專利名稱：牙嵌式超越離合器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種牙嵌式超越離合器。
背景技術(shù)：
目前，傳統(tǒng)的超越離合器有滾柱式超越離合器和楔塊式超越離合器兩大類，但由于它們都是線接觸或小面積接觸而且接觸面都會產(chǎn)生滑動摩擦，具有容易磨損的缺點，所以其可承載轉(zhuǎn)矩較小且接觸面容易磨損，使用壽命比較短。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種可承載轉(zhuǎn)矩較大且壽命長的牙嵌式超越離合器，該牙嵌式超越離合器具有接觸面積大、材料應(yīng)力小以及使用壽命長等優(yōu)點。為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是一種牙嵌式超越離合器，其包括與內(nèi)軸連接的扭矩輪以及空套于內(nèi)軸上的擴張輪，所述扭矩輪和擴張輪的配合端面上設(shè)有互相嵌合的牙，所述扭矩輪和擴張輪之間設(shè)有使得擴張輪相對于扭矩輪有相對旋轉(zhuǎn)趨勢的預(yù)緊彈簧，所述扭矩輪和擴張輪設(shè)置于外殼內(nèi)，所述擴張輪與外殼之間設(shè)有至少一片外摩擦片，所述外摩擦片空套于內(nèi)軸上且與外殼連接。進一步地，所述扭矩輪與外殼之間設(shè)有至少一片外摩擦片。進一步地，所述扭矩輪或擴張輪的各個牙面上分別設(shè)有圓錐滾子組件。進一步地，所述圓錐滾子組件經(jīng)平衡彈簧與扭矩輪或擴張輪相連接。進一步地，所述扭矩輪與擴張輪相接觸的牙面上開設(shè)有儲油槽。進一步地，所述扭矩輪和擴張輪均開設(shè)有加力杠桿槽，在扭矩輪與擴張輪之間設(shè)置有插置于加力杠桿槽內(nèi)的加力杠桿。進一步地，所述扭矩輪的鍵槽與內(nèi)軸的花鍵之間的配合間隙內(nèi)設(shè)有保持彈簧。進一步地，所述扭矩輪上設(shè)有離心塊，所述擴張輪上設(shè)有離心塊鎖緊槽。進一步地，所述扭矩輪和擴張輪的牙均為梯形牙、三角形牙或不規(guī)則四邊形牙等。進一步地，所述扭矩輪和擴張輪中的任意一者或兩者與外殼之間還設(shè)有至少一片內(nèi)摩擦片。進一步地，所述內(nèi)摩擦片中的部分或全部為緩沖內(nèi)摩擦片。與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(1)受力面為面接觸，材料應(yīng)力小，使用壽命長；(2)可承載轉(zhuǎn)矩比傳統(tǒng)的超越離合器大5至10倍；(3)帶有圓錐滾子、滾珠等滾動材料的接觸面為純滾動運動，不容易磨損；(4)交錯設(shè)置的多層內(nèi)、外摩擦片可以進一步提高其可承載轉(zhuǎn)矩。


圖I為本發(fā)明實施例一的結(jié)構(gòu)示意圖。
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圖2為本發(fā)明實施例二的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為緩沖內(nèi)摩擦片與內(nèi)軸的裝配示意圖。圖4為離心塊的位置示意圖。圖5為本發(fā)明實施例三的內(nèi)部構(gòu)造示意圖。圖6為帶加力杠桿的扭矩輪與內(nèi)軸的裝配示意圖。圖7為本發(fā)明實施例四的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。圖8為本發(fā)明實施例五的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。