一种减振皮带轮的制作方法

本发明涉及动力传递技术领域，尤其涉及一种减振皮带轮。

背景技术：

发动机通常采用多楔带来为发电机、空调等附件传递动力，由于发动机在运行过程中产生的轴系扭转会对多楔带整个系统造成影响，产生较大的振动从而造成张紧轮寿命降低、多楔带轮系噪声增大；发电机由转子、定子作为发电中枢，转动惯量较大，在发动机变工况时也会对多楔带轮系造成破坏。特别在商用车领域，附件(如发电机)本身需要的驱动功率较大，而且发动机轻量化、高强化趋势也造成了轴系扭转振动进一步加大，多楔带轮系可靠性受到严重挑战。

目前主要采用单向耦合的减振皮带轮来降低轮系的振动，其是通过单向离合器的形式实现解耦。工作原理为通过单向离合器形成的解耦系统将发电机的电机枢轴转动与皮带轮转动分割成内外两部分，当发动机的转速降低时，也即发电机的电机枢轴转速大于皮带轮的转速工况下，此时能够通过单向离合器解耦来消除二者瞬间转速不一致导致的振动。

但是当发动机的转速提高时，也即发电机的电机枢轴转速小于皮带轮的转速的工况下，单向离合器不工作，此时皮带轮的性能与普通刚性皮带轮无异，因此无法消除次工况下的轮系振动。

综上所述，如何解决发动机在变工况下用于发动机动力传动的皮带轮系易振动的问题已经成为本领域技术人员亟需解决的技术难题。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种减振皮带轮，以解决发动机在变工况下用于发动机动力传动的皮带轮系易振动的问题。

为了实现上述目的，本发明提供了一种减振皮带轮，包括皮带轮本体，所述皮带轮本体包括芯轴和套设在所述芯轴上且能够绕所述芯轴的轴心转动的皮带轮，所述芯轴与所述皮带轮的套设内圈之间形成有套设间隙；所述芯轴上还套设有螺旋扭转弹簧，所述螺旋扭转弹簧位于所述套设间隙内，所述螺旋扭转弹簧的一端与所述芯轴固定连接，所述螺旋扭转弹簧的另一端与所述皮带轮固定连接，且当所述皮带轮相对所述芯轴转动时，所述螺旋扭转弹簧能够在所述套设间隙内发生径向扩张至所述套设内圈或径向收缩至所述芯轴。

优选地，所述芯轴上对应套设所述螺旋扭转弹簧的位置固定套设有芯轴阻尼套，所述套设内圈上对应所述螺旋扭转弹簧的位置固定嵌设有带轮阻尼套。

优选地，所述芯轴阻尼套上还固定设置有固定块，所述螺旋扭转弹簧对应与所述芯轴连接的一端固定在所述固定块上。

优选地，所述带轮阻尼套的端部还设置有缺口，所述套设内圈上设置有与所述缺口相适配的凸台。

优选地，所述缺口的数量为多个，且在所述带轮阻尼套的周向均匀布置。

优选地，所述芯轴与所述套设内圈之间通过轴承连接，所述轴承的内圈与所述芯轴固定连接，所述轴承的外圈与所述套设内圈固定连接，且所述轴承的数量为两个，所述螺旋扭转弹簧位于两个所述轴承之间。

优选地，两个所述轴承远离所述螺旋扭转弹簧的一侧还均设置有限位挡圈，所述限位挡圈的外边缘嵌设在所述套设内圈上。

优选地，所述套设内圈的两端分别设置有前密封盖和后密封盖。

优选地，所述后密封盖套设在所述芯轴上，所述芯轴上对应安装后密封盖的一端设置有径向凸起的限位台阶，所述后密封盖的内边缘位于所述限位台阶与所述套设内圈的对应端的所述轴承的内圈之间，所述皮带轮的对应端面上设置有环形凹槽，所述后密封盖的外边缘扣设在所述环形凹槽内。

