一種小型常開式高速離合器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種離合器，尤其是一種小型常開式高速離合器。
【背景技術(shù)】
[0002]離合器類似于開關(guān)，主要作用是接合或斷離動力傳遞。離合器機(jī)構(gòu)其主動部分與從動部分可以暫時分離，又可以逐漸接合，離合器的主動部分和從動部分借助接觸面間的摩擦作用，或是用液體作為傳動介質(zhì)(液力偶合器)，或是用磁力傳動(電磁離合器)來傳遞轉(zhuǎn)矩，使兩者之間可以暫時分離，又可逐漸接合。但上述離合器均需要借助外力，如人力(腳踏)、電磁力等使離合器動作。
[0003]對于一些用于特殊場合的機(jī)械，常規(guī)的離合器無法滿足應(yīng)用要求。如對于在煤礦礦井、化工廠等存在爆炸性氣體環(huán)境的救援機(jī)器人或無人駕駛的移動裝備來說，常規(guī)的離合器存在三方面的缺點:其一，此類裝備自身體積較小，而常規(guī)的離合器相對于此類裝備來說則相對較大(如液力耦合器)，不宜安裝在此類裝備上。其二，此類裝備通常通過遙控操作，對于需要人工去執(zhí)行離合的離合器來說，則無法實現(xiàn)(如摩擦離合器)。其三，如果為離合器的離合動作單獨增加一套執(zhí)行機(jī)構(gòu)，或者直接采用電磁式離合器，對于用在爆炸性氣體環(huán)境下的設(shè)備來說，則需要額外增加一套防爆結(jié)構(gòu)，這會大大增加設(shè)計的復(fù)雜性。
[0004]同時，對于某些雙驅(qū)動的機(jī)械，如煤礦救援機(jī)器人的雙驅(qū)動履帶單元，其兩個驅(qū)動系統(tǒng)同時驅(qū)動一條履帶，但各自所輸出的最大速度與最大扭矩均不同，通常將傳動比小的驅(qū)動系統(tǒng)作為常用驅(qū)動系統(tǒng)(其輸出速度大、扭矩小)，將傳動比大的驅(qū)動系統(tǒng)作為備用驅(qū)動系統(tǒng)(其輸出速度小、扭矩大)，平時，常用驅(qū)動系統(tǒng)獨自工作，而當(dāng)需要克服較大外阻力時，備用驅(qū)動系統(tǒng)與常用驅(qū)動系統(tǒng)同時工作。對于上述過程的實現(xiàn)需要借助于離合器來完成，當(dāng)常用驅(qū)動系統(tǒng)自己工作時，離合器主動部分與從動部分?jǐn)嚯x，兩個驅(qū)動系統(tǒng)互不影響；當(dāng)兩個驅(qū)動系統(tǒng)一同工作時，離合器結(jié)合，二者共同工作。
[0005]因此，如果設(shè)計一個完全機(jī)械式的小型離合器，且不依賴于外力僅依靠自身的必要動作(如主動部件自身的轉(zhuǎn)動)就可以實現(xiàn)分離與結(jié)合，對于用于煤礦、化工等領(lǐng)域存在爆炸性氣體環(huán)境的無人駕駛的小型移動裝備具有重要的意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]發(fā)明目的:為了解決在煤礦礦井、化工廠等存在爆炸性氣體環(huán)境的救援機(jī)器人或無人駕駛的移動裝備的動力的接合和斷離問題，本發(fā)明提供了一種小型常開式高速離合器。該離合器主動部件與從動部件的脫離與結(jié)合不依賴于外力作用，只依賴于主動部件自身的轉(zhuǎn)動，在低速旋轉(zhuǎn)狀態(tài)下保持主動部件與從動部件脫離狀態(tài)，高度旋轉(zhuǎn)狀態(tài)下主動部件與從動部件接合。