圖9為本發(fā)明實施例六的結(jié)構(gòu)示意圖。圖10為多個內(nèi)、外摩擦片交替設(shè)置的結(jié)構(gòu)示意圖。圖11為各個圓錐滾子組件連接成一體的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中I-扭矩輪，2-擴張輪，3-外摩擦片，4-預(yù)緊彈簧，5-外殼，51-螺絲，6_直角梯形牙，7-鍵槽，8-內(nèi)軸，9-花鍵，11-圓錐滾子組件，111-平衡彈簧，12-圓錐滾子圈， 13-緩沖內(nèi)摩擦片，14-內(nèi)摩擦片，16-離心塊，161-離心塊鎖緊槽，17-儲油槽，18-加力杠桿槽，19-加力杠桿，20-保持彈簧，21-等腰梯形牙，22-控制桿，23-扭簧，24-齒輪組， 25-同步孔，26-同步銷，K-軸心線。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明做進一步的闡述。實施例一如圖I所示，一種牙嵌式超越離合器，其特征在于包括與內(nèi)軸8連接的扭矩輪I以及空套于內(nèi)軸8上的擴張輪2，所述扭矩輪I的鍵槽7與內(nèi)軸8的花鍵9相配合，所述扭矩輪I和擴張輪2的配合端面上設(shè)有互相嵌合的直角梯形牙6 (但不局限于此， 還可以是其他類型的牙，例如等腰梯形牙、三角形牙或不規(guī)則四邊形牙等)，所述扭矩輪I和擴張輪2之間設(shè)有使得擴張輪2相對于扭矩輪I有相對旋轉(zhuǎn)趨勢的預(yù)緊彈簧4，但不局限于此。所述扭矩輪I和擴張輪2設(shè)置于外殼5內(nèi)，所述扭矩輪I和外殼5之間以及擴張輪 2和外殼5之間均設(shè)有一片外摩擦片3，所述外摩擦片3空套于內(nèi)軸8上且與外殼5連接。 所述外殼5由蓋體和殼體組成，所述蓋體經(jīng)螺絲51鎖緊在殼體上，但不局限于此。若與扭矩輪I相連接的內(nèi)軸8是動力輸入端，則與兩片外摩擦片3相連接的外殼5是動力輸出端， 當(dāng)然動力輸入端和動力輸出端可以互換。實施例一的工作原理如下沿圖I中的箭頭方向看，首先扭矩輪I通過預(yù)緊彈簧4 施加給擴張輪2的壓力，使得擴張輪2相對于扭矩輪I有逆時針轉(zhuǎn)動的趨勢，而且在扭矩輪 I與擴張輪2嵌合面的作用下扭矩輪I與擴張輪2在軸向上有相互遠(yuǎn)離的趨勢，使得扭矩輪I對其鄰近的外摩擦片3有一個軸向壓力和初始摩擦力、擴張輪2對其鄰近的外摩擦片 3有一個軸向壓力和初始摩擦力。當(dāng)與扭矩輪I相連接的內(nèi)軸8相對于與兩個外摩擦片3 相連接的外殼5逆時針旋轉(zhuǎn)時，扭矩輪I克服初始摩擦力相對于兩個外摩擦片3逆時針旋轉(zhuǎn)，擴張輪2在預(yù)緊彈簧4的作用下克服初始摩擦力也逆時針旋轉(zhuǎn)，此時內(nèi)軸8與外殼5保持各自的自由旋轉(zhuǎn)或靜止?fàn)顟B(tài)。當(dāng)上述的扭矩輪I克服初始摩擦力相對于兩個外摩擦片3 順時針旋轉(zhuǎn)時，在初始摩擦力的作用下擴張輪2與其鄰近的外摩擦片3保持相對靜止，此時扭矩輪I也相對于擴張輪2順時針旋轉(zhuǎn)，扭矩輪I與擴張輪2嵌合面之間的相互滑動促使扭矩輪I與擴張輪2在軸向上相互遠(yuǎn)離但二者的嵌合面仍然保持接觸，進而扭矩輪I與其鄰近的外摩擦片3的接觸面、擴張輪2與其鄰近的外摩擦片3的接觸面在扭矩輪I與擴張輪2相互遠(yuǎn)離的軸向壓力下相互壓緊，此時內(nèi)軸8與外殼5鎖緊為一體。