【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于机械装置
，涉及一种离合器，尤其涉及一种棘轮式超越离合器。
技术介绍
中国专利技术专利01129231.8公开了一种磁力驱动超越离合器，适用于重载，和频繁超越的工况。该专利定义了棘爪盘，棘爪，棘爪轴，棘爪轴的通孔。该专利的说明书附图仅仅为一个平面装配图，但并没有对棘爪盘，棘爪的形状，结构做出详细的说明。
专利技术专利200620117877.x,200420058688.0和200620043316。x公布的棘爪轴两端支撑于棘爪盘上，该结构的棘爪轴有两个剪切面，剪切面位于棘爪盘的两个与棘爪侧面接触的端面上。
装载机二轴总成内的超越离合器是一种典型的重载，频繁超越的工况。现以该离合器在二轴的实际应用进行分析：
若销子和销孔直径为14mm,棘爪销子孔宽度25毫米，内轮的两个支撑盘上销子孔宽度为14毫米，以3000NM的动载荷，安全系数取3.3来进行有限元分析。
棘爪的通孔压应力大于800Mpa的区域在靠近两个孔口处，其宽度约占孔总宽度的30-40％，但轴孔中央压应力小于300Mpa的宽度占总宽度的一半，其中最近中点处5-6毫米宽度上没有压应力；
棘爪盘的棘爪孔在远离棘爪的一侧无压应力或压应力小于100Mpa的区域占棘爪宽度的30-40％，在靠近该剪切面附近的孔表面与棘爪轴接触应力很大，大于800Mpa的宽度占总宽约25％。远离剪切面的轴孔表面接触应力很小。
虽然增大销轴直径可以减轻以上应力集中现象，但是在剪切面附近的大应力仍然存在不可忽视的区域。棘爪的通孔，棘爪...
【技术保护点】
一种棘轮式超越离合器，其特征在于，所述离合器包括：棘轮(1)、棘爪(2)、棘爪盘(3)、磁性机构(4)；所述棘轮上设有棘齿，所述棘齿上设有与棘爪啮合的主啮合面和辅啮合面；所述棘爪盘(3)上设有轴盘(31)和固定并突伸于轴盘表面的支座(32)，啮合时所述支座(32)承担由棘轮(1)传递到棘爪(2)的载荷；所述棘爪(2)包括与棘轮(1)的棘齿啮合的啮合端(21)、远离啮合端(21)的尾端(22)、位于啮合端(21)和尾端(22)之间的棘爪臀(23)，所述棘爪臀(23)与棘爪盘(3)上的支座(32)相对；所述棘爪啮合端设有与棘齿接触的第一啮合面和第二啮合面，第一啮合面与棘齿的主啮合面接触配合，第二啮合面与棘齿的辅啮合面接触配合；所述棘爪(2)通过棘爪臀(23)安装在棘爪盘(3)上；所述棘爪和棘爪盘(3)上分别设有相互接触配合的棘爪工作面和棘爪盘工作面；棘爪盘工作面通过棘爪工作面将棘爪约束于棘爪盘上；离合器在超越状态下，所述棘爪(2)在棘爪盘(3)上沿棘爪盘工作面摆动而不脱离；所述棘爪盘工作面包括棘爪盘辅支撑面和棘爪盘主支撑面；离合器啮合时，棘爪盘主支撑面为承担载荷比重最大的支撑面，其余部分为...
【技术特征摘要】 【专利技术属性】
1.一种棘轮式超越离合器，其特征在于，所述离合器包括：棘轮(1)、棘爪(2)、棘爪盘(3)、
磁性机构(4)；
所述棘轮上设有棘齿，所述棘齿上设有与棘爪啮合的主啮合面和辅啮合面；
所述棘爪盘(3)上设有轴盘(31)和固定并突伸于轴盘表面的支座(32)，啮合时所
述支座(32)承担由棘轮(1)传递到棘爪(2)的载荷；
所述棘爪(2)包括与棘轮(1)的棘齿啮合的啮合端(21)、远离啮合端(21)的尾
端(22)、位于啮合端(21)和尾端(22)之间的棘爪臀(23)，所述棘爪臀(23)与棘爪
盘(3)上的支座(32)相对；所述棘爪啮合端设有与棘齿接触的第一啮合面和第二啮合
面，第一啮合面与棘齿的主啮合面接触配合，第二啮合面与棘齿的辅啮合面接触配合；
所述棘爪(2)通过棘爪臀(23)安装在棘爪盘(3)上；
所述棘爪和棘爪盘(3)上分别设有相互接触配合的棘爪工作面和棘爪盘工作面；棘
爪盘工作面通过棘爪工作面将棘爪约束于棘爪盘上；离合器在超越状态下，所述棘爪(2)
在棘爪盘(3)上沿棘爪盘工作面摆动而不脱离；
所述棘爪盘工作面包括棘爪盘辅支撑面和棘爪盘主支撑面；离合器啮合时，棘爪盘主
