專利名稱:離合與換向裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及離合器,具體涉及一種離合與換向裝置。
背景技術(shù):
在一些機(jī)械裝置中,以小型內(nèi)燃機(jī)(小汽油機(jī)或小柴油機(jī))為源動(dòng)力,工作機(jī)械要求的轉(zhuǎn)速低,輸出扭矩大,該類機(jī)械的結(jié)構(gòu)一般是由內(nèi)燃機(jī)、大減速比減速機(jī)和工作機(jī)械所組成。內(nèi)燃機(jī)起動(dòng)時(shí)須空載啟動(dòng),裝置中要設(shè)置離合器,將內(nèi)燃機(jī)與其后的工作裝置脫開;內(nèi)燃機(jī)起動(dòng)后要使工作機(jī)械工作,就需要將離合器接合,以使內(nèi)燃機(jī)的動(dòng)力傳遞到工作機(jī)械。工作機(jī)械要求有正反向運(yùn)轉(zhuǎn)功能,內(nèi)燃機(jī)只能是單一的轉(zhuǎn)動(dòng)方向,不象電動(dòng)機(jī)可以輕易地實(shí)現(xiàn)正反轉(zhuǎn),一般以內(nèi)燃機(jī)為源動(dòng)力的機(jī)械裝置中多在減速機(jī)(箱)內(nèi)設(shè)置多軸齒輪換向機(jī)構(gòu),由于大減速比的減速機(jī)多采用多級(jí)行星減速機(jī),多級(jí)行星減速機(jī)的結(jié)構(gòu)又不太容易增加換向裝置。有時(shí)工作機(jī)械還要求正反向工作時(shí)的轉(zhuǎn)速有所不同,多級(jí)行星減速機(jī)也難以滿足。因此,在上述機(jī)械裝置的內(nèi)燃機(jī)與行星減速機(jī)這間需設(shè)置一個(gè)離合與換向裝置, 以滿足工作機(jī)械的運(yùn)行、暫停,正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)及正反轉(zhuǎn)時(shí)的不同轉(zhuǎn)速。目前機(jī)械傳動(dòng)上的離合器主要有嵌合(齒形離合器)和摩擦(摩擦離合器)二類。齒形離合器只能在靜止或低轉(zhuǎn)速差下接合,而且接合時(shí)會(huì)有死點(diǎn)(移動(dòng)齒輪的齒與固定齒輪的齒相頂,使移動(dòng)齒輪無法移動(dòng)到接合位置,端面齒接合如矩形牙嵌離合器亦同)現(xiàn)象,如車床在變速時(shí)遇到死點(diǎn)時(shí)是將主離合器分離,用手轉(zhuǎn)動(dòng)車床卡盤以使床頭箱內(nèi)的齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)角度、另一只手轉(zhuǎn)動(dòng)變速撥叉手把(使齒輪軸向移動(dòng))才能實(shí)現(xiàn)變速。而有些工作機(jī)械(如提升機(jī)械、絞盤機(jī)等)在停轉(zhuǎn)時(shí)都是處在制動(dòng)狀態(tài),不能用手盤動(dòng),所以不宜選用。摩擦離合器有圓盤式、圓錐式,雖然這類離合器結(jié)構(gòu)上有單片式、多片式、干式和濕式,操縱方式有機(jī)械式、電磁式或液壓與氣動(dòng)式等,但這類離合器的徑向尺寸、軸向尺寸都較大,在要求結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊的前提下很難選用到合適的產(chǎn)品,另外用于野外作業(yè)的機(jī)械裝置還不宜于采用電、液、氣操縱形式的離合器。