[其他]半柔性高挂合率齿式离合器

说明书

本发明公开了一种半柔性高挂合率齿式离合器适用于各种齿式变速离合器，特别是重载下挂合齿轮不易转动的齿式变速离合器。它是在挂合齿轮、被挂合齿轮、联动轮组成的现有卤式离合器上，增加联动机构和定中元件，使被挂合齿轮在变速挂合时，能相对联动轮有一个自由摆动８，这样挂合齿轮的轮齿就可很容易的进入被挂合齿轮的齿沟，顺利完成挂合动作。从而将现有齿式离合器的挂合率从３０％提高到９０％以上，并可减小挂合时的冲击力，提高齿轮使用寿命。

本发明涉及的半柔性高挂合率齿式离合器，是对现有齿式变速离合器的改良。适用于各种齿式变速器，特别是重载下，被挂合齿轮不易转动的齿式变速离合器。

现有的齿式变速离合器主要由挂合齿轮、被挂合齿轮、联动轮及其轴系组成。其中被挂合齿轮同联动齿轮常被作成一体或是固定在一起，当然，联动轮可以是带有齿的联动齿轮，通过其齿来传递能量和运动;联动轮也可以不带齿，这时的联动轮同其轴相互固定，能量和运动是通过其轴向下传递的。这种齿式离合器的挂合条件是挂合齿轮的轮齿正好对准被挂合齿轮的齿沟。这种机率在齿式离合器的挂合中是很小的，尤其是带有重载荷的设备，在停止状况下被挂合齿轮是很难转动的，从而给挂合成功带来了困难。所以现有的齿式变速离合器的一次挂合率还不到30%，并且挂合时容易产生大的冲击力损坏轮齿。

为解决上述问题，美国专利US4577525提出采用同步器，改善了汽车的挂合性能，但对被挂合齿轮静止，并带有重载荷设备的挂合问题仍未解决。而美国专利US4312243提出的柔性离合器，采用磨擦元件，其结构复杂。

本发明的任务是提供一种结构比较简单，半柔性高挂合率的齿式离合器，其挂合率可高于90%，并且能减小挂合过程中产生的冲击力，增添柔性，提高齿轮的寿命。

本发明的权利要求1特征部分给出的结构特征解决了上述任务。

首先挂合齿轮和被挂合齿轮挂合端的轮齿均为半圆形或尖形结构，此结构可以使挂合齿轮同被挂合齿轮在挂合时因轮齿沟没能对准而产生一个周向力，此周向力有推动被挂合轮产生转动的可能，同时从图1、图2挂合轮齿碰合情况中可看到产生这种周向力的机率是很高的。这就为被挂合齿轮产生转动提供了一个必要条件。而另一个必要条件是被挂合齿轮在结构上应具有不受负载影响，可作一定量的自由转动。本发明利用被挂合齿轮[2]、联动轮[3]上设置的辐板孔[4]和凸出爪键[5]之间的大间隙配合，给予了解决。爪键在辐板孔中可以自由转动的角度为2δ（参见图3），其中δ不应小于齿距角的一半。本发明又利用弹性定中元件将爪键保持在辐板孔的中心位置（在没有外力作用时），这样爪键在辐板孔中可向前或向后转动δ度，以便在挂合过程中，根据周向力的推动方向，使被挂合齿轮产生相应的转动，以保证轮齿同齿沟对准，顺利完成挂合动作。挂合之后的被挂合齿轮将以其辐板孔的一个侧面去带动爪键，从而带动联动轮及负载。

在离合器挂合中，若挂合齿轮[1]和被挂合齿轮[2]的轮齿正好对准齿沟，如图1、图2中（C）所示，此时挂合动作将会非常顺利的完成。若挂合齿轮[1]和被挂合齿轮[2]的轮齿相互错碰，如图1、图2中（b）所示，就能产生周向力F，F推动被挂合齿轮[2]转动以便完成挂合动作。若挂合齿轮[1]和被挂合齿轮[2]的轮齿对碰，如图1、图2中（a）所示，此时挂合动作受阻，但这种机率在这种机构中是很小的。为了防止离合器在运动中爪键从辐板孔中脱出，本发明选用卡圈[7]作为被挂合齿轮同联动轮在轴向上的定位元件。卡圈的结构可以是内卡圈，如图5所示，或外卡圈如图3、图4所示。

上述结构原理正是本发明提高挂合率的理论依据。

为了减少离合器挂合时的冲击力，使其具有一定的柔性，本发明中定中元件在作用、数量和刚度上可以按离合器传递功率大小的需要进行设计，其作用是定中或缓冲，数量可以是一个或多个，刚度是一种如图4、图5或多种如图3中定中元件为4个2组，使其挂合时得到两种刚度，或是它们的组合而其结构可以是扭簧如图3所示，压簧如图4所示或弹性环如图5所示等。

本发明中的被挂合齿轮可以是外齿轮如图3、图4所示，也可是内齿轮如图5所示，而其他参数应按传动要求设计。被挂合齿轮上的辐板孔和爪键应成对组合，并且可是一组，也可是多组。