CN211343804U - 一种转动件的锁死离合机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及离合机构技术领域，公开了一种转动件的锁死离合机构，包括转动套设在转动件外的旋转轴套，旋转轴套外穿设有啮合连接的齿盘组，齿盘组为端面齿连接；所述齿盘组内部与旋转轴套外周成形有空腔，其内穿设有分离时/分离后厚度增加，并克服预紧力将齿盘组分离的离合环组件。本实用新型的转动件的锁死离合机构通过离合环组件在分离时或者分离后厚度增加，并克服预紧力将端面齿啮合锁死的齿盘组及时分离。齿盘组与转动件连接，当其啮合时，为转动件旋转锁死状态。当齿盘组上啮合的端面齿由离合环组件分离后，转动件的锁死状态被解除，转动件可自由转动。该转动件的锁死离合机构可使齿盘组在锁死‑解锁的两个状态快速流畅切换。

Description

一种转动件的锁死离合机构

技术领域

本实用新型涉及离合机构技术领域，特别是涉及一种转动件的锁死离合机构。

背景技术

现在常用的用于转动件(转轴)的旋转锁死方法主要有以下几种：

一、带刹车的电机锁死转动件。

二、用销钉轴向或径向锁死转动件。

三、通过摩擦角自锁，达到锁死效果，例如蜗轮-蜗杆连接，锁死蜗杆。

以上这些旋转锁死方式都有一些弊端：

一、常规锁死一般应用于相对静止的环境中，因此不会有太大的问题。但是常规锁死的方式方法应用在特殊环境中，例如其应用在铁路行业中时，由于车辆运行中，存在长效且大量的震动情况，因此容易导致锁死失效。

二、冗余不高，一旦一组锁死方式方法失效，会导致整体锁死失效。如方案二，虽然可以布置多组锁死机构(转动件的圆周上固定安装多组销钉)，但是由于机构空间有限，锁死机构布置数量少，并且还会增加整体机构的复杂程度，日常维护起来较为不便，相应地也提高了使用成本。

三、方案一、方案三靠的是摩擦力锁死，其缺点是其应用在存在有大量震动环境中，锁死机构可能会发生轻微偏移，从而导致锁死失效。另外，方案二中靠销钉轴向或径向锁住转动件，此时销钉受剪切力作用，在大量震动环境下，销钉和销孔会发生挤压甚至被撕裂，导致销钉和销孔的配合面间隙增大，锁死失效。

转动件始终还是要保持其转动的特性，只是在其不需要转动工作时才采取锁死机构将其旋转锁死。转动件在锁死和解锁转化中，需要用到离合机构。而目前的技术中，并未有上述用于转动件的可快速稳定解锁和锁死的离合机构。

实用新型内容

本实用新型旨在提供一种转动件的锁死离合机构，以解决现有技术中的上述技术问题。

本实用新型采用的技术方案为：

一种转动件的锁死离合机构，包括转动套设在转动件外的旋转轴套，旋转轴套外穿设有通过预紧力啮合连接的齿盘组，齿盘组为端面齿连接；所述齿盘组内部与旋转轴套外周成形有空腔，其内穿设有分离时/分离后厚度增加，并克服预紧力将齿盘组分离的离合环组件。

根据本实用新型提供的转动件的锁死离合机构，所述齿盘组包括动齿盘，动齿盘滑动穿设在旋转轴套上，及固定套设在转动件上的定齿盘。

根据本实用新型提供的转动件的锁死离合机构，所述离合环组件为其组件相对旋转时，组件分离且离合环组件的整体厚度增加的旋转离合环组件。

根据本实用新型提供的转动件的锁死离合机构，所述旋转离合环组件包括主动离合环及从动离合环，主动离合环和从动离合环的接触面通过榫卯结构连接。

根据本实用新型提供的转动件的锁死离合机构，所述从动离合环与主动离合环的接触面上，分别对应开设有多个环形排列的凹槽、凸块；凹槽与凸块相互配合，且主动离合环旋转方向上的啮合面为倾斜设置。

