摩擦式超越离合器制造技术

本实用新型专利技术涉及一种摩擦式超越离合器，属于机械传动基础件。摩擦环与可绕同一轴线旋转的内环和外环之间，以增力传动机构和截锥面形工作摩擦副分别相配合连接，其突出的特征是：增力传动机构和截锥面形工作摩擦副都工作在自身不会自锁的参数范围内，增力传动机构处于常啮合状态，锥形面配合的工作摩擦副通过弹性预紧组件施加初始压力；当内环和外环之间出现不同方向的切向外部分力时，通过增力传动机构的作用，使锥形面形工作摩擦副产生滑动旋转或保持静止状态，实现了超越离合器的超越功能和自锁功能。本实用新型专利技术通过调整设计参数，还能方便地实现超越离合器的过载滑转保护功能。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及机械动力传动领域中的超越离合器装置，属机械传动中广泛应用的基础功能性组件。
技术介绍
现有的摩擦式超越离合器技术，最广泛使用的是利用斜面楔紧原理的滚柱式超越离合器和楔块式超越离合器两种。这两种的主要缺陷有1、所有接触为离散的高副接触，楔紧时接触应力非常大，导致承载能力很小，接触副磨损快，寿命短。2、由于是离散接触副，很容易出现离散件不能同步工作的情形，极易造成局部损坏而出现不能自锁或死锁的失效故障。3、几乎没有磨损的自动补偿能力。4、超越状态的阻力大，效率不高。5、楔紧后需要较大的解楔力。6、溜滑角比较大。7、结构复杂，零部件数量多，对材料和制造的一致性要求都非常高，成本高。8、由于离散件多，带来高转速工作特性差，特别是高转速超越状态，噪声和磨损都很大。现有技术由于有以上缺陷，严重影响了超越离合器的应用范围，可参见张济政等著的《超越离合器的发展现状及趋势》(第三届中日机械技术史国际学术会议文集，出版单位中国机械工程学会，出版时间20021028)—文。从该文的内容可以看出，国内学者和专家做了大量的改进探索和专利技术工作，取得了比较好的成就，但要达到比较理想的性能、结构、可靠性、成本和寿命等超越离合器的要求，还有很大的差距。文献CN2175321Y公开了一种基于螺纹副和锥面摩擦副式的单向离合器，但没有给出实现自锁的条件。文献CN2479288Y公开了一种基于斜槽轴销和锥面摩擦副式的单向超越离合器，该离合器除与文献CN2175321Y有类似的缺点外，还存在承载能力低的缺陷。文献CN 201747821 U和CN 101936346 A公开了一种“空间楔合式摩擦超越离合器”，正如文献所述“依据全新技术原理设计”，一方面没有在文献中阐明“全新技术原理”究竟是什么原理；该文献选择了导向机构摩擦副本身自锁的结构范围，使得超越离合器在自锁传递扭力时，产生的轴向力远大于所传递的力，解锁时必须先克服附加的楔紧力，所以该文献的超越离合器在结构设计、解锁性能和承载能力的提升都有很大的局限。
技术实现思路
本技术针对现有技术的上述缺陷，创造性地综合应用多种现有的机械技术理论，设计出全新结构的摩擦式超越离合器，拟达到以下目的( I)克服已有设计的上述缺陷，大幅度提升超越离合器的各项性能指标。(2)通过调整设计参数的方法，能够实现具有过载保护功能的超越离合器。(3)使超越离合器结构更加简单，制造更加容易，成本更加低廉。为了达到上述目的，本技术采用以下技术方案一种摩擦式超越离合器，其包括至少一个传力的摩擦环(或摩擦环组件)、一个预紧弹性件(或预紧弹性组件)、一个内环(或内环组件)、一个外环(或外环组件);所述内环、外环和摩擦环具有共同的旋转轴线；所述内环、外环之间，以锥形面相配合，形成至少一个能轴向接触和分离的第二工作摩擦副；所述摩擦环位于所述内环与外环之间，与其中之一形成至少一个以锥形面相配合的、能轴向接触和分离的第一工作摩擦副，同时与所述另一之间有增力传动机构和所述的预紧弹性件相连接，所述预紧弹性件一方面使增力传动机构保持常接触，同时通过增力传动机构使工作摩擦副在未工作时产生并保持初始的、满足工作要求的弹性压紧力；所述摩擦环轴向限位件约束在所述内环或外环上，具体在与所述增力传动机构相连接的内环或外环上；所述的预紧弹性件，其一端设置在摩擦环上，使所有工作摩擦副在未工作时保持有满足工作要求的弹性压紧力；所有的第一工作摩擦副和第二工作摩擦副具有共同的旋转轴线，每个工作摩擦副相配合的两个锥形面的锥顶角(所述锥顶角就是锥顶的两条边之间的夹角)相同，但第二工作摩擦副的锥顶角和第一工作摩擦副的锥顶角可以相等、也可以不相等；对任意一个工作摩擦副的锥顶角，设该锥顶角的角度为θ，工作摩擦副的摩擦系数为，则必须满足条件2arctan(y。)< Θ ^ 180° ,公式中的arctan O表示反正切函数,该条件确保所述工作摩擦副自身不会自锁。所述增力传动机构，能够将与该机构相关联的两个组件间的相对转动变换成轴向相对位置移动，设相对转动角度为Φ时，轴向的相对位置移动距离为λ，该增力传动机构的摩擦系数为U1，则必须满足条件arctan ((!λ/(1Φ) > arctan ( μ丨)，公式中的arctan O表示反正切函数，d表示微分，该条件能确保了所述增力传动机构自身不会自锁。