具有大楔角的空間楔合式多槽傳動(dòng)輪以及包括該傳動(dòng)輪的摩擦式提升設(shè)備的制造方法
【專利說明】具有大楔角的空間楔合式多槽傳動(dòng)輪以及包括該傳動(dòng)輪的 摩擦式提升設(shè)備
[0001] 相關(guān)申請(qǐng)
[0002] 本申請(qǐng)是由中國(guó)專利文獻(xiàn)CN103527748A所公開的本申請(qǐng)人的專利申請(qǐng)的部分繼 續(xù)申請(qǐng)，并且，本申請(qǐng)要求本申請(qǐng)人提出的中國(guó)專利申請(qǐng)201420327367. X的優(yōu)先權(quán)，該兩 項(xiàng)在先專利申請(qǐng)的全部?jī)?nèi)容通過引用結(jié)合于此。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003] 本發(fā)明涉及卷?yè)P(yáng)、提升、牽引設(shè)備和機(jī)械傳動(dòng)領(lǐng)域中的一種借助剛性或撓性中間 傳動(dòng)件傳送旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)或轉(zhuǎn)矩，或者制止該旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)或轉(zhuǎn)矩的摩擦類傳動(dòng)/制動(dòng)裝置，以及 包括該傳動(dòng)裝置的諸如多繩摩擦式提升機(jī)、起重機(jī)、升降電梯、罐籠等摩擦式提升設(shè)備和普 通皮帶類摩擦傳動(dòng)裝置，特別涉及一種具有多個(gè)周向槽的組合式摩擦傳動(dòng)輪。
【背景技術(shù)】
[0004] 申請(qǐng)人在中國(guó)專利文獻(xiàn)CN103527748A中公開了一種空間楔合式多槽傳動(dòng)輪的技 術(shù)方案，給出了與歐拉公式/皮帶原理無關(guān)的新傳動(dòng)原理和傳動(dòng)結(jié)構(gòu)，并使得摩擦傳動(dòng)輪 首次具備了過載也不打滑的摩擦自鎖式傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)。但是，該技術(shù)方案還存在可以改進(jìn)或 提升的技術(shù)空間。例如，在確保摩擦傳動(dòng)輪具有不打滑的安全傳動(dòng)特性之際，如何具有更大 的設(shè)計(jì)自由度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種具有大楔角的空間楔合式多槽傳動(dòng)輪，在確 保不打滑地安全傳動(dòng)的條件下，其相對(duì)現(xiàn)有技術(shù)具有更大的升角取值范圍，以及，更大的摩 擦系數(shù)取值范圍的優(yōu)點(diǎn)。
[0006] 本發(fā)明要解決的另一技術(shù)問題是，提供一種具有更大設(shè)計(jì)自由度的無滑轉(zhuǎn)安全傳 動(dòng)特性的摩擦式提升設(shè)備。
[0007] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明之具有大楔角的空間楔合式多槽傳動(dòng)輪包括，繞一 軸線回轉(zhuǎn)的至少一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)，該機(jī)構(gòu)具有繞上述軸線回轉(zhuǎn)并均設(shè)置有相應(yīng)導(dǎo)向面的 導(dǎo)向環(huán)和中介環(huán)，該兩環(huán)的導(dǎo)向面軸向相抵地構(gòu)成導(dǎo)向摩擦副；導(dǎo)向環(huán)設(shè)置有軸狀基體，中 介環(huán)可轉(zhuǎn)動(dòng)地套設(shè)在該軸狀基體上，其軸向上背對(duì)導(dǎo)向環(huán)的導(dǎo)向面的端面的徑向外側(cè)和內(nèi) 偵牝分別設(shè)置有回轉(zhuǎn)摩擦面和管狀凸緣；以及，兩端面上均設(shè)置有回轉(zhuǎn)摩擦面且數(shù)量上至少 為一個(gè)的一組間隔環(huán)，該一組間隔環(huán)同軸線地設(shè)置在中介環(huán)的具有管狀凸緣的軸向一側(cè)， 其中的至少一個(gè)，不可旋轉(zhuǎn)地連接至該管狀凸緣的外周面；其中，導(dǎo)向摩擦副的相互抵觸部 位的升角λ，大于零且小于等于ξ，Β卩，〇< λ彡ξ，其中，ξ是在摩擦轉(zhuǎn)矩通過中介環(huán)和 間隔環(huán)雙方的回轉(zhuǎn)摩擦面作用于中介環(huán)之時(shí)，能夠致使導(dǎo)向摩擦副周向上自鎖的所述升角 λ的最大值，并簡(jiǎn)稱為中介環(huán)的擠出角。
