专利名称：双向扭矩传递装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及 一种双向扭矩传递装置。
背景技术：
上海驰风机电科技有限公司向中国专利局提交的申请号为200720075251. 1实 用新型专利申请文件中披露了一种联接装置，该装置虽然能实现双向扭矩传递，但 是需要采用两套绕组，增加了装置的复杂程度和成本。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是:要提供一种只采用一套绕组就能在两个传动件 之间传递双向扭矩的双向扭矩传递装置。
为了解决所述技术问题，本发明的双向扭矩传递装置包括第一传动件，其 上设置有正向施力面和反向施力面；第二传动件，其上设置有正向受力面和反向 受力面；以及至少两相绕组，每相绕组包括第一绕线柱、第二绕线柱和挠性件， 挠性件依次缠绕包缚所述第一绕线柱和所述第二绕线柱；其中，对于每相绕组， 第一绕线柱和第二绕线柱之间插设有正向施力面、反向施力面、正向受力面和反向 受力面；并且正向施力面和反向受力面靠近第一绕线柱且相互错开，反向施力面和 正向受力面靠近第二绕线柱且相互错开；当第一传动件给第二传动件施加正向扭矩 时，正向施力面挤压第一绕线柱且第二绕线柱挤压正向受力面，正向施力面受到的 反力的合力线与正向受力面受到的挤压力的合力线重合;当第一传动件给第二传动 件施加反向扭矩时，反向施力面挤压第二绕线柱且第一绕线柱挤压反向受力面，反 向施力面受到的反力的合力线与反向受力面受到的挤压力的合力线重合。
需要指出的是，对于所述的正向施力面、反向施力面、正向受力面和反向受 力面，其可以直接在第一传动件或者第二传动件上直接加工得到，也可以是在与第 一传动件或第二传动件固定联接的其它部件上加工得到。
4所述双向扭矩传递装置，其进一步的特点是挠性件的端部通过弹性件或者并 联设置的弹性件和阻尼件与第一传动件、第二传动件、第一绕线柱或第二绕线柱联 接。
所述双向扭矩传递装置，其进一步的特点是对于每相绕组，在第一绕线柱和 第二绕线柱之间，挠性件缠绕包缚于第一绕线柱和第二绕线柱部分的两侧各设置有 一个正向施力面、 一个反向施力面、 一个正向受力面和一个反向受力面，或者在挠 性件缠绕包缚于第一绕线柱和第二绕线柱部分的中间设置有一个正向施力面和一 个反向施力面，而其两侧各设置有一个正向受力面和一个反向受力面。
所述双向扭矩传递装置，其进一步的特点是第一绕线柱或第二绕线柱包括芯 轴、轴承和滑轮；在第一绕线柱或第二绕线柱中，芯轴上套置轴承，轴承上套置滑 轮，挠性件缠绕于滑轮上。
所述双向扭矩传递装置，其进一步的特点是在第一绕线柱以及第二绕线柱的 芯轴上分别设置有中间件，当第一传动件向第二传动件施加正向扭矩时，正向施力 面、正向受力面分别挤压第一绕线柱和第二绕线柱上的中间件，当第一传动件向第 二传动件施加反向扭矩时，反向施力面和反向受力面分别挤压第二绕线柱和第一绕 线柱上的中间件。中间件的内侧设有与芯轴配合的内孔，外侧设有承力面。
所述双向扭矩传递装置，其进一步的特点是正向施力面、反向施力面、正向 受力面和反向受力面分别为或都为平面、圆柱面或者球面。
所述双向扭矩传递装置，其进一步的特点是:各相绕组中的挠性件是一个整体。 本发明具有的有益效果是由于在第一绕线柱和第二绕线柱之间同时布置
有正向施力面、反向施力面、正向受力面和反向受力面，这样只需要采用一套 绕组就可以实现两传动件之间扭矩的双向传递，结构进一步简化，成本降低。
下面将结合附图和具体实施方式
对本发明的所述目的、技术方案和有益效 果进行更详细的说明。
图1为本发明第一实施例轴向结构示意图; 图2为图1中A-A方向的旋转剖视图； 图3为图2中B-B方向的剖视图；图4为图1中C-C方向的剖视展开图； 图5为本发明第二实施例轴向结构示意图； 图6为图5中D-D方向的旋转剖视图； 图7为图6中E-E方向的剖视图； 图8为图5中F-F方向的剖视展开图9为本发明第三实施例绕线柱及其所在绕组的结构示意图; 图10为图9中中间件的俯视图。
