静止状态下有扭矩限制功能的滚柱式双向超越离合器.pdf

1、(10)申请公布号 CN 103016567 A (43)申请公布日 2013.04.03 CN 103016567 A *CN103016567A* (21)申请号 201210559694.3 (22)申请日 2012.12.21 F16D 41/08(2006.01) F16D 41/066(2006.01) (71)申请人 南京理工大学 地址 210094 江苏省南京市孝陵卫 200 号 (72)发明人 杨阔 (74)专利代理机构 南京理工大学专利中心 32203 代理人 马鲁晋 (54) 发明名称 静止状态下有扭矩限制功能的滚柱式双向超 越离合器 (57) 摘要 本发明涉及一种能够在

2、离合器静止状态下实 现扭矩控制的滚柱式双向超越离合器。 在主轴上， 依次设置固定支架、 顶块控制机构、 滑移齿、 主弹 簧、 滚柱式双向超越离合器拨抓轮齿、 滚柱式双向 超越式离合器星轮、 滚柱式双向超越离合器外环、 滚柱、 滚柱顶杆、 顶杆弹簧、 调节旋片、 顶块复位弹 簧、 及平键和电磁线圈模块， 构成滚柱式双向超越 离合器牙嵌式扭矩控制模块。克服现有的滚柱式 双向超越离合器在静止非工作状态下不能实现扭 矩限制功能的不足， 在机器负载震动， 超载， 或者 机械故障而导致所需扭矩超过设定值时， 扭矩限 制器以打滑方式限制传动系统所传递的扭矩， 实 现静止状态下的扭矩限制功能， 从而起到保护离

3、 合器和设备的作用。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 3 页 附图 3 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 1 页 说明书 3 页 附图 3 页 1/1 页 2 1. 一种静止状态下有扭矩限制功能的滚柱式双向超越离合器， 其特征在于， 包括主轴 1、 固定支架2、 顶块控制机构3、 滑移齿4、 主螺旋弹簧5、 滚柱式双向超越离合器 拨抓轮齿6、 滚柱式双向超越离合器星轮7、 滚柱式双向超越离合器外环8、 滚柱9、 滚柱顶杆 10、 顶杆弹簧 11、 调节旋片 12、 顶块复位弹簧 13 和平键 14， 主轴 1 上设置固定支架 2，

4、固定支架 2 上对称设置顶块控制机构 3， 顶块控制 机构 3 上设置滑移齿 4， 该滑移齿 4 套在主轴 1 上并可相对顶块控制机构 3 移 动， 固定支架 2 和顶块控制机构 3 之间设置顶块复位弹簧 13， 该顶块复位弹簧 13 对顶块控制机构 3 施加推力， 将其向主轴方向推近 ； 固定支架2上还设置与其螺纹连接的调节旋片12， 调节旋片12和滑移齿4之 间设置主螺旋弹簧 5， 主轴 1 的下端与滚柱式双向超越离合器星轮 7 通过平键 14 连接， 滚柱式双向超越式离合器星轮 7 内部开有若干孔槽， 每个孔槽内均设置滚柱顶杆 10 和顶杆弹簧 11， 顶杆弹簧 11 与滚柱顶杆 10

5、相连， 对其施加推力， 将滚柱顶杆 10 与滚柱 9 顶紧 ； 滚柱式双向超越式离合器星轮 7 外部设置滚柱式双向超越离合器外环 8， 滚柱式 双向超越离合器星轮7和滚柱式双向超越离合器外环8之间设置滚柱式双向超越离合 器拨抓轮齿 6 和滚柱 9。 2. 根据权利要求 1 所述的静止状态下有扭矩限制功能的滚柱式双向超越离合器， 其特 征在于， 滚柱式双向超越式离合器星轮 7 两楔之间设置滚柱式双向超越离合器拨抓轮齿 6， 滚柱式双向超越式离合器星轮 7 的楔内设置滚柱 9。 3. 根据权利要求 1 所述的静止状态下有扭矩限制功能的滚柱式双向超越离合器， 其特 征在于， 固定支架 2 和顶块控制

6、机构 3 上均设置孔槽， 孔槽中设置顶杆弹簧 11。 4. 根据权利要求 1 所述的静止状态下有扭矩限制功能的滚柱式双向超越离合器， 其特 征在于， 固定支架 2 上设置对顶块控制机构 3 吸附的电磁线圈模块。 权 利 要 求 书 CN 103016567 A 2 1/3 页 3 静止状态下有扭矩限制功能的滚柱式双向超越离合器 技术领域 0001 本发明属于机械传动领域， 特别是一种静止状态下有扭矩限制功能的滚柱式双向 超越离合器。 背景技术 0002 目前， 广泛使用的滚柱式双向超越离合器多为内星轮式， 是由星轮、 外环、 滚子、 弹 簧顶杆、 拨爪等构成。当外环主动并转速高于星轮时， 滚子

