一種正反轉傳動中基于軸向移動離合銷的離合傳動裝置制造方法
【專利摘要】在正反轉機械傳動時，主動回轉件和從動回轉件之間經常需要實現可控離合，目前采用較多的是電磁離合和摩擦離合，缺少一種利用主動回轉件自身動力完成軸向離合的簡單離合傳動裝置。本發明提出了一種正反轉傳動中基于軸向移動離合銷的離合傳動裝置，主要由主動回轉件、軸向頂動回轉件、帶軸向銷孔的套筒、離合銷、彈簧、帶銷坑的從動回轉件、套筒回轉阻尼件、分別位于軸向頂動回轉件與帶軸向銷孔的套筒上的回轉止位接觸副、旋轉支撐件組成。該離合傳動裝置可以實現正反轉機械傳動是的雙向傳動離合，也可以實現單方向傳動離合，結構簡單，成本低，且分離牽連力矩小，可部分取代正反轉機械傳動中常用的電磁離合傳動裝置，特別是現有門、窗、簾和機械關節的正反轉離合傳動裝置。
【專利說明】一種正反轉傳動中基于軸向移動離合銷的離合傳動裝置
【技術領域】
[0001]本發明專利涉及一種正反轉傳動中基于軸向移動離合銷的離合傳動裝置，屬于機械傳動【技術領域】。。
【背景技術】
[0002]在正反轉機械傳動時，主動回轉件和從動回轉件之間經常需要實現可控離合，目前采用較多的是電磁離合和摩擦副離合，前者需要附加輔助動力實現離合動作，后者經常出現磨損和摩擦力調整問題，缺少一種利用利用主動回轉件自身動力完成離合且分離牽連力矩小的簡單自動離合傳動裝置。本發明提出了一種正反轉傳動中基于軸向移動離合銷的離合傳動裝置，主要由主動回轉件、軸向頂動回轉件、帶軸向銷孔的套筒、離合銷、彈簧、帶銷坑的從動回轉件、套筒回轉阻尼件、分別位于軸向頂動回轉件與帶軸向銷孔的套筒上的一對回轉止位接觸副、旋轉支撐件組成。與現有電磁驅動離合的離合傳動裝置想比，該離合傳動裝置不需要借助外力，就可以實現正反轉機械傳動是的雙向離合，也可以實現單方向傳動的離合，結構簡單，成本低，且分離牽連力矩小，可以部分取代正反轉機械傳動中常用的電磁離合傳動裝置，特別適用于是門、窗、簾和機械關節的正反轉離合傳動中。與本發明比較接近的是日本人2002年在中國申請的離合器專利(02131503.5)，該專利利用片狀寬彈簧將可以圓周向自由滾動的滾動件偏心擠壓從而達到脹緊與帶動的傳動目的，缺點是滾子彈簧脹緊結構的分離牽連力矩較大，不適合要求分離牽連力矩很小的應用環境，本專利通過離合銷和回轉止位接觸副的作用面分離結構設置有效克服了這一缺陷，且不影響離合功能。
[0003]總而言之，本發明的一種正反轉傳動中基于軸向移動離合銷的離合傳動裝置適用于正反轉機械傳動，原理簡單，成本小，分離牽連力矩小，是一種性價比較高的正反轉傳動離合傳動裝置。
【發明內容】
[0004]本發明專利需要解決的技術問題在于為門、窗、簾和常用機械關節的正反轉離合傳動提供一種基于軸向離合銷的自動離合傳動裝置。
[0005]實現本發明專利目的的技術解決方案為:這種正反轉傳動中基于軸向離合銷的自動離合傳動裝置主要由主動回轉件[I]、軸向頂動回轉件[2]、帶軸向銷孔的套筒[3]、離合銷[4]、彈簧[5]、帶銷坑的從動回轉件[6]、套筒回轉阻尼件[7]、分別位于軸向頂動回轉件
