CN206429572U - 双向超越离合器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种双向超越离合器，包括主动部件；可由主动部件驱动旋转的从动部件；设置在所述主动部件与从动部件之间的弹性嵌合部件，能够以嵌合方式使从动部件与主动部件相互结合或分离；以及超越控制部件，其能够在从动部件以小于或等于主动部件转速同向旋转时，使弹性嵌合部件保持从动部件与主动部件结合，并在从动部件大于主动部件转速或旋转方向相反时，形成使弹性嵌合部件脱出嵌合状态的运动曲面，从而将从动部件与主动部件分离。该双向超越离合器负载能力显著提升，能够满足一些重载场合的使用需要，相比传统双向超越离合器具有结构简单，安装方便，可靠性好等优点。
Description
技术领域
本实用新型属于机械传动技术领域，涉及一种双向超越离合器。
背景技术
超越离合器是用于原动机和工作机之间或者机械内部主、从动轴之间动力传递与分离的重要部件，双向超越离合器能够利用主、从动部件间的速度变化或旋转方向的变换，自动分离或结合，通常用于单向传递扭矩，即主动部件可以正向或反向带动从动部件转动，而但主动部件不转动或转度低于从动部件时，转矩则不能由从动部件传递到主动部件。
目前，双向超越离合器主要有滚柱式、楔块式和棘轮式等，通常结构都较为复杂，对加工精度要求较高，导致制造成本居高不下。同时，由于其特殊的构造，使得双向超越离合器的负载能力较普通的超越离合器差，难以满足一些重载场合的使用要求，具有一定的局限性。
实用新型内容
有鉴于此，本实用新型提供一种结构相对简单，方便制造，并且承载能力强的双向超越离合器。
其技术方案如下：
一种双向超越离合器，包括主动部件；可由主动部件驱动旋转的从动部件；设置在所述主动部件与从动部件之间的弹性嵌合部件，能够以嵌合方式使从动部件与主动部件相互结合或分离；以及超越控制部件，其能够在从动部件以小于或等于主动部件转速同向旋转时，使弹性嵌合部件保持从动部件与主动部件结合，并在从动部件大于主动部件转速或旋转方向相反时，形成使弹性嵌合部件脱出嵌合状态的运动曲面，从而将从动部件与主动部件分离。
采用以上结构，超越控制部件根据主、从动部件的相对转速及旋转方向，控制弹性嵌合部件嵌合或滑出主、从动部件，从而实现从动部件双向超越主动部件，由于弹性嵌合部件采用嵌合方式，相比传统双向超越离合器，极大提升了负载能力。
作为优选，所述从动部件为沿径向设有锁块滑槽的传动轴；
弹性嵌合部件弹性地嵌设在所述锁块滑槽中，在外力作用下，能够沿传动轴径向向内收缩；
主动部件为设有中心孔的驱动盘，该中心孔周向孔壁上分布有至少一个用于与弹性嵌合部件配合的嵌合凹槽；
超越控制部件包括具有内孔的选向控制板，该选向控制板与驱动盘并排活套在传动轴上，并与弹性嵌合部件位置对应；
所述内孔的周向孔壁上分布有与嵌合凹槽相对应的凸起结构，该凸起结构在内孔圆周方向上的两侧侧壁与内孔孔壁平滑过渡；
当传动轴以小于或等于驱动盘转速同向旋转时，弹性嵌合部件保持在嵌合凹槽内，嵌合凹槽具有推动弹性嵌合部件随传动轴旋转的止推侧壁；
当传动轴以大于驱动盘转速旋转或旋转方向相反时，凸起结构的一侧侧壁形成使弹性嵌合部件沿传动轴旋转方向脱出嵌合凹槽的滑出坡道，相对于传统双向超越离合器，该结构更加简单，可靠性更好。
为方便选向控制板的安装，所述传动轴上通过轴承安装有离合器壳体，选向控制板通过弹性组件安装在该离合器壳体上，当外力克服弹性组件阻尼时，该选向控制板能够相对于离合器壳体绕传动轴轴线旋转；
选向控制板上设有拨动槽，所述驱动盘具有嵌入该拨动槽的嵌入部，该嵌入部能够在拨动槽范围内绕传动轴轴线旋转，以限制该选向控制板的极限位置。
当传动轴以小于或等于驱动盘转速同向旋转时，选向控制板在弹性组件限制下随离合器壳体与传动轴同步旋转，选向控制板处于中间位置，与驱动盘间不发生相对位移，即嵌入部位于拨动槽长度方向的中部，此时选向控制板上的凸起结构正好与驱动盘上的嵌合凹槽错开，弹性嵌合部件则处于嵌合凹槽内，使得传动轴和驱动盘保持结合状态。
