專利名稱：軸承式超越離合器結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型公開一種軸承式超越離合器結(jié)構(gòu)，按國(guó)際專利分類表(IPC)劃分屬于 離合器制造技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種裝載機(jī)二軸總成超越離合器的新型結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
超越離合器又稱單向離合器或單向軸承，是一種只能從一個(gè)轉(zhuǎn)向傳遞功率的裝 置。當(dāng)主動(dòng)滾道的速度與從動(dòng)滾道的速度相同時(shí)進(jìn)行傳遞，而當(dāng)主動(dòng)滾道的速度小于從動(dòng) 滾道的速度時(shí)，從動(dòng)滾道能自由轉(zhuǎn)動(dòng)。目前的超越離合器主要有滾柱式超越離合器和楔塊式超越離合器兩種，超越離合 器是裝載機(jī)變速箱總成中一個(gè)極其重要的部件。目前，裝載機(jī)變速箱總成大部分都是采用 傳統(tǒng)滾柱式超越離合器，滾柱式超越離合器的一般結(jié)構(gòu)主要是由內(nèi)環(huán)凸輪、滾柱、圓柱彈 簧、隔離環(huán)和壓蓋等零件組成，當(dāng)離合器結(jié)合時(shí)，由于結(jié)構(gòu)限制及同步性原因，有效工作的 滾柱數(shù)量較少，離合器內(nèi)環(huán)凸輪的工作平面與滾柱為線接觸，表面壓應(yīng)力過大而形成弧坑， 摩擦角迅速增大，造成離合器打滑而失效。中國(guó)專利文獻(xiàn)CN 2708031公開了一種超越離合 器，包括外環(huán)、星輪、滾柱及彈性裝置，彈性裝置安設(shè)于星輪齒側(cè)的孔中，并推動(dòng)滾柱滑行于 星輪，還包括一滑塊，與滾柱一體滑行于星輪，并在彈性裝置推動(dòng)下與外環(huán)內(nèi)壁相接合；另 外中國(guó)專利文獻(xiàn)CN 101629606提供了一種多滾柱式超越離合器，它具有至少六個(gè)滾柱、內(nèi) 星輪式外圈、保持架和與滾柱個(gè)數(shù)相同的彈簧片，保持架緊配在內(nèi)星輪式外圈內(nèi)，滾柱放置 在端環(huán)和橫梁形成的各窗口中、且處于內(nèi)星輪式外圈的各內(nèi)凹弧形楔面部位；彈簧片一端 具有彈性卡口、另一端為與滾柱的外圓面相適配的圓弧形端部，彈簧片的彈性卡口扣在保 持架的橫梁上，圓弧形端部與滾柱配合并推緊滾柱，上面兩種滾柱式超越離合器受結(jié)構(gòu)限 制，承載能力低和工作時(shí)的不同步性是其最為致命的問題。而楔塊式超越離合器在技術(shù)上也存在不足之處，如本申請(qǐng)人曾于2003年12月13 號(hào)申請(qǐng)的名稱為“雙保持架超越離合器”的申請(qǐng)，申請(qǐng)?zhí)枮?3102580. 3，涉及一種雙保持架 超越離合器，包括具有外滾道的內(nèi)環(huán)和具有內(nèi)滾道的外環(huán)，在內(nèi)、外滾道之間設(shè)有多個(gè)異型 卡塊；設(shè)有由內(nèi)保持架和外保持架所構(gòu)成的圓環(huán)形雙保持架，且在內(nèi)、外保持架上均布有相 同數(shù)量的保持孔，所述異型卡塊被圓環(huán)形雙保持架的保持孔相對(duì)保持于所述環(huán)形內(nèi)外滾道 內(nèi)；該雙保持架的內(nèi)、外保持架之間均布有多個(gè)穿孔的彈簧帶，多個(gè)異型卡塊插設(shè)于該彈簧 帶的穿孔中；其特征是在外保持架上設(shè)有多個(gè)固定簧片；在內(nèi)保持架上設(shè)有多個(gè)摩擦簧 片。上述超越離合器雖然保證了工作時(shí)的同步性，但是由于楔塊的曲率半徑小，且保持架與 楔塊之間的間隙較大，受載時(shí)楔塊易發(fā)生傾斜，使楔塊與內(nèi)外滾道之間是點(diǎn)接觸，故承受的 扭矩小。

