CN211231497U - 一种滚柱单向耦合的弹簧减震皮带轮 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及汽车发电机用的单向耦合减震皮带轮技术领域，具体涉及一种滚柱单向耦合的弹簧减震皮带轮，包括皮带轮毂和安装于皮带轮毂内部的单向耦合结构，单向耦合结构包括螺纹芯轴和套设于螺纹芯轴之外的连接套，所述螺纹芯轴与连接套之间安装沿螺纹芯轴周向分布的多组滚柱缓冲组件，螺纹芯轴与连接套转动配合；所述连接套之外套设有减震弹簧，减震弹簧的两端分别连接至皮带轮毂和连接套。本实用新型的滚柱单向耦合的弹簧减震皮带轮，皮带轮的减震效果及使用寿命得到提升，且安装更加便捷。

Description

一种滚柱单向耦合的弹簧减震皮带轮

技术领域

本实用新型涉及汽车发电机用的单向耦合减震皮带轮技术领域，具体涉及一种滚柱单向耦合的弹簧减震皮带轮。

背景技术

汽车发电机单向离合皮带轮己经被世界上的一些高档汽车广泛应用。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，这可能致使皮带过载而降低皮带的使用寿命。

现有技术中关于弹簧减震皮带轮的研究较多，如公开号为CN207921167U 的专利文献公开了一种滚柱式单向耦合的减震皮带轮，包括皮带轮毂和设置于皮带轮毂内部的单向耦合机构，单向耦合机构内设有减震机构，单向耦合机构包括螺纹芯轴和套设于螺纹芯轴上的外曲面套管，外曲面套管的内壁上设有第一卡接部，螺纹芯轴的外壁上设有第二卡接部，第二卡接部和第一卡接部之间形成耦合腔，耦合腔内设有减震弹簧，减震弹簧套设于螺纹芯轴上，减震弹簧的一端与第一卡接部相接，另一端与第二卡接部相接；该滚柱式单向耦合的减震皮带轮，在耦合腔内设有减震弹簧，螺纹芯轴和外曲面套管通过减震弹簧进行直接耦合，有效减少皮带轮震动的同时节约了成本。但是，由于减震弹簧套设于螺纹芯轴上，使得减震弹簧在设计上尺寸较小，弹性效果一般且安装不便。因此，有必要进一步对弹簧减震皮带轮的结构进行优化。

实用新型内容

基于现有技术中存在的上述不足，本实用新型提供一种滚柱单向耦合的弹簧减震皮带轮。

为了达到上述实用新型目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种滚柱单向耦合的弹簧减震皮带轮，包括皮带轮毂和安装于皮带轮毂内部的单向耦合结构，单向耦合结构包括螺纹芯轴和套设于螺纹芯轴之外的连接套，所述螺纹芯轴与连接套之间安装沿螺纹芯轴周向分布的多组滚柱缓冲组件，螺纹芯轴与连接套转动配合；所述连接套之外套设有减震弹簧，减震弹簧的两端分别连接至皮带轮毂和连接套。

作为优选方案，所述连接套包括沿其轴向依次分布的弹簧套接部和弹簧连接部，弹簧连接部的外径大于弹簧套接部的外径，弹簧连接部朝向弹簧套接部的一侧具有第一台阶，第一台阶与减震弹簧的第一端抵接。

作为优选方案，所述皮带轮毂包括沿其轴向依次分布的主体部和弹簧安装部，弹簧安装部的内径小于主体部的内径，弹簧安装部朝向主体部一侧具有第二台阶，第二台阶与减震弹簧的第二端抵接。

作为优选方案，所述第一台阶、第二台阶与减震弹簧的接触面分别为第一螺旋面、第二螺旋面，第一螺旋面与第二螺旋面的螺旋方向相反。

作为优选方案，所述螺纹芯轴的外壁周向分布有多个限位齿，相邻限位齿之间安装一组滚柱缓冲组件。

作为优选方案，所述限位齿的两侧与螺纹芯轴的圆周面分别以弧面过渡和平面过渡而构成弧面部和平面部；所述滚柱缓冲组件包括缓冲弹簧、定位块和滚柱，缓冲弹簧的一端与限位齿的平面部固定连接，缓冲弹簧的另一端与定位块抵接，定位块与滚柱抵接，以使滚柱活动配合于相邻限位齿的弧面部。

作为优选方案，所述螺纹芯轴与连接套之间通过第一定位轴承和第二定位轴承连接，第一定位轴承和第二定位轴承分别位于滚柱的两端，第二定位轴承的外径与连接套的弹簧连接部的内径相配。

