CN103925310B - 弹簧压力磨擦齿轮啮合离合器 - Google Patents

Abstract

弹簧压力磨擦齿轮啮合离合器，包括一根主动轴和套在主动轴上的一组主动轮、一组被动轮；其特征在于：主动轴右段有主动轴花剑齿，一组主动轮套于主动轴花剑齿上，主动轮内花剑齿与主动轴花剑齿相啮合；主动轮外圆周安装有主动轮外轮，主动轮外圆周有多个主动轮外花剑槽、与主动轮外轮内圈的多个主动轮外轮内花剑齿相套合，主动轮外花剑槽的槽宽大于主动轮外轮内花剑齿的齿宽；主动轮的左侧固定安装有一个强力的高强弹簧，主动轮外轮的左端面有一圈侧齿轮；主动轴的左段安装有一组被动轮，被动轮与主动轴由被动轮内轴承相连；被动轮右侧面安装有一个被动轮右侧磨擦环，被动轮右侧面靠近被动轮外圆周位置有一圈被动轮右侧齿。

Description

弹簧压力磨擦齿轮啮合离合器

技术领域

本发明涉及弹簧压力磨擦齿轮啮合离合器，适用于各种需要离合变速和离合调速的机构，如各种车辆的离合变速装置、车床的变速箱等，属于离合器和齿轮传动技术领域。

背景技术

现在的汽车离合器有摩擦式离合器、液力偶合器、电磁离合器等几种，他们都是利用软接触即磨擦或液力或是电磁力等传递发动机旋转动力，这些软接触的动力传递效率都比较低；现代发达的汽车工业之所以还是利用动力传递效率低的软接触离合方法，是因为齿轮啮合的传动在高速转动时，啮合的齿轮难以分离，现在还没发现有既容易使啮合的硬传动齿轮分离，又能有较高传动效率的齿轮啮合传动方法，这是汽车传动效率提高的难题；魏伯卿的发明专利《201410151795.6螺纹套接离合器》虽然能实现齿轮离合啮合的高效率传动，但其因有一个中间从动轮，结构比较宽、体积比较大，本发明是提供一种体积较小的并能实现齿轮离合啮合的高效率传动的结构。

发明内容

本发明的目的是提供一种能够通过高强弹簧挤压磨擦同步以实现主动轮与被动轮之间的安全、平衡、高效侧齿轮啮合的弹簧压力磨擦齿轮啮合离合器。

弹簧压力磨擦齿轮啮合离合器，包括一根主动轴和套在主动轴上的一组主动轮、一组被动轮；其特征在于：

1、主动轴的右段有主动轴花剑齿，一组主动轮套于主动轴花剑齿上，主动轮有主动轮内花剑齿，主动轮内花剑齿与主动轴花剑齿相啮合，主动轮能顺主动轴的轴向移动，主动轮与主动轴同角速度旋转；主动轮外圆周安装有主动轮外轮，主动轮外圆周有多个主动轮外花剑槽、与主动轮外轮内圈的多个主动轮外轮内花剑齿相套合，主动轮外花剑槽的槽宽大于主动轮外轮内花剑齿的齿宽，使主动轮外轮内花剑齿能在主动轮外花剑槽的槽内移动，从而使主动轮外轮能绕主动轮的外圆周做小角度的旋转；主动轮右侧有对称安装的多个主动轮外轮定位弹簧，这些主动轮外轮定位弹簧一端固定于主动轮的右侧侧壁上，另一端固定于主动轮外轮内圈的内壁上，其作用是限定主动轮外轮在主动轮外圆周上的位置，使主动轮外轮内花剑齿定位在主动轮外花剑槽的中间位置，从而使主动轮外轮在受到一定的作用力时，能绕主动轮的外圆周做正转和反转两个方向的小角度旋转；主动轮的左侧固定安装有一个强力的高强弹簧，高强弹簧的右端固定安装在主动轮的左侧面，高强弹簧的左端与一个主动轮左侧磨擦环固定相连；主动轮外轮的左端面有一圈主动轮外轮左侧齿。

2、主动轴的左段安装有一组被动轮，被动轮与主动轴由被动轮内轴承相连，被动轮能绕主动轴旋转，但不能顺主动轴的轴向移动；被动轮右侧面安装有一个被动轮右侧磨擦环，被动轮右侧磨擦环与主动轮左侧的主动轮左侧磨擦环相对，且被动轮右侧磨擦环与主动轮左侧磨擦环大小相近，两磨擦环轴心相对；被动轮右侧面靠近被动轮外圆周位置有一圈被动轮右侧齿，被动轮右侧齿的齿中心所组成的圆环环心轴与主动轮外轮左侧的主动轮外轮左侧齿的齿中心所组成的圆环环心轴重叠、且与主动轴的轴心线重叠，被动轮右侧齿的齿中心所组成的圆环半径、与主动轮外轮左侧齿的齿中心所组成的圆环半径相等，被动轮右侧齿与主动轮外轮左侧齿相匹配；被动轮外圆周有被动轮外轮齿，被动轮外轮齿为动力输出轮齿。