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種離合與換向裝置,具有離合器功能,又能實(shí)現(xiàn)換向, 并能實(shí)現(xiàn)正反轉(zhuǎn)不同轉(zhuǎn)速。為了實(shí)現(xiàn)上述目的,本發(fā)明的技術(shù)解決方案是該裝置包括輸入軸部件、離合與換向部件和輸出軸部件,在輸入軸部件與輸出軸部件之間安裝離合與換向部件構(gòu)成離合與換向裝置;輸入軸部件由輸入軸和輸入軸齒輪組成,輸出軸部件由輸出軸和輸出軸齒輪組成,離合與換向部件由滑移套、齒輪軸、鋼球組成,輸入軸齒輪和輸出軸齒輪空套在輸入軸上,輸出軸齒輪用平鍵與輸出軸連接為一體,輸入軸和輸出軸共軸線,輸入軸齒輪與過橋軸上齒輪及輸出輸出軸齒輪常哨合,輸入軸上與輸入軸齒輪和輸出軸齒輪內(nèi)孔相配合的部位有二組沿徑向均布的球窩,輸入軸齒輪和輸出軸齒輪在結(jié)構(gòu)上都設(shè)計(jì)有一段套筒,套筒段鉆有沿徑向均布的、與輸入軸上球窩數(shù)量相等的鉆孔,鉆孔并不完全鉆通,其底端制成球面狀,在每個(gè)鉆孔內(nèi)放置鋼球,鋼珠在鉆孔里露出到輸入軸齒輪或輸出軸齒輪內(nèi)孔但不會(huì)落下,滑移套的內(nèi)孔與輸入軸齒輪和輸出軸齒輪的套筒段的外圓相配合并在其外圓上滑動(dòng), 滑移套內(nèi)孔的兩端有沉孔,內(nèi)孔與沉孔的相接部位有斜面,輸入軸齒輪和輸出軸齒輪的套筒段外圓與滑移套沉孔間形成環(huán)狀空間,滑移套的外表面上制有齒條,齒條齒輪軸嚙合。其中,轉(zhuǎn)動(dòng)與齒輪軸連為一體的手輪或手把,使滑移套沿輸入軸部件的軸線方向左右移動(dòng),離合器離合,或是輸出軸正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)。其中,滑移套的外表面上垂直于齒條的方向設(shè)鍵槽,限位銷釘伸入滑移套外側(cè)的鍵槽中,在分離位置時(shí),限位銷釘處于鍵槽的中間,滑移套向左或向右移動(dòng)到鍵槽圓弧邊緣與限位銷釘相接觸時(shí),滑移套即處于極限位置,不能繼續(xù)移動(dòng),避免滑移套的端面與輸入軸齒輪或輸出軸齒輪的端面相碰,限位銷釘同時(shí)還限制滑移套轉(zhuǎn)動(dòng)。其中,齒輪軸水平布置安裝,或垂直布置安裝。其中,滑移套的移動(dòng)不采用齒輪齒條的驅(qū)動(dòng)方式,而在滑移套外圓制有撥叉環(huán),為撥叉撥動(dòng)的驅(qū)動(dòng)方式。其中,改變輸入軸齒輪或輸出軸齒輪對(duì)過橋軸齒輪的齒數(shù),即改變齒輪的傳動(dòng)比, 使輸出軸得到與正轉(zhuǎn)時(shí)不同的轉(zhuǎn)速。當(dāng)滑移套處于位于輸入軸齒輪與輸出軸齒輪中間位置時(shí),輸入軸齒輪和輸出軸齒輪的套筒段的鉆孔正好都處在滑移套的沉孔段,亦即此時(shí)鉆孔里的鋼球也全處在滑移套的沉孔段,當(dāng)輸入軸旋轉(zhuǎn)時(shí),輸入軸對(duì)鋼球的擠壓和鋼球在離心力作用下,鋼球沿徑向貼緊在滑移套的沉孔孔壁,輸入軸空轉(zhuǎn),離合器處于分離,輸入軸不能帶動(dòng)輸入軸齒輪轉(zhuǎn)動(dòng),也不能帶動(dòng)輸出軸齒輪轉(zhuǎn)動(dòng),因此不能將輸入軸的運(yùn)動(dòng)與動(dòng)力傳遞到輸出軸;轉(zhuǎn)動(dòng)齒輪軸使滑套向右移動(dòng),在移動(dòng)過程中,滑套右邊的斜面逐步將鋼球往輸出軸齒輪的鉆孔里壓并進(jìn)入到輸入軸右邊一圈的球窩,直至滑套的內(nèi)孔與輸出軸齒輪套筒段