一种小型常开式高速离合器的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种离合器，尤其是一种小型常开式高速离合器。
【背景技术】
[0002]离合器类似于开关，主要作用是接合或断离动力传递。离合器机构其主动部分与从动部分可以暂时分离，又可以逐渐接合，离合器的主动部分和从动部分借助接触面间的摩擦作用，或是用液体作为传动介质(液力偶合器)，或是用磁力传动(电磁离合器)来传递转矩，使两者之间可以暂时分离，又可逐渐接合。但上述离合器均需要借助外力，如人力(脚踏)、电磁力等使离合器动作。
[0003]对于一些用于特殊场合的机械，常规的离合器无法满足应用要求。如对于在煤矿矿井、化工厂等存在爆炸性气体环境的救援机器人或无人驾驶的移动装备来说，常规的离合器存在三方面的缺点:其一，此类装备自身体积较小，而常规的离合器相对于此类装备来说则相对较大(如液力耦合器)，不宜安装在此类装备上。其二，此类装备通常通过遥控操作，对于需要人工去执行离合的离合器来说，则无法实现(如摩擦离合器)。其三，如果为离合器的离合动作单独增加一套执行机构，或者直接采用电磁式离合器，对于用在爆炸性气体环境下的设备来说，则需要额外增加一套防爆结构，这会大大增加设计的复杂性。
[0004]同时，对于某些双驱动的机械，如煤矿救援机器人的双驱动履带单元，其两个驱动系统同时驱动一条履带，但各自所输出的最大速度与最大扭矩均不同，通常将传动比小的驱动系统作为常用驱动系统(其输出速度大、扭矩小)，将传动比大的驱动系统作为备用驱动系统(其输出速度小、扭矩大)，平时，常用驱动系统独自工作，而当需要克服较大外阻力时，备用驱动系统与常用驱动系统同时工作。对于上述过程的实现需要借助于离合器来完成，当常用驱动系统自己工作时，离合器主动部分与从动部分断离，两个驱动系统互不影响；当两个驱动系统一同工作时，离合器结合，二者共同工作。
[0005]因此，如果设计一个完全机械式的小型离合器，且不依赖于外力仅依靠自身的必要动作(如主动部件自身的转动)就可以实现分离与结合，对于用于煤矿、化工等领域存在爆炸性气体环境的无人驾驶的小型移动装备具有重要的意义。
【发明内容】
[0006]发明目的:为了解决在煤矿矿井、化工厂等存在爆炸性气体环境的救援机器人或无人驾驶的移动装备的动力的接合和断离问题，本发明提供了一种小型常开式高速离合器。该离合器主动部件与从动部件的脱离与结合不依赖于外力作用，只依赖于主动部件自身的转动，在低速旋转状态下保持主动部件与从动部件脱离状态，高度旋转状态下主动部件与从动部件接合。
[0007]为了实现上述目的，本发明采用了如下的技术方案:一种小型常开式高速离合器，包括离合器主动部件和离合器从动部件，所述离合器主动部件包括动力输入轴、键、转盘、圆柱销和拉伸弹簧，动力输入轴与转盘中心孔通过键连接，转盘外圆面设有圆柱销孔，圆柱销孔内设有圆柱销，圆柱销与圆柱销孔底部通过拉伸弹簧相连；所述离合器从动部件包括左端盖、右端盖、内六角螺钉一和连接套，连接套套设在转盘上，连接套内侧设有与圆柱销相匹配的凹槽，连接套外侧设有键槽，左端盖通过内六角螺钉固定在连接套一端，右端盖通过内六角螺钉一固定在连接套另一端，左端盖与动力输入轴之间以及右端盖与动力输入轴之间均设有圆锥滚子轴承。
[0008]进一步的，所述转盘包括左转盘片和右转盘片，左转盘片和右转盘片通过内六角螺钉二固定，左转盘片和右转盘片之间设有圆锥销。
[0009]进一步的，所述左转盘片和右转盘片端面均设有螺钉安装孔、圆柱销导槽和圆锥销孔，螺钉安装孔内穿入内六角螺钉二，左转盘片和右转盘片的圆柱销导槽组成圆柱销孔，圆锥销孔内穿入圆锥销。
[0010]进一步的，所述动力输入轴端部设有锁紧螺母。