具体实施例方式
下面将结合多个较佳的实施例对本发明进行说明，应当注意的是，在后述的 说明中，尽管所使用的术语是从公知公用的术语中选择的，但是有些术语则是申 请人按其判断来选择的，其详细含义应根据本发明欲揭示的精神来理解。
在下文中，挠性件是指只能承受拉力而不能承受压力的细长绳类物体比如钢 丝绳、有机纤维束、钢带、金属纤维束等；"第一传动件"和"第二传动件"中"第 一"和"第二"只是为了便于区分两个物体，两者可以互换；"正向"和"反向" 也只是为了便于区分两个相反的扭矩传递方向，两者可以互换；所述"施力面"和 "受力面"也只是为了便于区分在某一传动状态下两种不同的面，当传动状态改变 时，两者可以互换；"重合"是工程学中的一般定义而不是几何学中的严格定义。
第一实施例
如图l、图2、图3和图4所示，本发明的第一实施例的双向扭矩传递装 置包括第一传动件l、第二传动件2以及绕组3，本实施例中绕组3的个数为 四个。如图2所示，第二传动件2由传动环2a和位于传动环2a两侧的左传动 板2b和右传动板2c构成，左传动板2b和右传动板2c通过螺钉与传动环2a 固定联接在一起；
如图4所示，每相绕组3包括第一绕线柱3a、第二绕线柱3b和挠性件3c， 在本实施例中，挠性件3c采用不锈钢钢丝绳，挠性件3c依次缠绕包缚第一绕 线柱3a和第二绕线柱3b，所述"依次缠绕"是指挠性件3c按照从第一绕线柱3a 缠到第二绕线柱3b再返回第一绕线柱3a，再缠绕到第二绕线柱3b的顺序进行缠 绕。所述"包缚"是指挠性件3c依次缠绕第一绕线柱3a和第二绕线柱3b而约束
6或阻止二者相互远离，并且使第一绕线柱3a和第二绕线柱3b之间能够传递拉力。 挠性件3c的一端3d从第一绕线柱3a引出，如图3所示，通过并联设置的弹性件 4和阻尼件5与第一传动件1联接，另一端3e从第二绕线柱3b引出也通过并联设 置的弹性件4和阻尼件5与第一传动件1联接，此外，需要指出的是，弹性件4 和阻尼件5可以是一个整体，比如是既有弹性又有阻尼的橡胶块，而挠性件3c端 部也可以只通过弹性件4与第一传动件1联接，而弹性件4可以是螺旋弹簧，也可 以是蝶形弹簧或板簧，并且，挠性件3c的端部3d和端部3e的设置方式并不限于 此，端部3d或端部3e还可以直接与第一传动件1或第二传动件2或第一绕线柱 3a或第二绕线柱3b联接或者与另一相绕组中的挠性件端部联接。
如图4所示，第一传动件1上还设置有正向施力面6和反向施力面7，第二传 动件2上还设置有正向受力面8和反向受力面9;具体而言，如图3和图4所示第 一传动件l沿圆周方向带有四个向外伸展的凸台la，凸台la沿圆周方向的前后两 个端面分别作为正向施力面6和反向施力面7，如图1和图4所示，第二传动件2 中的左侧传动板2b带有四个向内伸展的凸台2d，凸台2d沿圆周方向的前后两个 面分别作为反向受力面9和正向受力面8，同样地右侧传动板2c也带有四个向内 伸展的凸台2d，并采用同样的方式设置有反向受力面9和正向受力面8。
如图2和图4所示，对于每相绕组，正向施力面6、反向施力面7、正向受力 面8和反向受力面9同时以如下所述方式设置于第一绕线柱3a和第二绕线柱3b 之间。在本实施例中，在挠性件3c缠绕包缚于第一绕线柱3a和第二绕线柱3b部 分，即如图4所示位于两绕线柱之间的挠性件3c部分的两侧各插设有一个凸台2d， 凸台2d的前后两个面分别作为一个反向受力面9和一个正向受力面8，其中一侧 的凸台2d位于第二传动件2左传动板2b上，而另一侧的凸台2d位于右传动板2c 上；在挠性件3c缠绕包缚于第一绕线柱3a和第二绕线柱3b部分的中间，设置有 一个凸台la，其前后两个面分别作为一个正向施力面6和一个反向施力面7，该凸 台la位于第一传动件1上；其中正向受力面8和反向施力面7靠近第二绕线柱3b 并相互错开，正向施力面6和反向受力面9靠近第一绕线柱3a并相互错开。图4 中只是显示了一相绕组的结构以及各受力面和施力面与绕线柱之间的位置关系，这 样的结构和位置关系同样适用于其它各相绕组中。
