一种动力传递装置及其工作方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及动力传递技术领域，公开了一种动力传递装置，包括空心轴管、第一传动齿轮、驱动机构、执行机构和传递机构；所述空心轴管的外周空套有第一传动齿轮，所述驱动机构的输出端与执行机构的输入端连接，所述传递机构设置于空心轴管的内腔，所述执行机构的输出端穿入空心轴管与传递机构的一端转动连接；未进行动力传递时，传递机构的另一端与空心轴管的内壁抵接，进行动力传递时，所述传递机构的另一端穿过空心轴管后与第一传动齿轮卡接。本发明专利技术还公开了一种动力传递装置的工作方法。其有益效果在于：不但可以实现动力传递的接合与断开的控制，还可以根据需求调整动力传递的路径。

【技术实现步骤摘要】
一种动力传递装置及其工作方法
本专利技术涉及动力传递
，具体涉及一种动力传递装置及其工作方法。
技术介绍
定轴齿轮动力传递装置广泛应用于车辆、机械加工、航空航天等工程领域，如车辆底盘结构中的变速系统，切削机床中的主轴箱等。为了满足机械在不同条件下的使用要求，通常要求动力传递能在不同的条件下迅速地断开或接合，甚至需要切换不同的传动速比来实现动力传递。齿轮动力传递分为常啮合齿轮传递和非常啮合齿轮传递，常啮合齿轮传递指的是输入轴和输出轴上都常啮合动力传递齿轮，常啮合的方式包括花键啮合、键啮合等，常啮合齿轮动力传递结构简单，轴向空间紧凑，但一般不可改变齿轮传递的路径，多用于速比固定的场合，如电动汽车单极固定齿轮减速系统，常啮合齿轮传递的缺点是不易实现动力的完全断开，在某些场合实现动力的断开必须靠改变输出输出轴轴距，从而使啮合齿轮分离；非常啮合齿轮动力传递指的是齿轮对中有一个齿轮不常啮合于转轴，没有外界系统的作用无法传递动力，若通过外界系统作用于非常啮合齿轮，使其固连于转轴，则动力实现传递，以车辆变速系统为例，为了实现发动机或电动机的动力能够根据行驶需求传至车轮或与车轮断开，需要实现定轴齿轮动力传递的接合、断开可控，还要实现从多对齿轮副中选择适合驾驶工况的齿轮副传递动力，因此汽车变速箱中多配置锁环同步器，即同步器花键毂与在轴上空转的齿轮通过啮合套配合，从而实现传动齿轮与轴固连传递动力，非常啮合齿轮动力传递的优点是可以快速的接合、断开动力传递，同时还可以选择不同速比的定轴齿轮动力传递，缺点是轴向结构复杂，很难避免动力传递路径改变过程中的冲击与动力中断。专利技术内容本专利技术的目的是为了克服以上现有技术存在的不足，提供了一种结构简单、轴向结构紧凑、动力传递状态可调控的动力传递装置。本专利技术的另一目的在于提供一种动力传递装置的工作方法。本专利技术的目的通过以下的技术方案实现：一种动力传递装置，包括空心轴管、第一传动齿轮、驱动机构、执行机构和传递机构；所述空心轴管的外周空套有第一传动齿轮，所述驱动机构的输出端与执行机构的输入端连接，所述传递机构设置于空心轴管的内腔，所述执行机构的输出端穿入空心轴管与传递机构的一端转动连接；未进行动力传递时，传递机构的另一端与空心轴管的内壁抵接，进行动力传递时，所述传递机构的另一端穿过空心轴管后与第一传动齿轮卡接。进一步地，所述第一传动齿轮的数量为至少两个，各个第一传动齿轮之间的外径不同。进一步地，所述空心轴管开有梯形孔，所述第一传动齿轮的内表面开有梯形槽，所述梯形孔与梯形槽相对应；进行动力传递时，所述传递机构的另一端穿过梯形孔后通过梯形槽与第一传动齿轮卡接。