一种惯性蓄能旋转装置动力传动系统离合器

1.本发明属于惯性蓄能旋转装置技术领域，具体涉及一种惯性蓄能旋转装置动力传动系统离合器。


背景技术：

2.这里的陈述仅提供与本发明相关的背景技术，而不必然地构成现有技术。
3.惯性蓄能旋转装置的工作方式由“加速蓄能”和“释放动能”两个阶段循环执行。加速蓄能阶段：经旋转加速使系统达到一定动能；释放动能阶段：停止加速执行后续动作。
4.该装置的动力传动系统包括主动轮、传动部件及从动轮，蓄能装置位于从动轮。在“加速蓄能”阶段，主动轮经过传动部件将转速和扭矩输出到从动轮上进行蓄能。
5.目前，传动部件一般会选择单向轴承和棘轮，但这两类部件在“释放动能”阶段因内部摩擦等原因会消耗一部分能量，不利于高效使用。而现有的离合器则不适合用于该装置，原因如下：惯性蓄能旋转装置传动部件安装空间小，现有离合器尺寸较大，难以布局；轻量化是重要指标，现有离合器质量重，结构强度有冗余，不利于达到目标，且能量损耗较大。


技术实现要素：

6.针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种惯性蓄能旋转装置动力传动系统离合器，该装置可以减小能量损耗，可及时接合、分离。
7.为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：
8.第一方面，本发明提供了一种惯性蓄能旋转装置动力传动系统离合器，包括均安装于芯轴的主动轮部分和从动轮部分；所述主动轮部分包括主动轮传动组件，主动轮传动组件与主动轮毂穿套连接，主动轮传动组件邻近从动轮部分端内侧设置主动轮棘齿；所述从动轮部分包括从动轮毂，从动轮毂邻近主动轮部分端内侧设置从动轮棘齿，主动轮棘齿和从动轮棘齿相啮合。
9.作为进一步的技术方案，所述主动轮传动组件内侧设置执行弹簧，执行弹簧设置于主动轮棘齿与主动轮毂之间，以顶紧主动轮棘齿。
10.作为进一步的技术方案，所述主动轮棘齿和从动轮棘齿在配合面均设置多个凸起，主动轮棘齿和从动轮棘齿的凸起错位设置，且主动轮棘齿和从动轮棘齿的凸起相卡合。
11.作为进一步的技术方案，所述主动轮传动组件与主动轮毂通过传动键连接，主动轮传动组件包括套筒结构，沿套筒结构周向设置多个传动键，主动轮毂对应设置多个键槽，键槽可供传动键穿过。
12.作为进一步的技术方案，所述传动键为板状结构，多个传动键间隔均布设置在套筒结构，相邻传动键之间具有间隙；传动键的长度大于键槽的长度。
13.作为进一步的技术方案，所述传动键端部外表面安设安装深沟球轴承，深沟球轴承通过卡簧和轴肩限制轴向位移，深沟球轴承外圈安装于轴承座。
14.作为进一步的技术方案，所述轴承座为中空筒状结构，轴承座端面上下对称设置
凸台，凸台与离合执行拉环连接，拉动离合执行拉环可带动主动轮部分移动以使主动轮棘齿和从动轮棘齿脱开。
15.作为进一步的技术方案，所述主动轮棘齿与主动轮传动组件通过螺纹连接，从动轮棘齿与从动轮毂通过螺纹连接。
16.作为进一步的技术方案，所述芯轴两端均固定设置支架，且支架通过螺母固定于芯轴。
17.作为进一步的技术方案，所述芯轴和主动轮部分、从动轮部分连接处均设置轴套。
18.上述本发明的有益效果如下：
19.本发明的离合器，在主动轮部分设置主动轮棘齿，从动轮部分设置从动轮棘齿，主动轮棘齿和从动轮棘齿是常结合状态，在需要离合器分离时，拉动主动轮部分移动即可实现主动轮棘齿和从动轮棘齿的脱离，也就实现了主动轮部分和从动轮部分的分离，由此可以及时接合、分离，减小能量损耗，且该离合器具有高效、低重、紧凑的特点。