3、当主动轴被输入旋转动力后，主动轮及安装在主动轮外圆周的主动轮外轮随主动轴同角速度旋转，在主动轮受到外力作用使主动轮向左靠近被动轮方向移动时，主动轮左侧磨擦环与被动轮右侧磨擦环接触并产生相互磨擦，使被动轮的旋转速度向主动轮的旋转速度靠近，因为主动轮与主动轮左侧磨擦环之间有一个高强弹簧，使主动轮向左移动过程中，主动轮左侧磨擦环与被动轮右侧磨擦环接触并产生的磨擦冲击强度较小，在主动轮逐渐靠近被动轮的过程中，主动轮与被动轮的距离越小、高强弹簧受压力越大、主动轮左侧磨擦环与被动轮右侧磨擦环的磨擦力也越大、主动轮迫使被动轮的旋转速度越接近主动轮的旋转速度；设计好高强弹簧的强度和弹簧长度，使主动轮的旋转速度接近被动轮的旋转速度时，高强弹簧刚好被压缩到主动轮外轮左侧齿与被动轮右侧齿开始咬合，随着主动轮向被动轮方向进一步移动，并进一步压缩高强弹簧，在使主动轮的旋转速度进一步接近被动轮的旋转速度过程中，主动轮外轮左侧齿与被动轮右侧齿咬合度加大，直至主动轮外轮左侧齿与被动轮右侧齿完全啮合，主动轮停止向被动轮方向移动，此时，主动轮与被动轮达到相互啮合旋转，并将主动轮的旋转动力传递给被动轮，使被动轮与主动轮同角速度旋转；在主动轮外轮左侧齿与被动轮右侧齿开始咬合时，当主动轮的旋转角速度与被动轮的旋转角速度不完全一致时，主动轮外轮就会绕主动轮做一个小角度的旋转，以使主动轮外轮左侧齿能与被动轮右侧齿能够较顺利地相互咬合。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

1、现有的汽车离合器有摩擦式离合器、液力偶合器、电磁离合器等几种，他们都是利用软接触即磨擦或液力或是电磁力等传递发动机旋转动力，这些软接触的动力传递效率都比较低；而本发明离合器最终是齿轮啮合，传动效率高、结构优化、体积较小。

2、本发明离合器啮合传动的主动轮与被动轮之间加了一个高强弹簧，使主动轮与被动轮在没有了外力作用时很容易分开。

3、由于主动轮与被动轮之间加了一个高强弹簧，使主动轮与被动轮之间的啮合顺畅、安全、平衡、高效。

附图说明

图1是本发明实施例的轴向剖面示意图；

图2是图1所示实施例中A-A示意图；

图3是图2所示实施例中Q放大示意图；

图4是图3所示实施例中R放大示意图。

图1-4中：1、主动轴2、被动轮内轴承3、被动轮4、被动轮外轮齿5、被动轮右侧齿6、主动轮外轮左侧齿7、被动轮右侧磨擦环8、主动轮左侧磨擦环9、主动轮外轮10、主动轮外轮定位弹簧11、主动轮外轮定位弹簧固定端12、主动轮13、高强弹簧14、主动轴花剑齿15、主动轮外轮内花剑齿16、主动轮外花剑槽17、主动轮内花剑齿。

具体实施方式

在图1—4所示的实施例中：弹簧压力磨擦齿轮啮合离合器，包括一根主动轴和套在主动轴上的一组主动轮、一组被动轮；其特征在于：主动轴1的右段有主动轴花剑齿14，一组主动轮套于主动轴花剑齿14上，主动轮12有主动轮内花剑齿17，主动轮内花剑齿17与主动轴花剑齿14相啮合，主动轮12能顺主动轴1的轴向移动，主动轮12与主动轴1同角速度旋转；主动轮12外圆周安装有主动轮外轮9，主动轮12外圆周有多个主动轮外花剑槽16、与主动轮外轮9内圈的多个主动轮外轮内花剑齿15相套合，主动轮外花剑槽16的槽宽大于主动轮外轮内花剑齿15的齿宽，使主动轮外轮内花剑齿15能在主动轮外花剑槽16的槽内移动，从而使主动轮外轮9能绕主动轮12的外圆周做小角度的旋转；主动轮12右侧有对称安装的多个主动轮外轮定位弹簧10，这些主动轮外轮定位弹簧10一端固定于主动轮12的右侧侧壁上，另一端固定于主动轮外轮9内圈的内壁上，其作用是限定主动轮外轮9在主动轮12外圆周上的位置，使主动轮外轮内花剑齿15定位在主动轮外花剑槽16的中间位置，从而使主动轮外轮9在受到一定的作用力时，能绕主动轮12的外圆周做正转和反转两个方向的小角度旋转；主动轮12的左侧固定安装有一个强力的高强弹簧13，高强弹簧13的右端固定安装在主动轮12的左侧面，高强弹簧13的左端与一个主动轮左侧磨擦环8固定相连；主动轮外轮9的左端面有一圈主动轮外轮左侧齿6。

