阅读说明：本技术 一种单向双旋转棘轮阻尼离合器 (One-way double-rotation ratchet wheel damping clutch ) 是由 刘达 李昌建 钟弟祥 于 2020-08-11 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种单向双旋转棘轮阻尼离合器,结构包括外支撑组件、可以实现双动力传递扭矩的动力源、主轴和棘轮部分、棘爪组、阻尼器组、副传动轴和后支架组成；外支撑组件包括壳体和壳体端盖两者连接组成,作为棘轮阻尼离合器的外支撑,双动力传递扭矩的动力源包括主动力源和副动力源,主轴穿过棘轮两者过盈配合或止转连接,棘爪组位于副传动轴和后支架之间,通过销钉一与棘爪保持架连接,起到支撑传动作用；所述主轴与摩擦片连接,棘轮和摩擦片将一部分扭矩传递至阻尼器组；本发明结构设计由于合理且简单,有效的解决了现有技术存在的问题。(The invention discloses a unidirectional double-rotation ratchet wheel damping clutch which structurally comprises an outer support assembly, a power source capable of realizing double-power torque transmission, a main shaft, a ratchet wheel part, a pawl group, a damper group, an auxiliary transmission shaft and a rear support, wherein the main shaft is connected with the ratchet wheel part; the outer support assembly comprises a shell and a shell end cover which are connected to form the outer support of the ratchet damping clutch, the power source of double-power torque transmission comprises a main power source and an auxiliary power source, a main shaft penetrates through the ratchet and is in interference fit or rotation stopping connection with the ratchet, and a pawl group is positioned between an auxiliary transmission shaft and a rear support and is connected with a pawl holder through a pin I to play a role in supporting and driving; the main shaft is connected with the friction plate, and the ratchet wheel and the friction plate transmit a part of torque to the damper group; the invention effectively solves the problems in the prior art due to reasonable and simple structural design.)

一种单向双旋转棘轮阻尼离合器

技术领域

本发明涉及涉及应用于汽车、工程机械等动力传递机构，具体地说是一种单向双旋转棘轮阻尼离合器。

背景技术

棘轮离合器是单向离合器的一种，分为外啮合和内啮合棘轮离合器两类。传统的棘轮离合器通过一个棘轮和多个棘爪组成的机构实现一个旋转方向传递转矩和另一个方向进行空转的功能。当棘轮式单向离合器沿空转的方向旋转时，棘爪滑过棘轮，从而外圈和内圈相对地进行空转。当棘轮式单向离合器沿锁定的方向旋转时，棘爪与棘轮齿槽嵌合，单向离合器成为锁定状态，能够在内圈和外圈之间传递转矩。

如专利2017110188378.4NSK沃纳株式会社申请的棘轮式单向离合器，在内周具有凹部的外圈；在外圈的内径侧与外圈配置在同一轴上，并在外周具有缺口的内圈；收纳在凹部内，与内圈的缺口嵌合，并在内圈和外圈之间传递转矩的爪部件；以及将爪部件向内圈推压的弹簧，此专利解决的技术问题是使棘轮式单向离合器的耐久性提高。

如专利2016110749256一种双棘轮式单向离合器，主要包括：主动棘轮、从动棘轮组、棘爪组和滚动轴承。所述棘爪组包括：棘爪座套、多个棘爪、多个弹性元件。所述从动棘轮组包括：从动棘轮组棘轮、滚珠、滚珠保持架、从动棘轮组支撑圈。当所述双棘轮式单向离合器沿空转的方向旋转时，所述主动棘轮先相对于所述从动棘轮组棘轮旋转，在使所述从动棘轮组棘轮的齿顶面与所述主动棘轮的齿顶面在轴向上互补后，所述主动棘轮再带动所述从动棘轮组棘轮一起旋转，使所述棘爪从所述主动棘轮的齿顶面的末端滑过后到达所述从动棘轮组棘轮的齿顶面，目的是避免所述棘爪撞击所述主动棘轮，但实际情况并不理想。

