阅读说明：本技术 一种离心式超越离合器 (Centrifugal overrunning clutch ) 是由 李泽强 李继锋 马磊 李慎华 张黎阳 徐润润 于 2019-09-16 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种离心式超越离合器。具体地,离合器包括内外圈及离心楔合机构；离心楔合机构包括楔合件、离心块及复位弹簧,复位弹簧提供给离心块径向向内的弹性作用力；离心块上设有顶推面,在内圈转动而使离心块发生离心运动时,通过顶推面推动楔合件移动向容纳腔的逐渐缩小的一侧移动；容纳腔在圆周方向上背向离心块的一侧逐渐缩小而在楔合件背向离心块移动时,被容纳腔的腔壁向外顶推,并使内、外圈楔紧；离心块和楔合件之间通过连接件连接,在离心块复位时,带动楔合件复位,并使内、外圈脱离。本发明的离心式超越离合器在使用时,内外圈之间的楔合也比较平稳,不会产生很大噪音。(The invention relates to a centrifugal overrunning clutch. Specifically, the clutch comprises an inner ring, an outer ring and a centrifugal wedging mechanism; the centrifugal wedging mechanism comprises a wedging piece, a centrifugal block and a return spring, and the return spring provides an elastic acting force for the centrifugal block to radially inwards; the centrifugal block is provided with a pushing surface, and when the inner ring rotates to enable the centrifugal block to generate centrifugal motion, the wedging piece is pushed by the pushing surface to move to one side of the accommodating cavity which is gradually reduced; the side of the accommodating cavity, which is back to the centrifugal block in the circumferential direction, is gradually reduced, and when the wedging piece moves back to the centrifugal block, the accommodating cavity is pushed outwards by the cavity wall of the accommodating cavity, and the inner ring and the outer ring are wedged tightly; the centrifugal block and the wedging piece are connected through a connecting piece, and when the centrifugal block resets, the wedging piece is driven to reset, and the inner ring and the outer ring are separated. When the centrifugal overrunning clutch is used, the wedging between the inner ring and the outer ring is relatively stable, and great noise cannot be generated.)

一种离心式超越离合器

技术领域

本发明涉及一种离心式超越离合器。

背景技术

超越离合器又称单向离合器，是主要用于发动机和工作机或主动轴和从动轴之间传递动力或动力脱离的重要部件，其工作原理主要是利用主从动部分的相对转动速度变化，或回转方向的变换而自动结合和脱开，是一种只能从一个转向传递动力的装置。发动机在刚起动过程中转速及输出扭矩不稳定会对与其连接的传动部件产生一定冲击，易导致传动部件损坏，需通过一种离心式超越离合器保证发动机在起动初期不传递动力，当发动机稳定运行后或达到一定转速后再与传动件进行结合。

离心式超越离合器是一种常见和常用的超越离合器，主要是通过离心作用来控制超越离合器的传动和分离。常见的离心式超越离合器有棘轮棘爪式超越离合器，通过在主动部件转动达到一定速度时使棘爪发生离心动作并与棘轮结合而实现动力传递。但是，棘轮棘爪式超越离合器的噪声较大，且不适用于在高速传动系统中，因而具有一定的局限性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种离心式超越离合器，用以解决棘轮棘爪式超越离合器噪声大、不适于高速传动系统的问题。

本发明的离心式超越离合器包括：

内圈，用于传动连接主动部件；

外圈，与内圈同轴套装，用于传动连接从动部件；及一个或两个以上周向均布的离心楔合机构；

离心楔合机构包括楔合件、离心块及复位弹簧，内圈的外周面设有开口朝外的容纳腔，楔合件处于容纳腔内，内圈的靠近外边缘位置还设有安装腔，离心块处于安装腔中，且能径向浮动，复位弹簧提供给离心块径向向内的弹性作用力；

离心块上设有顶推面，在内圈转动而使离心块发生离心运动时，通过顶推面推动楔合件移动向容纳腔的逐渐缩小的一侧移动；

容纳腔在圆周方向上背向离心块的一侧逐渐缩小而在楔合件背向离心块移动时，被容纳腔的腔壁向外顶推，并使内、外圈楔紧；

离心块和楔合件之间通过连接件连接，在离心块复位时，带动楔合件复位，并使内、外圈脱离。

本发明的离心式超越离合器在使用时，在主动部件静止或低速转动时，由于复位弹簧的弹性顶压作用，离心块处于安装腔的径向靠内位置，此时，楔合件处于容纳腔的远离缩小内腔，不与外圈接触，此时内、外圈脱离；在主动部件逐渐加速到一定程度时，离心块做离心运动并顶推楔合件向容纳腔的逐渐缩小的一侧移动，然后楔合件楔紧内、外圈，实现内、外圈之间的动力传递。由于离心块的离心动作需要克服复位弹簧的弹性力，因此运动过程相对平稳，内外圈之间的楔合也比较平稳，各部件之间冲击较小，而且也不会产生很大噪音。