进一步地，所述传递机构包括弹性件、梯形键和保持架；所述弹性件和梯形键均设置于保持架的内部，所述保持架的一端与执行机构的输出端转动连接，所述保持架的另一端与空心轴管的内壁抵接，所述弹性件的一端与执行机构的输出端转动连接，所述弹性件的另一端与梯形键的下端面连接；未进行动力传递时，梯形键的上端面与空心轴管的内壁抵接，进行动力传递时，梯形键的上端面穿过空心轴管后与第一传动齿轮卡接。进一步地，所述保持架为U形，所述梯形键的上端面为弧面。进一步地，所述弹性件为能在空心轴管内产生径向弹力的弹性装置。进一步地，所述执行机构包括执行齿轮、齿条推拉杆、滑动轴承和推拉轴承；所述驱动机构的输出端与执行齿轮连接，所述执行齿轮与齿条推拉杆的齿轮部啮合连接，所述推拉轴承设置于空心轴管的内腔，所述齿条推拉杆的杆部穿过滑动轴承后进入空心轴管的内腔并与推拉轴承的内圈连接。进一步地，所述执行机构包括凸轮、拔插组件、滑动轴承和推拉轴承；所述驱动机构的输出端与凸轮连接，所述拔插组件的一端与凸轮的槽道滑动连接，所述推拉轴承设置于空心轴管的内腔，所述拔插组件的另一端穿过滑动轴承后进入空心轴管的内腔并与推拉轴承的内圈连接。进一步地，所述推拉轴承为能承受双向轴向载荷的轴承装置。进一步地，所述执行机构为能在空心轴管内产生轴向直线运动的结构。进一步地，所述驱动机构包括电机和减速组件，所述电机的输出轴通过减速组件与执行机构的输入端连接。一种动力传递装置的工作方法，包括如下步骤：第一传动齿轮由空转状态切换到动力传递：驱动机构驱动执行机构，带动传递机构进行直线运动，将梯形键带到梯形孔的位置，弹性件将梯形键压进梯形孔中，当梯形槽转动到与梯形孔对接时，弹性件将梯形键压入梯形槽中，空心轴管与第一传动齿轮实现配合进行动力传递；动力传递状态切换到第一传动齿轮空转：梯形键位于梯形槽中，驱动机构驱动执行机构，带动传递机构进行直线运动，传递至梯形键一个轴向力Fx，同时，弹性件对梯形键还作用一个弹力Fy，梯形键斜面与径向的夹角为α，在整个运动过程中恒满足Fx沿梯形键斜面向下的分力大于弹性件沿斜面向上的分力：Fx·sinα＞Fy·cosα，实现梯形键沿斜面向下运动，从而退出梯形槽和梯形孔，断开动力传递；不同速比动力传递的路径切换：以第n个第一传动齿轮为切换目标，驱动机构带动梯形键进行n-1次进入梯形孔和n-1次退出梯形孔后，带动梯形键进入第n个第一传动齿轮的梯形槽中，从而实现不同速比动力传递的路径切换。本专利技术的专利技术原理为：开有梯形键的第一传动齿轮空套于空心轴管上，空心轴管的管壁开有可以与梯形槽组成光滑内壁的梯形孔，在没有梯形键约束的情况下，第一传动齿轮会在空心轴管上空转。梯形键的作用是在需要动力传递时，实现第一传动齿轮和空心轴管的配合，充当第一传动齿轮和空心轴管之间动力传递的中间部件。空心轴管、梯形键、弹性件、保持架、推拉轴承的外圈五者的角速度恒保持一致，主要的执行动作为执行机构带动推拉轴承在空心轴管内轴向移动，推拉轴承外圈带动弹性件和梯形键轴向移动，根据梯形键位置和空心轴管与第一传动齿轮的相对角度位置，动力传递状态分为三种：(1)第一传动齿轮空转：电机控制执行机构的直线运动，进而决定梯形键、保持架、推拉轴承的轴向位置，若梯形键贴合在空心轴管内壁，尚未滑动到空心轴管的梯形孔，即梯形键与空心轴管的梯形孔以及第一传动齿轮的梯形槽没有任何接触关系。忽略第一传动齿轮与空心轴管的摩擦，第一传动齿轮空转于空心轴管外壁，第一传动齿轮与空心轴管之间没有动力传递。