[发明专利]一种斜撑离合器结构的正向设计与计算方法

说明书

本发明公开了一种斜撑离合器结构的正向设计与计算方法，正向设计包括包括呈圆弧型面设置的楔块、外套和内轴，所述外套和内轴之间形成滚道，所述楔块可滑动设于滚道内；计算方法包括S1反转内外滚道、并对楔块的运动进行分析以及S2求解最大升程。本发明属于斜撑式超越离合器的设计方法技术领域，具体是提供了一种在不改变基本参数的前提下，对楔块结构进行局部修正并增设新的参数，使四种标准楔块的有效升程，全部大于对应的原标准数据并达到最大值，进而提高了离合器整体的翻转力矩和极限载荷，使包括强制连续型斜撑离合器和全相位型斜撑离合器在内的两种形式的斜撑式超越离合器整体性能得以提升的斜撑离合器结构的正向设计与计算方法。

技术领域

本发明属于斜撑式超越离合器的设计方法技术领域，具体是指一种斜撑离合器结构的正向设计与计算方法。

背景技术

斜撑式超越离合器包括强制连续型斜撑离合器和全相位型斜撑离合器，两种都属于摩擦式超越离合器。超越离合器是一种根据主、从动部分的相对运动速度变化，或旋转方向的变换能自动接合或脱开的离合器。其中斜撑离合器具有传递扭矩大、质量小的特点，广泛应用于直升机传动系统、航空发动机的起动机以及自动挡汽车变速箱等工作环境中。

早期的文献，是国内外圆弧型面离合器的主要参考依据，但并未对楔块宽度给出具体的位置，其中蕴含的设计方法和依据也未给出。后期的研究中，主要集中于性能的比较分析，以及型面的结构设计。但时至今日，圆弧型面离合器仍是相关研究所和企业的主要产品结构形式。因此有必要深入其结构细节，做好相关的基础研究和优化升级，为后续离合器的正向设计提供理论和技术的支撑的斜撑离合器结构。

发明内容

为解决上述现有难题，本发明提供了一种仿照凸轮轮廓曲线设计中常用的反转法，针对强制连续型斜撑离合器和全相位型斜撑离合器两种形式的斜撑式超越离合器，在不改变基本参数的前提下，对楔块结构进行局部修正并增设新的参数，使四种标准楔块有效升程，全部大于对应的原标准数据并达到最大值，进而提高了离合器整体的翻转力矩和极限载荷，使离合器整体性能得以提升的斜撑离合器结构的正向设计与计算方法。

本发明采取的技术方案如下：一种斜撑离合器结构的正向设计，包括呈圆弧型面设置的楔块、外套和内轴，所述外套和内轴之间形成滚道，所述楔块可滑动设于滚道内，所述楔块与滚道接触的上下两个弧面由两个偏心圆弧组成。

一种斜撑离合器结构的计算方法，包括以下步骤：

S1.反转内外滚道、并对楔块的运动进行分析：

假设楔块静止不动，所述楔块包括内圆弧、外圆弧和边线，初始状态下，Q点和C点分别为楔块的内圆弧与内滚道、外圆弧与外滚道的楔入点，此时设所述内滚道所在圆的中心点为O，楔块的宽度为b、内圆弧半径r_i、外圆弧半径r₀、中心距Z、中心角α为标准规格离合器楔块的5个基本参数，J₀为楔块的规格参数，而R₀、R_i为离合器内轴与外套的半径，t为内圆弧圆心至楔块对应边缘的距离，设参数为楔块外圆弧圆心至边线的垂直距离，D_i、D₀分别为楔块内圆弧、外圆弧中心至边线的垂足点；

随着发动机扭矩载荷的施加，楔块从Q点和C点开始楔入传动，楔块在内滚道和外滚道之间逐渐翻转至最大升程，此时楔块分别与外滚道和内滚道接触的点变为C′和Q′边界点，直至翻越失败；

所述楔块在内滚道与外滚道之间的初始楔合高度为H_nom，所述楔块在滚道内翻转达到的最大高度记为H_max，所述楔块翻转达到的最大高度与初始楔合高度之间的差值，即为楔块的升程，升程关系式如I式所示：

S_R＝H_max-H_nom I式

式中，S_R表示楔块的升程距离；