当传动轴以大于驱动盘转速旋转或旋转方向相反时，传动轴与驱动盘间产生相对转动，选向控制板克服弹性组件阻尼，与离合器壳体发生相对位移，使其相对于驱动盘处于极限位置，即形成滑出坡道，使传动轴与驱动盘脱离，实现超越。
所述弹性组件包括O形密封圈和钢球，所述离合器壳体外缘上设置有环槽，该环槽周向上分布有与离合器壳体中心轴孔连通的钢球容置孔，所述O形密封圈嵌设在环槽中，钢球设置于钢球容置孔内，其内外两侧分别与选向控制板和O形密封圈抵接，所述选向控制板外缘上沿周向分布有与钢球相适应的限位槽。上述结构能够可靠保证在正常传动时，保持选向控制板与离合器壳体及驱动盘的相对位置不发生变化，并在需要时，改变选向控制板与驱动盘间的相对位置关系，实现超越离合功能。
为保证弹性组件具有合适的阻尼，所述钢球数量优选为3～6个。
所述锁块滑槽贯穿传动轴，弹性嵌合部件包括两块沿轴向正对设置在锁块滑槽内的滑动锁块，两块所述滑动锁块之间连接有复位压簧，该结构能够较为简单可靠地实现弹性嵌合部件的运动功能。
为方便对选向控制板及轴承进行限位，所述选向控制板和轴承之间设有垫圈。同时为了方便垫圈的安装，所述传动轴在对应垫圈安装位置设有轴肩。
所述驱动盘上的嵌合凹槽共为三个，沿中心孔周向呈环形阵列分布，选向控制板上的凸起结构也相应为三个，以改善双向超越离合器在传动过程中的受力状态，减小滑动锁块、驱动盘及选向控制板所承受的冲击载荷。
本实用新型的有益效果是：
采用以上技术方案的双向超越离合器，负载能力显著提升，能够满足一些重载场合的使用需要，相比传统双向超越离合器具有结构简单，安装方便，可靠性好等优点。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图；
图2为本实用新型的分解结构示意图；
图3为驱动盘的结构示意图；
图4为选向控制板的结构示意图；
图5为离合器壳体的结构示意图；
图6为选向控制板相对于驱动盘处于中间位置时的结构示意图；
图7为选向控制板相对于驱动盘处于第一极限位置时的结构示意图；
图8为选向控制板相对于驱动盘处于第二极限位置时的结构示意图。
具体实施方式
以下结合实施例和附图对本实用新型作进一步说明。
如图1和图2所示的双向超越离合器，包括分别作为主动部件和从动部件的驱动盘3和传动轴1，传动轴1穿设在驱动盘3中，在该传动轴1上沿径向贯穿地设置有锁块滑槽11，在该锁块滑槽11中嵌设有两块正对设置的滑动锁块2，即弹性嵌合部件，两块滑动锁块2之间连接有复位弹簧21，在复位弹簧21作用下，两块滑动锁块2的外端能够向外伸出锁块滑槽11，并且在外力作用下，能够沿传动轴1径向向内收缩。
在传动轴1上还活套有一个选向控制板4，选向控制板4和驱动盘3在传动轴1上的位置均与锁块滑槽11，即滑动锁块2滑出位置对应。
传动轴1在远离驱动盘3的一端通过轴承6套设有离合器壳体7，选向控制板4通过弹性组件与离合器壳体7相对固定，当外力克服弹性组件阻尼时，选向控制板4能够与离合器壳体7产生相对旋转，为方便选向控制板4及轴承6的安装及定位，传动轴1在选向控制板4和轴承6之间套设有垫圈5，同时在对应垫圈5位置设置了轴肩12，为了方便与轴承6抵接，垫圈5设计成具有一定锥度，即其外径由靠近选向控制板4一侧向面向轴承6一侧逐渐减小。
结合图5可以看出，离合器壳体7的外缘上沿周向上设有环槽71，沿环槽71周向设有多个连通至离合器壳体7中心轴孔的钢球容置孔72，在钢球容置孔72内放置钢球9，并利用套设在环槽71中的O形密封圈8压紧，O形密封圈8采用氟橡胶材料，具有一定弹性，钢球9内侧与选向控制板4外缘抵接，从而实现对选向控制板4的固定，本实施例中，钢球9数量优选为3～6个，以确保向选向控制板4提供合适阻尼。
如图3所示，驱动盘3中央设有供传动轴1穿过的中心孔31，在该中心孔31周向内壁上分布有至少一个与滑动锁块2配合的嵌合凹槽32，嵌合凹槽32数量可根据实际传动需要选择，优选为奇数个，本实施例中嵌合凹槽32为3个，沿中心孔31孔壁周向均匀分布。
