《扭矩限制器.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《扭矩限制器.pdf（10页珍藏版）》请在专利查询网上搜索。
1、(10)申请公布号 CN 103671607 A (43)申请公布日 2014.03.26 CN 103671607 A (21)申请号 201210351095.2 (22)申请日 2012.09.20 F16D 7/02(2006.01) F16D 43/21(2006.01) (71)申请人 鸿富锦精密工业 （深圳） 有限公司 地址 518109 广东省深圳市宝安区龙华镇油 松第十工业区东环二路 2 号 申请人 鸿海精密工业股份有限公司 (72)发明人 李兵 杨波 张勇 (54) 发明名称 扭矩限制器 (57) 摘要 一种扭矩限制器， 包括输入轴、 输出轴、 轴套 及调节机构。 输入轴上。
2、设有定位柱， 输出轴上设有 抵持柱。轴套一端为凸轮面， 另一端为抵接面， 凸 轮面包括凹谷面及顶端面。轴套的圆周上设有凸 轮槽， 凸轮槽包括滑槽及定位凹部， 定位凹部位于 滑槽靠近抵接面的一侧， 输出轴的抵持柱抵顶凹 谷面， 输入轴的定位柱设于定位凹部内， 当输出轴 所连负载较小时， 输出轴随输入轴同步旋转 ； 当 负载较大时， 凸轮面与抵持柱之间产生相对运动 而滑动至顶端面， 此时， 定位柱从定位凹部内滑出 而移动至滑槽的一端抵顶， 使凸轮面与抵持柱分 离而实现输入轴与输出轴分离。本发明的扭矩限 制器结构简单， 使用寿命长， 成本低廉， 且调整方 便。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1。
3、 页 说明书 4 页 附图 4 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4页 附图4页 (10)申请公布号 CN 103671607 A CN 103671607 A 1/1 页 2 1. 一种扭矩限制器， 包括相间隔的输入轴及输出轴， 该输入轴用以连接动力源， 该输出 轴用以连接负载， 其特征在于 ： 该输入轴上设有定位柱， 该输出轴上设有抵持柱， 该扭矩限 制器还包括轴套及调节机构， 该轴套一端为凸轮面， 另一端为抵接面， 该凸轮面包括凹谷面 及顶端面， 该轴套靠近该抵接面的圆周上设有凸轮槽， 该凸轮槽包括相互连通的滑槽及定 位凹部， 该定位凹。
4、部位于该滑槽靠近该抵接面的一侧， 该输出轴由该轴套具有凸轮面的一 端插入且该抵持柱抵顶该凹谷面， 该输入轴由该轴套具有抵接面的一端插入且该定位柱设 于定位凹部内， 该调节机构设于该输入轴并抵顶该抵接面， 当该输出轴所连该负载较小时， 该输出轴随该输入轴同步旋转而带动该负载 ； 当该负载较大时， 该凸轮面与该抵持柱之间 产生相对运动而滑动至该顶端面， 此时， 该定位柱从该定位凹部内滑出而移动至该滑槽的 一端抵顶， 从而使该凸轮面与该抵持柱分离而实现该输入轴与该输出轴分离。 2. 如权利要求1 所述的扭矩限制器， 其特征在于 ： 该凹谷面至该顶端面的垂直距离小 于该定位凹槽至该滑槽的靠近该抵接面侧。
5、的侧边的最大垂直距离。 3. 如权利要求 1 所述的扭矩限制器， 其特征在于 ： 该扭矩限制器还包括安装座， 该输入 轴及该输出轴分别转动地安装于该安装座上并同轴设置。 4. 如权利要求 3 所述的扭矩限制器， 其特征在于 ： 该安装座包括底板及由该底板两端 朝向同一侧垂直延伸的支撑壁， 该输入轴及该输出轴分别转动地安装于该二支撑壁上。 5. 如权利要求 1 所述的扭矩限制器， 其特征在于 ： 该调节机构包括弹簧及螺母， 该输入 轴上还设有螺纹部， 该弹簧套设于该输入轴， 该螺母螺合于该输入轴， 该弹簧的一端抵顶该 轴套， 另一端抵顶该螺母， 通过转动该螺母调节该弹簧给该轴套的压缩弹性力， 进。
6、而调整该 扭矩限制器的上限扭矩值。 6. 如权利要求 1 所述的扭矩限制器， 其特征在于 ： 该凸轮面还包括连接该凹谷面与该 顶端面的连接面， 该凸轮面与该抵持柱之间产生相对运动时， 该抵持柱沿该连接面滑动至 该顶端面。 7. 如权利要求 1 所述扭矩限制器， 其特征在于 ： 该凸轮槽还包括设于该滑槽与该定位 凹部连接处的导向部， 该定位柱从该定位凹部内滑出时， 通过该导向部的导向作用而滑出 并移动至该滑槽的一端抵顶。 8. 如权利要求 4 所述的扭矩限制器， 其特征在于 ： 该二支撑壁上设有安装部及贯穿该 安装部底面的穿孔， 该扭矩限制器还包括二轴承， 该二轴承分别安装于该安装部内， 该输入。