优选地，所述芯轴的轴心位置设置有安装通孔，从所述安装通孔能够通过螺栓与对应的传动轴的轴端固定连接，所述前密封盖压嵌在所述套设内圈的对应端，并盖设在所述螺栓的头部外侧。

相比于背景技术介绍内容，减振皮带轮，包括皮带轮本体，皮带轮本体包括芯轴和套设在芯轴上且能够绕芯轴的轴心转动的皮带轮，芯轴与皮带轮的套设内圈之间形成有套设间隙；芯轴上还套设有螺旋扭转弹簧，螺旋扭转弹簧位于套设间隙内，螺旋扭转弹簧的一端与芯轴固定连接，螺旋扭转弹簧的另一端与皮带轮固定连接，且当皮带轮相对芯轴转动时，螺旋扭转弹簧能够在套设间隙内发生径向扩张至套设内圈或径向收缩至芯轴。上述减振皮带轮在实际工作过程中，皮带轮的套设外圈通过皮带与一个传动轴传动连接，芯轴与另一个传动轴同轴心固定连接，当两个传动轴之间出现瞬间速度差时，螺旋扭转弹簧能够起到阻尼缓冲的作用，从而能够降低两传动轴之间瞬间速度差对皮带轮系的冲击，继而若将该皮带轮应用于发动机的动力传动的皮带轮系中，能够大大缓解皮带轮系振动的问题。

附图说明

图1为本发明实施例提供的减振皮带轮的整体剖视结构示意图；

图2为本发明实施例提供的芯轴与皮带轮的套设内圈之间形成套设间隙的剖视结构示意图；

图3为本发明实施例提供的套设间隙内设置螺旋扭转弹簧的剖视结构示意图；

图4为本发明实施例提供的带轮阻尼套的结构示意图；

图5为本发明实施例提供的带轮阻尼套与套设内圈装配后的剖视结构示意图；

图6为本发明实施例提供的固定块固定螺旋扭转弹簧的结构示意图；

图7为本发明实施例提供的螺旋扭转弹簧固定在皮带轮的套设内圈的结构示意图；

图8为本发明实施例提供的前密封盖和后密封盖装配的剖视结构示意图；

图9为本发明实施例提供的发动机与发电机之间的传动结构示意图。

上图1-图9中，

芯轴1、皮带轮2、螺旋扭转弹簧3、芯轴阻尼套4、带轮阻尼套5、固定块6、缺口7、凸台8、轴承9、限位挡圈10、前密封盖11、后密封盖12、限位台阶13、环形凹槽14、螺栓15、发动机16、发电机17、多楔带18。

具体实施方式

本发明的核心是提供一种减振皮带轮，以解决发动机在变工况下用于发动机动力传动的皮带轮系易振动的问题。

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明提供的技术方案，下面将结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

如图1-图9所示，本发明实施例提供的一种减振皮带轮，包括皮带轮本体，皮带轮本体包括芯轴1和套设在芯轴1上且能够绕芯轴1的轴心转动的皮带轮2，芯轴1与皮带轮2的套设内圈之间形成有套设间隙；芯轴1上还套设有螺旋扭转弹簧3，螺旋扭转弹簧3位于套设间隙内，螺旋扭转弹簧3的一端与芯轴1固定连接，螺旋扭转弹簧3的另一端与皮带轮2固定连接，且当皮带轮2相对芯轴1转动时，螺旋扭转弹簧3能够在套设间隙内发生径向扩张至套设内圈或径向收缩至芯轴1。

上述减振皮带轮，在实际工作过程中，皮带轮的套设外圈通过皮带与一个传动轴传动连接，芯轴与另一个传动轴同轴心固定连接，当两个传动轴之间出现瞬间速度差时，螺旋扭转弹簧能够起到阻尼缓冲的作用，从而能够降低两传动轴之间瞬间速度差对皮带轮系的冲击，继而若将该皮带轮应用于发动机的动力传动的皮带轮系中，能够大大缓解皮带轮系振动的问题。

