[实用新型]空间楔合式摩擦超越离合器无效
申请号: | 201020186785.3 | 申请日: | 2010-04-20 |
公开(公告)号: | CN201747821U | 公开(公告)日: | 2011-02-16 |
发明(设计)人: | 洪涛 | 申请(专利权)人: | 洪涛 |
主分类号: | F16D41/06 | 分类号: | F16D41/06 |
代理公司: | 暂无信息 | 代理人: | 暂无信息 |
地址: | 524019 广东省湛江*** | 国省代码: | 广东;44 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 空间 合式 摩擦 超越离合器 | ||
技术领域
本发明涉及机械传动领域中的一种离合装置,以及包含该离合装置的诸如摩擦离合器、电磁离合器、安全离合器、联轴器、制动器、滑行器、变速器、传动轮、方向传感装置、铰链和各类工具等,特别但不仅仅涉及一种摩擦式超越离合器。
背景技术
现有技术中,摩擦式超越离合器主要具有两种型式,一种是基于楔形机构楔合作用的滚柱/珠式,一种是基于纯粹摩擦自锁的斜撑式。该两种超越离合器均为具有过大中空度的内、外双环的平面运动机构,其结构特点天然地决定了其为应对内部的径向运动或平面转动,而必然具有因滚柱、斜撑子、弹簧等等只能离散配置/存在所导致的结构缺陷和运动缺陷,以及必然具有线接触摩擦副和空载阻力正比于转速的力学缺陷,天然地决定了其楔角/接触角的过小和径向力的必然过大,以及其径向刚度的不足。而径向作用力的周向离散分布不仅致使其滚柱或斜撑子等中介构件的受力状况非常恶劣,而且更放大了其径向刚度不足的缺点,导致其径向弹性变形和弹性力的双重过大,从而致使其实际楔角/接触角不固定和楔合/接合过程不可靠,溜滑角过大,楔合/接合与解楔/脱开变得困难。作为后果,其实际楔角/接触角极度敏感于并正比于内外环和滚柱或斜撑子等因磨损带来的尺寸变化,以及内外环于径向受力点的弹性变形量;其滚柱或斜撑子等个体之间以及个体的不同轴向部位之间动作不易同步,经常被径向夹持得过紧或被挤碎,更常导致弹簧/保持架变形或折断。而对于斜撑式,更会致其因斜撑子翻转而失效。
上述缺陷直接导致现有技术具有承载能力低下、可靠性差、传动效率低、加工装配困难、成本高、易磨损、应用范围小的缺点(《超越离合器的发展现状及趋势》,张济政等,第三届中日机械技术史国际学术会议,昆明,2002年,398~403)。由于没有更好的替代技术,不得已,现有技术的该类超越离合器仍然成为分度、超越和逆止三个应用领域中的主流技术和产品。
100多年来,人们一直在努力寻找一种具备较多理想特性的超越离合器。然而,由于受制于现有技术的影响和技术偏见,致使学术界和工程界对摩擦式超越离合器中平面楔形机构的工作机理和物理本质认识不够透彻,几乎所有相关文献均普遍地误以为其传递转矩的物理本质是摩擦自锁(并称之为自锁条件),误以为能使楔形机构的两组摩擦副自锁,误以为非结构变形/破坏时的离合器打滑是因为摩擦自锁失效/被破坏的结果。甚至,对于与楔合机理毫无关系的斜撑式超越离合器,国内更概念不分地称之为“楔块式”超越离合器,将其作用于均匀环形空间而非楔形空间的斜撑子称为“楔块”。因而导致人们不知不觉地依照原有认识并几乎只在平面机构中寻求解决或改良的方案。在几乎挖尽了平面摩擦机构的一切潜力之后,其性能、结构、可靠性、成本和寿命等,依然没有获得实质性的提升,并最终走入死胡 同。探求比较理想的超越离合器因此成为人们长久渴望解决的技术难题。
专利文献CN2175321Y虽然公开了一种基于一个单向螺纹副和一个截锥形回转摩擦副的非平面的摩擦式单向离合器,但该文献没有给出保证离合器不打滑地稳定接合以传递转矩的任何有用信息或指示,只是泛泛地宣称一般不会出现打滑现象。因此,该实用新型实际上不可能达到其发明的目的。
另外,专利文献CN2479288Y也公开了一种类似的摩擦式单向超越离合器,专利文献CN1292464A和CN2728825Y则公开了两种具有大致类似结构的机动车滑行器。但同样地,该三份文献也没有给出保证离合器不打滑地稳定接合以传递转矩的任何有用信息、指示或启示。
实用新型内容
本发明致力于设计基于全新技术原理的装置,以避免上述缺点。本发明的目的在于提供一种具有更高承载能力、更高转速、更高可靠性、更长寿命、结构更简单、造价相对低廉的空间楔合式摩擦超越离合器。
为达成上述发明目的,本发明之空间楔合式摩擦超越离合器包括空间楔形机构,其具有绕一轴线回转的轴向接合的至少一个牵引摩擦机构,以及为该牵引摩擦机构提供接合力并绕所述轴线回转的至少一个转动导向机构,其中,牵引摩擦机构包括与上述轴线共轴线并均设置有回转摩擦面的摩擦环和中介环,转动导向机构包括与上述轴线共轴线并均设置有相应导向面的导向环和中介环;当空间楔形机构楔合时,中介环与导向环双方的导向面之间的相互抵触部位的升角λ大于零且小于等于ξ,ξ是能够令形成于所述抵触部位的导向摩擦副自锁的所述升角的最大值。
升角λ的取值范围还可以是:ζ<λ≤ξ,或者,0<λ≤ζ(当ζ>0),其中,ζ是能够令所述抵触部位的导向摩擦副自锁的所述升角λ的最小值,也是令回转摩擦面之间相互抵触所形成的牵引摩擦副自锁的升角λ的最大值。
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