大扭矩汽车发电机单向离合皮带轮的制作方法

本实用新型涉及用环形挠性元件传送旋转运动的传送装置，尤其涉及一种汽车发电机单向离合皮带轮。

背景技术：

汽车电控系统所需电源均由汽车发电机提供，而汽车发电机是由汽车发动机驱动的，发动机的动力输出轴通过带传动驱动汽车发电机，由于发动机的运行转速是个变量，根据汽车电控要求，发电机的输出电压波动量越小越好，发电机的转速波动直接影响到输出电压高低，而发动机的转速会随行驶要求不断变化，因此由发动机带动的发电机转速将随之波动，为了减少汽车发动机行驶过程中输出转速波动对发电机的输出电压的影响，在中国专利200710160269.6中公开了一种汽车发电机单向皮带轮能较好地解决上述问题，这种汽车发电机单向皮带轮包括皮带轮毂、外曲面芯轮、两个轴承、轴套、滚柱、扁弹簧和保护盖，详细的技术方案在专利文献中已有公开。

上述专利方案虽然能减少汽车发动机行驶过程中输出转速波动对发电机的输出电压的影响，但在实际使用过程中仍存如下缺点：

在不增加皮带轮外径条件下，其内的单向离合机构所能承载的极限扭矩偏小，表现为分布在外曲面芯轮外壁的多个凸起在速度急速状态下容易折断，皮带轮的使用寿命难以保证。同时，由于滚柱与轴套之间锁定轨道是由斜面与圆弧面组成的，当滚柱沿斜面向圆弧面逐步前移过程中，滚柱的锁紧角不断增大，使得滚柱与轨道之间的摩擦不断增大，加速了滚柱与锁定轨道之间的磨损，在此过程中滚柱的锁紧角是个变量，滚柱的锁紧力也随之变化，不符合滚柱锁紧 角恒定的设计要求，这是导致单向离合机构提前失效的原因之一。

随着汽车档次的不断升级，汽车电子、电控设备不断增加，汽车发电机也必须随之增大。也即意味着发电机单向离合皮带轮的极限传动扭矩要增大，来自发动机曲轴的扭转振动自然地传递到附件传动系统上，发电机承受的极限转动惯量更大，采用现有技术方案需要增加发电机的几何尺寸，这样不符合汽车的节能节材的轻量化设计要求，为了减少发动机曲轴非均匀旋转对发电机的影响，提高发电机单向离合皮带轮的使用寿命，必须对上述现有技术方案进行改进。

技术实现要素：

本实用新型提供了一种大扭矩汽车发电机单向离合皮带轮，它能在不增加皮带轮几何尺寸条件下，能增大汽车发电机单向离合皮带轮极限扭矩，消除单向离合机构在额定极限载负下意外损坏，确保皮带轮的使用寿命。

本实用新型采取的技术方案如下：

一种大扭矩汽车发电机单向离合皮带轮，包括皮带轮毂、芯轴、左滚动轴承、右滚动轴承、单向滚柱、保持架和复位弹簧，左滚动轴承和右滚动轴承分别安装在皮带轮毂的内孔和芯轴的外圆之间，单向滚柱通过保持架和复位弹簧安装在皮带轮毂的内孔和芯轴的外圆之间，且单向滚柱处于左滚动轴承和右滚动轴承之间，其特征是：所述芯轴的外圆由左轴径段、中间轴径段和右轴径段组成，左轴径段用于安装左滚动轴承，右轴径段用于安装右滚动轴承，中间轴径段用于安装单向滚柱、保持架和复位弹簧的结合体；在皮带轮毂的内孔中设有左轴承孔、单向楔槽和右轴承孔，单向楔槽位于左轴承孔和右轴承孔之间，单向楔槽等间隔地分布在内圆周上，单向楔槽由基圆段、弧形楔面和极限圆弧段组成，基圆段的半径为R1，弧形楔面的半径为R2，极限圆弧段的半径为R3，芯轴的中间轴径段的外圆半径为R4，单向滚柱的半径为R5，极限圆弧段的半径与单向滚柱半径相等，即R3＝R5，弧形楔面的半径是单向滚柱直径的8～10倍，即R2＝16-20R5，弧形楔面的起始端与基圆段相切，弧形楔面的终止端与极限圆 弧段相切，单向离合机构的锁紧角β为如下两条连线的夹角，第一条为弧形楔面与单向滚柱的接触点与单向滚柱中心的连线，第二条为单向滚柱中心与芯轴的中心的连线，单向离合机构的锁紧角β＝3°～10°，弧形楔面的最大深度为0.5～1.2毫米，基圆段的半径小于芯轴的中间轴径段的外圆半径与单向滚柱的直径之和，R1＜R4+2R5。