當(dāng)上述的扭矩輪 I相對于兩個外摩擦片3從順時針旋轉(zhuǎn)變成逆時針旋轉(zhuǎn)時，扭矩輪I與擴張輪2的嵌合面、 擴張輪2與其鄰近的外摩擦片3的接觸面、扭矩輪I與其鄰近的外摩擦片3的接觸面因壓力的減小而解鎖，內(nèi)軸8與外殼5再次恢復(fù)到各自的自由旋轉(zhuǎn)或靜止?fàn)顟B(tài)。但是，任何材料都存在摩擦力和彈性變形，當(dāng)上述牙嵌式超越離合器中的扭矩輪I 相對于兩個外摩擦片3從順時針旋轉(zhuǎn)變成逆時針旋轉(zhuǎn)時，該牙嵌式超越離合器將傳遞轉(zhuǎn)矩時所產(chǎn)生的彈性形變的能量存儲在了扭矩輪I、擴張輪2、外摩擦片3兩兩相接觸的面上，所以需要費很大的轉(zhuǎn)矩才能使該牙嵌式超越離合器解鎖。為了讓該牙嵌式超越離合器的解鎖變得簡單及減少磨損，有如下優(yōu)化設(shè)計。實施例二 如圖2 4所示，該牙嵌式超越離合器在實施例一的基礎(chǔ)上增設(shè)一些構(gòu)件，具體如下所述扭矩輪I的各個牙面上分別設(shè)有圓錐滾子組件11，所述圓錐滾子組件11 是由多個圓錐滾子并聯(lián)成弧形；為了使得圓錐滾子組件11不易偏移，所述圓錐滾子組件11 與扭矩輪I的直角梯形牙6端側(cè)面之間設(shè)有平衡彈簧111，但不局限于此。當(dāng)然，所述圓錐滾子組件11也可以設(shè)置在擴張輪2的各個牙面上，所述平衡彈簧111也可以連接于擴張輪 2的直角梯形牙6端側(cè)面。所述扭矩輪I與其鄰近的外摩擦片3之間設(shè)有圓錐滾子圈12和緩沖內(nèi)摩擦片13，所述圓錐滾子圈12是由多個圓錐滾子并聯(lián)成圓環(huán)形，所述緩沖內(nèi)摩擦片 13可以繞內(nèi)軸8自由旋轉(zhuǎn)一定角度，有利于牙嵌式超越離合器的解鎖，但不局限于此。為了進一步地減小摩擦阻力和能耗，所述扭矩輪I的內(nèi)側(cè)設(shè)有離心塊16，所述擴張輪2上設(shè)有離心塊鎖緊槽161，但不局限于此。實施例二的工作原理如下沿圖2中的箭頭方向看，該牙嵌式超越離合器內(nèi)軸8與外殼5保持各自的自由旋轉(zhuǎn)或靜止?fàn)顟B(tài)和鎖緊為一體的原理與實施例一基本相同扭矩輪 I與擴張輪2嵌合面的相互作用與預(yù)緊彈簧4的結(jié)合作用下產(chǎn)生軸向壓力和初始摩擦力， 只是主要的摩擦面變?yōu)閿U張輪2與其鄰近的外摩擦片3的接觸面以及緩沖內(nèi)摩擦片13與其鄰近的外摩擦片3的接觸面。在解鎖上當(dāng)與扭矩輪I相連接的內(nèi)軸8相對于與兩個外摩擦片3相連接的外殼5從順時針旋轉(zhuǎn)變成逆時針旋轉(zhuǎn)時，扭矩輪I克服初始摩擦力相對于兩個外摩擦片3從順時針旋轉(zhuǎn)變成逆時針旋轉(zhuǎn)，由于緩沖內(nèi)摩擦片13可以繞內(nèi)軸8自由旋轉(zhuǎn)一定角度，首先內(nèi)軸8相對于外殼5逆時針轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)矩只作用在扭矩輪I上，而扭矩輪 I的兩個端面都有圓錐滾子的純滾動作用使得扭矩輪I很容易相對于外摩擦片3逆時針旋轉(zhuǎn)而解鎖，當(dāng)解鎖后緩沖內(nèi)摩擦片13又通過內(nèi)軸8和扭矩輪I 一起旋轉(zhuǎn)。當(dāng)然，可以省略緩沖內(nèi)摩擦片13，讓圓錐滾子圈12直接與其鄰近的外摩擦片3相接觸，這樣結(jié)合能減小這種牙嵌式超越離合器的軸向尺寸，但其可承載轉(zhuǎn)矩會變小。