支撑面为承担载荷比重最大的支撑面，其余部分为棘爪盘辅支撑面；
所述棘爪工作面包括棘爪辅支撑面和棘爪主支撑面；离合器啮合时，棘爪主支撑面为
承担载荷比重最大的支撑面，其余部分为棘爪辅支撑面；
所述棘爪主支撑面位于棘爪臀上，与棘爪啮合端(21)的第一啮合面隔棘爪本体相背；
所述棘爪盘(3)主支撑面位于支座(32)上，与棘爪主支撑面相对；离合器在啮合状态
下，棘爪通过棘爪主支撑面和棘爪盘主支撑面将棘爪承受的主要载荷传递给位于轴盘上的
支座；
磁性机构(4)在棘爪盘(3)的旋转轴和棘爪盘(3)支座(32)的主支撑面之间，
与棘爪(2)的尾端(22)相对地固定于棘爪盘(3)上。
2.根据权利要求1所述的棘轮式超越离合器，其特征在于：
所述棘爪盘包含有限制棘爪摆动角度的点，使棘爪尾部一直受到磁性机构(4)吸引
力的有效作用。
3.根据权利要求1所述的棘轮式超越离合器，其特征在于：
棘爪盘旋转轴的法向平面必然包含下述的法向平面：从棘爪盘旋转轴的法向平面观
\t察，在棘爪相对棘爪盘摆动的摆角范围内的任意一个角度，若棘爪相对棘爪盘在任意方向
进行移动，包含平移和/或转动，棘爪盘工作面上至少存在两点与棘爪工作面先后或同时
产生接触，使棘爪无法脱离棘爪盘。
4.根据权利要求3所述的棘轮式超越离合器，其特征在于：
除第一啮合面、第二啮合面外，棘爪本体不会与棘齿的齿顶产生接触。
5.根据权利要求1所述的棘轮式超越离合器，其特征在于：
从棘齿作用于棘爪的合力方向的法向平面观察：棘爪臀的主支撑面和棘爪第一啮合面
在该平面上的投影存在超过30％或以上的重叠区域。
6.根据权利要求1所述的棘轮式超越离合器，其特征在于：
所述棘爪盘上的棘爪数量和棘齿盘上的棘齿数量的公约数只能为2；或者，棘爪盘上
的棘爪数量和棘齿盘上的棘齿数量的公约数只能为3；或者，棘爪盘上的棘爪数和棘齿盘
上的棘齿数互为素数。
7.根据权利要求1所述的棘轮式超越离合器，其特征在于：
从棘爪盘旋转轴的法向平面观察：棘爪盘工作面形成一空腔结构，棘爪臀大部分被棘
爪盘工作面包容在该空腔内而无法脱离，所述空腔开口使棘爪臀伸出与棘爪本体相连；
或者，从棘爪盘旋转轴的法向平面观察：棘爪工作面形成一空腔结构，棘爪盘支座大
部分被棘爪工作面包容在该空腔内而无法脱离，所述空腔开口使支座伸出与棘爪盘本体相
连。
8.根据权利要求1至7之一所述的棘轮式超越离合器，其特征在于：
棘爪、磁性机构(4)设置于内环，棘齿设置于外环；或者棘爪、磁性机构(4)设置
于外环，棘齿设置于内环。
9.根据权利要求1至7之一所述的棘轮式超越离合器，其特征在于：
所述支座(32)与轴盘(31)为一体结构；所述棘爪臀(23)与棘爪主体为一体结构。
10.根据权利要求1-7之一所述的棘轮式超越离合器，其特征在于：
从棘爪盘旋转轴的法向平面观察：所述棘爪主支撑面为凸面，所述支座的主支撑面为
凹面；或者，所述棘爪主支撑面为凹面，所述支座的主支撑面为凸面。
11.根据权利要求1至7之一所述的棘轮式超越离合器，其特征在于：
所述棘爪辅支撑面、棘爪盘辅支撑面均包含有回转体形状。
12.根据权利要求11所述的棘轮式超越离合器，其特征在于：
所述棘爪辅支撑面的回转轴为同一直线，棘爪盘辅支撑面的回转轴为同一直线。
13.根据权利要求12所述的棘轮式超越离合器，其特征在于：
所述棘爪臀辅支撑面包含有圆柱面；所述棘爪盘辅支撑面包含有圆柱面。
14.根据权利要求1至7之一所述的棘轮式超越离合器，其特征在于：
所述棘爪和棘爪盘的主支撑面包含有平面或大曲率半径的曲面。
15.根据权利要求1至7之一所述的棘轮式超越离合器，其特征在于：
所述棘爪和棘爪盘主支撑面的法线方向接近棘齿作用于棘爪的合力方向。
16.根据权利要求1至7之一所述的棘轮式超越离合器，其特征在于：
所述棘爪臀和棘爪盘主支撑面全部或部分为回转体形状。
17.根据权利要求16所述的棘轮式超越离合器，其特征在于：
棘爪主支撑面的回转轴为同一直线，棘爪盘主支撑面的回转轴为同一直线。
18.根据权利要求17所述的棘轮式超越离合器，其特征在于：
所述棘爪臀的主支撑面回转轴心与辅支撑面回转轴心相同，所述支座的主支撑面回转
