專利名稱:彈簧式超越機(jī)構(gòu)的制作方法
本實(shí)用新型是一種用于兩個(gè)可相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)的部件，特別是用于防止起動(dòng)機(jī)電樞受發(fā)動(dòng)機(jī)拖動(dòng)而超速損壞的彈簧式超越機(jī)構(gòu)。
公知的彈簧式超越機(jī)構(gòu)的基本型式是《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》(化學(xué)工業(yè)出版社第二版中冊(cè))第190頁(yè)上記載的。這里在軸上套有一個(gè)園柱彈簧，彈簧的內(nèi)徑稍小于軸的外徑，使結(jié)合面上略有預(yù)緊力。彈簧的一端固定在輪上，另一端是自由端。當(dāng)輪(或軸)按彈簧繞制的方向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，彈簧的內(nèi)徑縮小，結(jié)合面上的壓緊力和摩擦力越來(lái)越大，因此帶動(dòng)軸(或輪)轉(zhuǎn)動(dòng)；當(dāng)軸(或輪)的轉(zhuǎn)速大于輪(或軸)的轉(zhuǎn)速時(shí)，彈簧在主動(dòng)輪上一端的受力方向與前述相反，這時(shí)彈簧的內(nèi)徑增大，結(jié)合面上的壓緊力和摩擦力減小，當(dāng)結(jié)合面上產(chǎn)生的摩擦力矩小于輪(或軸)自身系統(tǒng)中的摩擦力矩時(shí)，軸(或輪)可以作超越轉(zhuǎn)動(dòng)。在超越狀態(tài)下，結(jié)合面的摩擦力近似等于彈簧對(duì)軸的預(yù)緊力產(chǎn)生的最大靜摩擦力。預(yù)緊力的最小限值是由彈簧的有效圈數(shù)和鋼絲的剛性決定的。圈數(shù)越多及鋼絲的剛性越小，結(jié)合面上需要的最小預(yù)緊力也就越小。在具體機(jī)械上彈簧的圈數(shù)受彈簧長(zhǎng)度的限制不可能繞得很多；彈簧的鋼絲截面積必須保證鋼絲能夠承受可能出現(xiàn)的最大拉力，截面積不可能很小，所以鋼絲的剛性較大。這些因素使結(jié)合面上必須有較大的預(yù)緊力，超越機(jī)構(gòu)才能正常工作。這就導(dǎo)致公知的彈簧式超越機(jī)構(gòu)存在著較大的超越阻矩(即超越狀態(tài)下結(jié)合面上的摩擦力矩)。特別是在傳遞大轉(zhuǎn)矩的超越機(jī)構(gòu)中，超越阻矩往往大到不可允許的程度，以致于在設(shè)計(jì)中不得不選用其它類型的超越機(jī)構(gòu)。
本實(shí)用新型的目的是要提供一種改進(jìn)的彈簧式超越機(jī)構(gòu)。在傳遞與公知的超越機(jī)構(gòu)相等的轉(zhuǎn)矩的條件下，它的超越轉(zhuǎn)矩可大幅度地減小，使這項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)接近其它類型的超越機(jī)構(gòu)。
新型彈簧式超越機(jī)構(gòu)在軸上裝有彈簧，彈簧的一端固定在輪上，另一端為自由端，彈簧的內(nèi)徑略小于軸的外徑。上述目的是這樣實(shí)現(xiàn)的彈簧是用變截面積的鋼絲繞成的，或者是用多股金屬絲或非金屬絲絞成的柔性繩繞成的。柔性繩彈簧的自由端固定在軸上的鋼絲圈上，鋼絲圈的內(nèi)徑略小于軸的外徑。這樣做是必要的，用變截面積鋼絲繞成的彈簧總體剛性小，彈簧圈數(shù)多，可以減少預(yù)緊力，降低超越阻矩；用柔性繩做成的彈簧可大幅度地減小“鋼絲”的剛性，因此也可以有較地改善超越性能。
彈簧式超越機(jī)構(gòu)是現(xiàn)有的超越機(jī)構(gòu)中結(jié)構(gòu)最簡(jiǎn)單，制造成本最低的一種超越機(jī)構(gòu)。它具有生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，不需要專用設(shè)備，使用維修方便，工作時(shí)沒(méi)有噪音等優(yōu)點(diǎn)。本實(shí)用新型改善了超越性能，為進(jìn)一步推廣應(yīng)用彈簧式超越機(jī)構(gòu)，特別是廣泛應(yīng)用在起動(dòng)機(jī)上創(chuàng)造了條件。