如图1所示，假如第一传动件1沿顺时针方向向第二传动件2施加扭矩时为正
7向扭矩施加方向，逆时针则为反向扭矩施加方向，对应地，在图4中，第一传动件
1上的凸台la向右施力为正向扭矩施加方向，向左施力为反向扭矩施加方向。
在本实施例的双向扭矩传递装置工作过程中，当第一传动件l向第二传动件2 施加正向扭矩时，正向施力面6挤压第一绕线柱3a并推动第一绕线柱3a，第一绕 线柱3a通过挠性件3c拉动第二绕线柱3b，第二绕线柱3b挤压正向受力面8并推 动正向受力面8，进而给第二传动件2以正向扭矩，整个传动过程力的传递可以简 述为第一传动件1—正向施力面6—第一绕线柱3a—挠性件3c—第二绕线柱3b —正向受力面8—第二传动件2，并且此时正向施力面6受到的反力的合力线与正 向受力面8受到的挤压力的合力线重合。
当第一传动件1向第二传动件2施加反向扭矩时，反向施力面7挤压第二绕线 柱3 b并且第一绕线柱3 a挤压反向受力面9 ，力的传递过程，相应地可以简述为 第一传动件1—反向施力面7—第二绕线柱3b—挠性件3c—第一绕线柱3a—反向 受力面9—第二传动件2，并且此时反向施力面7受到的反力的合力线与反向受力 面9受到的挤压力的合力线重合。
同样地，当第一传动件l为被动，而第二传动件2为主动时，力的传递过程可 以按上述方法类推。
需要指出的是，正向施力面6、反向施力面7、正向受力面8和反向受力面9 采用上述布置方式可以使第一传动件1和第二传动件2之间合力的传递方向能与绕 组3所能承受的力的方向保持一致，实现受力的平衡，从而能保证传动件之间扭矩 的双向平衡传递，延长各部件的寿命。
从上述结构以及传动过程可以看出，本实施例的双向扭矩传递装置具有以下优 点不管转动方向和扭矩的传递方向如何，该传动装置只需要一套绕组(本实施例 中一套绕组由四相绕组3组成)就可以实现扭矩的正反向传递，在绕组数量相同的 情况下，可以提高传动装置的承载能力；在挠性件端部设置弹性件4和阻尼件5可 以减少两传动件在扭矩传递过程中的振动，假如将本实施例扭矩传递装置用于两传 动轴之间，则可以通过弹性件4和阻尼件5的变形来补偿两传动轴的不对中，所谓
不对中是指两传动轴的回转轴线由于加工和装配误差或者外力的作用产生不重合 的现象，其可以分为角向不对中和径向不对中，对应于两回转轴线的交角变化和平 行偏移，当不对中发生时，各相绕组中的绕线柱距离会发生变化，有的会增大，有
8的会减小，而弹性件4和阻尼件5的伸縮以及挠性件3 c在绕线柱之间的游动可以 适应这样的距离变化，从而实现补偿不对中；假如将本发明用作齿轮和轴之间的联 接，则同样可以通过弹性件4和阻尼件5的变形来实现齿轮的浮动，所谓浮动是指
让齿轮的实际回转中心线能相对设计中心线发生偏移，来补偿由于加工和装配误差 或者外力作用造成的齿向和齿间载荷不均，实现均载的目的，与补偿不对中类似， 要实现浮动，需要让各绕组中两绕线柱间的距离能自由变化，而弹性件4和阻尼件 5的伸縮以及挠性件3c在绕线柱之间的游动可以满足这样的距离变化，从而实现 浮动。
第二实施例
如图5、图6、图7和图8所示，本发明的第二实施例与第一实施例的不同之 处在于，为了进一步提高双向扭矩传递装置的承载能力，釆用了六相绕组32; 且如图7所示，各绕组32通过同一个挠性件32c连在一起，也即各相绕组32中的 挠性件32c是一个整体；该整体挠性件32c的两端直接固定联接到第一传动件12 或第二传动件22上。
第一传动件12在靠近其自身两侧各设置有六个向外伸展的凸台12a，凸台 12a沿圆周方向的前后两个面分别作为正向施力面62和反向施力面72，第二传动 件22中的左侧传动板22b带有六个向内伸展的凸台22d，凸台22d沿圆周方向的 前后两个面分别作为反向受力面92和正向受力面82，同样地右侧传动板22c也带 有六个向内伸展的凸台22d，并采用同样的方式设置有反向受力面92和正向受力 面82。
