CN220168498U - 减振式汽车发电机单向皮带轮 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种减振式汽车发电机单向皮带轮，包括皮带轮外壳，所述的皮带轮外壳内设有芯轴、前支撑轴承、后支撑轴承、单向轴承、减振轴套、一对预紧弹簧和一个缓冲减振器。减振轴套、芯轴、一对预紧弹簧和缓冲减振器构成一个缓冲减振装置，通过所述的缓冲减振装置达到柔性驱动和减振的效果。

Description

减振式汽车发电机单向皮带轮

技术领域

本实用新型涉及汽车发电机单向皮带轮领域，尤其涉及采用机械传动输出的单向超越离合器汽车发电机单向皮带轮领域，具体地说是一种减振式汽车发电机单向皮带轮。

背景技术

汽车发电机单向皮带轮通过单向超越离合器实现皮带轮外壳和芯轴之间的单向联动和分离。目前市场上使用的单向超越离合器主要为单向滚针轴承传导，因为高输出扭矩的技术要求下单向超越离合器须以高接触面来实现，因此现有的超越离合器减振能力差，经长期高速运转和高急变速的使用环境下造成产品使用寿命低，噪音大等问题。且单向超越离合器对于配合游隙的要求较高，一般轴承装入工作位置后，往往由于制造过程造成安装和定位的不良，因此常因轴产生疲劳度和热膨胀等原因，造成轴承承受过大的载荷，引起早期的损坏。

为解决上述技术问题，另有一种双弹簧减振式超越离合器，采用内置弹簧和外置弹簧两个弹簧。其中内置弹簧为承载弹簧，用于抗扭力冲击；外置弹簧为单向弹簧，用于实现主动力传导件与被动力传导件之间的单向离合。该结构的单向离合器利用弹簧的自由缩胀变形的特点使其有很好的减振效果。但由于其外置弹簧作为单向离合器与主动力传导件的内壁之间产连接件，其连接方式为面接触，需要承载主动力传导件旋转扭矩的冲击，因此在长期急变速的使用环境下，外置弹簧在很短的时间内因强烈磨损造成主动力传导件的整机旋转扭矩能力直线下降，直至产品失效。

发明内容

本实用新型要解决的是现有技术存在的上述技术问题，旨在提供一种减振式汽车发电机单向皮带轮。

为解决上述问题，本实用新型采用以下技术方案：减振式汽车发电机单向皮带轮，包括皮带轮外壳，所述的皮带轮外壳内设有芯轴、前支撑轴承、后支撑轴承、单向轴承、减振轴套、一对预紧弹簧和一个缓冲减振器，其特征在于所述的前支撑轴承和后支撑轴承分别置于所述的皮带轮外壳的前后端，所述的减振轴套的后端设有法兰，所述减振轴套法兰的后端面与所述的后支撑轴承的内圈端面相抵；所述的单向轴承套装在所述的减振轴套上，与所述的减振轴套形成单向离合；所述的单向轴承包括单向轴套和设置在所述单向轴套内的单向滚针组件，所述的单向轴套与所述的皮带轮外壳过盈配合；所述的缓冲减振器包括底部法兰和一组缓冲条；所述的减振轴套和芯轴通过齿槽配合的方式套装，所述的一对预紧弹簧和一组缓冲条轴向嵌插于齿槽配合的间隙中，并且所述的一对预紧弹簧与该间隙过盈配合，所述的缓冲条与该间隙形成间隙配合。

本实用新型的减振式汽车发电机单向皮带轮，皮带轮外观和芯轴通过所述的单向轴承实现单向离合。减振轴套、芯轴、一对预紧弹簧和缓冲减振器构成一个缓冲减振装置，通过所述的缓冲减振装置达到柔性驱动和减振的效果。

具体来说，本实用新型的减振装置，预紧弹簧在自然状态下其长度略大于齿槽的长度，在插入齿槽配合的间隙后，预紧弹簧两端受压后产生形变，使芯轴和减振轴套产生预紧并保持过盈配合，避免了因松动而产生振动。当预紧弹簧同时与齿侧壁和侧壁槽相抵时，预紧效果更好。在皮带轮外壳转动时，预紧弹簧受压后继续产生变形，齿槽配合的间隙与缓冲条之间的空隙逐渐消除，带动缓冲条和芯轴一起转动，从而起到缓冲和减振作用。

本实用新型采用预紧弹簧和缓冲减振器的协同作用实现芯轴的柔性启动和回位。同时，在预紧弹簧受压变形到一定程度后由缓冲条承接压力来传递动力，从而保护预紧弹簧避免过度变形，从而提高了预紧弹簧的使用寿命。

