CN215634544U - 一种离合器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种离合器，包括离合器本体，离合器本体的第一外板和第二外板中间设置有与输入轴同步旋转的内板，内板的左右端面对称设置有环形滚道，环形滚道上均沿圆周均布有多个首尾相接的坡道，两侧坡道左右对称且与同侧外板上圆周嵌设的多个滚动体滚动配合。由于第一外板和第二外板上的滚动体在内板两侧左右对称，坡道对称且连续，所以内板各受力点左右平衡，内板厚度可以做得较小，降低内板转动惯量，适用范围更广。

Description

一种离合器

技术领域

本实用新型涉及一种离合器，涉及新能源汽车变速器离合器领域。

背景技术

在传统离合器领域，为了减小对离合器致动器的动力要求，降低致动器的体积和成本，利用滚动体在滚坡道上滚动产生凸轮效果的增力技术得到应用，滚动体在坡道上从低到高的滚动对坡道背侧的摩擦副产生挤压，增加了摩擦副的压力，减少对致动器的动力要求，但主动件与被动件的动力传递仍然通过摩擦副传动，摩擦副的成本没有降低，摩擦副滑磨过程产生大量热量、磨屑没有减少，这对离合器、变速器或相关机械设备有不利影响；此外，现有技术的滚坡道基本都是在基板上设置多个坡道且多个坡道不连续，滚动体与滚坡道一一对应，单向起作用，限制使用范围，如果滚动体在坡道上的移动跟随传动轴，应用在汽车变速器离合器上势必造成摩擦副输入输出端转速没有足够的同步过程、从而造成换挡冲击，新能源汽车驱动电机转速高，挡位少，挡位速差大，换挡过程摩擦副输入输出端转速若没有足够的同步过程冲击更加严重，如果利用电机或电磁装置控制滚动体的移动，则成本增加，换挡控制难度加大。

实用新型内容

鉴于现有技术的不足，本实用新型所要解决的技术问题是提供一种离合器。

为了解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是：一种离合器，包括离合器本体，离合器本体的第一外板和第二外板中间设置有与输入轴同步旋转的内板，内板的左右端面对称设置有环形滚道，环形滚道上均沿圆周均布有多个首尾相接的坡道，两侧坡道左右对称且与同侧外板上圆周嵌设的多个滚动体滚动配合。

优选的，第一外板和第二外板靠近内板的端面均沿圆周均布有若干个滚动体槽组，每个滚动体槽组包括至少一个滚动体槽，每个滚动体槽内嵌设滚动体；第一外板和第二外板的滚动体与滚动体槽一一对应，且以内板为中线左右对称。

优选的，滚动体与滚动体槽的形状与大小相适应，滚动体在滚动体槽内可绕滚动体轴线自转，滚动体为圆球体或圆柱体或圆锥体，相应地滚动体槽为圆弧槽或圆柱槽或锥形槽。

优选的，每个坡道以经过内板轴线、径向穿过两坡峰直线的平面为中心呈两边对称。

优选的，坡道的形状与滚动体外形相适应；无论输入轴往哪个方向旋转，任意相邻的两个滚动体在对称的坡道上若一个在上坡，则另一个在另一边下坡道，坡道数量等于滚动体数量或不等于滚动体数量，设滚动体数量为n1，n1为偶数，坡道数量为n2，则n2=1/2×n1×n，n为整数，以利于离合器的内板、第一外板和第二外板受力均衡且波动小。

优选的，第一外板和第二外板分别通过外侧花键与离合器鼓滑动连接，第二外板右侧设置有卡簧，用于限制第二外板相对离合器鼓右移最大距离，内板内侧设置有离合器毂，离合器的内板通过内侧花键与离合器毂滑动连接，或者内板直接与离合器毂固定连接。

优选的，第一外板左侧设置有弹性体，弹性体两端分别抵接离合器的第一外板和离合器鼓，弹性体为螺旋压缩弹簧或波形弹簧或蝶形弹簧或橡胶块；初始状态下第一外板、第二外板在弹性体的弹力作用下将全部或部分滚动体压紧，并在坡道斜面的作用下限制内板相对第一外板、第二外板转动；第一外板右下侧设置有挡板，挡板与壳体固定连接，挡板限制第一外板右移最大距离；离合器鼓左侧设置有推盘，推盘通过外侧花键与壳体滑动连接；推盘左侧设置有致动装置，致动装置为液压装置或气压装置或电磁装置或电机装置或凸轮装置；离合器毂与输入轴固定连接或通过花键滑动连接，离合器鼓与输出轴固定连接或通过花键滑动连接，离合器结合时，输入轴的动力依次通过离合器毂、内板、滚动体、第一外板和第二外板、离合器鼓向输出轴传递；离合器分离时，内板与第一外板和第二外板相对转动，离合器不传递动力。

