CN202790444U - 弹簧摩擦制动的单向耦合减震皮带轮 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了弹簧摩擦制动的单向耦合减震皮带轮，包括皮带轮毂、螺纹芯轴、前后滚珠轴承，螺纹芯轴装入皮带轮毂的内孔，两者的端部间分别装入前、后滚珠轴承，皮带轮毂之内设有弹簧摩擦离合机构，弹簧摩擦离合机构包括驱动件、滑动圈、摩擦弹簧，驱动件、滑动圈都具有圆形内孔，摩擦弹簧的一段装入滑动圈的内孔，另一段装入驱动件的内孔，驱动件和滑动圈的内径均比摩擦弹簧的外径小；螺纹芯轴穿过摩擦弹簧的内孔；驱动件的外壁与皮带轮毂的内壁相固定；滑动圈卡接一连接拨片，连接拨片外套于螺纹芯轴，连接拨片定位减震弹簧的一端，减震弹簧外套于螺纹芯轴，减震弹簧的另一端定位于螺纹芯轴。本实用新型具有寿命长、工艺简单、成本低等优点。

Description

弹簧摩擦制动的单向耦合减震皮带轮

技术领域

本实用新型属于汽车发电机用的单向耦合减震皮带轮制造技术领域，其中特别涉及到由弹簧摩擦制动的单向耦合减震机构，具体为采用弹簧摩擦制动的单向耦合减震皮带轮。

背景技术

当发电机经由皮带、皮带轮单元等汽车发动机的曲轴驱动时，由于进气冲程、压缩冲程、燃烧和膨胀冲程及排气冲程的循环，在皮带轮、转轴和皮带轮上可能产生过大的旋转转矩（扭矩）和张力。在曲轴的旋转瞬时下降的趋势下，发电机转轴具有很大的惯性量，皮带在转矩产生的方向上受拉且产生张力变化，这可能使皮带过载而降低皮带的使用寿命。在现有技术中，有一种OAD弹簧摩擦单向耦合减震发电机皮带轮，其能够通过弹簧摩擦单向耦合使动力中断或使用扭矩卷簧的弹性方式使扭矩变形，来减小上述的这种皮带在旋转变化中产生的过载。如中国专利申请号200880128290.0、专利号201020519051.2所公开的技术方案。它既能过滤高速振动，也能过滤低速振动。但目前此类结构的OAD存在以下技术问题：1、摩擦弹簧的一头固定于保持架上，其把摩擦弹簧的此头压成直线，直线和圈形会形成一个弯角点，而摩擦力就集中到这个弯角点上，当发电机在高低速转动产生摩擦离合时，固定在保持架上的这一头摩擦弹簧弯角点容易断裂。2、另外，摩擦弹簧弯角点和外圆表面一次性全部用于皮带轮毂内径产生摩擦的止动和超越，不仅使用寿命低，而且制造工艺复杂、成本很高。

发明内容

为解决现有技术存在的上述技术问题，本实用新型公开了一种弹簧摩擦制动的单向耦合减震皮带轮。

本实用新型采取以下技术方案：弹簧摩擦制动的单向耦合减震皮带轮，包括皮带轮毂、螺纹芯轴、前滚珠轴承、后滚珠轴承，螺纹芯轴装入皮带轮毂的内孔，两者的端部间分别装入前滚珠轴承、后滚珠轴承，皮带轮毂之内设有弹簧摩擦离合机构，所述的弹簧摩擦离合机构包括驱动件、滑动圈、摩擦弹簧，驱动件、滑动圈都具有圆形内孔，摩擦弹簧的一段装入滑动圈的内孔，另一段装入驱动件的内孔，驱动件和滑动圈的内径均比摩擦弹簧的外径小；所述的螺纹芯轴穿过摩擦弹簧的内孔；驱动件的外壁与皮带轮毂的内壁相固定；滑动圈卡接一连接拨片，连接拨片外套于螺纹芯轴，连接拨片定位减震弹簧的一端，减震弹簧外套于螺纹芯轴，减震弹簧的另一端定位于螺纹芯轴。