[2]與帶軸向銷孔的套筒[3]上的回轉止位接觸副[8]、旋轉支撐件[9]組成。當主動回轉件[I]的正向轉動時，帶動與其固定連接的軸向頂動回轉件[2]旋轉，在套筒回轉阻尼件
[7]對帶軸向銷孔的套筒[3]的旋轉阻尼限制下，軸向頂動回轉件[2]相對于帶軸向銷孔的套筒[3]轉動，軸向頂動回轉件[2]上的非圓曲面或斜面就會將彈性壓束在帶軸向銷孔的套筒[3]中的離合銷[4]頂出一部分，離合銷[4]頂出部分在轉動過程中插入帶銷坑的從動回轉件[6]上銷坑，此時分別位于軸向頂動回轉件[2]與帶軸向銷孔的套筒[3]上的回轉止位接觸副[8]接觸，軸向頂動回轉件[2]帶動帶軸向銷孔的套筒[3]同步旋轉，主動回轉件[I]與帶銷坑的從動回轉件[6]之間就處于旋轉咬合帶動連接關系。反之，當主動回轉件[I]的反向轉動時，軸向頂動回轉件[2]釋放離合銷[4]，頂出帶軸向銷孔的套筒[3]的部分離合銷[4]在其上設置的彈簧[5]作用下回彈，此時主動回轉件[I]與帶銷坑的從動回轉件[6]之間處于旋轉分離關系。
[0006]通過改變該自動離合傳動裝置的回轉止位接觸副[8]位置與數量，主動回轉件
[I]與帶銷坑的從動回轉件[6]之間可以實現正向傳動反向解脫的單向傳動離合關系，也可以實現正反轉雙向傳動和中間過渡狀態分離的三態離合關系:
(1)通過增設的回轉止位接觸副[8]，在保證正向傳動連接關系不變的情況下，反轉時，軸向頂動回轉件[2]受到增設的回轉止位接觸副[8]的限制，無法將離合銷[4]頂入帶銷坑的從動回轉件[6]，使得反向旋轉就始終處于單向傳動的分離狀態，這樣就能實現單向傳動尚合；
(2)通過分別設置正反轉回轉止位接觸副[8]或增設另外一組離合銷[4]、彈簧[5]、銷孔和銷坑，將主動回轉件[I]與帶銷坑的從動回轉件[6]的正反轉帶動咬合連接關系在圓周兩個角度上錯開布置，在保證正反轉都能實現主動回轉件[I]與帶銷坑的從動回轉件
[6]咬合連接傳動的前提下，當主動回轉件[I]不主動旋轉時，軸向頂動回轉件[2]可以在附加彈性或電驅動作用下能回到上述圓周兩個角度之間空閑位置時，就能夠實現主動回轉件[I]與帶銷坑的從動回轉件[6]之間的傳動分離，這樣就能實現雙向傳動離合。
[0007]制作時，該裝置主動回轉件[I]與軸向頂動回轉件[2]可以合并成一個異形零件，旋轉支撐件[9]也可以與主動回轉件[I]、軸向頂動回轉件[2]、帶軸向銷孔的套筒[3]或帶銷坑的從動回轉件[6]中的一個部件合成一個整體加工件。在單向傳動離合應用時，軸向頂動回轉件[2]采用非對稱外廓可以取代回轉止位接觸副[8]的作用。例如，軸向頂動回轉件[2]軸向外凸頂點圓周向兩側的一側設置為軸向漸厚面，另外一側設置為無法通過離合銷[4]的止位面，在正向傳動時，軸向頂動回轉件[2]的軸向漸厚面頂出離合銷[4]但無法擠過離合銷[4]留下的尾部位置，主動回轉件[I]與帶銷坑的從動回轉件[6]之間就能實現旋轉咬合的連接關系；而在軸向頂動回轉件[2]反轉釋放離合銷[4]后，軸向頂動回轉件[2]在反轉時其上止位面無法頂出離合銷[4]，主動回轉件[I]與帶銷坑的從動回轉件[6]之間就處于分離關系，從而在不需要回轉止位接觸副[8]的情況下實現單向離合傳動。
