專利名稱：車輪離合器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種應(yīng)用在車輛上的傳動裝置，更具體地說，它涉及一種應(yīng) 用在車輛傳動系統(tǒng)上的車輪離合器。背景技節(jié)能車上安裝有發(fā)動機(jī)，其具體構(gòu)造與普通摩托車基本相同。但是節(jié)能車設(shè) 計的主要目標(biāo)是要挑戰(zhàn)每升油能行駛的最大公里數(shù)。所以這就對節(jié)能車的傳動系統(tǒng)提出了更高的要求除了要滿足正常傳動的功能外，更重要的是，當(dāng)發(fā)動機(jī) 熄火，車輛靠慣性滑行的時候，后輪與整個傳動系統(tǒng)之間無意義的摩擦，要盡量 降低至最小。通常都是通過在節(jié)能車的傳動系統(tǒng)與后輪之間加裝車輪離合器來實(shí)現(xiàn)上述 要求的。目前的節(jié)能車上安裝的車輪離合器主要分為兩大類1. 在傳動系統(tǒng)上加裝超越離合器(例如，自行車的飛輪機(jī)構(gòu))。此種方案雖然 能夠保證車輛在慣性滑行時，后輪無法反向拖動整個傳動系統(tǒng)，但是后輪與整個 傳動系統(tǒng)之間無意義的摩纟寮損耗卻仍然存在，并且無法真正徹底的消除。2. 在傳動系統(tǒng)上加裝普通的機(jī)械式離合器(例如，牙嵌式離合器)，這樣就能 夠通過操縱機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)后輪與整個傳動系之間的分離與接合。此種方案雖然能夠 使車輛在慣性滑行時，由于后輪與傳動系統(tǒng)徹底分離，從而將后輪與整個傳動系 統(tǒng)之間無意義的摩擦阻力降低至零。但是當(dāng)車速過低，需要發(fā)動機(jī)重新啟動的時 候，由于后輪與傳動系統(tǒng)存在有轉(zhuǎn)速差，而使得接合的過程要產(chǎn)生較大的沖擊。 這樣不但會使車輛的經(jīng)濟(jì)性變差，甚至?xí)拐麄€傳動系統(tǒng)遭到?jīng)_擊破壞。發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，提供一種應(yīng) 用在車輛傳動系統(tǒng)上的車輪離合器。它既能使車輪與整套傳動系統(tǒng)徹底分離，又能在發(fā)動機(jī)需要重新啟動時保證車輪與整套傳動系統(tǒng)重新結(jié)合的過程中產(chǎn)生 足夠小的沖擊。參閱圖1至圖9，為解決上述技術(shù)問題本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案予以 實(shí)現(xiàn)。在現(xiàn)有的輪轂、后軸、傳動大鏈輪與回位彈簣等零部件的基礎(chǔ)上，它增 加了具有新結(jié)構(gòu)的棘輪、法蘭座、棘爪與分離套筒。棘輪通過左旋螺紋與后輪輪轂的左端連接，將凹槽中放置有棘爪與回位彈 簧的法蘭座裝入棘輪的內(nèi)齒腔中，通過軸承將法蘭座、后輪輪轂與棘輪套裝在 后軸上，法蘭座與傳動大鏈輪固定連接，分離套筒通過直線軸承于法蘭座左側(cè)套 裝在后軸上。技術(shù)方案中所述的棘爪是由曲面和平面所圍成的一個長條形實(shí)體結(jié)構(gòu)件， 棘爪下端是圓柱面，上端是傾斜的平面，內(nèi)側(cè)是曲面，并沿其高度方向加工有 放置回位彈簧的溝槽，外側(cè)也是曲面，在長度方向的兩個端面是平面，左上角 也是傾斜的平面，由棘爪下端圓柱面所形成的圓柱體放置在法蘭座凹槽底部橫截面為圓柱面的槽中成轉(zhuǎn)動連接；所述的法蘭座是由均布有通孔的階梯法蘭盤和一個圓環(huán)體所組成，在圓環(huán)體的外圓柱面上沿軸向上下對稱地加工兩個通透 