根据本实用新型提供的转动件的锁死离合机构，所述从动离合环与动齿盘的空腔底部抵接，主动离合环固定套设在旋转轴套外。

根据本实用新型提供的转动件的锁死离合机构，所述齿盘组的一端固定设置有弹性件，弹性件套设在旋转轴套的外周上。

根据本实用新型提供的转动件的锁死离合机构，所述旋转轴套外配置有驱动其转动的驱动机构，驱动机构为齿轮驱动机构。

根据本实用新型提供的转动件的锁死离合机构，所述齿轮驱动机构其包括固定套设在旋转轴套外周上的从动齿轮，及啮合连接的主动齿轮，主动齿轮通过电机驱动。

根据本实用新型提供的转动件的锁死离合机构，所述转动件的一端或两端设置有转动件支撑座。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型的转动件的锁死离合机构通过离合环组件在分离时或者分离后厚度增加，并克服预紧力将端面齿啮合锁死的齿盘组及时分离。齿盘组与转动件连接，当其啮合时，为转动件旋转锁死状态。当齿盘组上啮合的端面齿由离合环组件分离后，转动件的锁死状态被解除，转动件可自由转动。该转动件的锁死离合机构，可以快速离合齿盘组，使齿盘组在锁死-解锁的两个状态快速流畅切换。既保证了齿盘组啮合锁死转动件的安全性，又可快速解锁转动件，使转动件及时运转起来。

铁路运输载重大，运动摩擦系数小，刹车距离长，惯性大，铁路干线复杂，出现故障将引起连锁反应。将本锁死离合机应用于铁路运输特殊行业的锁死机构中，在安全性，可靠性，冗余性方面都有更大的优势。能够保证铁路运输安全有效地正常运行。

附图说明

图1是本实用新型优选实施例的结构示意图；

图2是弹性件的结构示意图；

图3是锁死筒体的结构示意图；

图4是本实用新型优选实施例的结构示意图；

图5是图4的爆炸示意图；

为方便展示内部结构，省略锁死筒体及驱动机构；

图6是图4的剖视示意图；

图7是齿盘组处节点图(局部，省略锁死筒体等零件)；

图8是主动离合环的结构示意图；

图9是从动离合环的结构示意图；

图10是打磨示意图(局部，省略部分零件)；

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图，对本实用新型进一步详细说明。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此其不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；当然的，还可以是机械连接，也可以是电连接；另外的，还可以是直接相连，也可以是通过中间媒介间接相连，或者可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

如图1-图9所示

实施例一

本实用新型提供了一种转动件7的锁死离合机构，包括转动套设在转动件7外的旋转轴套14，旋转轴套14外穿设有通过预紧力啮合连接的齿盘组，齿盘组为端面齿连接；所述齿盘组内部与旋转轴套14外周成形有空腔，其内穿设有分离时/分离后厚度增加，并克服预紧力将齿盘组分离的离合环组件。

所述齿盘组包括动齿盘4，动齿盘4滑动穿设在旋转轴套14上，及固定套设在转动件7上的定齿盘5。

所述齿盘组中部开设有避让孔，方便动齿盘4和定齿盘5的安装。

动齿盘4只可以在旋转轴套14的轴心线方向上移动，其不能周向转动。所述动齿盘4外套设有锁死筒体3，动齿盘4的外圆面与锁死筒体3的内壁为限制住动齿盘4转动的键连接。

关于端面齿，其由很多小齿组合成连续的一圈，环绕在动齿盘4和定齿盘5盘面上。动齿盘4和定齿盘5的端面齿在预紧力作用下相互啮合扣紧，即使意外断裂几个齿块，另外的正常端面齿齿块也不会在短期内啮合扣紧失效，从而继续保证锁死转动件7的状态，冗余高，不会出现锁死失效的情况。另外，端面齿之间的啮合面为相互配合的斜面或者曲面(根据齿块的形状而定)，该啮合面会在预紧力作用下，贴合度越来越高，啮合扣紧的程度也会大大提高，从而增加扣紧锁死的安全性。

所述键连接为花键连接，锁死筒体3的内壁成形有内花键，动齿盘4的外圆成形有与内花键适配的外花键。

所述内花键的键槽和外花键的键，其长度方向同转动件7的轴心线。

花键连接可以锁止动齿盘4、定齿盘5(定齿盘5与动齿盘4啮合时)及转动件7在圆周方向上转动。将内花键的键槽长度设置较长，动齿盘4可以借助其外花键在内花键的键槽内滑动。

