专利名称：节能环保型装载机用滚柱保持架式超越离合器的制作方法
技术领域：
本实用新型专利涉及工程机械传动技术领域，尤其涉及一种采用低转速发动机和大能容变矩器的中等吨位的节能环保型装载机用滚柱保持架式超越离合器。
背景技术：
目前国内装载机制造商正在开发中等吨位的节能环保型装载机，采用多规格低转速发动机，额定功率为154 162Kw，额定转速均为2000r/min;采用大能容变矩器，扭矩可达到2500Nm以上。现有技术装载机的结构件、各系统元件尤其是超越离合器的承受能力已不能与之相适应，其故障率大幅度上升，已成为装载机行业急需解决的一道难题。中国专利CN200620140960. 9，公开一种改进型传动超越离合器，它主要包括中间输入轴、凸轮和外环齿轮。弹簧座中心孔由Φ0. 8mm改为Φ1. 0 — Φ1. 2mm，增强了工作介质和污物的流动能力，可以减少垃圾在弹簧座内腔的沉积。但是，此结构所述的传动超越离合器不能适应低转速节能型装载机的大扭矩传递的要求，超越离合器内部结构薄弱零件受到很大的损害， 导致其使用寿命的下降。
发明内容本实用新型主要是解决现有技术中存在的不足，提供一种减速比低、传递扭矩大、 可靠性高、使用寿命长的新型滚柱保持架式超越离合器。本实用新型的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的一种节能环保型装载机用滚柱保持架式超越离合器，包括中间输入轴，所述的中间输入轴上套有外环齿轮，所述的外环齿轮和中间输入轴上套有内环凸轮，所述的内环凸轮上套有滚柱保持架，所述的滚柱保持架中设有18个均勻分布的滚柱槽和3个均勻分布的弹簧槽，所述的滚柱槽位于滚柱保持架的外壁上，所述的弹簧槽位于滚柱保持架的内环上， 所述的弹簧槽中设有弹簧，所述的滚柱槽中设有滚柱，所述的滚柱分别与外环齿轮和内环凸轮相触接，所述的滚柱保持架通过锁止板和弹簧使滚柱与外环齿轮的滚道面和内环凸轮的工作面之间始终接触。工作原理该超越离合器在外力的作用下，依靠滚柱保持架、锁止板和弹簧共同驱使滚柱在外环齿轮的滚道面和内环凸轮的工作面之间滚动摩擦而楔紧外环齿轮和中间输入轴一起同向转动，当中间输入轴的转速快于外环齿轮的转速时，超越离合器脱开，外环齿轮的动力无法传入，动力直接从中间输入轴传入输出；当外环齿轮的转速快于中间输入轴的转速时，超越离合器接合，外环齿轮和中间输入轴一起输入，共同输出，输出扭矩加大，以满足装载机行驶和作业的需求。作为优选，所述的外环齿轮的齿数为50 51个，外环齿轮与主动输入一级齿轮的减速比为2. 27 2. 43，所述的中间输入轴的齿数为31 32个，中间输入轴与主动输入二级齿轮的减速比为0. 76 0. 8。作为优选，所述的滚柱保持架的外径为197. 8 198mm，壁厚为10. 8 11mm，所述的滚柱槽的槽长为26. 15 26. 3mm，槽宽为20. 1 20. 25mm，所述的滚珠槽的位置度的厚度为0. 1mm，所述的弹簧槽的径向方向为R91. 6mmXR84. 35mmX38°的圆弧槽，弹簧槽的深度为IOmm0所述外环齿轮和中间输入轴的齿面磨削精度、滚柱保持架的滚柱槽和弹簧槽的分度精度采用数控机床予以保证。通过优化，外环齿轮和中间输入轴的齿数减少1 2个，转速提高，主动输入一、二级齿轮的齿数增加1 2个，转速减慢，两者的完美匹配能使节能环保型装载机变速箱的扭矩仍然维持原技术变速箱的扭矩，保持在1800 2000Nm范围内，从而保护整机结构件和各系统元件不受损害。滚柱保持架工作强度提高，与滚柱的配合精度提高，接触平稳，故障减少。