[0011]进一步的，转盘一侧端面设有轴用挡圈，轴用挡圈与动力输入轴固定。
[0012]有益效果:该小型常开式高速离合器可以不通过外力，仅凭借动力输入轴自身的转动就可以实现离合器的离合，原理与结构简单，解决了用于特殊环境下小型移动设备动力的接合和断离问题。
【附图说明】
[0013]图1为该小型常开式高速离合器结构示意图；
[0014]图2为该小型常开式高速离合器连接套剖面结构示意图；
[0015]图3为该小型常开式高速离合器连接套侧面结构示意图；
[0016]图4为该小型常开式高速离合器转盘结构示意图；
[0017]图5为该小型常开式高速离合器左转盘片端面结构示意图；
[0018]图6为该小型常开式高速离合器左转盘片侧面结构示意图。
[0019]图中:1-动力输入轴，2-圆锥滚子轴承，3-左端盖，4-内六角螺钉一，5-连接套，5-1-凹槽，5-2-键槽，6-转盘，6-1-左转盘片，6-2-右转盘片，6_3_内六角螺钉二，6_4_圆锥销，6-5-螺钉安装孔，6-6-圆柱销导槽，6-7-圆锥销孔，7-圆柱销，8-拉伸弹簧，9-右端盖，10-轴用挡圈，11-键，12-锁紧螺母。
【具体实施方式】
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[0020]下面结合附图对本发明做更进一步的解释。
[0021]如图1至3所示，本发明小型常开式高速离合器包括离合器主动部件和离合器从动部件。所述离合器主动部件包括动力输入轴1、键11、转盘6、圆柱销7和拉伸弹簧8，动力输入轴I与转盘6中心孔通过键11连接，转盘6 —侧端面设有轴用挡圈10，轴用挡圈10与动力输入轴I固定，通过轴用挡圈10使动力输入轴I与转盘6轴向定位，转盘6外圆面设有圆柱销孔，圆柱销孔内设有圆柱销7，圆柱销7与圆柱销孔底部通过拉伸弹簧8相连。所述离合器从动部件包括左端盖3、右端盖9、内六角螺钉一 4和连接套5，连接套5套设在转盘6上，连接套5内侧设有与圆柱销7相匹配的凹槽5-1，连接套5外侧设有键槽5-2，键槽5-2用来输出转矩，左端盖3通过内六角螺钉4固定在连接套5 —端，右端盖9通过内六角螺钉一 4固定在连接套5另一端，左端盖3与动力输入轴I之间以及右端盖9与动力输入轴I之间均设有圆锥滚子轴承2。所述动力输入轴I端部设有锁紧螺母12，通过锁紧螺母12使离合器主动部件和离合器从动部件沿动力输入轴I轴向相对固定。
[0022]如图4至6所示，所述转盘6包括左转盘片6-1和右转盘片6_2，所述左转盘片6_1和右转盘片6-2结构相同，左转盘片6-1和右转盘片6-2端面均设有螺钉安装孔6-5、圆柱销导槽6-6和圆锥销孔6-7，螺钉安装孔6-5内穿入内六角螺钉二 6-3，左转盘片6_1和右转盘片6-2通过内六角螺钉二 6-3固定，左转盘片6-1和右转盘片6-2的圆柱销导槽6_6组成圆柱销孔，圆锥销孔6-7内穿入圆锥销6-4，通过圆锥销6-4对左转盘片6-1与右转盘片6-2之间的相对位置进行精确定位。
[0023]本发明的工作原理:该离合器主要通过离心力的作用使离合器实现结合，通过拉伸弹簧8的作用使离合器脱开，动力输入轴I静止或低速运转时，圆柱销7在拉伸弹簧8作用下完全置于圆柱销孔内，离合器从动部件可以自由转动，当动力输入轴I运转速度提高时，圆柱销7在离心力作用下开始摆脱拉伸弹簧8，直至圆柱销7 —端插入连接套5的凹槽5-1内，离合器主动部件和离合器从动部件接合，从而带动离合器从动部件整体转动，起到传递扭矩的作用，此后，当动力输入轴I运转速度降低时，圆柱销7在拉伸弹簧8作用下复位，直至完全置于圆柱销孔内，离合器主动部件和离合器从动部件分离。