外圓相接觸,被滑移套卡在輸出軸齒輪內(nèi)孔與輸入軸的球窩里的鋼球?qū)⑤斎胼S和輸出軸齒輪鍥為一體,輸入軸帶動(dòng)輸出軸齒輪以及輸出軸一起同向轉(zhuǎn)動(dòng),此處將與輸入軸轉(zhuǎn)向相同定義為正轉(zhuǎn),即輸出軸作正向轉(zhuǎn)動(dòng);轉(zhuǎn)動(dòng)齒輪軸使滑套向左移動(dòng),則會(huì)先放開被壓住的輸出軸齒輪內(nèi)的鋼球,再將鋼球卡在輸入軸齒輪內(nèi)孔與輸入軸左邊一圈的球窩里,將輸入軸和輸入軸齒輪鍥為一體,輸入軸帶動(dòng)輸入軸齒輪轉(zhuǎn)動(dòng),經(jīng)二根過橋軸上的齒輪再傳到輸出軸齒輪,將輸入軸的轉(zhuǎn)動(dòng)傳遞到輸出軸,此時(shí)輸出軸的轉(zhuǎn)向與輸入軸的轉(zhuǎn)向相反,即輸出軸作反向轉(zhuǎn)動(dòng)。由于采用上述技術(shù)方案,本發(fā)明具有以下特點(diǎn)
I、本發(fā)明的離合與換向裝置中齒輪處于常嚙合狀態(tài)下工作,離合或換向時(shí)沒有齒輪牙齒(或端面齒)碰撞,沒有接合死點(diǎn),可在高轉(zhuǎn)速差情況下離合或換向。2、離合器部件沒有摩擦元件,沒有摩擦發(fā)熱,主從動(dòng)件間沒有相對(duì)滑動(dòng),傳動(dòng)效率聞;
3、滑移套不隨輸入或輸出齒輪軸一起轉(zhuǎn)動(dòng),使操縱機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單,操縱方便,只需用一個(gè)旋鈕(或手把)操作,如果用撥叉撥動(dòng)滑移套,撥叉與滑移套的撥叉環(huán)間無滑動(dòng)摩擦和磨損, 對(duì)撥叉的材料和熱處理要求低。4、所述的離合與換向裝置由一種轉(zhuǎn)向切換到另一種轉(zhuǎn)向時(shí),由機(jī)構(gòu)保證先脫離了之前的齒輪傳動(dòng),轉(zhuǎn)為空檔后才能轉(zhuǎn)入反向轉(zhuǎn)動(dòng),保證了裝置的安全性;
5、改變齒輪傳動(dòng)比,可使反轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速與輸入軸相同,也可與輸入軸不同。 6、離合與換向裝置工作可靠、離合或換向時(shí)無接合噪聲,服役期長(zhǎng)。7、該裝置可以將源動(dòng)力機(jī)的扭矩傳遞或斷開到工作機(jī)械,并可實(shí)現(xiàn)工作機(jī)械的與輸入軸同向的正向轉(zhuǎn)動(dòng),或與輸入軸反向的的向轉(zhuǎn)動(dòng)。8、該裝置采用了鋼球作為接合或分離動(dòng)力傳遞的載體,當(dāng)鋼球被滑移套內(nèi)孔壓下時(shí),輸入軸與輸入(或輸出)齒輪被鍥為一體,實(shí)現(xiàn)離合器的接合;移動(dòng)滑移套,使鋼球處于滑移套內(nèi)孔的沉孔段,輸入軸旋轉(zhuǎn)鋼球被擠出輸入軸,輸入(或輸出)齒輪在輸入軸上空轉(zhuǎn),實(shí)現(xiàn)離合器的分離。9、該裝置正轉(zhuǎn)(與輸入軸同向)轉(zhuǎn)速與輸入軸相同,通過改變齒輪傳動(dòng)比,反轉(zhuǎn)(與輸入軸反向)轉(zhuǎn)速可以與輸入軸相同,也可以與輸入軸不同。10、裝置還適用于通用機(jī)械的傳動(dòng)齒輪箱、變速箱中作離合器和變換轉(zhuǎn)動(dòng)方向的機(jī)構(gòu)或裝置。
圖I圖2圖3圖4圖5圖6圖7
是本發(fā)明的剖視展開圖。
是圖I中的A-A剖視圖。