优选的，驱动件是前止动圈，前止动圈、滑动圈都呈圆环状，两者的内径相等且两者的一端面相贴；前止动圈的外径紧配压入皮带轮毂的内壁。当皮带轮毂转动，其转向与摩擦弹簧的盘绕方向相反时，摩擦弹簧外径就会产生扩张力与前止动圈及滑动圈的内径产生摩擦力而出现锁定状态，带动减震弹性机构及发电机转子转动。当皮带轮毂转速放慢时，发电机转子的转速超过皮带轮毂，此时，发电机转子的转向与摩擦弹簧的盘绕方向相同，摩擦弹簧在自由的状态下与皮带轮毂形成连接中断分离。

优选的，驱动件是单向滚针离合轴承，单向滚针离合轴承的内圈直径小于摩擦弹簧的外径，单向滚针离合轴承的外圈压入皮带轮毂的内壁。

优选的，滑动圈之外转动配合后止动圈，后止动圈固定于皮带轮毂的内壁。

优选的，螺纹芯轴形成凸圈，凸圈上开有键槽，键槽内插接所述减震弹簧的一端头；所述的连接拨片呈圆环状，其内孔的壁上形成一键槽，键槽内插接所述减震弹簧的另一端头。

优选的，连接拨片外壁相对的两侧形成两个凸起；滑动圈的内径与连接拨片的外径相适配，滑动圈形成两个处于相对侧的凹槽，凹槽延伸至滑动圈的一侧面，两个凹槽内插入连接拨片的两个凸起。

优选的，螺纹芯轴形成两道环形卡槽，环形卡槽各装入一轴向定位圈，两轴向定位圈分别挡于前滚珠轴承、后滚珠轴承的内侧面。

优选的，前滚珠轴承、后滚珠轴承的外端面各装入一防尘垫片，两防尘垫片的外径均压入皮带轮毂的内壁，两防尘垫片的内径均与螺纹芯轴的外径间隙配合。

优选的，减震弹簧的断面呈正方形状即减震弹簧是由正方形弹簧钢丝卷成的。

优选的，滑动圈的外圆周形成一道环形油槽。

本实用新型弹簧摩擦制动的单向耦合减震皮带轮具有使用寿命长、制造工艺简单、成本低等优点。

附图说明

图1为实施例1的结构示意图。

图2为实施例1拆去后滚珠轴承、后防油垫片、后轴向定位圈、连接拨片的结构示意图。

图3为实施例1的弹簧摩擦离合机构视图。

图4是图3的B向视图。

图5是滑动圈的结构视图。

图6是图5的B向视图。

图7是摩擦弹簧的结构视图。

图8是图7的B向视图。

图9是连接拨片的结构视图。

图10是图9的B向视图。

图11是减震弹簧结构视图。

图12是图11的B向视图。

图13是螺纹芯轴的结构视图。

图14是图13的B向视图。

图15为实施例2的的结构示意图。

图16为单向滚针离合轴承的结构视图。

图17为摩擦弹簧、滑动圈及单向滚针离合轴承组装而成的单向器摩擦离合机构视图。

图示中：1、皮带轮毂，2、螺纹芯轴，3、前止动圈，4、后止动圈，5、滑动圈，6、摩擦弹簧，7、减震弹簧，8、连接拨片，9、后防油垫片，10、后轴向定位圈，11、前轴向定位圈，12、前防油垫片，13、前滚珠轴承，14、后滚珠轴承，15、后防尘垫片，16、前防尘垫片，17、单向滚针离合轴承。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型实施例作详细说明。

实施例1：如图1-14所示，本实施例弹簧摩擦制动的单向耦合减震皮带轮包括皮带轮毂1、螺纹芯轴2、前止动圈3、后止动圈4、滑动圈5、摩擦弹簧6、减震弹簧7、连接拨片8、后防油垫片9、后轴向定位圈10、前轴向定位圈11、前防油垫片12、前滚珠轴承13、后滚珠轴承14、后防尘垫片15、前防尘垫片16。

皮带轮毂1之内设有弹簧摩擦离合机构，前止动圈3、滑动圈5、摩擦弹簧6组装成一组弹簧摩擦离合机构，参见图3-8，前止动圈3、滑动圈5都呈圆环状，两者的内径相等且两者的一端面相贴。摩擦弹簧6的一段装入滑动圈5的内孔，另一段装入前止动圈3的内孔，前止动圈3和滑动圈5的内径都比摩擦弹簧6的外径小，从而增加了摩擦弹簧外径的弹性张力，摩擦弹簧6的两头没有固定在任何部件上，摩擦弹簧6与前止动圈3、滑动圈5通过摩擦锁定，采用自由状态传递动力并由此中断动力的传递。当前止动圈3和滑动圈5内孔的光洁度某个比较高时，摩擦弹簧6在自由状态下就会在那个圈内转动。此结构的摩擦弹簧6两头与前止动圈3、滑动圈5可以交替分离，摩擦弹簧不容易断裂，大大增强了其使用寿命。