综上所述现有结构的棘轮式单向离合器中，当单向离合器沿空转的方向旋转时，棘爪在滑过棘轮时，由于棘轮的齿槽和齿顶面交替变化通过棘爪，使棘爪在弹性元件的作用下交替撞击棘轮表面，并发出响声，弹性元件也随之不断伸缩并产生能量损耗，此过程会增加棘爪与棘轮的磨损并降低弹性元件的使用寿命。同时在高转速旋转时会产生振动及噪音，则限制了离合器的转速使用条件。

因此本领域技术人员还应及时解决上述问题，为市场需求多一种产品选择。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的缺点，提供一种单向双旋转棘轮阻尼离合器，该离合器结构设计简单合理、工作可靠设置了棘爪在阻尼器组的异形槽滑动连接，从而使离合器空转的方向旋转时棘爪受阻尼器组影响脱离了与棘轮接触，避免棘爪撞击棘轮表面，使用离合器空转的方向旋转时棘爪没有撞击棘轮表面，则解除了离合器转速限制条件。

本发明是通过以下技术方案来实现：一种单向双旋转棘轮阻尼离合器，结构包括外支撑组件、可以实现双动力传递扭矩的动力源、主轴和棘轮部分、棘爪组、阻尼器组、副传动轴和后支架组成；所述外支撑组件包括壳体和壳体端盖两者连接组成，内部为中空设置，两端有穿孔，作为棘轮阻尼离合器的外支撑，其中壳体和壳体端盖作为整个部件的外支撑，通过滚动轴承三、滚动轴承四、滚动轴承五与棘爪组支撑连接，还通过滚动轴承一和滚动轴承二与主轴支撑连接；所述双动力传递扭矩的动力源包括主动力源和副动力源，主动力源与主轴一端连接，副动力源与副传动轴一端连接；所述主轴穿过棘轮两者过盈配合或止转连接，棘爪组位于副传动轴和后支架之间，通过销钉一与棘爪保持架连接，起到支撑传动作用；所述主轴与摩擦片连接，棘轮和摩擦片将一部分扭矩传递至阻尼器组。

作为优选，所述副传动轴为空心轴设置，主轴从副传动轴的空心处穿过设置；副传动轴通过滚动轴承三与壳体端盖支撑连接，副传动轴穿过壳体端盖后输出端连接副动力源，另一端通过销钉一与棘爪保持架连接；

后支架为空心轴设置，主轴从后支架的空心处穿过设置；支架通过滚动轴承四与壳体支撑连接，其中一端通过销钉一与棘爪保持架连接。

作为优选，所述棘爪组包括：棘爪、棘爪保持架、弹性元件一，棘爪保持架为空心结构，棘轮可在空心部分沿轴心O自由旋转，棘爪保持架的内壁设置了开口槽形，棘爪安装在槽形内，弹性元件一设在棘爪和棘爪保持架的槽形之间；

棘爪保持架还设置了多个弧形槽；

棘爪顶部位置的二侧还设置了圆柱形凸起部位，用于和阻尼器组连接；

棘爪安装在棘爪保持架槽形内可以摇摆活动,棘爪能够以圆形部位一沿棘爪保持架的圆形部位二为轴心进行摇摆。

作为优选，所述阻尼器组包括：内骨架、外骨架、销钉二、摩擦片、钢球、弹性元件二；内骨架通过滚动轴承三与后支架支撑连接，由于后支架通过滚动轴承四与壳体支撑连接，从而使得内骨架间接和壳体支撑连接；

销钉二安装在内骨架孔位里，并且过盈配合；

销钉二还穿过棘爪保持架的弧形槽，与外骨架孔位连接，档圈一安装在外骨架的卡槽位置，并与销钉二的卡槽位置锁定连接。

钢球安装在内骨架槽孔内，弹性元件二分别设在内骨架槽孔和钢球之间，钢球分别与棘轮和摩擦片设置的槽形摩擦连接，摩擦片与主轴连接；

销钉二穿过棘爪保持架的弧形槽，其连接方式为滑动连接，从而使得内骨架、外骨架和多个销钉二的鼠笼式组合体可以沿着轴心O自由旋转一定的角度，角度值为销钉二在弧形槽的最大活动范围；即等于所述的棘爪保持架弧形槽的摆角角度值。