是圖2的局部放大圖。
是圖I的滑移套示意圖。
是圖4的剖示圖。
是離合器接合、輸出軸正轉(zhuǎn)時(shí)的工況圖。 是圖6中的B-B剖視圖。
具體實(shí)施例方式如圖1-7所示,該裝置包括輸入軸部件10、離合與換向部件20和輸出軸部件30, 在輸入軸部件10與輸出軸部件30之間安裝離合與換向部件20構(gòu)成離合與換向裝置,其中與輸入軸部件10與輸出軸部件30聯(lián)接的過橋軸部件圖中未畫出;輸入軸部件10由輸入軸 11和輸入軸齒輪12組成,輸出軸部件30由輸出軸31和輸出軸齒輪32組成,離合與換向部件20由滑移套21、齒輪軸22、鋼球23組成,輸入軸齒輪12和輸出軸齒輪32空套在輸入軸 11上,輸出軸齒輪32用平鍵與輸出軸31連接為一體,輸入軸11和輸出軸31共軸線,輸入軸齒輪12與過橋軸上齒輪及輸出軸齒輪32常嚙合,輸入軸11上與輸入軸齒輪12和輸出軸齒輪32內(nèi)孔相配合的部位有二組沿徑向均布的球窩101,見圖2、圖3,圖示中每組球窩數(shù)為3個(gè),輸入軸齒輪12和輸出軸齒輪32在結(jié)構(gòu)上都設(shè)計(jì)有一段套筒,套筒段鉆有沿徑向均布的、與輸入軸11上球窩101數(shù)量相等的鉆孔111,見圖2、圖3,鉆孔111并不完全鉆通,其底端制成球面狀,在每個(gè)鉆孔111內(nèi)放置鋼球23,鋼珠23在鉆孔111里露出到輸入軸齒輪 12或輸出軸齒輪32內(nèi)孔但不會(huì)落下,滑移套21的內(nèi)孔214與輸入軸齒輪12和輸出軸齒輪32的套筒段的外圓相配合并在其外圓上滑動(dòng),滑移套21內(nèi)孔214的兩端有沉孔213,內(nèi)孔214與沉孔213的相接部位有斜面215,見圖4、圖5,輸入軸齒輪12和輸出軸齒輪32的套筒段外圓與滑移套21沉孔213間形成環(huán)狀空間,滑移套21的外表面上制有齒條211,齒條211齒輪軸22嚙合。其中,轉(zhuǎn)動(dòng)與齒輪軸22連為一體的手輪或手把(圖中未畫出),使滑移套沿輸入軸部件10的軸線方向左右移動(dòng),離合器離合,或是輸出軸31正轉(zhuǎn)(與輸入軸11轉(zhuǎn)向相同)或反轉(zhuǎn)(與輸入軸11轉(zhuǎn)向相反)。其中,滑移套21的外表面上垂直于齒條211的方向設(shè)鍵槽212,限位銷釘(圖中未畫出)伸入滑移套21外側(cè)的鍵槽212中,在分離位置時(shí),限位銷釘處于鍵槽212的中間,滑移套21向左或向右移動(dòng)到鍵槽212圓弧邊緣與限位銷釘相接觸時(shí),滑移套21即處于極限位置,不能繼續(xù)移動(dòng),避免滑移套21的端面與輸入軸齒輪11或輸出軸齒輪31的端面相碰, 限位銷釘同時(shí)還限制滑移套21轉(zhuǎn)動(dòng)。其中,齒輪軸22水平布置安裝(如圖I中所示),或垂直布置安裝(圖中未畫出)。其中,滑移套21的移動(dòng)不采用齒輪齒條的驅(qū)動(dòng)方式,而在滑移套外圓制有撥叉環(huán),為撥叉撥動(dòng)的驅(qū)動(dòng)方式。其中,改變輸入軸齒輪12或輸出軸齒輪32對(duì)過橋軸齒輪的齒數(shù),即改變齒輪的傳動(dòng)比,使輸出軸31得到與正轉(zhuǎn)時(shí)不同的轉(zhuǎn)速。