專利名稱：一種超越離合器及其總成的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種超越離合器及其總成，用于工程機械動力傳 動系統(tǒng)，如裝載機的減速箱。這種總成所采用磁力棘爪式超越離合器， 依靠棘齒與棘爪的擠壓嚙合傳遞動力扭矩，避免滾柱式或楔塊式超越 離合器依靠摩擦來傳遞扭矩的缺點，提高超越離合器的工作可靠性， 從而延長超越離合器總成的使用壽命并提高其工作效率。
背景技術(shù)：
工程機械傳動裝置所使用的超越離合器，需要在頻繁嚙合和脫開 工作條件下，間斷地傳遞工作扭矩，嚙合沖擊較大，由于惡劣的工作 條件容易造成潤滑油污染，這對于依靠摩擦傳遞扭矩的滾柱式或楔塊 式超越離合器是非常不利的，這也是造成現(xiàn)有超越離合器總成工作可 靠性差的根本原因。
棘輪式超越離合器依靠擠壓嚙合傳遞扭矩，沒有摩擦部件，不會
因為磨損而影響其使用壽命；由于沒有反向解鎖力矩，這種超越離合 器具有更高的工作效率。但是，在傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的棘爪式超越離合器內(nèi)， 棘爪依靠彈簧的彈力復(fù)位與棘齒嚙合，頻繁的嚙合和超越不利于彈簧 長期有效地工作，容易造成超越離合器失效；由于回止角大，傳遞扭 矩時的沖擊荷載也不利于棘爪的工作，棘爪的嚙合面也會因擠壓或撞擊發(fā)生損壞。
中國實用新型專利ZL00254031.2公開了一種棘爪依靠磁力復(fù)位 的棘輪式超越離合器，這些超越離合器適用于長時間嚙合的工作狀態(tài)， 當(dāng)用于長時間超越工作狀態(tài)時，棘爪與棘齒需要頻繁接觸，易磨損而 使部件損毀，由于"T"型棘爪的首部較大，需要相當(dāng)高的轉(zhuǎn)速或者較 大的偏心質(zhì)量或距離，以產(chǎn)生很大的離心力來使棘爪擺脫與棘齒的接 觸，這必然造成棘爪尾部結(jié)構(gòu)過大，不利于結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計。同時， 上述超越離合器結(jié)構(gòu)將磁鐵限定安裝在棘爪盤上，必然造成不必要的 磨損，且加工工藝復(fù)雜、成本高。
發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有超越離合器總成使用壽命短、可 靠性低、加工工藝復(fù)雜且成本高的缺陷，提供一種使用磁力棘爪的棘 輪式超越離合器，在最大程度上減小磨損對部件的損壞，提高超越離 合器總成的使用壽命和可靠性，降低加工成本，進而提高工程機械的 動力傳動性能。本實用新型特別適用于工程機械，如裝載機的減速箱。
本實用新型所提供的超越離合器總成包括動力軸組件、外環(huán)齒 輪、軸承和超越離合器。所述動力軸組件包括傳動齒輪和輸入軸，兩
者可以一體加工；所述超越離合器位于所述外環(huán)齒輪的外圈和內(nèi)圈之 間，包括棘爪盤、棘爪和齒圈，棘爪盤固定在動力軸組件傳動齒輪的 一側(cè)，棘爪通過軸銷可轉(zhuǎn)動地固定在棘爪盤周邊，齒圈固定在外環(huán)齒 輪的外圈內(nèi)側(cè)(也可以在內(nèi)側(cè)面上直接加工棘齒)，棘爪盤和齒圈的 固定位置可以使得棘爪和棘齒恰當(dāng)?shù)膰Ш?。所述棘爪的首部有與棘齒 嚙合的接觸面，中部設(shè)置有軸孔，尾部園定有磁性物質(zhì)，如釹鐵硼。
這種超越離合器總成的特點在于在棘爪尾部固定有磁性物質(zhì)，其與棘爪盤之間以及與齒圈之間的磁吸力控制著棘爪的轉(zhuǎn)動；為減小 棘爪在頻繁運動中的被動沖擊對磁性物質(zhì)的影響，將磁性物質(zhì)封裝在 充滿減震材料的安裝套內(nèi)，如黏性液體或彈性物質(zhì)，安裝套由非鐵 磁性物質(zhì)制成，如鋁或鉛，并一起固定在棘爪尾部，固定方式可以采 用燕尾槽或螺紋孔。
