專(zhuān)利名稱(chēng)：慣性接合離合器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種機(jī)械傳動(dòng)裝置，尤其與離合器有關(guān)。
二、技術(shù)背景各種離合器按接合元件的方式可分為嚙合式、摩擦式和液力式。嚙合式離合器雖有體積小，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，傳動(dòng)比固定等優(yōu)點(diǎn)，但缺點(diǎn)是接合時(shí)有一定的沖擊和振動(dòng)，只有在相對(duì)速度很低或幾乎停止轉(zhuǎn)動(dòng)的情況下才能接合。摩擦式離合器，雖可在運(yùn)轉(zhuǎn)中平穩(wěn)接合，但接合過(guò)程中摩擦片會(huì)發(fā)生磨損并發(fā)熱，無(wú)法在半離合狀態(tài)下工作，由于接合過(guò)程時(shí)間較短，仍會(huì)有一定的沖擊。液力離合器可分為流動(dòng)液力接合離合器和靜液壓力接合離合器兩種。前者主要以液力偶合器為代表，雖可做到無(wú)接合沖擊，延長(zhǎng)機(jī)件壽命，但分離不徹底，動(dòng)力傳遞損耗較大，在低速時(shí)幾乎無(wú)法工作；后者主要以容積泵式離合器為代表，雖可做到接合平穩(wěn)，并減小能耗，但也存在著分離不徹底，易發(fā)熱，使用壽命短等缺點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的任務(wù)是提供一種既無(wú)接合沖擊，不易發(fā)熱，又可分離徹底的離合器。
為解決上述任務(wù)，本發(fā)明的解決方案是創(chuàng)造一種新的接合方法，即慣性接合方法。運(yùn)用物體的慣性設(shè)計(jì)出一個(gè)慣性接合裝置，就是將離合器中輸入軸上的機(jī)件和輸出軸上的機(jī)件，聯(lián)合制成一個(gè)由往復(fù)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)連接著擺體的擺動(dòng)裝置，使得輸入軸相對(duì)于輸出軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，往復(fù)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)會(huì)推動(dòng)擺體作往復(fù)擺動(dòng)。由于擺體具有慣性，因此擺體的往復(fù)擺動(dòng)會(huì)因慣性而存在阻力，使往復(fù)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的往復(fù)運(yùn)動(dòng)受到阻礙，從而使輸入軸與輸出軸的相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生阻力，這個(gè)阻力就是本發(fā)明離合器的接合力，因?yàn)樗醋杂跀[體的慣性，故而稱(chēng)其為慣性接合力。而這個(gè)會(huì)因慣性而發(fā)生接合的裝置稱(chēng)為慣性接合裝置，具有這種慣性接合裝置的離合器便稱(chēng)為慣性接合離合器，也可簡(jiǎn)稱(chēng)慣性離合器。
上述這種慣性接合離合器在輸入軸與輸出軸相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)速逐漸提高時(shí)，慣性接合裝置內(nèi)的往復(fù)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的往復(fù)運(yùn)動(dòng)頻率會(huì)逐漸提高，擺體的擺動(dòng)頻率也逐漸提高。因此擺體的慣性所產(chǎn)生的擺動(dòng)阻力即慣性接合力也越來(lái)越大，直至這個(gè)接合力超過(guò)負(fù)載使輸出軸跟著轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)。這是一只用慣性接合的并隨著輸入軸相對(duì)于輸出軸轉(zhuǎn)速的提高而自動(dòng)接合的離合器，它與日常的液力偶合器一樣，接合力會(huì)因輸入軸和輸出軸的轉(zhuǎn)速差的加大而加大。但這種離合器也與液力偶合器一樣存在著分離不徹底和接合不同步的缺點(diǎn)。為此本發(fā)明又設(shè)計(jì)了一個(gè)接合調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，安裝于上述慣性接合裝置內(nèi)的往復(fù)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)與擺體之間，使往復(fù)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)產(chǎn)生的往復(fù)運(yùn)動(dòng)通過(guò)接合調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)傳送給擺體，這樣擺體的擺動(dòng)或擺體的質(zhì)量便可通過(guò)接合調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)進(jìn)行調(diào)節(jié)，因此離合器的接合力的大小也就成為可以調(diào)節(jié)，從而實(shí)現(xiàn)離合器的接合與分離。
