轴向自控离合器的自支撑式分离保持机构制造技术

本自支撑式分离保持机构的特征在于，除具有分离和阻挡嵌合机构外，还具有止转、释放和定点致动三控制机构。阻挡工况中，由周向相对移动分离环、弹簧以及所有中间支撑构件均静止的同一个构件最终轴向支撑该环和弹簧。超越转动开始至阻挡嵌合机构建立起轴向阻挡关系之前，止转机构可确保该机构内部的相对转动，之后，释放机构恢复该机构内部的一体转动关系，弹簧压合力不产生任何的摩擦阻力矩。嵌合复位过程中，由定点致动机构致动阻挡嵌合机构，以确保离合器准确可靠地再次嵌合。其优点是：在确保轴向自控离合器轴向彻底分离和相对转动无碰撞的基础上，更确保嵌合复位的绝对准确和可靠，以及空载转矩与轴向压合力彻底无关。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及机械传动领域中的一种轴向自控离合器，以及诸如包含此 种自控离合器的牙嵌自锁差速器等其它传动装置，特别涉及一种弹簧压合式自 控离合器轴向分离后用于维持其分离状态的保持机构。
技术介绍
现有技术的轴向弹性压合式自控离合器，包括牙嵌超越离合器，牙嵌安全 离合器，以及弹簧钢球安全离合器，均不具备轴向分离后的状态保持功能。其 轴向嵌合的固定、移动分离环轴向分离后的相对转动必然带有沖击、碰撞、噪 音和端面齿过度磨损的缺点，对轴向弹性压合力较大的牙嵌安全离合器甚至会 严重到折断端面齿的程度。而由两个双向牙嵌超越离合器轴向背靠背双联而成 的牙嵌式自锁差速器，其固定、移动分离环虽具备轴向分离保持功能，但仍存 在分离齿齿顶间的碰撞式磨损，对提供压合力的弹簧刚度、弹簧长度、装配的 要求过于严苛，以及不能补偿磨损等缺点。本申请人提出的申请号为200710152151.9的名为轴向自控离合器的分离保 持机构的在审中国专利，消除了上述缺点。但在阻挡工况中，移动分离环的最 终支撑构件(如机架、基座、分离环或壳体等)，仍是通过与该环具有相对转动 关系的嵌合对象环来对该环提供轴向支撑，其与中间支撑构件之间存在必然的 相对转动。即，采用的仍然是其申请前现有技术的它支撑模式。阻挡环与 阻挡环的轴向支撑环之间，分离齿齿顶之间或传力齿齿顶之间无可避免地存在 着正比于轴向弹性压合力的滑动式机械磨损，以及相应的空载摩擦阻力转矩和 发热，不利于其性能的提升、相关构件寿命的延长，以及应用在阻挡工况较多 或为常态的传动部位/场合。另外，依据该专利技术的轴向自控离合器嵌合复位时，其阻挡环相对阻挡环的 轴向支撑环的止转位置具有随机性和任意性，这必然导致其两嵌合环开始嵌合 时的圓周起始位置的随机性和任意性，不能保证嵌合双方从最佳的嵌合起始区 间内开始嵌合。同时，其嵌合双方在嵌合复位过程中的相对运动轨迹线又是一 条螺旋线(升角不固定，非静止状态中)。因此，该类离合器存在轴向上不完全 嵌合的情况，无谓地增加了齿侧面上的有害磨损。而这种在两嵌合环相互间还 未达到轴向嵌合深度，双方传力齿的齿侧面就已经相互接触甚至开始传递转矩 的情况，特别有害于其中的超越离合器和以其为基础的牙嵌式自锁差速器，因 为这很可能导致传力齿因接触强度超限而崩损。此种不足对于两传力齿从齿顶 边缘零接触位置开始嵌合的极端情况尤其严重。因此，为适应嵌合复位过程中嵌合双方的这种相对螺旋转动的特点，提高 嵌合复位过程的可靠性，保证轴向完全嵌合和防止崩齿，超越离合器的两嵌合 环上传力齿的齿侧面必需呈内缩状(齿根内缩)。倒梯形的横/圆周向截面形状就 是适应该需要的最简单的选择。但这不仅加大了加工难度和成本，而且更直接 降低了传力齿的承载能力。虽然增大轴向弹性压合力可降低传力齿齿根内缩的 程度，但却不可能消除内缩的需要(内缩程度还与移动分离环的质量、反超越 转动速度等有关，并且，弹性压合力更不可能无穷大)，而且还要因此付出增大 空载阻力转矩和磨损速度的代价。例如，现有技术中的3 PI JI-164型牙嵌式自锁差速器(《汽车车桥设计》刘 惟信，清华大学出版社2004年4月，p273 277 ),就是依据上述思想将其弹性 压合力设计在470.4牛的水平上，同时以约6.4度的倾斜角内缩传力齿齿根，以 求嵌合复位时，能令其轴向移动分离环上传力齿的螺旋型运动轨迹尽可能地平 行于其回转轴线(6.4度以内)，消除崩损传力齿的可能。但过大的弹性压合力 加大了其控制阻挡环的难度，反过来该控制难度又加大了其对弹簧参数稳定性 和精度的要求，从而增加了成本，降低了工作可靠性。