当前止动圈3及滑动圈5的扭力旋向与摩擦弹簧6的盘绕方向相反时，摩擦弹簧6的外径就会产生扩张力，与前止动圈3及滑动圈5的内径产生摩擦力而出现锁定状态。当前止动圈3和滑动圈5扭力旋向与摩擦弹簧6的盘绕方向相同时，摩擦弹簧6的外径就会变形收缩，与前止动圈3及滑动圈5内径的摩擦力解除而形成了自由状态，由此中断动力的传递。向摩擦弹簧6内径注入高低温油脂，使接触部位滚动润滑。滑动圈5的外圆周形成一道环形油槽5-2，注入高低温油脂后，起润滑作用。

前止动圈3的外径紧配压入皮带轮毂1的内壁，形成一体。滑动圈5的外径装入一只后止动圈4，后止动圈4由轴承钢材料通过淬火做成的，其硬度很高，且内孔经过精磨加工，其与滑动圈5的外径能良好地自由转动磨合。后止动圈4的外径与皮带轮毂1的内孔紧密配合。

为便于叙述，将图1的右端定义为单向耦合减震皮带轮的前端，左端定义为单向耦合减震皮带轮的后端。

皮带轮毂1的内孔装入螺纹芯轴2，螺纹芯轴2穿过前述的弹簧摩擦离合机构，螺纹芯轴2与弹簧摩擦离合机构间设置有减震弹簧机构：螺纹芯轴2的中部靠前端一侧向形成凸圈，凸圈上开有键槽2-4，此键槽处于摩擦弹簧6和螺纹芯轴2之间。螺纹芯轴2中部2-3的外径小于前述凸圈的外径，中部2-3之外套入减震弹簧7（减震弹簧是由正方形弹簧钢丝卷成的，正方形钢丝具有弹性扭矩大、体积小的特点），减震弹簧7的两个引出头各向外弯成90°角，折弯后朝弹簧的轴向延伸，减震弹簧7的一个弯头(前弯头)7-1就插入螺纹芯轴2的凸圈的键槽2-4内。连接拨片8呈圆环状，其内孔上形成一个键槽8-1，外壁相对的两侧形成两个凸起8-2（见图9、10）。连接拨片8套于螺纹芯轴2的中部2-3后端之外，其键槽8-1插入减震弹簧7的另一弯头7-2（后弯头）。

滑动圈5的内径与连接拨片8的外径相适配，滑动圈5形成两个处于相对侧的凹槽5-1，凹槽5-1延伸至滑动圈5的一侧面（见图5、6），此两个凹槽5-1内插入连接拨片8的两个凸起8-2，这样，就把弹簧摩擦单向离合部件和扭矩弹簧连接起来，使滑动圈5、连接拨片8、减震弹簧7及螺纹芯轴2一起连动。减震弹簧是为了发动机及曲轴在起动时产生一个很大的扭矩传动到皮带轮上，皮带轮把扭矩传到发电机转子轴上，使发电机转子一下快速转动。当发动机曲轴扭矩传动到皮带轮及弹簧摩擦离合机构时，滑动圈把扭力传到连接拨片，再传到装在连接拨片内径键槽的减震弹簧上，减震弹簧向外张力弹性变形，足够降低皮带轮上的张力变化及产生速度振动。因此，发电机在高低速转动时产生振动，减震弹性机构就会把振动用弹性来消除。

螺纹芯轴2前后段分别为装轴承部位2-1、2-5，装轴承部位2-1的外径小于键槽2-4所处的凸圈，靠近凸圈的装轴承部位2-1局部形成一道环形卡槽，该环形卡槽装入一只前轴向定位圈11，前轴向定位圈11挡于凸圈的前侧面。再在此部2-1压入前滚珠轴承13，前滚珠轴承13的内圈与螺纹芯轴2的外壁压在一起，外圈与皮带轮毂1的内壁压在一起。装轴承部位2-5的外径小于中部2-3的外径，靠近凸圈的装轴承部位2-5局部形成一道环形卡槽，该环形卡槽装入一只后轴向定位圈10，后轴向定位圈10的前侧面挡于装轴承部位2-5与中部2-3之间的台阶面及连接拨片8的局部后侧面。再在此部2-5压入后滚珠轴承14，后滚珠轴承14的内圈与螺纹芯轴2的外壁压在一起，外圈与皮带轮毂1的内壁压在一起。