四

圖1是本發(fā)明慣性接合離合器的工作原理示意圖。
圖2是本發(fā)明第一個(gè)實(shí)施方式慣性接合離合器結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3是本發(fā)明慣性接合離合器的平衡設(shè)計(jì)示意圖。
圖4是本發(fā)明第二個(gè)實(shí)施方式曲軸連桿為往復(fù)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的慣性離合器結(jié)構(gòu)示意圖。
圖5是以凸輪傳動(dòng)桿和曲軸連桿兩種往復(fù)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的比較示意圖。
圖6是本發(fā)明第三個(gè)實(shí)施方式安裝有接合調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的凸輪往復(fù)式慣性接合離合器的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖7是本發(fā)明第四個(gè)實(shí)施方式安裝有接合調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的曲軸往復(fù)式慣性接合離合器結(jié)構(gòu)示意圖。
圖8是本發(fā)明第五個(gè)實(shí)施方式安裝有重?cái)[體的慣性接合離合器結(jié)構(gòu)示意圖。
圖9是本發(fā)明第六個(gè)實(shí)施方式鎖止式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的慣性接合離合器結(jié)構(gòu)示意圖。
圖10是本發(fā)明第七個(gè)實(shí)施方式鎖止式結(jié)構(gòu)徑向調(diào)節(jié)慣性接合離合器結(jié)構(gòu)示意圖。
圖11是本發(fā)明第八個(gè)實(shí)施方式接合調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)為轉(zhuǎn)向式接合調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的慣性接合離合器結(jié)構(gòu)示意圖。
圖12是本發(fā)明第九個(gè)實(shí)施方式慣性接合裝置在外部并裝有接合調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的慣性接合離合器結(jié)構(gòu)示意圖。
圖13是本發(fā)明第十個(gè)實(shí)施方式慣性接合裝置在外部的慣性接合離合器結(jié)構(gòu)示意圖。
下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
五具體實(shí)施例方式
如圖1所示，該離合器主要由輸入軸(1)、輸入齒輪(2)、輸出軸(3)、輸出轉(zhuǎn)盤(pán)(4)、凸輪(5)、凸輪(6)、凸輪軸(7)、凸輪軸(8)、傳動(dòng)齒輪(9)、傳動(dòng)齒輪(10)、及介于兩凸輪(5)凸輪(6)之間的擺體(11)、組成。其中傳動(dòng)齒輪(9)和傳動(dòng)齒輪(10)為大小相等齒數(shù)相同的兩只齒輪，而凸輪(5)和凸輪(6)也是相同的，這里主要是為了便于說(shuō)明工作原理而將其分別表示。
當(dāng)輸入齒輪(2)相對(duì)于輸出轉(zhuǎn)盤(pán)(4)作圖中箭頭方向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，與輸入齒輪(2)嚙合的傳動(dòng)齒輪(9)和傳動(dòng)齒輪(10)分別帶動(dòng)凸輪(5)和凸輪(6)作圖中箭頭方向轉(zhuǎn)動(dòng)。由于凸輪(5)外形曲線的作用，迫使靜止的擺體(11)向凸輪(6)的方向作加速運(yùn)動(dòng)，而凸輪(6)的外形曲線的設(shè)計(jì)在此時(shí)正好能容納擺體(11)的這種加速運(yùn)動(dòng)。顯然擺體(11)在受凸輪(5)的推動(dòng)向凸輪(6)方向作加速運(yùn)動(dòng)的同時(shí)，也給凸輪(5)一個(gè)反作用力，以阻止凸輪(5)的這種轉(zhuǎn)動(dòng)，凸輪(5)上的這個(gè)阻力通過(guò)傳動(dòng)齒輪(9)傳遞給輸入齒輪(2)，使輸入齒輪(2)相對(duì)于輸出轉(zhuǎn)盤(pán)(4)的轉(zhuǎn)動(dòng)受阻，從而使輸入軸(1)和輸出軸(3)之間產(chǎn)生接合力，這就是本發(fā)明離合器的接合力。