7、 轴及该输出轴分别通过该二轴承转动的安装于该二支撑壁上。 权 利 要 求 书 CN 103671607 A 2 1/4 页 3 扭矩限制器 技术领域 0001 本发明涉及一种扭矩限制器， 特别是涉及一种应用于自动化领域而保护产品或动 力装置的扭矩限制器。 背景技术 0002 扭矩限制器又称安全离合器、 安全联轴器， 常安装在动力传动的主动侧与被动侧 之间 （即， 输入轴与输出轴之间） ， 当发生过载故障 （扭矩超过设定值） 时， 扭矩限制器便会产 生分离， 从而有效保护了驱动机械 （如电机、 减速机、 伺服马达） 以及所负载产品。 0003 传统的摩擦式扭矩限制器包括壳体、 连接驱动机构的传动。
8、轴、 以及连接负载的输 出轴。 该传动轴和该输出轴上对应设有多个摩擦盘， 该多个摩擦盘装在该壳体内， 该传动轴 与该壳体固定连接 ； 该壳体内还设有压板和压簧 ； 该输出轴的摩擦盘一面通过摩擦片与该 传动轴的摩擦盘相抵， 另一面通过另一摩擦片与压板相抵 ； 压板两面分别与压板和壳体内 壁抵压 ； 该压板与该壳体连接而与该传动轴同步转动。当正常运转时， 该驱动机构带动该 传动轴转动， 该传动轴的摩擦盘通过摩擦片带动该输出轴的摩擦盘同步转动， 与此同时， 该 壳体通过带动该压板转动， 该压板通过另一摩擦片带动该输出轴的摩擦盘转动 ； 当该输出 轴侧负载过大时， 该输出轴的摩擦盘克服该二摩擦片的摩擦。
9、力而与该传动轴的摩擦盘及该 压板相对打滑， 从而保护驱动机构或负载。 但是， 打滑过程中， 扭矩限制器内部零件会磨损。 由于磨损导致其扭矩预设值变小， 因此使用一段时间后必须重新调整 ； 并且此类扭矩限制 器所需零部件较多且结构复杂。 发明内容 0004 鉴于上述状况， 有必要提供一种结构简单， 传递扭矩大且安装方便的扭矩限制器。 0005 一种扭矩限制器， 包括相间隔的输入轴及输出轴， 该输入轴用以连接动力源， 该输 出轴用以连接负载。 该输入轴上设有定位柱， 该输出轴上设有抵持柱， 该扭矩限制器还包括 轴套及调节机构， 该轴套一端为凸轮面， 另一端为抵接面， 该凸轮面包括凹谷面及顶端面， 。
10、该轴套靠近该抵接面的圆周上设有凸轮槽， 该凸轮槽包括相互连通的滑槽及定位凹部， 该 定位凹部位于该滑槽靠近该抵接面的一侧， 该输出轴由该轴套具有凸轮面的一端插入且该 抵持柱抵顶该凹谷面， 该输入轴由该轴套具有抵接面的一端插入且该定位柱设于定位凹部 内， 该调节机构设于该输入轴并抵顶该抵接面， 当该输出轴所连该负载较小时， 该输出轴随 该输入轴同步旋转而带动该负载 ； 当该负载较大时， 该凸轮面与该抵持柱之间产生相对运 动而滑动至该顶端面， 此时， 该定位柱从该定位凹部内滑出而移动至该滑槽的一端抵顶， 从 而使该凸轮面与该抵持柱分离而实现该输入轴与该输出轴分离。 0006 本发明的扭矩限制器， 。
11、利用凸轮面及凸轮槽的合成实现扭矩传递和过载保护结构 简单， 使用寿命长， 且无需设置额外能源而成本低廉 ； 扭矩过载后回复初始位置只需反转输 入轴即可， 从而避免了产品内部零件的损坏， 更换麻烦等缺点。 说 明 书 CN 103671607 A 3 2/4 页 4 附图说明 0007 图 1 是本发明的扭矩限制器的立体示意图。 0008 图 2 是图 1 所示扭矩限制器的分解示意图。 0009 图 3 是图 2 所示轴套的放大示意图。 0010 图 4 是本发明的扭矩限制器的正常运作时的状态示意图。 0011 图 5 是本发明的扭矩限制器的进行保护时的状态示意图。 0012 主要元件符号说明 。
12、扭矩限制器100 安装座10 底板11 支撑凸起111 支撑壁12 安装部121 穿孔122 输入轴20 第一轴体21 螺纹部211 第一轴承结合部22 输入端部23 卡合部231 定位柱24 轴承30 调节机构40 弹簧41 螺母42 轴套50 筒体51 凸轮面52 凹谷面521 顶端面522 连接面523 凸轮槽53 滑槽531 第一端5311 第二端5312 定位凹部532 导向部533 抵接面54 输出轴60 第二轴体61 第二轴承结合部62 输出端部63 卡合部631 抵持柱64 如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。 具体实施方式 0013 下面以具体实施方式并结合附图对。