固定在棘爪尾部的磁性物質(zhì)，不僅對棘爪盤有磁吸力的作用，以 使得棘爪復(fù)位，而且對齒圈有磁吸力作用，以有助于離心力使棘爪脫 離與棘齒的接觸。由于磁吸力與作用距離的平方成反比，磁性物質(zhì)的 安裝位置應(yīng)使得其到棘爪盤的距離小于其到齒圈的距離，即磁性物 質(zhì)對棘爪盤的磁吸力大于對棘齒的磁吸力。之所以把磁性物質(zhì)安裝在 棘爪的尾部，這樣，在設(shè)定的嚙合轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)，磁性物質(zhì)與棘爪盤的 磁吸力控制著棘爪與棘齒接觸，隨時準備嚙合；當(dāng)高于嚙合轉(zhuǎn)速時， 離心力增大，磁性物質(zhì)與齒圈的磁吸力協(xié)助離心力作用，使得棘爪脫 離與棘齒的接觸，避免磨損。這樣的結(jié)構(gòu)可以減小尾部結(jié)構(gòu)的尺寸， 更易于控制棘爪在設(shè)定轉(zhuǎn)速下的工作狀態(tài)，同時，降低了加工成本。
這種棘爪的質(zhì)心偏于其軸孔軸心靠向棘爪尾部，通過調(diào)整磁性物 質(zhì)的磁場強度、磁性物質(zhì)的安裝位置，就可以在設(shè)定轉(zhuǎn)速下，達到與 棘齒頻繁接觸準備嚙合或長時間脫離的工作狀態(tài)，在最大程度上減少 磨損，使得超越離合器總成的運行更加穩(wěn)定、可靠。
為了傳遞更大扭矩的需要，可以在外環(huán)齒輪的外圈內(nèi)側(cè)直接加工 棘齒，從而不需要安裝單獨的齒圈，以減少成本。棘齒設(shè)有坡面，其 工作長度要大于棘齒接觸面的工作長度，且齒根處兩者之間的夾角為 直角，棘齒接觸面與齒根到棘爪盤軸心的連線的夾角應(yīng)小于15°，以防 止滑脫。
棘爪接觸面和其工作側(cè)面的夾角為90°,且工作側(cè)面與棘齒坡面在 齒根處的接觸長度大于棘齒接觸面的工作長度。棘爪由軸銷可擺動地固定在棘爪盤上，軸銷可以采用階梯軸，直徑較大的一端位于傳動齒 輪和棘爪盤之間，避免軸銷的串動和脫落。
在傳遞扭矩作用時，所述超越離合器受到偏心力的作用，因此應(yīng) 采用滾柱軸承代替滾柱軸承。
在棘爪尾部固定磁鐵使棘爪復(fù)位，可以減少加工工序、降低加工 成本；同時，在離合器處于超越狀態(tài)時，便于棘爪在離心力和磁力共 同作用下脫離與棘齒的接觸，減小磨損。


圖1為所述實用新型的總體結(jié)構(gòu)橫剖面示意圖。 圖2為所述實用新型的總體結(jié)構(gòu)側(cè)視圖。 圖3為所述實用新型的棘爪側(cè)視圖。 圖4為所述實用新型的棘齒側(cè)視圖。
具體實施方式
本實用新型所提供的超越離合器總成包括動力軸組件、外環(huán)齒 輪、軸承和超越離合器。
如圖l所示，所述動力軸組件包括輸入軸9和傳動齒輪8， 二者 相對固定或加工為一體，并由軸承10固定。外環(huán)齒輪1是一個整體 結(jié)構(gòu)，有一個外圈2和一個內(nèi)圈3，由軸承12支撐在輸入軸9上。
如圖2所示，超越離合器由齒圈4和棘爪盤7組成，并嵌入在外 環(huán)齒輪1的外圈2和內(nèi)圈3之間。設(shè)置有棘齒13的齒圈4固定在外 圈2的內(nèi)側(cè)環(huán)面上(也可省去齒圈4而直接在外圈2的內(nèi)側(cè)環(huán)面上直 接加工棘齒13)。棘爪5通過軸銷6可轉(zhuǎn)動地固定在棘爪盤7上，棘爪盤7固定在傳動齒輪8靠近外環(huán)齒輪1的側(cè)面，其位置應(yīng)使得棘爪 5與棘齒13有最佳的嚙合效果，棘爪盤7與外環(huán)齒輪1的內(nèi)圈3之間 保留有一定的間隙。
如圖3所示，所述棘爪5為一個整體結(jié)構(gòu)，通過軸銷6可轉(zhuǎn)動地 安裝在棘爪盤7的周邊。軸銷6采用階梯軸，直徑較大的一端夾緊在 傳動齒輪8和棘爪盤7之間。在棘爪5尾部固定有磁性物質(zhì)11，如釹 鐵硼。棘爪5接觸面14和其工作側(cè)面15的夾角為90。，且工作側(cè)面 15與棘齒13坡面16在齒根處的接觸長度大于棘齒13接觸面17的工 作長度。為減少撞擊的影響，磁性物質(zhì)ll可以封裝在內(nèi)有黏性液體或 彈性物質(zhì)的安裝套內(nèi)。