當(dāng)上述凸輪(5)和凸輪(6)轉(zhuǎn)過(guò)半周進(jìn)入第二半周時(shí)，擺體(11)在完成由凸輪(5)推動(dòng)的加速運(yùn)動(dòng)后，開(kāi)始了由凸輪(6)推動(dòng)的向凸輪(5)方向的加速運(yùn)動(dòng)，此時(shí)擺體(11)也同樣給凸輪(6)一個(gè)反作用力，以阻止凸輪(6)的轉(zhuǎn)動(dòng)，凸輪(6)上的這個(gè)阻力經(jīng)傳動(dòng)齒輪(10)傳遞給輸入齒輪(2)，而同樣轉(zhuǎn)變成為離合器的接合力。
因此，只要凸輪(5)和凸輪(6)不停地轉(zhuǎn)動(dòng)，擺體(11)也就不斷地在兩只凸輪之間作往復(fù)加速運(yùn)動(dòng)，離合器的慣性接合力也就始終存在。
以上離合器內(nèi)推動(dòng)擺體(11)作往復(fù)運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)，本發(fā)明稱(chēng)其為往復(fù)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)(12)，而將往復(fù)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)(12)與擺體(11)連接后所構(gòu)成的裝置稱(chēng)為慣性接合裝置(13)。圖1中提到兩只凸輪的外形曲線在推動(dòng)擺體(11)作往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)，無(wú)論是向凸輪(6)方向運(yùn)動(dòng)還是向凸輪(5)方向運(yùn)動(dòng)，擺體(11)始終都是在作加速運(yùn)動(dòng)，因?yàn)檫@樣可以獲取一個(gè)持續(xù)的接合力。但由于運(yùn)動(dòng)中只有加速運(yùn)動(dòng)而沒(méi)有設(shè)計(jì)減速運(yùn)動(dòng)過(guò)程，因此擺體(11)對(duì)凸輪的沖擊力會(huì)很大。為了減小擺體對(duì)凸輪的沖擊，可以適當(dāng)設(shè)計(jì)部分的減速運(yùn)動(dòng)過(guò)程，但擺體的減速運(yùn)動(dòng)會(huì)使離合器的接合力減小，為此本發(fā)明采用了緩沖裝置，以減小沖擊，另外緩沖裝置更可以將擺體(11)在凸輪(5)的第一個(gè)半周推動(dòng)結(jié)束時(shí)所具有的慣性沖擊力，作用在凸輪(6)的第二個(gè)半周曲線上，使離合器的慣性接合力變得非常強(qiáng)大。
圖2是一只根據(jù)上述原理設(shè)計(jì)的離合器。圖中擺體(11)已制成一個(gè)擺輪，擺輪(11)的中心是一個(gè)軸套，活套在輸出軸(3)上，并可繞輸出軸(3)旋轉(zhuǎn)，凸輪(5)和凸輪(6)的中間有一個(gè)往復(fù)齒條(14)，該往復(fù)齒條(14)與往復(fù)齒輪(15)嚙合，而往復(fù)齒輪(15)活套在擺輪(11)的軸套上，并采用緩沖裝置(16)加以連接。
當(dāng)輸入齒輪(2)通過(guò)傳動(dòng)齒輪帶動(dòng)兩只凸輪作圖中箭頭方向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，在兩只凸輪轉(zhuǎn)動(dòng)的第一個(gè)半周凸輪(5)的第一個(gè)半周曲線推動(dòng)往復(fù)齒條(14)向凸輪(6)方向加速運(yùn)動(dòng)，并帶動(dòng)與其嚙合的往復(fù)齒輪(15)作加速旋轉(zhuǎn)，擺輪(11)也就跟著往復(fù)齒輪作圖中箭頭方向的加速轉(zhuǎn)動(dòng)。擺輪(11)加速旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的反作用力，轉(zhuǎn)變成離合器的接合力。在兩只凸輪進(jìn)入第二個(gè)半周轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)凸輪(6)的第二個(gè)半周曲線推動(dòng)往復(fù)齒條(14)作與凸輪(5)第一個(gè)半周推動(dòng)時(shí)方向相反的加速運(yùn)動(dòng)，但此時(shí)的擺輪(11)仍有繼續(xù)朝原來(lái)方向轉(zhuǎn)動(dòng)的慣性，這樣勢(shì)必造成往復(fù)齒輪(15)與擺輪(11)連接處的緩沖裝置(16)因扭矩過(guò)大而發(fā)生變形。因此，此時(shí)在凸輪(6)的第二個(gè)半周曲線上的反作用力便成倍提高，離合器的接合力也大大提高。
上述實(shí)施例，如果不安裝緩沖裝置，顯然也可以實(shí)施，所以這里不再例舉。但緩沖裝置具有減小振動(dòng)、增大接合力的作用。