13、本发明实施方式提供的扭矩限制器进一步详 细说明。 说 明 书 CN 103671607 A 4 3/4 页 5 0014 如图 1 及图 2 所示， 本发明实施方式的扭矩限制器 100 包括安装座 10、 输入轴 20、 二轴承 30、 调节机构 40、 轴套 50 以及输出轴 60。 0015 输入轴 20 及输出轴 60 分别通过一个轴承 30 可转动地安装于安装座 10。此时， 输 入轴 20 与输出轴 60 同轴设置， 且两者之间有间隔， 并通过轴套 50 连接。输入轴 20 的远离 输出轴 60 的一侧设置有调节机构 40。 0016 安装座 10 包括底板 11 及由底板 11 一。
14、侧两端朝向同一侧近似垂直延伸的支撑壁 12。每个支撑壁 12 外侧设有安装轴承 30 的安装部 121 及贯穿安装部 121 底面的穿孔 122， 且安装部 121 与穿孔 122 同轴。靠近一个支撑壁 12 的底板 11 上设置有支撑凸起 111， 用于 支撑轴套 50。可以理解， 安装部 121 也可设置于支撑壁 12 的内侧。 0017 输入轴 20 包括圆柱状的第一轴体 21、 由第一轴体 21 的一端依次延伸的第一轴承 结合部 22 及输入端部 23、 以及突设于第一轴体 21 的另一端侧圆周上的定位柱 24。本实施 方式中， 定位柱 24 的数量为两个， 且对称设置。可以理解， 定。
15、位柱 24 的数量可为一个。第 一轴体 21、 第一轴承结合部 22 及输入端部 23 为同轴。第一轴体 21 靠近第一轴承结合部 22的一端侧圆周上设有螺纹部211。 输入端部23开设有卡合部231， 其用于与动力源 （图未 示） 卡合。本实施方式中， 第一轴体 21 的直径大于第一轴承接合部 22 的直径， 第一轴承接 合部 22 的直径大于输入端部 23 的直径。 0018 调节机构 40 包括弹簧 41 及螺母 42。弹簧 41 套设于输入轴 20 的第一轴体 21 ； 螺 母 42 螺合于第一轴体 21 的螺纹部 211， 并抵接弹簧 41 的一端， 弹簧 41 的另一端抵顶轴套 5。
16、0。弹簧 41 给轴套 50 提供轴向的弹性力。 0019 如图 2 和图 3 所示， 轴套 50 包括筒体 51， 筒体 51 的两相对端面分别为凸轮面 52 及抵接面54。 筒体51靠近抵接面54的圆周上开设有凸轮槽53， 其收容输入轴20的定位柱 24。凸轮槽 53 的数量与定位柱 24 的数量相对应。凸轮槽 53 包括滑槽 531、 与滑槽 531 连 通的定位凹部 532、 以及设于滑槽 531 与定位凹部 532 连接处的导向部 533。定位凹部 532 位于滑槽 531 的远离凸轮面 52 的一侧， 即位于滑槽 531 的靠近抵接面 54 的一侧。凸轮面 52 包括二凹谷面 52。
17、1、 二顶端面 522 及连接凹谷面 521 与顶端面 522 的四个连接面 523。凹 谷面 521 至顶端面 522 的垂直距离为 d。滑槽 531 包括相对的第一端 5311 及第二端 5312。 输入轴 20 的定位柱 24 可在定位凹部 532、 滑槽 531 的第一端 5311 或第二端 5312 定位。导 向部 533 可使定位柱 24 顺利划入滑槽 531 而与第一端 5311 或第二端 5312 抵接。定位凹 部 532 至滑槽 531 的靠近抵接面 54 侧的侧边的最大垂直距离为 D。这里， D d。抵接面 54 抵接弹簧 41 的另一端 （与上述内容对应） 。 0020 。
18、输出轴 60 包括圆柱状的第二轴体 61、 第二轴承结合部 62、 输出端部 63、 以及抵持 柱 64。第二轴承结合部 62 及输出端部 63 由第二轴体 61 远离输入轴 20 的一端向外依次 延伸 ； 抵持柱 64 突设于第二轴体 61 靠近第二轴承结合部 62 的圆周上。本实施方式中， 抵 持柱 64 的数量为两个， 且对称设置。可以理解， 抵持柱 64 的数量可为一个。第二轴体 61、 第二轴承结合部 62 及输出端部 63 为同轴。输出端部 63 开设有卡合部 631， 其用于与负载 （图未示） 卡合。本实施方式中， 第二轴体 61 的直径大于第二轴承接合部 62 的直径， 第二轴。