作为优选，所述的锁止板沿圆周方向均布有三个向外凸出的锁止爪，所述的锁止板上设有锁止孔，所述的锁止孔通过螺栓与中间输入轴和内环凸轮相固定，所述的锁卡爪与弹簧相压接，所述的锁止爪呈圆弧状。作为优选，所述的滚柱保持架的材质为40Cr钢，所述的滚柱保持架的调质硬度为 25HRC，所述的弹簧的材质为65Mn钢丝，所述的弹簧的直径为1. 4mm，弹簧的高度为28. 45 28. 55mm，压缩弹簧至18mm时的抗力为77. 2N。弹簧的钢度和抗疲劳强度得到提高，使用寿命提高1倍以上。运用本实用新型的滚柱保持架式超越离合器，装载机选用的发动机额定转速由 2200r/min下降为2000r/min，可以节省油耗10 15%，可同比减少二氧化碳气体的排放。本实用新型的滚柱保持架式超越离合器保留了现有技术的整体结构和形体尺寸， 优化了齿轮副减速比、滚柱保持架和弹簧的材质及几何尺寸精度，提高了与装载机低转速发动机和大能容变矩器的匹配性、承载能力和使用寿命，生产成本几乎没有增加，能够推广应用到国产3 6吨的节能环保型装载机中。因此，本实用新型的节能环保型装载机用滚柱保持架式超越离合器减速比低、匹配性好、承载能力大、适用性广、性价比高，能够推动国产装载机整机性能的提升和节能减排的实现，具有良好的社会和经济效益。
图1是本实用新型的结构示意图；图2是本实用新型中滚柱保持架的结构示意图；图3是本实用新型中滚柱保持架的的剖视结构示意图；图4是本实用新型中锁止板的结构示意图；图5是本实用新型中锁止板的剖视结构示意图。
具体实施方式
下面通过实施例，并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步具体的说明。实施例1 如图1、图2、图3、图4和图5所示，一种节能环保型装载机用滚柱保持架式超越离合器，包括外环齿轮1、中间输入轴2、内环凸轮3、滚柱保持架4和滚柱5，所述的外环齿轮1中设有中间输入轴2，所述的中间输入轴2上设有内环凸轮3，所述的内环凸轮3上设有滚柱保持架4，所述的滚柱保持架4中设有滚柱槽8和弹簧槽9，所述的滚柱槽8中设有滚柱5，所述的弹簧槽9中设有弹簧6，所述的滚柱5与内环凸轮3工作面和外环齿轮滚道相接触，所述的中间输入轴2 —个端面与内环凸轮3的一个端面间设有锁止板 7，所述的锁止板7沿圆周方向均勻设有三个锁止爪。该超越离合器在外力的作用下，依靠滚柱保持架4、锁止板7和弹簧6共同驱使滚柱5在外环齿轮1的滚道面和内环凸轮3的工作面之间滚动摩擦而楔紧外环齿轮1和中间输入轴2 —起同向转动，当中间输入轴2的转速快于外环齿轮1的转速时，超越离合器脱开，外环齿轮1的动力无法传入，动力直接从中间输入轴2传入输出；当外环齿轮1的转速快于中间输入轴2的转速时，超越离合器接合，外环齿轮1和中间输入轴2 —起输入，共同输出，输出扭矩加大，以满足装载机行驶和作业的需求。所述的外环齿轮1的齿数为51个，与主动输入一级齿轮的减速比为2. 43，所述的中间输入轴2的齿数为32个，与主动输入二级齿轮的减速比为0.8，适合匹配的发动机转速2000r/min;所述的滚柱保持架4选用40Cr钢，外径设计为197. 8mm,高度设计为 51mm，壁厚设计为10. 8mm，调质硬度设计为25HRC，其滚柱槽8设计为18个均布，槽长设计为26. 15mm,槽宽设计为20. Imm,位置度设计为0. Imm,其弹簧槽9设计为3个均布且径向方向为R91. 6mmXR84. 35mmX38°的圆弧槽，槽深为IOmm ；所述的弹簧6采用65Mn钢丝， 其直径为1. 4mm，数量为3只，高度为28. 5mm，压缩至18mm时的抗力为77. 