慣性接合離合器是依靠擺體的往復(fù)擺動(dòng)而獲得接合力的。因此免不了這種擺動(dòng)給離合器帶來(lái)振動(dòng)，為此要將離合器進(jìn)行動(dòng)平衡的設(shè)計(jì)，圖3是對(duì)稱(chēng)地安置了兩個(gè)往復(fù)齒條和兩對(duì)往復(fù)凸輪，但只有一對(duì)凸輪軸的離合器。其實(shí)還可以設(shè)計(jì)多個(gè)凸輪軸布置在輸出轉(zhuǎn)盤(pán)(4)的不同位置上，有多個(gè)往復(fù)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)來(lái)推動(dòng)多個(gè)擺體擺動(dòng)的離合器，這樣可使離合器的接合力持續(xù)均勻，并減小振動(dòng)。
圖4是一只往復(fù)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)(12)為曲軸連桿組成的離合器示意圖，與圖2相比只是將凸輪和凸輪軸的聯(lián)合機(jī)構(gòu)換成了曲軸(17)，往復(fù)齒條(14)換成了連桿(18)，往復(fù)齒輪(15)換成了往復(fù)轉(zhuǎn)盤(pán)(19)，往復(fù)轉(zhuǎn)盤(pán)(19)與擺輪(11)之間用緩沖裝置(16)連接。
當(dāng)輸入齒輪(2)相對(duì)于輸出轉(zhuǎn)盤(pán)(4)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，由曲軸連桿構(gòu)成的往復(fù)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，使往復(fù)轉(zhuǎn)盤(pán)(19)作往復(fù)轉(zhuǎn)動(dòng)，并通過(guò)緩沖裝置推動(dòng)擺輪(11)作往復(fù)轉(zhuǎn)動(dòng)，擺輪(11)轉(zhuǎn)動(dòng)的慣性使離合器獲得接合力。由于曲軸往復(fù)機(jī)構(gòu)振動(dòng)較小，因此如沒(méi)必要可以不用緩沖裝置。
圖5是上述離合器兩種往復(fù)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的比較，本發(fā)明將凸輪和傳動(dòng)桿等機(jī)件組成的往復(fù)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，簡(jiǎn)稱(chēng)為凸輪往復(fù)機(jī)構(gòu)；由曲軸連桿組成的往復(fù)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，簡(jiǎn)稱(chēng)為曲軸往復(fù)機(jī)構(gòu)。曲軸往復(fù)機(jī)構(gòu)在運(yùn)轉(zhuǎn)中對(duì)機(jī)件所造成的沖擊振動(dòng)遠(yuǎn)小于上述的凸輪往復(fù)機(jī)構(gòu)，因?yàn)榍S往復(fù)機(jī)構(gòu)在推動(dòng)擺體(11)的運(yùn)動(dòng)行程中有較長(zhǎng)的減速運(yùn)動(dòng)過(guò)程。當(dāng)然，凸輪的外形曲線也完全可以做出這種設(shè)計(jì)。但因曲軸往復(fù)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單牢固。因此與曲軸往復(fù)機(jī)構(gòu)相同的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，凸輪也就沒(méi)有必要去設(shè)計(jì)。但凸輪的外形曲線設(shè)計(jì)變化較多，它轉(zhuǎn)動(dòng)一周可以只進(jìn)行一次往復(fù)運(yùn)動(dòng)，也可以是進(jìn)行多次的往復(fù)運(yùn)動(dòng)。如果用凸輪來(lái)取代輸入齒輪(2)直接帶動(dòng)擺體，作往復(fù)運(yùn)動(dòng)，那么通過(guò)對(duì)凸輪外形曲線的設(shè)計(jì)完全可以使輸入軸(1)只轉(zhuǎn)動(dòng)一周，而使與凸輪連接的傳動(dòng)桿(20)進(jìn)行多次的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，這樣可省去輸入齒輪和傳動(dòng)齒輪等機(jī)件并取得與兩齒輪存在時(shí)同樣的效果，而曲軸每轉(zhuǎn)動(dòng)一周只能是一次往復(fù)運(yùn)動(dòng)。
往復(fù)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，除上述兩種外，尚有多種，一切熟習(xí)此技者均可例出許多，因此這里不再例舉了。
以上這種慣性接合離合器，有固定的擺體質(zhì)量和擺幅，因此離合器的接合力的大小，由擺體往復(fù)擺動(dòng)的頻率來(lái)決定在輸入軸相對(duì)于輸出軸的轉(zhuǎn)速較低時(shí)，接合力較小，此時(shí)離合器是分離狀態(tài)；隨著輸入轉(zhuǎn)速的不斷提高，離合器的接合力也就越來(lái)越大，直至這個(gè)接合力克服輸出軸上的負(fù)載轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)，此時(shí)離合器是接合狀態(tài)。這種接合特點(diǎn)與日常的液力偶合器相同。與液力偶合器相比，可省去工作液，但也有與液力偶合器一樣的缺點(diǎn)，分離不徹底和接合不同步。為此本發(fā)明設(shè)計(jì)了一個(gè)接合調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)安裝于上述慣性接合裝置中的往復(fù)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)與擺體之間，調(diào)節(jié)擺體的擺動(dòng)，實(shí)現(xiàn)離合器的接合與分離。
