CN215409853U - 一种新型超越离合器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种新型超越离合器，包括内环凸轮、外环齿轮、设置在内环凸轮与外环齿轮之间的滚柱滚道上的第一滚柱以及设置在内环凸轮与外环齿轮之间用于支撑外环齿轮一侧的第一滚动滚柱和支撑外环齿轮另一侧的第二滚动滚柱。本实用新型的优点：通过在外环齿轮原本没有支撑的一侧设置第一滚动滚柱，将另一侧的支撑替换为第二滚动滚柱，使得第一滚柱在楔紧时，内环凸轮和外环齿轮两侧均有受力，内环凸轮和外环齿轮不易受弯变形，各第一滚柱在滚柱滚道上的受力也是均匀的，能够同时楔紧达到更好的楔紧效果；因此，与现有的超越离合器相比，本实用新型设计的超越离合器部件不易受弯变形，能够提升使用寿命。

Description

一种新型超越离合器

【技术领域】

本实用新型离合器领域，特别涉及一种新型超越离合器。

【背景技术】

行星式变速箱使用超越离合器配双涡轮变矩器是目前工程机械普遍采用的一种变速箱变矩器总成，广泛应用于ZL30、ZL40、ZL50、ZL60型装载机，国内工程机械制造商80％采用这种型式的变速箱，为中国工程机械的发展做出了重要贡献，目前市场保有量150多万台。其中，行星式变速箱使用的超越离合器是变速箱的重要部件，如图1-3所示，超越离合器总成的中间输入齿轮1'和输入二级齿轮2'啮合，输入二级齿轮2'和变矩器总成的二级涡轮(未图示)连接输出动力，内环凸轮3'是通过螺栓4'和中间输入齿轮 1'连接在一起；超越离合器总成的外环齿轮5'与输入一级齿轮6'啮合，输入一级齿轮6'和变矩器总成的一级涡轮(未图示)连接输出动力。

当装载机高速、轻载运行时，由于负荷较轻使内环凸轮3'的转速高于外环齿轮5'，外环齿轮5'处于空转状态，此时，只有中间输入齿轮1'与输入二级齿轮2'啮合将与输入二级齿轮2'连接的变矩器二级涡轮的动力输出，而与超越离合器外环齿轮5'啮合的输入一级齿轮6'以及与输入一级齿轮6'连接的变矩器一级涡轮也处于空转状态，对外无动力输出；当装载机在低速、重载工况下运行时，与输入二级齿轮2'啮合的中间输入齿轮1'受外界重负荷的影响转速降低，而内环凸轮3'和中间输入齿轮1'是通过螺栓 4'连在一起的，使超越离合器的内环凸轮3'与外环齿轮5'通过第一滚柱7' 楔紧在一起，这时与输入一级齿轮6'和输入二级齿轮2'相连的变矩器的一级涡轮和二级涡轮实际上就像一个整体，一起起作用输出动力到超越离合器的外环齿轮5'和中间输入齿轮1'，以增大变矩器克服外界阻力的能力。当外界负荷降低使超越离合器的中间输入齿轮1'以及通过螺栓4'连接的内环凸轮3'的速度增加到超过外环齿轮5'的转速时，超越离合器的外环齿轮5' 与内环凸轮3'之间的第一滚柱7'又处于分离脱开状态。超越离合器随着外界负荷的变换使超越离合器的外环齿轮5'与内环凸轮3'之间的第一滚柱7' 不断的楔紧与脱开满足工程机械的牵引要求。为保证超越离合器的第一滚柱 7'楔紧，在每个第一滚柱7'上增加顶销式的复位弹簧8'。

从超越离合器的工作原理可以看出，超越离合器承受很大的交变载荷，超越离合器的结构及其加工精度对超越离合器的使用寿命有重要影响，也是行星式变速箱变矩器总成中故障率较高的部件。目前行业中大部分包修 2000小时或一年，以先到为准，主要是受超越离合器的影响，超越离合器的故障率比较高，其失效形式主要是复位弹簧8'及顶销卡死、内环凸轮3' 磨损、第一滚柱7'磨损导致第一滚柱7'不能有效楔紧，一级涡轮不能输出动力，设备工作无力。

