行星式超越離合器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種行星式超越離合器，它由外環(huán)、內(nèi)環(huán)、行星齒輪、不完全齒輪、擋銷和彈簧等零部件組成。當行星式超越離合器處于同步狀態(tài)時，外環(huán)和內(nèi)環(huán)同步旋轉(zhuǎn)，外環(huán)與內(nèi)環(huán)之間的力矩傳遞依靠擋銷與不完全齒輪的擠壓以及不完全齒輪的嚙合作用完成，與靠摩擦傳遞力矩的滾柱式超載離合器和楔塊式超越離合器相比，行星式超越離合器可以傳遞更大的力矩。當行星式超越離合器處于超越狀態(tài)時，行星齒輪與不完全齒輪脫離嚙合，行星齒輪的表面與不完全齒輪的表面有相對滑動，二者相對滑動時僅需克服彈簧的拉力，因此齒輪接觸壓力小，磨損輕微，使用壽命長。行星式超載離合器結(jié)構(gòu)簡單，零部件數(shù)目少，制造容易，成本較低。與傳統(tǒng)的超越離合器相比，行星式超越離合器具有傳遞力矩大、使用壽命長、制造成本低的優(yōu)點。
【專利說明】行星式超越離合器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及機械傳動領(lǐng)域，具體為一種超越離合器。

【背景技術(shù)】
[0002]超越離合器在機械工程中的應(yīng)用十分廣泛，它主要應(yīng)用于內(nèi)燃機啟動機、脈動式無級變速器、工程車輛所用的雙渦輪動力換擋變速箱、混合動力汽車的傳動系統(tǒng)，以及需要雙動力驅(qū)動或雙速驅(qū)動的場合。
[0003]目前廣泛應(yīng)用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類型。由于傳動機理的原因，這兩種類型的超越離合器很難滿足現(xiàn)代工業(yè)對機械產(chǎn)品越來越高的要求。
[0004]滾柱式超越離合器由內(nèi)環(huán)、外環(huán)、滾柱等主要零部件組成，當內(nèi)環(huán)和外環(huán)同步時，滾柱楔緊在內(nèi)環(huán)和外環(huán)之間，依靠滾柱與內(nèi)環(huán)和外環(huán)之間的摩擦作用傳遞力矩。滾柱與內(nèi)環(huán)和外環(huán)都是高副接觸，存在接觸應(yīng)力大，傳遞扭矩小的缺點。滾柱式超越離合器中的多個滾柱同時參與工作，很難使多個滾柱的動作同步，各個滾柱所受的載荷差異很大，導(dǎo)致部分滾柱早期磨損、壓潰或者塑性變形。滾柱式超越離合器工作時，滾柱與內(nèi)環(huán)、外環(huán)、保持架或頂銷之間容易產(chǎn)生磨損，嚴重影響使用壽命。以輪式裝載機的動力換擋變速箱所用超越離合器為例，它的使用壽命一般為2000小時左右，大大低于變速箱內(nèi)的齒輪的使用壽命。超越離合器是輪式裝載機變速箱中最易出現(xiàn)故障的部件，它已經(jīng)成為提高輪式裝載機變速箱壽命的瓶頸。
[0005]楔塊式超越離合器由內(nèi)環(huán)、外環(huán)、楔塊和隔離環(huán)等部件組成。與滾柱式超載離合器相比，楔塊式超越離合器用楔塊取代滾子，承載能力有所提高。但是，楔塊式超越離合器仍然是靠摩擦傳遞內(nèi)外環(huán)之間的力矩，沒有從根本上解決接觸應(yīng)力大、傳遞力矩小的不足。楔塊式超越離合器磨損后，自動補償能力較差。在超載的情況下，可能有一個或幾個楔塊轉(zhuǎn)動超過最大的撐線范圍，使內(nèi)環(huán)和外環(huán)卡死，當力矩減小后楔塊也不能復(fù)位。
[0006]由于傳動機理的約束，滾柱式超越離合器和楔塊式超越離合器很難滿足現(xiàn)代機械工業(yè)的需要。在工程機械、航空發(fā)動機、自動變速箱等機械設(shè)備中，迫切需要能夠傳遞大扭矩、具有長壽命的新型超越離合器。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的是克服滾柱式超越離合器和楔塊式超越離合器的不足，提供一種大扭矩、長壽命的新型超越離合器。本發(fā)明采用的技術(shù)手段如下:改變傳統(tǒng)的超越離合器依靠摩擦作用傳遞力矩的方式，依靠擠壓作用傳遞內(nèi)環(huán)和外環(huán)之間的力矩；將力矩傳遞的中間元件由滾柱或楔塊改變?yōu)椴煌耆X輪和擋銷。