如圖6是一只安裝有接合調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)(25)的慣性接合離合器，主要由輸入軸(1)、輸入齒輪(2)、輸出軸(3)、輸出轉(zhuǎn)盤(pán)(4)、凸輪(5)、凸輪(6)、凸輪軸(7)、凸輪軸(8)、傳動(dòng)齒輪(9)、傳動(dòng)齒輪(10)、擺輪(11)、往復(fù)齒條(14)、往復(fù)齒輪(15)、緩沖裝置(16)、固定盤(pán)(21)、調(diào)節(jié)杠桿(22)、轉(zhuǎn)動(dòng)盤(pán)(23)、操縱件(24)組成。其中固定盤(pán)(21)調(diào)節(jié)杠桿(22)以及轉(zhuǎn)動(dòng)盤(pán)(23)和操縱件(24)聯(lián)合構(gòu)成了接合調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)(25)。調(diào)節(jié)杠桿(22)的一端與固定在輸出軸(3)上的固定盤(pán)(21)作不可移動(dòng)的活絡(luò)連接，另一端活插在與往復(fù)齒輪(15)連接的轉(zhuǎn)動(dòng)盤(pán)(23)的連接孔內(nèi)，并可隨轉(zhuǎn)動(dòng)盤(pán)(23)作往復(fù)擺動(dòng)。擺輪(11)位于轉(zhuǎn)動(dòng)盤(pán)(23)和固定盤(pán)(21)之間的調(diào)節(jié)杠桿(22)上，并可在調(diào)節(jié)杠桿(22)的任何位置上隨調(diào)節(jié)杠桿(22)的往復(fù)擺動(dòng)而繞輸出軸(3)往復(fù)轉(zhuǎn)動(dòng)。擺輪(11)在調(diào)節(jié)杠桿(22)上的位置受操縱件(24)的控制。這實(shí)際上是一只在圖2所示的離合器上的往復(fù)齒輪(15)與擺輪(11)的連接之間介入了一個(gè)接合調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的離合器。當(dāng)然，圖2也是圖6除去接合調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)后的離合器。
當(dāng)輸入齒輪(2)相對(duì)于輸出轉(zhuǎn)盤(pán)(4)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，轉(zhuǎn)動(dòng)盤(pán)(23)在往復(fù)齒輪(15)的帶動(dòng)下相對(duì)于輸出轉(zhuǎn)盤(pán)(4)作往復(fù)運(yùn)動(dòng)，從而使與其連接的調(diào)節(jié)杠桿(22)的一端作往復(fù)運(yùn)動(dòng)，但調(diào)節(jié)杠桿(22)的另一端連接在固定盤(pán)(21)上，相對(duì)于輸出轉(zhuǎn)盤(pán)(4)而言是固定不動(dòng)的，因此擺輪(11)在調(diào)節(jié)杠桿(22)上擺動(dòng)的擺幅大小，決定于擺輪(11)在調(diào)節(jié)杠桿(22)上的位置，如果操縱件(24)使擺輪(11)按圖中箭頭方向逐漸右移，則擺輪(11)逐漸靠近固定盤(pán)(21)，因此擺幅會(huì)越來(lái)越小，直至停止擺動(dòng)為止，此時(shí)離合器便徹底分離。反之，如果擺輪(11)向轉(zhuǎn)動(dòng)盤(pán)(23)靠近時(shí)，離合器的接合力會(huì)越來(lái)越大直至接合。這實(shí)際上是一種原始的對(duì)往復(fù)運(yùn)動(dòng)的杠桿調(diào)節(jié)方法，以下可簡(jiǎn)稱(chēng)為杠桿式調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)。顯然這種接合調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)也適用于其它往復(fù)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的慣性接合離合器。本發(fā)明稱(chēng)這種安裝有接合調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的慣性接合裝置為可調(diào)式慣性接合裝置。