當(dāng)外殼5靜止或低速旋轉(zhuǎn)，而內(nèi)軸8高速逆時針旋轉(zhuǎn)時，扭矩輪I上的離心塊16離心作用的軸向分力促使擴張輪2與扭矩輪I克服預(yù)緊彈簧4的彈力而相互壓緊在一起，此時擴張輪2與其鄰近的外摩擦片3、緩沖內(nèi)摩擦片13與其鄰近的外摩擦片3之間都沒有因軸向壓力而產(chǎn)生的初始摩擦力，減小了內(nèi)軸8與外殼5的相對旋轉(zhuǎn)阻力，當(dāng)然在離心塊16的作用下扭矩輪I和緩沖內(nèi)摩擦片13的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向不局限于此。實施例三如圖5飛所示，該牙嵌式超越離合器將實施例二的圓錐滾子組件11和圓錐滾子圈12替換成儲油槽17，儲油槽17同樣具有降低摩擦阻力的作用。同時，該牙嵌式超越離合器在扭矩輪I和擴張輪2上分別開設(shè)有加力杠桿槽18，并在扭矩輪I與擴張輪 2之間設(shè)置有插置于加力杠桿槽18內(nèi)的加力杠桿19，該牙嵌式超越離合器在扭矩輪I鍵槽 7內(nèi)增設(shè)有保持彈簧20，但不局限于此。當(dāng)然，圓錐滾子組件11、加力杠桿19、儲油槽17這三者都可以獨立存在，也可以將圓錐滾子組件11與加力杠桿19組合使用或?qū)⒓恿Ω軛U19 與儲油槽17組合使用，但一般不將圓錐滾子組件11與儲油槽17組合使用，這樣使用效果不好。實施例三的工作原理如下沿圖5中的箭頭方向看。其大部分原理和實施一、實施二相似，扭矩輪I與擴張輪2嵌合面的相互作用與預(yù)緊彈簧4的結(jié)合作用下產(chǎn)生軸向壓力和初始摩擦力，主要的摩擦面為擴張輪2與其鄰近的外摩擦片3的接觸面以及緩沖內(nèi)摩擦片13與其鄰近的外摩擦片3的接觸面。當(dāng)與扭矩輪I相連接的內(nèi)軸8相對于與兩個外摩擦片3相連接的外殼5逆時針旋轉(zhuǎn)時，扭矩輪I克服初始摩擦力相對于兩個外摩擦片3逆時針旋轉(zhuǎn)，擴張輪2在預(yù)緊彈簧4的作用下克服初始摩擦力也逆時針旋轉(zhuǎn)，此時內(nèi)軸8與外殼5保持各自的自由旋轉(zhuǎn)或靜止?fàn)顟B(tài)。當(dāng)上述扭矩輪I相對于外摩擦片3順時針旋轉(zhuǎn)時, 在預(yù)緊彈簧4和相嵌合的直角梯形牙6軸向壓力的合力的作用下扭矩輪I與擴張輪2的嵌合面、扭矩輪I與緩沖內(nèi)摩擦片13、緩沖內(nèi)摩擦片13與其鄰近的外摩擦片3、擴張輪2與其鄰近的外摩擦片3都相互壓緊，使得內(nèi)軸8與外殼5鎖緊為一體。此時扭矩輪I與擴張輪2 的嵌合面、扭矩輪I與緩沖內(nèi)摩擦片13的接觸面的壓強很大，材料的彈性形變把其表面上的部分潤滑油壓入儲油槽17內(nèi)并加壓為高壓潤滑油。當(dāng)上述的扭矩輪I相對于外摩擦片3 從順時針旋轉(zhuǎn)變成逆時針旋轉(zhuǎn)時(由于緩沖內(nèi)摩擦片13可以繞內(nèi)軸8自由旋轉(zhuǎn)一定角度， 內(nèi)軸8相對于外殼5逆時針旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)矩首先作用在扭矩輪I上)，扭矩輪I與擴張輪2的嵌合面、扭矩輪I與緩沖內(nèi)摩擦片13的接觸面壓強的降低使得儲油槽17內(nèi)的高壓潤滑油部分重新潤滑該表面，減小了該表面上的摩擦力，減小了扭矩輪I逆時針旋轉(zhuǎn)的阻力，讓牙嵌式超越離合器的解鎖變得輕松。當(dāng)然，也可以省略緩沖內(nèi)摩擦片13，讓扭矩輪I直接與外摩擦片3相接觸，并且在外摩擦片3與扭矩輪I的接觸面上設(shè)有儲油槽17，但不局限于此。 這種結(jié)構(gòu)雖然能減小牙嵌式超越離合器的軸向尺寸，但其可承載轉(zhuǎn)矩會變小。參考圖5 6，扭矩輪I相對于內(nèi)軸8可以旋轉(zhuǎn)一定的角度，但由于保持彈簧20的作用，扭矩輪I被壓緊在內(nèi)軸8的逆時針方向上。