[0008]為實現(xiàn)發(fā)明目的，本發(fā)明的內(nèi)容為:行星式超載離合器由外環(huán)(丨)、內(nèi)環(huán)口)、第一行星齒輪(30、第二行星齒輪(36\第三行星齒輪(3(:\不完全齒輪(彳)、第一擋銷(50、第二擋銷〔510、第三擋銷(5(0和彈簧(6)組成，其特征在于:外環(huán)〔0、內(nèi)環(huán)(2)和不完全齒輪(4)三者的軸線重合，它們只能繞自身的軸線轉(zhuǎn)動而不能移動；外環(huán)(1)和內(nèi)環(huán)(2)都可以作為行星架；當外環(huán)(1)為行星架時，三個行星齒輪(3^313(:^不完全齒輪(4)和三個擋銷(5156、5。)都安裝在外環(huán)(1)上，三個擋銷(5156、5。)在圓周上均勻分布，三個行星齒輪(3^3130)在圓周上均勻分布；當內(nèi)環(huán)(2)為行星架時，三個行星齒輪不完全齒輪(4)和三個擋銷(5^515(3)都安裝在內(nèi)環(huán)(2)上，三個擋銷(5^515(3)在圓周上均勻分布，三個行星齒輪(3^3130)在圓周上均勻分布；當外環(huán)(1)為行星架時，內(nèi)環(huán)(2)的形狀為外齒輪，內(nèi)環(huán)(2)與三個行星齒輪(3^313(0保持常嚙合；當內(nèi)環(huán)(2)為行星架時，外環(huán)(1)的形狀為內(nèi)齒輪，外環(huán)(1)與三個行星齒輪(31313(3)保持常嚙合；不完全齒輪
(4)上有三條圓弧槽，三條圓弧槽在圓周上均勻分布分別處于三條圓弧槽內(nèi)，當不完全齒輪(4)相對行星架轉(zhuǎn)動時，三個擋銷(5^515(3)分別相對它們所在的圓弧槽滑動，三個擋銷(5^,513,50)將不完全齒輪(4)相對行星架的轉(zhuǎn)動角度限制在一定的范圍內(nèi)；彈簧(6)的一端固定在不完全齒輪(4)上，另一端固定在行星架上。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]圖1實施例1的同步狀態(tài)。
[0010]圖2實施例1的不完全齒輪。
[0011]圖3實施例1的外環(huán)。
[0012]圖4實施例1的內(nèi)環(huán)。
[0013]圖5實施例1的超越狀態(tài)。
[0014]圖6實施例2的同步狀態(tài)。
[0015]圖7實施例2的超越狀態(tài)。

【具體實施方式】
[0016]本發(fā)明所述的行星式超越離合器可以有兩種結(jié)構(gòu)形式，分別對應(yīng)于實施例1和實施例2，現(xiàn)以實施例1來說明其【具體實施方式】。
[0017]如圖1所示，行星式超越離合器主要由外環(huán)(丨)、內(nèi)環(huán)(21第一行星齒輪00、第二行星齒輪第三行星齒輪〔3(0、不完全齒輪“)、第一擋銷(50、第二擋銷第三擋銷(5(0和彈簧(6)組成。
[0018]外環(huán)(丨)、內(nèi)環(huán)(2)和不完全齒輪(4)三者的軸線重合，它們都可以繞其自身的軸線轉(zhuǎn)動，但不能移動。內(nèi)環(huán)(2)同時充當行星架，第一行星齒輪〔30、第二行星齒輪第三行星齒輪〔3(0、不完全齒輪“)、第一擋銷(50、第二擋銷(56)和第三擋銷(5(0都安裝在內(nèi)環(huán)(2)上。三個行星齒輪(3^313(0在內(nèi)環(huán)(2)的圓周方向均勻分布，它們可以相對內(nèi)環(huán)(2)轉(zhuǎn)動，但不能相對移動。不完全齒輪(4)可以相對內(nèi)環(huán)(2)轉(zhuǎn)動，但不能相對內(nèi)環(huán)(2)移動。三個擋銷(5^515(3)在內(nèi)環(huán)(2)的圓周方向均勻分布，它們與內(nèi)環(huán)(2)不能相對運動。彈簧(6)為拉伸彈簧，它的一端固定在內(nèi)環(huán)(2)上，另一端固定在不完全齒輪(4)上。
[0019]圖2為不完全齒輪(4)的結(jié)構(gòu)，不完全齒輪(4)為不完全外齒輪，在圓周方向上均勻分布著三段輪齒和三條圓弧槽。這三條圓弧槽與三個擋銷(53、56、50 )有配合關(guān)系，當不完全齒輪(4 )相對內(nèi)環(huán)(2 )轉(zhuǎn)動時，三條圓弧槽分別與槽內(nèi)的三個擋銷(53、56、5(3)相對滑動，擋銷和圓弧槽將不完全齒輪(4)相對內(nèi)環(huán)(2 )的轉(zhuǎn)動限定在一定的角度范圍內(nèi)。