前轴向定位圈11紧靠于螺纹芯轴2凸圈的前侧面与前滚珠轴承13的后侧面（局部）之间。后轴向定位圈10的后侧面紧靠于后滚珠轴承14的前侧面（局部），两轴向定位圈用以防止螺纹芯轴2的轴向位移。

两只前后滚珠轴承的外径与皮带轮毂1内径精密配合，两滚珠轴承的内孔与螺纹芯轴两头精密配合，用于支撑径向载荷。两滚珠轴承外端面各装入一只圆环状防尘垫片，即后滚珠轴承14的后端面装入一只后防尘垫片15，前滚珠轴承13的前端面装入一只前防尘垫片16，两防尘垫片的外径均压入皮带轮毂1的内壁，两防尘垫片的内径均与螺纹芯轴2的外径间隙配合。后滚珠轴承14外圈的前端面装入后防油垫片9，后防油垫片9将后滚珠轴承14的前端面（局部）与弹簧摩擦离合机构的后端面隔开，前滚珠轴承13外圈的后端面装入前防油垫片12，前防油垫片12将前滚珠轴承13的后端面（局部）与弹簧摩擦离合机构的前端面隔开。这样皮带轮毂、前后滚珠轴承的外圈、前后止动圈、前后防油垫片、前后防尘垫片形成一体。

装配时，螺纹芯轴2卡入前轴向定位圈11，外套并压入前滚珠轴承13；再外套减震弹簧7，减震弹簧7的前端插入凸圈的键槽。后装入前防油垫片12，把已装配好的弹簧摩擦离合机构的滑动圈5的外径套上后止动圈4，再把弹簧摩擦离合机构及后止动圈4从后端套入螺纹芯轴2，并一起压入到皮带轮毂1内孔，再装入连接拨片8，将连接拨片8上的键槽8-1套在减震弹簧7的后端头7-2上，而连接拨片8的两个凸起8-2则装在滑动圈5上的两个凹槽5-1内；然后装入后轴向定位圈10及后防油垫片9，再压入后滚珠轴承14，最后在后滚珠轴承14的后端面压入后防尘垫片15，前滚珠轴承13的前端面压入前防尘垫片16，就组装成了一组弹簧摩擦制动的单向耦合减震皮带轮。

当汽车发动机曲轴驱动时，旋转扭矩由皮带带到弹簧摩擦离合皮带轮上，利用弹簧摩擦离合机构的摩擦弹簧6固有动力的传递和中断扭力之间切换的功能，当摩擦弹簧6外径受力与摩擦弹簧6盘绕方向相反时，摩擦弹簧6外径就会扩张形成与前止动圈3和滑动圈5内表面的摩擦力而呈锁定状态，使旋转扭矩由皮带传递到皮带轮毂1，再传递到前止动圈3，后传递到摩擦弹簧6，再传递到滑动圈5，又传递到连接拨片8，后传递到减震弹簧7，再传递到螺纹芯轴2，最后由螺纹芯轴2带动发电机转子工作。当皮带轮毂1的转速放慢时，发电机转子的惯性转速超过皮带轮毂1的转速，此时，螺纹芯轴2会带动减震弹簧旋转7，进而带动连接拨片8旋转，最后带动滑动圈5旋转，而此时滑动圈5的旋转方向与摩擦弹簧6盘绕方向相同，摩擦弹簧6的外径就会变形收缩，摩擦力解除且产生了自由状态，由此中断动力传递。

实施例2：参见图15-17，本实施例将实施例1中的前止动圈改成单向滚针离合轴承17，摩擦弹簧6外圈的一段（前段）装在单向滚针离合轴承17的内孔，另外一段（后段）装在滑动圈5的内孔，单向滚针离合轴承17的内圈直径小于摩擦弹簧6的外径，单向滚针离合轴承17的外圈压入皮带轮毂1的内壁。单向滚针离合轴承17在压入皮带轮毂内孔时，单向锁定方向与皮带轮毂转向是相同的。本实施例的其它结构与实施例1相同，参考实施例1。