本实用新型的缓冲减振装置采用一对预紧弹簧进行弹性传动和定位，因此在旋转受力的情况下，利用弹簧自身的弹性变形的特点，起到了预紧作用。预紧弹簧在旋转受力时产生扭变，形成对芯轴的自动调心作用，使芯轴不会因外界的振动而产生振动。

所述的预紧弹簧为条状结构，其主体形状可以是弧形、“S”形或波纹形，也可以是不规则形状。优选地，所述的预紧弹簧呈弧形条状结构，弧形高度大于齿槽配合的间隙宽度。当预紧弹簧插入齿槽配合的间隙后，预紧弹簧的两端和弧顶分别与齿侧壁和侧壁槽相抵，可起到最佳的减振效果。预紧弹簧的横截面形式也不限，可以是方形、圆形或其它形式。作为本实用新型的改进，所述的预紧弹簧可以采用金属、尼龙、橡胶、塑胶或者其它复合材料制成。对于弹性模量较大的材料，比如采用金属材料，可以直接制成弧形结构；对于模量较小的材料，比如采用聚氨酯材料，可以先制作成直条状结构，在装配入齿槽配合的间隙内，两端受挤压形成单弧形结构。

所述的缓冲减振器可采用塑料件一体成型，其缓冲条的截面可以是圆形或方形。底部法兰可以设置在前端，也可以设置在后端。

一个优化的实施方式，所述的一对预紧弹簧和一组缓冲条周向均布。更优选地，所述的一对预紧弹簧对称分布或接近于对称分布，传递动力更为均衡和平稳。

所述的单向轴承可以采用制式结构。所述的单向轴承包括单向轴套和单向滚针组件，所述的单向滚针组件包括滚针保持架、一组滚针和一组复位簧片，所述的一组滚针设置在所述的滚针保持架上，并通过复位簧片定位；单向轴套的内壁或减振轴套的外圆上设有与所述滚针相对配置的棘齿；所述单向轴套的前端还开设有卡槽，所述的卡槽内嵌有限位片，所述的限位片将所述的单向滚针组件限定在所述的单向轴套内。

下面以单向轴套的内壁设置棘齿为例来说明单向轴承的工作原理：皮带轮外壳旋转，带动单向轴套转动，棘齿和复位簧片推动滚针到达棘齿的高位时，与减振弹轴套接合，带动减振轴套一起旋转，减振外轴套预紧弹簧带动芯轴套转动，将动力传递给芯轴，实现动力输出。当皮带轮外壳突然减速或骤停时，由于惯性，芯轴仍保持原有的速度转动，而其它部件因突然减速或骤停导致逆向状态，从而使滚针回落到棘齿的低位，滚针与减振轴套的游隙加大，实现单向分离，皮带轮外壳继续处于惯性顺时针旋转状态。

本实用新型的另一个重要特点是减振轴套的前端设有轴承档，后端设有法兰，所述的轴承档与前支撑轴承内圈过盈配合，所述的法兰的前端面与单向轴套端面配合，所述的法兰的后端面与后支撑轴承的内圈端面配合。因上述的配合关系限制了减振轴套的轴向窜动，使整个单向离合部分处于更稳定的状态，因而不受皮带轮外界的振动影响，避免单向离合失效。

本实用新型的再一个重要特点是设有前支撑轴承和后支撑轴承，所述的前支撑轴承和后支撑轴承分别置于所述的单向滚针组件的前端和后端。由于单向轴套和减振轴套之间是刚性配合，设置前后支撑轴承可使减振外轴套运行更稳定，不会产生偏摆。

作为本实用新型的进一步改进，所述的前后支撑轴承均采用滚珠轴承。由于滚珠轴承的高度较小，可留出更多的空间给单向轴承，因而单向轴承的滚针可以设计得更长，从而增加了离合器的抗扭力及抗冲击扭矩性能。

作为本实用新型的再进一步改进，所述皮带轮外壳和芯轴之间的前端还设有滑动轴承。滑动轴承起到支撑、减小摩擦和油封的作用，同时还能起到对减振装置的定位作用，因此可省去限位片。