轴心与辅支撑面回转轴心相同。
19.根据权利要求18所述的棘轮式超越离合器，其特征在于：
所述棘爪的辅支撑面和主支撑面在回转轴上任一点法向截面的截圆半径相同，所述棘
爪盘的辅支撑面和主支撑面在回转轴上任一点法向截面的截圆半径相同。
20.根据权利要求16所述的棘轮式超越离合器，其特征在于：
所述棘爪臀主支撑面包含有圆柱面；所述棘爪盘主支撑面包含有圆柱面。
21.根据权利要求20所述的棘轮式超越离合器，其特征在于：
所述棘爪臀工作面包含有同轴的圆柱面；所述棘爪盘工作面包含有同轴的圆柱面。
22.根据权利要求21所述的棘轮式超越离合器，其特征在于：
所述棘爪臀主支撑面和辅支撑面分别包含有等径同轴的圆柱面；所述棘爪盘主支撑面
和辅支撑面分别包含有等径同轴的圆柱面。
23.根据权利要求1所述的棘轮式超越离合器，其特征在于：
所述离合器的棘爪盘或棘齿盘或棘爪上还设有限制棘爪沿棘爪盘回转轴线方向窜动
的限位机构；
或者，所述棘爪盘上设有第一限位部，棘齿盘上设有第二限位部，第一限位部、第二
限位部二者共同约束棘爪的轴向窜动。
24.根据权利要求23所述的棘轮式超越离合器，其特征在于：
所述棘爪相对棘爪盘的表面上设有突起，相应地，棘爪盘与棘爪的突起配合处设有容
纳该突起的凹陷；或者，所述棘爪盘相对棘爪本体的表面设有突起，所述突起所对应的棘
爪表面设有容纳该突起的凹陷；
所述凹陷、突起相互配合使棘爪不能脱离棘爪盘。
25.根据权利要求24所述的棘轮式超越离合器，其特征在于：
所述凹陷、突起的配合限制棘爪(2)在棘爪盘回转轴线方向的窜动。
26.根据权利要求1至7之一所述的棘轮式超越离合器，其特征在于：
所述棘爪的形心偏向头部。
27.根据权利要求1至7之一所述的棘轮式超越离合器，其特征在于：
支座工作面限制棘爪尾部摆离磁性机构(4)的距离，使磁性机构(4)的吸引力有效。
28.根据权利要求23所述的棘轮式超越离合器，其特征在于：
所述突起、凹陷朝向为棘爪盘回转轴线方向；离合器啮合时，所述突起、凹陷不承担
或很少承担棘齿传递给棘爪的载荷。
29.根据权利要求28所述的棘轮式超越离合器，其特征在于：
所述突起形状为圆柱轴，所述凹陷的形状为一圆柱孔，圆柱轴安装在圆柱轴孔内，限
制棘爪飞出棘爪盘。
30.一种棘轮式超越离合器，其特征在于，所述离合器包括：棘轮(1)、棘爪(2)、棘爪
盘(3)、磁性机构(4)；
所述棘轮限制棘爪摆动的角度，所述棘轮上设有棘齿，所述棘齿上设有与棘爪啮合的
主啮合面和辅啮合面；
所述棘爪盘(3)上设有轴盘(31)和固定并突伸于轴盘表面的支座(32)，啮合时所
述支座(32)承担由棘轮(1)传递到棘爪(2)的载荷；
所述棘爪(2)包括与棘轮(1)的棘齿啮合的啮合端(21)、远离啮合端(21)的尾
端(22)、位于啮合端(21)和尾端(22)之间的棘爪臀(23)，所述棘爪臀(23)与棘爪
盘(3)上的支座(32)相对；所述棘爪啮合端设有与棘齿接触的第一啮合面和第二啮合
面，第一啮合面与棘齿主啮合面接触配合，第二啮合面与棘齿辅啮合面接触配合；
所述棘爪(2)通过棘爪臀(23)安装在棘爪盘(3)上；
所述棘爪和棘爪盘(3)上设有相互接触配合的棘爪工作面和棘爪盘工作面；棘爪盘
工作面通过棘爪工作面将棘爪约束于棘爪盘上；离合器在超越状态下，所述棘爪(2)在
棘爪盘(3)上沿棘爪盘工作面摆动而不脱离；
所述棘爪盘工作面包括棘爪盘辅支撑面和棘爪盘主支撑面；离合器啮合时，棘爪盘
主支撑面为承担载荷比重最大的支撑面，其余部分为棘爪盘辅支撑面；
所述棘爪工作面包括棘爪辅支撑面和棘爪主支撑面；离合器啮合时，棘爪主支撑面
为承担载荷比重最大的支撑面，其余部分为棘爪辅支撑面；
所述棘爪主支撑面位于棘爪臀上，与棘爪啮合端(21)的第一啮合面隔棘爪本体相背；
技术研发人员：庞振江，
申请(专利权)人：上海凌源设备工程有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31
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