技术实现思路
本技术致力于解决上述问题。本技术的目的，在于提供一种具有固定的嵌合复位圆周起始位置和运 动轨迹，轴向上无不完全嵌合的可能，阻挡工况中，移动分离环与其所有轴向 支撑构件间周向相对静止的轴向自控离合器的自支撑式分离保持机构。为达成上述专利技术目的，本技术提供了一种轴向自控离合器的自支撑式 分离保持机构，包括转动导向式分离嵌合机构，其具有绕同一回转轴线转动 的可轴向嵌合的分离环和移动分离环，与移动分离环以既可轴向移动又可传递 转矩的形式相联接的第二转动构件，以及弹簧和弹簧座；该机构利用移动分离 环与分离环之间的超越转动，致使移动分离环轴向远离分离环，以解除该机构 自身的轴向嵌合；以及，具有轴向嵌合的阻挡环和移动阻挡环的阻挡嵌合机构， 该二环上都形成有阻挡齿，以在超越工况中阻止分离嵌合机构的轴向嵌合，维 持住该机构的轴向分离状态；其特征在于阻挡工况中，由周向相对移动分离 环、弹簧以及所有中间支撑构件均静止的同 一个构件最终轴向支撑移动分离环 和弹簧；还包括具有止转基准环和止转环的止转机构，其用于自超越转动开始 至阻挡嵌合机构建立起轴向阻挡关系之前，致使阻挡环不能跟随移动阻挡环一 体转动；还包括释放机构，用于解除止转机构对阻挡环的周向约束，以在阻挡 嵌合机构建立起轴向阻挡关系后，恢复阻挡环跟随移动阻挡环一体转动的自由； 以及，还包括至少一个棘轮式定点致动机构，其利用移动分离环与止转基准环6之间的反超越转动，在阻挡环相对止转基准环转动至特定的圆周位置时，致动阻挡嵌合机构，以结束阻挡工况并恢复该机构自身以及整个离合器的嵌合。本技术的更多的优良改进方案由从属权利要求给出。需要特别说明的是，本技术文件所用相关概念或名词的含义如下共体共存一体的简称，指多个构件合并成一个单一构件。失效指机构或零件由于人为或客观原因不能正常工作，丧失其基本功能错位:或者，以破坏构^基i运动的方式i其棘爪强;约束在;离位置丄，该棘轮机构都将因二者不可能实现啮合而失效。阻挡工况即超越工况，阻挡嵌合^L构中双方的阻挡齿轴向上相互对顶4妄触，阻止分离嵌合机构嵌合的工作状况，与非阻挡工况即嵌合工况相对。轴向嵌合嵌合机构中嵌合双方的嵌合或分离均伴随有双方轴向相对移动的一种嵌合模式；其嵌合齿可以形成在双方的端面、锥面或圓柱面上。超越转动即轴向自控离合器中处于转矩传递上下游的任意两构件间的一种相对转动，特指能导致轴向自控离合器轴向分离的相对转动。而双方在阻挡转动导向机构由圆周相对转动为致动原动力以产生/得到轴向相对移动的机构。既包括螺旋升角严格一致的螺旋机构等，也包括螺旋升角不严格一致的径向销槽机构、端面棘轮机构、端面嵌合机构及圆柱凸轮机构等。本技术中的分离嵌合机构，即为转动导向机构。相对现有技术，根据本技术的轴向自控离合器的自支撑式分离保持机构，可确保(阻挡工况中)轴向自控离合器中与弹性压合力相关的机械磨损以及空载阻力转矩被基本消除或彻底消除，致使离合器的适用范围得以扩大，相关构件乃至整个离合器的使用寿命都得以显著延长。而对于其中的超越离合器更有特别的好处，即，其传力嵌合机构不存在不完全嵌合的可能，无需内缩传力齿齿根，工艺难度和制作成本降低，性能和可靠性得到提升。附图说明图1是根据本技术的最简结构的单向超越离合器的轴向剖面图。图2是图1中移动环的结构示意图。图3是图1中共体的阻挡环、止转环和释放环的示意图，(a)是其轴向半剖图，(b)是(a)中H方向局部结构展开后的放大示意图。