2N，并延长回火去应力时间0. 5小时；所述外环齿轮1和中间输入轴2的齿面磨削精度、滚柱保持架4的滚柱槽8和弹簧槽9的分度精度采用数控机床予以保证。效果所述的外环齿轮1的齿数为51个，与主动输入一级齿轮的减速比为2. 43， 所述的中间输入轴2的齿数为32个，与主动输入二级齿轮的减速比为0. 8后，能与采用 2000r/min发动机的节能环保型装载机相匹配，能传递额定扭矩2000Nm，传递的额定功率为162kW，能帮助装载机节能减排10%，同时保护整机结构件和各系统元件不受过载损害。所述的滚柱保持架4选用40Cr钢，外径设计为197. 8mm，高度设计为51mm，壁厚设计为10. 8mm,调质硬度设计为25HRC，其滚柱槽8设计为18个均布，槽长设计为26. 15mm, 槽宽设计为20. Imm,位置度设计为0. Imm,其弹簧槽9设计为3个均布且径向方向为 R91.6mmXR84. 35mmX38°的圆弧槽，槽深为IOmm后，其工作强度提高，与滚柱5的配合精度提高，接触平稳，故障减少。所述的弹簧6采用65Mn钢丝，其直径为1. 4mm，数量为3 只，高度为28. 45mm，压缩至18mm时的抗力为77. 2N,并延长回火去应力时间0. 5小时后， 弹簧6的钢度和抗疲劳强度得到提高，使用寿命提高1倍以上。实施例2 如图1、图2和图3所示，一种节能环保型装载机用滚柱保持架式超越离合器，包括外环齿轮1、中间输入轴2、内环凸轮3、滚柱保持架4和滚柱5，所述的外环齿轮1中设有中间输入轴2，所述的中间输入轴2上设有内环凸轮3，所述的内环凸轮3上设有滚柱保持架4，所述的滚柱保持架4中设有滚柱槽8和弹簧槽9，所述的滚柱槽8中设有滚柱5，所述的弹簧槽9中设有弹簧6，所述的滚柱5与内环凸轮3工作面和外环齿轮滚道面相接触，所述的中间输入轴2 —个端面与内环凸轮3的一个端面间设有锁止板7，所述的锁止板7沿圆周方向均勻设有三个锁止爪。此种超越离合器在外力的作用下，依靠滚柱保持架4、锁止板7和弹簧6共同驱使滚柱5在外环齿轮1的滚道面和内环凸轮3的工作面之间滚动摩擦而楔紧外环齿轮1和中间输入轴2 —起同向转动，当中间输入轴2的转速快于外环齿轮1的转速时，超越离合器脱开，外环齿轮1的动力无法传入，动力直接从中间输入轴2传入输出；当外环齿轮1的转速快于中间输入轴2的转速时，超越离合器接合，外环齿轮1和中间输入轴2 一起输入，共同输出，输出扭矩加大，以满足装载机行驶和作业的需
5求。所述的外环齿轮1的齿数为50个，与主动输入一级齿轮的减速比为2. 27，所述的中间输入轴2的齿数为32个，与主动输入二级齿轮的减速比为0. 8，适合匹配的发动机转速为2000r/min ；所述的滚柱保持架4选用40Cr钢，外径设计为197. 9mm,高度设计为51mm， 壁厚设计为10. 9mm,调质硬度设计为27. 5HRC,其滚柱槽8设计为18个均布，槽长设计为 26. 2，mm槽宽设计为20. 2mm,位置度设计为0. Imm,其弹簧槽9设计为3个均布且径向方向为R91. 6mmXR84. 35mmX38°的圆弧槽，槽深为IOmm ；所述的弹簧6采用65Mn钢丝，其直径为1.4mm，数量为3只，高度为28. 5mm，压缩至18mm时的抗力为77. 2N，并延长回火去应力时间0. 5小时；所述外环齿轮和中间输入轴的齿面磨削精度、滚柱保持架的滚柱槽和弹簧槽的分度精度采用数控机床予以保证。效果所述的外环齿轮1的齿数为50个，与主动输入一级齿轮的减速比为2. 27， 所述的中间输入轴2的齿数为32个，与主动输入二级齿轮的减速比为0. 