专利名称：一种面接触式单向离合器的制作方法
技术领域：
本发明属离合器技术领域，特别涉及一种单方向传递扭矩的单向超越离合器，可应用 于高速、高频等场合、能传递大力矩的面接触式单向离合器。
技术背景现有技术中，单向超越离合器具有多种结构型式，包括棘轮式、滚柱斜槽式、楔块式 和链环式等，但这些结构的单向离合器皆存在着诸多不足棘轮式单向超越离合器主要由外轮、棘轮、棘爪和叶片弹簧组成。当外轮相对于棘轮向一 个方向旋转时，棘爪卡住棘轮，外轮与棘轮连为一体并同步旋转，离合器处于锁止状态； 当外轮相对于棘轮向另一个方向旋转时，棘爪与棘轮之间产生相对滑动，外轮成为自由轮， 离合器处于自由状态。这种离合器的棘轮与棘爪的接合位置受限制(棘轮相对外轮每次至 少转动一个棘齿的角度，才能保证棘爪与棘轮相配合)、接合时产生较大冲击和噪声，反 应不够灵敏，只适用于低速、低频传动。滚柱斜槽式单向超越离合器由外环、内环、滚柱、滚柱复位弹簧等组成。在外环内表 面或内环外表面成形有容纳滚柱的楔形槽，楔形槽内装有滚柱及其复位弹簧，弹簧的弹力 将各滚柱推向楔形槽较窄的一端。当外环相对于内环向一个方向转动时，在开始转动的一 瞬间，滚柱便在摩擦力和弹簧力的作用下被卡死在楔形槽较窄的一端，于是内外环互相连 成一体，不能相对转动，此时单向超越离合器处于锁止状态；当外环相对于内环向另一个 方向转动时，滚柱在摩擦力的作用下，克服弹簧的弹力，滚向楔形槽较宽的一端，出现打 滑现象，外环相对于内环可自由滑转，此时单向超越离合器脱离锁止而处于自由状态。由 于滚柱与内、外环始终处于线接触状态，因而这种离合器仅适用于中速、低频的场合，最 高频率不超过150次/分；另外楔形槽加工较复杂，工艺性差，要求使用高硬度和高耐磨 性的材料，另外还要求滚柱的心部具有韧性，能够承受冲击载荷以避免碎裂。楔块式单向超越离合器和滚柱斜槽式单向超越离合器的结构相似，也由外环、内环和 位于外环和内环之间滚子等组成。与滚柱斜槽式离合器不同的是其外环和内环上皆没有 楔形槽，其滚子是特殊形状的楔块。楔块的形状类似于平行四边形，平行四边形的一条对 角线方向的尺寸略大于内外环之间的距离，另一条对角线方向的尺寸略小于内外环支间的 距离。当外环相当内环向一个方向转动时，楔块在摩擦力的作用下竖立，因自锁作用而被 卡死在内外环之间，内外环无法相对滑转，此时离合器处于锁止状态；当外环相当于内环向另一个方向转动时，楔块在摩擦力的作用下倾倒，脱离锁止状态，内环与外环可以相对 滑动，此时离合器处于自由状态。由于楔块与内外环皆为点接触，因而不仅楔块易于磨损， 反应不灵敏，而且无法应用于高速、高频、重载的场合。为了克服上述径向点(或线)接触式离合器的不足，出现了一种径向面接触式单向离 合器——链环式单向超越离合器。中国国家知识产权局1999年1月27日公开的CN1206077 号发明专利申请公开说明书，公开了一种"链环式单、双向超越离合器"，该离合器由外 套、内芯、控制键和链环组成。链环置于外套和内芯之间，由依次连接的链首、多个链节 及链尾组成；控制键的一端同时插入链首与链尾端部的长方形通孔中，使得链首与链尾搭 接，另一端插入外套的梯形槽中。链节之间互相钩接处设置有调整销。外套上固定有预紧 弹簧，预紧弹簧的另一端与链环相固定。通过外套拨动控制键使得链环紧紧抱住内芯实现 自锁。该离合器尽管接合元件为面接触，反向开启力小，不易磨损；但是，控制键承受了 很大的载荷，链环与内芯的接合效果易受离合器旋转速度的影响，因而这种单向离合器不 适合于高速传动。 发明内容本发明所要解决的技术问题是提供一种改进的面接触式单向离合器，其不仅反应灵敏， 可靠性高，能够有效地传递大功率及大扭矩的动力的一种面接触式单向离合器。