主动轴1的左段安装有一组被动轮，被动轮3与主动轴1由被动轮内轴承2相连，被动轮3能绕主动轴1旋转，但不能顺主动轴1的轴向移动；被动轮3右侧面安装有一个被动轮右侧磨擦环7，被动轮右侧磨擦环7与主动轮12左侧的主动轮左侧磨擦环8相对，且被动轮右侧磨擦环7与主动轮左侧磨擦环8大小相近，两磨擦环轴心相对；被动轮3右侧面靠近被动轮3外圆周位置有一圈被动轮右侧齿5，被动轮右侧齿5的齿中心所组成的圆环环心轴与主动轮外轮9左侧的主动轮外轮左侧齿6的齿中心所组成的圆环环心轴重叠、且与主动轴1的轴心线重叠，被动轮右侧齿5的齿中心所组成的圆环半径、与主动轮外轮左侧齿6的齿中心所组成的圆环半径相等，被动轮右侧齿5与主动轮外轮左侧齿6相匹配；被动轮12外圆周有被动轮外轮齿4，被动轮外轮齿4为动力输出轮齿。

当主动轴1被输入旋转动力后，主动轮12及安装在主动轮12外圆周的主动轮外轮9随主动轴1同角速度旋转，在主动轮12受到外力作用使主动轮12向左靠近被动轮3方向移动时，主动轮左侧磨擦环8与被动轮右侧磨擦环7接触并产生相互磨擦，使被动轮3的旋转速度向主动轮12的旋转速度靠近，因为主动轮12与主动轮左侧磨擦环8之间有一个高强弹簧13，使主动轮12向左移动过程中，主动轮左侧磨擦环8与被动轮右侧磨擦环7接触并产生的磨擦冲击强度较小，在主动轮12逐渐靠近被动轮3的过程中，主动轮12与被动轮3的距离越小、高强弹簧13受压力越大、主动轮左侧磨擦环8与被动轮右侧磨擦环7的磨擦力也越大、主动轮12迫使被动轮3的旋转速度越接近主动轮12的旋转速度；设计好高强弹簧13的强度和弹簧长度，使主动轮12的旋转速度接近被动轮3的旋转速度时，高强弹簧13刚好被压缩到主动轮外轮左侧齿6与被动轮右侧齿5开始咬合，随着主动轮12向被动轮3方向进一步移动，并进一步压缩高强弹簧13，在使主动轮12的旋转速度进一步接近被动轮3的旋转速度过程中，主动轮外轮左侧齿6与被动轮右侧齿5咬合度加大，直至主动轮外轮左侧齿6与被动轮右侧齿5完全啮合，主动轮12停止向被动轮3方向移动，此时，主动轮12与被动轮3达到相互啮合旋转，并将主动轮12的旋转动力传递给被动轮3，使被动轮3与主动轮12同角速度旋转；在主动轮外轮左侧齿6与被动轮右侧齿5开始咬合时，当主动轮12的旋转角速度与被动轮3的旋转角速度不完全一致时，主动轮外轮9就会绕主动轮12做一个小角度的旋转，以使主动轮外轮左侧齿6能与被动轮右侧齿5能够较顺利地相互咬合。

Claims (2)