进一步，弧形楔面的半径为单向滚柱半径的8倍，即R2＝8R5，单向离合机构的锁紧角β为3°。

进一步，弧形楔面的半径为单向滚柱半径的9倍，即R2＝9R5，单向离合机构的锁紧角β为8°。

进一步，弧形楔面的半径为单向滚柱半径的10倍，即R2＝10R5，单向离合机构的锁紧角β为10°。

在不改变汽车发电机单向离合皮带轮中皮带轮毂、芯轴和单向滚柱直径的前提下，通过改进离合结构，将单向楔槽设置在皮带轮毂的内孔中，且将单向楔槽设计成基圆段、弧形楔面和极限圆弧段三段，基圆段的半径为R1，弧形楔面的半径为R2，极限圆弧段的半径为R3，芯轴的中间轴径段的外圆半径为R4，单向滚柱的半径为R5，极限圆弧段的半径R3与单向滚柱的半径R5相等，弧形楔面的半径R2为单向滚柱直径的8～10倍，弧形楔面的起始端与基圆段相切，弧形楔面的终止端与极限圆弧段相切，单向离合机构的锁紧角β＝3°～10°，弧形楔面的最大深度为0.5～1.2毫米，基圆段的半径小于芯轴中间轴径段的外圆半径加上单向滚柱的直径。这样，单向滚柱在工作过程中在受到同等极限载荷条件下，由于受力面在单向楔槽的弧形楔面上，受力点的半径大于现有技术，提高了对汽车发电机单向离合皮带轮中离合结构的极限扭矩，通过极限扭矩试验，采用本方案，极限扭矩可提高20％～22％，同时消除了现有技术中设置在外曲面芯轮外壁的凸起在速度急速状态下容易折断的缺陷。将单向楔槽设计成全程圆弧轨道能确保单向滚柱在运行过程中的锁紧角恒定，消除现有技术中单向滚柱在斜面轨道上运行是锁紧角不断变化而引起锁不紧或锁紧力过大的问题，减小 运行过程中单向滚柱对单向锁定轨道的摩擦力，从而提高单向离合机构的使用寿命。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为图1中的A-A剖视图；

图3为图2中I的局部放大图；

图4为皮带轮毂的结构示意图；

图5为设置在皮带轮毂内孔壁上的单向楔槽的结构示意图；

图6为芯轴的结构示意图；

图中：1-皮带轮毂；2-芯轴；3-左滚动轴承；4-右滚动轴承；5-单向滚柱；6-保持架；7-复位弹簧；8-弧形楔面与单向滚柱的接触点与单向滚柱中心的连线；9-单向滚柱中心与芯轴的中心的连线；11-左轴承孔；12-单向楔槽；13-右轴承孔；121-基圆段；122-弧形楔面；123-极限圆弧段；21-左轴径段；22-中间轴径段；23-右轴径段；R1-基圆段的半径；R2-弧形楔面的半径；R3-极限圆弧段的半径；R4-中间轴径段的半径；R5-单向滚柱的半径；β为单向离合机构的锁紧角。

具体实施方式

下面合附图说明本实用新型的具体实施方式：

实施例1：一种大扭矩汽车发电机单向离合皮带轮，如图1～图6所示，它包括皮带轮毂1、芯轴2、左滚动轴承3、右滚动轴承4、单向滚柱5、保持架6和复位弹簧7，左滚动轴承3和右滚动轴承4分别安装在皮带轮毂1的内孔和芯轴2的外圆之间，单向滚柱5通过保持架6和复位弹簧7安装在皮带轮毂1的内孔和芯轴2的外圆之间，且单向滚柱5处于左滚动轴承3和右滚动轴承4之间，所述芯轴2的外圆由左轴径段21、中间轴径段22和右轴径段23组成，左轴径段21用于安装左滚动轴承3，右轴径段23用于安装右滚动轴承4，中间轴径段22用于安装单向滚柱5、保持架6和复位弹簧7的结合体；在皮带轮毂1的内孔中设有左轴承孔11、单向楔槽12和右轴承孔13，单向楔槽12位于左轴 承孔11和右轴承孔13之间，单向楔槽12等间隔地分布在内圆周上，单向楔槽12分为三段，即基圆段121、弧形楔面122和极限圆弧段123，基圆段121的半径为R1，弧形楔面122的半径为R2，极限圆弧段123的半径为R3，芯轴2的中间轴径段22的外圆半径为R4，单向滚柱的半径为R5，极限圆弧段123的半径与单向滚柱5的半径相等，即R3＝R5，弧形楔面122的半径R2等于单向滚柱5直径的8～10倍，即R2＝16-20R5，弧形楔面122的起始端与基圆段121相切，弧形楔面122的终止端与极限圆弧段123相切，单向离合机构的锁紧角β为如下两条连线的夹角，第一条为弧形楔面122与单向滚柱5的接触点与单向滚柱5中心的连线8，第二条为单向滚柱5中心与芯轴2的中心的连线9，单向离合机构的锁紧角β＝3°～10°，弧形楔面122的最大深度为0.5～1.2毫米，基圆段121的半径为R1小于芯轴2的中间轴径段22的外圆半径为R4加上单向滚柱5的直径2R5，R1＜R4+2R5。

本实用新型的实施方式很多，不限于上例，只要将单向楔槽设置在皮带轮毂1的内孔圆周上，且单向楔槽12由基圆段121、弧形楔面122和极限圆弧段123组成，使得单向滚柱5在运行过程中锁紧角不变的所有技术方案均属于本实用新型的保护范围之内。