附图说明

图1是本实用新型减振式汽车发电机单向皮带轮的爆炸图。

图2是本实用新型减振式汽车发电机单向皮带轮的结构示意图。

图3是图2的A-A向剖视图。为了更好地显示离合器的结构及其工作原理，图3移去了皮带轮外壳。

图4是图3的B处放大图。

图5是单向离合的另一实施方式的结构示意图。

图6是本实用新型单向轴套的结构示意图。

图7是本实用新型减振轴套的轴测图。

图8是本实用新型减振轴套的结构示意图。

图9是图8的D-D向剖视图。

图10是本实用新型芯轴的结构示意图。

图11是图10的E-E向剖视图。

图12是本实用新型预紧弹簧的结构示意图。

图13是本实用新型缓冲减振器的结构示意图。

图14是本实用新型缓冲减振器的左视图。

图15是本实用新型缓冲减振器的正视图。

图16是图3的C处放大图。

图17是本实用新型旋转时的状态图。

图18是图17的F处放大图。

图19是图17的G处放大图。

图20是本实用新型径向振动时的状态图。

图21是图20的H处放大图。

图22是本实用新型减振式汽车发电机单向皮带轮的另一实施方式的结构示意图。

图中，1-芯轴，2-滑动轴承，3-预紧弹簧，4-前支撑轴承，5-单向轴承，6-减振轴套，7-后支撑轴承，8-皮带轮外壳，9-滚针，10-复位簧片，11-滚针保持架，12-单向轴套，13-棘齿，14-棘齿，15-齿槽配合间隙，16-单向滚针组件，17-缓冲减振器。

101-芯轴轴体，102-芯轴的齿，103-芯轴的中央穿孔，104-芯轴的槽，105-芯轴齿的一个侧壁，106-芯轴齿的另一个侧壁，107-芯轴的前端法兰，108-芯轴中部的预紧弹簧连接部分，109-芯轴后端的轴承档；

301-预紧弹簧的一端，302-预紧弹簧的弧顶，303-预紧弹簧的另一端；

601-减振轴套的套体，602-减振轴套的槽，603-减振轴套的中央穿孔，604-减振轴套的槽的一侧壁，605-减振轴套的槽的另一侧壁，606-减振轴套的齿，607-减振轴套后端的法兰，608-减振轴套中部的单向轴承连接部分，609-减振轴套前端的轴承档，610-减振轴套的棘齿，611-减振轴套的法兰后端面，612-减振轴套的法兰前端面；

1201-单向轴套的套体，1202-单向轴套的卡槽，1203-单向轴套的容置腔，1204-单向轴套的中央穿孔，1205-单向轴套的底部；

1701-底部法兰，1702-缓冲条，1703-中央穿孔；

W-齿槽配合间隙的宽度。

具体实施方式

参照图1、图2和图3，本实用新型的减振式汽车发电机单向皮带轮，包括皮带轮外壳8，所述的皮带轮外壳8内设有芯轴1、前支撑轴承4、后支撑轴承7、单向轴承5、减振轴套6、一对预紧弹簧3和缓冲减振器17。所述的前支撑轴承4和后支撑轴承7分别置于所述的皮带轮外壳8的前后端。后支撑轴承7的内外圈分别与减振轴套6和皮带轮外壳8过盈配合。所述的减振轴套6的后端设有法兰，所述法兰的后端面与所述的后支撑轴承7的内圈相抵；所述的单向轴承5套装在所述的减振轴套6上，与所述的减振轴套6形成单向离合。所述的单向轴承5包括单向轴套12和设置在所述单向轴套12内的单向滚针组件16，所述的单向轴套12与所述的皮带轮外壳8过盈配合；所述的减振轴套6和芯轴1通过齿槽配合的方式套装，所述的预紧弹簧3轴向嵌插于齿槽配合的间隙中，并且所述的一对预紧弹簧与该间隙15过盈配合，所述的缓冲条与该间隙15形成间隙配合。

结合图4，所述的单向轴承5包括单向轴套12和单向滚针组件16。所述的单向滚针组件16包括滚针保持架11、一组滚针9和一组复位簧片10，所述的一组滚针9设置在所述的滚针保持架11上，并通过复位簧片10定位；单向轴套12的内壁上设有与所述滚针相对配置的棘齿13。

单向轴承的工作原理如下：皮带轮外壳8旋转，带动单向轴套12转动，设置在单向轴套内壁的棘齿13和复位簧片10推动滚针9到达棘齿的高位，与减振轴套6接合，带动减振轴套6一起旋转；减振轴套6通过预紧弹簧3和缓冲减振器带动芯轴1转动，实现动力输出。当皮带轮外壳8突然减速或骤停时，由于惯性，芯轴1仍保持原有的速度转动，而其它部件因突然减速或骤停导致逆向状态，从而使滚针9回落到棘齿的低位，滚针9与减振轴套6的油隙加大，实现单向分离，芯轴1继续处于惯性顺时针旋转状态。