本實(shí)用新型提供的超越機(jī)構(gòu)也可以用作制動(dòng)機(jī)構(gòu)和單向閉鎖機(jī)構(gòu)。當(dāng)輪(或軸)固定時(shí)，則軸(或輪)的旋轉(zhuǎn)方向與彈簧的繞制方向相同時(shí)制動(dòng)；旋轉(zhuǎn)方向與彈簧的繞制方向相反時(shí)可以自由轉(zhuǎn)動(dòng)。
彈簧的繞制方向是這樣規(guī)定的在超越機(jī)構(gòu)進(jìn)入超越狀態(tài)之前，如果是輪主動(dòng)軸被動(dòng)，則觀察彈簧固定在輪上的一端，若輪的旋轉(zhuǎn)方向使彈簧的圈數(shù)有增加的趨勢(shì)，則稱這個(gè)方向?yàn)閺椈傻睦@制方向；如果是軸主動(dòng)輪被動(dòng)，則觀察彈簧的自由端，若軸帶動(dòng)彈簧的自由端轉(zhuǎn)動(dòng)，使彈簧的圈數(shù)有增加的趨勢(shì)，則稱軸的旋轉(zhuǎn)方向是彈簧的繞制方向。
實(shí)用新型的具體結(jié)構(gòu)由以下實(shí)施例和給出。
圖1～7的彈簧式超越機(jī)構(gòu)由擋圈〔1〕、軸承〔2〕、輪〔3〕、彈簧〔4〕和軸〔5〕組成。彈簧〔4〕的一端固定在輪〔3〕上，另一端是自由端。彈簧的內(nèi)徑略小于軸的外徑。圖中A點(diǎn)是彈簧鋼絲承受拉力最大的一點(diǎn)，B點(diǎn)是自由端。各個(gè)實(shí)施例的特點(diǎn)如下
圖1中的彈簧鋼絲的截面積是按指數(shù)規(guī)律連續(xù)變化的。從A到B中任意一點(diǎn)的鋼絲截面積可用下式計(jì)算S＝Smax·e-2πμon式中Smax——A點(diǎn)需要的鋼絲截面積。
μ0——鋼絲與軸的摩擦系數(shù)。
n——任意一點(diǎn)到A點(diǎn)之間的彈簧圈數(shù)。
圖2中的彈簧鋼絲截面積是按線性平方規(guī)律連續(xù)變化的，從A到B中任意一點(diǎn)的鋼絲截面積可用下式計(jì)算
式中N——從A到B的彈簧總?cè)?shù)。
圖3中的彈簧鋼絲截面的寬和高的尺寸從A到B是連續(xù)變小的。
彈簧鋼絲截面的寬和高的定義是從A到B之間任意一點(diǎn)的鋼絲上，鋼絲在彈簧軸向的最大尺寸稱為該點(diǎn)鋼絲截面的寬，鋼絲在彈簧徑向的最大尺寸稱為該點(diǎn)鋼絲截面的高。
園鋼絲的高和寬從A到B線性變小時(shí)，鋼絲截面積的變化規(guī)律近似于指數(shù)規(guī)律。
圖4中的彈簧鋼絲截面的高不變，只是寬尺寸從A到B連續(xù)變小。
圖5中的彈簧鋼絲截面的寬不變，只是高尺寸從A到B連續(xù)變小。
圖6中的變截面積鋼絲是把普通彈簧的外園表面加工成錐形得到的。
圖7中的彈簧鋼絲截面積從A點(diǎn)到B點(diǎn)是逐級(jí)變小的。彈簧可以用兩段或兩段以上的鋼絲繞成，接頭處用焊、鉚、絞或加入中介零件等方法連接起來(lái)。也可以先用切削方法把整條等截面積鋼絲加工成幾級(jí)不同截面積的鋼絲，再繞成彈簧。每段鋼絲的截面積可用下式計(jì)算
式中Sab、Sbc、Scd……——分別是ab段、bc段、Cd……段彈簧鋼絲的截面積。
Nab、Nbc…… ——分別是ab段、bc段的彈簧圈數(shù)。
圖8是用鋼絲繩彈簧的彈簧式超越機(jī)構(gòu)。該機(jī)構(gòu)由擋圈〔1〕、軸承〔2〕、輪〔3〕、彈簧〔4〕、軸〔5〕和鋼絲圈〔6〕組成。彈簧〔4〕用鋼絲繩繞成。彈簧的自由端固定在一個(gè)鋼絲圈〔6〕上，鋼絲圈〔6〕的內(nèi)徑略小于軸的外徑。上述結(jié)構(gòu)的進(jìn)一步改進(jìn)是加裝套〔7〕，這樣樣在超越狀態(tài)下，鋼絲繩會(huì)整齊地排列在套的內(nèi)壁，不會(huì)松散。套〔7〕的內(nèi)徑等于軸的外徑加上2～3倍的鋼絲繩最大外徑。
另一個(gè)改進(jìn)是在軸上加定位槽〔8〕，鋼絲圈〔6〕按裝在定位槽〔8〕中，這樣鋼絲圈〔6〕在軸向不會(huì)移動(dòng)，防止可能由此引起的鋼絲繩錯(cuò)亂。
權(quán)利要求
