿上滑行，齿尖容易磨损，产生噪音及热量，同时由于空程(棘爪落入棘齿需要的行程)的存在而产生冲击，另外其离合最大空程值(棘爪从上一齿落到下一齿的最大距离)大、允许离合转速低。摩擦式棘轮虽无上述缺点，但由于其接合的接触面较小，传动能力比较有限，而且作功时滚柱或楔块是一种挟紧式传动；其传递力量越大或高速冲击越重，挟紧得越厉害，在开合时就需要较多的力量去克服这种挟紧力，因而其承载能力和效率相对较低。
发明内容
本发明的目的是提供一种开合轻便、承载能力高的弧面摩擦式超越离合器。
为了达到上述的发明目的，本发明所采用的技术方案是：它主要由内环和外环组成，其特征在于将内环分成弧面摩擦块与超越离合块，弧面摩擦块外弧面弧长小于外环内圆面的半圆，超越离合块的工作原理与滚柱式或楔块式超越离合器相同；弧面摩擦块安装在超越离合块与外环间，超越离合块相对弧面摩擦块间留有回转空程。内环和外环与外界传动联接时，有一者以上为径向浮动式联接结构。弧面摩擦块外弧面的半径与外环内圆周面的半径优选为相等。弧面摩擦块也可直接安装在内环的安装轴与外环间，并且超越离合块与安装轴同步回转联接。
该超越离合器的工作原理是：通过内环的超越离合块的超越离合特性与外环相互运动，使超越离合块与外环间产生径向移动，从而使外环内圆周面与内环的弧面摩擦块相接合与分离。
为保证接合时超越离合块在其接合运动方向的前端始终与弧面摩擦块相接触，超越离合块可在其接合运动方向的尾端与弧面摩擦块间安装扭转弹簧或压力弹簧；或超越离合块可在其接合运动方向的前端与弧面摩擦块间安装扭转弹簧或拉力弹簧；该结构在当外环为主动环时特别适用。
该超越离合器的有益效果是：弧面摩擦块与外环呈面接触，同时超越离合块能产生很大的径向压紧力使弧面摩擦块与外环相接合，并且超越离合块还具有较大的承载能力，因而其比现有的各种滚柱式或楔块式超越离合器的承载能力要大；另外其超越过程是通过超越离合块先去楔后，使弧面摩擦块与外环无径向压紧力而实现的，该结构去楔时摩擦力小，因而其分离轻便；该超越离合器同时还具有结构简单、制造方便的优点。
附图说明
图1、图2是本发明第一个实施例的结构图，图2是图1的A-A剖视图；其中：1为外环，2为弧面摩擦块，3为超越离合块，4为安装轴，5为滚针轴承，6为挡板，7为弹性挡圈，8为传动键，9为O形弹簧，10为滚柱，11为定心滚柱，12为环形弹簧，13为弹簧片，14为定位销，15为扭杆弹簧，16为定位销2，22为定心滚柱2。
图3、图4、图5是本发明第二个实施例的结构图，图4为图3的B-B剖视图，图5为图3的C-C剖视图；其中：23为外环，24为弧面摩擦块，25为超越离合块，26为挡板，27为拉力弹簧1，28为拉力弹簧2，29为弧形弹簧片，30为楔块，31为弹性顶销。
图6是第二实施例参解图
具体实施方式
实施例一
参照图1、图2所示本发明的第一实施例，其外环(1)为从动环，内环为主动环。弧面摩擦块(2)直接安装在安装轴(4)与外环(1)间，为减少超越分离时弧面摩擦块(2)与安装轴(4)间的摩擦，在弧面摩擦块(2)与安装轴(4)间装有滚针轴承(5)；弧面摩擦块(2)的圆弧角为150度。超越离合块(3)采用滚柱摩擦式超越离合器结构，超越离合块(3)相对弧面摩擦块(2)留有5度的回转空程。安装轴(4)与超越离合块(3)间用一根传动键(8)来进行传动动力。在内外环两侧面安装有防止超越离合块(3)及外环(1)的轴向移动挡板(6)，该挡板(6)与超越离合块(3)及外环(1)两侧间隙配合；安装轴上安装有弹性挡圈(7)来限制内外环的轴向移动。超越离合块(3)在其接合运动方向的前端与弧面摩擦块(2)间安装有扭杆弹簧(15)。为防止超越分离时内环高速运转的离心力使弧面摩擦块(2)与外环(1)的不必要摩擦，超越离合块(3)与弧面摩擦块(2)间两侧面各用一根O形弹簧(9)相互抱紧。