如图4所示，从超越离合器的传动原理和示意图可以看出，当第一滚柱 7'楔紧通过变矩器一级涡轮传递动力到外环齿轮5'再到内环凸轮3'时，外环齿轮5'只通过右侧12mm支撑再传到受6210轴承10'和6010轴承11'支撑的外环齿轮5'，外环齿轮5'的左侧没有支撑，而内环凸轮3'内孔除了与中间输入齿轮1'的6mm的定位止口外，其内孔110直径和外环齿轮5'的108 直径是有间隙的，所以第一滚柱7'楔紧外环齿轮5'时左侧连同接触的内环凸轮3'实际是一个没有支撑的悬臂结构，这种结构在第一滚柱7'楔紧受径向力时会使外环齿轮5'向外侧受弯变形，内环凸轮3'也会向内受弯变形，由于外环齿轮5'和内环凸轮3'的受力变形，第一滚柱7'在受力楔紧时在滚道上受力不均匀，使第一滚柱7'不能同时楔紧并且容易倾斜，使超越离合器总成寿命不高并且很容易损坏，第一滚柱7'楔紧时产生的本身倾斜也会使每个第一滚柱7'上的两个弹簧座9'容易倾斜卡死，造成超越离合器的失效。从目前超越离合器的损坏情况看，大部分是因为弹簧座9'卡死导致的超越离合器损坏，除了第一滚柱7'受力倾斜引起弹簧座9'卡死外，弹簧座 9'由于油液的污染也会引起弹簧座9'的卡死，另外从弹簧座9'的设计位置看，第一滚柱7'退出楔紧压缩复位弹簧8'时，弹簧座9'与第一滚柱7'的受力点不在第一滚柱7'的退出方向上，使弹簧座9'受力不在弹簧座9'的轴线上，会产生向内侧压缩弹簧座9'的分力使弹簧座9'容易卡死。另外6010 轴承10'和6210轴承11'对外环齿轮5'起支撑作用，由于滚珠轴承支撑时产生的径向跳动较大，外环齿轮5'的径向跳动也会比较大，使楔紧第一滚柱7'的一致性比较差，这也会引起超越离合器总成的早期失效。鉴于上述存在的问题，本案发明人对该问题进行深入研究，遂有本案产生。

【实用新型内容】

本实用新型要解决的技术问题，在于提供一种新型超越离合器，解决现有超越离合器容易损坏、失效的问题。

本实用新型是这样实现的：一种新型超越离合器，包括内环凸轮、外环齿轮、设置在内环凸轮与外环齿轮之间的滚柱滚道上的第一滚柱和设置在内环凸轮与外环齿轮之间用于支撑外环齿轮一侧的第一滚动滚柱。