1.用于兩個(gè)可相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)的部件，特別是用于防止起動(dòng)機(jī)電樞受發(fā)動(dòng)機(jī)拖動(dòng)而超速損壞的彈簧式超越機(jī)構(gòu)。該機(jī)構(gòu)由擋圈[1]、軸承[2]輪[3]、彈簧[4]、軸[5]組成，彈簧[4]的一端固定在輪[3]上，另一端是自由端，彈簧[4]的內(nèi)徑略小于軸的外徑。其特征是彈簧[4]是用變截面積的鋼絲繞成的。
2.用于兩個(gè)可相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)的部件，特別是用于防止起動(dòng)機(jī)電樞受發(fā)動(dòng)機(jī)拖動(dòng)而超速損壞的彈簧式超越機(jī)構(gòu)。該機(jī)構(gòu)由擋圈〔1〕、軸承〔2〕輪〔3〕、彈簧〔4〕、軸〔5〕和鋼絲圈〔6〕組成，彈簧〔4〕的一端固定在輪〔3〕上，另一端為自由端，其特征是彈簧〔4〕是用多股金屬絲或非金屬絲絞成的柔性繩繞成的，彈簧〔4〕的自由端固定在鋼絲圈〔6〕上，鋼絲圈〔6〕的內(nèi)徑略小于軸的外徑。
3.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的彈簧式超越機(jī)構(gòu)，其特征是鋼絲截面積是按指數(shù)規(guī)律變化的。
4.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的彈簧式超越機(jī)構(gòu)，其特征是鋼絲截面積是按線性平方規(guī)律變化的。
5.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的彈簧式超越機(jī)構(gòu)，其特征是鋼絲截面的寬和高的尺寸從A到B是連續(xù)變小的。
6.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的彈簧式超越機(jī)構(gòu)，其特征是鋼絲截面的高不變，寬尺寸從A到B是連續(xù)變小的。
7.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的彈簧式超越機(jī)構(gòu)，其特征是鋼絲截面的寬不變，高尺寸從A到B是連續(xù)變小的。
8.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的彈簧式超越機(jī)構(gòu)，其特征是鋼絲截面積從A到B是逐級(jí)變小的。
9.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的超越機(jī)構(gòu)，其特征是彈簧的外園表面加工成錐形。
10.根據(jù)權(quán)利要求
2所述的超越機(jī)構(gòu)，其特征是彈簧〔4〕是用鋼絲繩繞成的。
11.根據(jù)權(quán)利要求
2所述的超越機(jī)構(gòu)，其特征是加裝了套〔7〕。套〔7〕的內(nèi)徑等于軸的外徑加上2～3倍的鋼絲繩最大外徑。
12.根據(jù)權(quán)利要求
2所述的超越機(jī)構(gòu)，其特征是軸上有定位槽〔8〕。
13.根據(jù)權(quán)利要求
1和2所述的超越機(jī)構(gòu)，其特征是該超越機(jī)構(gòu)可以用于制動(dòng)機(jī)構(gòu)或單向閉鎖機(jī)構(gòu)。
專利摘要
用于兩個(gè)可相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)的部件，特別是用于防止起動(dòng)機(jī)電樞受發(fā)動(dòng)機(jī)拖動(dòng)而超速損壞的彈簧式超越機(jī)構(gòu)。該超越機(jī)構(gòu)的彈簧是用變截面積的鋼絲繞成的，或者是用柔性繩繞成的。由于彈簧的總體剛性小，圈數(shù)多，結(jié)合面上需要的預(yù)緊力很小，因此可以大幅度地減小超越阻矩。
文檔編號(hào)F02N11/00GK86201694SQ86201694
公開日1987年2月11日 申請(qǐng)日期1986年3月24日
發(fā)明者柳正雷 申請(qǐng)人:柳正雷導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan