零碰撞牙嵌式通用安全离合器的制作方法

专利名称：零碰撞牙嵌式通用安全离合器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种机械传动领域中的离合装置，特别涉及一种具有限 止扭矩作用的牙嵌式安全离合装置.技术背景传统的安全离合器(也称扭矩限止審)有剪切销式、嵌合式和摩擦式三 种。嵌合式中的牙嵌式安全离合器与其它两种形式相比，具有结构简单、工 作可靠、过栽时动作精度高、易调节限定转矩大小、维护方便、#>后主从 动轴无相对滑转、无背隙传动扭矩、过栽后恢复正常传动讯速、无因摩擦热 而失效的可能等优点.但是，传统的牙嵌式安全离合器在过栽后的工作状态 中，弹脊的轴向压力及工作转矩会迫使主从动牙嵌环的嵌牙之间产生连续撞 击式的打滑现象，产生噪音的同时还导致嵌牙的过度磨损，甚至产生嵌牙折 断等极端情况，其中尤以主从动牙嵌环脱离啮合的瞬间所产生的冲击为甚。 所以，传统牙嵌式安全离合器的应用范躏受到了很大的限制，无法发挥出其本身所具有的优良特性，业界一直普遍认为，它只能用在转速不高(约150~ 200转/分钟)，负荷不大(约4~ 400N*m)，从动部分转动惯量也不大的轴系 传动部位，如轻工及食品等行业的相关设备中(参见文章《牙嵌式安全离合 器的改进设计》，王海，Wfe设计，1998年03期).为了发挥牙嵌式安全离合器本身所具有和隐含的性能优势，克服其固有 的结构缺点，申请号为96213275.6的"牙嵌式高速安全离合器"实用新型专 利对其进行了改进，通过过栽后完全擻除弹性嵌合力的方式消除了撞击式的 打滑现象，减少了磨损，延长了使用寿命，扩展了使用范围。但仍有如下不 足，即，由于錄构的限制，并没有绝对消除有害冲击发生的可能，反而产生 了对轴向支撑蠓母的刚性退位撞击；由于关鍵控制部位磨损后无法自动##， 若干次过栽动作之后，系统的一致性和可靠性必将有所降>(氐；同时増加了其 轴向长度和复杂程度，缩小了转矩调节范围；改拌了过栽后原本可讯速恢复 传动的优点，每次过栽后必须手工恢复，重新"S:定，费时费力，更直接导致 其对维护空间的要求变得苛刻，无形中反而缩小了部分应用范围。实用新型内容本实用新赛的目的，就是要克服业界长期存在的技术偏见，提供一种消 除了传统牙嵌式M离合器闺有缺点的零碰撞牙嵌式通用安全离合器，使其具备无过栽冲击，无连续冲击磨损，长寿命，结构简单，制造成本低，过栽 后恢复快捷、方便和自动，不受安装位置限制，高转速，大转矩的优点。本实用新盤的另一目的，就是提供一种将上述零碰撞牙嵌式通用安全离 合器轴向双联的牙嵌式通用安全离合器，使其再具备传递转矩翻倍，过栽后 残余转矩更小的特点。记述技术方案之前先对相关名词或概念说明如下属主环梭附属阻挡环或附属限位环所刚性依附的回转构件.基准环嵌合工作状态下，作为阻挡环相对静止的参照对象的回转构件； 其轴向上直接面对阻挡环的端面被称为基准端面，径向上直接面对阻挡环的 圃柱面被称为基准圃柱面.阻挡工作面阻擁嵌合机构轴向分离后，组成该机构的齿环双方的径向 齿之间用来进行对顶接触的齿頂面部分，其升角用入表示.阻挡工况阻挡嵌合机构的组成双方的阻挡齿相互对顶接触，阻止轴向 上位于其之外的其它轴向嵌合;M^嵌合的工作状况.5角和p角阻挡工况中，阻挡环一方面由其滑动端面或圃柱面与基准 环的基准端面或基准躏柱面接触形成滑动摩擦副(对双联安全离合器中两阻 挡环刚性一体的情况，則不存在端面滑动摩擦情况)，另一方面由其阻挡齿的 阻挡工作面与附属阻挡齿的阻挡工作面轴向接触形成静摩擦副，在仅靠该静 摩擦副来限定阻挡环相对附属阻挡环的周向位置时，该静摩擦副必需是自锁 的，其中，能够确保该静摩擦副自锁的阻挡工作面的最小升角就定义为5， 而最大升角就定义为p。限位工作面对阻挡环的周向相对位置给与限制的表面。对控制嵌合机 构，当X〈5时，因双方阻挡齿之间的对顶接触不能自锁，所以，只有阻挡 齿的倒面和阻自齿顶中部限位凸起的倒面是限位工作面；当5 <入< p时， 因双方阻挡齿之问的对顶接触能可靠自锁，所以，阻挡齿的所有倒面及阻挡 工作面都是限位工作面，全齿嵌合亂变轴向嵌合机构完全嵌合时，由一方嵌合齿的最高齿顶点 到另一方嵌合啬的最高齿顶:条、之间的轴向距离。最小阻挡离度阻挡嵌合机构为实现'其阻挡工作面之间的对顶接触所^ 需分开的最小輪向距离，最大限位嵌合深度保证限位嵌合机构的周向约束作用得以存在的，阻 挡嵌合机构轴向上可以分离的最大距离。对控制嵌合机构，该深度为完全嵌 合状态下，嵌合双方的限位工作面的上边界中的最髙点之间的轴向距离。起始分离离度在弹性嵌合力的作用下，轴向嵌合机构的组成双方为实 现其相对转动所必需具备的最小轴向分离距离.在设计许可的相对方向上转 动，该距离必鶬为零，反之，该距离可以不为零。
阻挡嵌合机构的入口裕v变K:在不考虑其它嵌合机构的影响以及阻挡环 周向自由时，从最小阻挡高度上，组成阻挡嵌合机构的齿环双方在不影响该 机构轴向嵌合的前提下相互间可以连续错开的最大圃周角度。本实用新型中，当一嵌合机构的组成双方分别以另 一嵌合机构的组成双 方为轴向支撑樣基时，就称前一嵌合机构轴向上位于后一嵌合机构之内，反 之为之外。另外，本实用新型所称的"阻挡环"均为独立阻挡环的简称.为达成上迷目的，本实用新型的零碰撞牙嵌式通用安全离合器，由第一 接合元件、第二接合元件、弹黃及调节螺母基于同一轴心线组成，笫一接合元件与第一转4i闺定，笫二接合元件可轴向移动，其部分非嵌合表面上形成 有可传递转矩的特征曲面，第一#^元件和第二#^元件轴向相对组成具有 传递转矩和过栽分离双重功能的工作嵌合机构，弹黃直接或间接地安装在第 二接合元件与调节螺母之间，为工作嵌合机构提供轴向嵌合力，并由调节螺母最终形成对所述弹黃的直接或间接的轴向限制和支撑；其特征在于l)布 置有阻止过栽分离状态下的所述工作嵌合机构轴向嵌合的阻捶嵌合机构，轴 向上位于工作嵌合机构之内，径向上位于工作嵌合机构之内或之外，由阻挡 环和附属阻挡环轴向嵌合而成，该两个环的嵌合端面周向上都布置有相同数 量的具有轴向阻挡作用的径向型阻挡齿；阻挡嵌合机构的最小阻挡高度，大 于工作嵌合机掬在两个转动方向上的起始分离高度，小于工作嵌合机构的全 齿嵌合深度；附属阻挡环与其属主环刚性一体，该属主环是笫二接合元件或 第一接合元件；PMi环受基准环基准端面的单向支撑，其滑动端面与该基准 端面构成周向自由滑动摩擦副；基准环是与附属阻挡环的属主环相对的第一 M元件或第^^元件；2)布置有对阻挡嵌合机构中阻挡环的周向相对位 置实施限制的限位嵌合机构，由阻挡环和附属限位环组成；附属限位环与附 属阻挡环刚性一体为同一个环，限位嵌合机构与阻挡嵌合机构重合后构成一 控制嵌合机构，该控制嵌合机构中，阻控齿同时也是限位齿，附属阻挡齿同 时也是附属限位齿，二者齿顶的阻挡工作面均是升角不大于p的螺旋面，且 至少在其中一个齿顶面的中部形成有限位凸起；同时，限位嵌合机构的最大 限位嵌合深度，大于工作嵌合机构的全齿嵌合深度'达成本实用新型另一目的双联式零碰撞牙嵌式通用安全离合器，其特征 在于两个嵌合端面朝向互反笫一接合元件周向固定在笫一转轴上，两个可 轴向移动的笫^^^元件与第二转轴周向固定，二者的部分非嵌合表面上均 形成有可传遂,的特征曲面，该两个元件分别与两个第一接合元件轴向嵌 合组成具工作嵌合机构，该两个工作嵌合机构同步地处于分离状态或嵌合状 态。两个笫二*^元件的非嵌合端面均受到弹*的作用，弹發为所述的两个
