分體組裝式汽車發電機單向離合皮帶輪的制作方法

本實用新型涉及用環形撓性元件傳送旋轉運動的傳送裝置，尤其涉及一種汽車發電機單向離合皮帶輪。

背景技術：

汽車電控系統所需電源均由汽車發電機提供，而汽車發電機是由汽車發動機驅動的，發動機的動力輸出軸通過帶傳動驅動汽車發電機，由于發動機的運行轉速是個變量，根據汽車電控要求，發電機的輸出電壓波動量越小越好，發電機的轉速波動直接影響到輸出電壓高低，而發動機的轉速會隨行駛要求不斷變化，因此由發動機帶動的發電機轉速將隨之波動，為了減少汽車發動機行駛過程中輸出轉速波動對發電機的輸出電壓的影響，在中國專利200710160269.6中公開了一種汽車發電機單向皮帶輪能較好地解決上述問題，這種汽車發電機單向皮帶輪包括皮帶輪轂、外曲面芯輪、兩個軸承、軸套、滾柱、扁彈簧和保護蓋，詳細的技術方案在專利文獻中已有公開。

上述專利方案雖然能減少汽車發動機行駛過程中輸出轉速波動對發電機的輸出電壓的影響，但在實際使用過程中仍存如下缺點：

在不增加皮帶輪外徑條件下，其內的單向離合機構所能承載的極限扭矩有限，表現為分布在外曲面芯輪外壁的多個凸起在速度急速狀態下容易折斷，皮帶輪的使用壽命難以保證。同時，由于滾柱與軸套之間鎖定軌道是由斜面與圓弧面組成的，當滾柱沿斜面向圓弧面逐步前移過程中，滾柱的鎖緊角不斷增大，使得滾柱與軌道之間的摩擦不斷增大，加速了滾柱與鎖定軌道之間的磨損，在此過程中滾柱的鎖緊角是個變量，滾柱的鎖緊力也隨之變化，不符合滾柱鎖緊角恒定的設計要求，這是導致單向離合機構提前失效的原因之一。

隨著汽車檔次的不斷升級，汽車電子、電控設備不斷增加，汽車發電機也必須隨之增大。也即意味著發電機單向離合皮帶輪的極限傳動扭矩要增大，來自發動機曲軸的扭轉振動自然地傳遞到附件傳動系上，發電機承受的極限轉動慣量更大，采用現有技術方案需要增加發電機的幾何尺寸，這樣不符合汽車的節能節材的輕量化設計要求，為了減少發動機曲軸非均勻旋轉對發電機的影響，提高發電機單向離合皮帶輪的使用壽命，必須對上現有技術方案進行改進。

技術實現要素：

本實用新型提供了一種分體組裝式汽車發電機單向離合皮帶輪，它能在不增加皮帶輪幾何尺寸條件下，既能增大汽車發電機單向離合皮帶輪極限扭矩，消除單向離合機構在額定極限載負下意外損害，確保皮帶輪的使用壽命，同時，加工工藝簡單，成本低，實用性強。

本實用新型采取的技術方案如下：

一種分體組裝式汽車發電機單向離合皮帶輪，其特征是：包括皮帶輪轂、芯軸、左滾動軸承、右滾動軸承、單向滾柱、保持架、復位彈簧和單向滾道套，皮帶輪轂的內孔為精密軸承安裝孔，左滾動軸承、單向滾道套和右滾動軸承通過過盈配合方式安裝在皮帶輪轂的精密軸承安裝孔中，單向滾道套位于左滾動軸承和右滾動軸承之間，單向滾柱通過保持架和復位彈簧安裝在單向滾道套和芯軸的外圓之間，由此形成皮帶輪的單向離合機構，所述芯軸的外圓由左軸徑段、中間軸徑段和右軸徑段組成，左軸徑段用于安裝左滾動軸承，右軸徑段用于安裝右滾動軸承，中間軸徑段用于安裝單向滾柱、保持架、復位彈簧和單向滾道套的結合體；在單向滾道套的內孔中等間隔地分布設置單向楔槽，單向楔槽由基圓段、弧形楔面和極限圓弧段組成，基圓段的半徑為R1，弧形楔面的半徑為R2，極限圓弧段的半徑為R3，芯軸的中間軸徑段的外圓半徑為R4，單向滾柱的半徑為R5，極限圓弧段的半徑與單向滾柱的半徑相等，即R3＝R5，弧形楔面的半徑是單向滾柱直徑的8～10倍，即R2＝16-20R5，弧形楔面的起始端與基圓段相切，弧形楔面的終止端與極限圓弧段相切，單向離合機構的鎖緊角β 為如下兩條連線的夾角，第一條為弧形楔面與單向滾柱的接觸點與單向滾柱中心的連線，第二條為單向滾柱中心與芯軸的中心的連線，單向離合機構的鎖緊角β＝3°～10°，弧形楔面的最大深度為0.5～1.2毫米，基圓段的半徑小于芯軸的中間軸徑段的外圓半徑與單向滾柱的直徑之和，即R1＜R4+2R5。

進一步，弧形楔面的半徑為單向滾柱的半徑的8倍，即R2＝8R5，單向離合機構的鎖緊角β為3°。

進一步，弧形楔面的半徑為單向滾柱的半徑的9倍，即R2＝9R5，單向離合機構的鎖緊角β為8°。

進一步，弧形楔面的半徑為單向滾柱的半徑的10倍，即R2＝10R5，單向離合機構的鎖緊角β為10°。

在不改變汽車發電機單向離合皮帶輪中皮帶輪轂、芯軸和單向滾柱直徑的前提下，通過改進離合結構，提高極限扭矩，恒定單向滾柱的鎖緊角，簡化離合結構件的加工工藝。將離合結構設計成由芯軸、單向滾柱、保持架、復位彈簧和單向滾道套組成的結合件，皮帶輪轂的內孔改為精密軸承安裝孔，左滾動軸承、單向滾道套和右滾動軸承均通過過盈配合方式安裝在皮帶輪轂的精密軸承安裝孔中，且單向滾道套位于左滾動軸承和右滾動軸承之間，這樣便于簡化皮帶輪轂和單向滾道套的機械加工工藝和熱處理工藝，也簡化了整個產品的裝配工藝。