20.本发明的离合器，执行弹簧将主动轮棘齿压在从动轮棘齿上，从而使得离合器处于常接合状态；当需要离合器分离时，沿轴向方向牵动离合执行拉环，使得主动轮棘轮与从动轮棘轮分离；当再次需要离合器结合时，松开离合执行拉环，执行弹簧将主动轮棘齿推向从动轮棘齿，离合器再次工作；整个过程操作简单可靠，能满足惯性蓄能旋转装置的工作需求。
附图说明
21.构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
22.图1是本发明惯性蓄能旋转装置动力传动系统离合器的剖面示意图；
23.图2是主动轮部分示意图；
24.图3是从动轮部分示意图；
25.图4是主动轮棘齿示意图；
26.图5是主动轮传动组件示意图；
27.图6是主动轮毂示意图；
28.图中：为显示各部位位置而夸大了互相间间距或尺寸，示意图仅作示意使用；
29.其中，1-芯轴、2-左侧支架、3-从动轮毂、4-执行弹簧、5-主动轮传动组件、6-第三轴套、7-卡簧、8-轴承座、9-离合执行拉环、10-右侧固定螺母、11-右侧支架、12-薄型深沟球轴承、13-主动轮毂、14-第二轴套、15-主动轮棘齿、16-从动轮棘齿、17-轮毂深沟球轴承、18-第一轴套、19-左侧固定螺母。
具体实施方式
30.应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本发明使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
31.在能源危机下，惯性蓄能旋转装置提高了以小型内燃机作为动力单元的设备效率。惯性蓄能旋转装置在“释放动能”阶段的内部损耗尤其是传动系统部分难以降低，原因
是：1)常用的传动部件如单向轴承和棘轮存在不可忽视的内部摩擦，消耗能量；2)现有离合器尺寸大、质量重，结构强度有冗余，能量损耗较大。而本发明的惯性蓄能旋转装置在“释放动能”阶段，主动轮棘齿和从动轮棘齿完全脱离，主动轮部分的所有部件不再损耗能量，从而实现了效率提升；同时紧凑尺寸带来的轻量化效果不仅用于发明结构本身，也利于设备全局。
32.本发明的一种典型的实施方式中，如图1所示，提出一种惯性蓄能旋转装置动力传动系统离合器，其包括主动轮部分、从动轮部分、轴向定位装置、安装支架、芯轴1及螺母等，主动轮部分、从动轮部分均安装于芯轴1。
33.其中，主动轮部分由主动轮棘齿15、主动轮传动组件5、主动轮毂13、薄型深沟球轴承12、卡簧7、轴承座8、离合执行拉环9、执行弹簧4和轮毂深沟球轴承17组成。
34.主动轮部分中，主动轮传动组件5为套筒状，主动轮传动组件5与主动轮毂13穿套固定连接，主动轮传动组件5内侧供芯轴1穿过，且主动轮毂中部也设置通孔供芯轴穿过；主动轮毂13和芯轴1之间设置轴承结构，该轴承结构采用轮毂深沟球轴承17，在本实施例中，采用两个轮毂深沟球轴承17安装在主动轮毂13和芯轴1之间，实现动力传递。
35.主动轮传动组件5一端内侧设置主动轮棘齿15，主动轮棘齿15与主动轮传动组件5通过螺纹连接，主动轮棘齿15中部供芯轴穿过；具体设置时，在主动轮棘齿设置外螺纹，与之对应的是主动轮传动组件端部内侧壁设置内螺纹，螺纹旋转方向与传动方向一致。
36.主动轮传动组件5内侧设置执行弹簧4，执行弹簧4设置于主动轮棘齿15与主动轮毂13之间，用于保持离合器接合时，主、从动轮棘齿之间的压紧力。
37.从动轮部分由从动轮棘齿16、从动轮毂3和轮毂深沟球轴承17等组成。