[0007]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了如下的技術(shù)方案:一種小型常開式高速離合器，包括離合器主動部件和離合器從動部件，所述離合器主動部件包括動力輸入軸、鍵、轉(zhuǎn)盤、圓柱銷和拉伸彈簧，動力輸入軸與轉(zhuǎn)盤中心孔通過鍵連接，轉(zhuǎn)盤外圓面設(shè)有圓柱銷孔，圓柱銷孔內(nèi)設(shè)有圓柱銷，圓柱銷與圓柱銷孔底部通過拉伸彈簧相連；所述離合器從動部件包括左端蓋、右端蓋、內(nèi)六角螺釘一和連接套，連接套套設(shè)在轉(zhuǎn)盤上，連接套內(nèi)側(cè)設(shè)有與圓柱銷相匹配的凹槽，連接套外側(cè)設(shè)有鍵槽，左端蓋通過內(nèi)六角螺釘固定在連接套一端，右端蓋通過內(nèi)六角螺釘一固定在連接套另一端，左端蓋與動力輸入軸之間以及右端蓋與動力輸入軸之間均設(shè)有圓錐滾子軸承。
[0008]進(jìn)一步的，所述轉(zhuǎn)盤包括左轉(zhuǎn)盤片和右轉(zhuǎn)盤片，左轉(zhuǎn)盤片和右轉(zhuǎn)盤片通過內(nèi)六角螺釘二固定，左轉(zhuǎn)盤片和右轉(zhuǎn)盤片之間設(shè)有圓錐銷。
[0009]進(jìn)一步的，所述左轉(zhuǎn)盤片和右轉(zhuǎn)盤片端面均設(shè)有螺釘安裝孔、圓柱銷導(dǎo)槽和圓錐銷孔，螺釘安裝孔內(nèi)穿入內(nèi)六角螺釘二，左轉(zhuǎn)盤片和右轉(zhuǎn)盤片的圓柱銷導(dǎo)槽組成圓柱銷孔，圓錐銷孔內(nèi)穿入圓錐銷。
[0010]進(jìn)一步的，所述動力輸入軸端部設(shè)有鎖緊螺母。
[0011]進(jìn)一步的，轉(zhuǎn)盤一側(cè)端面設(shè)有軸用擋圈，軸用擋圈與動力輸入軸固定。
[0012]有益效果:該小型常開式高速離合器可以不通過外力，僅憑借動力輸入軸自身的轉(zhuǎn)動就可以實現(xiàn)離合器的離合，原理與結(jié)構(gòu)簡單，解決了用于特殊環(huán)境下小型移動設(shè)備動力的接合和斷離問題。
【附圖說明】
[0013]圖1為該小型常開式高速離合器結(jié)構(gòu)示意圖；
[0014]圖2為該小型常開式高速離合器連接套剖面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖3為該小型常開式高速離合器連接套側(cè)面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖4為該小型常開式高速離合器轉(zhuǎn)盤結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖5為該小型常開式高速離合器左轉(zhuǎn)盤片端面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖6為該小型常開式高速離合器左轉(zhuǎn)盤片側(cè)面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖中:1-動力輸入軸，2-圓錐滾子軸承，3-左端蓋，4-內(nèi)六角螺釘一，5-連接套，5-1-凹槽，5-2-鍵槽，6-轉(zhuǎn)盤，6-1-左轉(zhuǎn)盤片，6-2-右轉(zhuǎn)盤片，6_3_內(nèi)六角螺釘二，6_4_圓錐銷，6-5-螺釘安裝孔，6-6-圓柱銷導(dǎo)槽，6-7-圓錐銷孔，7-圓柱銷，8-拉伸彈簧，9-右端蓋，10-軸用擋圈，11-鍵，12-鎖緊螺母。
【具體實施方式】
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[0020]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做更進(jìn)一步的解釋。