优选的，第一外板和第二外板上的滚动体槽深度不大于滚动体最大处直径，所有坡道坡谷到坡峰高度不大于滚动体最大处直径，以方便加工，同时避免内板与第一外板或第二外板发生摩擦；第二外板右移距离小于滚动体槽深度，以避免滚动体从滚动体槽中滑出。

优选的，设离合器安装后，所有滚动体均处于坡道斜坡中部，弹性体和推盘通过第一外板和第二外板对滚动体在内板旋转方向的初始作用力为N0，滚动体在坡道滚动过程弹性体和推盘通过第一外板和第二外板对滚动体在内板旋转方向作用力Nt为可变，部分滚动体在坡峰时为Nmax，输入轴通过离合器毂、内板对滚动体在内板旋转方向的作用力为Tt，最大为Tmax，在不考虑重力和摩擦力情况下，N0>Tmax，当Nt <Tt时，离合器处于分离状态，当Nt =0时，离合器处于完全分离状态，当Nt >Tt，离合器处于结合状态，当内板相对第一外板和第二外板转动时且Nt =Tt，离合器保持分离状态，当内板没有相对第一外板和第二外板转动时且Nt =Tt，离合器保持结合状态。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

1、不再设置摩擦副，大大降低离合器总成成本，没有摩擦副不会发生摩擦副烧片现象。

2、不再完全利用摩擦传递动力，且滚动体滚动摩擦系数远低于摩擦副摩擦系数，换挡过程滑磨能量损失小，在湿式环境使用，离合器分离时带排扭矩小，所以本实用新型提供的离合器的能量损失小，效率高。

3、没有摩擦副的滑磨，离合器不会给变速器或相关机械设备带来大量磨屑、减少发热量，有利优化离合器、变速器或相关机械设备工作环境，可以降低故障，延长使用寿命。

4、本实用新型在新能源汽车变速器联动互锁换挡机构领域有益效果尤其明显，可以进一步降低总成体积、成本，提高效率。

5、由于第一外板和第二外板上的滚动体在内板两侧左右对称，坡道对称且连续，所以内板各受力点左右平衡，内板厚度可以做得较小，降低内板转动惯量，适用范围更广。

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步详细的说明。

附图说明

图1为本实用新型实施例的构造示意图。

图2为外板的构造示意图。

图3为内板的构造示意图。

图4为坡道展开截面示意图。

图5为坡道的立体简图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本实用新型做进一步说明。

应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

如图1~5所示，本实施例提供了一种离合器，包括离合器本体1，离合器本体的第一外板2和第二外板3中间设置有与输入轴4同步旋转的内板5，内板的左右端面对称设置有环形滚道6，环形滚道上均沿圆周均布有多个首尾相接的坡道7，两侧坡道左右对称且与同侧外板上圆周嵌设的多个滚动体8滚动配合。

在本实用新型实施例中，第一外板和第二外板靠近内板的端面均沿圆周均布有若干个滚动体槽组，每个滚动体槽组包括至少一个滚动体槽9，每个滚动体槽内嵌设滚动体；第一外板和第二外板的滚动体与滚动体槽一一对应，且以内板为中线左右对称。

在本实用新型实施例中，滚动体与滚动体槽的形状与大小相适应，滚动体在滚动体槽内可绕滚动体轴线自转，滚动体为圆球体或圆柱体或圆锥体，相应地滚动体槽为圆弧槽或圆柱槽或锥形槽。优选的滚动体为圆球体，滚动体槽为圆弧槽。

在本实用新型实施例中，每个坡道以经过内板轴线L2、径向穿过两坡峰直线L1的平面为中心呈两边对称。

在本实用新型实施例中，坡道的形状与滚动体外形相适应；无论输入轴往哪个方向旋转，任意相邻的两个滚动体在对称的坡道上若一个在上坡，则另一个在另一边下坡道，坡道数量等于滚动体数量或不等于滚动体数量，设滚动体数量为n1，n1为偶数，坡道数量为n2，则n2=1/2×n1×n，n为整数，以利于离合器的内板、第一外板和第二外板受力均衡且波动小。

在本实用新型实施例中，第一外板和第二外板分别通过外侧花键与离合器鼓10滑动连接，第二外板右侧设置有卡簧11，用于限制第二外板相对离合器鼓右移最大距离，内板内侧设置有离合器毂12，离合器的内板通过内侧花键与离合器毂滑动连接，或者内板直接与离合器毂固定连接。