进一步的，还包括设置在内环凸轮与外环齿轮之间用于支撑外环齿轮另一侧的第二滚动滚柱。

进一步的，还包括设置在第一滚柱一侧的弹簧。

进一步的，所述弹簧为钢丝弹簧。

进一步的，所述钢丝弹簧的两端通过从内环凸轮端面拧入的定位螺钉固定。

进一步的，所述外环齿轮的一侧设有接纳第一滚动滚柱的第一滚柱滚道部。

进一步的，还包括设置在内环凸轮和第一滚柱一侧的第一挡板。

进一步的，所述第一挡板的外圈具有与第一滚柱滚道部配合的第二滚柱滚道部。

进一步的，所述第一挡板与内环凸轮和第一滚柱的一侧端面紧贴设置。

进一步的，所述外环齿轮的另一侧设有接纳第二滚动滚柱的第三滚柱滚道部。

进一步的，还包括设置在内环凸轮和第一滚柱另一侧的第二挡板。

进一步的，所述第二挡板的外圈具有与第三滚柱滚道部配合的第四滚柱滚道部。

进一步的，所述第二挡板与内环凸轮和第一滚柱的另一侧端面紧贴设置。

进一步的，还包括中间输入齿轮；所述中间输入齿轮、第一挡板、内环凸轮和第二挡板通过螺栓锁紧连接。

进一步的，所述中间输入齿轮具有穿过第一挡板、内环凸轮和第二挡板中心的中间输入轴。

本实用新型的优点在于：

1、通过在外环齿轮原本没有支撑的一侧设置第一滚动滚柱，将另一侧的支撑替换为第二滚动滚柱，使得第一滚柱在楔紧时，内环凸轮和外环齿轮两侧均有受力，内环凸轮和外环齿轮不易受弯变形，各第一滚柱在滚柱滚道上的受力也是均匀的，能够同时楔紧达到更好的楔紧效果；因此，与现有的超越离合器相比，本实用新型设计的超越离合器部件不易受弯变形，能够提升使用寿命。

2、通过采用钢丝弹簧替代传统的顶销式复位弹簧，能够有效消除顶销式复位弹簧在使用的过程中容易卡死的现象，保证超越离合器不会因弹簧卡死失效，能够进一步提升超越离合器的使用寿命。

3、通过去掉现有超越离合器中用于支撑外环齿轮的6010轴承和6210 轴承两个轴承，改用第一滚动滚柱和第二滚动滚柱进行支撑，因此可以有效消除使用轴承所带来的径向跳动问题，保证各第一滚柱能够同时楔紧；同时，由于中间输入齿轮直接穿过第一挡板、内环凸轮和第二挡板的中心，使得内环凸轮的内圈完全与中间输入齿轮接触定位，内环凸轮的两侧又通过第一挡板和第二挡板接触定位，因此，通过中间输入齿轮、第一挡板和第二挡板配合能够有效防止内环凸轮受力变形。

4、通过将定位螺钉从端面拧入至内环凸轮内部，既能够实现对钢丝弹簧的两端进行固定，又保证不会对超越离合器的其他部件造成任何影响。

【附图说明】

下面参照附图结合实施例对本实用新型作进一步的说明。

图1是现有超越离合器总成中输入一级齿轮和输入二级齿轮的示意图；

图2是现有超越离合器的结构示意图；

图3是图2中沿着A-A方向的局部放大示意图；

图4是现有超越离合器的局部放大示意图。

图5是本实用新型一种新型超越离合器的局部结构示意图；

图6是图5中沿着B-B方向的局部放大示意图。

【具体实施方式】

为使本实用新型实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施方式中的附图，对本实用新型实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本实用新型一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图5和图6所示，本实用新型一种新型超越离合器100的较佳实施例，所述超越离合器100包括内环凸轮1、外环齿轮2、设置在内环凸轮 1与外环齿轮2之间的滚柱滚道31上的第一滚柱3和设置在内环凸轮1与外环齿轮2之间用于支撑外环齿轮2一侧的第一滚动滚柱4。

本实用新型的技术方案在具体实施时，将第一滚动滚柱4设置在外环齿轮2原本没有支撑的一侧(即示意图的左侧)。通过在外环齿轮2原本没有支撑的一侧设置第一滚动滚柱4，可使第一滚柱3在楔紧时，内环凸轮1和外环齿轮2两侧均有受力，内环凸轮1和外环齿轮2不易受弯变形，各第一滚柱3在滚柱滚道31上的受力也是均匀的，能够同时楔紧达到更好的楔紧效果。因此，与现有的超越离合器相比，本实用新型设计的超越离合器100 部件不易受弯变形，能够提升使用寿命。

在本实施例中，所述超越离合器还包括设置在内环凸轮1与外环齿轮2 之间用于支撑外环齿轮2另一侧的第二滚动滚柱5。通过将现有外环齿轮右侧的12mm支撑替换为第二滚动滚柱5，可保证内环凸轮1和外环齿轮2两侧受力均衡，进而有效消除内环凸轮1与外环齿轮2受弯变形的情况。本实用新型在具体实施时，在外环齿轮2的一侧环设有一圈的第一滚动滚柱4，在外环齿轮2的另一侧环设有一圈的第二滚动滚柱5。