为了减少超越时弧面摩擦块(2)与外环(1)的摩擦，在弧面摩擦块(2)外弧长的中间位置开有一槽，槽内装有定心滚柱(11)与环形弹簧(12)，环形弹簧(12)介于定心滚柱(11)与弧面摩擦块(2)间；为了保证弧面摩擦块(2)安装有定心滚柱(11)与环形弹簧(12)后超越离合块(3)上的滚柱(10)在超越时有一定的间隙，可在安装时，套装一个外环半径略大于该超越离合器外环(1)的轴承，轴承外环与超越离合器外环半径差值小于超越离合块(3)中的滚柱(10)在超越与接合时最大径向位移量。为了保证弧面摩擦块(2)安装有定心滚柱(11)与环形弹簧(12)后超越离合块上的滚柱在超越时有一定的间隙本实施例采用了在超越离合块(3)的以弧面摩擦块(2)开槽位置为中心，超越时基本对称的两端各安装一个定心滚柱2(22)；定心滚柱2(22)半径值加其轴心到安装轴(4)轴心的半径值小于外环(1)内圆周面半径值，但大于滚柱(10)轴心到安装轴(4)轴心的最小半径值加滚柱(10)半径值。
工作时外界动力由安装轴(4)通过传动键(8)带动超越离合块(3)逆时针转动，滚柱(10)受弹簧片及离心力影响与外环(1)和超越离合块(3)相接触，随着超越离合块(3)与外环(1)的继续相对运动，滚柱(10)开始楔入，从而使外环(1)相对安装轴(4)产生径向移动。随着外环(1)的径向移动，其内圆周面开始抱紧弧面摩擦块(2)，此时安装轴(4)动力经超越离合块(3)推动弧面摩擦块(2)，弧面摩擦块(2)通过外弧面与外环(1)内圆周面的摩擦力带动外环(1)工作；与此同时超越离合块的滚柱(10)通过与外环(1)内圆周面及超越离合块(3)工作面的摩擦，辅助带动外环(1)工作。此时若外环(1)需求的功率较大，弧面摩擦块(2)将与外环(1)内圆周面产生打滑，同时滚柱(10)受外环(1)内圆周面的摩擦继续楔入，从而使外环(1)与弧面摩擦块(2)及滚柱(10)接合得更紧，直至安装轴(4)与外环(1)同步运动为止。当外环(1)转速大于安装轴(4)时，该超越离合器开始进入超越状态；此时由于超越离合块(3)相对弧面摩擦块(2)留有5度的回转空程及弧面摩擦块与安装轴间安装有滚针轴承，并且安装轴(4)与超越离合块(3)间用键式同步传动，因而超越离合块(3)将先开始与外环(1)产生相对运动，从而使滚柱(7)开始去楔，放松外环(1)与弧面摩擦块(2)的压紧，当滚柱(7)完全去楔后，弧面摩擦块(2)与外环(1)没有压紧力，弧面摩擦块(2)受扭杆弹簧及离心力影响与超越离合块(3)相接触，并受超越离合块(3)推动继续回转工作。
实施例二
参照图3、图4、图5所示的第二实施例，其外环(23)为从动环，内环为主动环。弧面摩擦块(24)安装在超越离合块(25)与外环(23)间；为减少超越分离时弧面摩擦块(24)与超越离合块(25)间的摩擦，在弧面摩擦块的内圆柱面中部开有环形空槽以减小摩擦面积(见图3中I部)，也可在弧面摩擦块与超越离合块间安装有滚针(见图6)；弧面摩擦块(24)的可接触圆弧角为150度。超越离合块(25)采用楔块式超越离合器结构，超越离合块(25)相对弧面摩擦块(24)留有5度的回转空程(见图5中的K部)。在内外环两侧面安装有防止超越离合块(25)及外环(23)的轴向移动挡板(26)，该挡板(26)与弧面摩擦块(24)及外环(23)两侧为间隙配合；两挡板(26)用螺丝安装在超越离合块(25)上。超越离合块(25)在其接合运动方向(即图4中的逆时针方向)的前端与弧面摩擦块(24)间安装有拉力弹簧1(27)。为防止超越分离时内环高速运转的离心力使弧面摩擦块(24)与外环(23)的不必要摩擦，超越离合块(25)在其接合运动方向(即图4中的顺时针方向)的尾端与弧面摩擦块(24)间安装有拉力小于拉力弹簧1(27)的拉力弹簧2(28)。为了减少超越分离时弧面摩擦块(24)与外环(23)的摩擦，在超越离合块(25)的接合受力中间附近位置的内圆柱面上开有一槽，槽内装有弧形弹簧(29)。