工作嵌合^提供轴向嵌合力，并由调节螺母对其进行最终的轴向限制和支 撑。为阻止过栽分离状态下两工作嵌合机构的轴向嵌合，布置有两个阻挡嵌合机构，该两个机构分別各与一个工作嵌合机构组成一组子离合机构；在每 一组子离合机构中，阻挡嵌合机构径向上均位于工作嵌合机构之内或之外， 由阻挡环和附属阻挡环轴向嵌合而成，该两个环的嵌合端面周向上都布置有 相同数量的具有轴向阻挡作用的径向型阻挡齿；阻挡嵌合机构的最小阻挡高 度，大于工作嵌合机构在两个转动方向上的起始分离高度，小于工作嵌合机 构的全齿嵌合深度；附属阻挡环与其属主环刚性一体，该属主环是笫二接合 元件或第一接合元件.在每一组子离合机构中，还布置有对阻挡嵌合机构中 阻挡环的周向相对位置实施限制的限位嵌合机构，由阻挡环和附属限位环组 成；附属限位环与附属阻挡环刚性一体为同一个环，限位嵌合机构与阻挡嵌 合机构重合后构成一控制嵌合机构，该控制嵌合机构中，阻挡齿同时也是限 位齿，附属阻摑齿同时也是附属限位齿，二者齿顶的阻挡工作面均是升角不 大于p的螺旋面，且至少在其中一个齿頂面的中部形成有限位凸起；同时， 限位嵌合机构的最大限位嵌合深度，大于同组工作嵌合机构的全齿嵌合深度。所述的双联式安全离合器中，两个阻挡嵌合机构轴向上分别位于一组子 离合机构中，各自独立的两阻挡环轴向上受基准环基准端面的单向支撑，而 基准环由第一接合元件或第二接合元件充当；同时，两阻挡环也可以借助两 者间的一个轴向嵌合机构来实现周向上相互间位置的长期关联联动。另外，也可以将两阻挡环的阻挡齿以齿顶朝向互反的形式分别形成在同 一环形基体的两个端面、同倒的内W柱面上或外圃柱面上，令两阻挫嵌合机 构以两阻挡环辨性一体且互为轴向支撑的形式轴向相联，轴向上同时位于两 工作嵌合M之内，并以第一接合元件作阻挡环的基准环，以第二*元件 作附属阻挡环的属主环.同样地，也可以通过共用一个环状基体的形式实现 两个笫一^元件成为剛性一体的目的.为使阻挡嵌^^机构工作得完美和可靠，最好对阻挡环施以约束，以迫使 其在嵌合状态中相对静止在基准环的基准端面或基准圃柱面上.在具有双向阻挡功能时，工作嵌合机构在两个转动方向上的起始分离高 度均为零，阻擁工作面分別对应地形成于阻挡齿机构中每个齿顶面的两倒， 并且阻挡嵌合机构的入口裕度K符合不等式K〉+ ef + ri 。相关参数定 义如下6c:第一备务元件上工作齿齿顶面所对应的圃周夹角，0f:第二M元件上工作齿齿顶面所对应的圃周夹角，a:由于导角、工作嵌合机构的周向间咪所带来的修正量。
更为简捷地，最好将控制嵌合机构中的限位凸起的与阻挡工作面同側的側面做成升角为P的螺旋面，|5|<P<180° 。而在|5|<&<90° -cj)时， 如果在基准环与阻挡环之间设置一个可以将阻挡环强制限制在相对基准环的 特定周向位置上的嵌合类限位机构，即阻挡环止转机构，该机构嵌合时，阻 挡环失去轴向阻挡能力，那么，就可轻松实现强制嵌合的目的。这里，4>是阻挡环止转机构，可以是由基准环基准端面或基准圃柱面上的轴向或径向通 孔、阻挡环相应庫擦面上的相应凹槽或开口环缺口、以及止转柱销组成的销 槽式嵌合^J,另外，安全离合器的也可以一体封装在一个壳体内，该壳体由轴套、传 递环、环状端羞和代替调节螺母的螺故端盖组成，轴套的内孔面上形成有可 传递转矩的特狃曲面，其外圃柱面与第一接合元件的内孔面周向固定或直接 刚性地制成一体，环状套筒式的传递环的外表面上形成有可传递转矩的特征 曲面，其内孔面与第二接合元件的外圃柱面以花鍵联接的形式周向固定，环 状端盖由以支撺弹黃的形式套装在轴套上，并固定联接在传递环一端面上， 螺紋端盖由另一端套装在轴套上，以螺紋连接的形式与传递环对应端内环面 上的螺紋^i接。在本实用新型中，通过向工作嵌合机构内加入起轴向阻挡作用的阻挡嵌 合机构，以及阻挡环止转机构，4艮好地实现了本实用新型的目的。即，或者 在阻挡工作面升角入< 5时利用阻挡嵌合机构中的限位凸起，或者在阻挡工 作面升角入满足关系5 <入< p时利用阻挡工作面自身的摩擦自锁特性，或 予以综合利用，均很好地维持住了阻挡工况下阻挡嵌合机构内部的周向相对 位置，从而达成了维持住阻挡关系，阻止超越状态中的工作嵌合机构嵌合复 位以及消除冲击或碰撞的目的；而借助于反向转动或者借助阻挡环止转机构 强行解除其阻擁能力的方式，^艮好地达成了过栽后快捷、方便或自动恢复嵌 合，以及不受安装位置限制和长寿命的目标。同时，也使其高转速，大转矩 的固有属性得辨自然的释放.并且，仅仅增加一个简单的阻挡环，离合器结 构依然具有筒单、制造成本低的特点。另外，通过双联两牙嵌式通用安全离 合器，以及将两阻档环制成刚性一体以彻底消除端面滑动摩擦阻力的方式， 很好地达成了传递转矩翻倍，过栽后残余转矩更小的另一实用新型目的。在转矩传递能力、工作转速、过栽頻率、持续过栽时间、残余转矩系数、 寿命以及应用范围方面，本实用新型相对于现有技术的摩擦式或弹黃钢球式 安全离合器具有无可比拟的优势._附困说明
困l是本实用新型实施例一的轴向剖面困。困2是困1中第<=*^元件的示意闺，(a)是(b)的右視困的轴向半剖困， (b)是主視图，(c)是放大的(b)中T方向局部齿廓径向投影的展开示意困。困3是困1中阻插环的示意图，(a)是主視图，(b)是左视困，(c)是放大的 (a)中T方向局部径向投影的展开示意困.困4是困1中的各个嵌合机构的齿廊间的相对关系于不同工况下，在同 一外囷柱面上的径向投影的局部展开困，(a)是嵌合状态下工作嵌合机构的齿 形关系示意困，(b)是与(a)对应的控制嵌合机构的齿形关系示意困，(c)是阻挡 工况下工作嵌合机构的齿形关系示意困，(d)是与(c)对应的控制嵌合机构的齿 形关系示意困，(e)是对应于(c)的单向控制嵌合机构的齿形关系示意困，(l)是 (a)的局部放大示意困，箭头代表相对过栽转动方向，困5是用径向投影展开困形式表示的、具有各种齿形的阻挡嵌合机构在 阻挡工况中所有可能的对顶接触关系示意困，所有图中的左側轮廓线都属于 阻挡环，所有右倒轮廊线都属于附属阻挡环；(a) (i)表示的是控制嵌合机构 的各种情形，其中(a)-(c)表示的是三种特殊齿形，(d) (i)表示的是l51〈入 《p时的全部齿形，而(e) (i)則是其中P =入且共面的特殊齿形；(j)表示的 是适用于径向型限位嵌合机构的齿形，图6是本实用新型实施例二的轴向半剖图。 .图7(a)是本实用新型实施例三的轴向剖面困，(b)是(a)中笫二脊^元件的 轴向半剖图.图8(a)是本实用新型实施例四的轴向剖面图，(b)是(a)中第一^元件嵌合端面的示意困。图9最简的本实用新型实施例五的轴向剖面图.困IO封装形式的本实用新型实施例六的轴向剖面图。困ll封装且能强制嵌合的本实用新型实施例七的轴向剖面图.困12是另一种封装形式的本实用新型实施例八的轴向剖面困.


