一種正反轉傳動中基于徑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，需要附加輔助動力實現離合動作，缺少一種利用主動回轉件自身動力完成徑向離合的簡單自動離合裝置。本發明提出了一種正反轉傳動中基于徑向移動離合銷的離合傳動裝置，主要由主動回轉件、徑向頂動回轉件、帶徑向銷孔的套筒、離合銷、彈簧、帶銷坑的從動回轉件、套筒回轉阻尼件、分別位于徑向頂動回轉件與帶徑向銷孔的套筒上的回轉止位接觸副組成。該離合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，可以部分取代正反轉機械傳動中常用的電磁離合裝置，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徑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徑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裝置。本發明提出了一種正反轉傳動中基于徑向移動離合銷的離合傳動裝置，主要由主動回轉件、徑向頂動回轉件、帶徑向銷孔的套筒、離合銷、彈簧、帶銷坑的從動回轉件、套筒回轉阻尼件、分別位于徑向頂動回轉件與帶徑向銷孔的套筒上的一對回轉止位接觸副組成。與現有電磁驅動離合的離合裝置想比，該離合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外國人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徑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徑向離合銷的自動離合裝置。
[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徑向離合銷的自動離合裝置主要由主動回轉件[I]、徑向頂動回轉件[2]、帶徑向銷孔的套筒[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]、分別位于徑向頂動回轉件
[2]與帶徑向銷孔的套筒[3]上的回轉止位接觸副[8]組成。當主動回轉件[I]的正向轉動時，帶動與其固定連接的徑向頂動回轉件[2]旋轉，在套筒回轉阻尼件[7]對帶徑向銷孔的套筒[3]的旋轉阻尼限制下，徑向頂動回轉件[2]相對于帶徑向銷孔的套筒[3]轉動，徑向頂動回轉件[2]上的非圓曲面或斜面就會將彈性壓束在帶徑向銷孔的套筒[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，此時分別位于徑向頂動回轉件[2]與帶徑向銷孔的套筒[3]上的回轉止位接觸副[8]接觸，徑向頂動回轉件[2]帶動帶徑向銷孔的套筒[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，徑向頂動回轉件[2]釋放離合銷[4]，頂出帶徑向銷孔的套筒[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]該自動離合裝置的主動回轉件[I]既可以插在帶銷坑的從動回轉件[6]圓內布置，也可以套在帶銷坑的從動回轉件[6]圓外布置，從而分別實現從內圓帶動外圓和從外圓帶動內圓的離合傳動關系。
[0007]通過改變該自動離合裝置的回轉止位接觸副[8]位置與數量或徑向頂動回轉件
[2]旋轉外廓形狀，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]或改變徑向頂動回轉件[2]自身外廓的非對稱性，在保證正向傳動連接關系不變的情況下，反轉時，徑向頂動回轉件[2]受到增設的回轉止位接觸副[8]的限制或自身外廓不對稱性限制，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；
(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，徑向頂動回轉件[2]在附加彈性或電控作用下能回到上述圓周兩個角度之間空閑位置時，就實現了主動回轉件[I]與帶銷坑的從動回轉件[6]之間的分離。
[0008]制作時，該裝置主動回轉件[I]與徑向頂動回轉件[2]可以根據空間布置需求合并成一個等效傳動關系的的異形零件。
[0009]在單向傳動離合應用時，徑向頂動回轉件[2]可以是凸輪、偏心圓體、橢圓體或楔體，也可以利用自身非對稱外廓可以發揮回轉止位接觸副[8]的作用。例如，徑向頂動回轉件[2]徑向外凸頂點圓周向兩側的一側設置為徑向漸厚面，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，徑向頂動回轉件[2]的徑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；而在徑向頂動回轉件[2]反轉釋放離合銷[4]后，徑向頂動回轉件
[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。
[0010]本發明的離合裝置中所含離合銷[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1-1000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。