的凹槽，該凹槽是由曲面和平面所圍成，凹槽的底面是曲面，凹槽的頂面是曲 面，凹槽左側(cè)是和圓環(huán)體對稱面平行的平面，右側(cè)是傾斜的平面，連接底面與 右側(cè)傾斜平面的是和棘爪下端圓柱體相配合的圓柱面，法蘭座上均布有通孔的大法蘭盤與傳動大鏈輪固定連接；所述的分離套筒是一個圓筒式的結(jié)構(gòu)件，在其對稱軸線上加工有與直線軸承和法蘭座上加工有兩個通透凹槽部分相配合的階梯孔，在大直徑圓孔的圓口端加工有一內(nèi)圓錐面；所述的棘輪是一個圓環(huán)體 式的結(jié)構(gòu)件，它的一端加工有與后輪輪穀連接用的左旋內(nèi)螺紋，另一端加工有 與棘爪相配合的棘輪內(nèi)齒。本實(shí)用新型的有益效果是1. 本實(shí)用新型可以使車輛在熄火滑行時，由于棘爪的左上角加工有斜面，分 離套筒的右側(cè)加工有相配合的內(nèi)錐面，這樣能夠?qū)⒎蛛x套筒的直線運(yùn)動轉(zhuǎn)變成 棘爪在法蘭座中凹槽內(nèi)的轉(zhuǎn)動，并將棘爪壓伏在法蘭座上，使后輪與整個傳動 系統(tǒng)完全脫開，避免了不必要的摩擦損耗，提高車輛的經(jīng)濟(jì)性；2. 本實(shí)用新型當(dāng)車輛速度過低時，發(fā)動機(jī)重新啟動后，能保證車輪與整套傳 動機(jī)構(gòu)在重新結(jié)合的過程中，產(chǎn)生的沖擊足夠小，這樣能在很大程度上減小能量 損失j是高車輛的經(jīng)濟(jì)性。


以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說明圖1是車輪離合器中的分離套筒在最左端時車輪離合器結(jié)構(gòu)在圖2中B-B 位置的旋轉(zhuǎn)剖視圖；圖2是車輪離合器在圖1中A-A位置結(jié)構(gòu)的剖視圖；圖3是車輪離合器中的分離套筒在最右端時車輪離合器結(jié)構(gòu)在圖4中B-B 位置的旋轉(zhuǎn)剖視圖；圖4是車輪離合器在圖3中A-A位置結(jié)構(gòu)的剖視圖； 圖5是車輪離合器中的棘爪零件的主視圖； 圖6是車輪離合器中的棘爪零件的左視圖；圖7是車輪離合器中的棘爪零件在圖6中B-B位置的局部剖面圖； 圖8是車輪離合器中的法蘭座零件在圖9中A-A位置的旋轉(zhuǎn)剖視圖； 圖9是車輪離合器中的法蘭座零件的左視圖；圖中l(wèi).后輪輪轂，2.棘輪，3.法蘭座，4.棘爪，5.分離套筒，6.直線軸 承，7.后軸，8.傳動大鏈輪，9.車條，IO.后輪輪圈，11.回位彈簧。
具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)描述本實(shí)用新型就是針對節(jié)能車傳動系統(tǒng)中加裝的車輪離合器之不足，提供了 一種新型的車輪離合器.使得在發(fā)動機(jī)熄火車輛靠慣性滑行的時候,車輪與整套 傳動系統(tǒng)能徹底分離，以實(shí)現(xiàn)車輛自由滑行的效果。當(dāng)車速降到一定數(shù)值，發(fā)動 機(jī)需要重新啟動時，又能保證車輪與整套傳動機(jī)構(gòu)在重新結(jié)合的過程中，產(chǎn)生的 沖擊足夠小。一種節(jié)能車傳動系統(tǒng)中加裝的車輪離合器，是在現(xiàn)有的輪轂、后軸、 傳動大鏈輪與回位彈簧等零部件的基礎(chǔ)上，增加了具有新結(jié)構(gòu)的棘輪，法蘭座， 棘爪與分離套筒零件。參閱圖2與圖4，棘輪2是一個圓環(huán)體式的結(jié)構(gòu)件，它的一端加工有與后 輪輪轂1連接用的左旋內(nèi)螺紋，另一端加工有與棘爪4相配合的棘輪內(nèi)齒。參閱圖5至圖7,棘爪4是由曲面和平面所圍成的一個長條形實(shí)體結(jié)構(gòu)件。 