[发明专利]啮合式超越离合器

说明书

技术领域

本发明涉及机械传动领域，具体涉及一种大扭矩、长寿命的超越离合器。

背景技术

超越离合器作为的一种基础传动部件，在机械工程领域内具有十分广泛的应用。超越离合器主要应用于内燃机启动机、脉动式无级变速器、装载机所用的双涡轮动力换挡变速箱、混合动力汽车的传动系统，以及需要双动力驱动或双速驱动的场合。

目前广泛应用的超越离合器主要有滚柱式超越离合器和楔块式超越离合器两种类型。由于传动机理的原因，这两种类型的超越离合器很难满足现代工业对机械产品越来越高的要求。

滚柱式超越离合器由内环、外环、滚柱等主要零部件组成，按结构形式不同，又分为弹簧顶销式和保持架式两种。滚柱与内环和外环都是高副接触，依靠滚柱与内、外环间的摩擦传递力矩，存在接触应力大，传递扭矩小的缺点。此外，滚柱式超越离合器对制造和安装的要求都很高。为使滚柱受力均匀，同一个超越离合器内的多个滚柱的直径误差控制在0.005mm以内，在装配时需要对滚柱进行测量分组；滚柱式超越离合器的内环的形状复杂，加工比较困难。滚柱式超越离合器工作时，滚柱与内环、外环、保持架或顶销之间容易产生磨损，严重影响使用寿命。以轮式装载机的动力换挡变速箱所用超越离合器为例，它的使用寿命一般为2000小时左右，大大低于齿轮传动的使用寿命，其失效的主要表现形式为：滚柱被压溃或被磨成腰鼓形、保持架严重磨损或破裂、弹簧和顶销失效、内环磨损严重或崩齿。超越离合器是轮式装载机变速箱最易出现故障的部件，它已经成为提高轮式装载机变速箱寿命的瓶颈。

楔块式超越离合器由内环、外环、楔块和隔离环等部件组成。与滚柱式超载离合器相比，楔块式超越离合器用楔块取代滚柱，承载能力有所提高。但是，楔块式超越离合器仍然是靠摩擦传递内外环之间的力矩，没有从根本上解决接触应力大、传递力矩小的不足。楔块式超越离合器磨损后，自动补偿能力较差。在超载的情况下，可能有一个或几个楔块转动超过最大的撑线范围，使内环和外环卡死，当力矩减小后楔块也不能复位。

由于传动机理的约束，滚柱式超越离合器和楔块式超越离合器很难满足现代机械工业的需要。在工程机械、航空发动机、自动变速箱等机械设备中，迫切需要能够传递大扭矩、具有长寿命的新型超越离合器。

发明内容

本发明的目的是克服滚柱式超越离合器和楔块式超越离合器的不足，提供一种大扭矩、长寿命的新型超越离合器。本发明采用的技术手段如下：改变滚柱式超越离合器和楔块式超越离合器的依靠摩擦传递力矩的方式，用齿轮啮合传动代替摩擦传动，用齿轮齿条机构控制超越离合器的状态。

为实现发明目的，本发明采用的技术方案是：啮合式超越离合器由内环（1）、外环（2）、导轨（3）、齿条（4）、弹簧（5）和行星齿轮（6）等组成，其特征在于：内环（1）和外环（2）的轴线重合，它们只能作绕自身的轴线旋转的圆周运动；行星齿轮（6）的分度圆与齿条（4）的分度线相切；内环（1）和外环（2）既可作为行星架，又可作为中心轮，当内环（1）作为行星架时，外环（2）作为中心轮，当内环（1）作为中心轮时，外环（2）的作为行星架；行星齿轮（6）和导轨（3）都安装在行星架上；行星齿轮（6）可绕它自身的轴线旋转，但不能相对行星架移动；导轨（3）固定在行星架上，它与行星架不能相对运动；齿条（4）安装在导轨（3）上，齿条（4）可以相对导轨（3）作直线运动，相对运动方向与齿条（4）的分度线方向平行；弹簧（5）为压缩型弹簧，它的一端与导轨（3）接触，另一端与齿条（4）接触，弹簧（5）对齿条（4）的作用力使齿条（4）向行星架的轴线靠近；导轨（3）、齿条（4）、弹簧（5）、行星齿轮（6）的数量都不少于两个，它们在圆周上均匀分布。

附图说明

图1为实施例1的同步状态。

图2为实施例1的超越状态。

图3为实施例2的同步状态。

图4为实施例2的超越状态。

具体实施方式

本发明所述的啮合式超越离合器具有两种结构形式：外环作为行星架为第一种结构，内环作为行星架为第二种结构。第一种结构对应实施例1，第二种结构对应实施例2。现以实施例1为例说明啮合式超越离合器的具体实施方式。