[0020]圖3為外環(huán)(1)的結(jié)構(gòu)，外環(huán)(1)的形狀為一個內(nèi)齒輪，它與三個行星齒輪(3^ 36、3(0保持常嚙合。
[0021]圖4為內(nèi)環(huán)(2)的結(jié)構(gòu)，內(nèi)環(huán)(2)為盤形零件，在內(nèi)環(huán)(2)上有三個擋銷安裝孔
(26)和三個行星齒輪軸的安裝孔〔20，三個擋銷安裝孔(26)和三個行星齒輪軸的安裝孔(20均在圓周方向上均勻分布。內(nèi)環(huán)(2)的中心開有安裝孔和鍵槽，以便于在傳動軸上安裝。
[0022]行星式超越離合器工作時有兩種狀態(tài)，同步狀態(tài)和超越狀態(tài)。外環(huán)(1)和內(nèi)環(huán)(2)沒有相對轉(zhuǎn)動時處于同步狀態(tài)；外環(huán)(1)和內(nèi)環(huán)(2)有相對轉(zhuǎn)動時處于超越狀態(tài)。行星齒輪有兩種運動，自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)。行星齒輪相對行星架的轉(zhuǎn)動為自轉(zhuǎn)運動，行星齒輪整體隨行星架一起轉(zhuǎn)動為公轉(zhuǎn)。行星式超越離合器處于同步狀態(tài)時，行星齒輪與行星架相對靜止，沒有自轉(zhuǎn)運動；行星式超越離合器處于超越狀態(tài)時，行星齒輪有自轉(zhuǎn)運動。
[0023]行星式超越離合器的同步狀態(tài)如圖1所示，內(nèi)環(huán)(2)相對外環(huán)(1)有順時針方向轉(zhuǎn)動的趨勢，使三個行星齒輪(3^3130)有逆時針方向自轉(zhuǎn)的趨勢，三個行星齒輪(3^3130 )使不完全齒輪(4 )相對內(nèi)環(huán)(2 )有順時針方向轉(zhuǎn)動的趨勢，三個擋銷(5156、5(3)阻止了不完全齒輪(4)相對內(nèi)環(huán)(2)的轉(zhuǎn)動，從而使內(nèi)環(huán)(2)和外環(huán)(1)無法產(chǎn)生相對轉(zhuǎn)動，內(nèi)環(huán)(2)和外環(huán)(1)運動同步，三個行星齒輪(3^3130)沒有自轉(zhuǎn)。內(nèi)環(huán)(2)傳遞到外環(huán)(1)的力矩由三個擋銷不完全齒輪(4)和三個行星齒輪(3^3130)傳遞，能傳遞較大的力矩。行星式超越離合器處于同步狀態(tài)時，彈簧(6)的長度最小。
[0024]行星式超越離合器的超越狀態(tài)如圖5所示，內(nèi)環(huán)(2)相對外環(huán)(1)逆時針方向轉(zhuǎn)動，使三個行星齒輪(3^313(0順時針方向自轉(zhuǎn)，三個行星齒輪(3^313(0推動不完全齒輪(4)相對內(nèi)環(huán)(2)逆時針方向轉(zhuǎn)動，當不完全齒輪(4)轉(zhuǎn)過一定的角度后，三個行星齒輪與不完全齒輪(4)脫離嚙合，此時彈簧(6)被拉至最長，彈簧(6)的拉力使不完全齒輪(4)的輪齒表面與三個行星齒輪(3^3130)的表面保持接觸，三個行星齒輪(3^3130)的輪齒與不完全齒輪(4)的表面有相對滑動，會產(chǎn)生磨損現(xiàn)象。正確設(shè)計彈簧(6)的拉力和齒輪的潤滑條件，可以保證三個行星齒輪(3^3130)與不完全齒輪(4)之間的磨損很小。由于不完全齒輪(4)上的磨損發(fā)生三個固定的齒側(cè)面，所以不完全齒輪(4)的磨損會比三個行星齒輪(3^3130)的磨損更嚴重一些。由圖5可以看出，不完全齒輪(4)上的每一段輪齒上都有多個齒，即磨損齒被磨掉一部分或整體掉，也不會影響行星式超越離合器的使用。因此，本發(fā)明所述的行星式超越離合器具有很長的使用壽命。
[0025]本發(fā)明所述的行星式超越離合器的實施例2如圖6所示，實施例2中，外環(huán)(1)作為行星架，三個行星齒輪(3^313(:^三個擋銷(5^515(3)和不完全齒輪(4)安裝在外環(huán)