作为优选方案，所述滚柱的两端分别与第一定位轴承、第二定位轴承之间安装有滚柱垫圈。

作为优选方案，所述第二定位轴承远离连接套的一侧安装有止动垫圈，止动垫圈套设于螺纹芯轴之外且紧配，止动垫圈的外径小于第二定位轴承的外径。

作为优选方案，所述皮带轮毂的弹簧安装部与螺纹芯轴之间通过第三定位轴承连接，第三定位轴承与第一定位轴承相邻且两者之间安装有轴承挡圈，轴承挡圈套设于螺纹芯轴之外，第三定位轴承远离第一定位轴承的一侧安装有定位圈，定位圈安装于螺纹芯轴的端部；所述皮带轮毂的主体部远离弹簧安装部的一端与第二定位轴承之间通过第四定位轴承连接。

本实用新型与现有技术相比，有益效果是：

(1)本实用新型的滚柱单向耦合的弹簧减震皮带轮，更改了减震弹簧的位置设计，将减震弹簧设计在连接套与皮带轮毂之间，如此设计，减震弹簧尺寸增大，弹性效果更好，提升皮带轮的减震效果，且安装更加便捷；

(2)本实用新型滚柱的安装结构设计，相对于现有技术的滚柱与螺纹芯轴的分离式设计(滚柱与螺旋芯轴的内接触)，由内接触更换为外接触，更有利于滚柱的体积做的更大，受力面积更大，有利于提高弹簧减震皮带轮的使用寿命。

附图说明

图1是本实用新型实施例的滚柱单向耦合的弹簧减震皮带轮的结构示意图；

图2是本实用新型实施例的滚柱单向耦合的弹簧减震皮带轮的结构侧视图；

图3是本实用新型实施例的滚柱单向耦合结构的示意图；

图4是本实用新型实施例的滚柱单向耦合结构的侧视图；

图5是本实用新型实施例的弹簧减震结构的示意图；

图6是本实用新型实施例的弹簧减震结构的侧视图；

图7是本实用新型实施例的螺纹芯轴的结构示意图；

图8是本实用新型实施例的螺纹芯轴的结构侧视图；

图9是本实用新型实施例的连接套的结构示意图；

图10是本实用新型实施例的连接套的结构侧视图；

图11是本实用新型实施例的止动垫圈的结构示意图；

图12是本实用新型实施例的止动垫圈的结构侧视图；

图13是本实用新型实施例的减震弹簧的结构示意图；

图14是本实用新型实施例的减震弹簧的结构侧视图；

图15是本实用新型实施例的缓冲弹簧的结构示意图；

图16是本实用新型实施例的缓冲弹簧的结构侧视图；

图17是本实用新型实施例的定位块的结构示意图；

图18是本实用新型实施例的定位块的结构侧视图；

图19是本实用新型实施例的滚柱前垫圈的结构示意图；

图20是本实用新型实施例的滚柱前垫圈的结构侧视图；

图21是本实用新型实施例的滚柱后垫圈的结构示意图；

图22是本实用新型实施例的滚柱后垫圈的结构侧视图；

图23是本实用新型实施例的皮带轮毂的结构示意图；

图24是本实用新型实施例的皮带轮毂的结构侧视图；

图25是本实用新型实施例的螺纹芯轴的定位圈的结构示意图；

图26是本实用新型实施例的螺纹芯轴的定位圈的结构侧视图。

具体实施方式

为了更清楚地说明本实用新型实施例，下面将对照附图说明本实用新型的具体实施方式。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，并获得其他的实施方式。另外，以下实施例中所提到的方向用语，例如：上、下、左、右、前或后等，仅是参考附图的方向。因此，使用的方向用语是用来说明并非用来限制本实用新型。

如图1-26所示，本实用新型实施例的滚柱单向耦合的弹簧减震皮带轮，包括皮带轮毂和安装于皮带轮毂内部的单向耦合结构，单向耦合结构包括螺纹芯轴1、连接套2、滚柱3、滚柱前垫圈4、滚柱后垫圈5、定位前轴承6、定位后轴承7、止动垫圈8、缓冲弹簧9、定位块10、皮带轮毂11、减震弹簧12、轴承挡圈13、轮毂前定位轴承14、轮毂后定位轴承15、螺纹芯轴定位圈16。