所述棘爪组位于内骨架和外骨架之间，通过销钉二和档圈一组成一个可以沿轴心O相对旋转一定的角度的机构。

内骨架和外骨架在相互对应的位置也设置了多个跑道状槽形，分别与多个棘爪顶部位置二侧设置的圆柱形凸起部位连接，连接方式为槽连接，以另多个棘爪在设置的槽形自由活动。

作为优选，所述的设置了多个跑道状槽形，槽的形状特征为：

可以沿圆心O有一 定的旋转摆动角度，摆动角度值等于或大于所述的棘爪保持架4 弧形槽402的角度值。

槽 形的两端圆形部位中心相对圆心O有高低位落差，数值分别R1和R2值。

作为优选，主轴与棘轮：棘轮处于棘爪组空位轴心处，两者端面位置相互平齐设置，主轴穿过棘轮两者过盈配合或止转连接，主轴穿过内骨架两者滑动连接，主轴穿过摩擦片两者止转连接并且在轴向滑动连接，轴用档圈二安装在主轴卡槽里，用于摩擦片轴向限位；主轴分别穿过棘轮、内骨架和摩擦片，并且内骨架位于棘轮和摩擦片之间，内骨架通过安装在槽形内的钢球在弹性元件二作用下与棘轮和摩擦片的弧形槽摩擦连接；继而主轴还穿过中空的后支架，再穿过滚动轴承与壳体支撑连接，输出端连接主动力源；主轴另一侧穿过中空的副传动轴并通过滚动轴承与其支撑连接，副传动轴还通过滚动轴承三与壳体端盖支撑连接，使得主轴间接和壳体端盖支撑连接，之后输出端连接负载元件。

作为优选，所述棘爪安装设置多个；弹性元件一和弹性元件二安装设置多个；销钉一和销钉二安装设置多个；钢球安装设置有多个。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

1、实现了二个动力源共用一个离合器的自由切换；

2、加入了阻尼器，并设置了阻尼器组的高低位摆角槽形与棘爪的滑动连接，从而使用离合器空转的方向旋转时棘爪脱离了与棘轮接触，避免棘爪撞击棘轮表面。

3、如上第二条所述，使用离合器空转的方向旋转时棘爪没有撞击棘轮表面，则解除了离合器转速限制条件。

为了实现上述以及相关目的，本发明的一个或多个方面包括后面将详细说明并在权利要求中特别指出的特征。下面的说明以及附图详细说明了本发明的某些示例性方面。然而，这些方面指示的仅仅是可使用本发明的原理的各种方式中的一些方式。此外，本发明旨在包括所有这些方面以及它们的等同物。

附图说明

图1为本发明具体实施例的单向双旋转棘轮阻尼离合器的剖视轴测图；

图2为本发明具体实施例的单向双旋转棘轮阻尼离合器主视图的剖视简图；

图3为本发明具体实施例的棘轮离合器嵌合状态和分离状态相关部件位置变化图；

图4为本发明具体实施例的棘轮离合器嵌合状态和分离状态单个棘爪位置局部放大图；

图5为本发明具体实施例的棘爪组和阻尼器组的几个部件安装示意图；

图6为本发明具体实施例的内骨架和外骨架在相互对应的位置设置的多个跑道状槽形示意图；

图7为本发明具体实施例的棘爪和阻尼器组的内骨架和外骨架安装位置局部放大图；

附图标记：

1-主轴；2-棘轮；3-棘爪；4-棘爪保持架;5-副传动轴;6-后支架;7-弹性元件一; 8-销钉一；9-内骨架；10-外骨架；11-销钉二；12-档圈一；13-摩擦片；14-钢球；15-弹性元件二；16-壳体；17-壳体端盖；18-滚动轴承一；19-滚动轴承二；20-滚动轴承三；21-滚动轴承四；22-滚动轴承五；23-档圈二；24-主动力源；25-副动力源；26-负载元件；402-弧形槽；101-卡槽；111-卡槽；311-圆柱形凸起部位；301-圆形部位一；401-圆形部位二。