本发明解决其技术问题所采用的技术方案是提供一种面接触式单向离合器，包括主 体支持盘、外齿摩擦片、内齿摩擦片、锁止机构和离合器鼓，其特征在于所述的主体支 持盘、外齿摩擦片、内齿摩擦片、锁止机构中的压紧盘和离合器鼓沿旋转轴线方向布置且 它们的旋转轴线重合；所述的外齿摩擦片和内齿摩擦片相间布置，夹持于主体支持盘和压 紧盘的凸缘之间，所述的外齿摩擦片与离合器鼓的内齿相配合并且与之同步旋转，所述的 内齿摩擦片(3)与压紧盘的外齿相配合并且与之同步旋转；所述的锁止机构包括压紧盘、至 少两套支撑臂机构、支撑盘，每套所述的支撑臂机构的支撑臂一端铰支于压紧盘上，另一 端铰支于所述的支撑盘上，所述的支撑盘与所述的主体支持盘连接在一起，两者的相对位 置保持固定。所述的主体支持盘的中央伸出一轴，所述的压紧盘中央有一孔，所述的压紧盘套于所 述的主体支持盘轴上，并且两者可以相对转动和轴向移动。所述的支撑臂机构包括铰接座、支撑臂、铰接座、铰接销和；所述的铰接座和的一端 均开有槽，与槽开口垂直的方向有一联接孔，所述的支撑臂的两端各有一联接孔，其一端插入所述铰接座的槽中，另一端插入所述的铰接座的槽中，所述的铰接销穿过铰接座、支 撑臂、铰接座的联接孔将三者联接起来成为支撑臂机构；所述的锁止机构的压紧盘上设有 支撑臂机构联接孔，所述的支撑盘上也设有支撑臂机构联接孔，所述的铰接座插入压紧盘 的联接孔中，所述的铰接座插入所述支撑盘的联接孔中，所述的支撑盘中央有一带键的孔 套置在所述的主体支持盘中央轴上，并通过卡环限制所述支撑盘的轴向移动。在所述的主体支持盘、外齿摩擦片、内齿摩擦片和锁止机构之间采用至少一个预紧弹 簧施加预紧力；所述的预紧弹簧沿圆周方向布置， 一端连接于所述的压紧毂上，另一端连 接于所述支撑盘上。采用三套所述的支撑臂机构沿圆周方向均匀布置。采用四套所述支撑臂机构沿圆周方向均匀布置。在所述的离合器鼓和主体支持盘的中央轴之间设有轴承；在所述离合器鼓和所述卡环 之间设有止推垫片或止推轴承。有益效果本发明反应灵敏，可靠性高，能够有效地传递大功率及大扭矩的动力，因此完全能应 用于高速、高频、重载等恶劣工况的场合；而且锁止时接合元件接合平稳，不会产生冲击， 另外接合元件的耐磨性好，使用寿命长。因而将该离合器应用到如汽车变速器等部件或产 品上，相应也能延长整个部件或产品的使用寿命。
图l为按照本发明提供的面接触式单向离合器的一种优选实施例的立体剖视图；图2为图1所示单向离合器的立体分解图；图3为图2所示单向离合器锁止机构的立体分解图；图4为支撑臂机构的立体分解图；图5为图1所示单向离合器的原理示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明 而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术 人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限 定的范围。如图1、图2和图3所示， 一种面接触式单向离合器，至少包括主体支持盘1、外齿摩擦片2、内齿摩擦片3、锁止机构4以及离合器鼓5，所述主体支持盘1、外齿摩擦片2、 内齿摩擦片3、压紧盘41和离合器鼓5沿旋转轴线方向布置且它们的旋转轴线重合；所述 外齿摩擦片2和内齿摩擦片3相间布置，夹持于主体支持盘1和压紧盘41的凸缘413之 间，所述外齿摩擦片2与离合器鼓5的内齿相配合并且与之同步旋转，所述内齿摩擦片3 与压紧盘41的外齿412相配合并且与之同步旋转；所述锁止机构4包括压紧盘41、三套 支撑臂机构42沿圆周方向均匀布置、支撑盘43，每套所述支撑臂机构42的支撑臂422 一端铰支于压紧盘41上，另一端铰支于所述支撑盘43上，所述支撑盘43与所述主体支 持盘1连接在一起，两者的相对位置保持固定。