螺旋双向超越离合器结构、变速轴及自动变速系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种离合器，特别涉及一种螺旋双向超越离合器结构、变速轴及自动变速系统。
【背景技术】
[0002]在自动换挡变速装置中，常用单向超越离合器亦称单向器、螺旋双向超越离合器结构、可控超越离合器等。单向超越离合器的主动件可带动从动件朝设定方向单向转动，同理，从动件可带动主动件反向转动；螺旋双向超越离合器结构的主动件可带动从动件正反向转动，而从动件却不能带动主动件转动。对于内外套装的传动结构的单向和螺旋双向超越离合器结构，其通过滚珠、滚柱或楔块与凸轮工作面形成高副传动，其制造精度要求高、机械效率低，使用寿命低，同时，还存在截面尺寸大的缺陷，应用场所受到较大限制。为此，本申请人于2015年4月24日向国家知识产权局提交了申请号为CN201510198365.4，发明创造名称为一种双向超越离合器、变速装置和自动变速系统的发明专利申请，该申请已于2015年7月29日公开，其公开号为CN 104806656A。该申请公开了一种螺旋双向超越离合器，该离合器通过螺旋套和端面齿的啮合方式形成双向超越离合结构，其中，螺旋套通过一外加摩擦阻力装置作用，使花键套形成离合运动。这种结构虽然简单、紧凑，且扭矩传递效率高，使用寿命长。但其一直作用的摩擦阻力对于动力形成一定的消耗，特别是对于电驱动而言，其无功消耗占比较大，存在不经济的缺陷。另外，螺旋花键结构离合器具有啮合后，在断动力前保持自锁的特性，没有得到充分利用。为此，需要进一步改进。
【发明内容】
[0003]本实用新型目的第一目的是针对现有技术的不足，提供一种螺旋双向超越离合器结构，该离合器利用螺旋花键配合结构及弹性元件使用于正转的第一端面啮合离合器常啮合，仅在用于反转的第二端面啮合离合器需要通过摩擦阻力形成啮合。对于用于车辆传动系统的本离合器而言，可有显著减少动力消耗，降低使用成本。本实用新型的第二目的是提供一种具有螺旋双向超越离合器结构的变速轴，其负载能力强，适用于安装空间狭小的场所。本实用新型的第三目的是提供一种自动变速系统，该系统具有前述变速轴，可实现两挡自动变速。
[0004]为实现第一目的，本实用新型采用如下技术方案。
[0005]—种螺旋双向超越离合器结构，包括可转动的套装在动力轴上的盘状主动件，主动件通过螺旋花键结构配合有螺旋花键套，螺旋花键套两侧分别设有第一端面盘和第二端面盘，第一端面盘和第二端面盘均与所述动力轴固定连接，螺旋花键套分别通过第一端面盘和第二端面盘，以及相互啮合的端面单向齿，分别形成第一单向离合结构和第二单向离合结构，第一单向离合结构和第二单向离合结构分别用于由螺旋花键套带动动力轴同步正转和同步反转;螺旋花键套与主动件之间的螺旋花键结构，具有在主动件正向旋转时推动螺旋花键套朝第一端面盘移动的螺旋方向；螺旋花键套与所述第二端面盘之间设有一弹性元件，以使第一单向离合结构和第二单向离合结构分别形成常闭和常开状态;螺旋花键套外部通过一静止构件设有一仅在螺旋花键套反向旋转时，向螺旋花键套施加阻力的单向阻挡装置。
[0006]现有技术中，螺旋花键配合结构具有如下基本特性，其主要用于传递扭矩，同时具有小角度转动对应大范围移动的特性，因此，用于螺旋花键的螺旋升角都必然较大，可通过推动配合在花键轴的花键套移动实现花键套或花键轴转动。