所述离合环组件为其组件相对旋转时，组件分离且离合环组件的整体厚度增加的旋转离合环组件。

所述旋转离合环组件包括主动离合环16及从动离合环15，主动离合环16和从动离合环15的接触面通过榫卯结构连接。

所述从动离合环15与主动离合环16的接触面上，分别对应开设有多个环形排列的凹槽、凸块；凹槽与凸块相互配合，且主动离合环16旋转方向上的啮合面为倾斜设置。

所述从动离合环15与动齿盘4的空腔底部抵接锁定，主动离合环16固定套设在旋转轴套14外。

离合环组件的主动离合环16及从动离合环15在结合状态，其结合处的凹槽与凸块相互配合且扣合在一起。主动离合环16与从动离合环15的间距几乎为零。当旋转轴套14转动时，其可以带动主动离合环16同步转动，主动离合环16及从动离合环15缓慢分离，带动其结合处的凹槽与凸块缓慢分离，分离中主动离合环16与从动离合环15的间距增大，也就是离合环组件的整体厚度增大。增大的离合环组件可以克服促使齿盘组啮合连接的预紧力，使得齿盘组的动齿盘4和定齿盘5分离(动齿盘4在离合环组件的推动下远离定齿盘5并分离脱开)。由于定齿盘5与转动件7固定连接，故转动件7可在动力机构的带动下自由转动。需要说明的是离合环组件的整体厚度增厚的情况，及定齿盘5的位移，应与齿盘组端面齿的齿高相适配，至少要大于端面齿齿高。

当需要锁死转动件7时，旋转轴套14继续转动，主动离合环16及从动离合环15结合处的凹槽与凸块再次扣合在一起，主动离合环16与从动离合环15的间距恢复原始状态，也就是离合环组件的整体厚度恢复至原始厚度；此时，预紧力释放，动齿盘4趋向定齿盘5移动并与定齿盘5通过端面齿啮合在一起，将转动件7锁死，转动件7不再自由转动。另外，旋转轴套14在旋转中，应注意与定齿盘5的转动相适配，避免转动件7经过一定转动后，定齿盘5与动齿盘4啮合出现偏差。

上述的描述，可以视为本转动件7的锁死离合机构的离合工作原理，其中还包含有对转动件7锁死的原理阐述。

所述齿盘组的一端固定设置有弹性件2，弹性件2套设在旋转轴套14的外周上。

所述弹性件2为弹簧组件，其包括相对设置的弹簧固定环，两个弹簧固定环之间固定有环状排布的多根弹簧。

所述弹簧为矩形弹簧，矩形弹簧的两端分别固定连接两个弹簧固定环。

所述弹簧固定环滑动穿设在转动件7上，弹簧固定环的外圆成形有与内花键适配的外花键，弹簧固定环与锁死筒体3为花键连接。

弹簧组件借助其中部的通孔穿设在转动件7的外周上，在多根均匀排布的弹簧的弹力作用下，为齿盘组啮合提供稳定有效且均匀施力的预紧力。本弹簧组件的弹簧优先选用劲度系数高的矩形弹簧，能够提供较大且稳定的弹力，有助于齿盘组工作稳定。

弹簧固定环与锁死筒体3之间的花键连接结构及原理同动齿盘4与锁死筒体3之间的花键连接，不再赘述。

所述锁死筒体3上设置有弹性件2的一端固定连接有弹簧固定端盖1，用于固定限制住弹性件2。

所述旋转轴套14外配置有驱动其转动的驱动机构，驱动机构为齿轮驱动机构。

所述齿轮驱动机构其包括固定套设在旋转轴套14外周上的从动齿轮13，及啮合连接的主动齿轮17，主动齿轮17通过电机11驱动。

转动件7上，从动齿轮13的外侧面设置有从动齿轮固定端盖12，用于固定限制住从动齿轮13。

所述转动件7的一端或两端设置有转动件支撑座6。

所述转动件支撑座6包括支撑筒体，其内穿设所述转动件7，支撑筒体与转动件7之间嵌入固定有滚动轴承。

转动件支撑座6的设置可以提高转动件7转动的稳定性(平稳性)。另外，为达到上述转动稳定性的目的，转动件7与旋转轴套14之间嵌入固定有至少一个滚动轴承。

实施例二

一种钢轨打磨装置，包含有上述中任意一项技术方案中所述的转动件7的锁死离合机构；所述转动件7的两端均固定连接转动件支撑座6，转动件7上固定连接有打磨固定架8，打磨固定架8外周上固定有多组成列排布的打磨单元9。