當(dāng)滑移套21處于位于輸入軸齒輪12與輸出軸齒輪32中間位置時(shí),如圖1,輸入軸齒輪12和輸出軸齒輪32的套筒段的鉆孔111正好都處在滑移套21的沉孔213段,亦即此時(shí)鉆孔111里的鋼球23也全處在滑移套21的沉孔213段,當(dāng)輸入軸11旋轉(zhuǎn)時(shí),輸入軸11 對(duì)鋼球23的擠壓和鋼球23在離心力作用下,鋼球23沿徑向貼緊在滑移套21的沉孔213 孔壁,輸入軸11空轉(zhuǎn),離合器處于分離,輸入軸11不能帶動(dòng)輸入軸齒輪12轉(zhuǎn)動(dòng),也不能帶動(dòng)輸出軸齒輪32轉(zhuǎn)動(dòng),因此不能將輸入軸11的運(yùn)動(dòng)與動(dòng)力傳遞到輸出軸31 ;轉(zhuǎn)動(dòng)齒輪軸 22使滑套21向右移動(dòng),在移動(dòng)過程中,滑套21右邊的斜面215逐步將鋼球23往輸出軸齒輪32的鉆孔里壓并進(jìn)入到輸入軸11右邊一圈的球窩101,直至滑套21的內(nèi)孔214與輸出軸齒輪32套筒段外圓相接觸,被滑移套21卡在輸出軸齒輪32內(nèi)孔111與輸入軸11的球窩101里的鋼球23將輸入軸11和輸出軸齒輪32鍥為一體,輸入軸11帶動(dòng)輸出軸齒輪32 以及輸出軸31 —起同向轉(zhuǎn)動(dòng),此處將與輸入軸11轉(zhuǎn)向相同定義為正轉(zhuǎn),即輸出軸31作正向轉(zhuǎn)動(dòng),見圖6和圖7 ;轉(zhuǎn)動(dòng)齒輪軸22使滑套21向左移動(dòng),則會(huì)先放開被壓住的輸出軸齒輪32內(nèi)的鋼球23,再將鋼球23卡在輸入軸齒輪12內(nèi)孔111與輸入軸11左邊一圈的球窩 101里,將輸入軸11和輸入軸齒輪12鍥為一體,輸入軸11帶動(dòng)輸入軸齒輪12轉(zhuǎn)動(dòng),經(jīng)二根過橋軸上的齒輪(圖中未畫出)再傳到輸出軸齒輪32,將輸入軸11的轉(zhuǎn)動(dòng)傳遞到輸出軸31, 此時(shí)輸出軸31的轉(zhuǎn)向與輸入軸11的轉(zhuǎn)向相反,即輸出軸31作反向轉(zhuǎn)動(dòng),為簡(jiǎn)潔文本,不再作圖說明。其中,本發(fā)明未詳細(xì)描述的技術(shù)部分為公知技術(shù)。
權(quán)利要求
1.離合與換向裝置,其特征在于該裝置包括輸入軸部件(10)、離合與換向部件(20) 和輸出軸部件(30),在輸入軸部件(10)與輸出軸部件(30)之間安裝離合與換向部件(20) 構(gòu)成離合與換向裝置,其中與輸入軸部件(10)與輸出軸部件(30)聯(lián)接的過橋軸部件圖中未畫出;輸入軸部件(10)由輸入軸(11)和輸入軸齒輪(12)組成,輸出軸部件(30)由輸出軸(31)和輸出軸齒輪(32)組成,離合與換向部件(20)由滑移套(21)、齒輪軸(22)、鋼球 (23 )組成,輸入軸齒輪(12 )和輸出軸齒輪(32 )空套在輸入軸(11)上,輸出軸齒輪(32 )用平鍵與輸出軸(31)連接為一體,輸入軸(11)和輸出軸(31)共軸線,輸入軸齒輪(12 )與過橋軸上齒輪及輸出軸齒輪(32)常嚙合,輸入軸(11)上與輸入軸齒輪(12)和輸出軸齒輪(32) 內(nèi)孔相配合的部位有二組沿徑向均布的球窩(101),輸入軸齒輪(12)和輸出軸齒輪(32)在結(jié)構(gòu)上都設(shè)計(jì)有一段套筒,套筒段鉆有沿徑向均布的、與輸入軸(11)上球窩(101)數(shù)量相等的鉆孔(111 ),鉆孔(111)并不完全鉆通,其底端制成球面狀,在每個(gè)鉆孔(111)內(nèi)放置鋼球(23),鋼珠(23)在鉆孔(111)里露出到輸入軸齒輪(12)或輸出軸齒輪(32)內(nèi)孔但不會(huì)落下,滑移套(21)的內(nèi)孔(214)與輸入軸齒輪(12)和輸出軸齒輪(32)的套筒段的外圓相配合并在其外圓上滑動(dòng),滑移套(21)的內(nèi)孔(214)的兩端有沉孔(213),內(nèi)孔(214)與沉孔 (213)的相接部位有斜面(215),輸入軸齒輪(12)和輸出軸齒輪(32)的套筒段外圓與滑移套(21)的沉孔(213)間形成環(huán)狀空間,滑移套(21)的外表面上制有齒條(211),齒條(211) 與齒輪軸(22)嚙合。