8后，能与采用 2000r/min发动机的节能环保型装载机相匹配，能传递额定扭矩2000Nm，传递的额定功率为162kW，能帮助装载机节能减排12. 5%，同时保护整机结构件和各系统元件不受过载损害。所述的滚柱保持架4选用40Cr钢，外径设计为197. 9mm，高度设计为51mm，壁厚设计为10. 9mm,调质硬度设计为27. 5HRC，其滚柱槽8设计为18个均布，槽长设计为26. 2，mm 槽宽设计为20. 2mm，位置度设计为0. Imm,其弹簧槽9设计为3个均布且径向方向为 R91.6mmXR84. 35mmX38°的圆弧槽，槽深为IOmm后，其工作强度提高，与滚柱5的配合精度提高，接触平稳，故障减少。所述的弹簧6采用65Mn钢丝，其直径为1. 4mm，数量为3 只，高度为28. 5mm，压缩至18mm时的抗力为77. 2N,并延长回火去应力时间0. 5小时后， 弹簧6的钢度和抗疲劳强度得到提高，使用寿命提高1倍以上。实施例3 如图1、图2和图3所示，一种节能环保型装载机用滚柱保持架式超越离合器，包括外环齿轮1、中间输入轴2、内环凸轮3、滚柱保持架4和滚柱5，所述的外环齿轮1 中设有中间输入轴2，所述的中间输入轴2上设有内环凸轮3，所述的内环凸轮3上设有滚柱保持架4，所述的滚柱保持架4中设有滚柱槽8和弹簧槽9，所述的滚柱槽8中设有滚柱5， 所述的弹簧槽9中设有弹簧6，所述的滚柱5与内环凸轮3工作面和外环齿轮滚道相接触， 所述的中间输入轴2 —个端面与内环凸轮3的一个端面间设有锁止板7，所述的锁止板7沿圆周方向均勻设有三个锁止爪。此种超越离合器在外力的作用下，依靠滚柱保持架4、锁止板7和弹簧6共同驱使滚柱5在外环齿轮1的滚道面和内环凸轮3的工作面之间滚动摩擦而楔紧外环齿轮1和中间输入轴2 —起同向转动，当中间输入轴2的转速快于外环齿轮1的转速时，超越离合器脱开，外环齿轮1的动力无法传入，动力直接从中间输入轴2传入输出； 当外环齿轮1的转速快于中间输入轴2的转速时，超越离合器接合，外环齿轮1和中间输入轴2 —起输入，共同输出，输出扭矩加大，以满足装载机行驶和作业的需求。所述的外环齿轮1的齿数仍为50个，主动输入一级齿轮的减速比为2. 27，所述的中间输入轴2的齿数为 31个，与主动输入二级齿轮的减速比为0.76，适合匹配的发动机转速为2000r/min;所述的滚柱保持架4选用40Cr钢，外径设计为198mm，高度设计为51mm，壁厚设计为11mm，调质硬度设计为30HRC，其滚柱槽8设计为18个均布，槽长设计为26. 3mm,槽宽设计为20. 25mm, 位置度设计为0. Imm,其弹簧槽9设计为3个均布且径向方向为R91.6mmXR84. 35mmX38° 的圆弧槽，槽深为IOmm;所述的弹簧6采用65Mn钢丝，其直径为1.4mm，数量为3只，高度为28. 55mm，压缩至18mm时的抗力为77. 2N,并延长回火去应力时间0. 5小时；所述外环齿
6轮和中间输入轴的齿面磨削精度、滚柱保持架的滚柱槽和弹簧槽的分度精度采用数控机床予以保证。效果所述的外环齿轮1的齿数为50个，与主动输入一级齿轮的减速比为2. 27， 所述的中间输入轴2的齿数为31个，与主动输入二级齿轮的减速比为0. 76后，能与采用2000r/min发动机的节能环保型装载机相匹配，能传递额定扭矩2000Nm，传递的额定功率为162kW，能帮助装载机节能减排15%，同时保护整机结构件和各系统元件不受过载损害。所述的滚柱保持架4选用40Cr钢，外径设计为198mm，高度设计为51mm，壁厚设计为11mm，调质硬度设计为30HRC，其滚柱槽8设计为18个均布，槽长设计为26. 3mm, 槽宽设计为20. 25mm,位置度设计为0. Imm,其弹簧槽9设计为3个均布且径向方向为 R91.6mmXR84.35mmX38°的圆弧槽，槽深为IOmm后，其工作强度提高，与滚柱5的配合精度提高，接触平稳，故障减少。所述的弹簧6用65Mn钢丝，其直径为1.4mm，数量为3只， 高度为28. 55mm，压缩至18mm时的抗力为77. 2N,并延长回火去应力时间0. 5小时后，弹簧 6钢度和抗疲劳强度得到提高，使用寿命提高1倍以上。