當(dāng)內(nèi)軸8 (帶動扭矩輪I)相對于與外摩擦片3相連接的外殼5從逆時針方向(自由狀態(tài))旋轉(zhuǎn)變?yōu)轫槙r針旋轉(zhuǎn)時，扭矩輪I在保持彈簧20的作用下幾乎立即和內(nèi)軸8同步順時針旋轉(zhuǎn)使得內(nèi)軸8與外殼5鎖緊為一體，提高了響應(yīng)速度。當(dāng)上述內(nèi)軸8相對于外殼5從順時針方向旋轉(zhuǎn)變?yōu)槟鏁r針旋轉(zhuǎn)時，由于扭矩輪I 通過擴張輪2和緩沖內(nèi)摩擦片13與外摩擦片3鎖緊為一體，內(nèi)軸8在克服保持彈簧20的彈力的過程中把轉(zhuǎn)矩施加在加力杠桿19上，通過加力杠桿19把放大的轉(zhuǎn)矩作用在扭矩輪 I與擴張輪2上，用于分離因材料形變而在扭矩輪I與擴張輪2的嵌合面上產(chǎn)生的阻力，加上儲油槽17內(nèi)潤滑油的作用，使得此牙嵌式超越離合器的解鎖更為容易。該牙嵌式超越離合器的離心塊16原理和實施例二中的離心塊16原理相同。特別需要說明的是，上述各實施例中討論的是與扭矩輪I相連接的內(nèi)軸8、與外摩擦片3相連接的外殼5分別為動力的輸入端、輸出端，兩者可以自由互換；當(dāng)然在實際應(yīng)用中，也可以讓扭矩輪I與外殼5相連接，與扭矩輪I和外摩擦片3相連接的外殼5、與內(nèi)摩擦片14和緩沖內(nèi)摩擦片13連接的內(nèi)軸8分別為動力的輸入端、輸出端，兩者可以自由互換。
實施例四如圖7所示，從左到右依次設(shè)置有扭矩輪I、圓錐滾子組件11、擴張輪
2、內(nèi)摩擦片14、圓錐滾子圈12、緩沖內(nèi)摩擦片13、外摩擦片3，其中扭矩輪I與擴張輪2之間設(shè)有預(yù)緊彈簧4，內(nèi)摩擦片14與內(nèi)軸8連接，緩沖內(nèi)摩擦片13可以繞內(nèi)軸8自由轉(zhuǎn)動一定角度。為了圓錐滾子組件11不易偏移，圓錐滾子組件11與扭矩輪I的直角梯形牙6端側(cè)面之間設(shè)有平衡彈簧111，但不局限于此。為了進一步地減小摩擦阻力和能耗，所述扭矩輪I的內(nèi)側(cè)設(shè)有離心塊16，所述擴張輪2上設(shè)有離心塊鎖緊槽161，但不局限于此。實施例四的工作原理如下沿圖7中的箭頭方向看，實施例四和實施例二的原理基本一樣，都是通過圓錐滾子組件11和圓錐滾子圈12的純滾動作用讓此牙嵌式超越離合器的解鎖變得容易，主要的摩擦面為擴張輪2與內(nèi)摩擦片14的接觸面和緩沖內(nèi)摩擦片13 與外摩擦片3的接觸面。在扭矩輪I與擴張輪2的嵌合面以及預(yù)緊彈簧4的作用下，該牙嵌式超越離合器在軸向上的任兩個相接觸部件的接觸面上都產(chǎn)生軸向壓力和初始摩擦力。 當(dāng)與扭矩輪I和外摩擦片3相連接的外殼5相對于與內(nèi)摩擦片14和緩沖內(nèi)摩擦片13相連接的內(nèi)軸8逆時針旋轉(zhuǎn)時扭矩輪I相對于內(nèi)摩擦片14逆時針旋轉(zhuǎn)，擴張輪2也相對于內(nèi)摩擦片14逆時針旋轉(zhuǎn)，此時內(nèi)軸8與外殼5保持各自的自由旋轉(zhuǎn)或靜止?fàn)顟B(tài)。當(dāng)上述扭矩輪I相對于內(nèi)摩擦片14順時針旋轉(zhuǎn)時，擴張輪2在初始摩擦力的作用下與內(nèi)摩擦片14保持相對靜止，在預(yù)緊彈簧4彈力和嵌合面軸向壓力的合力作用下扭矩輪I和擴張輪2的嵌合面、緩沖內(nèi)摩擦片13和外摩擦片3、擴張輪2和內(nèi)摩擦片14都相互壓緊，使得整個牙嵌式超越離合器鎖緊為一體。