所述主体支持盘1的中央伸出一轴，所述压紧盘41中央有一孔，所述压紧盘41套于 所述主体支持盘1轴上，并且两者可以相对转动和轴向移动。图3和图4所示，所述支撑臂机构42包括铰接座421、支撑臂422、铰接座423、铰接 销424和425;所述铰接座421和423的一端均开有槽，与槽开口垂直的方向有一联接孔， 所述支撑臂422的两端各有一联接孔，其一端插入所述铰接座421的槽中，另一端插入所 述铰接座423的槽中，所述铰接销424和425穿过铰接座421、支撑臂422、铰接座423 的联接孔将三者联接起来成为支撑臂机构；所述锁止机构4的压紧盘41上设有支撑臂机 构联接孔411，所述支撑盘43上也设有支撑臂机构联接孔431，所述铰接座421插入压 紧盘41的联接孔411中，所述铰接座423插入所述支撑盘43的联接孔431中，所述支 撑盘43中央有一带键的孔套置在所述主体支持盘1中央轴上，并通过卡环8限制所述支 撑盘43的轴向移动。采用三个预紧弹簧44沿圆周方向均匀布置，在所述主体支持盘1、外齿摩擦片2、内 齿摩擦片3和锁止机构4之间施加预紧力；所述预紧弹簧44沿圆周方向布置， 一端连接 于所述压紧毂41上，另一端连接于所述支撑盘43上。对于实施例中面接触式单向离合器，还可采用四套或者多于四套所述支撑臂机构42 沿圆周方向均匀布置。如图1和图2所示，在所述离合器鼓5和主体支持盘1的中央轴之间设有轴承6，在 所述离合器鼓5和所述卡环8之间设有止推垫片或止推轴承7，以此来保证离合器鼓5相 对于其它零部件的准确的位置关系。本发明实施例的面接触式单向离合器的工作过程及原理如下如图1、图3和图4所示，从右向左看，当力矩由所述离合器鼓5按照逆时针的方向 输入时，离合器鼓5通过内齿花键带动外齿摩擦片2同步旋转，在弹簧44预紧力的作用下，相间布置的外齿摩擦片2和内齿摩擦片3之间产生沿圆周方向的摩擦力矩Mf，该摩擦 力矩Mf带动内齿摩擦片3沿逆时针的方向，内齿摩擦片3通过花键带动压紧盘41沿逆时 针的方向转动，压紧盘41通过插入其联接孔411的铰接座421带动支撑臂422以铰接座 423的铰接孔中心为支点顺时针方向旋转，使得压紧盘41进一步压向外齿摩擦片2和内 齿摩擦片3，从而使得外齿摩擦片2和内齿摩擦片3间的正压力更大，更大的正压力产生 更大的摩擦力矩Mf，阻止外齿摩擦片2连同离合器鼓5向逆时针方向旋转，从而实现自锁; 反之，从右向左看，当力矩由所述离合器鼓5按照顺时针的方向输入时，外齿摩擦片2和 内齿摩擦片3之间的摩擦力矩Mf带动内齿摩擦片3沿顺时针的方向，内齿摩擦片3通过 花键带动压紧盘41沿顺时针的方向转动，压紧盘41通过插入其联接孔411的铰接座421 带动支撑臂422以铰接座423的铰接孔中心为支点逆时针方向旋转，使得压紧盘41有离 开外齿摩擦片2和内齿摩擦片3的趋势，从而使得外齿摩擦片2和内齿摩擦片3间的正压 力减小，因而阻止外齿摩擦片2连同离合器鼓5向顺时针方向旋转的摩擦力矩Mf也进一 步减小，从而单向离合器自动处于解锁的状态。
权利要求
