CN103967964B - 一种动力传输离合装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种通过气压或液压的变动实现动力传递的离合装置，其阶梯轴的最小轴径段上套接限位盘、枢接转筒及与之固结的齿轮，转筒内通过滑键依次套接压盘、挡圈和N个外摩擦片，N≥2，压盘的另一侧盘面和挡圈之间设置弹簧；其阶梯轴的较小轴径段上依次设置推力滚针轴承、凸轮盘、通过滑键套接的凸轮压盘和N-1个内摩擦片、增力机构；其阶梯轴的较大轴径段上枢接壳体，壳体内设置环状腔体，环状腔体与环状活塞配合；与现有技术相比本发明传递扭矩大，可靠性高，能量消耗小。

Description

一种动力传输离合装置

技术领域

本发明涉及一种将旋转的主动动力根据需要向从动终端传递与否的装置，特别涉及一种通过气压的变动实现动力传递的动力传输离合装置。

背景技术

申请公布号为CN102996667A的中国发明专利公开了一种动力传输离合器，其主动盘与壳体之间通过凹凸环结构嵌套滑动连接从而在主动盘和壳体之间构成环状腔体，通过向该环状腔体内施加压缩空气，推动主动盘克服弹簧力压紧从动轴套中镶嵌的移动摩擦块，使得主动盘、从动轴套、飞轮三者之间通过移动摩擦块相互贴合同步转动，从而实现动力源的传递。但这种结构存在一定的不足：一方面对于扭矩较小的情况下实现动力传递是可行的，但对于所传递的扭矩很大例如汽车发动机的扭矩传递于汽车变速箱的情况下，主动盘、从动轴套、飞轮三者之间可能出现相对周向转动即打滑的现象发生，造成动力传递不足，同时将很快发热磨损；另一方面动力传递依赖于环状腔体内气压的持续供给，若气源、气路任何一处发生故障将导致抛锚现象的发生，导致可靠性降低，即使没有这种故障情况的发生，也会带来无谓的能量消耗。

另一篇申请公布号为CN102365472A的中国发明专利公开了一种电磁离合器，其发明目的是能够不增加内离合器片以及外离合器片的个数而增大离合器容量，便可得到足够大的离合力，从而解决了前述第一个专利申请动力传递不足的问题，但由于该电磁离合器通过基于电枢的移动而相互摩擦卡合的第一离合器片以及第二离合器片，从而实现动力的传递，这意味着与前述第一个发明申请类似，也存在着动力传递依赖于电枢电力的持续供给，若电源、电路任何一处发生故障将导致抛锚现象的发生，导致可靠性降低，即使没有这种故障情况的发生，但是如汽车在正常行驶过程中动力传递是常态、而动力阻断是随机的和不确定的，所持续的期间远小于动力传递的期间，采用这样的技术方案同样会带来无谓的能量消耗。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术存在的上述不足，提供一种动力正常传递时无需施加外力、动力阻断时才施加气压或液压的动力传输离合装置。为实现该目的，本发明提供的技术方案是：这种动力传输离合装置，包括阶梯轴13，该阶梯轴13的轴径依次减缩成至少三段：最小轴径段131、较小轴径段132、较大轴径段133，与现有技术不同的是所述阶梯轴的最小轴径段131上紧靠其轴肩处套接限位盘3、通过滚珠轴承18分别枢接转筒2及齿轮1，齿轮1又与转筒2的底壁外侧固结，转筒2的侧壁向较小轴径段132延伸至接近其轴肩处，所述限位盘3置于转筒2的侧壁形成的空腔内并与转筒2的底壁内侧间隙相对；所述转筒2的侧壁内侧上通过滑键依次套接压盘10、挡圈8和N个外摩擦片6，N≥2，压盘10靠近较大轴径段133的一侧盘面包含处于不同平面的两个盘面：第一盘面101和第二盘面102，压盘10的另一侧盘面和挡圈8之间设置弹簧9；

所述阶梯轴的较小轴径段132上依次设置紧靠其轴肩处的推力滚针轴承14、套接其上的凸轮盘12、通过其上的滑键套接的凸轮压盘17和N-1个内摩擦片7，所述推力滚针轴承14的滚针与凸轮盘12的一侧盘面配合，凸轮盘12的另一侧带有处于不同平面的两个盘面：外盘面122和内盘面121；外盘面122与第二盘面102相对，内盘面121与凸轮压盘17的左盘面171通过以小输入力获得大输出力的增力机构卡合，凸轮压盘17的右盘面172与外摩擦片6的摩擦面相对，内摩擦片7间隔设置在外摩擦片6之间；