(2)滑摩传动：电机带动执行机构进行直线运动，间接推动梯形键滑动到空心轴管的梯形孔，但第一传动齿轮的梯形槽尚未转动到空心轴管的梯形孔的位置，此时梯形键在弹力作用下抵在第一传动齿轮内壁，由于弹力的存在，梯形键与第一传动齿轮间产生的微小滑动摩擦力，梯形键会作用一个与摩擦力大小相同的力于空心轴管，滑摩传动是一种处于动力接合断开的过渡阶段，传递的力的大小跟第一传动齿轮内表面状态以及弹性件的压紧力有关，由于力矩很小，不视为齿轮与轴之间发生了动力传递。(3)梯形键啮合传动：系统处于滑摩传动状态时，执行机构已控制梯形键滑动到配合位置，由于第一传动齿轮与空心轴管间存在转速差，梯形孔和梯形槽会在某个时刻重合在一起，已经处于键配合轴向位置的梯形键在弹力的作用下与第一传动齿轮、空心轴管二者配合在一起，实现第一传动齿轮到空心轴管的动力传递。三种动力传递状态之间的切换需要改变梯形键位置的实现，而位置改变完全依靠固连于梯形键的弹性件直接提供的作用力。当需要由第一传动齿轮空转进入滑摩传动或梯形本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种动力传递装置，其特征在于：包括空心轴管、第一传动齿轮、驱动机构、执行机构和传递机构；所述空心轴管的外周空套有第一传动齿轮，所述驱动机构的输出端与执行机构的输入端连接，所述传递机构设置于空心轴管的内腔，所述执行机构的输出端穿入空心轴管与传递机构的一端转动连接；未进行动力传递时，传递机构的另一端与空心轴管的内壁抵接，进行动力传递时，所述传递机构的另一端穿过空心轴管后与第一传动齿轮卡接。

【技术特征摘要】
1.一种动力传递装置，其特征在于：包括空心轴管、第一传动齿轮、驱动机构、执行机构和传递机构；所述空心轴管的外周空套有第一传动齿轮，所述驱动机构的输出端与执行机构的输入端连接，所述传递机构设置于空心轴管的内腔，所述执行机构的输出端穿入空心轴管与传递机构的一端转动连接；未进行动力传递时，传递机构的另一端与空心轴管的内壁抵接，进行动力传递时，所述传递机构的另一端穿过空心轴管后与第一传动齿轮卡接。2.根据权利要求1所述的动力传递装置，其特征在于：所述第一传动齿轮的数量为至少两个，各个第一传动齿轮之间的外径不同。3.根据权利要求1所述的动力传递装置，其特征在于：所述空心轴管开有梯形孔，所述第一传动齿轮的内表面开有梯形槽，所述梯形孔与梯形槽相对应；进行动力传递时，所述传递机构的另一端穿过梯形孔后通过梯形槽与第一传动齿轮卡接。4.根据权利要求1所述的动力传递装置，其特征在于：所述传递机构包括弹性件、梯形键和保持架；所述弹性件和梯形键均设置于保持架的内部，所述保持架的一端与执行机构的输出端转动连接，所述保持架的另一端与空心轴管的内壁抵接，所述弹性件的一端与执行机构的输出端转动连接，所述弹性件的另一端与梯形键的下端面连接；未进行动力传递时，梯形键的上端面与空心轴管的内壁抵接，进行动力传递时，梯形键的上端面穿过空心轴管后与第一传动齿轮卡接。5.根据权利要求4所述的动力传递装置，其特征在于：所述保持架为U形，所述梯形键的上端面为弧面。6.根据权利要求4所述的动力传递装置，其特征在于：所述弹性件为螺旋弹簧或碟形弹簧。7.根据权利要求1所述的动力传递装置，其特征在于：所述执行机构包括执行齿轮、齿条推拉杆、滑动轴承和推拉轴承；所述驱动机构的输出端与执行齿轮连接，所述执行齿...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗玉涛，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：广东,44