在一些具体的实施方案中，为了避免螺旋扭转弹簧3在径向扩张过程中对芯轴的表面产生磨损而影响芯轴的运行的稳定性，在芯轴1上对应套设螺旋扭转弹簧3的位置固定套设有芯轴阻尼套4；同理，为了避免螺旋扭转弹簧在径向扩张过程中对套设内圈产生磨损而影响皮带轮的运行的稳定性，在套设内圈上对应螺旋扭转弹簧3的位置固定嵌设有带轮阻尼套5。需要说明的是，一般来说，芯轴阻尼套与芯轴之间的固定方式和套设内圈与带轮阻尼套之间的固定方式均采用过盈配合的方式实现固定。当然可以理解的是，上述过盈配合的方式仅仅是本发明实施例的优选举例，也可以是本领域技术人员常用的其他固定方式，比如焊接或者螺钉定位的方式等。

在一些更具体的实施方案中，为了方便螺旋扭转弹簧3与芯轴连接固定的方便性，在芯轴阻尼套4上还固定设置有固定块6，螺旋扭转弹簧3对应与芯轴1连接的一端固定在固定块6上。当然可以理解的是，也可以是直接将螺旋扭转弹簧直接固定在芯轴上，只不过本发明优选采用设置固定块进行固定的方式而已。需要说明的是，固定块和芯轴阻尼套可以为一体式结构也可以是分体式结构，本发明中。固定块6的结构形式优选采用环形固定套的结构形式，而环形固定套与芯轴阻尼套固定连接方式，可以采用过盈配合的方式连接，也可以采用本领域技术人员常用的其他固定方式连接，比如焊接或螺钉连接等。

为了保证带轮阻尼套5与套设内圈之间固定连接的稳定性，在带轮阻尼套5的端部还设置有缺口7，套设内圈上设置有与缺口7相适配的凸台8。由于带轮阻尼套与套设内圈之间除了过盈配合的固定之外，还能够通过凸台8与缺口7的配合进一步的定位，防止二者发生相对转动。

需要说明的是，该缺口7的布置数量可以为一个也可以为多个，本发明优选将缺口布置成多个的方式，并且在带轮阻尼套5的周向均匀布置，这样设计能够避免应力集中，使得防止转动的效果更好，同时也能尽可能的降低了缺口损坏的风险。

进一步的实施方案中，芯轴1与套设内圈之间的套设间隙可以通过轴承支撑实现。具体结构为：芯轴1与套设内圈之间通过轴承9(比如深沟球轴承)连接，轴承9的内圈与芯轴1固定连接，轴承9的外圈与套设内圈固定连接，且轴承9的数量为两个，螺旋扭转弹簧3位于两个轴承9之间。通过设置双轴承的方式实现了皮带轮绕芯轴的轴心转动的同时也方便形成套设间隙，并且螺旋扭转弹簧的布置更加方便。当然可以理解的是，上述通过双轴承实现支撑的方式仅仅是本发明实施例的优选举例而已，实际应用过程中，还可以是套设内圈和/或芯轴上设置环形凸起的结构，同样能够保证皮带轮在芯轴上能够转动的同时形成套设间隙，只不过对于部件的加工要求较高，加工难度相对较大，并且为滑动摩擦，零部件容易损坏。需要说明的是，此时若芯轴上设置有芯轴阻尼套，则芯轴阻尼套的两端分别与对应端的轴承的内圈相抵。

更进一步的实施方案中，为了避免轴承9在芯轴1上发生轴向移动，一般在两个轴承9远离螺旋扭转弹簧3的一侧还均设置有限位挡圈10，限位挡圈10的外边缘嵌设在套设内圈上。