當(dāng)上述扭矩輪I相對于內(nèi)摩擦片14從順時針旋轉(zhuǎn)變成逆時針旋轉(zhuǎn)時，由于緩沖內(nèi)摩擦片13能繞內(nèi)軸8自由旋轉(zhuǎn)一定角度，此時內(nèi)軸8的轉(zhuǎn)矩只作用在內(nèi)摩擦片14上，然后在圓錐滾子組件11和圓錐滾子圈12的作用下內(nèi)摩擦片14借助摩擦力可以比較容易帶動擴張輪2相對于扭矩輪I順時針旋轉(zhuǎn)而解鎖。當(dāng)然，也可以省略緩沖內(nèi)摩擦片13，讓圓錐滾子圈12直接與外摩擦片3相接觸，這樣雖然能減小牙嵌式超越離合器的軸向尺寸，但其可承載轉(zhuǎn)矩會變小。當(dāng)內(nèi)摩擦片14和緩沖內(nèi)摩擦片13靜止或低速旋轉(zhuǎn)，而扭矩輪I高速逆時針旋轉(zhuǎn)時，扭矩輪I上離心塊16 (參照圖4)的離心作用的軸向分力促使擴張輪2與扭矩輪I克服預(yù)緊彈簧4彈力而相互壓緊在一起，此時擴張輪2與內(nèi)摩擦片14、緩沖內(nèi)摩擦片13與外摩擦片3之間都沒有由軸向壓力產(chǎn)生的初始摩擦力，減小了輸入端與輸出端的相對旋轉(zhuǎn)阻力，當(dāng)然在離心塊16的作用下扭矩輪I和內(nèi)摩擦片14的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向不局限于此。實施例五如圖8所示，實施例五只是將實施例四中的圓錐滾子組件11和圓錐滾子圈12改為儲油槽17而已，其工作原理可以參照實施例三和實施例四。當(dāng)然，實施例五中的緩沖內(nèi)摩擦片13也可以省略。實施例六如圖9所不，實施例六的構(gòu)造和實施例四基本相同，只是把扭矩輪I和擴張輪2上相嵌合的直角梯形牙6變成等腰梯形牙21，然后把預(yù)緊彈簧4用控制桿22、扭簧23和齒輪組24代替，也可以用電磁閥等控制，但不局限于此。其中扭簧23的一端與控制桿22連接、另一端與齒輪組24連接，其作用是能控制這種牙嵌式超越離合器所要承載轉(zhuǎn)矩的方向。實施例六的工作原理如下當(dāng)從圖9上方看下來時控制桿22逆時針轉(zhuǎn)動后固定， 此時從箭頭方向看時扭簧23的彈力通過齒輪組24作用在擴張輪2上使擴張輪2相對于扭矩輪I有逆時針旋轉(zhuǎn)的趨勢，此時參照實施例四的工作原理可知與內(nèi)摩擦片14和緩沖內(nèi)摩擦片13相連接的內(nèi)軸8相對于與扭矩輪I和外摩擦片3相連接的外殼5逆時針旋轉(zhuǎn)時為鎖緊狀態(tài)、順時針旋轉(zhuǎn)時為自由狀態(tài)。當(dāng)從圖9上方看下來時控制桿22順時針轉(zhuǎn)動后固定， 此時從箭頭方向看時扭簧23的彈力通過齒輪組24作用在擴張輪2上使擴張輪2相對于扭矩輪I有順時針旋轉(zhuǎn)的趨勢，此時參照實施例四的工作原理可知與內(nèi)摩擦片14和緩沖內(nèi)摩擦片13相連接的內(nèi)軸8相對于與扭矩輪I和外摩擦片3相連接的外殼5順時針旋轉(zhuǎn)時為鎖緊狀態(tài)、逆時針旋轉(zhuǎn)時為自由狀態(tài)。特別需要說明的是，上述所有的實施例均還可以采用下述結(jié)構(gòu)方式如圖10所示，為了增大該牙嵌式超越離合器的可承載轉(zhuǎn)矩，在上述各實施例的基礎(chǔ)上，再在其軸向上交替放置有緩沖內(nèi)摩擦片13和外摩擦片3，其中為了使緩沖內(nèi)摩擦片13的動作一致，在緩沖內(nèi)摩擦片13上設(shè)有同步孔25，同步銷26插入同步孔25內(nèi)。工作原理如下參照實施例三的工作原理，沿圖10中的箭頭方向看，當(dāng)與內(nèi)軸8相連接的扭矩輪I相對于與外殼5相連接的多片外摩擦片3順時針旋轉(zhuǎn)時為自由狀態(tài)，逆時針旋轉(zhuǎn)時為鎖止?fàn)顟B(tài)。