所述阶梯轴的较大轴径段133上枢接壳体5，壳体5内设置环状腔体，环状腔体与环状活塞11配合并带有设置在壳体5上与其连通的气/液口，环状活塞11面向较小轴径段132的盘面上固设推力滚珠轴承16，推力滚珠轴承16的滚珠与压盘10的第一盘面101配合。

采用上述技术方案，与现有技术相比由于采用多个摩擦片进行面接触，可以传递较大的扭矩，另一方面动力传递依赖于环状腔体内气压或液压压力的持续供给或依赖于电枢电力的持续供给，当气源、气路或电源、电路或液压源、液压管路任何一处发生故障都不会导致抛锚现象的发生，可靠性高，能量消耗小。

进一步地，所述壳体5的侧壁向较小轴径段132延伸并间隙包容转筒2的侧壁，环状腔体设置在壳体5的底壁内侧。

进一步地，所述的增力机构包括设置在内盘面121和左盘面171上、位置相应、中部渐深的凹槽，凹槽内设置的钢球15。

所述的增力机构还可以是包括设置在内盘面121和左盘面171上相互交错的嵌牙。

作为优选，所述的右盘面172和与之靠近的内摩擦片7之间、相邻的内摩擦片7之间、限位盘3和与之靠近的内摩擦片7之间设置复位弹簧4。

还可以优选为所述的右盘面172与外摩擦片6的摩擦面、内摩擦片7的摩擦面与外摩擦片6的摩擦面存在预设导角θ，0°＜预设导角θ≤3°。

采用上述两种优选的技术方案，不仅能实现动力快速、彻底地离合，避免发生离合粘滞从而导致摩擦片迅速磨损和发热，而且在离合的过程中可起到缓冲作用，避免发生冲击。

进一步地，所述的齿轮1以皮带轮代替。

所述的齿轮1还可以以链轮代替。

作为一种替代方案，所述壳体5内设置环状腔体，环状腔体内非是设置与其配合的环状活塞，而是设置环形电磁铁组件，壳体5上设置电磁铁组件的引线孔。

进一步地，所述的电磁铁组件包括线圈、铁芯及吸合盘，所述的吸合盘面向较小轴径段132的盘面上固设推力滚珠轴承16，推力滚珠轴承16的滚珠与压盘10的第一盘面101配合。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明的一种增力机构的结构示意图；

图3是本发明的另一种增力机构的结构示意图；

图4是本发明带有复位弹簧的局部结构示意图；

图5是本发明带有预设导角的局部结构示意图。

具体实施方式

实施例1，参见图1、2

一种汽车动力传输离合装置，包括阶梯轴13，该阶梯轴13的轴径依次减缩成至少三段：最小轴径段131、较小轴径段132、较大轴径段133，所述阶梯轴的最小轴径段131上紧靠其轴肩处套接限位盘3、通过滚珠轴承18分别枢接转筒2及齿轮1，齿轮1又与转筒2的底壁外侧固结，转筒2的侧壁向较小轴径段132延伸至接近其轴肩处，所述限位盘3置于转筒2的侧壁形成的空腔内并与转筒2的底壁内侧间隙相对；所述转筒2的侧壁内侧上通过滑键依次套接压盘10、挡圈8和N个外摩擦片6，N≥2，压盘10靠近较大轴径段133的一侧盘面包含处于不同平面的两个盘面：第一盘面101和第二盘面102，压盘10的另一侧盘面和挡圈8之间设置弹簧9；

所述阶梯轴的较小轴径段132上依次设置紧靠其轴肩处的推力滚针轴承14、套接其上的凸轮盘12、通过其上的滑键套接的凸轮压盘17和N-1个内摩擦片7，所述推力滚针轴承14的滚针与凸轮盘12的一侧盘面配合，凸轮盘12的另一侧带有处于不同平面的两个盘面：外盘面122和内盘面121；外盘面122与第二盘面102相对，内盘面121和左盘面171上、位置相应、中部渐深的凹槽，凹槽内设置的钢球15，凸轮压盘17的右盘面172与外摩擦片6的摩擦面相对，内摩擦片7间隔设置在外摩擦片6之间；

所述阶梯轴的较大轴径段133上枢接壳体5，壳体5的侧壁向较小轴径段132延伸并间隙包容转筒2的侧壁，壳体5的底壁内侧设置环状腔体，环状腔体与环状活塞11配合并带有设置在壳体5上与其连通的通气口，环状活塞11面向较小轴径段132的盘面上固设推力滚珠轴承16，推力滚珠轴承16的滚珠与压盘10的第一盘面101配合。