實(shí)用新型內(nèi)容針對(duì)現(xiàn)有離合器技術(shù)的不足，本實(shí)用新型提供了一種既能提高受載能力，又能延 長(zhǎng)使用壽命的軸承式超越離合器結(jié)構(gòu)。[0006]為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的—種軸承式超越離合器結(jié)構(gòu)，包括外圈、內(nèi)星輪及設(shè)置于外圈與內(nèi)星輪之間的多 個(gè)滾柱，其中內(nèi)星輪外側(cè)圓柱面上設(shè)有多個(gè)凹形曲面槽，每個(gè)凹形曲面槽分別對(duì)應(yīng)一個(gè)滾柱。 滾柱的外滾道為外圈的內(nèi)側(cè)圓柱面，內(nèi)滾道為內(nèi)星輪外側(cè)圓柱面上的凹形曲面槽。進(jìn)一步，所述的凹形曲面槽均勻等分分布于內(nèi)星輪外側(cè)圓柱面上，凹形曲面槽的
深度L為&<L<|，其中d為滾柱直徑，(如果深度太淺離合器難以脫開，深度太深凹形曲 面槽難以制造)。進(jìn)一步，所述的構(gòu)成凹形曲面槽的凹形曲面的母線與內(nèi)星輪軸線平行。進(jìn)一步，所述凹形曲面槽內(nèi)的凹形曲面是由對(duì)數(shù)螺旋線或圓弧構(gòu)成的曲面。進(jìn)一步，所述構(gòu)成凹形曲面的對(duì)數(shù)螺旋線的極點(diǎn)或圓弧的圓心與滾柱中心的偏心 距 e > 0。進(jìn)一步，所述外圈的內(nèi)側(cè)圓柱面與滾柱保持相切。進(jìn)一步，所述的相鄰滾柱之間的間隙s = a-2r = 0 0. 2mm，其中a為相鄰滾柱的 中心距，r為滾柱半徑，當(dāng)離合器處于結(jié)合狀態(tài)時(shí)，一個(gè)滾柱嚙合受載，滾柱與滾柱之間通過 聯(lián)動(dòng)，使全部滾柱同步受載，從而保證了工作時(shí)的全同步性。如圖1，當(dāng)內(nèi)星輪逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)且速度n2小于或等于外圈的速度nl時(shí)，內(nèi)星輪通過 滾柱帶動(dòng)外圈轉(zhuǎn)動(dòng)，離合器處于結(jié)合狀態(tài)；當(dāng)內(nèi)星輪的速度n2大于外圈的速度nl時(shí)，離合 器處于脫開狀態(tài)。本實(shí)用新型的特點(diǎn)在于軸承式超越離合器在相同的空間內(nèi)增加了滾柱的數(shù)量， 使相鄰兩個(gè)滾柱之間的間隙s減小到0 0. 2mm,并把原內(nèi)星輪平面型改為凹形曲面型。此 設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)如下1、提高了離合器的承載能力本實(shí)用新型軸承式超越離合器去除了現(xiàn)有超越離合 器中的彈簧頂銷機(jī)構(gòu)或三尺彈簧和隔離環(huán)，從而避免了因有效工作的滾柱數(shù)量較少而導(dǎo)致 彈簧及頂銷的失效、滾柱的過度磨損或變形和因隔離環(huán)與滾柱之間的間隙較大，受載時(shí)滾 柱發(fā)生傾斜，使?jié)L柱與星輪和外圈保持點(diǎn)接觸導(dǎo)致承載能力下降的問題。本實(shí)用新型在相 同空間內(nèi)增加滾柱數(shù)量減小滾柱間隙，還把原內(nèi)星輪平面型改為凹形曲面型，增大了滾柱 與內(nèi)星輪外表面接觸點(diǎn)的綜合曲率，從而大大提高了接觸強(qiáng)度、增大了扭矩容量。2、實(shí)現(xiàn)了離合器的全同步性相鄰滾柱之間的間隙s = 0 0. 