如图8所示，每个绕组32中，正向施力面62、反向施力面72、正向受力面82 和反向受力面92以受力平衡方式设置于第一绕线柱32a和第二绕线柱32b之间； 在本实施例中，与第一实施例不同的是，在挠性件32c缠绕包缚于第一绕线柱32a 和第二绕线柱32b部分，即如图8所示的两绕线柱之间挠性件32c部分的两侧各设 置有一个正向施力面62、 一个反向施力面72、 一个正向受力面82和一个反向受力 面92，其中一侧的正向施力面62和反向施力面72分别位于第一传动件12左边一 圈中的同一个凸台12a的两个侧面上，而另一侧的正向施力面62和反向受施力面 72分别位于右边一圈中的同一个凸台12a两个侧面上；需要指出的是，图8中只 是显示了一相绕组和各受力面及施力面之间的位置关系，这样的位置关系同样适用于其它各相绕组中。
本实施例在工作过程中，传动过程和方式及其所体现出来的优点与第一实施例
相同，这里不再赘述，本实施例进一步的优点是，在每相绕组32的第一绕线柱32a 和第二绕线柱32b之间增加了一个正向施力面62和反向施力面72并改变了相应的 布局，能进一步平衡受力，提高扭矩传递的平衡性；各相绕组32中的挠性件32c 是一个整体，采用这种方式一方面可以减少挠性件32c之间的接头，方便加工和装 配，节约成本，另一方面可以通过钢丝绳在各绕组中的游动就可以实现不对中的补 偿或者浮动(如前所述，当发生不对中情况时，部分绕组中绕线柱之间的距离是增 加的而部分是减少的，挠性件32c的游动则可以实现两部分之间的互补，浮动补偿 与不对中类似)，这样可以避免使用较多的弹性件和阻尼件，进一步降低成本。 第三实施例
如图9所示，为本发明第三实施例，与第二实施例不同的是，第一绕线柱33a 和第二绕线柱33b都由芯轴34、轴承35和滑轮36组成，其中轴承35套置在芯轴 34上，滑轮36套置在轴承35上，挠性件33c缠绕于滑轮36上。在第一绕线柱33a 以及第二绕线柱33b的芯轴34两端设置有中间件0 ，即在每相绕组中采用了四个 中间件0。当第一传动件向第二传动件施加正向扭矩时，正向施力面63、正向受力 面83分别挤压第一绕线柱33a和第二绕线柱33b上的中间件0，当第一传动件向 第二传动件施加反向扭矩时，反向施力面73和反向受力面93分别挤压第二绕线柱 33b和第一绕线柱33a上的中间件0，在本实施例中，每个中间件O具有内圆外方 的总体外形，具体如图10所示，在中间件0的内侧设有内孔0a用来与芯轴34的 端部配合，外侧设有承力面Ob，各个中间件0中的承力面Ob分别和与之相邻的正 向施力面63及反向受力面93或者反向施力面73及正向受力面83对应，并能承受 压力。
在本实施例中，正向施力面63、反向施力面73、正向受力面83和反向受力面 93为平面，但需要指出的是，这些面也可以分别是或都是圆柱面或者球面。
本实施例在工作过程中，传动过程和方式及其所体现出来的优点与第二实施例 相同，这里不再赘述，本实施例进一步的优点是，绕线柱中引入轴承35和滑轮36 可以减少挠性件33c与绕线柱之间的摩擦， 一方面减少了相应部件的磨损，延长了 使用寿命，另一方面提高了挠性件游动的灵活性，进而提高了浮动或不对中补偿的
10灵敏度；其次，在芯轴34与各施力面和受力面之间增加了中间件0，可以方便本 发明传动装置的维修。
虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而其并非用以限定本发明，任何 熟悉本领域的一般技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，应当可作出种 种的等效的变化或替换，比如绕组的个数也可以是两个，对于每相绕组，第一 绕线柱和第二绕线柱之间设置有正向施力面、反向施力面、正向受力面和反向受力 面的数目和相对位置关系也不局限于前述实施例，只要满足这样的条件即可当第