参照图5，单向轴承5的另一种实施方式。在减振轴套6的外圆上设置一组棘齿14，与滚针9形成配合，其工作原理与前一实施方式基本相同，同样能够实现单向轴承5与减振轴套6的离合。此时单向轴套12的内壁为光滑表面。

参照图6，本实用新型的单向轴套12包括套体1201和底部1205，套体1201内设有容置腔1203，用于放置单向滚针组件12。底部1205开设有中央穿孔1204，芯轴1穿越。

单向轴套12的后端还开设有卡槽1202，在单向滚针组件4和前支撑轴承3依次放入容置腔1203后，在所述的卡槽1202内嵌入限位片限位。

单向轴套12的外圆与皮带轮外壳8过盈配合，接收动力传递。

参照图7图8和图9，本实用新型的减振轴套6包括套体601，套体601具有中央穿孔603，套体601的内壁上设有一组齿槽606、602。减振轴套6具有后端的法兰607、中部的单向轴承连接部分608和前端的用于连接前支撑轴承的轴承档609，三个部分的直径依次减小，形成二级阶梯状结构。后端的法兰607的后端面611与后支撑轴承7的内圈前端面相抵。单向轴套12套装在单向轴承连接部分608的外圆上，单向轴套12的底部与法兰607的前端面612相抵。

当单向轴套12的内壁设有与滚针9相对配置的棘齿时，单向轴承连接部分608的外圆为光滑结构。反之，当单向轴套12的内壁为光滑结构时，单向轴承连接部分608的外圆上设有与滚针9相对配置的棘齿610。

前支撑轴承4套装在轴承档609。前支撑轴承4的内圈与轴承档609过盈配合，前支撑轴承4的外圈与皮带轮外壳8过盈配合。前支撑轴承4的外圈后端面与单向轴套的底部1205相抵。所述前支撑轴承的内圈后端面与所述减振轴套前端的轴承档609的止口相抵。

参照图10和图11，本实用新型的芯轴1包括轴体101，轴体101具有中央穿孔103，用于连接变速箱的转轴。芯轴1还具有前端法兰107、中部的预紧弹簧连接部分108和后部的用于连接后支撑轴承的轴承档109，各部分直径依次减小。预紧弹簧连接部分108的外圆上设有一组齿槽102、104。芯轴1和减振轴套6通过齿槽配合形成周向连动。更具体地说，芯轴1的齿102置于减振轴套的槽602内，同时，减振轴套的齿606也置于芯轴的槽104内，并且齿槽配合留有间隙15。减振轴套6、芯轴1和一组预紧弹簧3构成一个减振装置。

在此基础上，在预紧弹簧连接部分108和法兰107之间再设置一个凸台110，凸台110上安装滑动轴承2。滑动轴承2起到支撑、减小摩擦和油封的作用，同时还能起到对减振装置的定位作用，因此可省去限位片。

参照图12，本实用新型的预紧弹簧3呈弧形条状结构，具有两端301、303和圆弧顶302。预紧弹簧3的截面形式不限，在本实施方式中，预紧弹簧3的截面为圆形，使受力和形变更为均衡。

参照图13、图14和图15，所述的缓冲减振器17包括底部法兰1701、一组缓冲条1702和中央穿孔1703。所述的缓冲减振器17可采用塑料件一体成型，其缓冲条1702的截面可是圆形或方形。在本实施方式中，所述的缓冲条1702的截面为方形，且在四角做倒角处理。方形截面可增加缓冲条1702与齿槽配合间隙15的接触面，能够更平稳地传递动力。

所述的底部法兰1701设置在前端，装配时，底部法兰1701与滑动轴承相抵。一个优化的实施方式，所述的一对预紧弹簧3和一组缓冲条1702周向均布。更优选地，所述的一对预紧弹簧3对称分布或接近于对称分布，传递动力更为均衡和平稳。在图3所示的实施方式中，所述的一对预紧弹簧3将一组缓冲条1702分隔成二个不对称的分组，其中一个分组为4根，另一个分组为3根。在图13至图15的实施方式中，所述的一对预紧弹簧3将一组缓冲条1702分隔成二个对称的分组，每个分 组各具有3根缓冲条。缓冲条1702的数量可以根据实际情况和设计要求增减。

参照图16，将减振轴套6套装在芯轴1上，并使两者通过齿槽配合的方式装配，在槽配合的间隙15中插入预紧弹簧3和缓冲条1702。由于预紧弹簧3呈弧形条状结构，且弧形高度略大于内外轴套齿槽配合的间隙宽度W，在插入该间隙15后，预紧弹簧3受压，其两端301、303与芯轴的齿的一个侧壁105相抵，弧顶302与减振轴套的槽的一个侧壁605相抵。同时，芯轴的齿的另一个侧壁106与减振轴套的槽的另一个侧壁604相抵。这种结构使芯轴1和减振轴套6保持过盈配合，避免了因松动而产生振动。