在驱动盘3靠近选向控制板4的一侧设置有3个沿轴向向外凸出的嵌入部33，为方便制造并保证结构对称，本实施例中嵌入部33共为3个，均匀分布在中心孔31外侧，并采用销轴形式通过铆接或焊接等方式与驱动盘3固定为一体。
请参见图4，选向控制板4上也相应设有内孔41，在该内孔41的周向孔壁上分布有数量与驱动盘3上嵌合凹槽32相应的凸起结构42，凸起结构42的高度应当大于或等于嵌合凹槽32的深度，并且其在内孔41周向上的两侧侧壁与内孔41孔壁间为平滑曲面过渡。
选向控制板4在对应驱动盘3上嵌入部33位置设有拨动槽43，拨动槽43呈弧形条状结构，均匀分布在内孔41外侧，并与内孔41同心，嵌入部33嵌入拨动槽43中，当选向控制板4与驱动盘3发生相对旋转时，嵌入部33能够在拨动槽43限制范围内滑动，以限制选向控制板4与驱动盘3的相对极限位置。
当然，选向控制板4与驱动盘3间的连接结构并不限于上述形式，例如在选向控制板4上设置凸柱，驱动盘3上对应位置设条形槽，原理与本实施例相同，在此不作赘述。
同时，为了方便选向控制板4与钢球9配合，在选向控制板4的周向外缘上连续分布有呈弧形结构的限位槽44。
图6至图8分别示出了选向控制板4相对于驱动盘3处于中间位置、第一极限位置和第二极限位置时的状态，可以看出，处于中间位置时，选向控制板4 上的凸起结构42正好与驱动盘3上的嵌合凹槽32错开，滑动锁块2被限制在嵌合凹槽32范围内，传动轴1旋转时，滑动锁块2与嵌合凹槽32抵接，在嵌入部33作用下，势必会将选向控制板4带动至图7或图8所示的极限位置。
而当处于图7或图8所示的极限位置时，选向控制板4的一侧侧壁正好位于嵌合凹槽32内部一侧边缘，形成能够使滑动锁块2从该侧滑出嵌合凹槽32的滑出坡道42a，与该滑出坡道42a正对的嵌合凹槽32另一侧壁侧形成限制滑动锁块2从该位置脱出的止推侧壁32a。
如驱动盘3保持不动，传动轴1正向或反向旋转时，选向控制板4相对于驱动盘3处于极限位置，此时，在传动轴1旋转方向上，滑动锁块2一侧边缘与滑出坡道42a接触，可以沿该滑出坡道42a自由滑出嵌合凹槽32，即传动轴1可以自由转动。
正常传动时，即传动轴1以小于或等于驱动盘3转速同向旋转时，滑动锁块2不会有从传动轴1旋转方向上滑出嵌合凹槽32的趋势，并保持于嵌合凹槽32的止推侧壁32a贴合，止推侧壁32a会推动滑动锁块2及传动轴1与驱动盘3同步旋转，使驱动盘2与传动轴1保持结合并传递扭矩。
若传动轴1转速大于驱动盘3，滑动锁块2具有从传动轴1旋转方向上滑出嵌合凹槽32的趋势，而在该位置凸起结构41与嵌合凹槽32配合形成能够使滑动锁块2滑出嵌合凹槽32的滑出坡道42a，滑动锁块2正好从该滑出坡道42a脱出嵌合凹槽32，即传动轴1能够以超越驱动盘3的转速自由旋转，而不会向驱动盘3传递扭矩。
同理，当传动轴1与驱动盘3转动方向相反时，凸起结构42的另一侧侧壁形成使滑动锁块2从传动轴1转动方向滑出嵌合凹槽32的滑出坡道42a，即传动轴1可以反向空转，从而实现了双向超越功能。
并且，传动轴1和驱动盘3的结合形式并不限于上述实施例，例如，可以在驱动盘3内孔中配置相应的弹性嵌合部件，传动轴1外缘上开槽。选向控制板4上凸起结构42及离合器壳体安装位置相应调整，使选向控制板4相对于传动轴1处于极限位置时，弹性嵌合部件能够滑出传动轴1上相应开槽位置，即可实现以驱动盘3作为从动部件对传动轴1的双向超越。
最后需要说明的是，上述描述仅仅为本实用新型的优选实施例，本领域的普通技术人员在本实用新型的启示下，在不违背本实用新型宗旨及权利要求的前提下，可以做出多种类似的表示，这样的变换均落入本实用新型的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种双向超越离合器，其特征在于，包括：
主动部件；