如图7所示，螺纹芯轴1包括沿其轴向依次分布的前部定位外径段1-1、前部定位台阶1-2、前部防油脂的外径段1-3、限位齿段、后部防油脂的外径段1-4、后部定位台阶1-5和后部定位外径段1-6；前部定位外径段1-1的外径大于前部定位台阶1-2的外径，前部防油脂的外径段1-3的外径大于前部定位外径段1-1的外径，前部防油脂的外径段1-3的外径等于或小于限位齿段的外径，限位齿段的外径大于或等于后部防油脂的外径段1-4的外径，后部防油脂的外径段1-4的外径大于后部定位外径段1-6的外径，后部定位外径段1-6的外径大于后部定位台阶1-5的外径。其中，如图8所示，限位齿段的外壁具有沿其周向均匀分布的七个限位齿1-10，限位齿1-10的两侧与螺纹芯轴的限位齿段的圆周面分别以弧面过渡和平面过渡而构成弧面部1-8和平面部1-9，弧面部1-8优选为偏心圆弧面，平面部1-9为径向平面。如图2和4所示，相邻限位齿之间安装一组滚柱缓冲组件，滚柱缓冲组件包括一件缓冲弹簧9、一件定位块10和一根滚柱3，如图15和16所示，缓冲弹簧9为扁弹簧，缓冲弹簧的左端具有连接面9-1，缓冲弹簧的右端具有定位面9-2，连接面9-1的尺寸小于定位面9-2的尺寸。如图17和18所示，定位块10包括套接柱10-1和限位基座10-2，限位基座10-2的外沿凸出于套接柱10-1的外沿之外，以便缓冲弹簧的限位。具体地，限位齿的平面部1-9与缓冲弹簧的定位面9-2固定连接，缓冲弹簧的连接内径9-3与定位块的套接柱10-1的连接外径相配以使缓冲弹簧套接在定位块的套接柱10-1之外，且缓冲弹簧的连接面9-1抵接在定位块的限位基座10-2上，限位基座10-2背向套接柱10-1的一侧具有定位槽，定位槽的结构与滚柱的轴向结构相配，滚柱3定位于限位基座10-2的定位槽，以使滚柱活动配合于相邻限位齿的弧面部。其中，本实用新型实施例的滚柱3 的安装结构设计，相对于现有技术的滚柱与螺纹芯轴的分离式设计(滚柱与螺旋芯轴的内接触)，由内接触更换为外接触，更有利于滚柱的体积做的更大，受力面积更大，有利于提高弹簧减震皮带轮的使用寿命。

另外，如图7所示，螺纹芯轴1的内径壁具有中心螺纹1-11，用于与电机轴固定连接。由于限位齿1-10的数量有七个，相应地，滚柱缓冲组件有七组，限位齿和滚柱缓冲组件的组数不限于七组，还可以根据实际需求进行设计。

如图9和10所示，连接套2包括沿其轴向依次分布的弹簧套接部2-1和弹簧连接部2-4，弹簧连接部2-4的外径大于弹簧套接部2-1的外径，弹簧连接部2-4朝向弹簧套接部的一侧，即弹簧连接部2-4的前侧具有第一台阶2-3，第一台阶2-3的端面为螺旋面2-2，以便与减震弹簧12的后端抵接；其中，螺旋面2-2具有最高点和最低点。连接套2的内径包括沿其轴向依次分布的第一连接段2-5、单向滚动段2-6和第二连接段2-7，第一连接段2-5的内径大于单向滚动段2-6的内径，第二连接段2-7的内径大于第一连接段2-5的内径，第一连接段2-5位于弹簧连接部2-4的内部，单向滚动段2-6的右端延伸至弹簧连接部2-4之内。

连接套2同轴套设安装在螺纹芯轴1之外，滚柱3活动于单向滚动段2-6 之内，滚柱3的前端安装定位前轴承6，定位前轴承6的内圈安装在前部定位外径段1-1及前部定位台阶1-2上，定位前轴承6的内圈的后侧抵靠在前部防油脂的外径段1-3的前侧，定位前轴承6的外圈安装在连接套的第一连接段2-5 的内壁，定位前轴承6的后侧安装有滚柱前垫圈4，滚柱前垫圈4的后侧抵靠在单向滚动段2-6的前侧，滚柱前垫圈4的后侧与滚柱3的前端间隙配合。其中，如图19和20所示，滚柱前垫圈4的前侧面为对轴承面4-3，滚柱前垫圈 4的后侧面为对滚柱面4-1；滚柱前垫圈4具有防油脂内径4-2，与螺纹芯轴的前部防油脂的外径段1-3相配。