[0008]本發明的離合傳動裝置中所含離合銷[4]的數量nl、銷孔數量n2和銷坑數量n3可以根據實際空間大小限制和工作需求分別選擇，范圍在1-100之間，離合銷[4]可以是標準柱狀體、筒狀體、球狀體、橢球狀體或非標準異形體，其上需設置彈簧[5]力可作用的曲面、臺階面或拉、壓連接。
[0009]此外，套筒回轉阻尼件[7]設計的機械阻力的大小調整對本發明裝置動作的可靠性至關重要，設計原則是一方面需要考慮減少磨損與功耗，另一方面又要保證在離合銷[4]擠出到位前軸向頂動回轉件[2]可以相對帶軸向銷孔的套筒[3]轉動而不至于過分帶動。
[0010]此外，可以通過在帶軸向銷孔的套筒[3]軸向兩側中的一側附加永磁來取代離合傳動裝置中的彈簧[5]，即把處在帶軸向銷孔的套筒[3] —側的軸向頂動回轉件[2]、主動回轉件[I]或其它增設的元件上附加永磁設置，在離合銷[4]上也附加永磁設置，離合銷[4]就可以依賴永磁吸力而不需要依賴彈簧[5]彈力縮回了。
[0011]下面結合附圖對本發明專利作進一步詳細描述這種正反轉傳動中基于軸向離合銷的自動離合傳動裝置的傳動方法與原理。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0012]圖1:一種正反轉傳動中基于軸向移動離合銷的離合傳動裝置處于傳動連接位置時的組成剖面示意圖；
圖2:—種正反轉傳動中基于軸向移動離合銷的離合傳動裝置三維示意圖；
圖3:非對稱外廓設計的軸向頂動回轉件示例圖。
[0013]其中，圖1、2和圖3中使用了統一數字標號:1主動回轉件、2軸向頂動回轉件、3帶軸向銷孔的套筒、4離合銷、5彈簧、6帶銷坑的從動回轉件、7套筒回轉阻尼件、8分別位于軸向頂動回轉件[2]與帶軸向銷孔的套筒[3]上的回轉止位接觸副、9旋轉支撐件。
【具體實施方式】
[0014]下面結合圖1、圖2和圖3，對本發明專利的實施例進一步詳細的描述。
[0015]結合圖1、圖2，本發明的一種正反轉傳動中基于軸向移動離合銷的離合傳動裝置實施例——單向離合傳動裝置，主要由主動回轉件[I]、軸向頂動回轉件[2]、帶軸向銷孔的套筒[3]、離合銷[4]、彈簧[5]、帶銷坑的從動回轉件[6]、套筒回轉阻尼件[7]、分別位于軸向頂動回轉件[2]與帶軸向銷孔的套筒[3]上的回轉止位接觸副[8]、旋轉支撐件[9]組成，其中軸向頂動回轉件[2]采用軸向端面高低起伏轉輪，離合銷[4]采用軸向長度1/4處有突出臺階面的柱面銷，彈簧[5]采用可以間隙配合插入銷孔的壓簧，套筒回轉阻尼件[7]采用側面摩擦阻尼副，旋轉支撐件[9]采用獨立中心軸結構，由于軸向頂動回轉件[2]靠彈簧[5]復位，所以此例中沒用采用附加永磁構件，離合銷[4]采用帶一個臺階面的柱狀體。回轉止位接觸副[8]數量為2對，分別滿足正、反方向旋轉傳動時軸向頂動回轉件[2]與帶軸向銷孔的套筒[3]間的回轉止位帶動需求。