1.弹簧压力磨擦齿轮啮合离合器，包括一根主动轴和套在主动轴上的一组主动轮、一组被动轮；其特征在于：主动轴（1）的右段有主动轴花键齿（14），一组主动轮套于主动轴花键齿（14）上，主动轮（12）有主动轮内花键齿（17），主动轮内花键齿（17）与主动轴花键齿（14）相啮合，主动轮（12）能顺主动轴（1）的轴向移动，主动轮（12）与主动轴（1）同角速度旋转；主动轮（12）外圆周安装有主动轮外轮（9），主动轮（12）外圆周有多个主动轮外花键槽（16）、与主动轮外轮（9）内圈的多个主动轮外轮内花键齿（15）相套合，主动轮外花键槽（16）的槽宽大于主动轮外轮内花键齿（15）的齿宽，使主动轮外轮内花键齿（15）能在主动轮外花键槽（16）的槽内移动，从而使主动轮外轮（9）能绕主动轮（12）的外圆周做小角度的旋转；主动轮（12）右侧有对称安装的多个主动轮外轮定位弹簧（10），这些主动轮外轮定位弹簧（10）一端固定于主动轮（12）的右侧侧壁上，另一端固定于主动轮外轮（9）内圈的内壁上，其作用是限定主动轮外轮（9）在主动轮（12）外圆周上的位置，使主动轮外轮内花键齿（15）定位在主动轮外花键槽（16）的中间位置，从而使主动轮外轮（9）在受到一定的作用力时，能绕主动轮（12）的外圆周做正转和反转两个方向的小角度旋转；主动轮（12）的左侧固定安装有一个强力的高强弹簧（13），高强弹簧（13）的右端固定安装在主动轮（12）的左侧面，高强弹簧（13）的左端与一个主动轮左侧磨擦环（8）固定相连；主动轮外轮（9）的左端面有一圈主动轮外轮左侧齿（6）；主动轴（1）的左段安装有一组被动轮，被动轮（3）与主动轴（1）由被动轮内轴承（2）相连，被动轮（3）能绕主动轴（1）旋转，但不能顺主动轴（1）的轴向移动；被动轮（3）右侧面安装有一个被动轮右侧磨擦环（7），被动轮右侧磨擦环（7）与主动轮（12）左侧的主动轮左侧磨擦环（8）相对，且被动轮右侧磨擦环（7）与主动轮左侧磨擦环（8）大小相近，两磨擦环轴心相对；被动轮（3）右侧面靠近被动轮（3）外圆周位置有一圈被动轮右侧齿（5），被动轮右侧齿（5）的齿中心所组成的圆环环心轴与主动轮外轮（9）左侧的主动轮外轮左侧齿（6）的齿中心所组成的圆环环心轴重叠、且与主动轴（1）的轴心线重叠，被动轮右侧齿（5）的齿中心所组成的圆环半径、与主动轮外轮左侧齿（6）的齿中心所组成的圆环半径相等，被动轮右侧齿（5）与主动轮外轮左侧齿（6）相匹配；被动轮（12）外圆周有被动轮外轮齿（4），被动轮外轮齿（4）为动力输出轮齿。

2.如权利要求1所述的弹簧压力磨擦齿轮啮合离合器，其特征在于：当主动轴（1）被输入旋转动力后，主动轮（12）及安装在主动轮（12）外圆周的主动轮外轮（9）随主动轴（1）同角速度旋转，在主动轮（12）受到外力作用使主动轮（12）向左靠近被动轮（3）方向移动时，主动轮左侧磨擦环（8）与被动轮右侧磨擦环（7）接触并产生相互磨擦，使被动轮（3）的旋转速度向主动轮（12）的旋转速度靠近，因为主动轮（12）与主动轮左侧磨擦环（8）之间有一个高强弹簧（13），使主动轮（12）向左移动过程中，主动轮左侧磨擦环（8）与被动轮右侧磨擦环（7）接触并产生的磨擦冲击强度较小，在主动轮（12）逐渐靠近被动轮（3）的过程中，主动轮（12）与被动轮（3）的距离越小、高强弹簧（13）受压力越大、主动轮左侧磨擦环（8）与被动轮右侧磨擦环（7）的磨擦力也越大、主动轮（12）迫使被动轮（3）的旋转速度越接近主动轮（12）的旋转速度；设计好高强弹簧（13）的强度和弹簧长度，使主动轮（12）的旋转速度接近被动轮（3）的旋转速度时，高强弹簧（13）刚好被压缩到主动轮外轮左侧齿（6）与被动轮右侧齿（5）开始咬合，随着主动轮（12）向被动轮（3）方向进一步移动，并进一步压缩高强弹簧（13），在使主动轮（12）的旋转速度进一步接近被动轮（3）的旋转速度过程中，主动轮外轮左侧齿（6）与被动轮右侧齿（5）咬合度加大，直至主动轮外轮左侧齿（60与被动轮右侧齿（5）完全啮合，主动轮（12）停止向被动轮（3）方向移动，此时，主动轮（12）与被动轮（3）达到相互啮合旋转，并将主动轮（12）的旋转动力传递给被动轮（3），使被动轮（3）与主动轮（12）同角速度旋转；在主动轮外轮左侧齿（6）与被动轮右侧齿（5）开始咬合时，当主动轮（12）的旋转角速度与被动轮（3）的旋转角速度不完全一致时，主动轮外轮（9）就会绕主动轮（12）做一个小角度的旋转，以使主动轮外轮左侧齿（6）能与被动轮右侧齿（5）能够较顺利地相互咬合。