在單向滾道套的內孔中設置單向楔槽，單向楔槽由基圓段、弧形楔面和極限圓弧段組成，極限圓弧段的半徑與單向滾柱的半徑相等，弧形楔面的半徑為單向滾柱直徑的8～10倍，弧形楔面的起始端與基圓段相切，弧形楔面的終止端與極限圓弧段相切，單向離合機構的鎖緊角β為3°～10°，弧形楔面的最大深度為0.5～1.2毫米，基圓段的半徑R1小于芯軸的中間軸徑段的外圓半徑R4與單向滾柱的直徑之和。這樣，單向滾柱在工作過程中在受到同等極限載荷條件下，由于受力面在單向楔槽的弧形楔面上，受力點的半徑大于現有技術，提高了對汽車發電機單向離合皮帶輪中離合結構的極限扭矩，通過極限扭矩試驗，采用 本方案，極限扭矩可提高20％～22％，同時消除了現有技術中設置在外曲面芯輪外壁的凸起在速度急速狀態下容易折斷的缺陷。將單向楔槽設計成全程圓弧形軌道能確保單向滾柱在運行過程中的鎖緊角恒定，消除現有技術中單向滾柱在斜面軌道上運行是鎖緊角不斷變化而引起鎖不緊或鎖緊力過大的問題，減小運行過程中單向滾柱對單向鎖定軌道的摩擦力，從而提高單向離合機構的使用壽命。

附圖說明：

圖1為本實用新型的結構示意圖；

圖2為圖1中的A-A剖視圖；

圖3為圖2中I的局部放大圖；

圖4為皮帶輪轂的結構示意圖；

圖5為設置在單向滾道套內孔壁上的單向楔槽的結構示意圖；

圖6為芯軸的結構示意圖；

圖中：1-皮帶輪轂；2-芯軸；3-左滾動軸承；4-右滾動軸承；5-單向滾柱；6-保持架；7-復位彈簧；8-單向滾道套；9-弧形楔面與單向滾柱的接觸點與單向滾柱中心的連線；10-單向滾柱中心與芯軸的中心的連線；11-精密軸承安裝孔；81-基圓段；82-弧形楔面；83-極限圓弧段；21-左軸徑段；22-中間軸徑段；23-右軸徑段；R1-基圓段的半徑；R2-弧形楔面的半徑；R3-極限圓弧段的半徑；R4-中間軸徑段的半徑；R5-單向滾柱的半徑；β為單向離合機構的鎖緊角。

具體實施方式

下面結合附圖說明本實用新型的具體實施方式：

實施例1：一種分體組裝式汽車發電機單向離合皮帶輪，如圖1～圖6所示，包括皮帶輪轂1、芯軸2、左滾動軸承3、右滾動軸承4、單向滾柱5、保持架6、復位彈簧7和單向滾道套8，皮帶輪轂1的內孔為精密軸承安裝孔11，左滾動軸承3、單向滾道套8和右滾動軸承4通過過盈配合方式安裝在皮帶輪轂1的精密軸承安裝孔11中，單向滾道套8位于左滾動軸承3和右滾動軸承4之間，單 向滾柱5通過保持架6和復位彈簧7安裝在單向滾道套8和芯軸2的外圓之間，由此形皮帶輪的單向離合機構，所述芯軸2的外圓由左軸徑段21、中間軸徑段22和右軸徑段23組成，左軸徑段21用于安裝左滾動軸承3，右軸徑段23用于安裝右滾動軸承4，中間軸徑段22用于安裝單向滾柱5、保持架6、復位彈簧7和單向滾道套8的結合體；在單向滾道套8的內孔中等間隔地分布設置單向楔槽，單向楔槽由基圓段81、弧形楔面82和極限圓弧段83組成，基圓段81的半徑為R1，弧形楔面82的半徑為R2，極限圓弧段83的半徑為R3，芯軸2的中間軸徑段22的外圓半徑為R4，單向滾柱5的半徑為R5，極限圓弧段83的半徑與單向滾柱5的半徑相等，即R3＝R5，弧形楔面82的半徑是單向滾柱5直徑的8～10倍，即R2＝16-20R5，弧形楔面82的起始端與基圓段81相切，弧形楔面82的終止端與極限圓弧段83相切，單向離合機構的鎖緊角β為如下兩條連線的夾角，第一條為弧形楔面與單向滾柱的接觸點與單向滾柱中心的連線9，第二條為單向滾柱中心與芯軸的中心的連線10，單向離合機構的鎖緊角β＝3°～10°，弧形楔面82的最大深度為0.5～1.2毫米，基圓段81的半徑小于芯軸2的中間軸徑段22的外圓半徑與單向滾柱5的直徑之和，即R1＜R4+2R5。

本實用新型的實施方式很多，不限于上例，只要單向離合機構中含有單向滾道套8，且單向楔槽設置在單向滾道套8的內孔圓周上，單向滾道套8通過過盈配合方式安裝在皮帶輪轂1的精密軸承安裝孔11中，其上的單向楔槽由基圓段81、弧形楔面82和極限圓弧段83組成，使得單向滾柱5在運行過程中鎖緊角不變的所有技術方案均屬于本實用新型的保護范圍之內。