一传动件带动第二传动件正向转动时，正向施力面挤压第一绕线柱且第二绕线柱挤 压正向受力面，正向施力面受到的反力的合力线与正向受力面受到的挤压力的合力 线重合，当第一传动件带动第二传动件反向转动时，反向施力面挤压第二绕线柱且 第一绕线柱挤压反向受力面，反向施力面受到的反力的合力线与反向受力面受到的 挤压力的合力线重合。因此，本发明的保护范围当视申请权利要求所界定的范 围为准。
权利要求
1. 一种双向扭矩传递装置，其特征在于，包括第一传动件，其上设置有正向施力面和反向施力面；第二传动件，其上设置有正向受力面和反向受力面；以及至少两相绕组，每相绕组包括第一绕线柱、第二绕线柱和挠性件，挠性件依次缠绕包缚所述第一绕线柱和所述第二绕线柱；其中，对于每相绕组，第一绕线柱和第二绕线柱之间插设有正向施力面、反向施力面、正向受力面和反向受力面；并且正向施力面和反向受力面靠近第一绕线柱且相互错开，反向施力面和正向受力面靠近第二绕线柱且相互错开；当第一传动件给第二传动件施加正向扭矩时，正向施力面挤压第一绕线柱且第二绕线柱挤压正向受力面，正向施力面受到的反力的合力线与正向受力面受到的挤压力的合力线重合；当第一传动件给第二传动件施加反向扭矩时，反向施力面挤压第二绕线柱且第一绕线柱挤压反向受力面，反向施力面受到的反力的合力线与反向受力面受到的挤压力的合力线重合。
2. 根据权利要求l所述的双向扭矩传递装置，其特征是挠性件的端部通过弹性件与第一传动件、第二传动件、第一绕线柱或第二绕线柱联接。
3. 根据权利要求l所述的双向扭矩传递装置，其特征是挠性件的端部通过并联设置的弹性件和阻尼件与第一传动件、第二传动件、第一绕线柱或第二绕线柱 联接。
4. 根据权利要求l所述的双向扭矩传递装置，其特征是对于每相绕组，在第一绕线柱和第二绕线柱之间，挠性件缠绕包缚于第一绕线柱和第二绕线柱部分的 两侧各设置有一个正向施力面、 一个反向施力面、 一个正向受力面和一个反向受力 面。
5. 根据权利要求1所述的双向扭矩传递装置，其特征是对于每相绕组， 在第一绕线柱和第二绕线柱之间，挠性件缠绕包缚于第一绕线柱和第二绕线柱部分 的中间设置有一个正向施力面和一个反向施力面，而其两侧各设置有一个正向受力 面和一个反向受力面。
6.根据权利要求1所述的双向扭矩传递装置，其特征是第一绕线柱或第 二绕线柱包括芯轴、轴承和滑轮；在第一绕线柱或第二绕线柱中，芯轴上套置轴承， 轴承上套置滑轮，挠性件缠绕于滑轮上。
7. 根据权利要求6所述的双向扭矩传递装置，其特征是在第一绕线柱以及 第二绕线柱的芯轴上分别设置有中间件，当第一传动件向第二传动件施加正向扭矩 时，正向施力面、正向受力面分别挤压第一绕线柱和第二绕线柱上的中间件，当第 一传动件向第二传动件施加反向扭矩时，反向施力面和反向受力面分别挤压第二绕 线柱和第一绕线柱上的中间件。
8. 根据权利要求7所述的双向扭矩传递装置，其特征是中间件的内侧设有与芯轴配合的内孔，外侧设有承力面。
9. 根据权利要求l所述的双向扭矩传递装置，其特征是正向施力面、反向 施力面、正向受力面和反向受力面分别或都为平面、圆柱面或者球面。
10. 根据权利要求l所述的双向扭矩传递装置，其特征是各相绕组中的挠 性件是一个整体。
全文摘要
一种双向扭矩传递装置，用于两传动件之间进行正反方向的扭矩传递，包括第一传动件，其上设置有正向施力面和反向施力面；第二传动件，其上设置有正向受力面和反向受力面；以及至少两相绕组，每相绕组包括第一绕线柱、第二绕线柱和挠性件，挠性件依次缠绕包缚所述第一绕线柱和所述第二绕线柱；其中，对于每相绕组，第一绕线柱和第二绕线柱之间插设有正向施力面、反向施力面、正向受力面和反向受力面，并且正向施力面、反向施力面、正向受力面和反向受力面和该相绕组的布置方式能使受力平衡。
文档编号F16H7/00GK101487520SQ20081003275
公开日2009年7月22日 申请日期2008年1月17日 优先权日2008年1月17日
发明者超 任, 周宏孝, 张志明 申请人:上海驰风机电科技有限公司