2mm。當(dāng)離合器處 于結(jié)合狀態(tài)時(shí)，一個(gè)滾柱嚙合受載，滾柱與滾柱之間通過聯(lián)動(dòng)，使全部滾柱同步受載，從而 保證了工作時(shí)的全同步性。因此，在相同空間上與已有的超越離合器相比，本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，制造工 藝簡(jiǎn)單，工作可靠性強(qiáng)，同步性好，能承受較大的扭矩和沖擊力，可在高速重載的情況下長(zhǎng) 時(shí)間工作。本實(shí)用新型軸承式超越離合器結(jié)構(gòu)，主要應(yīng)用于裝載機(jī)，同時(shí)還可以應(yīng)用于飛機(jī)、 坦克、軍用卡車、重型卡車、越野汽車、輪船、叉車、汽車、摩托車、車床、印刷機(jī)械、紡織機(jī)械、 螺母成型機(jī)、彈簧機(jī)、生產(chǎn)線的間歇傳動(dòng)機(jī)械、礦山機(jī)械、扳手等。
圖1是本實(shí)用新型局部剖面示意圖；圖2是軸承式裝載機(jī)二軸總成超越離合器運(yùn)動(dòng)狀態(tài)分析局部剖面示意圖；圖3是軸承式裝載機(jī)二軸總成超越離合器角度分析局部剖面示意圖；圖中各部件標(biāo)識(shí)1.外圈，2.內(nèi)星輪，3.滾柱，20.凹形曲面槽。
具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明實(shí)施例請(qǐng)參閱圖2，一種軸承式超越離合器在裝載機(jī)中的應(yīng)用又稱為軸承式裝 載機(jī)二軸總成超越離合器，包括外圈1、內(nèi)星輪2、滾柱3，在外圈1與內(nèi)星輪2之間設(shè)有M 個(gè)滾柱3，內(nèi)星輪2的外側(cè)圓柱面上設(shè)有M個(gè)凹形曲面槽，一個(gè)凹形曲面槽對(duì)應(yīng)一個(gè)滾柱 3。如圖3，凹形曲面槽中的凹形曲面是由對(duì)數(shù)螺旋線構(gòu)成的，由于對(duì)數(shù)螺旋線上任一點(diǎn)處 的切線與該點(diǎn)極半徑P的夾角Ψ (即螺線距角)為常數(shù)m，滾柱從瞬時(shí)嚙合到充分傳遞扭 矩，與內(nèi)滾道的嚙合角α保持不變，所以作用于各個(gè)滾柱上的力均等。如圖2中所示，當(dāng)內(nèi) 星輪2逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)且其速度π2小于或等于外圈1的速度nl時(shí)，此時(shí)滾柱嚙合，內(nèi)星輪2通 過滾柱3帶動(dòng)外圈1轉(zhuǎn)動(dòng)，離合器處于結(jié)合狀態(tài)P1，如圖2中實(shí)線表示；當(dāng)內(nèi)星輪2的速度 n2大于外圈1的速度nl時(shí)，離合器處于脫開狀態(tài)P2，如圖2中虛線表示。本實(shí)施例中，外圈內(nèi)側(cè)圓柱面的直徑為210mm，滾柱直徑為24. 23mm，滾柱長(zhǎng) 度為32mm，內(nèi)星輪與滾柱接觸點(diǎn)的外徑為162mm，滾柱與內(nèi)外滾道表面的嚙合角為 3.75°，滾柱與滾柱之間的間隙為0.02mm，滾柱與星輪曲面接觸點(diǎn)的曲率半徑為15mm， 滾柱與外滾道接觸點(diǎn)的曲率半徑為105。根據(jù)赫茲理論可知滾柱與外圈內(nèi)表面接觸點(diǎn)
Λ Rr xr2 105x12.115 ” η
的綜合曲率171ι =13·7，滾柱與內(nèi)星輪外表面接觸點(diǎn)的綜合曲率 Rl -Y1 105-12.115
Λ R1 χ r, 15x12.115 c ο
—12.115 (式中Γ2為滾柱半徑，夕Hiitil角蟲點(diǎn)、白勺ffi·.