在本实施例中，所述超越离合器100还包括设置在第一滚柱3一侧的弹簧6，以保证第一滚柱3能够楔紧。

在本实施例中，所述弹簧6为钢丝弹簧61。本实用新型中通过采用钢丝弹簧替代传统的顶销式复位弹簧，能够有效消除顶销式复位弹簧在使用的过程中容易卡死的现象，保证超越离合器100不会因弹簧卡死失效，能够进一步提升超越离合器100的使用寿命。

在本实施例中，所述钢丝弹簧61的两端通过从内环凸轮1端面拧入的定位螺钉7固定。通过将定位螺钉7从端面拧入至内环凸轮1内部，既能够实现对钢丝弹簧61的两端进行固定，又保证不会对超越离合器100的其他部件造成任何影响。

在本实施例中，所述外环齿轮2的一侧设有接纳第一滚动滚柱4的第一滚柱滚道部21，以便于形成第一滚动滚柱4的安装空间。

在本实施例中，所述超越离合器100还包括设置在内环凸轮1和第一滚柱3一侧的第一挡板8。

在本实施例中，所述第一挡板8的外圈具有与第一滚柱滚道部21配合的第二滚柱滚道部81。通过第一滚柱滚道部21和第二滚柱滚道部81相互配合可以形成第一滚动滚柱4的容纳空间，以方便安装第一滚动滚柱4。另外，在具体实施时，第一滚柱3不与第一滚动滚柱4接触，以避免第一滚动滚柱4对第一滚柱3造成影响。

在本实施例中，所述第一挡板8与内环凸轮1和第一滚柱4的一侧端面紧贴设置。通过使第一挡板8一侧的端面紧贴于内环凸轮1一侧的端面，可以对内环凸轮1的一侧起到很好的限位作用，同时保证内环凸轮1不会受力弯曲变形。

在本实施例中，所述外环齿轮2的另一侧设有接纳第二滚动滚柱5的第三滚柱滚道部22，以便于形成第二滚动滚柱5的安装空间。

在本实施例中，所述超越离合器100还包括设置在内环凸轮1和第一滚柱4另一侧的第二挡板9。

在本实施例中，所述第二挡板9的外圈具有与第三滚柱滚道部22配合的第四滚柱滚道部91。通过第三滚柱滚道部22和第四滚柱滚道部91相互配合可以形成第二滚动滚柱5的容纳空间，以方便安装第二滚动滚柱5。另外，在具体实施时，第一滚柱3不与第二滚动滚柱5接触，以避免第二滚动滚柱5对第一滚柱3造成影响。

在本实施例中，所述第二挡板9与内环凸轮1和第一滚柱3的另一侧端面紧贴设置。通过使第二挡板9一侧的端面紧贴于内环凸轮1另一侧的端面，可以对内环凸轮1的另一侧起到很好的限位作用，同时保证内环凸轮1不会受力弯曲变形。

在本实施例中，所述超越离合器100还包括中间输入齿轮10；所述中间输入齿轮10、第一挡板8、内环凸轮1和第二挡板9通过螺栓11锁紧连接，以实现动力传输。

在本实施例中，所述中间输入齿轮10具有穿过第一挡板8、内环凸轮1 和第二挡板9中心的中间输入轴101。本实用新型中通过去掉现有超越离合器中用于支撑外环齿轮2的6010轴承和6210轴承两个轴承，改用第一滚动滚柱4和第二滚动滚柱5进行支撑，因此可以有效消除使用轴承所带来的径向跳动问题，保证各第一滚柱3能够同时楔紧。同时，由于中间输入齿轮 10直接穿过第一挡板8、内环凸轮1和第二挡板9的中心，使得内环凸轮1 的内圈完全与中间输入齿轮10接触定位，内环凸轮1的两侧又通过第一挡板8和第二挡板9接触定位，因此，通过中间输入齿轮10、第一挡板8和第二挡板9配合能够有效防止内环凸轮1受力变形。