图13是本实用新型在联轴器中的具体应用例的轴向剖面困。困14(a)是本实用新型实施例九的轴向剖面围，(b)是(a)中阻挡环的轴向剖面困，(c)是(b)申轴向对称面T一T的简化剖面困。困15是封装形式的本实用新型实施例十的轴向剖面图.困16(a)是本实用新型实施例十一的轴向剖面图，(b)是(a)中左阻挡环的轴向剖面图，(c)是(a)中右阻挡环的轴向剖面困，(d)是(c)的左視圃的简化图. 困17是具有拉黃的本实用新型实施例十二的轴向剖面困。
图18;1封装形式的本实用新型实施例十三的轴向剖面困。
图19(a)是本实用新型实施例十四的輛向剖面困，(b)是(a)中第二^^元件
的主視困，(c)是(b)中T—T截面的剖面困.困20(a)是本实用新型实施例十五的轴向剖面困，(b)是(a)中左阻挡环的简 化主視困，(c)是(b)的左視困的轴向半剖困，(d)是(a)中右阻挡环的轴向半剖困。困21是本实用新型实施例十六的轴向剖面图。困22是本实用新型实施例十七的轴向剖面图。困23(a)是本实用新型实施例十八的轴向剖面困，(b)是(a)中阻挡环的主视 图，(c)是(a)中联系环的轴向剖面困，(d)是(c)的主視困.具体实施方式
必要说明本说明书的正文及所有附困中，相同或相似的构件及其特征 部位均采用相W的标记符号，所以本说明书只在它们第一次出现时给予详细 说明，其后再次出现时将不再给予重复的详细阐述.闺1~困4示出了本实用新型的笫一个实施例，以轴一轴传动形式出现的 双向安全离合蕃.如闺l所示，第一接合元件50是阻挡环100的基准环，笫 二M元件抑是附属阻挡环的属主环，笫一掩^元件50与第二M元件80 组成工作嵌合机构.第一转轴和第二转轴通过平鍵分别与第一接合元件邻及 第二轴套206闺定(未示出).笫二接合元件80套在第二轴套206上，二者 间由花键齿周向固定.嵌合弹黃160安装在第二M元件80的非嵌合端面与 弹黃座162之间，调节螺母164以螺紋形式联接在第二轴套206的外端側， 与第一接合元件邻轴向上间接相联，并通过弹黃座162实施对嵌合弹簧160 的轴向支撑和调节.阻挡环100径向上位于工作嵌合机构之内，与附属阻挡 环组成阻挡嵌合机构，其滑动端面124朝向第一^元件50的基准端面70。 约束弹簧l加置于阻挡环100与第二轴套206外花鍵齿的端面之间。止转柱 销联动环l抑套装在第一掩^元件50的非嵌合端面外的圃柱面上，二者轴向 间隔以复位弹赞l粘，并由卡环210给予轴向限位，止转柱销联动环180的一 端周向均布有三个轴向止转柱销182，该三个止转柱销182分別嵌于第一^^ 元件50上的三个止转柱销安装孔188中，其顶面接近但不接触到阻挡环100,困2给出了笫二M元件柳的具体结构，第二工作齿82为橫截面呈梯 形的径向齿，该齿均布在其嵌合端面的外环側，附属阻挡齿142均布在其嵌 合端面的内环倒.附属阻挡齿142与第二工作齿82径向上连成一体，其齿顶 面144高于笫二工作齿齿顶面84，其阻挡工作面148是升角为入的螺旋面，I 5|<入< p.为简化结构和方便制造，附属阻挡齿齿側面150和齿根面146 分别与第二工作齿齿侧面88和齿根面86完全共面，附属阻挡齿142因此被 分成两部分，对应于笫二工作齿齿橫的齿顶面144的部分中间齿体不复存在. 除了没有附属阻挡齿，以及工作齿齿顶面具有一定孤度以外，第一*元件50的嵌合端面的布局和齿形完全等同于第二^^元件80.如图3所示，环状基体112内形成有承受弹簧力的轴肩128,阻挡环100 的阻挡齿102 —体均布在环状基体112的外环側，其齿顶中部形成有限位凸 起114,每个阻擁齿102上均对称地形成有两个升角为A的螺旋面型的阻挡工 作面108，两个齿倒面110，两个升角为p的限位凸起螺旋側面118， <180° ,以及一个限位凸起顶面116.具有阻挡工作面108的一端为阻挡环 的嵌合端面，另一端是阻挡环的周向滑动端面124，其上止转凹槽126就是阻 挡齿齿槽。以这样的效果来确定止转柱销安装孔188的周向位置、周向宽度 以及止转柱销182的周向宽度，即，止转柱销182嵌入止转凹槽126时，阻 挡环100停留的位里必须导致阻挡嵌合机构不能成功阻挡工作嵌合机构的轴 向嵌合。如困4(a)、 (b)和(f)所示，笫一^^元件50与笫二M元件80组成双向 工作嵌合机构，阻挡环100与附属阻挡环组成既是阻挡嵌合机构又是限位嵌 合補的控制嵌合鴻.控，合，的入^度K为沐关符号表示对应点 间的圃周角)K-Z丽—Z^^-Z冗一Z冗，这里，K〉 8C + ef + Ti ; 轴向分离距离大于E后，由阻挡工作面108所限定的限位嵌合机构的周向自 由度天然大于K'嵌合状态下，Dt<X^<Dc<II，其中，Dt代表工作嵌合机 构在非设计的过栽方向上的起始分离高度，本例中为双向过栽，两个方向上 的Dt均恒为零；D(代表工作嵌合机构的全齿嵌合深度，E代表阻挡嵌合机构的最小阻挡高度(橫线符号表示轴向距离，下同)，H代表限位嵌合机构的最 大限位嵌合深度.闺4(c)、 (d)给出了过裁工况下各嵌合;N^的齿形关系，图 4(e)给出了与困4(c)对应的单向控制嵌合机构的齿形关系图。不难理解，本实施例中止转柱销182及其安装孔188周向均布三个，阻 挡环100和附属阻挡环各有三个均布的完全一致的径向齿，附属阻挡齿142 周向上正好是第二工作齿82的径向延伸，以及以阻挡齿齿橫充当止转凹槽126 的安排都不是必需的，而纯粹是出于简化结构和工艺等的需要.对于附属阻 挡环无法与其属主环一体形成的特殊情况，可以采用亊先将它单独制作出来， 再亊后把它与属主环以或焊接或过盈配合等的方式加以刚性组合的方法来处 理。同样道理，约束弹黃120和复位弹黃186虽然均为波形弹脊，但也可以 是其它任何形式的弹性体.下面结合工作过程并参照图l和困4对本实施例作进一步的说明.在嵌合状态下，工作转矩经笫一^^元件50传递给笫二*元件80，再 经花键传递给第二轴套206，完成转矩在离合器内部的传递，当然，上述传递 路线也可以^USL向的.在任意方向上过栽时，也就是所传递的转矩在笫一工 作齿52与笫二工作齿82接触面上所产生的轴向反力大于弹黃160所提供的