[0021]如圖1至3所示，本發(fā)明小型常開式高速離合器包括離合器主動部件和離合器從動部件。所述離合器主動部件包括動力輸入軸1、鍵11、轉(zhuǎn)盤6、圓柱銷7和拉伸彈簧8，動力輸入軸I與轉(zhuǎn)盤6中心孔通過鍵11連接，轉(zhuǎn)盤6 —側(cè)端面設(shè)有軸用擋圈10，軸用擋圈10與動力輸入軸I固定，通過軸用擋圈10使動力輸入軸I與轉(zhuǎn)盤6軸向定位，轉(zhuǎn)盤6外圓面設(shè)有圓柱銷孔，圓柱銷孔內(nèi)設(shè)有圓柱銷7，圓柱銷7與圓柱銷孔底部通過拉伸彈簧8相連。所述離合器從動部件包括左端蓋3、右端蓋9、內(nèi)六角螺釘一 4和連接套5，連接套5套設(shè)在轉(zhuǎn)盤6上，連接套5內(nèi)側(cè)設(shè)有與圓柱銷7相匹配的凹槽5-1，連接套5外側(cè)設(shè)有鍵槽5-2，鍵槽5-2用來輸出轉(zhuǎn)矩，左端蓋3通過內(nèi)六角螺釘4固定在連接套5 —端，右端蓋9通過內(nèi)六角螺釘一 4固定在連接套5另一端，左端蓋3與動力輸入軸I之間以及右端蓋9與動力輸入軸I之間均設(shè)有圓錐滾子軸承2。所述動力輸入軸I端部設(shè)有鎖緊螺母12，通過鎖緊螺母12使離合器主動部件和離合器從動部件沿動力輸入軸I軸向相對固定。
[0022]如圖4至6所示，所述轉(zhuǎn)盤6包括左轉(zhuǎn)盤片6-1和右轉(zhuǎn)盤片6_2，所述左轉(zhuǎn)盤片6_1和右轉(zhuǎn)盤片6-2結(jié)構(gòu)相同，左轉(zhuǎn)盤片6-1和右轉(zhuǎn)盤片6-2端面均設(shè)有螺釘安裝孔6-5、圓柱銷導(dǎo)槽6-6和圓錐銷孔6-7，螺釘安裝孔6-5內(nèi)穿入內(nèi)六角螺釘二 6-3，左轉(zhuǎn)盤片6_1和右轉(zhuǎn)盤片6-2通過內(nèi)六角螺釘二 6-3固定，左轉(zhuǎn)盤片6-1和右轉(zhuǎn)盤片6-2的圓柱銷導(dǎo)槽6_6組成圓柱銷孔，圓錐銷孔6-7內(nèi)穿入圓錐銷6-4，通過圓錐銷6-4對左轉(zhuǎn)盤片6-1與右轉(zhuǎn)盤片6-2之間的相對位置進(jìn)行精確定位。
[0023]本發(fā)明的工作原理:該離合器主要通過離心力的作用使離合器實現(xiàn)結(jié)合，通過拉伸彈簧8的作用使離合器脫開，動力輸入軸I靜止或低速運轉(zhuǎn)時，圓柱銷7在拉伸彈簧8作用下完全置于圓柱銷孔內(nèi)，離合器從動部件可以自由轉(zhuǎn)動，當(dāng)動力輸入軸I運轉(zhuǎn)速度提高時，圓柱銷7在離心力作用下開始擺脫拉伸彈簧8，直至圓柱銷7 —端插入連接套5的凹槽5-1內(nèi)，離合器主動部件和離合器從動部件接合，從而帶動離合器從動部件整體轉(zhuǎn)動，起到傳遞扭矩的作用，此后，當(dāng)動力輸入軸I運轉(zhuǎn)速度降低時，圓柱銷7在拉伸彈簧8作用下復(fù)位，直至完全置于圓柱銷孔內(nèi)，離合器主動部件和離合器從動部件分離。
[0024]設(shè)動力輸入軸I轉(zhuǎn)速為ω，圓柱銷7質(zhì)量為m，圓柱銷7中心旋轉(zhuǎn)半徑為R，拉伸彈簧8剛度系數(shù)為k，驅(qū)動力矩為T，圓柱銷7與凹槽7-1間的摩擦系數(shù)為μ，拉伸彈簧8初始伸長量為1，圓柱銷7移動距離為Λ 10通常除動力輸入軸I轉(zhuǎn)速為ω外，其余參數(shù)在離合器制作完成后便已確定。
[0025]若動力輸入軸I旋轉(zhuǎn)方向的軸線與地面垂直，則參數(shù)需滿足如下條件，才能使離合器結(jié)合:
[0026]m.r.ω 2> k.( Δ 1+1)
[0027]k.I = m.g.μ
[0028]若動力輸入軸I旋轉(zhuǎn)方向的軸線與地面平行，則參數(shù)需滿足如下條件，才能使離合器結(jié)合:
[0029]m.r.ω2> k.( Δ 1+1) +mg
[0030]k.I = m.g
[0031]當(dāng)動力輸入軸I停止轉(zhuǎn)動，則離合器自行脫開。
[0032]以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項】