19、 承接合部 62 的直径大于输出端部 63 的直径。 0021 组装时， 首先将输入轴 20 的定位柱 24 卡入轴套 50 的凸轮槽 53 的定位凹部 532 内， 然后将弹簧 41 套设于输入轴 20 的第一轴体 21 上， 并将螺母 42 螺合于输入轴 20 的螺 说 明 书 CN 103671607 A 5 4/4 页 6 纹部 211。此时， 弹簧 41 的一端抵接螺母 42， 另一端抵接轴套 50 的抵接面 54。其次， 将该 组立体 （20、 40、 50） 通过一轴承 30 安装于安装座 10 的离支撑凸起 111 较远的支撑壁 12 上。 最后， 将输出轴 60 通过另一轴承。
20、 30 安装于安装座 10 的支撑壁 12 上。此时， 输出轴 60 的 抵持柱 64 抵接轴套 50 的凸轮面 52 的凹谷面 521。即， 输出轴 60 由轴套 50 具有凸轮面 52 的一端插入且抵持柱64抵顶凹谷面521， 输入轴20由轴套50具有抵接面54的一端插入且 定位柱 24 设于定位凹部 532 内。常态时， 弹簧 41 处于压紧状态， 使得输入轴 20 的定位柱 24 稳定定位于轴套 50 的定位凹部 532 内， 并且使得轴套 50 的凹谷面 521 紧密抵接于输出 轴 60 的抵持柱 64。因此， 输出轴 60 上未连接负载的情况下， 输入轴 20 通过轴套 50 带动。
21、输 出轴 60 转动。 0022 以下， 参照图 4 及图 5 说明本发明的扭矩限制器的工作原理。 0023 输入轴 20 连接动力源， 输出轴 60 连接负载， 并且启动动力源时， 即给输入轴 20 转 矩 T 时， 定位柱 24 被卡在定位凹部 532 中， 定位柱 24 迫使轴套 50 随输入轴 20 旋转， 此时 凸轮面 52 对抵持柱 64 作用的力为 F， 该 F 可分解为轴向力 F1 和径向力 F2， 并且受弹簧 41 的挤压凸轮面52和抵持柱64之间有较大的摩擦力f， 当输出轴60所连负载较小时， 即径向 力 F2 摩擦力 f 时， 输出轴 60 随输入轴 20 同步旋转， 从。
22、而带动负载 ； 当负载较大时， 即径 向力 F2 摩擦力 f 时， 凸轮面 52 与抵持柱 64 之间产生相对运动， 此时， 抵持柱 64 由凸轮 面 52 的凹谷面 521 沿连接面 523 滑动至顶端面 522， 在此过程中， 轴套 50 压缩弹簧 41 并使 定位柱 24 从定位凹部 532 中通过导向部 533 向滑槽 531 滑出， 进而抵住滑槽 531 的第一端 5311（或第二端 5312） 将轴套 50 的相对滑动停止。此时， 由于 D d， 因此轴套 50 的凸轮 面 52 与输出轴 60 的抵持柱 64 分离， 从而使输出轴 60 及负载与动力源隔离， 并实现了扭矩 过载保。
23、护功能。当使扭矩限制器 100 回复正常时， 将输入轴 20 反转即可， 但要确保负载并 未超过指定值 （凸轮面 52 与抵持柱 64 之间的摩擦力） ， 否则， 也会使定位柱 24 滑入并抵顶 滑槽 531 的第二端 5312（或第一端 5311） ， 进而实现反向扭矩过载保护。 0024 另， 通过转动螺母 42 可调节弹簧 41 给轴套 50 的压缩弹性力， 进而调整扭矩限制 器 100 的上限扭矩值。 0025 可以理解， 能够保证安装座 10 与输入轴 20 及输出轴 60 的相对转动， 可省略轴承 30。 0026 可以理解， 动力源可支撑输入轴20， 负载可支撑输出轴60时， 可将安装座10省略。 0027 另外， 本领域技术人员还可在本发明精神内做其它变化， 当然， 这些依据本发明精 神所做的变化， 都应包含在本发明所要求保护的范围内。 说 明 书 CN 103671607 A 6 1/4 页 7 图 1 图 2 说 明 书 附 图 CN 103671607 A 7 2/4 页 8 图 3 说 明 书 附 图 CN 103671607 A 8 3/4 页 9 图 4 说 明 书 附 图 CN 103671607 A 9 4/4 页 10 图 5 说 明 书 附 图 CN 103671607 A 10 。