嵌合压力时，麥见困4(a)或4(0，笫二工作齿82必然克服弹性压力而轴向分 离，退出嵌合隹里，于是整个工作嵌合机构的嵌合关系不复存在，两#元 件间的内部转錄传递路线被断开。过栽分离开始后，由于有#*^<0。的限制，因此，当第二*元件80 相对笫一接合元件50的轴向分离距离达到Dc时，其上附属阻挡齿阻挡工作面148的最低点A早已轴向越过阻挡齿阻挡工作面108的最低点G，如困4所 示。又由于阻摑环100被约束弹*120静止在第一#^元件邻上，因此，只 要阻挡嵌合一的入口裕度K不远离其下限值，转动中分离的过程就足以确 保在控制嵌合机构的轴向分离距离第一次同步达到A时，附属阻挡齿阻挡工作面148就已经可靠M上阻挡齿阻挡工作面108，相互抵触并建立起穗定的 自锁静摩擦关系，进而带动阻挡环100在第一接合元件50的基准端面70上 圃周滑转，从而将上迷两^元件之间的轴向分离过程停止在最大分离距离上。因此，第4合元件柳与笫一备^元件50之间的轴向间距恒定为零， 两者处于无任何冲击和碰撞的零接触炮瞜滑动摩擦工况，尤其是分离瞬间. 这将显著降低两者的磨损速度，消除噪音，延长寿命。另外，可将第一工作 齿或第二工作齿齿顶面傲成内端高的台阶状，以显著降低过栽工况下的平均 滑动摩擦半径及残余转矩。其残余转矩系数将远小于滑动摩擦系数.由于使用了双向阻挡嵌合机构，所以，本实施例的安全离合器在两个方 向上都具有无冲击和碰撞的特性.应该强调的是，控制嵌合机构中阻挡工作 面的螺旋升面特点是保证阻挡工况中工作齿零碰撞的前提条件，即，必需要 求入>0。而|5|<入< p既是阻挡工况中阻挡工作面之间摩擦自锁的必要条 件，也是阻挡嵌合机构在一定范闺内具务自适应轴向分离距离的能力和自动 补偿各种轴磨賴的能力，显著提升安全离合器的总体性能、可靠性和使用寿 命的必M件，而且，可##的量还可于制作时按需给定。特别地，当5>0 且0<入< 5时，附属阻挡齿142将因对瑣接触的两阻挡工作面不能自锁而相 对滑转爬升，令阻挡嵌合一的轴向分离距离大于Dt,直至遇到限位凸起114。 也就是说，经过适当的设计，我们可以得到令两工作齿间无接触的过栽转动 工况.另外，阻挡工作面之间的自锁关系只存在于对应的过栽转动中，即， 存在于令对顶4ft触中的阻挡工作面的升角为正的相对转动中，而绝不存在于 令其为负的相对转动中，因为后一转动中的升角入，--入<-15|，入，完全 落在了自锁必##^入，> 5的下限之外，因此，改变阻挡工况中两《^元件 的相对转动方向，阻挡工作面之间原有的自锁关系将立即消失，阻挡环100 将不再跟随附属扭挡齿142 —体转动，而是静止在基准环基准端面70上.所以，对于安全离合器的嵌合复位，本实施例的一种方法就Ail转法，实施的前提^HNfc是必需k〉 et + ef + ti .此时，无论出现何种极端情况，
最多只^^安全离合器的主动元件反向转过一个齿，即，令第一^^元件50相对笫^n^元件抑作出相反于过栽相对转动的相对转动并转过一个齿，附属阻挡齿142都能滑离阻挡齿102的阻扭工作面108，与笫二工作齿82 —起 同步嵌合复位，而不会出现反向分离阻挡的情况，尤其是在使用了单向阻挡 嵌合机构的时候，阻挡齿齿槽口更是随同附属阻挡齿142同步转动，参见图 4(e)。本实施例中嵌合复位的另一种方法是止转法。即，在维持过栽转动状况 的同时，轴向压迫止转柱销联动环l柳，令其克服弹黃186的轴向反力后将止 转柱销182轴向压入阻挡环滑动端面124上的止转凹槽126中，将阻挡环100 周向停止在令其丧失轴向阻挡能力的特定相对位置上，于是，附属阻挡齿142 被迫相对阻挡齿102滑转和爬升，并在越过其中部的限位凸起114之后嵌入 阻挡环100的下一个齿槽中，从而实现离合器可控嵌合复位目的.显而易见，本实用新型之安全离合器的嵌合复位，机理简单，过程可靠， 通过反转或电、液易于实现自动化和远程控制，将令牙嵌式安全离合器的性 能得到跨越式提升，大幅增加其工作转速、转矩和可适应的过栽頻率，以及 可安装布置的空间.显著地拓展其应用领域和范围，成为通用安全离合器。应说明的是，阻挡环止转机构和可控嵌合复位的止转法都是非必需的可 选结构或方法.而如果使用该结构和方法，那么阻挡齿齿顶中部限位凸起的 齿倒面118的升角P就必须满足不等式15 I < P < 90° - (J)，且以该倒面118 与阻挡工作面挑8共面为最佳，即，P -入。另外，止转机构也可以是径向 型等的其它形式，相关说明可参阅困14实施例.如果本实施例为纯粹的单向安全离合器，那么可以采用仅具有单向阻挡 功能的阻挡嵌^^机构，如困4(e)所示，此时，该嵌合机构的周向自由度可以为 零。另外，本实ife例中对阻挡环100的约束不是必需的，这样做的目的只是 为了绝对确保鷓M合机构能在第一时间内建立起轴向阻挡关系。而约束的 方式也不限于^Nf"压缩一种，还可以是用磁性材料制作第一^元件50或阻 挡环100的全部或局部以造成二者磁性吸合的方式，或者将阻挡环100制成 带轴肩的弹性开口环的方式，或者制成带锥形回转面的弹性开口环，或者是 径向弹性力作用^t阻挡环100的局部锥形回转面上，比如弹黃滚珠以及弹性 卡环等的径向压迫方式.关于阻挡环100及其约束方法、阻挡嵌合机构、限 位嵌合机构、它们与其它构件的关系，以及有关5和p的说明，在本专利申 请人提出的发稱专利"基本型牙嵌式自销差速器"以及"压合式牙嵌单、双 向超越离合器"中有更详尽细致的描述，该两专利整体上被本申请所参引， 在此不再予以详迷.图S示出了具有各种齿形的阻挡嵌合机构在阻挡工况中所有可能的对顶 接触情形，困,)~(!)中|5|<入<{)，表示的是可以实现分离齿齿頂M触1