1.一種小型常開式高速離合器，包括離合器主動部件和離合器從動部件，其特征在于:所述離合器主動部件包括動力輸入軸(I)、鍵(11)、轉(zhuǎn)盤￠)、圓柱銷(7)和拉伸彈簧(8)，動力輸入軸⑴與轉(zhuǎn)盤(6)中心孔通過鍵(11)連接，轉(zhuǎn)盤(6)外圓面設(shè)有圓柱銷孔，圓柱銷孔內(nèi)設(shè)有圓柱銷(7)，圓柱銷(7)與圓柱銷孔底部通過拉伸彈簧⑶相連；所述離合器從動部件包括左端蓋(3)、右端蓋(9)、內(nèi)六角螺釘一(4)和連接套(5)，連接套(5)套設(shè)在轉(zhuǎn)盤(6)上，連接套(5)內(nèi)側(cè)設(shè)有與圓柱銷(7)相匹配的凹槽(5-1)，連接套(5)外側(cè)設(shè)有鍵槽(5-2)，左端蓋(3)通過內(nèi)六角螺釘(4)固定在連接套(5) —端，右端蓋(9)通過內(nèi)六角螺釘一(4)固定在連接套(5)另一端，左端蓋(3)與動力輸入軸(I)之間以及右端蓋(9)與動力輸入軸(I)之間均設(shè)有圓錐滾子軸承(2)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種小型常開式高速離合器，其特征在于:所述轉(zhuǎn)盤(6)包括左轉(zhuǎn)盤片(6-1)和右轉(zhuǎn)盤片(6-2)，左轉(zhuǎn)盤片(6-1)和右轉(zhuǎn)盤片(6-2)通過內(nèi)六角螺釘二(6-3)固定，左轉(zhuǎn)盤片(6-1)和右轉(zhuǎn)盤片(6-2)之間設(shè)有圓錐銷(6-4)。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種小型常開式高速離合器，其特征在于:所述左轉(zhuǎn)盤片(6-1)和右轉(zhuǎn)盤片(6-2)端面均設(shè)有螺釘安裝孔(6-5)、圓柱銷導(dǎo)槽(6-6)和圓錐銷孔(6-7)，螺釘安裝孔(6-5)內(nèi)穿入內(nèi)六角螺釘二(6-3)，左轉(zhuǎn)盤片(6-1)和右轉(zhuǎn)盤片(6_2)的圓柱銷導(dǎo)槽(6-6)組成圓柱銷孔，圓錐銷孔(6-7)內(nèi)穿入圓錐銷(6-4)。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種小型常開式高速離合器，其特征在于:所述動力輸入軸(I)端部設(shè)有鎖緊螺母(12)。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種小型常開式高速離合器，其特征在于:轉(zhuǎn)盤(6)—側(cè)端面設(shè)有軸用擋圈(10)，軸用擋圈(10)與動力輸入軸⑴固定。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種小型常開式高速離合器，包括動力輸入軸，動力輸入軸與轉(zhuǎn)盤中心孔通過鍵連接，轉(zhuǎn)盤外圓面設(shè)有圓柱銷孔，圓柱銷孔內(nèi)設(shè)有圓柱銷，圓柱銷與圓柱銷孔底部通過拉伸彈簧相連；連接套套設(shè)在轉(zhuǎn)盤上，連接套內(nèi)側(cè)設(shè)有與圓柱銷相匹配的凹槽，連接套外側(cè)設(shè)有鍵槽，左端蓋通過內(nèi)六角螺釘固定在連接套一端，右端蓋通過內(nèi)六角螺釘一固定在連接套另一端，左端蓋與動力輸入軸之間以及右端蓋與動力輸入軸之間均設(shè)有圓錐滾子軸承。該小型常開式高速離合器可以不通過外力，僅憑借動力輸入軸自身的轉(zhuǎn)動就可以實現(xiàn)離合器的離合，原理與結(jié)構(gòu)簡單，解決了用于特殊環(huán)境下小型移動設(shè)備動力的接合和斷離問題。
【IPC分類】F16D43/16
【公開號】CN105156506
【申請?zhí)枴緾N201510628216
【發(fā)明人】朱華, 李雨潭, 葛世榮, 李鵬
【申請人】中國礦業(yè)大學(xué)
【公開日】2015年12月16日
【申請日】2015年9月28日