参照图17，皮带轮外壳8带动单向轴套12转动（如顺时针）时，减振轴套6处于相对于单向轴套12的逆时针转动状态（即减振轴套6静止或转速低于单向轴套12的转速），两者的相对运动关系如图18所示。当棘齿13和复位簧片10推动滚针9到达棘齿的高位时，滚针9被卡住，使单向轴套12与减振轴套6接合，带动减振轴套6一起顺时针旋转。

结合图19，在减振轴套6顺时针旋转的初时，芯轴1仍处于相对的逆时针旋转状态，对预紧弹簧3产生逆向推力，预紧弹簧3受力后产生变形，齿槽配合的间隙15与缓冲条1702之间的空隙逐渐消除，芯轴1跟随减振轴套6顺时针旋转。从而使从动力传导件的旋转更柔顺，达到软启动目的。

当减振轴套6停止转动时，芯轴1施加在预紧弹簧3的逆向推力减小，齿槽配合的间隙15与缓冲条1702之间产生空隙。当该逆向推力小于预紧弹簧变形后产生的张力时，芯轴1跟随减振轴套6停止转动，从而实现柔性回位。

参照图20，当外界产生径向振动时，预紧弹簧3受压产生扭变，吸收了大部分的振动，芯轴1的径向振动幅度会变得很小，甚至无振动（如图21所示）。

参照图22，本实用新型的另一种实施方式。与图1的实施方式不同之处在于所述的缓冲减振器的底部法兰位于后端。安装时将缓冲条从后端插入齿槽配合的间隙15，并且使底部法兰1701与减振轴套6的后端面相抵。底部法兰1701也可以嵌置于减振轴套6后端面开设的沉槽内。

应该理解到的是：上述实施例只是对本实用新型的说明，而不是对本实用新型的限制，任何不超出本实用新型实质精神范围内的实用新型创造，均落入本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.减振式汽车发电机单向皮带轮，包括皮带轮外壳，所述的皮带轮外壳内设有芯轴、前支撑轴承、后支撑轴承、单向轴承、减振轴套、一对预紧弹簧和一个缓冲减振器，其特征在于所述的前支撑轴承和后支撑轴承分别置于所述的皮带轮外壳的前后端，所述的减振轴套的后端设有法兰，所述减振轴套法兰的后端面与所述的后支撑轴承的内圈端面相抵；所述的单向轴承套装在所述的减振轴套上，与所述的减振轴套形成单向离合；所述的单向轴承包括单向轴套和设置在所述单向轴套内的单向滚针组件，所述的单向轴套与所述的皮带轮外壳过盈配合；所述的缓冲减振器包括底部法兰和一组缓冲条；所述的减振轴套和芯轴通过齿槽配合的方式套装，所述的一对预紧弹簧和一组缓冲条轴向嵌插于齿槽配合的间隙中，并且所述的一对预紧弹簧与该间隙过盈配合，所述的缓冲条与该间隙形成间隙配合。

2.如权利要求1所述的减振式汽车发电机单向皮带轮，其特征在于所述的一对预紧弹簧和一组缓冲条周向均布。

3.如权利要求2所述的减振式汽车发电机单向皮带轮，其特征在于所述的一对预紧弹簧对称分布。

4.如权利要求2所述的减振式汽车发电机单向皮带轮，其特征在于所述的一对预紧弹簧将一组缓冲条分隔成两个分组。

5.如权利要求1所述的减振式汽车发电机单向皮带轮，其特征在于所述缓冲减振器的底部法兰设置在前端或后端。

6.如权利要求1所述的减振式汽车发电机单向皮带轮，其特征在于所述的预紧弹簧为条状结构。

7.如权利要求6所述的减振式汽车发电机单向皮带轮，其特征在于所述的预紧弹簧的主体形状是弧形。

8.如权利要求7所述的减振式汽车发电机单向皮带轮，其特征在于所述的预紧弹簧的横截面为方形或圆形。

9.如权利要求1所述的减振式汽车发电机单向皮带轮，其特征在于所述的前支撑轴承和后前支撑轴承均采用滚珠轴承。

10.如权利要求1-9任何一项所述的减振式汽车发电机单向皮带轮，其特征在于所述皮带轮外壳和芯轴之间的前端还设有滑动轴承。