具体实施方式

下面将参照附图对本发明的各个实施例进行详细描述。

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

在下面的描述中，出于说明的目的，为了提供对一个或多个实施例的全面理解，阐述了许多具体细节。然而，很明显，也可以在没有这些具体细节的情况下实现这些实施例。在其它例子中，为了便于描述一个或多个实施例，公知的结构和设备以方框图的形式示出。

需要说明的是，在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、 “横向”、 “上”、“下”、“前端”、“末端”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、 “轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对发明的限制。

如图1-7所示，所述一种单向双旋转棘轮阻尼离合器，结构包括外支撑组件、可以实现双动力传递扭矩的动力源、主轴1和棘轮2部分、棘爪组、阻尼器组、副传动轴5和后支架6组成；所述外支撑组件包括壳体16和壳体端盖17两者连接组成，内部为中空设置，两端有穿孔，作为棘轮阻尼离合器的外支撑，其中壳体16和壳体端盖17作为整个部件的外支撑，通过滚动轴承三20、滚动轴承四21、滚动轴承五22与棘爪组支撑连接，还通过滚动轴承一18和滚动轴承二19与主轴1支撑连接；所述双动力传递扭矩的动力源包括主动力源24和副动力源25，主动力源24与主轴1一端连接，副动力源25与副传动轴5一端连接；所述主轴1穿过棘轮2两者过盈配合或止转连接，棘爪组位于副传动轴5和后支架6之间，通过多个销钉一8与棘爪保持架4连接，起到支撑传动作用；所述主轴1与摩擦片13连接，棘轮2和摩擦片13将一部分扭矩传递至阻尼器组。

具体实施过程中，如图2所示，所述副传动轴5为空心轴设置，主轴1从副传动轴5的空心处穿过设置；副传动轴5通过滚动轴承三20与壳体端盖17支撑连接，副传动轴5穿过壳体端盖17后输出端连接副动力源25，另一端通过多个销钉一8与棘爪保持架4连接。

后支架6为空心轴设置，主轴1从后支架6的空心处穿过设置；支架6通过滚动轴承四21与壳体16支撑连接，其中一端通过多个销钉一8与棘爪保持架4连接。

具体实施过程中，如图2所示，所述棘爪组包括：棘爪3、棘爪保持架4、弹性元件一7，棘爪保持架4为空心结构，棘轮2可在空心部分沿轴心O自由旋转，棘爪保持架4的内壁设置了开口槽形，多个棘爪3安装在槽形内，多个弹性元件一7分别设在每个棘爪3和棘爪保持架4的槽形之间。

具体实施过程中，棘爪保持架4还设置了多个弧形槽，如图3中402位置，槽的形状可以沿圆心O转动一定角度的弧形槽，摆角的角度值为数值a2减去数值a1。

具体实施过程中，如图4和图7所示，多个棘爪3顶部位置的二侧还设置了圆柱形凸起部位311，用于和阻尼器组连接。

具体实施过程中，如图4中放大图所示，所述的多个棘爪3安装在棘爪保持架4槽形内还可以摇摆活动,棘爪3能够以圆形部位一301沿棘爪保持架4的圆形部位二401为轴心进行摇摆。

具体实施过程中，所述阻尼器组包括：内骨架9、外骨架10、多个销钉二11、摩擦片13、多个钢球14、多个弹性元件二15；内骨架9通过滚动轴承三22与后支架6支撑连接，由于后支架6通过滚动轴承四21与壳体16支撑连接，从而使得内骨架9间接和壳体16支撑连接；

如图5所示，多个销钉二11安装在内骨架9孔位里，并且过盈配合；多个销钉二11还穿过棘爪保持架4的弧形槽402，与外骨架10孔位连接，档圈一12安装在外骨架10的卡槽101位置，并与多个销钉二11的卡槽111位置锁定连接。

如图2所示，多个钢球14安装在内骨架9槽孔内，多个弹性元件二15分别设在内骨架槽孔和钢球14之间，钢球14分别与棘轮2和摩擦片13设置的槽形摩擦连接，摩擦片13与主轴连接；

所述的多个销钉二11穿过棘爪保持架4的弧形槽，其连接方式为滑动连接，从而使得内骨架9、外骨架10和多个销钉二11的鼠笼式组合体可以沿着轴心O自由旋转一定的角度，角度值为销钉二11在弧形槽的最大活动范围；即等于所述的棘爪保持架4弧形槽的摆角角度值。