[0016]當主動回轉件[I]的正向轉動時，帶動與其固定連接的軸向頂動回轉件[2]旋轉，在套筒回轉阻尼件[7]對帶軸向銷孔的套筒[3]的旋轉阻尼限制下，軸向頂動回轉件[2]相對于帶軸向銷孔的套筒[3]轉動，軸向頂動回轉件[2]上軸向端面上的非圓曲面或斜面就會將彈性壓束在帶軸向銷孔的套筒[3]中的離合銷[4]頂出一部分，離合銷[4]頂出部分在轉動過程中插入帶銷坑的從動回轉件[6]上銷坑，此時分別位于軸向頂動回轉件[2]與帶軸向銷孔的套筒[3]上的回轉止位接觸副[8]接觸，軸向頂動回轉件[2]帶動帶軸向銷孔的套筒[3]同步旋轉，主動回轉件[I]與帶銷坑的從動回轉件[6]之間就處于旋轉咬合帶動連接關系。反之，當主動回轉件[I]的反向轉動時，軸向頂動回轉件[2]釋放離合銷
[4]，頂出帶軸向銷孔的套筒[3]的部分離合銷[4]在其上的被壓縮彈簧[5]作用下回彈，此時主動回轉件[I]與帶銷坑的從動回轉件[6]之間處于旋轉分離關系。
[0017]本例通過設置的兩對回轉止位接觸副[8]，正向傳動連接關系時離合銷[4]被頂入帶銷坑的從動回轉件[6]且一對對回轉止位接觸副[8]接觸，反向轉動時，軸向頂動回轉件[2]受到第二對回轉止位接觸副[8]接觸的限制，無法將離合銷[4]頂入帶銷坑的從動回轉件[6]，使得反向旋轉就始終處于分離狀態。本例的離合傳動裝置中所含離合銷[4]的數量nl、銷孔數量n2和銷坑數量n3取值為I。通過實測頂動回轉件[2]不會帶動帶軸向銷孔的套筒[3]需要阻尼力均值為F，可取2.5F作為本例套筒回轉阻尼件[7]的設計與安裝依據。
[0018]結合圖3，在單向傳動離合應用時，軸向頂動回轉件[2]的非對稱外廓可以取代回轉止位接觸副[8]的作用。軸向頂動回轉件[2]軸向外凸頂點圓周向兩側的一側設置為軸向漸厚面，另外一側設置為無法通過離合銷[4]的止位面，在正向傳動時，軸向頂動回轉件
[2]的軸向漸厚面頂出離合銷[4]但無法擠過離合銷[4]留下的尾部位置，主動回轉件[I]與帶銷坑的從動回轉件[6]之間就能實現旋轉咬合的連接關系；而在軸向頂動回轉件[2]反轉釋放離合銷[4]后，軸向頂動回轉件[2]在反轉時其上止位面無法頂出離合銷[4]，主動回轉件[I]與帶銷坑的從動回轉件[6]之間就始終處于分離關系。
【權利要求】
1.一種正反轉傳動中基于軸向移動離合銷的離合傳動裝置，其結構特征在于該裝置主要由主動回轉件[I]、軸向頂動回轉件[2]、帶軸向銷孔的套筒[3]、離合銷[4]、彈簧[5]、帶銷坑的從動回轉件[6]、套筒回轉阻尼件[7]、分別位于軸向頂動回轉件[2]與帶軸向銷孔的套筒[3]上的回轉止位接觸副[8]、旋轉支撐件[9]組成，主動回轉件[I]的正向轉動時，帶動軸向頂動回轉件[2]旋轉，在套筒回轉阻尼件[7]對帶軸向銷孔的套筒[3]的旋轉阻尼限制下，軸向頂動回轉件[2]相對于帶軸向銷孔的套筒[3]轉動，軸向頂動回轉件[2]上的非圓曲面或斜面將彈性壓束在帶軸向銷孔的套筒[3]中的離合銷[4]頂出一部分，頂出部分離合銷[4]在旋轉過程中插入帶銷坑的從動回轉件[6]上銷坑，分別位于軸向頂動回轉件[2]與帶軸向銷孔的套筒[3]上的回轉止位接觸副[8]產生接觸，此時主動回轉件[I]與帶銷坑的從動回轉件[6]之間就處于旋轉咬合傳動關系，反之，當主動回轉件[I]的反向轉動時，軸向頂動回轉件[2]釋放離合銷[4]，被頂出帶軸向銷孔的套筒[3]的部分離合銷[4]在其上設置的彈簧[5]作用下回彈，此時主動回轉件[I]與帶銷坑的從動回轉件[6]之間處于旋轉分離關系。