权利要求1.一种节能环保型装载机用滚柱保持架式超越离合器，其特征在于包括中间输入轴(2)，所述的中间输入轴(2)上套有外环齿轮(1)，所述的外环齿轮(1)和中间输入轴(2)上套有内环凸轮(3)，所述的内环凸轮(3)上套有滚柱保持架(4)，所述的滚柱保持架(4)中设有18个均勻分布的滚柱槽(8)和3个均勻分布的弹簧槽(9)，所述的滚柱槽(8)位于滚柱保持架(4)的外壁上，所述的弹簧槽(9)位于滚柱保持架(4)的内环上，所述的弹簧槽 (9)中设有弹簧(6)，所述的滚柱槽(8)中设有滚柱(5)，所述的滚柱(5)分别与外环齿轮 (1)和内环凸轮(3)相触接，所述的滚柱保持架(4)通过锁止板(7)和弹簧(6)使滚柱(5) 与外环齿轮(1)的滚道面和内环凸轮(3)的工作面之间始终接触。
2.根据权利要求1所述的节能环保型装载机用滚柱保持架式超越离合器，其特征在于所述的外环齿轮(1)的齿数为50 51个，所述的中间输入轴(2)的齿数为31 32个。
3.根据权利要求1所述的节能环保型装载机用滚柱保持架式超越离合器，其特征在于所述的滚柱保持架(4)的外径为197. 8 198mm，壁厚为10. 8 11mm，所述的滚柱槽 ⑶的槽长为26. 15 26. 3mm，槽宽为20. 1 20. 25mm，所述的滚珠槽(8)的位置度为 0. 1mm，所述的弹簧槽(9)的径向方向为R91. 6mmXR84. 35mmX38°的圆弧槽，弹簧槽(9)的深度为10mm。
4.根据权利要求1或2或3所述的节能环保型装载机用滚柱保持架式超越离合器，其特征在于所述的锁止板(7)沿圆周方向均布有三个向外凸出的锁止爪(11)，所述的锁止板(7)上设有锁止孔(12)，所述的锁止孔(12)通过螺栓(13)与中间输入轴(2)和内环凸轮(3)相固定，所述的锁卡爪(11)与弹簧(6)相压接，所述的锁止爪(11)呈圆弧状。
5.根据权利要求1或2或3所述的节能环保型装载机用滚柱保持架式超越离合器，其特征在于所述的滚柱保持架⑷的材质为40Cr钢，所述的滚柱保持架(4)的调质硬度为 25HRC，所述的弹簧(6)的材质为65Mn钢丝，所述的弹簧(6)的直径为1.4mm，弹簧(6)的高度为 28. 45 28. 55mm。
专利摘要一种节能环保型装载机用滚柱保持架式超越离合器，包括中间输入轴，所述的中间输入轴上套有外环齿轮，所述的外环齿轮和中间输入轴上套有内环凸轮，所述的内环凸轮上套有滚柱保持架，所述的滚柱保持架中设有18个均匀分布的滚柱槽和3个均匀分布的弹簧槽，所述的滚柱槽位于滚柱保持架的外壁上，所述的弹簧槽位于滚柱保持架的内环上，所述的弹簧槽中设有弹簧，所述的滚柱槽中设有滚柱，所述的滚柱分别与外环齿轮和内环凸轮相触接，所述的滚柱保持架通过锁止板和弹簧使滚柱与外环齿轮的滚道面和内环凸轮的工作面之间始终接触。
文档编号F16D41/067GK202176632SQ20112026798
公开日2012年3月28日 申请日期2011年7月27日 优先权日2011年7月27日
发明者吕龙彬, 蒋永才, 邓新华, 韩屹丽 申请人:杭州宗兴齿轮有限公司