在一些更加具体的实施方案中，为了保证套设内圈内部的结构免受外界环境的影响，在套设内圈的两端分别设置有前密封盖11和后密封盖12。从而保证了套设内圈的内部的部件的密封性，大大提升了皮带轮整体的使用寿命。

更进一步的实施方案中，上述后密封盖12套设在芯轴1上，芯轴1上对应安装后密封盖12的一端设置有径向凸起的限位台阶13，后密封盖12的内边缘位于限位台阶13与套设内圈的对应端的轴承9的内圈之间，皮带轮2的对应端面上设置有环形凹槽14，后密封盖12的外边缘扣设在环形凹槽14内。通过皮带轮装配至对应的传动轴的轴端上时的轴向力，使得后密封盖被夹紧。并且通过外边缘扣设在环形凹槽的结构形式，使得后密封盖能够形成迷宫式密封的效果，大大提升了密封性能。

在一些更加具体的实施方案中，芯轴1与对应的传动轴之间的连接方式，可以是芯轴1的轴心位置设置有安装通孔，从安装通孔能够通过螺栓15与对应的传动轴的轴端固定连接。这样布置使得芯轴与对应传动轴之间的连接更加方便快捷，一般来说，螺栓15优选采用内六角的法兰螺栓，通过螺栓的头部对轴承的内圈施加轴向力，芯轴阻尼套的两端分别与对应端的轴承的内圈相抵，继而能够使得后密封盖侧的轴承内圈与限位台阶之间产生夹紧力，从而将后密封盖夹紧。另外，为了避免螺栓头受外界环境影响而锈蚀，一般将前密封盖11压嵌在套设内圈的对应端，并盖设在螺栓15的头部外侧。

为了本领域技术人员更好的理解本申请的技术方案，下面结合具体的实例进行说明：

比如，发动机16与发电机17之间的动力转动皮带轮系，发动机的皮带轮和发电机上的皮带轮通过多楔带18连接，顺时针转动驱动发电机的皮带轮，从而带动发电机转动发电。

由于皮带轮的机构为芯轴1和皮带轮2通过螺旋扭转弹簧3连接，两者之间能发生相对转动，所以当发动机驱动的皮带轮顺时针转动并且短时间加速度大于发电机的皮带轮时，此时芯轴1的转速低于皮带轮2转速，螺旋扭转弹簧3受到发动机驱动的皮带轮传来的扭矩并顺时针转动、螺旋扭转弹簧3径向扩张，当转速差距过大时，螺旋扭转弹簧3的外圈碰到带轮阻尼套5，使芯轴1和皮带轮2同转速、同加速度转动。

当发动机驱动的皮带轮顺时针转动并且短时间加速度小于发电机的皮带轮时，芯轴1的转速高于皮带轮2转速，螺旋扭转弹簧3受到发动机驱动的皮带轮传来的扭矩并顺时针转动、螺旋扭转弹簧3径向收缩，收缩量越大，弹簧刚度越大。当转速差距过大时，螺旋扭转弹簧3内圈碰到芯轴阻尼套4，使芯轴1和皮带轮2同转速、同加速度转动。

实际应用中，由于发动机驱动的皮带轮存在转速波动，急加/急减速工况，所以在急加/急减速时，发电机转子会承受此种工况的转速波动冲击。从而引起整个轮系振动异常。对发电机来说，发电机振动过大，长时间运行会导致发电机损坏；对轮系来说，多楔带异常跳动，导致多楔带、打滑异常、跳槽，长时间运行导致多楔带磨损过快，更有甚者，多楔带在短时间内断裂。

应用本发明提供的减振皮带轮，能在驱动皮带轮急加/急减速工况中通过螺旋扭转弹簧3的径向扩张与径向收缩有效的减小转速不均匀带给轮系、发电机的冲击，使发电机、多楔带、张紧轮振动减小，运行平稳，工作稳定。

以上对本发明所提供的减振皮带轮进行了详细介绍。需要说明的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。

还需要说明的是，在本文中，诸如术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括上述要素的物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。