摩擦，并具有廉損补偿功能的控制嵌合机构的所有齿形关系。图5(d)表示的 是p *入的情况；困5(e)-(i)表示的全是p =入且阻挡齿齿顶中部限位凸起的 齿側面118与阻挡工作面108共面的特殊情形，该情形有利于加工制造.图 5(a)、图5(b)和困5(j)对应于过栽分离后有碰撞式磨损的各种齿形关系。需要说明的是，由于阻挡嵌合机构等的工作原理、关系和过程完全相同， 所以以下实施例中将不再给于重复说明，而只对具体结构进行必要解释.困6示出了阻挡嵌合机构径向上位于工作嵌合机构之外的实施例。其中 阻挡环100套装在笫一M元件50的外W柱面上，并被约束弹黃120和约束 卡环122约束在基准端面70上.相对上实施例，本实施例残余转矩较大.困7示出了阻挡环100轴向移动的布置形式.这里，笫^^4^元件抑是 阻挡环l柳的基准环，笫一^^元件50是附属阻挡环的属主环。附属阻挡齿 142与笫一工作齿52的关系和布局完全同于困2所示。阻挡环100安置在笫 二工作齿82内坏铜的端面环状凹橫中，该凹槽的倒端面为基准端面70。阻挡 环100的外端依次安装有波形弹黃120和约束卡环122，卡环122嵌在上迷环 状凹槽开口处外圃柱面上的卡环槽212中。以完成队阻挡环100必需的约束。 本例中的止转镝环182安装在第^^元件80的对应轴向通孔188中，并由 二者之间的复位弹黃186限制二者的轴向相对关系。对止转柱销联动环180 的搮作要借助中间环190完成，两环具有相同的结构。另外，嵌合弹簧160 由四片蝶形弹脊充当，其间径向位置由定位环166限定，该环截面形状呈"T" 字形.阻挡环W0也可以置于第二工作齿82外的圃柱面上，但显然不是好的布局万式。困8示出的是本实用新型中具有原位嵌合能力的实施例.该实施例呈轮 一轴传动形式，g合机构的布局方式完全如困1所示.整个离合器被轴向 限制在第二轴套2糾的轴肩和联接于其上的调节螺母164之间。所述轴肩与 第一M元件邻间布置有垫圃214，调节螺母164通过压缩套168压缩嵌合 弹*160，并通过第二轴套206与第一^^元件50明显地轴向相联。通过布 置一对长度较癱的齿和橫的办法来实现工作嵌合机构的全周唯一嵌合，即， 用齿槽挡块€8封堵住第一*元件50上一个工作齿齿槽56的内端，将其异 化为短齿槽66，同时将一个笫二工作齿82的长度缩短以将其异化为对应的短 工作齿94.齿壙挡块68与第一工作齿52的齿顶面54共面.齿槽挡块68可 以一体制造在笫一^元件50上，也可以先行制造再用或焊接或销孔式过盈 配合等的方式与其连成剛性一体.当然，完全封住齿槽66令工作齿环具备周 向不等距的方式也可是实现全周唯一嵌合的目的。困9~圃^给出了几种具有独立形态的实施形式。其中两嵌合机构的布 局方式完全如辑1所示，且阻挡环100都是具有开口断面130的开口弹性环，
并具有锥形外搏转面，借助其与基准圃柱面的弹性反力静止并贴紧在基准端面70上.困9具有最简洁的形式，笫一M元件50与第一轴套204刚性一 体，调节螺母1"将笫一接合元件50和弹黃160直接相联，除了将用于周向 固定的外花鍵齿98 —体形成在第4合元件80的外圓柱面上以外，其余所 有结构均如困2所示。闺10在困9的基础上增加了封装外壳，该外壳由碗状 壳体226和环形端盖230组成，其间以螺钉234固定。碗状壳体226通过其 内孔面的花鍵裔228与第二*元件柳周向固定，实现其与第一轴套204的 转矩传递。传力齿鹏通过平键或螺钉与其固定(未示出)。调节螺母164居于 封装外壳之外，通过中间环190轴向支撑和调节嵌合弹簧160.封装外壳与第 一轴套204间安装有密封圃222，环形端盖230与中间环190的轴向柱销之间 安装有密封菊(未示出).困11对困10进行了改进。弹黄160间接地安装在 第二M元件糖与端益式调节螺母232之间，后者对弹黃160给与间接的轴 向支撑和调节.其封装外壳由端盖式调节螺母232、筒状外壳齿阖224及环形 端盖230组成.端益式调节螺母232以螺故^t接到筒状外壳齿围224的内孔 中，并通过垫瞎214压在第一^元件邻的非嵌合端面上，实现对嵌合弹黃 160的轴向支撑和调节.端l式调节螺母232通过其上的施力凹穴238获得转 动转矩。止转柱铺联动环l柳安装在端盖式调节螺母232与第一轴套204间 的环状凹槽中，并由密封困(未示出)密封。
图12中，笫二轴套206、第一 接合元件50均成为封装外壳的一部分。调节螺母的等同构件碗状壳体226与 笫一*元件翎的外圃柱面以螺纹直接相联，从而实现对嵌合弹黃160的轴 向支撑和调节.困13给出了一种柱销式安全联轴器的实施形式。其中，柱销242两倒被 挡W 244封住.本实施利中，笫二轴套206作为主动轴为优选形式。困14示出的是XSU^形式的单向安全离合器的实施例.第一^元件邻 是阻挡环l抑的基准环，其内孔面即为基准圃柱面72，第二接合元件80是附 属阻挡环的属主环.第一#元件邻以及阻挡环100的两端面均具有完全对 称一致的均布径向齿.两个笫二^元件80通过花鍵齿周向面定在笫二轴套 206上，并分別与第一M元件SO组成工作嵌合机构。两组嵌合弹黃160分 别由两端压住第^i^元件80，并被笫二轴套206 —端的轴肩以及另一端的 调节螺母164支撑和调节.阻挡环100径向上位于工作嵌合机构之内，轴向 上位于两笫二^^元件抑之间，与附属阻挡环分別组成一阻挡嵌合机构.两 工作嵌合机构以及两阻扭嵌合机构同步地处于嵌合状态或过裁分离状态.笫一#元件邻上的螺栓孔74用于闺定传力齿圃.阻挡环100的内孔轴肩128 用于确保过栽时笫一M元件邻的同轴度，其作用也可通过加高阻擁环100上的凸起U4，令其始终嵌于第^^元件80内孔中的方式来实现。棘;Mf 136和棘爪复位弹脊138布置在基准圃柱面72的轴向对称面上的径向孔中。 阻挡环100外,柱面的正中凹槽中布置有一周棘齿134,嵌于其间的棘/Mf 136将阻挡环l抑约束在基准圃柱面72上，并在与过载相对转动相反的相对 转动方向上駔动祖掉环100 —体转动。以这样的效果来确定棘齿134的齿数 及周向位置，即，阻挡环100^bNt爪杆136止转时，其停留的位置应保证工 作嵌合机构可以嵌合复位.而以能导致嵌合后附属阻挡齿周向居于阻挡齿齿 槽正中的定位为最佳，而与工作齿齿数相同并同样均布就是一个好的选择.要指出的是，除了花鍵齿部分轴向上偏向嵌合端以外，第二#^元件80 完全如困2所示，虽然阻挡环100没有了基准端面的支撑，但由于两子离合 机构动作的两步性，作用于其上的轴向力必然是成对出现的，所以阻挡环100 仍然具有稳定的轴向位置.因此，本实施例中，两子离合机构的工作嵌合机 构和阻挡嵌合;JM^各自和之间的轴向和周向几何形位关系，完全同于困l所 示实施例，闳此这里不再重复说明.