當(dāng)上述扭矩輪I相對于多片外摩擦片3從逆時針旋轉(zhuǎn)變?yōu)轫槙r針旋轉(zhuǎn)時由于緩沖內(nèi)摩擦片13可以繞內(nèi)軸8自由旋轉(zhuǎn)一定角度的特性，使得內(nèi)軸8首先把轉(zhuǎn)矩單獨作用在扭矩輪I上，再加上儲油槽17的潤滑作用使得其解鎖變得比較容易。并且由于在軸向上交替設(shè)置有多層緩沖內(nèi)摩擦片13和外摩擦片3，使得其所能承載的轉(zhuǎn)矩有很大的提高。特別需要說明的是，上述各實施例中內(nèi)軸8的主要作用是傳遞或接收有與內(nèi)軸8 相連接的扭矩輪I、緩沖內(nèi)摩擦片13、內(nèi)摩擦片14的轉(zhuǎn)矩，在此牙嵌式超越離合器中內(nèi)軸8 并不是必須的部件，此牙嵌式超越離合器可以自帶內(nèi)軸8或者由用戶提供內(nèi)軸8 ;當(dāng)然，內(nèi)軸8可以用其它的部件代替，只要能傳遞或接收有與此部件相連接的扭矩輪I、緩沖內(nèi)摩擦片13、內(nèi)摩擦片14的轉(zhuǎn)矩即可。上述各實施例中外殼5的主要作用有三點(1)提供一個比較有利于該牙嵌式超越離合器運行的工作環(huán)境，以提高其使用壽命等；(2)使得有與外殼5相連接的扭矩輪I、一個或多個外摩擦片3的旋轉(zhuǎn)動作保持一致，同時傳遞或接收扭矩輪I和一個或多個外摩擦片3的轉(zhuǎn)矩；(3)限制該牙嵌式超越離合器的軸向長度于合適范圍內(nèi)，以保證該牙嵌式超越離合器正常工作。由于該牙嵌式超越離合器只要將扭矩輪I、與擴張輪2相接觸且存在初始摩擦力的摩擦片(其中當(dāng)扭矩輪I與內(nèi)軸8相連接時與擴張輪 2相接觸的是外摩擦片3，此時扭矩輪I和外摩擦片3分別為可以互換的輸入端和輸出端； 當(dāng)扭矩輪I與外殼5相連接時與擴張輪2相接觸的是內(nèi)摩擦片14，此時扭矩輪I和內(nèi)摩擦片14分別為可以互換的輸入端和輸出端)在軸向上限制在一個合適的長度內(nèi)就能工作，因此外殼5可以由其它的部件代替，只要能滿足該牙嵌式超越離合器的工作條件即可。特別需要說明的是，該牙嵌式超越離合器中內(nèi)軸8與扭矩輪I的連接、外殼5與外摩擦片3的連接等不局限于花鍵鏈接，只要能滿足前面所述的工作要求即可。在帶有圓錐滾子組件11的牙嵌式超越離合器中可以把部分牙上的圓錐滾子組件11或每個牙上的圓錐滾子組件11連成一個整體，但不局限于此，如圖11所示。這里還要討論一下預(yù)緊彈簧4，在預(yù)緊彈簧4的作用下，擴張輪2相對于扭矩輪I不僅有相對旋轉(zhuǎn)的趨勢，在扭矩輪I與擴張輪2嵌合面的作用下還使得扭矩輪I、擴張輪2、摩擦片(可以是外摩擦片3、內(nèi)摩擦片14或緩沖內(nèi)摩擦片13)之間兩兩相接觸的面上產(chǎn)生軸向壓力和初始摩擦力(預(yù)鎖緊作用)，當(dāng)輸入端與輸出端的相對旋轉(zhuǎn)滿足鎖緊條件時可以迅速鎖緊。通過前面的分析可知把預(yù)緊彈簧 4用扭簧23和控制桿22、齒輪組24代替時也可以使得該牙嵌式超越離合器產(chǎn)生鎖緊的目的。因此，預(yù)緊彈簧4可以用其它的部件代替，只要能讓擴張輪2和與其鄰近的摩擦片之間的接觸面上有一個初始摩擦力即可。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例，凡依本發(fā)明申請專利范圍所做的均等變化與修飾，皆應(yīng)屬本發(fā)明的涵蓋范圍。
權(quán)利要求