进一步地，所述离心块为直角梯形块，直角梯形块的斜面构成所述顶推面。这样的离心块块体相对规整，安装腔的结构也相对简单，加工比较方便。

进一步地，所述复位弹簧为设置于离心块的径向外侧的压簧，这样压簧受压提供了离心块的移动空间，相比于拉簧，安装腔所需空间较小，降低了加工难度，而且保证了内圈的结构强度。

进一步地，所述压簧有两个且在轴向上间隔布置，离心块上设有用于安装压簧的安装孔。在安装压簧时，在离心块上设置安装孔相比在内圈上设置安装孔要更加方便，而且设置两个压簧能够保证离心块的离心运动更加稳定。

进一步地，所述楔合件为轴线与内、外圈轴线平行的圆柱滚子，连接件连接在圆柱滚子的轴线位置，且可相对圆柱滚子转动，这样在楔合件发生移动时是通过圆弧面实现内外圈之间的楔紧，使内外圈的楔紧过程比较平稳，避免冲击和噪音。

此外，所述连接件为刚性连杆，离心块上设有导向长孔，所述刚性连杆的端部装有滑销，滑销滑动安装导向长孔中，导向长孔在径向上延伸且自内向外逐渐远离顶推面。采用刚性连接件，在主动部件转速降低而使得离心块在复位弹簧的作用下径向向内复位移动时，能够及时拉回楔合件，实现内外圈之间的脱离，提高了离合器的响应速度。

进一步地，所述容纳腔和安装腔相通，这样方便两个腔室的加工。

附图说明

图1为本发明的离心式超越离合器的结构示意图；

图2为本发明的离心式超越离合器隐去外圈的结构示意图；

图3为图2的侧视图；

图4为本发明的离心式超越离合器的内圈的结构示意图；

图5为图4的侧视图；

图6为本发明的离心式超越离合器的离心块的结构示意图；

图7为本发明的离心式超越离合器的离心块的剖视图；

图8为本发明的离心式超越离合器在内外圈脱离状态的示意图；

图9为本发明的离心式超越离合器在内外圈结合状态的示意图。

图中：1-内圈；10-容纳腔；11-安装腔；2-外圈；3-离心块；30-安装孔；31-顶推面；32-导向长孔；4-复位弹簧；5-楔合件；6-芯轴；7-刚性连杆；8-滑销。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施方式作进一步说明。

本发明的离心式超越离合器的具体实施例，如图1所示，离合器包括内圈1和外圈2，内、外圈同轴套装在一起且相互之间能够无干涉相对转动。离合器的外圈2主要用于与从动部件连接，例如从动轴或从动盘或从动齿轮等，其环形端面上设有用于与从动部件连接的连接孔。离合器的内圈1主要用于与主动部件连接，例如主动轴，其内孔为开有键槽的轴插孔。

离合器还包括设置在内、外圈之间的离心楔合机构。顾名思义，离心楔合机构主要用于在内圈随主动轴加速转动并达到一定速度时，通过离心楔合机构所包含的离心块的离心运动促使内、外圈之间楔合，从而实现内、外圈之间的动力传递；在内圈随主动轴减速转动并降低到一定速度时，由离心块的回复动作引起内外圈之间的楔合解除，从而实现内外圈之间的动力脱离。

具体地，参见图1-4，离心楔合机构除了以上所述的包含离心块3，还包括楔合件5和复位弹簧4。离合器的内圈1上在靠近外缘位置设有容纳腔10和安装腔11，容纳腔10和安装腔11大致在周向上排布。楔合件5安装在容纳腔10中，容纳腔10具有处于内圈1的外周面上的开口，容纳腔10的底部腔壁在背向安装腔11的方向上逐渐远离内圈1的中心延伸，而使安装腔10在背向安装腔11的一侧逐渐缩小。也就是说，这样的结构可以使楔合件5在容纳腔10的靠近安装腔11的一侧位置处时，不会楔紧内外圈，在楔合件5向容纳腔10的远离安装腔11的一侧移动时，由于底部腔壁的外推作用，楔合件5能够逐渐楔紧内、外圈。

那么，楔合件5在容纳腔10中可控的移动，正是通过离心块3来实现的。

离心块3安装在安装腔11中，顾名思义，离心块3能够发生离心动作，本发明正是通过离心块3的离心动作和回复动作来带动楔合件5的移动，其中，离心块3的复位动作是通过复位弹簧4对其提供径向向内的弹性作用力实现的。正如图1、5、6所示的，复位弹簧4从离心块3的径向外侧提供给离心块3径向向外的弹性作用力。这样压簧受压提供了离心块的移动空间。当然，在其他实施方式中，复位弹簧也可以采用拉簧的形式，此时拉簧需要在安装腔的内侧腔底设置用于安装弹簧的安装孔，复位弹簧设置在离心块的径向内侧。