该钢轨打磨装置工作时，其沿着钢轨的长度方向前进，该钢轨的顶面(钢轨与火车滚轮结合的该面)存在裂纹或其它凹坑等缺陷，需要进行打磨维护。钢轨打磨装置前进中，其中一列打磨单元9紧紧压紧在钢轨的顶面。打磨单元9的磨石在摩擦力作用下转动并打磨钢轨，将钢轨顶面磨削掉。此种为被动式打磨，即打磨单元9的磨石没有动力驱动机构，只是在摩擦力作用下完成边打磨边前进。在打磨作业中齿盘组保证转动件7锁死不能旋转，尽量消除转动件7旋转从而带动打磨单元9偏移，从而对钢轨顶面造成损伤，继而影响行车安全。当一列打磨单元9需要更换维护后，离合环组件在齿轮驱动机构的作用下将齿盘组的啮合锁死的动齿盘4、定齿盘5分离，锁死被解除。此时，转动件7旋转并带动打磨固定架8旋转一定角度，将另一列正常的打磨单元9旋转至钢轨上方与钢轨结合，继续打磨作业。关于打磨单元9的旋转方式，齿盘组的动齿盘4和定齿盘5脱离后，定齿盘5带动转动件7匹配正常打磨单元9的位置旋转一定角度即可。

最后应说明的是：以上各实施例仅仅为本实用新型的较优实施例用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制，当更不是限制本实用新型的专利范围；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围；另外，将本实用新型的技术方案直接或间接的运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

上文中各附图标记表示的零部件名称如下：

弹簧固定端盖1、弹性件2、锁死筒体3、动齿盘4、定齿盘5、转动件支撑座6、转动件7、打磨固定架8、打磨单元9、电机11、从动齿轮固定端盖12、从动齿轮13、旋转轴套14、从动离合环15、主动离合环16、主动齿轮17。

Claims (10)

1.一种转动件的锁死离合机构，其特征在于：包括转动套设在转动件外的旋转轴套，旋转轴套外穿设有通过预紧力啮合连接的齿盘组，齿盘组为端面齿连接；所述齿盘组内部与旋转轴套外周成形有空腔，其内穿设有分离时/分离后厚度增加，并克服预紧力将齿盘组分离的离合环组件。

2.根据权利要求1所述的转动件的锁死离合机构，其特征在于：所述齿盘组包括动齿盘，动齿盘滑动穿设在旋转轴套上，及固定套设在转动件上的定齿盘。

3.根据权利要求2所述的转动件的锁死离合机构，其特征在于：所述离合环组件为其组件相对旋转时，组件分离且离合环组件的整体厚度增加的旋转离合环组件。

4.根据权利要求3所述的转动件的锁死离合机构，其特征在于：所述旋转离合环组件包括主动离合环及从动离合环，主动离合环和从动离合环的接触面通过榫卯结构连接。

5.根据权利要求4所述的转动件的锁死离合机构，其特征在于：所述从动离合环与主动离合环的接触面上，分别对应开设有多个环形排列的凹槽、凸块；凹槽与凸块相互配合，且主动离合环旋转方向上的啮合面为倾斜设置。

6.根据权利要求4或5所述的转动件的锁死离合机构，其特征在于：所述从动离合环与动齿盘的空腔底部抵接，主动离合环固定套设在旋转轴套外。

7.根据权利要求1所述的转动件的锁死离合机构，其特征在于：所述齿盘组的一端固定设置有弹性件，弹性件套设在旋转轴套的外周上。

8.根据权利要求1所述的转动件的锁死离合机构，其特征在于：所述旋转轴套外配置有驱动其转动的驱动机构，驱动机构为齿轮驱动机构。

9.根据权利要求8所述的转动件的锁死离合机构，其特征在于：所述齿轮驱动机构包括固定套设在旋转轴套外周上的从动齿轮，及啮合连接的主动齿轮，主动齿轮通过电机驱动。

10.根据权利要求1所述的转动件的锁死离合机构，其特征在于：所述转动件的一端或两端设置有转动件支撑座。

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