[0008] 作為一種簡(jiǎn)化，上述傳動(dòng)輪中還包括繞所述軸線回轉(zhuǎn)的限力環(huán)，在一組間隔環(huán)的 背對(duì)中介環(huán)的軸向一側(cè)，該限力環(huán)以至少在軸向遠(yuǎn)離一組間隔環(huán)的方向上受到限制的方 式，不可旋轉(zhuǎn)地連接至軸狀基體的外周面，其軸向上面對(duì)中介環(huán)的端面的徑向外側(cè)還設(shè)置 有回轉(zhuǎn)摩擦面。
[0009] 優(yōu)選地，上述傳動(dòng)輪還包括至少具有一個(gè)彈性元件的彈性預(yù)緊機(jī)構(gòu)，該機(jī)構(gòu)持續(xù) 地連接至導(dǎo)向環(huán)和中介環(huán)，以致使該兩個(gè)環(huán)相互間始終具有軸向分離的趨勢(shì)。
[0010] 最佳地，導(dǎo)向環(huán)和中介環(huán)雙方的導(dǎo)向面是具有互補(bǔ)式構(gòu)造的螺旋型齒面，其分別 對(duì)應(yīng)地設(shè)置在該二環(huán)的包括端面、內(nèi)周面和外周面的一個(gè)表面上；在軸平面內(nèi)，該螺旋型齒 面與上述軸線之間的夾角大于0度，小于180度。
[0011] 為解決另一技術(shù)問題，本發(fā)明的摩擦式提升設(shè)備包括至少一個(gè)主動(dòng)輪，該主動(dòng)輪 中的至少一個(gè)，是上述具有大楔角的空間楔合式多槽傳動(dòng)輪。
[0012] 本發(fā)明的其它改進(jìn)方案，由【具體實(shí)施方式】部分給出。
[0013] 需要特別說明的是，本申請(qǐng)文件所使用的相關(guān)概念或術(shù)語(yǔ)的含義如下：
[0014] 轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)：將圓周相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為至少包括軸向相對(duì)移動(dòng)或移動(dòng)趨勢(shì)的導(dǎo)向 機(jī)構(gòu)。例如，螺旋升角嚴(yán)格一致和不嚴(yán)格一致的滑動(dòng)/滾動(dòng)式螺旋或部分螺旋機(jī)構(gòu)，徑向銷 槽機(jī)構(gòu)，端面楔形機(jī)構(gòu)，端面嵌合機(jī)構(gòu)，端面棘輪機(jī)構(gòu)，以及，圓柱/端面凸輪機(jī)構(gòu)。
[0015] ζ和ξ :空間楔形機(jī)構(gòu)的爬升角和擠出角。如圖1、2中所示的中介環(huán)90, 一方面， 通過其摩擦面104與中間傳動(dòng)件例如鋼絲繩形式的摩擦件70的牽引摩擦面72直接或間接 地軸向抵觸，以形成抵觸部位的法向壓力的合力W不垂直于回轉(zhuǎn)軸線X的回轉(zhuǎn)型牽引摩擦 機(jī)構(gòu)Fl的至少包括一個(gè)的一組牽引摩擦副；另一方面，通過其朝向某一圓周方向的導(dǎo)向面 例如94a，與導(dǎo)向環(huán)50的相應(yīng)導(dǎo)向面例如54a至少軸向抵觸，以形成抵觸部位的法向壓力的 合力N不垂直于回轉(zhuǎn)軸線X的轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)G的至少包括一個(gè)的一組導(dǎo)向摩擦副；該抵觸 部位的公切線與垂至于回轉(zhuǎn)軸線X的平面的夾角的平均值，稱為該抵觸部位的升角λ ;再 一方面，通過其它表面還可作用有其它作用力，例如彈性預(yù)緊力，或者，中介環(huán)90內(nèi)周面上 響應(yīng)于中間傳動(dòng)件張力的圓周摩擦力；在轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)G的轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)向工況中，也就是導(dǎo)向 環(huán)50開始持續(xù)地具有驅(qū)動(dòng)中介環(huán)90沿例如圖2中箭頭P所指方向相對(duì)摩擦件70轉(zhuǎn)動(dòng)的 趨勢(shì)中，能夠確保導(dǎo)向摩擦副自鎖的雙方表面抵觸部位的最小升角被定義為ζ，ζ也稱為 中介件90的爬升角，而最大升角則被定義為ξ，ξ也稱為中介件90的擠出角。該兩個(gè)極 限角一一擠出角ξ和爬升角ζ，完全界定了中介環(huán)90相對(duì)導(dǎo)向環(huán)50向前轉(zhuǎn)動(dòng)、靜止不動(dòng) 和向后轉(zhuǎn)動(dòng)的一切可能的運(yùn)動(dòng)形式。具體含義如下：