但必须强调的是，由于没有来自基准端 面的摩擦阻力，本实施例中的5和p在数值上小于困l实施例中的5和p,本实施例中的工作和过栽分离过程完全同于困1实施例，这里不再重复 说明。需要指出的是，在过栽后的反转法嵌合复位过程中，不再是利用升角 的变换，而是利用,机构的单向性来强制破坏工作面的自锁关系的，自然 地，本实施例中也可以如困1实施例那样使用止转法人为地控制离合器的嵌 合复位过程.即，将止转柱销182径向外端的轴肩上套以弹發，可滑动地嵌 在第一*元件邻的*孔74之间的径向通孔中，其销顶面接近但不抵触 到阻挡环IW.在阻挡环100外圃柱面的对应位置设置有止转B7槽126,在第 一掩^元件邻的对应外豳柱面上安置有止转柱销联动环180，该环的内圃柱 面为一凹槽型凸轮面，该凸轮面与止转柱销182的外端配合并被该柱销轴向 限位，当周向制动止转柱销联动环l柳，也就是该凸轮相对笫一M元件50 转动时，可将止转柱销182径向压入阻挡环100的止转凹槽126中，从而将 阻挡环100周向停止在令其丧失轴向阻挡能力的相对位置上.而撤出上述周 向制动，离心力和径向萍脊力将迫使止转柱销182再次回到凸轮面的最大外 径处，从而令其销顶脱出止转凹槽126.为提高可靠性，可将阻挡环l抑制成 弹性开口形式以形成自约束.明显地，采用止转法后，本实施例的阻挡嵌合 机构可具有双向阻挡能力.关于止转法的工作机理，相关的径向通孔及止转凹槽126的周向位置关 系，以及阻擁齿齿頂中部限位凸起的齿側面118的升角P的取值范围，完全同于困1实施例中的说明，这里不再重复.非常明显，相比田1所示单^i安全离合器，本实施例的工作转矩已増加 一倍.另外，由于没有端面滑动摩擦阻力矩，仅有#机构的摩擦阻力矩， 其过栽后的残余转矩将非常小。如果阻挡环100呈开口弹性环的自约束形式，并且嵌合复位又采用止转法，那么残余转矩系数将更近似为零，过栽后可不 必停机，并且，工作转速几乎只取决于材料的强度。这一特性对不许停机又 需传递高转速大转矩的传动轴系非常重要，比如风力发电中。再者，由于工 作齿截面的梯形蟓故，即便个体之间存在周向上的形位误差，也只是造成传 力状态下某一子离合机构轴向上存在轻徵分离，两子离合机构所承受的转矩不再严格对等而已，比如49.9%对50.1%,而对整体工作性能、效果和可靠 性几乎不会产生M的影响.困15示出的是
图14的封装形式。其中第一M元件50由笫二轴套206 的轴肩外圃面以及另一端的端盖式调节螺母232的外圃面给与径向定位。其 上的平鍵槽可以平移以留出位置安装阻挡环100的径向止转嵌合机构.困16示出的是困14的变形实施例.不同点在于，第一掩^元件50的内 孔中形成有基准端面70，以及两个阻挡环l柳a和100b是各自独立的，并分 别被缩紧卡环216约束在各自对应的基准端面70上，缩紧卡环216是一个外 圓面上形成有"V"形周向橫的卡环，其"V"形锥面压在两阻挡环100a和 100b内孔中的雄形面132上,其径向弹性膨胀力迫使后两者貼紧基准端面70。 两阻挡环100a和100b之间通过各自滑动端面124上的齿凸139间的轴向嵌 合组成周向联动机构。该联动机构的周向自由度以一端的阻挡嵌合机构嵌合 复位后，另外一端的阻挡嵌合机构不可能处于阻挡状态，只能进入嵌合过程 或已完成嵌合it^的最小间隙量为上限，该联动机构的周向自由度最好为零， 不为零时，也袭好与两阻挡嵌合机构同时居于各自的正中嵌合位置。相比困14,本实施例可以方便地实现双向工作，这只需在阻挡环100a和 100b上制作出双方向的阻挡工作面108即可.困n給出本实用新型中唯一具有拉脊的实施例.其中两嵌合机构的布局方式完全如困M所示，两阻挡环l柳均为开口弹性环，与各自基准圃柱面72 间构成的回转* |面均呈锥形，锥形面的导向作用将两阻挡环100约束至各 自的基准端面70上，嵌合弹黄160安装在阻挡环100与第二接合元件抑径 向间形成的环状区域内，其形成有螺紋的两端头由两第^1#^元件80上的相 应轴向孔伸出其外与两调节螺母164分別相联。不难想到，弹簧160也可由 沿圃周布置的多根小直径拉脊取代.另外，取消第二轴套206更可简化结构。
图18给出本实用新型中的第十四个实施例。相当于径向上互换了困15 中的各构件置的結果。其封装形式完全同于图ll所示，只是多了一个子离合 机构而已.与困14~围16—样，随着端差式调节螺母232的转动，筒状外壳 齿闺224相对第一*元件邻或笫 一轴套204的轴向位置会发生些许的变化， 除非采用如圉鹙所示的对称调节方式.该变化量相当于弹贵160总压缩量的 一半，但其影响不难消除.困19给出本实用新型中的笫十五个实施例，呈齿式联轴器形式，是困18 的变形.整个离合器都安装在第一转轴200上，只有作为联轴器的另一半边 的第二轴套206安装在笫二转轴202上.相对困18的实质变化在于，虽然仍 以第一^元件邻为基准环，但阻挡嵌合机构径向上位于两工作嵌合机构之 内，相应地，附属阻挡环径向上位于第二工作齿82之内，如困19(b)和(c)所 示.可见，附属阻插齿142是笫二*元件80内孔面上的凸起，其齿顶面144 与第二工作齿82的齿根面86共面。本实施例中的两阻挡环100既无法实现 刚性一体又无法实现周向联动，因此可靠性相对地有所降低。图20给出本实用新型中的实施例十六，是对
图14的变形。变形之一是 可双側同时调节弹黃160的压力，以维持第一接合元件50轴向位置的稳定. 变形之二是附属阻挡环的属主环換成笫一^^元件50，基准环换成第^^ 元件抑，阻挡环挑0a和100b晚基准环一起做轴向上的快速移动。因此，必 须设置约束卡环122，由其压住阻挡环l柳a和100b的环状基体112，从而将 后两者轴向面定在第^#^元件80的花鍵齿外圃柱面上，并始终貼紧基准端 面70.阻挡环MMHi和l柳b二者之间i殳罝有周向联动机构，该机构由形成在 二者阻挡齿齿顶中部限位凸起114上的凹槽137和凸起139组成，其全齿嵌 合深度大于两工作嵌合机构的全齿嵌合深度之和，其周向自由度則已于
图16 所示实施例中予以说明，在此不再重复。二环的具体结构如图20(b)~ (d)所示。由