图4是图1中的传力嵌合机构(l)、分离嵌合机构(l)、止转机构(2)本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种轴向自控离合器的自支撑式分离保持机构，包括：　分离嵌合机构，其具有绕同一回转轴线转动的可轴向嵌合的分离环和移动分离环，与所述移动分离环以既可轴向移动又可传递转矩的形式相联接的第二转动构件，以及弹簧和弹簧座；所述分离嵌合机构是转动导 向机构，其利用所述移动分离环与所述分离环之间的超越转动，致使所述移动分离环轴向远离所述分离环，以解除该机构自身的轴向嵌合；　阻挡嵌合机构，其具有轴向嵌合的阻挡环和移动阻挡环，该二环上都形成有具备轴向阻挡功能的阻挡齿，以在超越工况中阻止 所述分离嵌合机构的轴向嵌合，维持该机构的轴向分离状态；　其特征在于：　（ａ）阻挡工况中，轴向支撑所述移动分离环的最终支撑构件，与轴向支撑所述弹簧的最终支撑构件，是与所述移动分离环、所述弹簧以及所有中间支撑构件周向相对静止的同一个 构件；　（ｂ）还包括止转机构，其具有止转基准环和止转环，以在自所述超越转动开始至所述阻挡嵌合机构建立起轴向阻挡关系之前，致使所述阻挡环不能跟随所述移动阻挡环一体转动；　（ｃ）还包括释放机构，其用于解除所述止转机构对所述阻挡环的周 向约束，以在所述阻挡嵌合机构建立起轴向阻挡关系后，恢复所述阻挡环跟随所述移动阻挡环一体转动的自由；　（ｄ）还包括至少一个棘轮式定点致动机构，其利用所述移动分离环与所述止转基准环之间的反超越转动，在所述阻挡环相对所述止转基准环转动至特定 的圆周位置时致动所述阻挡嵌合机构，以结束阻挡工况，恢复所述阻挡嵌合机构及整个所述轴向自控离合器的嵌合。...

【技术特征摘要】
1. 一种轴向自控离合器的自支撑式分离保持机构，包括分离嵌合机构，其具有绕同一回转轴线转动的可轴向嵌合的分离环和移动分离环，与所述移动分离环以既可轴向移动又可传递转矩的形式相联接的第二转动构件，以及弹簧和弹簧座；所述分离嵌合机构是转动导向机构，其利用所述移动分离环与所述分离环之间的超越转动，致使所述移动分离环轴向远离所述分离环，以解除该机构自身的轴向嵌合；阻挡嵌合机构，其具有轴向嵌合的阻挡环和移动阻挡环，该二环上都形成有具备轴向阻挡功能的阻挡齿，以在超越工况中阻止所述分离嵌合机构的轴向嵌合，维持该机构的轴向分离状态；其特征在于(a)阻挡工况中，轴向支撑所述移动分离环的最终支撑构件，与轴向支撑所述弹簧的最终支撑构件，是与所述移动分离环、所述弹簧以及所有中间支撑构件周向相对静止的同一个构件；(b)还包括止转机构，其具有止转基准环和止转环，以在自所述超越转动开始至所述阻挡嵌合机构建立起轴向阻挡关系之前，致使所述阻挡环不能跟随所述移动阻挡环一体转动；(c)还包括释放机构，其用于解除所述止转机构对所述阻挡环的周向约束，以在所述阻挡嵌合机构建立起轴向阻挡关系后，恢复所述阻挡环跟随所述移动阻挡环一体转动的自由；(d)还包括至少一个棘轮式定点致动机构，其利用所述移动分离环与所述止转基准环之间的反超越转动，在所述阻挡环相对所述止转基准环转动至特定的圆周位置时致动所述阻挡嵌合机构，以结束阻挡工况，恢复所述阻挡嵌合机构及整个所述轴向自控离合器的嵌合。2. 按权利要求1所述的分离保持机构，其特征在于(a) 所述移动阻挡环与所述移动分离环形成为一体；(b) 所述分离环和所述移动分离环二环的分离回转面上都形成有分离齿；(c) 所述止转机构是嵌合机构，其所述止转基准环和所述止转环上均形成有止转齿；(d) 所述止转环与所述阻挡环至少周向固定；(e) 所述棘轮式定点致动机构，其棘齿和棘爪分别与所述分离环和所述 阻挡环二者中的一个至少周向固定。3. 按权利要求2所述的分离保持机构，其特征在于所述止转基准环可相对所述分离环周向固定在至少一个圆周位置上。4. 按权利要求1所述的分离保持机构，其特征在于(a) 还包括专门用于传递转矩的传力嵌合机构，其具有可轴向嵌合且分 别形成有传力...

【专利技术属性】
技术研发人员：洪涛，郭桂梅，
申请(专利权)人：洪涛，郭桂梅，
类型：实用新型
国别省市：44[中国|广东]