专利名称：一种棘轮棘爪式超越离合器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种棘轮棘爪式超越离合器，该离合器通过棘爪与棘轮齿的啮合传递动力，其新型的整体结构和非磁性复位装置，可以使其保持较高的清洁度，能获得长的使用寿命和良好的工作可靠性。可用于任何需要使用超越离合器的传动机构中，尤其用于重载和频繁啮合与超越的工作场所，更显出其使用寿命长、工作性能稳定和可靠性好的优点。
背景技术：
中国实用新型专利ZL01129231.8和ZL200420029913.8分别公开了一种棘爪依靠磁力复位的棘轮式超越离合器。这种采用“T”字形棘爪和磁力复位装置的离合器，已经在石油和工程机械上进行了较长时间的试验和运用，证明其使用寿命较长，能在重载和频繁啮合与超越的工作状态下稳定的工作。但是，正是由于采用了磁力复位装置和“T”字形结构的棘爪，也给这种离合器带来一些不足之处。这就是其一，磁铁是安装在与棘爪尾端相对应的棘爪盘上，依靠磁铁的吸力使棘爪进行复位运动，其磁力的大小与棘爪运动所需的复位力难以取得一致，当棘爪远离棘轮而需要较大的复位力时磁铁的吸力却最小，而在棘爪与棘轮即将接触时，磁铁的吸力最大，因此在棘爪与棘轮接触时易产生较大的冲击力，在高速超越时会加快其磨损；其二，由于在棘爪盘上安装了较多的强磁铁，使得棘爪盘会不同程度的被磁化，因此在组装和使用过程中，在棘爪盘上尤其是在磁铁附近总是聚积着较多的铁磁性物质，离合器的清洁度难以保证，有可能加快运动部件的磨损；其三，由于使用“T”字形结构的棘爪，为了不妨碍棘爪头部的运动，棘爪盘必须做成特殊的形状，这就使得棘爪盘形状复杂，加工困难。
发明内容
本实用新型的目的在于克服现有棘轮式超越离合器技术的不足，提供一种非磁性复位装置的新型棘轮棘爪式超越离合器，改善零部件的加工工艺性，提高组装和使用的清洁度，延长离合器的使用寿命，提高超越离合器的使用性能和可靠性。
本实用新型解决其技术问题是通过下述方案实现的。
本实用新型所涉及的棘轮棘爪式超越离合器，主要由带有棘齿的棘轮、带有棘爪和复位装置安装座的棘爪座、棘爪、棘爪轴和非磁力复位装置等主要零件组成。棘爪通过棘爪轴安装在棘爪座上，它可以在轴上摆动。棘轮与棘爪座之间可以直接或间接通过一对轴承的支承来保证其绕同一轴线旋转。当棘爪在复位力的作用下与棘轮的棘齿啮合时，棘轮与棘爪座同步转动并传递动力。当从动轴的转速超过主动轴的转速时离合器超越，棘轮与棘爪座各自旋转，离合器无动力输出。棘爪的形状可以多种多样，本实用新型是以小十字形为主，但是根据使用条件的不同也可以做成其它的形状。复位装置是非磁性弹簧，以金属弹簧为主。离合器具有外啮合与内啮合两种结构形式，外啮合即离合器的外环为棘轮，棘爪在其内侧，内啮合即离合器的内环为棘轮，棘爪在其外侧。
这种棘轮棘爪式超越离合器的特点在于动力的传递是通过棘爪与棘轮齿之间的啮合直接传递，而不是通过摩擦或挤压力传递。传递动力时棘爪与棘轮之间无相对滑动，因而磨损极小，即使有一定的磨耗也不影响动力的传递，离合器也不会因此而失效(打滑)。
这种棘轮棘爪式超越离合器的特点还在于采用非磁性的复位装置，整个离合器不带磁性，因而能提高离合器组装和运行中的清洁度，减少运动部件的磨损，延长其使用寿命，从而提高离合器的可靠性。复位装置以金属弹簧(如扭转弹簧、螺旋弹簧、片弹簧和扭杆弹簧等)为主，也可使用非金属的橡胶弹簧。弹簧的弹力作用于棘爪的头部使其复位。当离合器处于超越状态时棘爪离开棘轮，此时扭转(或压缩)弹簧，离开的距离越大弹力越大，此力正是棘爪迅速复位所需要的复原力。而当棘爪接近棘轮时弹簧的弹力最小，可以降低棘爪对棘轮的冲击力。金属弹簧是世界上使用最广泛的一种弹性支承和复位装置，只要设计参数选取合理，弹簧制造质量有保证，金属弹簧是可以长期有效而可靠地进行工作。
这种棘轮棘爪式超越离合器的特点还在于棘爪的结构，棘爪以小十字形为主，即棘爪除中部支承孔部位稍凸出而外，其余部位的宽度基本上相同。棘爪可分为头部、中部和尾部三部分，头部主要是传递动力和承受复原力；中部是棘爪的支承部，为带有油孔和油槽的销孔，通过棘爪轴将棘爪安装在棘爪座上；尾部主要是起棘爪的平衡作用，调节尾部的大小可以减小棘爪离心力对棘轮的冲击力，在高速超越运行时尤为重要。根据使用条件的不同，棘爪的形状也可以做成其它的形状。
这种棘轮棘爪式超越离合器的特点还在于棘爪座的结构，由于使用小十字形的棘爪，因而可以采用圆盘形的棘爪座，这种棘爪座的刚度大不易变形，同时由于结构简单加工工艺性好，有利于批量生产和降低成本。