[0011]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]擠出到位前徑向頂動回轉件[2]可以相對帶徑向銷孔的套筒[3]轉動而不至于過分帶動。
[0012]此外，當采用從內圓帶動外圓離合傳動關系時，可以通過內圓附加永磁來取消離合裝置中的彈簧[5]，即把處在帶徑向銷孔的套筒[3]內的徑向頂動回轉件[2]、主動回轉件[I]或其它增設的軸、軸套上附加永磁，在離合銷[4]上附加永磁，離合銷[4]與處在帶徑向銷孔的套筒[3]內的的永磁始終相吸，就不需要彈簧[5] 了。
[0013]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徑向離合銷的自動離合裝置的傳動方法與原理。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0014]圖1:一種正反轉傳動中基于徑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徑向移動離合銷的離合傳動裝置處于傳動連接位置時的俯視圖；
圖3:—種正反轉傳動中基于徑向移動離合銷的離合傳動裝置處于分離位置時的組成剖面示意圖；
圖4:一種正反轉傳動中基于徑向離合銷的單向離合傳動裝置處于傳動連接位置時的俯視圖。
[0015]圖5:—種正反轉傳動中基于徑向離合銷的雙向離合傳動裝置部分零件等效合并制作示例圖。
[0016]其中，圖1、2、3、4和5中使用了統一數字標號:1主動回轉件、2徑向頂動回轉件、3帶徑向銷孔的套筒、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分別位于徑向頂動回轉件[2]與帶徑向銷孔的套筒[3]上的回轉止位接觸副、9圖示旋轉方向離合銷、10圖示旋轉反方向離合銷孔。
【具體實施方式】
[0017]下面結合圖1、圖2、圖3和圖4，對本發明專利的實施例進一步詳細的描述。
[0018]結合圖1、圖2和圖3，本發明的一種正反轉傳動中基于徑向移動離合銷的離合傳動裝置實施例——單向離合傳動裝置由主動回轉件[I]、徑向頂動回轉件[2]、帶徑向銷孔的套筒[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]、分別位于徑向頂動回轉件[2]與帶徑向銷孔的套筒[3]上的回轉止位接觸副[8]組成，此處，徑向頂動回轉件[2]可采用徑向凸輪，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]采用可以間隙插入銷孔的壓簧，套筒回轉阻尼件[7]采用側面摩擦阻尼副，由于軸向頂動回轉件[2]靠彈簧[5]復位，所以此實施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、反方向旋轉傳動時徑向頂動回轉件[2]與帶徑向銷孔的套筒[3]間的回轉止位帶動需求。
[0019]當主動回轉件[I]的正向轉動時，帶動與其固定連接的徑向頂動回轉件[2]旋轉，在套筒回轉阻尼件[7]對帶徑向銷孔的套筒[3]的旋轉阻尼限制下，徑向頂動回轉件[2]相對于帶徑向銷孔的套筒[3]轉動，徑向頂動回轉件[2]上的非圓曲面或斜面就會將彈性壓束在帶徑向銷孔的套筒[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，此時分別位于徑向頂動回轉件[2]與帶徑向銷孔的套筒[3]上的回轉止位接觸副[8]接觸，徑向頂動回轉件[2]帶動帶徑向銷孔的套筒[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，徑向頂動回轉件[2]釋放離合銷[4]，頂出帶徑向銷孔的套筒[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。
[0020]本實施例圖1、圖2、圖3中都是以內圓帶動外圓為例示意的。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。
[0021]本實施例通過實測頂動回轉件[2]不會帶動帶徑向銷孔的套筒[3]需要阻尼力均值為F，取2F作為套筒回轉阻尼件[7]的設計與安裝依據。主動回轉件[I]與徑向頂動回轉件[2]是兩個獨立制作且相互固定連接的零件。
[0022]結合圖4，在單向傳動離合應用時，徑向頂動回轉件[2]的非對稱外廓可以取代回轉止位接觸副[8]的作用。圖4中，徑向頂動回轉件[2]徑向外凸頂點圓周向兩側的一側設置為徑向漸厚面，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，徑向頂動回轉件[2]的徑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；而在徑向頂動回轉件[2]反轉釋放離合銷[4]后，徑向頂動回轉件[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。