[0016] 1、當(dāng)ξ < λ < 90度時(shí)，亦即λ大于擠出角ξ時(shí)，導(dǎo)向摩擦副和牽引摩擦副均 不能摩擦自鎖，通過導(dǎo)向摩擦副的法向壓力Ν，或者其分力Q和Τ，導(dǎo)向環(huán)50和摩擦件70可 致使中介環(huán)90相對(duì)二者向前亦即箭頭P所指方向滑轉(zhuǎn)和/或擠出。即便由于導(dǎo)向件50無 擠壓式軸向位移的原因而沒有可察覺的宏觀量級(jí)的周向位移，中介件90也將具有對(duì)應(yīng)于 相關(guān)構(gòu)件的軸向彈性應(yīng)變的微觀量級(jí)的周向位移。因此，中介件90不能將導(dǎo)向環(huán)50與摩 擦件70楔合成一個(gè)摩擦體，其只能被導(dǎo)向環(huán)50推動(dòng)著相對(duì)摩擦件70摩擦滑轉(zhuǎn)而不能有效 地傳遞摩擦轉(zhuǎn)矩。
[0017] 2、當(dāng)ζ < λ彡ξ且λ >〇時(shí)，亦即λ介于爬升角ζ和擠出角ξ之間時(shí)，牽 引摩擦副具有先于導(dǎo)向摩擦副突破自身靜摩擦狀態(tài)/阻力而進(jìn)入滑動(dòng)摩擦狀態(tài)的特性。因 此，中介環(huán)90可以將導(dǎo)向環(huán)50與摩擦件70楔合成一個(gè)摩擦體，但在摩擦件70相對(duì)導(dǎo)向環(huán) 50過載時(shí)，牽引摩擦副便會(huì)突破其靜摩擦狀態(tài)/最大靜摩擦阻力而正常地轉(zhuǎn)入滑動(dòng)摩擦狀 態(tài)，而導(dǎo)向摩擦副則因還未突破其靜摩擦狀態(tài)/阻力而始終處于恒定的自鎖狀態(tài)。對(duì)應(yīng)地， 空間楔形機(jī)構(gòu)處于半楔合狀態(tài)，超越離合器處于非完全接合狀態(tài)。
[0018] 3、當(dāng)0< λ彡ζ (針對(duì)ζ >〇的情況）時(shí)，亦即λ小于等于爬升角ζ時(shí)，導(dǎo)向 摩擦副具有先于牽引摩擦副突破自身靜摩擦狀態(tài)/阻力而進(jìn)入滑動(dòng)摩擦狀態(tài)的特性。因 此，中介環(huán)90可以將導(dǎo)向環(huán)50與摩擦件70楔合成一個(gè)摩擦體，但在摩擦件70相對(duì)導(dǎo)向環(huán) 50過載時(shí)，導(dǎo)向摩擦副便會(huì)突破其靜摩擦狀態(tài)/最大靜摩擦阻力而致使中介環(huán)90具有相對(duì) 導(dǎo)向環(huán)50滑轉(zhuǎn)爬升的趨勢(shì)，而牽引摩擦副則因還未突破其靜摩擦狀態(tài)/阻力而始終處于恒 定的自鎖狀態(tài)。然而，由于上述爬升趨勢(shì)被空間楔形機(jī)構(gòu)的軸向力封閉結(jié)構(gòu)剛性阻止（除 非導(dǎo)向件50可軸向位移避讓），因此，導(dǎo)向摩擦副被實(shí)際上強(qiáng)制性地維持在等同于自鎖的 一般靜摩擦狀態(tài)。即，中介環(huán)90、導(dǎo)向環(huán)50與摩擦件70三者被強(qiáng)制楔合/結(jié)合成一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng) 整體，不會(huì)出現(xiàn)相互滑轉(zhuǎn)爬升的情況，除非過載至結(jié)構(gòu)毀損?？臻g楔形機(jī)構(gòu)因而處于類似斜 撐式超越離合器的絕對(duì)自鎖/楔合狀態(tài)，其傳動(dòng)能力僅取決于結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。
[0019] 顯然，上述升角λ就是空間楔形機(jī)構(gòu)的楔角，也稱楔合角/擠住角，并僅在〇 < λ < ξ時(shí)，空間楔形機(jī)構(gòu)方可楔合。
[0020] 相對(duì)現(xiàn)有技術(shù)，依據(jù)本發(fā)明的具有大楔角的空間楔合式多槽傳動(dòng)輪，因其牽引摩 擦機(jī)構(gòu)Fl具有多于一個(gè)的并列設(shè)置的牽引摩擦副的技術(shù)特征，從而直接具有了更大的爬 升角ζ和擠出角ξ，以及更大的