具体实施过程中，如上所述棘爪组位于内骨架9和外骨架10之间，通过多个销钉二11和档圈一12组成一个可以沿轴心O相对旋转一定的角度的机构。

内骨架9和外骨架10在相互对应的位置也设置了多个跑道状槽形，分别与多个棘爪3顶部位置二侧设置的圆柱形凸起部位311连接，连接方式为槽连接，以另多个棘爪3在设置的槽形自由活动。

如图6所示，所述的设置了多个跑道状槽形，槽的形状特征为：

可以沿圆心O有一 定的旋转摆动角度，摆动角度值等于或大于所述的棘爪保持架4 弧形槽402的角度值。槽 形的两端圆形部位中心相对圆心O有高低位落差，如图中的R1和R2。数值分别为图3中R1和 R2值。

具体实施过程中，主轴与棘轮：如图2所示，棘轮2处于棘爪组空位轴心处，两者端面位置相互平齐设置，主轴1穿过棘轮2两者过盈配合或止转连接，主轴1穿过内骨架9两者滑动连接，主轴1穿过摩擦片13两者止转连接并且在轴向滑动连接，轴用档圈二23安装在主轴1卡槽里，用于摩擦片13轴向限位； 如上所述，主轴1分别穿过棘轮2、内骨架9和摩擦片13，并且内骨架9位于棘轮2和摩擦片13之间，内骨架9通过安装在槽形内的多个钢球14在多个弹性元件二15作用下与棘轮2和摩擦片13的弧形槽摩擦连接；继而主轴1还穿过中空的后支架6，再穿过滚动轴承19与壳体16支撑连接，输出端连接主动力源24；主轴1另一侧穿过中空的副传动轴5并通过滚动轴承18与其支撑连接，副传动轴5还通过滚动轴承三20与壳体端盖17支撑连接，使得主轴1间接和壳体端盖17支撑连接，之后输出端连接负载元件26；

具体工作情况如下：

当使用主动力时，如图2所示，主轴1旋转将扭矩传递至负载元件26。

同时棘轮沿离合器空转的方向旋转，此时棘爪组静止，如图3的a图和b图所示，棘轮齿顶面滑过棘爪，使棘爪脱离棘轮齿槽。

同时棘轮和摩擦片将一部分扭矩传递至阻尼器组，使阻尼器组沿圆心O旋转摆动，如所述多个棘爪3顶部位置二侧设置的圆柱形凸起部位可以在阻尼器组设置的槽形自由活动，如所述阻尼器组设置的槽形为相对圆心O有高低位落差，再如所述棘爪3能够以圆形部位301沿棘爪保持架4的圆形部位401为轴心进行摇摆。综合的，在此时所述的棘爪组相对静止，而阻尼器组沿圆心O旋转摆动，棘爪组相对阻尼器组沿圆心O旋转摆动，在达到限定角度值时，如图3中棘爪3由a图的离合器嵌合状态，转变为b图离合器分离状态。随着主动力持续将扭矩传递至阻尼器组使得离合器始终处于分离状态，脱离了与棘轮接触，从而避免棘爪撞击棘轮表面。

当主动力停止，使用副动力时，如所述副动力25连接副传动轴5，副传动轴5、棘爪保持架4和后支架6通过销钉相互传动连接，并且通过滚动轴承与壳体支撑部件支撑连接。此时主轴连接的主动力停止，主轴1和棘轮2静止，阻尼器组受摩擦相对静止。

如所述棘爪保持架4设置的弧形槽有角度限制并与阻尼器组的销钉二11滑动连接，当副动力25转动时，棘爪组随之旋转，同时多个棘爪3在多个弹性元件7作用下，随所述的槽形的高位R2往低位R1滑动，直至棘爪与棘轮齿槽完全嵌合。当旋转角度超出棘爪保持架4槽形设置的角度值时，通过销钉11带动阻尼器运转。此时单向离合器成为锁定状态，副动力转矩经棘爪3和棘轮2传递至主轴1，主轴1将扭矩传递至负载元件26。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。