本实用新型超越离合器100的工作原理如下：当装载机高速、轻载运行时，由于负荷较轻使内环凸轮1的转速高于外环齿轮2，外环齿轮2处于空转状态，此时，只有中间输入齿轮10的中间输入轴101传递动力；当装载机在低速、重载工况下运行时，中间输入齿轮10受外界重负荷的影响转速降低，而内环凸轮1和中间输入齿轮10是通过螺栓11连在一起的，使超越离合器100的内环凸轮1与外环齿轮2通过第一滚柱3楔紧在一起，此时内环凸轮1、外环齿轮2和中间输入齿轮10作为一个整体一同传递动力；当外界负荷降低使超越离合器100的中间输入齿轮10以及通过螺栓11连接的内环凸轮1的速度增加到超过外环齿轮2的转速时，超越离合器100的外环齿轮2与内环凸轮1之间的第一滚柱3又处于分离脱开状态。超越离合器 100随着外界负荷的变换使超越离合器100的外环齿轮2与内环凸轮1之间的第一滚柱3不断的楔紧与脱开来满足工程机械的牵引要求。

虽然以上描述了本实用新型的具体实施方式，但是熟悉本技术领域的技术人员应当理解，我们所描述的具体的实施例只是说明性的，而不是用于对本实用新型的范围的限定，熟悉本领域的技术人员在依照本实用新型的精神所作的等效的修饰以及变化，都应当涵盖在本实用新型的权利要求所保护的范围内。

Claims (15)

1.一种新型超越离合器，包括内环凸轮、外环齿轮和设置在内环凸轮与外环齿轮之间的滚柱滚道上的第一滚柱；其特征在于：还包括设置在内环凸轮与外环齿轮之间用于支撑外环齿轮一侧的第一滚动滚柱。

2.如权利要求1所述的一种新型超越离合器，其特征在于：还包括设置在内环凸轮与外环齿轮之间用于支撑外环齿轮另一侧的第二滚动滚柱。

3.如权利要求1所述的一种新型超越离合器，其特征在于：还包括设置在第一滚柱一侧的弹簧。

4.如权利要求3所述的一种新型超越离合器，其特征在于：所述弹簧为钢丝弹簧。

5.如权利要求4所述的一种新型超越离合器，其特征在于：所述钢丝弹簧的两端通过从内环凸轮端面拧入的定位螺钉固定。

6.如权利要求2所述的一种新型超越离合器，其特征在于：所述外环齿轮的一侧设有接纳第一滚动滚柱的第一滚柱滚道部。

7.如权利要求6所述的一种新型超越离合器，其特征在于：还包括设置在内环凸轮和第一滚柱一侧的第一挡板。

8.如权利要求7所述的一种新型超越离合器，其特征在于：所述第一挡板的外圈具有与第一滚柱滚道部配合的第二滚柱滚道部。

9.如权利要求7所述的一种新型超越离合器，其特征在于：所述第一挡板与内环凸轮和第一滚柱的一侧端面紧贴设置。

10.如权利要求7所述的一种新型超越离合器，其特征在于：所述外环齿轮的另一侧设有接纳第二滚动滚柱的第三滚柱滚道部。

11.如权利要求10所述的一种新型超越离合器，其特征在于：还包括设置在内环凸轮和第一滚柱另一侧的第二挡板。

12.如权利要求11所述的一种新型超越离合器，其特征在于：所述第二挡板的外圈具有与第三滚柱滚道部配合的第四滚柱滚道部。

13.如权利要求11所述的一种新型超越离合器，其特征在于：所述第二挡板与内环凸轮和第一滚柱的另一侧端面紧贴设置。

14.如权利要求11所述的一种新型超越离合器，其特征在于：还包括中间输入齿轮；所述中间输入齿轮、第一挡板、内环凸轮和第二挡板通过螺栓锁紧连接。

15.如权利要求14所述的一种新型超越离合器，其特征在于：所述中间输入齿轮具有穿过第一挡板、内环凸轮和第二挡板中心的中间输入轴。

Images