在本实用新型实施例中，第一外板左侧设置有弹性体13，弹性体两端分别抵接离合器的第一外板和离合器鼓，弹性体为螺旋压缩弹簧或波形弹簧或蝶形弹簧或橡胶块，或其它具有一定弹性的物体，优选的是螺旋压缩弹簧；初始状态下第一外板、第二外板在弹性体的弹力作用下将全部或部分滚动体压紧，并在坡道斜面的作用下限制内板相对第一外板、第二外板转动；第一外板右下侧设置有挡板14，挡板与壳体15固定连接，挡板限制第一外板右移最大距离；离合器鼓左侧设置有推盘16，推盘通过外侧花键与壳体滑动连接；推盘左侧设置有致动装置，致动装置为液压装置或气压装置或电磁装置或电机装置或凸轮装置，或其它能为离合器提供换挡动力的机械装置，优选的是气压装置；离合器毂与输入轴固定连接或通过花键滑动连接，离合器鼓与输出轴固定连接或通过花键滑动连接，离合器结合时，输入轴的动力依次通过离合器毂、内板、滚动体、第一外板和第二外板、离合器鼓向输出轴传递；离合器分离时，内板与第一外板和第二外板相对转动，离合器不传递动力。

在本实用新型实施例中，第一外板和第二外板上的滚动体槽深度不大于滚动体最大处直径，所有坡道坡谷到坡峰高度不大于滚动体最大处直径，以方便加工，同时避免内板与第一外板或第二外板发生摩擦；第二外板右移距离小于滚动体槽深度，以避免滚动体从滚动体槽中滑出。

在本实用新型实施例中，设离合器安装后，所有滚动体均处于坡道斜坡中部，弹性体和推盘通过第一外板和第二外板对滚动体在内板旋转方向的初始作用力为N0，滚动体在坡道滚动过程弹性体和推盘通过第一外板和第二外板对滚动体在内板旋转方向作用力Nt为可变，部分滚动体在坡峰时为Nmax，输入轴通过离合器毂、内板对滚动体在内板旋转方向的作用力为Tt，最大为Tmax，在不考虑重力和摩擦力情况下，N0>Tmax，当Nt <Tt时，离合器处于分离状态，当 Nt =0时，离合器处于完全分离状态，当Nt >Tt，离合器处于结合状态，当内板相对第一外板和第二外板转动时且Nt =Tt，离合器保持分离状态，当内板没有相对第一外板和第二外板转动时且Nt =Tt，离合器保持结合状态。

在本实用新型另一实施例中，内板的环形滚道内表面覆盖具有一定弹性的耐磨层，耐磨材料在滚动体的挤压下发生弹性变形，该变形随着压力增加而变大，从而滚动体与坡道间的摩擦力随着加大，内板坡道对滚动体的阻挡力增大，从而降低对弹性体的弹力要求，也降低对致动器的推力要求，从而降低成本，减小体积，此实施例尤其适合转速不高，对成本敏感的场合。

一种离合器的工作方法，按以下步骤进行：

（1）初始状态下，活塞腔没有加压，推盘在回位弹簧17的作用下将活塞18压到最左侧位置，离合器鼓没有受到来自推盘的作用力，弹性体向右通过第一外板推滚动体，向左依次通过离合器鼓、卡簧、第二外板挤压滚动体，第一外板和第二外板上的滚动体在坡道的阻挡下，不能相对内板转动，离合器处于结合状态，N0>Tt，此时若输入轴有动力输入，则动力依次经过离合器毂、内板、滚动体、第一外板和第二外板、离合器鼓向输出轴19传递；

（2）当活塞腔内压力逐步升高，压力推动活塞右移，从而经推盘推动离合器鼓右移，当第一外板抵接挡板后，第一外板不能继续右移，此后，活塞通过推盘推动离合器鼓压缩弹性体，离合器鼓带着卡簧继续右移到设计的极限位置，输入轴带动内板旋转，左右坡道挤压左右两侧滚动体，使第二外板右移至卡簧处被阻挡，内板右移至与第一、二外板具有一定的间隙，使滚动体不受挤压；此过程，当Nt≠0时，离合器处于滑磨状态，内板可以相对第一外板和第二外板有较小位移的转动，当Nt=0，离合器处于完全分离状态，内板可以不受约束相对第一外板和第二外板转动，输入轴不会通过离合器传递动力；

（3）当活塞腔内压力逐步降低，离合器鼓在弹性体的作用下反推推盘左移，从而推盘推着活塞或随着活塞左移直至离合器完全结合，在回位弹簧作用下推盘将活塞推到最左侧位置，此过程，随着推盘对离合器鼓的压力逐步减小，Nt逐步增大，当Nt≤Tt时，离合器处于滑磨状态，内板可以相对第一外板和第二外板有较小位移的转动，当Tt<Nt，离合器处于结合状态，内板不能相对第一外板和第二外板转动，输入轴依次通过离合器毂、内板、滚动体、第一外板和第二外板、离合器鼓向输出轴传递动力；由于坡道对称且连续，且任意相邻的两个滚动体一个在坡峰时，另一个在坡谷，所以在离合器结合或分离过程滚动体一个下坡时，另一个滚动体一定在上坡，确保离合器结合和分离过程均有一半的滚动体推动第一外板和第二外板同向转动或被第一外板和第二外板推动同向转动，确保换挡过程平顺，降低冲击或顿挫，而且输入轴反向旋转时也能正常平顺换挡。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非是对本实用新型作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本实用新型技术方案内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本实用新型技术方案的保护范围。