徑。)在相同的空間內(nèi)(即外圈內(nèi)側(cè)圓柱面的直徑為210mm)，楔塊式超越離合器 中楔塊數(shù)量為44個(gè)，楔塊寬度為20. 5mm,楔塊與內(nèi)外滾道接觸點(diǎn)的曲率半徑為7. 85， 內(nèi)圈外表面直徑為184. 18，楔塊與內(nèi)滾道外表面的嚙合角α為3.4° ；楔塊與外 滾道內(nèi)表面的嚙合角β為2.58° ；由赫茲理論可知楔塊與外滾道內(nèi)表面接觸點(diǎn)
r>_ rl x ri ,105x7.85 _Q 48 的綜合曲率Q_^If_1()5 — 7.85_8·48，楔塊與內(nèi)滾道外表面接觸點(diǎn)的綜合曲率
Q=^xr2 = 92-09χ7.85 =7. 23。[s = 330k 』(s 通常取值為 310 330k 力 Rl +r2 92.09 + 7.85 式中M 整個(gè)離合器所傳遞的扭矩；[0032]
權(quán)利要求1.一種軸承式超越離合器結(jié)構(gòu)，其特征在于包括外圈、內(nèi)星輪及設(shè)置于外圈與內(nèi)星 輪之間的多個(gè)滾柱，其中內(nèi)星輪，其外側(cè)圓柱面上設(shè)有多個(gè)凹形曲面槽，每個(gè)凹形曲面槽分別對(duì)應(yīng)一個(gè)滾柱，滾 柱的外滾道為外圈的內(nèi)側(cè)圓柱面，內(nèi)滾道為內(nèi)星輪外側(cè)圓柱面上的凹形曲面槽。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的軸承式超越離合器結(jié)構(gòu)，其特征在于所述的軸承式超越離 合器中相鄰滾柱之間的間隙s = a-2r = 0 0. 2mm,其中a為相鄰滾柱的中心距，r為滾柱半徑；當(dāng)離合器處于結(jié)合狀態(tài)時(shí)，一個(gè)滾柱嚙合受載，滾柱與滾柱之間通過聯(lián)動(dòng)，使全部滾柱 同步受載，從而保證了工作時(shí)的全同步性。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的軸承式超越離合器結(jié)構(gòu)，其特征在于所述的凹形曲面槽均勻等分分布于內(nèi)星輪外側(cè)圓柱面上，凹形曲面槽的深度L :!<L<i，其中d為滾柱直徑。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的軸承式超越離合器結(jié)構(gòu)，其特征在于所述構(gòu)成凹形曲 面槽的凹形曲面的母線與內(nèi)星輪軸線平行。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的軸承式超越離合器結(jié)構(gòu)，其特征在于所述凹形曲面槽 內(nèi)的凹形曲面是由對(duì)數(shù)螺旋線或圓弧構(gòu)成的曲面。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的軸承式超越離合器結(jié)構(gòu)，其特征在于所述構(gòu)成凹形曲面的 對(duì)數(shù)螺旋線的極點(diǎn)或圓弧的圓心與滾柱中心的偏心距e > 0。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的軸承式超越離合器結(jié)構(gòu)，其特征在于所述外圈的內(nèi)側(cè)圓柱 面與滾柱保持相切。
專利摘要本實(shí)用新型公開一種軸承式超越離合器結(jié)構(gòu)，包括外圈和內(nèi)星輪，在外圈與內(nèi)星輪之間設(shè)有多個(gè)滾柱，內(nèi)星輪的外側(cè)圓柱面上設(shè)有多個(gè)凹形曲面槽，每個(gè)凹形曲面槽分別對(duì)應(yīng)一個(gè)滾柱，相鄰滾柱之間的間隙s＝0～0.2mm。本實(shí)用新型的主要特點(diǎn)是在相同空間內(nèi)增加滾柱的數(shù)量保證相鄰滾柱之間的間隙在0～0.2mm之間；同時(shí)在內(nèi)星輪的外側(cè)圓柱面上設(shè)有多個(gè)凹形曲面槽，提高了接觸強(qiáng)度。在結(jié)構(gòu)上與頂銷滾柱式超越離合器相比去除了彈簧頂銷機(jī)構(gòu)，與三尺彈簧推隔離環(huán)式超越離合器相比去除了三尺彈簧和隔離環(huán)。經(jīng)試驗(yàn)，其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，制造工藝簡(jiǎn)單，制造精度高，工作可靠性強(qiáng)，可承受較大的扭矩和沖擊力，可在高速重載的情況下長(zhǎng)時(shí)間工作。
文檔編號(hào)F16D41/066GK201925368SQ20102054345
公開日2011年8月10日 申請(qǐng)日期2010年9月16日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月11日
發(fā)明者樂昌政, 劉茶英, 莊政洋, 洪翰威, 許水電 申請(qǐng)人:陳菊花