7、被楔紧， 从而带动拨抓和星轮与 外环一同转动。 当外环主动但转速低于星轮时， 滚子由于弹簧顶杆的作用而回到楔中， 离合 器脱开。在拨爪主动且转速高于外环时， 滚子在拨爪的作用下回到楔中， 离合器脱开， 星轮 在拨爪的作用下空转。 但是， 在离合器静止状态下， 滚柱式双向超越离合器不具有扭矩限制 功能， 需要加装专用扭矩限制器和制动器以完成扭矩限制功能， 这使得机械结构复杂度增 加， 体积增大， 机械故障率上升。 0003 经查新检索， 发现国内外未见与本发明类同的关于静止状态下有扭矩限制功能 的滚柱式双向超越离合器专利的报道。国内最近的、 较接近的专利是由河南省驻马店 市新蔡县古吕镇西城街代楼

8、周保民申请的发明 “一种滚柱式超越离合器” （ 申请号 201120425863 ， 申请日 2011 年 10 月 31 日） 。但该发明的结构与本发明相差甚远， 而 且其具体工作原理也完全不同于本发明。 发明内容 0004 本发明所解决的技术问题在于提供一种静止状态下有扭矩限制功能的滚柱式双 向超越离合器。 0005 实现本发明目的的技术解决方案为 ： 一种静止状态下有扭矩限制功能的滚柱式双 向超越离合器， 包括主轴、 固定支架、 顶块控制机构、 滑移齿、 主螺旋弹簧、 滚柱式双向超越 离合器拨抓轮齿、 滚柱式双向超越式离合器星轮、 滚柱式双向超越离合器外环、 滚柱、 滚柱 顶杆、 顶杆弹

9、簧、 调节旋片、 顶块复位弹簧和平键， 主轴上设置固定支架， 固定支架上对称设置顶块控制机构， 顶块控制机构上设置滑移 齿， 该滑移齿套在主轴上并可相对顶块控制机构移动， 固定支架和顶块控制机构之间设置 顶块复位弹簧， 该顶块复位弹簧对顶块控制机构施加推力， 将其向主轴方向推近 ； 固定支架上还设置与其螺纹连接的调节旋片， 调节旋片和滑移齿之间设置主螺旋弹 簧， 主轴的下端与滚柱式双向超越式离合器星轮通过平键连接， 滚柱式双向超越式离合器 星轮内部开有若干孔槽， 每个孔槽内均设置滚柱顶杆和顶杆弹簧， 顶杆弹簧与滚柱顶杆相 连， 对其施加推力， 将滚柱顶杆与滚柱顶紧 ； 滚柱式双向超越式离合器星

10、轮外部设置滚柱式双向超越离合器外环， 滚柱式双向超越 式离合器星轮和滚柱式双向超越离合器外环之间设置滚柱式双向超越离合器拨抓轮齿和 滚柱。 0006 本发明与现有技术相比， 其显著优点为 ： 1） 本发明的离合器在不加装扭矩限制器 说 明 书 CN 103016567 A 3 2/3 页 4 和制动器的前提下， 可以在静止状态下实现滚柱式双向超越离合器的扭矩限制功能， 扭矩 限制模块结构简单， 体积小 ； 2） 本发明的离合器克服现有的滚柱式双向超越离合器在静止 状态下不能实现扭矩限制功能的不足， 在负载扭矩超过设定值时， 离合器以打滑方式限制 传动系统所传递的扭矩， 实现静止状态下的扭矩限制

11、功能， 从而起到保护离合器和设备的 作用。 0007 下面结合附图对本发明作进一步详细描述。 附图说明 0008 图 1 是本发明的静止状态下有扭矩限制功能的滚柱式双向超越离合器主视图。 0009 图 2 是本发明的静止状态下有扭矩限制功能的滚柱式双向超越离合器的左视图。 0010 图 3 是本发明的静止状态下有扭矩限制功能的滚柱式双向超越离合器 B-B 剖视 图。 0011 图 4 是本发明的静止状态下有扭矩限制功能的滚柱式双向超越离合器俯视图。 0012 图中标号代表的含义为 ： 1- 主轴 ， 2- 固定支架， 3- 顶块控制机构 ， 4- 滑移齿， 5- 主螺旋弹簧， 6- 滚柱式双向

