專利名稱：外環(huán)柔順懸臂超越離合器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種超越離合器，屬于機(jī)械領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
超越離合器用于單向傳遞運(yùn)動(dòng)或動(dòng)力，通常結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，需要由許多零件構(gòu)成。本發(fā)明利用了柔順關(guān)節(jié)與柔順機(jī)械臂的原理，設(shè)計(jì)了只有兩個(gè)零件的超越離合器，適合于微小型機(jī)械傳遞運(yùn)動(dòng)或低功率動(dòng)力中使用。其零件適合于用尼龍或工程塑料通過注塑加工而成。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于設(shè)計(jì)一種適用于微小型機(jī)械使用的，只由兩個(gè)零件組成的超越離合器，克服目前超越離合器零件多，不適合微小型化的缺點(diǎn)。圖1是該種離合器的裝配圖。其特征在于該種超越離合器共有2個(gè)零件組成，分別為圖2所示的外圈1與圖3所示的內(nèi)圈2 ；內(nèi)圈2外圓為光滑圓形；外圈1的形狀復(fù)雜， 其內(nèi)側(cè)均勻分布著數(shù)個(gè)形狀相同的凹槽6，并在兩個(gè)凹槽之間加工出與凹槽6數(shù)量相同的曲形柔順懸臂4 ；曲形柔順懸臂4靠近外圈1的一側(cè)定義為其外側(cè)，靠近內(nèi)圈2的一側(cè)定義為其內(nèi)側(cè)；曲形柔順懸臂4的端部有一個(gè)向其內(nèi)側(cè)的凸出部3 ；凸出部3的輪廓由靠近曲形柔順懸臂4頂端的直線I 10和另一距柔順臂頂端稍遠(yuǎn)的直線1112用逆時(shí)針展開的阿基米德螺線11相切過渡連接而形成，如圖5所示；阿基米德螺線11與直線I 10切點(diǎn)的曲率半徑小于與直線Π12切點(diǎn)的曲率半徑；曲形柔順懸臂4外側(cè)的根部為小柔順關(guān)節(jié)8 ；小柔順關(guān)節(jié)8是將曲形柔順懸臂4在外側(cè)根部切出半圓形凹槽，使曲形柔順懸臂4在根部的厚度變薄而制成的；在小柔順關(guān)節(jié)8與凸起5之間有大柔順關(guān)節(jié)7 ；大柔順關(guān)節(jié)7是在曲形柔順懸臂4上以大于小柔順關(guān)節(jié)8的圓弧半徑在曲形柔順懸臂4內(nèi)側(cè)加工而成的；曲形柔順懸臂4的中部外側(cè)有一個(gè)凸起5 ；凸起5的輪廓由靠近凸出部3的直線III13和靠近小柔順關(guān)節(jié)8的直線IV 14形成；直線III13和直線IV 14分別與曲形柔順懸臂4的外側(cè)輪廓15相交于A點(diǎn)和B點(diǎn)；直線III13與柔順懸臂4外側(cè)輪廓15在A點(diǎn)切線形成銳角α ；直線IV 14 與外側(cè)輪廓15在B點(diǎn)的切線形成銳角β ；銳角α小于銳角β約15°至25° ；凹槽6的形狀與凸起5的形狀完全相同；外圈1上有通孔9，用于將外圈1固定在所需的設(shè)備上。本發(fā)明提出的外環(huán)柔順懸臂超越離合器的工作原理敘述如下超越離合器的外圈1使用彈性材料制作，在未與內(nèi)圈2裝配在一起時(shí)，其上的曲形柔順懸臂4的上的凸出部3形成的包絡(luò)圓直徑d小于內(nèi)圈2的半徑。當(dāng)外圈1與內(nèi)圈2裝配在一起時(shí)，小柔順關(guān)節(jié)8和大柔順關(guān)節(jié)7發(fā)生彈性變形，將凸出部3壓在內(nèi)圈2的外圓上。 圖1為超越離合器脫離狀態(tài)示意圖。超越離合器外圈1作順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，曲形柔順懸臂4有被拉直的趨勢(shì)，凸出部3中阿基米德螺線11與內(nèi)圈2無法形成咬合動(dòng)作，故內(nèi)圈2無法與外圈1 一起運(yùn)動(dòng)；同理，當(dāng)內(nèi)圈2作逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，外圈1也不隨內(nèi)圈2運(yùn)動(dòng)。圖6為超越離合器結(jié)合狀態(tài)的示意圖。當(dāng)超越離合器外圈作逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，在凸出部3與內(nèi)圈2之間的摩擦作用下，由于阿基米德螺線13的特殊性，凸出部3與內(nèi)圈2形成咬合動(dòng)作，凸出部3 旋轉(zhuǎn)，在大柔順關(guān)節(jié)7和小柔順關(guān)節(jié)8的作用下使曲形柔順懸臂4向外側(cè)拱起，凸起5進(jìn)入凹槽6形成嚙合，提高了柔順臂的支撐剛度，保證了凸出部3與內(nèi)圈2形成咬合作用一起， 帶動(dòng)內(nèi)圈2運(yùn)動(dòng)；同理，當(dāng)內(nèi)圈2順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，也可帶動(dòng)外圈運(yùn)動(dòng)。本發(fā)明根據(jù)柔順臂與柔順關(guān)節(jié)原理，只用了兩個(gè)零件組成了超越離合器，彌補(bǔ)了常規(guī)超越離合器零件多，不易小型化，不易保養(yǎng)的缺點(diǎn)，使得該超越離合器擁有廣闊的實(shí)際應(yīng)用前景。


