棘爪式超越离合器的制作方法

本实用新型涉及一种离合器，尤其涉及一种棘爪式超越离合器。

背景技术：

行星齿轮传动变速机构，目前有采用输入轴带动太阳轮输入转矩，齿圈制动，行星轮带动行星架进行减速(相对太阳轮转速)输出，这时输出低转速大转矩；当需提高转速时，齿圈制动释放开，行星架与输入轴接合，使输出与输入轴相同转速及转矩。该种变速机构的齿圈制动，大多采用多片摩擦片进行制动，即为圆盘摩擦离合器作为制动器使用。圆盘摩擦离合器为了获得大的制动力需要较多的摩擦片，还需较大的压紧力，摩擦片随齿圈一同高速旋转，摩擦片过多将会产生大量的摩擦热能，从而降低输出的效率，机构的结构和重量也随之加大。另外，压紧力大了，需求释放的动力就大，往往采用液压或气压，这样额外增加附加的动力源，结构复杂，故障率加大，且附件能量的损耗。

也有部分采用棘爪式超越离合器，该结构离合器虽然运行可靠，安全性好，结构简单，过载能力大，故障少，但是在高速转速时，噪音大，接合时有冲击，且还存在着只能单项转向的局限性。

因此，有必要提供一种新的棘爪式超越离合器解决以上技术问题。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种传输效率高、运行可靠、安全性好、结构简单、过载能力大、故障少、控制灵活的棘爪式超越离合器。

本实用新型提供一种棘爪式超越离合器，包括机壳、输入轴、在所述输入轴轴向设置且互相啮合的太阳轮、行星轮和齿圈，所述行星轮用一行星架固定，所述齿圈与行星轮啮合面为内齿，反之为棘齿，所述机壳位于齿圈的径向外部，所述棘爪式超越离合器还包括设于机壳内的正向棘爪、反向棘爪、将正向棘爪在第一接合位置和第一脱开位置之间运动的正向构件组和将反向棘爪在第二接合位置和第二脱开位置之间运动的反向构件组；所述正向棘爪在第一接合位置时与所述棘齿的左端面接合，所述反向棘爪在第二接合位置时与所述棘齿的右端面接合。

优选的，所述正向棘爪和反向棘爪均包括与齿圈的棘齿啮合的啮合端、远离啮合端的尾端和连接于啮合端和尾端之间的棘爪臂，所述棘爪臂枢接于所述齿圈，所述啮合端与齿圈接合或脱开。

优选的，所述正向构件组包括在机壳内向所述正向棘爪的尾端伸缩运动设置的电磁收杆和在机壳内向所述正向棘爪的啮合端伸缩运动设置的正向推杆；所述反向构件组包括在机壳内向所述反向棘爪的啮合端伸缩运动设置的电磁推杆和在机壳内向所述反向棘爪的尾端伸缩运动设置的反向推杆。

优选的，所述正向棘爪和反向棘爪的棘爪臂临近所述尾端设置。

优选的，所述电磁收杆、正向推杆、电磁推杆和反向推杆内部均设有向棘爪延伸的弹簧。

优选的，所述正向棘爪在齿圈上的枢接点至齿圈圆心连成的径向线与反向棘爪在齿圈上的枢接点至齿圈圆心连成的径向线之间的夹角为45°。

优选的，所述棘齿的数量为12个。

与相关技术相比，本实用新型提供的棘爪式超越离合器具有以下有益效果：

一、电磁收杆、正向推杆、电磁推杆和反向推杆的结构设计，能自动收缩，棘爪收缩后并能自锁，使齿圈在高速旋转时，与棘爪无接触，避免接触产生的噪音；

二、增加了反向棘爪的结构设置，可实现对齿圈进行顺时针锁向制动，有效的解决了单向转向的问题。

附图说明

图1为本实用新型提供的棘爪式超越离合器停转状态时剖面结构示意图；

图2为本实用新型提供的棘爪式超越离合器待起步时剖面结构示意图；

图3为本实用新型提供的棘爪式超越离合器低速起步时剖面结构示意图；

图4为本实用新型提供的棘爪式超越离合器高速运转时剖面结构示意图；

图5为本实用新型提供的棘爪式超越离合器制动时剖面结构示意图。

具体实施方式

以下将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。为叙述方便，下文中如出现“上”、“下”、“左”、“右”、“顺时针”、“逆时针”字样，仅表示与附图本身的上、下、左、右、顺时针、逆时针方向一致，并不对结构起限定作用。