另外，滚柱3的后端安装定位后轴承7，定位后轴承7的内圈安装在后部定位台阶1-5及后部定位外径段1-6上，定位后轴承7的内圈的前侧抵靠在后部防油脂的外径段1-4的后侧，定位后轴承7的外圈安装在连接套的第二连接段2-7的内壁，定位后轴承7的前侧安装有滚柱后垫圈5，滚柱后垫圈5的前侧抵靠在单向滚动段2-6的后侧，滚柱后垫圈5的前侧与滚柱3的后端间隙配合。其中，定位后轴承7的后侧凸出于连接套2之外。如图21和22所示，滚柱后垫圈5的前侧面为对滚柱面5-1，滚柱后垫圈5的后侧面为对轴承面5-3；滚柱后垫圈5具有防油脂内径5-2，与螺纹芯轴的后部防油脂的外径段1-4相配。另外，如图3、11和12所示，定位后轴承7的后侧还安装有止动垫圈8，止动垫圈8的前侧为对定位后轴承面8-1，止动垫圈8的内径8-2与螺纹芯轴 1的后部定位外径段1-6紧配，止动垫圈8的外径小于定位后轴承7的外径。

连接套2之外套设有减震弹簧12，减震弹簧12的前后两端分别连接至皮带轮毂11和连接套2。具体地，如图23和24所示，皮带轮毂11包括沿其轴向依次分布的后侧的主体部和前侧的弹簧安装部，弹簧安装部的内径小于主体部的内径，弹簧安装部朝向主体部一侧11-1具有第二台阶11-2，第二台阶11-2 的端面为螺旋面11-3，其与第一台阶的螺旋面2-2的螺旋方向相反。如图13 和14所示，减震弹簧12为四方减震弹簧，具有方形钢丝卷绕而成。减震弹簧 12的外圆周面在正常状态下不高于连接套的弹簧连接部2-4的外圆周面，如图 5所示；减震弹簧的前端头12-1与皮带轮毂的第二台阶11-2卡接固定(即卡接在第二台阶的螺旋面11-3的最低点)，减震弹簧的前端面12-3与第二台阶的螺旋面11-3抵接；减震弹簧的后端头12-2与连接套的第一台阶2-3卡接固定(即卡接在第一台阶的螺旋面2-2的最低点)，减震弹簧的后端面12-4与第一台阶的螺旋面2-2抵接；减震弹簧的内径12-5与连接套的弹簧套接部2-1 的外径相配。

皮带轮毂11的弹簧安装部的内紧配径11-4与螺纹芯轴的前部定位外径段 1-1之间通过轮毂前定位轴承14连接，轮毂前定位轴承14与定位前轴承6相邻且两者之间安装有轴承挡圈13，轴承挡圈13套设安装螺纹芯轴1之外，轮毂前定位轴承14远离定位前轴承6的一侧，即轮毂前定位轴承14的前侧安装有螺纹芯轴定位圈16，螺纹芯轴定位圈16套设安装在螺纹芯轴1的前端。具体地，如图25和26所示，螺纹芯轴定位圈16具有定位内径16-1，定位内径 16-1的内壁具有第一定位面16-2，螺纹芯轴定位圈16的后侧面为第二定位面 16-3；相应地，如图7所示，螺纹芯轴1的前端具有与定位圈的第一定位面16-2 相配的螺纹芯轴前定位部1-7，螺纹芯轴定位圈的定位内径16-1与前部定位外径段1-1紧配，螺纹芯轴定位圈的第二定位面16-3与轮毂前定位轴承14的前侧面相抵接。

如图1和5所示，皮带轮毂11的主体部远离弹簧安装部的一端，即皮带轮毂的后端的内径与定位后轴承7的外圈之间通过轮毂后定位轴承15紧配连接定位，轮毂后定位轴承15的前侧面与连接套的后侧平面2-8抵接，如图9 所示。其中，轮毂后定位轴承15的内径与止动垫圈8的外径间隙配合。

汽车发动机曲轴驱动时，皮带带动皮带轮毂运动，减震弹簧受力后将力传递给连接套，且在缓冲弹簧的张力作用下，把滚柱顶触到限位齿的偏心圆弧面上的最高点，顶触连接套，实现皮带轮毂、连接套及螺纹芯轴的同步联动，螺纹芯轴转动，带动发电机转子工作。减震弹簧受力后变形张大，张大过程中产生弹力，从而减小了皮带轮的震动。当皮带轮毂转速放慢时，发电机转子的惯性转速超过皮带轮毂的转速，螺纹芯轴继续转动，螺纹芯轴的偏心圆弧面会把滚柱往回带，使缓冲弹簧张力回收，滚柱回到偏心圆弧面的最低点，滚柱与连接套的内壁分离，从而发动机轴可惯性地转动。