本實(shí)用新型中所采用的棘爪4比現(xiàn)有技術(shù)中所用的棘爪要長的多，或者說，棘 爪4的長度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過其與棘輪2牙齒相嚙合的工作長度。棘爪4下端是圓柱面， 上端是傾斜的平面，內(nèi)側(cè)是曲面，即棘爪4和棘輪2完全脫開后棘爪4接近在 法蘭座3上已加工的凹槽底面上的面，并沿其高度方向加工有放置回位彈簧11 的溝槽，溝槽橫截面形狀可以是三角形狀，也可以是圓弧形狀，外側(cè)也是曲面， 即朝向棘輪的內(nèi)輪齒的面，棘爪4在長度方向的兩個端面是平面，左上角加工 后也是傾斜的平面。參閱圖8與圖9，法蘭座3是由均布有通孔的階梯法蘭盤和一個圓環(huán)體所 組成的一個整體零件，它們的回轉(zhuǎn)軸線共線。設(shè)計成階梯法蘭盤一是便于和傳 動大鏈輪8定位連接，另一方面是加長容納棘爪4的長度，使棘爪4在旋轉(zhuǎn)的 工況下能工作平穩(wěn)。在圓環(huán)體的外圓柱面上沿軸向上下對稱地加工兩個通透的 凹槽，該凹槽是由曲面和平面所圍成，凹槽的底面是曲面，凹槽的頂面是曲面， 兩曲面的回轉(zhuǎn)軸線與法蘭座3的回轉(zhuǎn)軸線共線，凹槽左側(cè)是和圓環(huán)體對稱面平 行的平面，右側(cè)是傾斜的平面，連接底面與右側(cè)傾斜平面的是和棘爪4下端圓 柱體相配合的圓柱面。在凹槽左側(cè)平面與凹槽底面曲面相交處加工一個安裝回 位彈簧11的圓孔。實(shí)際上這兩個通透的凹槽只是在有階梯法蘭盤的位置有頂 面，在沒有階梯法蘭盤的兩端位置是沒有頂面，是敞開著的。參閱圖1與圖3,分離套筒5是一個圓筒式的結(jié)構(gòu)件，在其對稱軸線上加 工有與直線軸承6和法蘭座3上加工有兩個通透凹槽部分相配合的階梯孔，在 大直徑圓孔的圓口端加工一內(nèi)圓錐面。在小直徑圓孔的外側(cè)加工有與撥叉相配 合的橫截面為矩形的環(huán)形槽。棘輪2與后輪輪轂1通過左旋螺紋連接在一起，將棘爪4安裝在法蘭座3 上兩個通透凹槽里，確切地說，將棘爪4下端圓柱面所形成的圓柱體放置在法 蘭座3凹槽底部橫截面為圓柱面的槽中可以轉(zhuǎn)動，其允許轉(zhuǎn)動的一個極限位置 是能夠保證棘爪4與棘輪2的牙齒相嚙合;允許轉(zhuǎn)動的另一個極限位置是能夠保 證棘爪4與棘輪2的牙齒完全脫離。凹槽底部的孔中裝入回位彈簧11的下端， 回位彈簧11的上端置于棘爪4內(nèi)側(cè)曲面上放置回位彈簧11的溝槽里。通過回合的趨勢。將凹槽中放置有棘爪4口與回位彈簧11的法蘭座^裝入棘輪2的內(nèi)齒 腔中，通過軸承將法蘭座3、后輪輪轂1與棘輪2套裝在后軸7右端上。分離 套筒5通過直線軸承6在法蘭座3左側(cè)套裝在后軸7上，以保證分離套筒5能 順利的在后軸7上沿軸向方向的移動與少量沿圓周方向上的轉(zhuǎn)動。分離套筒5 的右側(cè)加工有內(nèi)錐面，棘爪4的左上角加工有傾斜的平面，在撥叉的作用下當(dāng) 分離套筒5從左端移動到右端后，就能夠?qū)⒎蛛x套筒5的直線運(yùn)動轉(zhuǎn)變成棘爪 4在法蘭座3中凹槽內(nèi)的轉(zhuǎn)動，即轉(zhuǎn)動到棘爪4與棘輪2的牙齒完全脫離的位 置。法蘭座3上均布有四個通孔的大法蘭盤與傳動大鏈輪8通過四個螺栓固定 連接在一起，共同傳遞發(fā)動機(jī)傳來的轉(zhuǎn)矩。后軸7固定安裝在車架上。固定安裝在后軸7上的后輪輪轂1通過車條9 與后輪輪圈IO編接在一起。車輪離合器的工作原理1. 