请参阅图1为本实用新型提供的棘爪式超越离合器停转状态时剖面结构示意图，所述棘爪式超越离合器100包括齿圈1、机壳2、正向构件组3、正向棘爪4、反向棘爪5、反向构件组6、输入轴7、在所述输入轴7轴向设置且互相啮合的太阳轮8和行星轮9。所述行星轮9用一行星架10固定。所述齿圈1与行星轮9啮合面为内齿，反之为棘齿，所述机壳2位于齿圈1的径向外部。

所述机壳2用于安装所述正向构件组3、正向棘爪4、反向棘爪5和反向构件组6，并对内部结构起保护作用。

所述输入轴7为动力传递部件，所述太阳轮8是机构中心齿轮，它绕固定的轴线自转，所述行星轮9固定在行星架10上，除绕自身中心轴线自转外，还绕太阳轮8轴线公转。

所述正向棘爪4和反向棘爪5均枢接于所述机壳2的径向内表面。所述正向棘爪4和反向棘爪5均包括与齿圈1的棘齿啮合的啮合端41、51、远离啮合端的尾端42、52和连接于啮合端41、51和尾端42、52之间的棘爪臂43、53。所述正向棘爪4和反向棘爪5的棘爪臂43、53临近所述尾端42、52设置，方便用最小的力将啮合端41、51与棘齿接合。所述齿圈1径向内表面具有第一收容空间21和第二收容空间22，所述正向棘爪4收容于所述第一收容空间21内，所述正向棘爪4的棘爪臂43与第一收容空间21的侧壁枢接，所述正向棘爪4的啮合端41在第一收容空间21内为第一脱开位置，其啮合端41与所述齿圈1的棘齿的左端面11接合为第一接合位置。

所述反向棘爪5收容于所述第二收容空间22内，所述反向棘爪5的棘爪臂53与第二收容空间22的侧壁枢接，所述反向棘爪5的啮合端51在第二收容空间22内为第二脱开位置，啮合端51与所述齿圈1的棘齿的右端面12接合为第二接合位置。

相邻两棘齿中，一棘齿的右端面与另一棘齿左端面11的连接面为倾斜面13，所述倾斜面13为从右端面到左端面11负方向(即图中标号棘齿向下)倾斜的面，形成了右端面的高度小于左端面11的高度，其倾斜角度为10°。这种不对称的梯形结构的棘齿形，可以承受较大的载荷，性能更稳定可靠。

所述正向棘爪4在齿圈1上的枢接点至齿圈1圆心连成的径向线与反向棘爪5在齿圈1上的枢接点至齿圈1圆心连成的径向线之间的夹角为45°。只需在限制正、反方向上各布置一点即可，结构简单，同样能满足高效自锁、运行可靠且控制灵活的要求。

所述正向构件组3包括电磁收杆31和正向推杆32，所述电磁收杆31和正向推杆32内部均设有弹簧，所述电磁收杆31在机壳2内临近所述正向棘爪4的尾端42设置，在弹簧的作用力下，电磁收杆31可向正向棘爪4的尾端42伸缩运动。所述正向推杆32在机壳2内临近所述正向棘爪4的啮合端41设置，在弹簧的作用力下，正向推杆32可向正向棘爪4的啮合端41伸缩运动。

请参阅图3为本实用新型提供的棘爪式超越离合器低速起步时剖面结构示意图。所述电磁收杆31在机壳2内相对于正向棘爪4的尾端42伸缩运动，和正向推杆32在机壳2内相对于正向棘爪4的啮合端41伸缩运动，从而实现正向棘爪4的啮合端41在第一接合位置和第一脱开位置之间运动。在第一接合位置时，所述正向棘爪4的啮合端41与棘齿的左端面11接合，从而限制了齿圈1逆时针旋转。

请再次参阅图1，所述反向构件组6包括电磁推杆61和反向推杆62，所述电磁推杆61和反向推杆62内部均设有弹簧，所述反向推杆62在机壳2内临近所述反向棘爪5的尾端52设置，在弹簧的作用力下，反向推杆62在机壳2内可向所述反向棘爪5的尾端52伸缩运动。所述电磁推杆61在机壳2内临近所述反向棘爪5的啮合端51设置，在弹簧的作用力下，反向推杆62在机壳2内可向反向棘爪5的啮合端51伸缩运动。