具体工作原理如下：

动力传递：当没有气压进入壳体5内的环状腔体时，压盘10受弹簧9与挡圈8产生的压紧力使外盘面122与第二盘面102紧贴，输入的动力由齿轮1带动转筒2、转筒2带动压盘10旋转，由于压盘10的第二盘面102与凸轮盘12的外盘面122紧贴，从而带动凸轮盘12也随之转动，这时由于凸轮盘12与凸轮压盘17存在相对角位移，而钢球15由于是刚性的外径不会发生变化，相对角位移的结果只能迫使凸轮压盘17产生轴向位移，从而压紧与其相邻的外摩擦片6、外摩擦片6进而压紧与其相邻的内摩擦片7、内摩擦片7再压紧与其相邻的外摩擦片6……，最后一个外摩擦片6压紧限位盘3，而限位盘3不能轴向位移，从而导致以很小的输入力获得很大的输出力这样的增力效应，从而带动阶梯轴13旋转。

动力阻断：当气压从通气口进入壳体5内的环状腔体时，推动活塞11轴向位移，带动推力滚珠轴承16进而推动压盘10产生轴向位移，使外盘面122与第二盘面102存在间隙，增力效应的输入力消失，输出力也将不复存在，凸轮压盘17向相反的方向轴向位移，凸轮压盘17与其相邻的外摩擦片6之间、外摩擦片6与其相邻的内摩擦片7之间、外摩擦片6与限位盘3之间压紧力消失，摩擦力也迅速消失，从而导致阶梯轴13停止旋转。

实施例2，参见图1、3

其他与实施例1相同，只不过增力机构非是凹槽、钢球结构，而是在内盘面121和左盘面171上设置相互交错的嵌牙；环状腔体内可通入的不是压缩空气而是液压油。其他工作原理基本相似，不予赘述。

实施例3，参见图1、2、4

其他与实施例1相同，只不过在所述的右盘面172和与之靠近的内摩擦片7之间、相邻的内摩擦片7之间、限位盘3和与之靠近的内摩擦片7之间还设置复位弹簧4。这样当气压从通气口进入壳体5内的环状腔体时，凸轮压盘17会更加迅速地向相反的方向轴向位移，内摩擦片7之间的间距会迅速扩大，凸轮压盘17与其相邻的外摩擦片6之间、外摩擦片6与其相邻的内摩擦片7之间、外摩擦片6与限位盘3之间压紧力会更加迅速消失，从而实现阶梯轴13迅速彻底地停止旋转，避免发生离合粘滞从而导致摩擦片迅速磨损和发热，而且在再次需要动力传递时可起到一定的缓冲作用，避免发生冲击。

实施例4，参见图1、3、5

其他与实施例2相同，只不过在所述的右盘面172与外摩擦片6的摩擦面、内摩擦片7的摩擦面与外摩擦片6的摩擦面存在预设导角θ，预设导角θ=2°。这样当动力分离后需要再次传递时，凸轮压盘17与其相邻的外摩擦片6之间、外摩擦片6与其相邻的内摩擦片7之间、外摩擦片6与限位盘3之间的接触是渐进式而非全有或全无的方式，因此可起到一定的缓冲作用，避免发生冲击。

上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的限定，对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无法对所有的实施方式予以穷举，凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动，仍处于本发明的保护范围之列。

Claims (9)

1.一种动力传输离合装置，包括阶梯轴（13），该阶梯轴（13）的轴径依次减缩成至少三段：最小轴径段（131）、较小轴径段（132）、较大轴径段（133），其特征在于所述阶梯轴的最小轴径段（131）上紧靠其轴肩处套接限位盘（3）、通过滚珠轴承（18）分别枢接转筒（2）及齿轮（1），齿轮（1）又与转筒（2）的底壁外侧固结，转筒（2）的侧壁向较小轴径段（132）延伸至接近其轴肩处，所述限位盘（3）置于转筒（2）的侧壁形成的空腔内并与转筒（2）的底壁内侧间隙相对；所述转筒（2）的侧壁内侧上通过滑键依次套接压盘（10）、挡圈（8）和N个外摩擦片（6），N≥2，压盘（10）靠近较大轴径段（133）的一侧盘面包含处于不同平面的两个盘面：第一盘面（101）和第二盘面（102），压盘（10）的另一侧盘面和挡圈（8）之间设置弹簧（9）；所述阶梯轴的较小轴径段（132）上依次设置紧靠其轴肩处的推力滚针轴承（14）、套接其上的凸轮盘（12）、通过其上的滑键套接的凸轮压盘（17）和N-1个内摩擦片（7），所述推力滚针轴承（14）的滚针与凸轮盘（12）的一侧盘面配合，凸轮盘（12）的另一侧带有处于不同平面的两个盘面：外盘面（122）和内盘面（121）；外盘面（122）与第二盘面（102）相对，内盘面（121）与凸轮压盘（17）的左盘面（171）通过以小输入力获得大输出力的增力机构卡合，凸轮压盘（17）的右盘面（172）与外摩擦片（6）的摩擦面相对，内摩擦片（7）间隔设置在外摩擦片（6）之间；所述阶梯轴的较大轴径段（133）上枢接壳体（5），壳体（5）内设置环状腔体，环状腔体与环状活塞（11）配合并带有设置在壳体（5）上与其连通的气/液口，环状活塞（11）面向较小轴径段（132）的盘面上固设推力滚珠轴承（16），推力滚珠轴承（16）的滚珠与压盘（10）的第一盘面（101）配合。