[0007]采用前述技术方案的本实用新型，利用螺纹花键套的前述基本特性，主动件在外力驱动下转动，螺旋花键套在制动装置施加的摩擦阻力作用下与主动件形成一定的相对转动和轴线移动的综合运动，其移动方向由螺旋方向和主动件的转动方向确定，其旋转方向与主动件相同。由于第一单向离合结构和第二单向离合结构仅分别用于螺旋花键套带动从动件同步正转和同步反转。因此，在主动件与动力轴均正转时，第二单向离合结构在弹性元件和螺旋花键配合作用线处于分离状态，此时，在动力轴转速大于主动件及螺旋花键套转速时，第一单向离合结构通过单向齿及弹性元件处于超越状态，而形成第一单向超越离合器。在主动件反转时，主动件带动螺旋花键套反转，螺旋花键套的转动受单向阻挡装置的作用而被限制，螺旋花键套在螺旋花键作用下形成轴向移动，使第一单向离合结构分离，继而第二单向离合结构结合，实现反向带动动力轴反转功能。在主动件无动力输入时，由于主动件空套在动力轴上，因此，无论动力输正转或反转均不能带动主动件转动，从而实现螺旋双向超越离合器结构的功能。本方案就是利用螺纹花键套的前述基本特性，将旋转运动转换为轴向移动实现端面啮合的离合器结构。通过端面啮合单向齿相互咬合形成可靠的动力传动结构。而单向阻挡装置仅在主动件反转时向螺旋花键套施加阻力，对于应用于车辆类交通工具的该离合器，其反向旋转仅在倒车时适用，在车辆前行状态下而不施加阻力。相对于现有技术而言，大大降低了无功消耗，能源利用率高。其中，弹性元件可以是圆柱螺旋压缩弹簧、碟簧，或由弹性体材料制成的弹性套等中的任一种。
[0008]优选的，所述螺旋花键套上通过摩擦连接方式套装有具有阻挡柄的一C形卡环，所述单向阻挡装置包括一活动挡块，活动挡块铰接挡块座上，挡块座固定连接在静止构件上，活动挡块与挡块座之间设有挡块扭簧;在所述螺旋花键套正转时，C形卡环通过阻挡克服挡块扭簧弹性力，并压迫活动挡块偏摆而形成对C形卡环的避让空间。单向阻挡装置通过C形卡环阻挡，限制螺旋花键套转动，并通过C形卡环向螺旋花键套施加一摩擦阻力。其结构简单，制造成本低，且单向功能可靠。使用时，在变速箱箱体类静止构件上的方便位置设置挡块座。
[0009]进一步优选的，所述活动挡块的铰接轴轴线平行于螺旋花键套的旋转轴线，活动挡块在C形卡环反转的迎面呈卡槽结构，且沿所述螺旋花键套移动的轴向具有设定长度的阻挡面。以适应螺旋花键套移动距离所需长度，并形成稳定施加摩擦阻力的结构。
[0010]更进一步优选的，所述活动挡块的铰接部位于后端，活动挡块上侧面由铰接部到卡槽结构部，沿所述螺旋花键套移动的轴向按尺寸逐渐增大的方向延伸。以在螺旋花键套正转时，顺利压迫活动挡块。
[0011 ]优选的，所述活动挡块的铰接轴轴线垂直于螺旋花键套的旋转轴线，活动挡块在C形卡环正转的迎面呈倾斜状。以提供另一种阻挡结构，且结构可更加简单化。
[0012]优选的，所述单向阻挡装置包括设在静止构件上并套在所述螺旋花键套外部的电磁线圈。利用由铁磁材料制成的螺旋花键套，或螺旋花键套上设有磁环或铁磁材料制成的套环，使螺旋花键套与电磁线圈形成电磁铁结构，螺旋花键套构成电磁铁的铁芯。以在螺旋花键套反转时，其在电磁场环境下被施加一电磁阻力，达到轴向移动换向的目的，其结构简单、控制方便，制造成本低。适用于设在轴端部位置的螺旋双向离合器结构。
[0013]优选的，所述螺旋花键套配合在所述主动件位于第二端面盘的一侧;螺旋花键套另一端设有多个圆周均布，且可由主动件上腹板部的镂空处穿出的连接爪，螺旋花键套通过该连接爪与所述第一端面盘形成所述第一端面啮合离