图19、 21不难想到，如杲将第二轴套206分裂为左右两个，分别联接 两个榆出轴系，并取消两边阻挡环的周向联动机构，那么，两边的单联安全 离合器将无关联地简单双联，就可以实现分别保护两个输出轴系的目的，图21所示的实施例十七，第一M元件50是阻挡环100的基准环，第 二#元件80是附属阻挡环的属主环，阻挡嵌环机构径向上和轴向上位于工 作嵌合机构之内.第一^^元件50不再是刚性一体，而是两个完全的独立体 50a和5他。该两个独立体50a和S0b以嵌合面相对的形式分別由平鍵208周 向固定在第一轴套204上，并被后者端部轴肩以及另一端的调节螺母164轴 向限定。两第^*^元件80与筒状外壳齿围224间通过各自内外圃柱面上的 花键齿周向困定，并由内向外分别与两笫一务^元件50a或邻b组成工作嵌 合机构.嵌合弹脊160居中同时压迫在两第二备^元件80的非嵌合端面上. 阻挡环100a和10 b的结构如困20(b) ~ (d)所示，说明同上，该两个环被同一 个约束弹黃12 压紧在基准端面70上.附属阻挡环80如困19(b)和(c)所示，环形端盖23錄a和忍他被螺钉234分别固定在筒状外壳齿圃224的两端面上， 对其形成径向支撑并一体成为封装壳体.其中，环形端盖230a以间隙配合的 形式嵌在调节螺母164与第一M元件59a之间，以轴向限定整个封装壳体。
相应地，第一接合元件50a的非嵌合端面上形成有一圆形凸台。图22示出了又一种齿式联轴器。其子离合机构布局形式基本如困21所 示。区别在于两阻挡环由径向型基体连成刚性一体，所以无法压迫两第一接 合元件50来调节嵌合弹性力，仅由两卡环210限位；采用了如
图14所示的 羊向驱动羊向约束的#机构形式，该IM^机构被径向地布置在右端第一接 合元件50的基准鹏柱面72与阻挡环100之间，仅在周向上约束阻挡环100。 其中，棘爪杆l煞和棘爪复位弹黃138布置在基准圃柱面72上的径向通孔中， 棘齿134則一体形成在阻挡环100内孔面的相应内轴肩上。要说明的是，由 于阻挡环l抑的刚性一体，所以其与第一接合元件50不存在端面摩擦，其过 载后的残余转矩也只有来自棘轮机构的些许摩擦阻力矩，如困14中的情况一 样。当然，该!Mfr机构也可以轴向方式布置在阻挡环100与第一接合元件50 之间对应的环形回转区域内.另外，通过在两个第二接合元件80以及嵌合弹 簧160三者轴向间加减垫圃等的形式，也可以调节嵌合弹性力的大小.困23示出了又一封装后的双联实施例。相当于径向上互换了困21中 的各构件置的结果.阻挡环100仍以第一接合元件50为基准环，附属阻挡环 仍以笫二接合元件80为属主环，径向上位于第二工作齿82之外，即，阻挡 嵌环机构轴向上位于工作嵌合机构之内，径向上則位于工作嵌合机构之外， 其中，两第一M元件邻与筒状外壳齿鹏224的内圃柱面之间，两第二M 元件80与笫二釉套206的外圃柱面之间，均通过花键齿周向固定。环形端盖 230a和230b被螺钉234分別固定在筒状外壳齿團224的两端面上，将后者径 向定位在笫二11#206上并构成封装壳体。调节螺母164以螺紋形式联接在 环形端盖23fta的环柱凸台248的外圃柱面上，通过中间环190的轴向柱销压 住并调节两第一^元件邻间的轴向距离，从而达到调节两工作嵌合机构轴 向嵌合弹力的效果.如困23(b)所示，两阻挡环100的结构完全同一，均为缩紧式的弹性开口 环，其所有阻推齿102均一体形成在环状基体112a的内孔面上。在与阻挡齿 齿顶中部限位凸起的齿頂面116对应的局部区间内，切除环M体U2a的一 部分以形成凹槽137.联动齿凸139通过分别嵌入两端阻挡环100的凹槽137 的方式周向联动该两环，并組成周向联动机构。如24(c)和(d)所示，联动齿凸 139 —体形成在坏状基体112b的外圃面上，齿凸139的外圃面上还形成有局 部轴肩246.两弹黃218分别安装在两端的第一^元件SO的花键齿端面与 轴肩246的端面之间.联系环220由此可始终居于两阻挡环1柳的轴向中点. 因此，只要保证在最小工作转矩上周向联动机构的轴向嵌合有效，就足以确 保该机构在其它工作转矩上轴向嵌合的有效.
图16所示实施例中已对周向自 由度予以说明，在此不再重复。参见困19(b)和(c，将其径向上内外翻转，就20
可以得到本例申附属阻挡环80的结构示意困。由以上羊联到双联的思想，将很容易得到四联、六联等的安全离合器方 案。而且，依賑公知技术在笫二接合元件80的轴向移动路径上安里几何位移 信息感受装置，便能及时发出过栽信息或执行相关指令，实现自动控制的目 的。所以，应该理解到，以上所有仅仅是本实用新型针对其有限实施例给予 的描述和图示，具有一定程度的特殊性，所提及的实施例都是用来进行说明 的，其各种变化、等同、互换以及更动结构或各构件的布置，都将被认为未 脱离开本实用新型构思的精神和范围。
权利要求1.一种零碰撞牙嵌式通用安全离合器，由第一接合元件、第二接合元件、弹簧及调节螺母基于同一轴心线组成，第一接合元件与第一转轴相联，第二接合元件可轴向移动，其部分非嵌合表面上形成有可传递转矩的特征曲面，第一接合元件和第二接合元件轴向相对组成具有传递转矩和过载分离双重功能的工作嵌合机构，弹簧直接或间接地安装在第二接合元件与调节螺母之间，为所述工作嵌合机构提供轴向嵌合力，并由调节螺母最终形成对所述弹簧的直接或间接的轴向限制和支撑；其特征在于布置有阻止过载分离状态下的所述工作嵌合机构轴向嵌合的阻挡嵌合机构，轴向上位于所述工作嵌合机构之内，径向上位于所述工作嵌合机构之内或之外，由阻挡环和附属阻挡环轴向嵌合而成，该两个环的嵌合端面周向上都布置有相同数量的具有轴向阻挡作用的径向型阻挡齿；所述阻挡嵌合机构的最小阻挡高度，大于所述工作嵌合机构在两个转动方向上的起始分离高度，小于所述工作嵌合机构的全齿嵌合深度；所述附属阻挡环与其属主环刚性一体，该属主环是第二接合元件或第一接合元件；所述阻挡环受基准环基准端面的单向支撑，其滑动端面与该基准端面构成周向自由滑动摩擦副；所述基准环是与附属阻挡环的属主环相对的第一接合元件或第二接合元件；布置有对所述阻挡嵌合机构中阻挡环的周向相对位置实施限制的限位嵌合机构，由阻挡环和附属限位环组成；所述附属限位环与所述附属阻挡环刚性一体为同一个环，所述限位嵌合机构与所述阻挡嵌合机构重合后构成一控制嵌合机构，该控制嵌合机构中，阻挡齿同时也是限位齿，附属阻挡齿同时也是附属限位齿；所述控制嵌合机构中，阻挡齿和附属阻挡齿二者齿顶的阻挡工作面均是升角不大于ρ的螺旋面，且至少在其中一个齿顶面的中部形成有限位凸起，这里，ρ是能够令阻挡工况中由双方阻挡工作面轴向接触所形成的静摩擦副成功自锁的阻挡工作面的最大升角；以及所述控制嵌合机构的最大限位嵌合深度，大于所述工作嵌合机构的全齿嵌合深度。