图1和图2是外啮合超越离合器的横剖面和纵剖面示意图，是本实用新型的一种主要结构形式。
图3和图4是内啮合超越离合器的横剖面和纵剖面示意图，是本实用新型的另一种主要结构形式。
图5是外啮合超越离合器棘爪的示意图。
图6是内啮合超越离合器棘爪的示意图。
图7和图8是外啮合超越离合器棘爪座的正视图和纵剖面示意图。
图中1-棘轮、2-棘爪座、3-棘爪、4-棘爪轴、5-复原弹簧(本图例为扭转弹簧)、6-销轴、7-轴承、8-棘齿、9-棘爪的头部、10-棘爪的中部、11-棘爪的尾部。
具体实施方式
图1和图2是外啮合超越离合器，离合器的外环为棘轮，内环为棘爪座。离合器由棘轮1、棘爪座2、棘爪3、棘爪轴4、复原弹簧5、销轴6和轴承7等主要零件组成。
在棘轮的内侧面加工有较多数量的棘齿8，在棘爪座上通过棘爪轴和销轴安装有一定数量的棘爪和相应的复原弹簧，棘齿的齿数和棘爪的数量互为质数，可以使离合器由超越到啮合时能获得最小的空行程。小十字形结构的棘爪可分为头部9、中部10和尾部11三部分，头部传递动力并承受复原力，中部为棘爪的支承销孔，尾部起棘爪的平衡作用。复原弹簧是高强度的扭转弹簧，弹簧的两个工作臂分别作用于棘爪座和棘爪的头部。
在一对轴承的支承下棘轮与棘爪座绕同一轴线旋转，并使整个离合器成为一个整体。在复原弹簧力的作用下棘爪的头部紧贴着棘轮的内侧面，当任意一个棘爪与棘轮上的棘齿啮合时棘轮与棘爪座同步旋转，离合器传递动力。当输出轴的转速超过输入轴的转速时离合器超越，棘轮与棘爪座各自旋转，离合器无动力输出。根据使用的需要，在棘轮与棘爪座之间也可以不设支承轴承，而是分别将其固定于绕同轴旋转的内外轴上，其使用性能不变。
图3和图4是内啮合超越离合器，离合器的内环为棘轮，外环为棘爪座。内啮合超越离合器的工作原理与外啮合超越离合器相同，其结构基本相似，但在相同外形尺寸下所能传递的扭矩比较小，因此主要用于传递扭矩比较小和特殊用途的工作场所。
离合器的棘轮和棘爪座都是既可以输入动力又可以输出动力，它们可以通过键、花键、螺栓和过盈连接等方式分别与相配的其它传动零件联接，从而相互传递动力。在特殊情况下也可以与相配的零件如轴、齿轮、链轮、带轮等做成一体，以减小其径向尺寸，使机构更为紧凑。
权利要求1一种新型棘轮棘爪式超越离合器由设置有棘齿的棘轮、设置有棘爪和复原装置安装座的棘爪座、小十字形棘爪、棘爪轴、非磁性复位装置等主要零件组成，在棘轮与棘爪座之间直接或间接用一对轴承支承，以保证绕同一轴线旋转并传递动力，为了能输入和输出动力，离合器的棘轮和棘爪座可以通过键、花键、螺栓及过盈连接等方式分别与相配的其它传动零件联结，必要时也可以与相配的零件如轴、齿轮、链轮、带轮等做成一体。
2根据权利要求1所述的棘轮棘爪式超越离合器，其结构形式有外啮合和内啮合两种，外啮合超越离合器的外环为棘轮，棘爪在其内侧；而内啮合超越离合器的内环为棘轮，棘爪在其外侧。
3根据权利要求1和2所述的棘轮棘爪式超越离合器，其特征在于棘爪的复位装置为非磁性的弹簧机构，以金属弹簧为主，也可以使用非金属的橡胶弹簧，所使用的金属弹簧主要有扭转弹簧、螺旋弹簧、扭杆弹簧和片弹簧等，弹簧通过销轴或螺栓固定于棘爪座上。
4根据权利要求1和2所述的棘轮棘爪式超越离合器，其特征在于棘爪为小十字形结构，其头部与棘轮的棘齿啮合传递动力并承受复原力，中部为带有油孔和油槽的销孔，尾部主要起平衡作用。
5根据权利要求1和2所述的棘轮棘爪式超越离合器，其特征在于棘爪座为圆盘形结构。
专利摘要本实用新型涉及一种新型的棘轮棘爪式超越离合器。离合器由棘轮1、棘爪座2、小十字形棘爪3、棘爪轴4、非磁性复原弹簧5、销轴6等零件组成，在一对轴承的支承下棘爪座与棘轮绕同一轴线旋转。当棘爪在复原力的作用下与棘轮上的棘齿啮合时，棘轮与棘爪座同步转动，离合器传递动力。当输出轴的转速超过输入轴的转速时离合器超越，离合器无动力输出。这种离合器采用非磁性复原装置，不会被磁化，能保证离合器组装和运用中的清洁度，提高使用寿命和可靠性。这种离合器可用于任何需要使用超越离合器的传动机构中，尤其用于重载和频繁超越与啮合的工作场所时，更显出其使用寿命长和可靠性好的优点。
文档编号F16D41/00GK2931919SQ20062011787
公开日2007年8月8日 申请日期2006年5月30日 优先权日2006年5月30日
发明者邓烨 申请人:邓烨