当皮带轮毂转速放慢时，发电机转子及减震弹性机构的惯性转速超过皮带轮毂的转速。此时，滑动圈带着摩擦弹簧向单向滚针离合轴承解锁方向转动，由此中断动力的传递。

因滑动圈内孔与摩擦弹簧外圈摩擦力比较大，单向滚针离合轴承在解锁状态下与摩擦弹簧外圈摩擦时，单向滚针离合轴承的滚针会与摩擦弹簧同时转动，摩擦力就会比较小，从而使弹簧摩擦离合机构使用寿命大大增强，单向滚针离合轴承在解锁状态下中断动力的传递。

本实用新型汽车发电机的单向器耦合减震皮带轮具有结构简单、使用寿命长、制造工艺简单、制造成本低等优点。

本领域的普通技术人员应当认识到，以上实施例仅是用来说明本实用新型，而并非作为对本实用新型的限定，只要在本实用新型的实质范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.弹簧摩擦制动的单向耦合减震皮带轮，包括皮带轮毂、螺纹芯轴、前滚珠轴承、后滚珠轴承，螺纹芯轴装入皮带轮毂的内孔，两者的端部间分别装入前滚珠轴承、后滚珠轴承，其特征在于：皮带轮毂之内设有弹簧摩擦离合机构，所述的弹簧摩擦离合机构包括驱动件、滑动圈、摩擦弹簧，驱动件、滑动圈都具有圆形内孔，摩擦弹簧的一段装入滑动圈的内孔，另一段装入驱动件的内孔，驱动件和滑动圈的内径均比摩擦弹簧的外径小；所述的螺纹芯轴穿过摩擦弹簧的内孔；驱动件的外壁与皮带轮毂的内壁相固定；滑动圈卡接一连接拨片，连接拨片外套于螺纹芯轴，连接拨片定位减震弹簧的一端，减震弹簧外套于螺纹芯轴，减震弹簧的另一端定位于螺纹芯轴。

2.如权利要求1所述的单向耦合减震皮带轮，其特征在于：所述的驱动件是前止动圈，前止动圈、滑动圈都呈圆环状，两者的内径相等且两者的一端面相贴；前止动圈的外径紧配压入皮带轮毂的内壁。

3.如权利要求1所述的单向耦合减震皮带轮，其特征在于：所述的驱动件是单向滚针离合轴承，单向滚针离合轴承的内圈直径小于摩擦弹簧的外径，单向滚针离合轴承的外圈压入皮带轮毂的内壁。

4.如权利要求1-3任一项所述的单向耦合减震皮带轮，其特征在于：滑动圈之外转动配合后止动圈，后止动圈固定于皮带轮毂的内壁。

5.如权利要求1-3任一项所述的单向耦合减震皮带轮，其特征在于：螺纹芯轴形成凸圈，凸圈上开有键槽，键槽内插接所述减震弹簧的一端头；所述的连接拨片呈圆环状，其内孔的壁上形成一键槽，键槽内插接所述减震弹簧的另一端头。

6.如权利要求5所述的单向耦合减震皮带轮，其特征在于：连接拨片外壁相对的两侧形成两个凸起；滑动圈的内径与连接拨片的外径相适配，滑动圈形成两个处于相对侧的凹槽，凹槽延伸至滑动圈的一侧面，两个凹槽内插入连接拨片的两个凸起。

7.如权利要求1-3任一项所述的单向耦合减震皮带轮，其特征在于：螺纹芯轴形成两道环形卡槽，环形卡槽各装入一轴向定位圈，两轴向定位圈分别挡于前滚珠轴承、后滚珠轴承的内侧面。

8.如权利要求1-3任一项所述的单向耦合减震皮带轮，其特征在于：前滚珠轴承、后滚珠轴承的外端面各装入一防尘垫片，两防尘垫片的外径均压入皮带轮毂的内壁，两防尘垫片的内径均与螺纹芯轴的外径间隙配合。

9.如权利要求1-3任一项所述的单向耦合减震皮带轮，其特征在于：所述减震弹簧的断面呈正方形状。

10.如权利要求1-3任一项所述的单向耦合减震皮带轮，其特征在于：所述滑动圈的外圆周形成一道环形油槽。

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