2. —种双联式零碰撞牙嵌式通用安全离合器，其特征在于 具有两个第一*元件，两者以嵌合端面朝向互反的形式周向固定在第一转轴上；具有两个可轴询移动的笫二接合元件，该两个元件的部分非嵌合表面上 均形成有可传逸转矩的特征曲面，并与笫二转轴周向固定，该两个元件分别 与两个第一#^元件轴向嵌合，组成具有传递转矩和过栽分离双重功能的工 作嵌合机构，该两个工作嵌合机构同步地处于嵌合状态或过栽分离状态；至少具有一个沐黃，分別作用在所迷的两个第二接合元件的非嵌合端面 上，为所述的两个工作嵌合M提供轴向嵌合力；至少具有一个调节螺母，以最终形成对所述弹簧的直接或间接的轴向限制和支撑；布置有两个阻挡嵌合机构，该两个机构同步地处于嵌合状态或过载分离 状态，并分別备与一个所述的工作嵌合机构组成一组子离合机构；在每一组 子离合机构中，所述阻挡嵌合机构的作用都是阻止过栽分离状态下所述工作 嵌合机构的轴向嵌合，该阻挡嵌合机构径向上位于所述工作嵌合机构之内或 之外，由阻挡环和附属阻挡环轴向嵌合而成，该两个环的嵌合端面周向上都 布置有相同数童的具有轴向阻挡作用的径向型阻挡齿，所述阻挡嵌合机构的 最小阻挡高度，大于所迷工作嵌合机构在两个转动方向上的起始分离高度， 小于所述工作嵌合机构的全齿嵌合深度，所述附属阻挡环与其属主环刚性一 体，该属主环是笫^^^元件或笫一齡元件；在每一组子离合机构中，都布里有对所述阻挡嵌合机构中阻挡环的周向相对位置实施限制的限位嵌合机构，由阻挡环和附属限位环组成，所述附属 限位环与所迷附属阻推环刚性一体为同一个环，所述限位嵌合机构与所述阻挡嵌合机构重合后构成一控制嵌合机构，该控制嵌合机构中，阻挡齿同时也 是限位齿，附属阻挡齿同时也是附属限位齿；所述控制嵌合机构中，阻挡齿和附属阻挡齿二者齿顶的阻挡工作面均是 升角不大于p的螺旋面，且至少在其中一个齿顶面的中部形成有限位凸起， 这里，p是能够令阻插工况中由双方阻挡工作面轴向接触所形成的静摩擦副 成功自锁的阻擁工作面的最大升角；以及在每一组子离合机构中，所述控制嵌合机构的最大限位嵌合深度，大于 同组子离合机樹中所述工作嵌合机构的全齿嵌合深度。
3. 按权利要求2所述的安全离合器，其特征在于所迷的两个阻挡嵌合 机构轴向上分姆位于一组子离合机构中，在每组子离合机构中，阻挡环均受 到各自基准环基准端面的单向支撑，其滑动端面与该基准端面构成周向自由 滑动摩擦副；辨逸基准环是与附属阻挡环的属主环相对的笫一接合元件或第 二齡元件.
4. 按权利要求3所述的安全离合器，其特征在于两个阻挡环之间的周 向相对位置受辦周向联动机构的制约，该机构是一个始终处于嵌合状态的位 于二者之间的輪向嵌合机构，由两阻挡环直接或间接组成.
5. 按权利要求2所迷的安全离合器，其特征在于(a) 所述铸瑪个阻挡嵌合机构以两阻挡环刚性一体的形式轴向相联，轴 向上均同时位于两个所述的工作嵌合机构之内；(b) 所述铸两阻扭环的阻挡齿以齿顶朝向互反的形式分別形成在同一环 形基体的两个端面、同倒的内圃柱面上或外圃柱面上；(C)第二接合元件是所述附属阻挡环的属主环，第一^元件是基准环， 阻挡环套在该基准环基准圃柱面之内或之外.
6. 按权利要求2所迷的安全离合器，其特征在于所述的两个笫一接合 元件以非嵌合端面相连的形式刚性一体，
7. 按权利要求l、 2、 3、 4、 5或6所述的安全离合器，其特征在于通上.
8. 按权利要求l、 2、 3、 4、 5或6所述的安全离合器，其特征在于(a) 所述的两个工作嵌合机构在两个相对转动方向上的起始分离高度均 为零，该机构在两个相对转动方向上的转动都将导致自身轴向分离；(b) 所述取擁齿和附属阻挡齿二者齿顶的阻挡工作面均为两个，该两个 阻挡工作面分辨对应地形成于每个齿顶面的两倒；(c) 所述隊拔嵌合机构的入口裕度K符合不等式K〉e( + ef十n，相关^t定义如下9。 第一M元件上工作齿齿顶面所对应的圃周夹角，ef :第^^务元件上工作齿齿顶面所对应的圃周夹角， n:由于导角、工作嵌合机构的周向间隙所带来的修正量。
9. 按权利要求1或2所述的安全离合器，其特征在于所述控制嵌合机 构中的限位凸起的与阻挡工作面同倒的側面，是升角为p的蝶旋面，|5|<P <1柳。，其中，|6|是能够令阻挡工况中由阻挡齿阻挡工作面和附属阻挡齿的绝对值.
10. 按权利要求9所述的安全离合器，其特征在于(a) 在基准环与阻挡环之间设置有阻挡环止转机构，该止转机构是一个 可以将阻挡环戮铺限制在相对基准环的特定周向位置上的嵌合类限位机构， 该机构嵌合时，阻挡环失去轴向阻挡能力，该机构非嵌合时，阻挡环具有轴 向阻挡能力；(b) 所述限位凸起的所述側面的升角p满足不等式|5|<p<90° -小，其中，余是所述限位凸起的倒面与所述阻挡齿或附属阻挡齿之间所形成 的摩擦副的摩擦角，|5|定义同上。专利摘要一种零碰撞牙嵌式通用安全离合器，具有单、双向和单、双联多种实施形式，以及无任何过载冲击或碰撞、工作转矩巨大、高转速、残余转矩小或近似为零、体积小、简单可靠、制造容易和高寿命的特点。其特征在于，安装有阻止过载状态下的工作嵌合机构嵌合的阻挡嵌合机构，轴向上位于前者之内，径向上位于前者之内或之外；其组成双方的阻挡工作面的升角足以确保双方抵触的摩擦自锁及阻挡工况的稳定，令其具备自适应分离轴距变化和自动补偿磨损的能力，长久地保持过载工况中所有构件零碰撞的滑转模式，以及阻挡嵌合机构的分离阻挡和嵌合复位过程的绝对可靠。过载分离后，正转或反转均可简单、方便和自动地实现离合器的嵌合复位。
文档编号F16D11/16GK201041204SQ200720146910
公开日2008年3月26日 申请日期2007年4月6日 优先权日2007年4月6日
发明者涛 洪 申请人:涛 洪