2.根据权利要求1所述的一种动力传输离合装置，其特征在于所述壳体（5）的侧壁向较小轴径段（132）延伸并间隙包容转筒（2）的侧壁，环状腔体设置在壳体（5）的底壁内侧。

3.根据权利要求1所述的一种动力传输离合装置，其特征在于所述的增力机构包括设置在内盘面（121）和左盘面（171）上、位置相应、中部渐深的凹槽，凹槽内设置的钢球（15）。

4.根据权利要求1所述的一种动力传输离合装置，其特征在于所述的增力机构包括设置在内盘面（121）和左盘面（171）上相互交错的嵌牙。

5.根据权利要求1所述的一种动力传输离合装置，其特征在于所述的右盘面（172）和与之靠近的内摩擦片（7）之间、相邻的内摩擦片（7）之间、限位盘（3）和与之靠近的内摩擦片（7）之间设置复位弹簧（4）。

6.根据权利要求1所述的一种动力传输离合装置，其特征在于所述的右盘面（172）与外摩擦片（6）的摩擦面、内摩擦片（7）的摩擦面与外摩擦片（6）的摩擦面存在预设导角（θ），0°＜预设导角（θ）≤3°。

7.根据权利要求1所述的一种动力传输离合装置，其特征在于所述的齿轮（1）以皮带轮代替。

8.根据权利要求1所述的一种动力传输离合装置，其特征在于所述的齿轮（1）以链轮代替。

9.一种动力传输离合装置，包括阶梯轴（13），该阶梯轴（13）的轴径依次减缩成至少三段：最小轴径段（131）、较小轴径段（132）、较大轴径段（133），其特征在于所述阶梯轴的最小轴径段（131）上紧靠其轴肩处套接限位盘（3）、通过滚珠轴承（18）分别枢接转筒（2）及齿轮（1），齿轮（1）又与转筒（2）的底壁外侧固结，转筒（2）的侧壁向较小轴径段（132）延伸至接近其轴肩处，所述限位盘（3）置于转筒（2）的侧壁形成的空腔内并与转筒（2）的底壁内侧间隙相对；所述转筒（2）的侧壁内侧上通过滑键依次套接压盘（10）、挡圈（8）和N个外摩擦片（6），N≥2，压盘（10）靠近较大轴径段（133）的一侧盘面包含处于不同平面的两个盘面：第一盘面（101）和第二盘面（102），压盘（10）的另一侧盘面和挡圈（8）之间设置弹簧（9）；所述阶梯轴的较小轴径段（132）上依次设置紧靠其轴肩处的推力滚针轴承（14）、套接其上的凸轮盘（12）、通过其上的滑键套接的凸轮压盘（17）和N-1个内摩擦片（7），所述推力滚针轴承（14）的滚针与凸轮盘（12）的一侧盘面配合，凸轮盘（12）的另一侧带有处于不同平面的两个盘面：外盘面（122）和内盘面（121）；外盘面（122）与第二盘面（102）相对，内盘面（121）与凸轮压盘（17）的左盘面（171）通过以小输入力获得大输出力的增力机构卡合，凸轮压盘（17）的右盘面（172）与外摩擦片（6）的摩擦面相对，内摩擦片（7）间隔设置在外摩擦片（6）之间；所述阶梯轴的较大轴径段（133）上枢接壳体（5），壳体（5）内设置环状腔体，所述环状腔体内设置环形电磁铁组件，壳体（5）上设置电磁铁组件的引线，所述的电磁铁组件包括线圈、铁芯及吸合盘，所述的吸合盘面向较小轴径段（132）的盘面上固设推力滚珠轴承（16），推力滚珠轴承（16）的滚珠与压盘（10）的第一盘面（101）配合。