1.一種牙嵌式超越離合器，其特征在于包括與內(nèi)軸連接的扭矩輪以及空套于內(nèi)軸上的擴張輪，所述扭矩輪和擴張輪的配合端面上設(shè)有互相嵌合的牙，所述扭矩輪和擴張輪之間設(shè)有使得擴張輪相對于扭矩輪有相對旋轉(zhuǎn)趨勢的預(yù)緊彈簧，所述扭矩輪和擴張輪設(shè)置于外殼內(nèi)，所述擴張輪與外殼之間設(shè)有至少一片外摩擦片，所述外摩擦片空套于內(nèi)軸上且與外殼連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的牙嵌式超越離合器，其特征在于所述扭矩輪與外殼之間設(shè)有至少一片外摩擦片。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的牙嵌式超越離合器，其特征在于所述扭矩輪或擴張輪的各個牙面上分別設(shè)有圓錐滾子組件。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的牙嵌式超越離合器，其特征在于所述圓錐滾子組件經(jīng)平衡彈簧與扭矩輪或擴張輪相連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的牙嵌式超越離合器，其特征在于所述扭矩輪與擴張輪相接觸的牙面上開設(shè)有儲油槽。
6.根據(jù)權(quán)利要求1、2、4或5所述的牙嵌式超越離合器，其特征在于所述扭矩輪和擴張輪均開設(shè)有加力杠桿槽，在扭矩輪與擴張輪之間設(shè)置有插置于加力杠桿槽內(nèi)的加力杠桿。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的牙嵌式超越離合器，其特征在于所述扭矩輪的鍵槽與內(nèi)軸的花鍵之間的配合間隙內(nèi)設(shè)有保持彈簧。
8.根據(jù)權(quán)利要求1、2、4、5或7所述的牙嵌式超越離合器，其特征在于所述扭矩輪上設(shè)有離心塊，所述擴張輪上設(shè)有離心塊鎖緊槽。
9.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的牙嵌式超越離合器，其特征在于所述扭矩輪和擴張輪中的任意一者或兩者與外殼之間還設(shè)有至少一片內(nèi)摩擦片。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的牙嵌式超越離合器，其特征在于所述內(nèi)摩擦片中的部分或全部為緩沖內(nèi)摩擦片。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種牙嵌式超越離合器，其特征在于包括與內(nèi)軸連接的扭矩輪以及空套于內(nèi)軸上的擴張輪，所述扭矩輪和擴張輪的配合端面上設(shè)有互相嵌合的牙，所述扭矩輪和擴張輪之間設(shè)有使得擴張輪相對于扭矩輪有相對旋轉(zhuǎn)趨勢的預(yù)緊彈簧，所述扭矩輪和擴張輪設(shè)置于外殼內(nèi)，所述擴張輪與外殼之間設(shè)有至少一片外摩擦片，所述外摩擦片空套于內(nèi)軸上且與外殼連接。與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明的受力面為面接觸，具有材料應(yīng)力小、使用壽命長等優(yōu)點。
文檔編號F16D41/02GK102606646SQ20121007741
公開日2012年7月25日 申請日期2012年3月22日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月22日
發(fā)明者賴建福 申請人:賴建福