(1)上，三個行星齒輪(3^313(0和不完全齒輪(4)都只能相對外環(huán)(1)轉(zhuǎn)動而不能移動，三個擋銷(5^515(3)固定在外環(huán)(1)上。外環(huán)〔0、內(nèi)環(huán)(2)和不完全齒輪(4)三者的軸線重合，它們可以相對轉(zhuǎn)動，但不能相對移動。內(nèi)環(huán)(2)的形狀為外齒輪，它與三個行星齒輪(3^313(0保持常嚙合。不完全齒輪(4)為不完全內(nèi)齒輪，它的圓周方向上均勻地分布著三段輪齒和三條圓弧槽，三個擋銷(5^515(3)分別置于三條圓弧槽內(nèi)，當不完全齒輪(4)相對外環(huán)(1)轉(zhuǎn)動時，三個擋銷(5^515(3)分別與它們所在的圓弧槽相對滑動，擋銷和圓弧槽將不完全齒輪(4)相對外環(huán)(1)轉(zhuǎn)動角度限定在一定的范圍內(nèi)。彈簧(6)為拉伸彈簧，它的一端固定在外環(huán)(1)上，另一端固定在不完全齒輪(4)上。
[0026]圖6和圖7分別為實施例2的同步狀態(tài)和超越狀態(tài)，實施例2的工作原理與實施例1的類似，在此不再詳述。
【權(quán)利要求】
1.行星式超載離合器由外環(huán)(1)、內(nèi)環(huán)(2)、第一行星齒輪(3a)、第二行星齒輪(3b)、第三行星齒輪(3c)、不完全齒輪(4)、第一擋銷(5a)、第二擋銷(5b)、第三擋銷(5c)和彈簧(6)組成，其特征在于:外環(huán)(1)、內(nèi)環(huán)(2)和不完全齒輪(4)三者的軸線重合，它們只能繞自身的軸線轉(zhuǎn)動而不能移動；外環(huán)(1)和內(nèi)環(huán)(2)都可以作為行星架；當外環(huán)(1)為行星架時，三個行星齒輪(3a、3b、3c)、不完全齒輪(4)和三個擋銷(5a、5b、5c)都安裝在外環(huán)(1)上，三個擋銷(5a、5b、5c)在圓周上均勻分布，三個行星齒輪(3a、3b、3c)在圓周上均勻分布；當內(nèi)環(huán)(2)為行星架時，三個行星齒輪(3a、3b、3c)、不完全齒輪(4)和三個擋銷(5a、5b、5c)都安裝在內(nèi)環(huán)(2)上，三個擋銷(5a、5b、5c)在圓周上均勻分布，三個行星齒輪(3a、3b、3c)在圓周上均勻分布；當外環(huán)(1)為行星架時，內(nèi)環(huán)(2)的形狀為外齒輪，內(nèi)環(huán)(2)與三個行星齒輪(3a、3b、3c)保持常嚙合；當內(nèi)環(huán)(2)為行星架時，外環(huán)(1)的形狀為內(nèi)齒輪，外環(huán)(1)與三個行星齒輪(3a、3b、3c)保持常嚙合；不完全齒輪(4)上有三條圓弧槽，三條圓弧槽在圓周上均勻分布；三個擋銷(5a、5b、5c)分別處于三條圓弧槽內(nèi)，當不完全齒輪(4)相對行星架轉(zhuǎn)動時，三個擋銷(5a、5b、5c)分別相對它們所在的圓弧槽滑動，三個擋銷(5a、5b、5c)將不完全齒輪(4)相對行星架的轉(zhuǎn)動角度限制在一定的范圍內(nèi)；彈簧(6)的一端固定在不完全齒輪(4)上，另一端固定在行星架上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的行星式超越離合器，其特征在于:不完全齒輪(4)上有三段輪齒，三段輪齒在圓周上均勻分布；不完全齒輪(4)的形狀與行星架的選擇有關(guān)，當外環(huán)(1)為行星架時，不完全齒輪(4)為不完全內(nèi)齒輪；當內(nèi)環(huán)(2)為行星架時，不完全齒輪(4)的為不完全外齒輪。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的行星式超越離合器，其特征在于:當行星式超越離合器處于同步狀態(tài)時，不完全齒輪(4)與三個行星齒輪(3a、3b、3c)保持嚙合；當行星式超越離合器處于超越狀態(tài)時，不完全齒輪(4)與三個行星齒輪(3a、3b、3c)脫離嚙合。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的行星式超越離合器，其特征在于:彈簧(6)為拉伸彈簧，當行星式超越離合器處于同步狀態(tài)時，彈簧(6)的長度最?。划斝行鞘匠诫x合器處于超越狀態(tài)時，彈簧(6)的長度最大。
【文檔編號】F16D41/06GK104482073SQ201410739242
【公開日】2015年4月1日 申請日期:2014年12月8日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月8日
【發(fā)明者】李華, 姚進 申請人:四川大學