圖1外環(huán)柔順懸臂超越離合器脫離狀態(tài)圖。圖2外環(huán)柔順懸臂超越離合器外圈零件圖。圖3外環(huán)柔順懸臂超越離合器內(nèi)圈零件圖。圖4凹槽6放大圖。圖5凸出部3的輪廓示意圖。圖6外環(huán)柔順懸臂超越離合器結(jié)合狀態(tài)圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明實(shí)施方式如圖1-圖5所示。在實(shí)驗(yàn)中使用尼龍為材料制作。外圈外徑為 10mm，外圈內(nèi)徑為8mm，使用了 3個(gè)凹槽6和3個(gè)曲形柔順懸臂4，凹槽6深度0.3mm，α角為20°，β角為45°，曲形柔順懸臂4的厚度為0. 5mm,大柔順關(guān)節(jié)7的半徑為1. 5mm,小柔順關(guān)節(jié)8的半徑為0. 2mm，在未裝配狀態(tài)下，凸出部3包絡(luò)出的圓直徑d為4. 5mm。內(nèi)圈 2的外徑為6mm，內(nèi)徑為4mm。實(shí)驗(yàn)中可傳遞9Nm力矩。
權(quán)利要求
1.外環(huán)柔順懸臂超越離合器，其特征在于該種超越離合器共有2個(gè)零件組成，分別為外圈(1)與內(nèi)圈O)；內(nèi)圈(2)外圓為光滑圓形；外圈(1)內(nèi)側(cè)均勻分布著數(shù)個(gè)形狀相同的凹槽(6)，并在兩個(gè)凹槽之間加工出與凹槽(6)數(shù)量相同的曲形柔順懸臂；曲形柔順懸臂(4)靠近外圈(1)的一側(cè)定義為其外側(cè)，靠近內(nèi)圈( 的一側(cè)定義為其內(nèi)側(cè)；曲形柔順懸臂(4)的端部有一個(gè)向其內(nèi)側(cè)的凸出部(3)；凸出部(3)的輪廓由靠近曲形柔順懸臂⑷頂端的直線I(10)和另一距柔順臂頂端稍遠(yuǎn)的直線11(12)用阿基米德螺線(11)相切過渡連接而形成；阿基米德螺線(11)與直線1(10)切點(diǎn)的曲率半徑小于與直線11(12)切點(diǎn)的曲率半徑；曲形柔順懸臂⑷外側(cè)的根部為小柔順關(guān)節(jié)⑶；小柔順關(guān)節(jié)⑶是將曲形柔順懸臂(4)在外側(cè)根部切出半圓形凹槽，使曲形柔順懸臂(4)在根部的厚度變薄而制成的；在小柔順關(guān)節(jié)(8)與凸起( 之間有大柔順關(guān)節(jié)(7)；大柔順關(guān)節(jié)(7)是在曲形柔順懸臂(4)上以大于小柔順關(guān)節(jié)(8)的圓弧半徑在曲形柔順懸臂內(nèi)側(cè)加工而成的；曲形柔順懸臂(4) 的中部外側(cè)有一個(gè)凸起(5)；凸起(5)的輪廓由靠近凸出部(3)的直線111(13)和靠近小柔順關(guān)節(jié)(8)的直線IV (14)形成；直線111(13)和直線IV (14)分別與曲形柔順懸臂(4) 的外側(cè)輪廓(15)相交于A點(diǎn)和B點(diǎn)；直線III (13)與柔順懸臂(4)外側(cè)輪廓(15)在A點(diǎn)切線形成銳角α ；直線IV (14)與外側(cè)輪廓(15)在B點(diǎn)的切線形成銳角β ；銳角α小于銳角β ；凹槽(6)的形狀與凸起(5)的形狀完全相同；外圈(1)上有用于將外圈(1)固定的通孔(9)。
全文摘要
外環(huán)柔順懸臂超越離合器，其特征在于該種超越離合器共有2個(gè)零件組成，分別為外圈(1)與內(nèi)圈(2)；內(nèi)圈(2)外圓為光滑圓形；外圈(1)內(nèi)側(cè)均勻分布著數(shù)個(gè)形狀相同的凹槽(6)，并在兩個(gè)凹槽之間加工出與凹槽(6)數(shù)量相同的曲形柔順懸臂(4)；曲形柔順懸臂(4)有一個(gè)向其內(nèi)側(cè)的凸出部(3)；曲形柔順懸臂(4)外側(cè)的根部為小柔順關(guān)節(jié)(8)；在小柔順關(guān)節(jié)(8)與凸起(5)之間有大柔順關(guān)節(jié)(7)。本超越離合器根據(jù)柔順臂與柔順關(guān)節(jié)原理，只用了兩個(gè)零件組成了超越離合器，彌補(bǔ)了常規(guī)超越離合器零件多，不易小型化，不易保養(yǎng)的缺點(diǎn)，使得該超越離合器擁有廣闊的實(shí)際應(yīng)用前景。
文檔編號(hào)F16D41/18GK102537128SQ201210009289
公開日2012年7月4日 申請(qǐng)日期2012年1月12日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月12日
發(fā)明者余躍慶, 夏齊霄 申請(qǐng)人:北京工業(yè)大學(xué)