[发明专利]自由式皮带轮

说明书

技术领域

本发明涉及内置单向轴承的自由式皮带轮，固定于汽车交流发电机旋转轴的端部，在与固定于发动机曲轴端部的驱动皮带轮之间，通过挂设无接头皮带，驱动上述汽车交流发电机。

背景技术

目前，国内的汽车发电机采用的是简单皮带轮，不含单向轴承，在汽车用电功率增加的要求下，易产生打滑现象，引起整车无法正常工作。汽车发动机外围的整个轮系寿命，包括皮带及惰轮，发动机通过轮系带动发电机工作。当发动机变速时，皮带工作时的速度会受到发动机燃烧过程的影响而小幅波动，由于整个轮系是从动部件，包括发电机的从动皮带轮，而发电机由于惯性矩的作用，仍会继续转动，在这种情况下，用于传动的皮带会突然由紧变松或由松变紧，这样，由于汽车的加减速工况，存在不间断的变速或停止的状态，使整个轮系始终处于由紧变松、由松变紧的变力状态，极易损坏皮带和轮系的惰轮，这种情况在柴油发动机与带有高冲击力换档器的自动变速器以及装有高惯性矩的交流发电机的车辆上尤为明显。自由式皮带轮的采用，减弱了皮带的振动，减少了皮带的伸长运动，并同时延长了皮带的寿命，此外，还可降低在使用多槽V型皮带时传动系统的负荷并降低整个传动系统的噪声，并保证发动机正常的工作寿命。

近年来，国外提出这样的技术方案，在无接头皮带的移动速度处在一定或上升倾向时，可自由地从无接头皮带向旋转轴传递动力，并且，无接头皮带的移动速度处于下降倾向时，从动皮带轮和旋转轴可以自由地相对旋转的交流发电机用内置单向离合器的皮带轮装置的方案，如日本专利特开昭56-101353、特开平3-313803、同8-61443、同10-285833、特公平3-32585、特开2001-82586、法国专利FR2326059A1等，并且一部分这样的交流发电机用内置单向离合器的皮带轮装置已经被实际使用。特开2001-82586公开的《交流发电机用内置单向离合器的皮带轮》，是上述技术方案中发电效率较高和无接头皮带寿命较长的技术方案，其采用在交流发电机的旋转轴上，外部套装了固定自由的芯轴；在该芯轴的周围与该芯轴同心设置了从动皮带轮；在芯轴外圆面的轴向的中间部和从动皮带轮的内圆面的轴向中间部之间设置有单向离合器，只有在该从动皮带轮相对于上述芯轴向所规定方向相对转动的倾向时，从动皮带轮和芯轴之间的转动力就可以自由传递；在上述芯轴的外圆面和从动皮带轮的内圆面之间设置有一对可使该芯轴和从动皮带轮可以自由相对转动的支承轴承，这对支承轴承从轴向两端夹住该单向离合器且支承着加载于该从动皮带轮的径向载荷。上述单向离合器和支承轴承采用过盈配合的方式套装在芯轴上，支承轴承与从动皮带轮的过盈量会直接影响到轮系的轴向定位精度，从而导致传递扭矩的有效长度不统一；其次，单向离合器与芯轴间也是采用过盈配合，这种结构当汽车行驶在路况较好的公路上时可以满足使用要求，但是，当汽车行驶在路况不好的道路上时，比如崎岖的山路等，单向离合器和芯轴间会出现打滑失效现象；另外，其支承轴承外端未设置防尘密封件，路况理想状态下可使用，当路况较为恶劣时，汽车行驶过程中会有尘土进入支承轴承而影响使用寿命。

目前，在发电机领域普遍采用的一种从动皮带轮，其采用的方案是在交流发电机的旋转轴上，外部套装了固定自由的芯轴；在该芯轴的周围与该芯轴同心设置了从动皮带轮；在芯轴外圆面的轴向的中间部和从动皮带轮的内圆面设置有一单向离合器，单向离合器的外圈与从动皮带轮的内圆面过盈配合，在单向离合器的轴向中部设置有单向滚动体，两端设置有可使该芯轴和从动皮带轮可以自由相对转动的支承滚针。上述单向离合器的单向滚动体与两端支撑滚针共用一个外圈，外圈内圆为三部分滚动体共用的一个长滚道，在提高外圈工艺性的同时由于长滚道引起了滚道精度一致性不好的情况，并导致在传动过程引起微振磨损损耗，产生噪音。同时，由于单向离合器的内圈与芯轴采用过盈配合的方式，如上述专利一样，单向离合器和芯轴间会出现打滑失效现象，无法确保交流发电机的发电效率。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：针对现有的从动皮带轮装置中由于单向轴承和支承轴承与芯轴间没有可靠的轴向定位，而影响整个轮系的轴向定位精度，从而导致传递扭矩的有效长度不统一；单向轴承与芯轴间会出现打滑失效现象；当路况较为恶劣时，汽车行驶过程中会有尘土进入支承轴承而影响使用寿命等不足。本发明提供一种自由式皮带轮，该自由式皮带轮传递扭矩的有效长度统一，单向轴承与芯轴间不会出现失效现象，使用寿命长。