如圖4所示，所述棘齒13在齒圈4上加工，棘齒13坡面16的工 作長度要大于棘齒13接觸面17的工作長度，且齒根處兩者之間的夾 角以直角最佳，棘齒13接觸面17與齒根到棘爪盤7軸心的連線的夾 角應(yīng)小于15° 。為了傳遞更大扭矩的需要，可以在外環(huán)齒輪l的外圈 2內(nèi)側(cè)面直接加工棘齒13,從而省去齒圈4。
權(quán)利要求1、一種超越離合器，包括設(shè)有棘齒的齒圈、棘爪和棘爪盤，其特征在于棘爪通過軸銷可擺動地固定在棘爪盤周邊，棘爪的尾部固定有磁性物質(zhì)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的超越離合器，其特征在于磁性物質(zhì) 封裝在由不導(dǎo)磁材料制成的安裝套內(nèi)并一起固定在棘爪尾部，安裝套 和磁性物質(zhì)之間設(shè)置減震材料，其安裝位置使得磁性物質(zhì)對棘爪盤的 磁吸力大于對齒圈的磁吸力。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的超越離合器，其特征在于棘爪的質(zhì)心 偏于其軸孔軸心靠向棘爪尾部。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的超越離合器，其特征在于所述的棘齒有一坡面，其工作長度大于棘齒接觸面的工作長度，齒根處兩者i間的夾角為直角，棘齒接觸面與齒根到棘爪盤軸心的連線的夾角小于15 ° ;棘爪接觸面和其工作側(cè)面的夾角為90°，且工作側(cè)面與棘齒坡面在 齒根處的接觸長度大于棘齒接觸面的工作長度。
5、 一種超越離合器總成，包括動力軸組件、外環(huán)齒輪、軸承和超 越離合器，其特征在于所述超越離合器為棘輪式結(jié)構(gòu)，它包括設(shè)置 有棘齒的齒圈、棘爪盤、通過軸銷可擺動地連接在棘爪盤周邊的棘爪， 在其棘爪的尾部固定有磁性物質(zhì)。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的超越離合器總成，其特征在于磁性 物質(zhì)封裝在由不導(dǎo)磁材料制成的安裝套內(nèi)并一起固定在棘爪尾部，安 裝套和磁性物質(zhì)之間設(shè)置減震材料，其安裝位置使得磁性物質(zhì)對棘爪 盤的磁吸力大于對齒圈的磁吸力。
7、根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的超越離合器總成，其特征在于棘爪的質(zhì)心偏于其軸孔軸心靠向棘爪尾部。
8、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的超越離合器總成，其特征在于所述超 越離合器的棘齒直接加工在外環(huán)齒輪外圈的內(nèi)側(cè)面。
9、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的超越離合器總成，其特征在于所述的 棘齒有一坡面，其工作長度大于棘齒接觸面的工作長度，齒根處兩者 之間的夾角為直角，棘齒接觸面與齒根到棘爪盤軸心的連線的夾角小 于15° ;棘爪接觸面和其工作側(cè)面的夾角為90。，且工作側(cè)面與棘齒坡面在齒根處的接觸長度大于棘齒接觸面的工作長度。
專利摘要本實用新型公開了一種超越離合器及其總成，特別適用于工程機械的動力傳動系統(tǒng)，如裝載機的變速箱，包括動力軸組件、外環(huán)齒輪、軸承和超越離合器。超越離合器采用磁力棘爪的棘輪式結(jié)構(gòu)，所用棘爪通過軸銷可轉(zhuǎn)動地固定在棘爪盤的周邊，在棘爪尾部固定有磁性物質(zhì)，在與棘爪盤的磁吸力作用下，棘爪可以與棘齒嚙合；在與齒圈的磁吸力和離心力的共同作用下，棘爪與棘齒脫離接觸。由于是依靠擠壓嚙合傳遞扭矩，避免滾柱式或楔塊式超越離合器依靠摩擦傳遞扭矩的缺陷，也在最大程度上避免了棘爪與棘齒的磨損，從而提高超越離合器總成的工作可靠性，延長使用壽命，并降低加工成本。
文檔編號F16D41/00GK201152326SQ20072015590
公開日2008年11月19日 申請日期2007年7月3日 優(yōu)先權(quán)日2007年7月3日
發(fā)明者何建軍 申請人:何建軍