本实用新型实施例的滚柱单向耦合的弹簧减震皮带轮，更改了减震弹簧的位置设计，将减震弹簧设计在连接套与皮带轮毂之间，如此设计，减震弹簧尺寸增大，弹性效果更好，提升皮带轮的减震效果，且安装更加便捷。另外，经过测试，本实用新型实施例的滚柱单向耦合的弹簧减震皮带轮相比为原有的滚柱式单向耦合的减震皮带轮的使用寿命提高了10-20％。

以上所述仅是对本实用新型的优选实施例及原理进行了详细说明，对本领域的普通技术人员而言，依据本实用新型提供的思想，在具体实施方式上会有改变之处，而这些改变也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种滚柱单向耦合的弹簧减震皮带轮，包括皮带轮毂和安装于皮带轮毂内部的单向耦合结构，单向耦合结构包括螺纹芯轴和套设于螺纹芯轴之外的连接套，其特征在于，所述螺纹芯轴与连接套之间安装沿螺纹芯轴周向分布的多组滚柱缓冲组件，螺纹芯轴与连接套转动配合；所述连接套之外套设有减震弹簧，减震弹簧的两端分别连接至皮带轮毂和连接套。

2.根据权利要求1所述的一种滚柱单向耦合的弹簧减震皮带轮，其特征在于，所述连接套包括沿其轴向依次分布的弹簧套接部和弹簧连接部，弹簧连接部的外径大于弹簧套接部的外径，弹簧连接部朝向弹簧套接部的一侧具有第一台阶，第一台阶与减震弹簧的第一端抵接。

3.根据权利要求2所述的一种滚柱单向耦合的弹簧减震皮带轮，其特征在于，所述皮带轮毂包括沿其轴向依次分布的主体部和弹簧安装部，弹簧安装部的内径小于主体部的内径，弹簧安装部朝向主体部一侧具有第二台阶，第二台阶与减震弹簧的第二端抵接。

4.根据权利要求3所述的一种滚柱单向耦合的弹簧减震皮带轮，其特征在于，所述第一台阶、第二台阶与减震弹簧的接触面分别为第一螺旋面、第二螺旋面，第一螺旋面与第二螺旋面的螺旋方向相反。

5.根据权利要求3所述的一种滚柱单向耦合的弹簧减震皮带轮，其特征在于，所述螺纹芯轴的外壁周向分布有多个限位齿，相邻限位齿之间安装一组滚柱缓冲组件。

6.根据权利要求5所述的一种滚柱单向耦合的弹簧减震皮带轮，其特征在于，所述限位齿的两侧与螺纹芯轴的圆周面分别以弧面过渡和平面过渡而构成弧面部和平面部；所述滚柱缓冲组件包括缓冲弹簧、定位块和滚柱，缓冲弹簧的一端与限位齿的平面部固定连接，缓冲弹簧的另一端与定位块抵接，定位块与滚柱抵接，以使滚柱活动配合于相邻限位齿的弧面部。

7.根据权利要求6所述的一种滚柱单向耦合的弹簧减震皮带轮，其特征在于，所述螺纹芯轴与连接套之间通过第一定位轴承和第二定位轴承连接，第一定位轴承和第二定位轴承分别位于滚柱的两端，第二定位轴承的外径与连接套的弹簧连接部的内径相配。

8.根据权利要求7所述的一种滚柱单向耦合的弹簧减震皮带轮，其特征在于，所述滚柱的两端分别与第一定位轴承、第二定位轴承之间安装有滚柱垫圈。

9.根据权利要求7或8所述的一种滚柱单向耦合的弹簧减震皮带轮，其特征在于，所述第二定位轴承远离连接套的一侧安装有止动垫圈，止动垫圈套设于螺纹芯轴之外且紧配，止动垫圈的外径小于第二定位轴承的外径。

10.根据权利要求9所述的一种滚柱单向耦合的弹簧减震皮带轮，其特征在于，所述皮带轮毂的弹簧安装部与螺纹芯轴之间通过第三定位轴承连接，第三定位轴承与第一定位轴承相邻且两者之间安装有轴承挡圈，轴承挡圈套设于螺纹芯轴之外，第三定位轴承远离第一定位轴承的一侧安装有定位圈，定位圈安装于螺纹芯轴的端部；所述皮带轮毂的主体部远离弹簧安装部的一端与第二定位轴承之间通过第四定位轴承连接。

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