[0024]设动力输入轴I转速为ω，圆柱销7质量为m，圆柱销7中心旋转半径为R，拉伸弹簧8刚度系数为k，驱动力矩为T，圆柱销7与凹槽7-1间的摩擦系数为μ，拉伸弹簧8初始伸长量为1，圆柱销7移动距离为Λ 10通常除动力输入轴I转速为ω外，其余参数在离合器制作完成后便已确定。
[0025]若动力输入轴I旋转方向的轴线与地面垂直，则参数需满足如下条件，才能使离合器结合:
[0026]m.r.ω 2> k.( Δ 1+1)
[0027]k.I = m.g.μ
[0028]若动力输入轴I旋转方向的轴线与地面平行，则参数需满足如下条件，才能使离合器结合:
[0029]m.r.ω2> k.( Δ 1+1) +mg
[0030]k.I = m.g
[0031]当动力输入轴I停止转动，则离合器自行脱开。
[0032]以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
【主权项】
1.一种小型常开式高速离合器，包括离合器主动部件和离合器从动部件，其特征在于:所述离合器主动部件包括动力输入轴(I)、键(11)、转盘￠)、圆柱销(7)和拉伸弹簧(8)，动力输入轴⑴与转盘(6)中心孔通过键(11)连接，转盘(6)外圆面设有圆柱销孔，圆柱销孔内设有圆柱销(7)，圆柱销(7)与圆柱销孔底部通过拉伸弹簧⑶相连；所述离合器从动部件包括左端盖(3)、右端盖(9)、内六角螺钉一(4)和连接套(5)，连接套(5)套设在转盘(6)上，连接套(5)内侧设有与圆柱销(7)相匹配的凹槽(5-1)，连接套(5)外侧设有键槽(5-2)，左端盖(3)通过内六角螺钉(4)固定在连接套(5) —端，右端盖(9)通过内六角螺钉一(4)固定在连接套(5)另一端，左端盖(3)与动力输入轴(I)之间以及右端盖(9)与动力输入轴(I)之间均设有圆锥滚子轴承(2)。2.根据权利要求1所述的一种小型常开式高速离合器，其特征在于:所述转盘(6)包括左转盘片(6-1)和右转盘片(6-2)，左转盘片(6-1)和右转盘片(6-2)通过内六角螺钉二(6-3)固定，左转盘片(6-1)和右转盘片(6-2)之间设有圆锥销(6-4)。3.根据权利要求2所述的一种小型常开式高速离合器，其特征在于:所述左转盘片(6-1)和右转盘片(6-2)端面均设有螺钉安装孔(6-5)、圆柱销导槽(6-6)和圆锥销孔(6-7)，螺钉安装孔(6-5)内穿入内六角螺钉二(6-3)，左转盘片(6-1)和右转盘片(6_2)的圆柱销导槽(6-6)组成圆柱销孔，圆锥销孔(6-7)内穿入圆锥销(6-4)。4.根据权利要求1所述的一种小型常开式高速离合器，其特征在于:所述动力输入轴(I)端部设有锁紧螺母(12)。5.根据权利要求1所述的一种小型常开式高速离合器，其特征在于:转盘(6)—侧端面设有轴用挡圈(10)，轴用挡圈(10)与动力输入轴⑴固定。
【专利摘要】本发明公开了一种小型常开式高速离合器，包括动力输入轴，动力输入轴与转盘中心孔通过键连接，转盘外圆面设有圆柱销孔，圆柱销孔内设有圆柱销，圆柱销与圆柱销孔底部通过拉伸弹簧相连；连接套套设在转盘上，连接套内侧设有与圆柱销相匹配的凹槽，连接套外侧设有键槽，左端盖通过内六角螺钉固定在连接套一端，右端盖通过内六角螺钉一固定在连接套另一端，左端盖与动力输入轴之间以及右端盖与动力输入轴之间均设有圆锥滚子轴承。该小型常开式高速离合器可以不通过外力，仅凭借动力输入轴自身的转动就可以实现离合器的离合，原理与结构简单，解决了用于特殊环境下小型移动设备动力的接合和断离问题。
【IPC分类】F16D43/16
【公开号】CN105156506
【申请号】CN201510628216
【发明人】朱华, 李雨潭, 葛世荣, 李鹏
【申请人】中国矿业大学
【公开日】2015年12月16日
【申请日】2015年9月28日