12、超越离合器拨抓轮齿， 7- 滚柱式双向超越式离合器星轮 ， 8- 滚柱式双向超越离合器外环， 9- 滚柱， 10- 滚柱顶杆， 11- 顶杆弹簧， 12- 调节旋片， 13- 顶 块复位弹簧， 14- 平键。 具体实施方式 0013 如图 1、 图 2、 图 3 和图 4 所示， 本发明的一种静止状态下有扭矩限制功能的滚柱式 双向超越离合器， 包括主轴 1、 固定支架 2、 顶块控制机构 3、 滑移齿 4、 主螺旋弹簧 5、 滚柱式 双向超越离合器拨抓轮齿 6、 滚柱式双向超越离合器星轮 7、 滚柱式双向超越离合器外环 8、 滚柱 9、 滚柱顶杆 10、 顶杆弹簧 11、 调节旋片 12、 顶

13、块复位弹簧 13 和平键 14， 主轴 1 上设置固定支架 2， 固定支架 2 上对称设置顶块控制机构 3， 顶块控制机构 3 上 设置滑移齿 4， 该滑移齿 4 套在主轴 1 上并可相对顶块控制机构 3 移动， 固定支架 2 和顶块 控制机构 3 之间设置顶块复位弹簧 13， 该顶块复位弹簧 13 对顶块控制机构 3 施加推力， 将 其向主轴方向推近 ； 固定支架2上还设置与其螺纹连接的调节旋片12， 调节旋片12和滑移齿4之间设置主 螺旋弹簧5， 主轴1的下端与滚柱式双向超越离合器星轮7通过平键14连接， 滚柱式双向超 越式离合器星轮 7 内部开有若干孔槽， 每个孔槽内均设置滚柱顶杆 10

14、 和顶杆弹簧 11， 顶杆 弹簧 11 与滚柱顶杆 10 相连， 对其施加推力， 将滚柱顶杆 10 与滚柱 9 顶紧 ； 滚柱式双向超越式离合器星轮 7 外部设置滚柱式双向超越离合器外环 8， 滚柱式双向 超越离合器星轮7和滚柱式双向超越离合器外环8之间设置滚柱式双向超越离合器拨抓轮 齿 6 和滚柱 9。 0014 所述滚柱式双向超越式离合器星轮 7 两楔之间设置滚柱式双向超越离合器拨抓 轮齿 6， 滚柱式双向超越式离合器星轮 7 的楔内设置滚柱 9。 0015 所述固定支架 2 和顶块控制机构 3 上均设置孔槽， 孔槽中设置顶杆弹簧 11。固定 支架 2 上设置对顶块控制机构 3 吸附的电磁

15、线圈模块。 0016 当离合器静止时， 滚柱式双向超越离合器拨抓轮齿 6 与滑移齿 4 相啮合， 主弹簧 5 说 明 书 CN 103016567 A 4 3/3 页 5 受压缩。此时， 如果滚柱式双向超越离合器星轮 7 和外环 8 出现相对滑动趋势时， 滚柱式双 向超越离合器拨抓轮齿 6 与滑移齿 4 相当于制动器， 当作用在滚柱式双向超越离合器星轮 7 和外环 8 上的扭矩超过主弹簧 5 弹力预设值时， 星轮 7 和外环 8 发生相对滑动， 滚柱式双 向超越离合器拨抓轮齿 6 与滑移齿 4 分别与下一齿啮合， 重复上述过程。 0017 主轴 1 上安装的滚柱式双向超越离合器拨抓轮齿 6、

16、滚柱式双向超越式离合器星 轮 7、 滚柱式双向超越离合器外环 8、 滚柱 9、 滚柱顶杆 10、 顶杆弹簧 11、 及平键 14 的相对位 置如图 3 所示。离合器正常工作时， 当外环 8 主动， 离合器能向两个方向传递转矩， 当拨抓 轮齿 6 主动， 不论转向如何， 只要拨抓轮齿 6 速度大于外环 8 速度， 均使离合器脱离， 拨抓轮 齿 6 做超越运动， 而且拨抓轮齿 6 可中断运动， 是一种可逆离合器。离合器静止状态时， 拨 抓轮齿 6 和滑移齿 4 啮合， 当星轮 7 转动时会带动拨抓轮齿 6， 从而实现扭矩限制功能。 0018 本发明的离合器克服现有的滚柱式双向超越离合器在静止状态下不能实现扭矩 限制功能的不足， 在负载扭矩超过设定值时， 离合器以打滑方式限制传动系统所传递的扭 矩， 实现静止状态下的扭矩限制功能， 从而起到保护离合器和设备的作用。 说 明 书 CN 103016567 A 5 1/3 页 6 图 1 说 明 书 附 图 CN 103016567 A 6 2/3 页 7 图 2 图 3 说 明 书 附 图 CN 103016567 A 7 3/3 页 8 图 4 说 明 书 附 图 CN 103016567 A 8