38.从动轮部分中，从动轮毂3具有中部通孔供芯轴1穿过，从动轮毂3一端内侧设置从动轮棘齿16，从动轮棘齿16与从动轮毂3通过螺纹连接，从动轮棘齿16中部供芯轴穿过；具体设置时，在从动轮棘齿16设置外螺纹，与之对应的是从动轮毂安装孔内侧壁设置内螺纹，螺纹旋转方向与传动方向一致。
39.从动轮毂3和芯轴1之间设置两个轮毂深沟球轴承17，其中一个轮毂深沟球轴承17邻近从动轮棘齿16设置。
40.如图2-图4所示，主动轮棘齿15和从动轮棘齿16二者相配合，主动轮棘齿15和从动轮棘齿16相啮合，具体的，主动轮棘齿15和从动轮棘齿16在配合面均设置多个凸起，多个凸起沿配合面的周向均匀间隔设置，主动轮棘齿15和从动轮棘齿16的凸起错位设置，且主动轮棘齿15和从动轮棘齿16的凸起相卡合，实现主动轮部分和从动轮部分的连接。
41.在本实施例中，凸起呈梯形，可使得主动轮棘齿15和从动轮棘齿16凸起卡合更紧密。
42.安装支架由左侧支架2和右侧支架11组成，左侧支架2套设在芯轴1从动轮部分的端部，左侧支架通过左侧固定螺母19固定位置，左侧固定螺母拧紧在芯轴上；右侧支架11套设在芯轴1主动轮部分的端部，右侧支架通过右侧固定螺母10固定位置，右侧固定螺母拧紧在芯轴上。
43.轴向定位装置由第一轴套18、第二轴套14和第三轴套6组成，第一轴套18、第二轴套14和第三轴套6均套设在芯轴上，第一轴套18设置于左侧支架2和从动轮毂3之间，第二轴套14设置于主动轮部分和从动轮部分连接的位置，限制主动轮部分、从动轮部分的轴向位
移。第三轴套6设置于右侧支架11和主动轮毂13处的轮毂深沟球轴承17之间。
44.如图1、图5、图6所示，主动轮传动组件5与主动轮毂13通过传动键连接，主动轮传动组件5的套筒结构沿周向设置多个传动键5-a，传动键为板状结构，多个传动键间隔均布设置在主动轮传动组件5的套筒结构上，相邻传动键之间具有间隙；主动轮毂13对应设置多个键槽13-a，键槽可供传动键穿过，传动键的长度要大于键槽的长度，传动键穿过键槽后预留出一定长度。
45.本实施例中，主动轮传动组件上设有四个传动键5-a，与之对应的是主动轮毂上设有四个键槽13-a，传动键穿过传动轮毂后要有一定长度。
46.如图5所示，传动键外表面有轴承加工面，用于安装薄型深沟球轴承12，薄型深沟球轴承12安装在传动键的邻近端部，薄型深沟球轴承12通过卡簧7和轴肩限制轴向位移，传动键外表面也设置卡槽供卡簧安装，薄型深沟球轴承外圈安装在轴承座8上。
47.如图2所示，轴承座8为中空筒状结构，轴承座8右端面上下对称分布两个凸台，凸台上分布通孔，用于安装离合执行拉环9。
48.离合执行拉环9为三角折弯杆结构，离合执行拉环9两端插接在凸台通孔内。
49.该离合器的安装、使用工作原理为：
50.将主动轮部分、从动轮部分安装到芯轴1上，两者通过第二轴套14限制轴向位移；
51.将装配好的芯轴、主动轮部分和从动轮部分安装到左侧支架2、右侧支架11，左、右侧分别通过第一、第三轴套限制轴向位移，芯轴与支架通过左侧固定螺母、右侧固定螺母装配在一起；
52.弹簧将主动轮棘齿压在从动轮棘齿上，离合器处于常接合状态；当需要离合器分离时，沿轴向方向牵动离合执行拉环，主动轮棘轮与从动轮棘轮分离；
53.当再次需要离合器结合时，松开离合执行拉环，弹簧将主动轮棘齿推向从动轮棘齿，离合器再次工作；
54.当离合器处于分离状态时，主动轮传动组件的右端面与右侧支架保留间隙。
55.本发明的离合器设计原理可靠，结构简单，具有非常广泛的应用前景。
56.以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。