正常工況下傳遞發(fā)動機(jī)扭矩的工作原理參閱圖1與圖2 ,發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)矩經(jīng)一系列傳遞后，經(jīng)鏈條傳遞到了傳動大鏈輪 8上，通過4個連接螺栓，傳遞到了法蘭座3上。法蘭座3通過與棘爪4相配合 的凹槽，將轉(zhuǎn)矩傳遞到棘爪4上。此時的分離套筒5通過操縱撥叉使其處于最左端的位置。這樣棘爪4在回 位彈簧11的作用下，緊緊的頂在棘輪2的牙齒上。于是轉(zhuǎn)矩就能夠通過棘爪4 傳遞到棘輪2上。之后，通過棘輪2與后輪輪轂1上的左旋螺紋，將轉(zhuǎn)矩進(jìn)一步傳遞到后輪輪 轂l、車條9與后輪輪圈10上。從而實(shí)現(xiàn)了正常工況下發(fā)動機(jī)扭矩到后輪的傳 遞過程。2. 車輪與傳動機(jī)構(gòu)分離工況下的工作原理在發(fā)動機(jī)剛剛熄火時，車輛處于慣性滑行狀態(tài)。與發(fā)動機(jī)連接的傳動大鏈輪 8轉(zhuǎn)速很快下降至零；而后輪輪轂1由于與帶動整車質(zhì)量的后輪相連,其轉(zhuǎn)速下 降的很慢(可以近似認(rèn)為轉(zhuǎn)速不變)。此時若沒有操縱撥叉，而使分離套筒5仍然 處于最左端的位置，那么目前的傳動系統(tǒng)就可以近似看成是一個安裝有超越離 合器的機(jī)構(gòu)，后輪輪轂1雖然不能反帶大鏈輪8轉(zhuǎn)動，但棘輪2的牙齒與棘爪4卻存在著無意義的摩纟寮損耗。參閱圖3與圖4，此時通過操縱撥叉，使分離套筒5處于最右端的位置。由 于在分離套筒5的最右側(cè)加工出了內(nèi)圓錐面，并且在棘爪4的左上角加工出了斜 面。這就使得在分離套筒5移動到最右端位置的過程中， 一定能夠?qū)⒓?壓入 法蘭座3上的凹槽內(nèi)，即使其處于與棘輪2的牙齒完全脫開的位置。從而也就實(shí) 現(xiàn)了后輪與整個傳動系統(tǒng)完全脫開，這時車輛就處于真正自由滑行的狀態(tài)，沒有 無意義的摩擦損耗，從而使其經(jīng)濟(jì)性提高。3.車輪與傳動機(jī)構(gòu)重新接合工況下的工作原理參閱圖l與圖2，當(dāng)車速降到一定數(shù)值,發(fā)動機(jī)需要重新啟動將轉(zhuǎn)矩重新傳 遞至后輪上。這時只需要操縱撥叉，使分離套筒5重新處于最左端的位置上，這 樣,棘爪4在回位彈簧11的作用下，具有重新處于緊緊的頂在棘輪2的牙齒上的 趨勢。由于后輪輪轂1與傳動大鏈輪8存在有轉(zhuǎn)速差，在結(jié)合的過程中，可能造成 有沖擊.這時需要特殊控制操縱撥叉的時機(jī).總的原則是要保證在操縱撥叉時， 后輪輪轂1的轉(zhuǎn)速(及棘輪2的轉(zhuǎn)速)大于傳動大鏈輪8的轉(zhuǎn)速(及棘爪4的 轉(zhuǎn)速)。最保險的方法就是在發(fā)動機(jī)重新啟動之前操縱撥叉。只要操縱撥叉的時機(jī)滿足上述要求，此時的傳動系統(tǒng)就與安裝了超越離合 器(例如自行車飛輪)的情況非常相似。也就是說，由于輪輪轂1的轉(zhuǎn)速大于大鏈 輪8，發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)矩?zé)o法傳遞到后輪10上。轉(zhuǎn)速差的存在造成了棘爪4對于棘 輪2牙齒的"超越"，不會產(chǎn)生沖擊。這時只需逐漸加大發(fā)動機(jī)油門，來提高整個傳動系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速。當(dāng)棘爪4的轉(zhuǎn) 速逐漸加大，且剛好超過棘輪2時，發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)矩就可以很平穩(wěn)的傳遞到后輪上 了。此時車輛重新進(jìn)入上述的正常工況下傳遞發(fā)動機(jī)扭矩的過程，整個車輪與 傳動機(jī)構(gòu)重新接合的過程結(jié)束，而且接合的過程中并沒有產(chǎn)生較大的沖擊現(xiàn)象。