[0023]結合圖5，在單、雙向傳動離合應用時，主動回轉件[I]與徑向頂動回轉件[2]可以根據空間布置需求合并成一個等效傳動關系的異形零件。圖5中是一個雙向傳動離合裝置的異形零件示例，該圖中將原來的主動回轉件[I]、徑向頂動回轉件[2]、彈簧[5]、回轉止位接觸副[8]的一個止位面合成了一個異形軸主動回轉件，即在主動回轉件[I]上倒角取代徑向頂動回轉件[2]和回轉止位接觸副[8]的一個止位面，并在主動回轉件[I]上附加永磁，就可以取代彈簧[5]將離合銷始終往軸心方向拉，這時離合銷[9]和[10]需是磁吸材料或附加永磁材料制成。與該結構對應的帶徑向銷孔的套筒[3]內圓上設置凸出體
[9]或軸向銷釘充當回轉止位接觸副[8]的另一個止位面。圖5中帶徑向銷孔的套筒[3]上的銷孔采用長方孔設置，內放軸線與套筒[3]軸線平行的柱狀銷。圖5中合成的異形軸主動回轉件沿圖示旋轉箭頭方向旋轉驅動時，圖示旋轉方向離合銷[9]被頂出銷孔一部分并嵌入對應得帶銷坑的從動回轉件[6]，從而實現該方向傳動，此時圖示旋轉反方向離合銷
[10]被旋轉中心的永磁場吸入收藏在帶徑向銷孔的套筒[3]壁中；合成的異形軸主動回轉件沿圖示旋轉反方向旋轉驅動時，離合銷[10]被頂出銷孔一部分并嵌入對應得帶銷坑的從動回轉件[6],從而實現反方向傳動,此時圖不旋轉方向離合銷[9]也會被中心的永磁場吸入帶徑向銷孔的套筒[3]。如果控制異形軸主動回轉件旋轉到這兩個傳動方向中間時，傳動裝置就處于雙向分離狀態。離合銷[4]的數量nl、銷孔數量n2和銷坑數量n3取值為2。
【權利要求】
1.一種正反轉傳動中基于徑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[1]、徑向頂動回轉件[2]、帶徑向銷孔的套筒[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]、分別位于徑向頂動回轉件[2]與帶徑向銷孔的套筒[3]上的回轉止位接觸副[8]組成，當主動回轉件[1]的正向轉動時，帶動與其固定連接的徑向頂動回轉件[2]旋轉，在套筒回轉阻尼件[7]對帶徑向銷孔的套筒[3]的旋轉阻尼限制下，徑向頂動回轉件[2]相對于帶徑向銷孔的套筒[3]轉動，徑向頂動回轉件[2]上的非圓曲面或斜面就會將彈性壓束在帶徑向銷孔的套筒[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，此時分別位于徑向頂動回轉件[2]與帶徑向銷孔的套筒[3]上回轉止位接觸副[8]接觸，徑向頂動回轉件[2]就會使得帶徑向銷孔的套筒[3]同步旋轉，此時主動回轉件[1]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[1]的反向轉動時，徑向頂動回轉件[2]釋放離合銷[4]，頂出帶徑向銷孔的套筒[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[1]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徑向移動離合銷的離合傳動裝置，其特征在于主動回轉件[I]既可以插在帶銷坑的從動回轉件[6]圓內布置，也可以套在帶銷坑的從動回轉件[6]圓外布置，分別實現從內圓帶動外圓和從外圓帶動內圓的離合傳動關系O
3.根據權利要求1所述的一種正反轉傳動中基于徑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傳動離合關系，也可以實現正反轉雙向傳動、中間過渡狀態分離的三態離合關系。
4.根據權利要求1所述的一種正反轉傳動中基于徑向移動離合銷的離合傳動裝置，其特征在于徑向頂動回轉件[2]端面上上必須含有一個方向旋轉時能夠徑向頂動另一個方向旋轉時能夠釋放離合銷[4]的斜面或曲面，徑向頂動回轉件[2]在具體實現時也可以與主動回轉件[I]合成一個具有等效傳動關系的整體加工件。
5.根據權利要求1所述的一種正反轉傳動中基于徑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1-1000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。
6.根據權利要求1所述的一種正反轉傳動中基于徑向移動離合銷的離合傳動裝置，可以通過內圓或外圓附加永磁來取代離合裝置中的彈簧[5]，即把處在帶徑向銷孔的套筒[3]內側或外側部分構件附加永磁，在離合銷[4]上也附加永磁，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。
7.根據權利要求1所述的一種正反轉傳動中基于徑向移動離合銷的離合傳動裝置，其特征在于單向傳動離合時可以通過設置徑向頂動回轉件[2]為非對稱外廓實現取代回轉止位接觸副[8]的作用，即徑向頂動回轉件[2]徑向端面外凸頂點兩側的一側為徑向漸厚面一側為止位面設置，正向傳動時，徑向頂動回轉件[2]的徑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，而徑向頂動回轉件[2]反轉釋放離合銷[4]后，徑向頂動回轉件[2]徑向端面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。
【文檔編號】F16D41/06GK103807315SQ201410062896
【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