2.根據權利要求1所述的一種正反轉傳動中基于軸向移動離合銷的離合傳動裝置，其特征在于通過改變正反向兩對回轉止位接觸副[8]位置與形狀，主動回轉件[I]與帶銷坑的從動回轉件[6]之間可以實現正向傳動反向解脫的單向離合傳動關系，也可以實現正反轉傳動、中間過渡狀態分離的雙向離合傳動關系。
3.根據權利要求1所述的一種正反轉傳動中基于軸向移動離合銷的離合傳動裝置，其特征在于軸向頂動回轉件[2]端面上必須含有向一個方向旋轉能軸向頂動、向另一個方向旋轉能釋放離合銷[4]的斜面或曲面，軸向頂動回轉件[2]可以與主動回轉件[I]合成一個整體加工件，旋轉支撐件[9]也可以與主動回轉件[I]、軸向頂動回轉件[2]、帶軸向銷孔的套筒[3]或帶銷坑的從動 回轉件[6]中的一個部件合成一個整體加工件。
4.根據權利要求1所述的一種正反轉傳動中基于軸向移動離合銷的離合傳動裝置，其特征在于該裝置中所含離合銷[4]的數量nl、銷孔數量n2和銷坑數量n3可以根據實際空間大小限制和工作需求分別選擇，范圍在1-100之間，離合銷[4]可以是標準柱狀體、筒狀體、球狀體、橢球狀體或非標準異形體，使用彈力縮回時其上需設置彈簧[5]可作用的曲面、臺階面或拉、壓連接。
5.根據權利要求1所述的一種正反轉傳動中基于軸向移動離合銷的離合傳動裝置，可以通過在帶軸向銷孔的套筒[3]軸向兩側中的一側附加永磁來取代離合傳動裝置中的彈簧[5]，即把處在帶軸向銷孔的套筒[3] —側的軸向頂動回轉件[2]、主動回轉件[I]或其它增設的元件上附加永磁設置，在離合銷[4]上也附加永磁設置，離合銷[4]就可以依賴永磁吸力而不需要依賴彈簧[5]彈力縮回了。
6.根據權利要求1所述的一種正反轉傳動中基于軸向移動離合銷的離合傳動裝置，其特征在于該裝置單向傳動離合時可以通過設置軸向頂動回轉件[2]為非對稱外廓實現取代回轉止位接觸副[8]的作用，即軸向頂動回轉件[2]軸向端面外凸頂點兩側的一側為軸向漸厚面一側為止位面，主動回轉件[I]正向旋轉時，軸向頂動回轉件[2]的軸向漸厚面頂出離合銷[4]后無法擠過離合銷[4]留下的尾部位置，主動回轉件[I]與帶銷坑的從動回轉件[6]之間就實現了旋轉咬合傳動的連接關系；主動回轉件[I]反向旋轉時，軸向頂動回轉件[2]的軸向漸厚面反向釋放離合銷[4]，但軸向頂動回轉件[2]軸向端面上的止位面無法頂出離合 銷[4]，主動回轉件[I]與帶銷坑的從動回轉件[6]之間就處于分離關系。
【文檔編號】F16D41/06GK103807314SQ201410062887
【公開日】2014年5月21日 申請日期:2014年2月22日 優先權日:2014年2月22日
【發明者】王陳梓 申請人:王陳梓