由于离心块3的移动轨迹是在径向上，而楔合件5的移动轨迹是周向运动和径向运动复合得到的，因此，为了方便离心块3对楔合件5的带动，离心块3上设有顶推面，且通过顶推面与楔合件5直接接触，这样通过设置顶推面的形状能够在离心块3径向运动时，使楔合件5向我们想要的方向移动。而且这样设置时，容纳腔10和安装腔11可以设计为连通结构，也方便制造加工。

从图1、6、7中可以明显看出，离心块3为直角梯形块，梯形的小端径向朝外，斜边与楔合件5接触，直角边与安装腔11的径向延伸的腔壁贴合，且被腔壁导向而可在径向上滑移。这样在离心块3做离心运动时即可通过其斜面顶推楔合件5背向安装腔11移动，并使楔合件5楔紧内外圈，实现离合器的结合。

从以上对于楔合件5将内外圈楔紧的过程分析可知，楔合件5是在其移动过程中逐渐将内外圈楔紧的，那么为了保证在内外圈存在速度差的情况下，不会因为楔合件5对内圈的容纳腔的底部腔壁以及外圈的内周面造成冲击和碰撞，本实施例中的楔合件5优选地采用轴线与内外圈的轴线平行的圆柱滚子，这样可通过圆柱滚子的外周面实现内外圈的楔合，当然，处于这样的目的，在其他实施方式中，楔合件也可以采用滚珠。

以上对离合器的结合过程进行了分析，当然，离合器在使用过程中还包括动力分离的过程。

为了实现内外圈之间的脱离，需要楔合件5靠近安装腔11做复位移动，楔合件5的复位移动同样是通过离心块3的运动来实现的，准确的说，是通过离心块3径向向内的复位运动来实现的。结合图1、8、9，在主动部件减速转动到低于一定转速时，离心块3在复位弹簧4的弹力作用下径向向内移动，此时离心块3通过连接其自身和楔合件5的连接件拉动楔合件5向安装腔11的一侧靠近，这样，楔合件5实际上在径向向内的方向上也有位移，楔合件5即可与外圈脱开，实现内外圈之间的脱离。

本实施例中，连接件为刚性连杆7。离心块3上设有导向长孔32，刚性连杆7的端部装有滑销，滑销滑动安装导向长孔32中且能转动，导向长孔32在径向上延伸且自内向外逐渐远离顶推面，并与顶推面之间呈角度A，从而在离心块3径向向外移动并推动楔合件5移动时，不会因为刚性连杆对楔合件5的移动造成干涉。连接件采用刚性连杆，在主动部件转速降低而使得离心块在复位弹簧的作用下径向向内复位移动时，能够及时拉回楔合件，实现内外圈之间的脱离，提高了离合器的响应速度。当然，在其他实施方式中，连接件也可以采用弹性系数较大的弹性连接件。

当然，需要说明的是，由于圆柱滚子在楔紧过程中可能需要发生自转，刚性连杆7通过插装在圆柱滚子中心孔的芯轴6与圆柱滚子连接，且能够相对圆柱滚子转动，这样刚性连接件与圆柱滚子连接后，在周向方向上比较灵活，不会阻碍圆柱滚子自转。

以上对离合器的结合和脱离过程进行了说明，更为具体地，如图2-5所示，内圈上设有六组安装腔和容纳腔，即离心楔合机构有六组，且绕内圈轴向均布，这样在离合器结合时，能够保证内外圈之间的传动可靠性，提高内外圈之间的扭矩传递能力。当然，在实际使用中，针对不同的适用场合，离心楔合机构的数量可以根据实际需要设置，例如可以为三组、四组、五组或者七组以上，优选地保证周向相对内圈均布，避免内外圈之间传递不均匀。

此外，直角梯形离心块3的小端底面上还设有两个安装孔30，安装孔30为盲孔且在轴向上间隔设置，复位弹簧4可方便的预装在离心块3上，方便离合器的装配。当然，也可在离心块上设置插柱，复位弹簧预插在插柱上；或者也可在内圈上设置安装孔，复位弹簧与装在内圈的安装孔内。

当然，本发明的离心式超越离合器并不仅限于上述实施方式。

在其他实施方式中，复位弹簧可以为类似板簧的簧片结构，或者采用圆锥弹簧；复位弹簧的数量也可以为一个。离心块的形状也可以为其他异形结构，其上需要设置背向安装腔顶推楔合件的顶推面，顶推面也可以为弧面。容纳腔和安装腔也可以各自独立而互不相同，此时，离心块包括安装在安装腔中的块体以及由块体延伸向容纳腔中的外延伸臂，顶推面设置在外延伸臂上。