1.一种面接触式单向离合器，包括主体支持盘(1)、外齿摩擦片(2)、内齿摩擦片(3)、锁止机构(4)和离合器鼓(5)，其特征在于所述的主体支持盘(1)、外齿摩擦片(2)、内齿摩擦片(3)、锁止机构(4)中的压紧盘(41)和离合器鼓(5)沿旋转轴线方向布置且它们的旋转轴线重合；所述的外齿摩擦片(2)和内齿摩擦片(3)相间布置，夹持于主体支持盘(1)和压紧盘(41)的凸缘(413)之间，所述的外齿摩擦片(2)与离合器鼓(5)的内齿相配合并且与之同步旋转，所述的内齿摩擦片(3)与压紧盘(41)的外齿(412)相配合并且与之同步旋转；所述的锁止机构(4)包括压紧盘(41)、至少两套支撑臂机构(42)、支撑盘(43)，每套所述的支撑臂机构(42)的支撑臂(422)一端铰支于压紧盘(41)上，另一端铰支于所述的支撑盘(43)上，所述的支撑盘(43)与所述的主体支持盘(1)连接在一起，两者的相对位置保持固定。
2. 根据权利要求1所述的一种面接触式单向离合器，其特征在于所述的主体支持盘(1) 的中央伸出一轴，所述的压紧盘(41)中央有一孔，所述的压紧盘(41)套于所述的 主体支持盘(1)轴上，并且两者可以相对转动和轴向移动。
3. 根据权利要求1所述的一种面接触式单向离合器，其特征在于所述的支撑臂机构(42) 包括铰接座(421)、支撑臂(422)、铰接座(423)、铰接销(424)和(425); 所述的铰接座(421)和(423)的一端均开有槽，与槽幵口垂直的方向有一联接孔， 所述的支撑臂(422)的两端各有一联接孔，其一端插入所述铰接座(421)的槽中， 另一端插入所述的铰接座(423)的槽中，所述的铰接销(424)和(425)穿过铰接 座(421)、支撑臂(422)、铰接座(423)的联接孔将三者联接起来成为支撑臂机 构；所述的锁止机构(4)的压紧盘(41)上设有支撑臂机构联接孔(411)，所述的支 撑盘(43)上也设有支撑臂机构联接孔(431)，所述的铰接座(421)插入压紧盘(41) 的联接孔(411)中，所述的铰接座(423)插入所述支撑盘(43)的联接孔(431) 中，所述的支撑盘(43)中央有一带键的孔套置在所述的主体支持盘(1)中央轴上， 并通过卡环(8)限制所述支撑盘(43)的轴向移动。
4. 根据权利要求1所述的一种面接触式单向离合器，其特征在于在所述的主体支持盘(1)、外齿摩擦片(2)、内齿摩擦片(3)和锁止机构(4)之间采用至少一个预紧弹簧(44) 施加预紧力；所述的预紧弹簧(44)沿圆周方向布置， 一端连接于所述的压紧毂(41) 上，另一端连接于所述支撑盘(43)上。
5. 根据权利要求1所述的一种面接触式单向离合器，其特征在于采用三套所述的支撑 臂机构(42)沿圆周方向均匀布置。
6. 根据权利要求1所述的一种面接触式单向离合器，其特征在于采用四套所述支撑臂 机构(42)沿圆周方向均匀布置。
7. 根据权利要求1所述的一种面接触式单向离合器，其特征在于在所述的离合器鼓(5) 和主体支持盘(1)的中央轴之间设有轴承(6);在所述离合器鼓(5)和所述卡环(8)之间设有止推垫片或止推轴承(7)。
全文摘要
本发明涉及一种面接触式单向离合器，包括主体支持盘(1)、外齿摩擦片(2)、内齿摩擦片(3)、锁止机构(4)以及离合器鼓(5)，锁止机构(4)包括压紧盘(41)、至少两套支撑臂机构(42)、支撑盘(43)，每套支撑臂机构(42)的支撑臂(422)一端铰支于压紧盘(41)上，另一端铰支于所述支撑盘(43)上，支撑盘(43)与主体支持盘(1)连接在一起，两者的相对位置保持固定，锁止时摩擦片的接合面紧密贴合在一起，并通过相互之间的摩擦力传递力矩。本发明反应灵敏，可靠性高，能够有效地传递大功率及大扭矩的动力；而且锁止时接合元件接合平稳，不会产生冲击，另外接合元件的耐磨性好，使用寿命长。
文档编号F16D41/00GK101270787SQ20081003748
公开日2008年9月24日 申请日期2008年5月15日 优先权日2008年5月15日
发明者韩文明 申请人:宁波宏协机械制造有限公司