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的離合與換向裝置,其特征在于其中,轉(zhuǎn)動(dòng)與齒輪軸(22)連為一體的手輪或手把,使滑移套沿輸入軸部件(10)的軸線方向左右移動(dòng),離合器離合,或是輸出軸31正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的離合與換向裝置,其特征在于其中,滑移套(21)的外表面上垂直于齒條(211)的方向設(shè)鍵槽(212),限位銷釘伸入滑移套(21)外側(cè)的鍵槽(212 )中, 在分離位置時(shí),限位銷釘處于鍵槽(212 )的中間,滑移套(21)向左或向右移動(dòng)到鍵槽(212) 圓弧邊緣與限位銷釘相接觸時(shí),滑移套(21)即處于極限位置,不能繼續(xù)移動(dòng),避免滑移套(21)的端面與輸入軸齒輪(11)或輸出軸齒輪(31)的端面相碰,限位銷釘同時(shí)還限制滑移套(21)轉(zhuǎn)動(dòng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的離合與換向裝置,其特征在于其中,齒輪軸(22)水平布置安裝,或垂直布置安裝。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的離合與換向裝置,其特征在于其中,滑移套(21)的外圓制有撥叉環(huán),采用撥叉撥動(dòng)的驅(qū)動(dòng)方式。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的離合與換向裝置,其特征在于其中,改變輸入軸齒輪(12) 或輸出軸齒輪(32)對(duì)過橋軸齒輪的齒數(shù),即改變齒輪的傳動(dòng)比,使輸出軸(31)得到與正轉(zhuǎn)時(shí)不同的轉(zhuǎn)速。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種離合與換向裝置,其包括輸入軸部件、離合與換向部件、輸出軸部件等;其特征在于所述的離合用滑移套位于輸入軸齒輪與輸出軸齒輪中間時(shí),裝在輸入軸齒輪與輸出軸齒輪套筒的徑向均布鉆孔里的鋼球都處在滑移套內(nèi)孔的沉孔段,輸入軸旋轉(zhuǎn)鋼球被擠出輸入軸球窩,輸入(或輸出)齒輪在輸入軸上空轉(zhuǎn),實(shí)現(xiàn)離合器的分離。向右移動(dòng)滑移套,滑移套內(nèi)孔與沉孔間的過渡斜面逐漸將鋼球壓下,鋼球被壓入并進(jìn)入到輸入軸右邊一圈的徑向均布的球窩里,輸入軸與輸出軸齒輪鍥為一體,輸出軸隨輸入軸一起同向轉(zhuǎn)動(dòng);向左移動(dòng)滑移套可實(shí)現(xiàn)輸出軸的反向轉(zhuǎn)動(dòng)。此離合與換向裝置可在高轉(zhuǎn)速差工況下離合或換向。
文檔編號(hào)F16H37/00GK102606698SQ20121007884
公開日2012年7月25日 申請(qǐng)日期2012年3月23日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月23日
發(fā)明者徐彬, 邱正興 申請(qǐng)人:徐彬