本实施例外环(23)与输出轴为过渡配合安装，为了保证弧面摩擦块(24)有一定的离合间隙；输入轴用滚动轴承过渡配合与输出轴同轴线安装，再与内环安装孔间隙配合，其间隙量大于超越离合块(25)、弧面摩擦块(24)、外环(23)的径向间隙总和。
本实施例接合时，通过楔块(30)与外环(23)内圆柱面摩擦，从而推动超越离合块(25)产生径向移动，由于输入轴与内环安装孔间隙配合，并其间隙量大于超越离合块(25)、弧面摩擦块(24)、外环(23)的径向间隙总和；从而超越离合块(25)推动弧面摩擦块(24)与外环(23)相互抱紧，从而实现其接合工作。其超越分离时，由于超越离合块(25)相对弧面摩擦块(24)留有回转空程(见图K部)，因而超越离合块(25)将先开始与外环(23)产生相对运动，从而使楔块(30)开始去楔，放松外环(23)与弧面摩擦块(24)的压紧，当楔块(30)完全去楔后，弧面摩擦块(24)与外环(23)没有压紧力，从而实现分离工作；分离后由于拉力弹簧1(27)与拉力弹簧2(28)的拉紧及弧形弹簧片(29)经输入轴推动超越离合块(25)偏移，从而使弧面摩擦块(24)不受离心力影响与外环(23)摩擦。另外由于拉力弹簧1(27)的弹力大于拉力弹簧2(28)，因而在超越离合块(25)去楔后弧面摩擦块(24)马上受拉力弹簧1(27)牵引与超越离合块(25)相接触；从而保证了接合时，弧面摩擦块(24)与外环(23)相互抱紧后，动力就直接从超越离合块(25)经弧面摩擦块(24)传给外环(23)。

Claims (10)

1.一种弧面摩擦式超越离合器，它主要由内环和外环组成，其特征在于：将内环分成弧面摩擦块与超越离合块，弧面摩擦块外弧面弧长小于外环内圆面的半圆，超越离合块的工作原理与滚柱式或楔块式超越离合器相同；弧面摩擦块安装在超越离合块与外环间，超越离合块相对弧面摩擦块间留有回转空程。
2.如权利要求1所述的弧面摩擦式超越离合器，其特征在于：所述的内环和外环与外界传动联接时，有一者以上为径向浮动式联接结构。
3.如权利要求1所述的弧面摩擦式超越离合器，其特征在于：所述的弧面摩擦块外弧面的半径与外环内圆周面的半径相等。
4.如权利要求1所述的弧面摩擦式超越离合器，其特征在于：所述的弧面摩擦块也可直接安装在内环的安装轴与外环间，并且超越离合块与安装轴同步回转联接。
5.如权利要求1所述的弧面摩擦式超越离合器，其特征在于：所述的超越离合块可在其接合运动方向的尾端与弧面摩擦块间安装扭转弹簧或压力弹簧；或超越离合块可在其接合运动方向的前端与弧面摩擦块间安装扭转弹簧或拉力弹簧。
6.如权利要求4所述的弧面摩擦式超越离合器，其特征在于：所述的安装轴与弧面摩擦块间安装有轴承，该轴承优选为滚针轴承。
7.如权利要求4所述的弧面摩擦式超越离合器，其特征在于：所述的超越离合块与弧面摩擦块安装有弹性件，该弹性件优选为O型拉力弹簧。
8.如权利要求1所述的弧面摩擦式超越离合器，其特征在于：所述的弧面摩擦块的内圆柱面中部开有环形空槽。
9.如权利要求1所述的弧面摩擦式超越离合器，其特征在于：所述的弧面摩擦块与超越离合块间安装有滚针。
10.如权利要求1所述的弧面摩擦式超越离合器，其特征在于：所述的超越离合块在接合受力中间附近位置的内圆柱面上开有一槽，槽内装有弧形弹簧。
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