權(quán)利要求1.一種車輪離合器，包括輪轂、后軸、傳動大鏈輪、回位彈簧，其特征在于，它增加了具有新結(jié)構(gòu)的棘輪(2)、法蘭座(3)、棘爪(4)與分離套筒(5)；棘輪(2)通過左旋螺紋與后輪輪轂(1)的左端連接，將凹槽中放置有棘爪(4)與回位彈簧(11)的法蘭座(3)裝入棘輪(2)的內(nèi)齒腔中，通過軸承將法蘭座(3)、后輪輪轂(1)與棘輪(2)套裝在后軸(7)上，法蘭座(3)與傳動大鏈輪(8)固定連接，分離套筒(5)通過直線軸承(6)于法蘭座(3)左側(cè)套裝在后軸(7)上。
2. 按照權(quán)利要求1所述的車輪離合器，其特征在于，所述的實(shí)際長度遠(yuǎn)超過 與棘輪(2)牙齒相嚙合長度的棘爪(4)是由曲面和平面所圍成的一個長條形實(shí)體 結(jié)構(gòu)件，棘爪(4)下端是圓柱面，上端是傾斜的平面，內(nèi)側(cè)是曲面，并沿其高度 方向加工有放置回位彈簧(ll)的溝槽，外側(cè)也是曲面，在長度方向的兩個端面 是平面，左上角也加工成傾斜的平面，由棘爪(4)下端圓柱面所形成的圓柱體放 置在法蘭座(3)凹槽底部橫截面為圓柱面的槽中成轉(zhuǎn)動連接。
3. 按照權(quán)利要求1所述的車輪離合器，其特征在于，所述的法蘭座(3)是由 均布有通孔的階梯法蘭盤和一個圓環(huán)體所組成，在圓環(huán)體的外圓柱面上沿軸向 上下對稱地加工兩個通透的凹槽，該凹槽是由曲面和平面所圍成，凹槽的底面 是曲面，凹槽的頂面是曲面，凹槽左側(cè)是和圓環(huán)體對稱面平行的平面，右側(cè)是 傾斜的平面，連接底面與右側(cè)傾斜平面的是和棘爪(4)下端圓柱體相配合的圓柱 面，法蘭座(3)上均布有通孔的大法蘭盤與傳動大鏈輪(8)固定連接。
4. 按照權(quán)利要求1所述的車輪離合器，其特征在于，所述的分離套筒(5)是 一個圓筒式的結(jié)構(gòu)件，在其對稱軸線上加工有與直線軸承(6)和法蘭座(3)上 加工有兩個通透凹槽部分相配合的階梯孔，在大直徑圓孔的圓口端加工有一內(nèi)
5.按照權(quán)利要求1所述的車輪離合器，其特征在于，所述的棘輪(2)是一個 圓環(huán)體式的結(jié)構(gòu)件，它的一端加工有與后輪輪轂(l)連接用的左旋內(nèi)螺紋，另一 端加工有與棘爪(4)相配合的棘輪內(nèi)齒。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種應(yīng)用在車輛傳動系統(tǒng)上的車輪離合器。旨在克服后輪與傳動系統(tǒng)之間無法徹底分離和其接合時沖擊大的問題。車輪離合器包括棘輪(2)、法蘭座(3)、棘爪(4)與分離套筒(5)。棘輪(2)通過左旋螺紋與后輪輪轂(1)的左端連接，將凹槽中放置有棘爪(4)與回位彈簧(11)的法蘭座(3)裝入棘輪(2)的齒腔中，通過軸承將法蘭座(3)、后輪輪轂(1)與棘輪(2)套裝在后軸(7)上，傳動大鏈輪(8)與法蘭座(3)固定連接，分離套筒(5)通過軸承于法蘭座(3)的左側(cè)套裝在后軸(7)上。車輛在發(fā)動機(jī)熄火滑行時使后輪與整個傳動系統(tǒng)完全脫開；發(fā)動機(jī)重新啟動后，又保證車輪與整套傳動系統(tǒng)重新結(jié)合時沖擊很小。
文檔編號F16D41/12GK201093019SQ200720094419
公開日2008年7月30日 申請日期2007年9月28日 優(yōu)先權(quán)日2007年9月28日
發(fā)明者樂天聰, 靜 李, 坤 楊, 湯翔碩 申請人:吉林大學(xué)