请参阅图5为本实用新型提供的棘爪式超越离合器制动时剖面结构示意图。所述电磁推杆61为动力源，其相对于反向棘爪5的啮合端51伸缩运动，和反向推杆62相对于反向棘爪5的尾端52伸缩运动，从而实现了所述反向棘爪5的啮合端51在第二接合位置和第二脱开位置之间运动。在第二接合位置时，所述反向棘爪5的啮合端与棘齿的右端面12接合，从而限制了齿圈1顺时针旋转。

在本实施例中，所述棘齿的数量为12个。

请依次参阅图1、图2、图3、图4和图5，本实用新型提供的棘爪式超越离合器100工作原理的方法步骤依次为：

所述电磁收杆31和电磁推杆61均为断电状态，所述正向棘爪4的啮合臂41处于第一脱开位置，所述反向棘爪5的啮合臂51处于第二脱开位置，即所述正向棘爪4和反向棘爪5与齿圈1完全脱离，所述棘爪式超越离合器100为停转状态。

当所述棘爪式超越离合器100需要低速起步运转时，所述电磁收杆31通电回缩，其对正向棘爪4的尾端41施加的力为零，这时，所述正向推杆32在其自身弹簧的作用力下工作，推动正向棘爪4的啮合臂41下移，与齿圈1接合，正向棘爪4的啮合臂41处于第一接合位置，正向棘爪4的啮合臂41与棘齿的左端面11接合。

所述太阳轮8顺时针方向旋转，所述行星轮9带动齿圈1反转，而这时正向棘爪4的啮合臂41卡阻了齿圈1反转，从而达到了行星架10减速输出。

当速比达到一定值时，所述电磁收杆31断电，在自身弹簧的作用力下被推出，给正向棘爪4的尾端41施加一个推力，此时的推力大于所述正向推杆32弹簧的推力，即向下压尾端42时，啮合端41反方向运动并推动所述正向推杆32回缩至机壳2内。这时，正向棘爪4的啮合端41回到第一脱开位置，行星架9与输入轴7接合，太阳轮8停止转动，行星架9顺时针方向旋转，行星轮9带动齿圈1正转，此时已到达高速输出。且正向棘爪4在电磁收杆31的弹簧作用力下被卡锁，使正向棘爪4完全脱离与齿圈1的接触，齿圈1随着行星架10高速旋转，不产生碰撞噪音。

当需制动停止时，逆时针转动输出动力，所述电磁推杆61通电，并推动所述反向棘爪5的啮合端51动作，所述反向棘爪5的啮合端51处于第二接合位置，与所述棘齿的右端面12接合，同时，所述反向棘爪5的尾端52反方向运动，推动反向推杆62回缩至机壳1内，这时，太阳轮8逆时针方向旋转，行星架9顺时针方向旋转，但行星架9受到了齿圈1顺时针方向的卡阻，致使行星架9逆时针减速输出动力，以实现高速旋转的速度慢下来。

当速度慢下，无需再逆时针输出时，所述电磁推杆61断电回缩，其作用于反向棘爪5的啮合端51的推力为零，在反向推杆62自身弹簧的作用下，给反向棘爪5的尾端52一个向下的推力，啮合端51反方向运动，退回到第二脱开位置。

这时棘爪式超越离合器100停转。

需要说明的是，所述电磁收杆31和电磁推杆61的动力源也可以采用液压或气压，均属于本实用新型保护范围。

本实用新型的输入轴7、太阳轮8、行星轮9和行星架10各自的结构特征、之间连接关系及工作原理为现有技术，本领域技术人员能够实现，所以在本实用新型的技术方案中不再重点描述。

与相关技术相比，本实用新型提供的棘爪式超越离合器具有以下有益效果：

一、电磁收杆、正向推杆、电磁推杆和反向推杆的结构设计，能自动收缩，棘爪收缩后并能自锁，使齿圈在高速旋转时，与棘爪无接触，避免接触产生的噪音；

二、增加了反向棘爪的结构设置，可实现对齿圈进行顺时针锁向制动，有效的解决了单向转向的问题。

以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。