将所述的所有第一工作摩擦副和第二工作摩擦副换算为一个理论上的等效工作摩擦副，设所述内环与外环之间出现自锁方向的切向外部分力为F1，通过所述增力传动机构的作用，在所述等效工作摩擦副上产生的法向压力为F2，等效工作摩擦副的当量摩擦系数为μ，本技术的超越离合器实现最大承载能力的设计条件为=ClF1AlF2i^ μ ；本技术的超载滑转保护的设计条件为=ClF1AlF2 > μ，公式中的d表示微分。上述条件共同构成了本技术的核心之一，就是由各自都不自锁的机械结构共同作用，实现了超越离合器需要的单向自锁功能，且本技术在整个承载能力范围内，超越离合器在解锁过程中，不会产生现有技术中由于具有单独自锁机构所必然带来的附加的解锁楔紧力，不仅使得解锁轻松，还彻底消除了现有技术出现的不能解锁的失效模式。本技术中，增力传动机构，可以由能将相对转动转换为轴向相对位置移动的各种常见机械传动机构所构成，包含但不仅限于各种标准和不标准截面的螺纹副、螺旋配合面、斜楔配合面、螺旋槽销机构、端面凸轮传动机构、斜撑杆传动机构、双钢球轴向楔紧结构、双滚柱轴向楔紧结构等。本技术中，增力传动机构，既能优化地设计为将不同方向的相对旋转运动都转换为轴向运动的结构形式，如螺纹副结构形式的增力传动机构，也能简化设计为只将一个方向的相对旋转运动转换为轴向运动的结构形式，如端面凸轮传动机构的结构形式。本技术中，增力传动机构，包含直接相互啮合的螺纹副、螺旋面、斜楔面、端面凸轮传动结构形式，且相互啮合的面分别直接形成在所述传力摩擦环组件的端面、内周面和外周面的一个表面上和所述内环或所述外环之一的轴向面、内周面和外周面的一个表面上。本技术中，所述超越离合器还包括有与所述内环和/或外环相连接的位置约束组件，用以约束所述内环和所述外环之间的径向相对位置和轴向相对位置的位置约束组件，如各种滚动轴承、滑动轴承、液压轴承等。本技术中，所述超越离合器的各个组件，根据应用环境、性能要求、体积大小、制造工艺等因素的需要或限制，既可以是满足所述组件功能的单一整体零件，也可以是由多个零件按常见的机械原理组合连接而成来满足所述功能的结构形式。本技术的内环，还包括在内环上设置其他的与内环连接在一起的组件，与内环一起转动，形成内环组件；本技术的外环，还包括在外环上设置其他的与外环连接在一起的组件，与外环一起转动，形成外环组件。本技术的超越离合器，大幅度提升超越离合器的各项性能指标；也能简单通过调整设计参数的方法实现过载保护；使超越离合器结构更加简单，制造更加容易，成本更加低廉。附图说明图I是根据本技术的结构简单的单向轴承的简化轴向剖面图；图2是根据本技术的大承载能力的超越离合器的简化轴向剖面图；图3是本技术的增力传动机构的一种实施例结构；图4是本技术的增力传动本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种摩擦式超越离合器，其包括：内环、外环、摩擦环和预紧弹性件；其特征在于：所述内环、外环和摩擦环具有共同的旋转轴线；所述摩擦环位于内环与外环之间，摩擦环与内环和外环其中之一间以锥形面相配合，形成至少一个可以轴向接触和分离的第一工作摩擦副，摩擦环与其中另一之间以增力传动机构相连接，形成增力传动机构；在所述内环和外环之间，分别至少设置有一个相配合的锥形面，形成至少一个能轴向接触和分离的第二工作摩擦副；所述的预紧弹性件，其一端设置在摩擦环上，使所有工作摩擦副在未工作时保持有满足工作要求的弹性压紧力；所述的第一工作摩擦副和第二工作摩擦副具有共同的旋转轴线，每个工作摩擦副相配合的两个锥形面的锥顶角相同，第二工作摩擦副的锥顶角和第一工作摩擦副的锥顶角可以相等，也可以不相等；对任意一个第一或第二工作摩擦副的锥顶角，设该锥顶角的角度为θ，摩擦副的摩擦系数为μ0?，则必须满足条件：2arctan(μ0)<θ≤180°，公式中的arctan()表示反正切函数，该条件确保所述工作摩擦副自身不会自锁；所述增力传动机构，将所述摩擦环和与增力传动机构相连接的所述内环或外环之间的相对转动角度变换成轴向相对位置移动，设相对转动角度为φ时，产生的轴向相对位置移动距离为λ，该增力传动机构的摩擦系数为μ1?，则必须满足条件：arctan(dλ/dφ)＞arctan(μ1)，公式中的arctan()表示反正切函数，d表示微分，该条件确保所述增力传动机构自身不会自锁；将所述的所有第一工作摩擦副和第二工作摩擦副换算为一个理论上的等效工作摩擦副，设所述内环与外环之间出现自锁方向的切向外部分力为F1，通过所述增力传动机构的作用，在所述等效工作摩擦副上产生的法向压力为F2，等效工作摩擦副的当量摩擦系数为μ，所述的超越离合器实现最大承载能力的设计条件为：dF1/dF2≤μ;?所述的超越离合器的超载滑转保护的设计条件为：dF1/dF2＞μ，公式中的d表示微分。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：罗俊，
申请(专利权)人：罗俊，
类型：实用新型
国别省市：