Claims (9)

1.一种离合器，其特征在于：包括离合器本体，离合器本体的第一外板和第二外板中间设置有与输入轴同步旋转的内板，内板的左右端面对称设置有环形滚道，环形滚道上均沿圆周均布有多个首尾相接的坡道，两侧坡道左右对称且与同侧外板上圆周嵌设的多个滚动体滚动配合。

2.根据权利要求1所述的离合器，其特征在于：第一外板和第二外板靠近内板的端面均沿圆周均布有若干个滚动体槽组，每个滚动体槽组包括至少一个滚动体槽，每个滚动体槽内嵌设滚动体；第一外板和第二外板的滚动体与滚动体槽一一对应，且以内板为中线左右对称。

3.根据权利要求2所述的离合器，其特征在于：滚动体与滚动体槽的形状与大小相适应，滚动体在滚动体槽内可绕滚动体轴线自转，滚动体为圆球体或圆柱体或圆锥体，相应地滚动体槽为圆弧槽或圆柱槽或锥形槽。

4.根据权利要求1所述的离合器，其特征在于：每个坡道以经过内板轴线、径向穿过两坡峰直线的平面为中心呈两边对称。

5.根据权利要求4所述的离合器，其特征在于：坡道的形状与滚动体外形相适应；无论输入轴往哪个方向旋转，任意相邻的两个滚动体在对称的坡道上若一个在上坡，则另一个在另一边下坡道，坡道数量等于滚动体数量或不等于滚动体数量，设滚动体数量为n1，n1为偶数，坡道数量为n2，则n2=1/2×n1×n，n为整数，以利于离合器的内板、第一外板和第二外板受力均衡且波动小。

6.根据权利要求1所述的离合器，其特征在于：第一外板和第二外板分别通过外侧花键与离合器鼓滑动连接，第二外板右侧设置有卡簧，用于限制第二外板相对离合器鼓右移最大距离，内板内侧设置有离合器毂，离合器的内板通过内侧花键与离合器毂滑动连接，或者内板直接与离合器毂固定连接。

7.根据权利要求6所述的离合器，其特征在于：第一外板左侧设置有弹性体，弹性体两端分别抵接离合器的第一外板和离合器鼓，弹性体为螺旋压缩弹簧或波形弹簧或蝶形弹簧或橡胶块；初始状态下第一外板、第二外板在弹性体的弹力作用下将全部或部分滚动体压紧，并在坡道斜面的作用下限制内板相对第一外板、第二外板转动；第一外板右下侧设置有挡板，挡板与壳体固定连接，挡板限制第一外板右移最大距离；离合器鼓左侧设置有推盘，推盘通过外侧花键与壳体滑动连接；推盘左侧设置有致动装置，致动装置为液压装置或气压装置或电磁装置或电机装置或凸轮装置；离合器毂与输入轴固定连接或通过花键滑动连接，离合器鼓与输出轴固定连接或通过花键滑动连接，离合器结合时，输入轴的动力依次通过离合器毂、内板、滚动体、第一外板和第二外板、离合器鼓向输出轴传递；离合器分离时，内板与第一外板和第二外板相对转动，离合器不传递动力。

8.根据权利要求7所述的离合器，其特征在于：第一外板和第二外板上的滚动体槽深度不大于滚动体最大处直径，所有坡道坡谷到坡峰高度不大于滚动体最大处直径，以方便加工，同时避免内板与第一外板或第二外板发生摩擦；第二外板右移距离小于滚动体槽深度，以避免滚动体从滚动体槽中滑出。

9.根据权利要求7所述的离合器，其特征在于：设离合器安装后，所有滚动体均处于坡道斜坡中部，弹性体和推盘通过第一外板和第二外板对滚动体在内板旋转方向的初始作用力为N0，滚动体在坡道滚动过程弹性体和推盘通过第一外板和第二外板对滚动体在内板旋转方向作用力Nt为可变，部分滚动体在坡峰时为Nmax，输入轴通过离合器毂、内板对滚动体在内板旋转方向的作用力为Tt，最大为Tmax，在不考虑重力和摩擦力情况下，N0>Tmax，当Nt<Tt时，离合器处于分离状态，当 Nt =0时，离合器处于完全分离状态，当Nt >Tt，离合器处于结合状态，当内板相对第一外板和第二外板转动时且Nt =Tt，离合器保持分离状态，当内板没有相对第一外板和第二外板转动时且Nt =Tt，离合器保持结合状态。

Images