可由主动部件驱动旋转的从动部件；
设置在所述主动部件与从动部件之间的弹性嵌合部件，能够以嵌合方式使从动部件与主动部件相互结合或分离；以及
超越控制部件，其能够在从动部件以小于或等于主动部件转速同向旋转时，使弹性嵌合部件保持从动部件与主动部件结合，并在从动部件大于主动部件转速或旋转方向相反时，形成使弹性嵌合部件脱出嵌合状态的运动曲面，从而将从动部件与主动部件分离。
2.根据权利要求1所述的双向超越离合器，其特征在于：所述从动部件为沿径向设有锁块滑槽(11)的传动轴(1)；
弹性嵌合部件弹性地嵌设在所述锁块滑槽(11)中，在外力作用下，能够沿传动轴(1)径向向内收缩；
主动部件为设有中心孔(31)的驱动盘(3)，该中心孔(31)周向孔壁上分布有至少一个用于与弹性嵌合部件配合的嵌合凹槽(32)；
超越控制部件包括具有内孔(41)的选向控制板(4)，该选向控制板(4)与驱动盘(3)并排活套在传动轴(1)上，并与弹性嵌合部件位置对应；
所述内孔(41)的周向孔壁上分布有与嵌合凹槽(32)相对应的凸起结构(42)，该凸起结构(42)在内孔(41)圆周方向上的两侧侧壁与内孔(41)孔壁平滑过渡；
当传动轴(1)以小于或等于驱动盘(3)转速同向旋转时，弹性嵌合部件保持在嵌合凹槽(32)内，嵌合凹槽(32)具有推动弹性嵌合部件随传动轴(1)旋转的止推侧壁(32a)；
当传动轴(1)以大于驱动盘(3)转速旋转或旋转方向相反时，凸起结构(42)的一侧侧壁形成使弹性嵌合部件沿传动轴(1)旋转方向脱出嵌合凹槽(32)的滑出坡道(42a)。
3.根据权利要求2所述的双向超越离合器，其特征在于：所述传动轴(1)上通过轴承(6)安装有离合器壳体(7)，选向控制板(4)通过弹性组件安装在该离合器壳体(7)上，当外力克服弹性组件阻尼时，该选向控制板(4)能够相对于离合器壳体(7)绕传动轴(1)轴线旋转；
选向控制板(4)上设有拨动槽(43)，所述驱动盘(3)具有嵌入该拨动槽(43)的嵌入部(33)，该嵌入部(33)能够在拨动槽(43)范围内绕传动轴(1)轴线旋转，以限制该选向控制板(4)的极限位置。
4.根据权利要求3所述的双向超越离合器，其特征在于：所述弹性组件包括O形密封圈(8)和钢球(9)，所述离合器壳体(7)外缘上设置有环槽(71)，该环槽(71)周向上分布有与离合器壳体(7)中心轴孔连通的钢球容置孔(72)，所述O形密封圈(8)嵌设在环槽(71)中，钢球(9)设置于钢球容置孔(72)内，其内外两侧分别与选向控制板(4)和O形密封圈(8)抵接，所述选向控制板(4)外缘上沿周向分布有与钢球(9)相适应的限位槽(44)。
5.根据权利要求4所述的双向超越离合器，其特征在于：所述钢球(9)数量为3～6个。
6.根据权利要求2至5中任一项所述的双向超越离合器，其特征在于：所述锁块滑槽(11)贯穿传动轴(1)，弹性嵌合部件包括两块沿轴向正对设置在锁块滑槽(11)内的滑动锁块(2)，两块所述滑动锁块(2)之间连接有复位压簧(21)。
7.根据权利要求2至5中任一项所述的双向超越离合器，其特征在于：所述选向控制板(4)和轴承(6)之间设有垫圈(5)。
8.根据权利要求7所述的双向超越离合器，其特征在于：所述传动轴(1)在对应垫圈(5)安装位置设有轴肩(12)。
9.根据权利要求6所述的双向超越离合器，其特征在于：所述驱动盘(3)上的嵌合凹槽(32)共为三个，沿中心孔(31)周向呈环形阵列分布，选向控制板(4)上的凸起结构(42)也相应为三个。
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|---|---|---|---|---|
| CN114251382A (zh) * | 2021-12-28 | 2022-03-29 | 中铁十一局集团有限公司 | 双向超越离合器 |
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