圖(7)是一只曲軸往復(fù)機(jī)構(gòu)并配有杠桿式調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的離合器。當(dāng)輸入齒輪(2)相對(duì)于輸出轉(zhuǎn)盤(pán)(4)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，往復(fù)轉(zhuǎn)盤(pán)(19)帶動(dòng)接合調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)(25)上的轉(zhuǎn)動(dòng)盤(pán)(23)作往復(fù)轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)擺輪(11)在靠近轉(zhuǎn)動(dòng)盤(pán)(23)位置時(shí)，離合器便接合。而當(dāng)擺輪(11)在靠近固定盤(pán)(11)位置時(shí)離合器便徹底分離。
以上圖6和圖7兩例，也同樣可以不安裝緩沖裝置，安不安裝緩沖裝置要視需要而定，因此在以后的實(shí)施例中不再進(jìn)行討論。
利用接合調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，可以實(shí)現(xiàn)離合器的徹底分離，但離合器的接合尚不同步，為了提高接合力，本發(fā)明首先是采用多重?cái)[體的方法使離合器接近同步接合。所謂的多重?cái)[體，就是將上述離合器上往復(fù)擺動(dòng)的擺體再看成是往復(fù)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，再連接擺體，或用多級(jí)齒輪放大擺幅，甚至用液力裝置等來(lái)參與阻止往復(fù)運(yùn)動(dòng)。如圖8是一個(gè)有多重?cái)[體的離合器，它是將圖6離合器上的擺輪(11)改變成一個(gè)具有擺體齒輪(28)的擺輪，擺體齒輪(28)與擺動(dòng)齒輪(26)嚙合，擺動(dòng)齒輪(26)再連接重?cái)[體(27)，這樣當(dāng)擺輪(11)在擺動(dòng)時(shí)，擺體齒輪(28)也跟著擺動(dòng)，并帶動(dòng)擺動(dòng)齒輪(26)及重?cái)[體(27)進(jìn)行往復(fù)擺動(dòng)。由于多重?cái)[體參與擺動(dòng)，因此離合器的接合力成倍提高。其次是設(shè)計(jì)出鎖止式結(jié)構(gòu)的離合器，來(lái)實(shí)現(xiàn)同步接合。圖9是一個(gè)具有曲軸往復(fù)機(jī)構(gòu)和杠桿式調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的離合器。圖中的接合調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)(25)上沒(méi)有轉(zhuǎn)動(dòng)盤(pán)(23)，擺體(11)也不能在調(diào)節(jié)杠桿(22)上移動(dòng)，而是固定盤(pán)(21)可以在輸出軸(3)上作軸向移動(dòng)，固定盤(pán)(21)的外緣與調(diào)節(jié)杠桿(22)作可在軸向滑動(dòng)的活絡(luò)連接。當(dāng)固定盤(pán)(21)以圖中箭頭方向逐漸右移時(shí)，其外緣與調(diào)節(jié)杠桿(22)的連接點(diǎn)也隨之右移，擺體(11)的擺幅便越來(lái)越大，離合器的接合力也越來(lái)越大，當(dāng)固定盤(pán)(21)右移至與輸出轉(zhuǎn)盤(pán)(4)接觸位置時(shí)，曲軸往復(fù)運(yùn)動(dòng)便無(wú)法進(jìn)行，此時(shí)離合器發(fā)生同步接合。這種調(diào)節(jié)方法相當(dāng)于一個(gè)支點(diǎn)在杠桿上移動(dòng)，而前面的調(diào)節(jié)方法是擺體在杠桿上移動(dòng)，兩種方法雖然有所不同，但都是運(yùn)用了杠桿調(diào)節(jié)，因而仍稱(chēng)為杠桿式接合調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)。
圖10是一只凸輪往復(fù)機(jī)構(gòu)杠桿式調(diào)節(jié)的離合器，同是杠桿式調(diào)節(jié)，但這只離合器的調(diào)節(jié)杠桿(22)是徑向布置的，調(diào)節(jié)杠桿(22)的一端與凸輪往復(fù)機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)桿(20)連接，另一端與擺輪(11)上的連接桿(30)連接，調(diào)節(jié)杠桿(22)上的齒條式移動(dòng)塊(29)可以在輸出轉(zhuǎn)盤(pán)(4)上作徑向移動(dòng)，因此這個(gè)齒條式移動(dòng)塊(29)便成了調(diào)節(jié)杠桿(22)上的一個(gè)可移動(dòng)支點(diǎn)。當(dāng)操縱件(24)向左按圖中箭頭方向逐漸移動(dòng)時(shí)，與其嚙合的操縱齒輪(31)帶動(dòng)齒條式移動(dòng)塊(29)逐漸向軸心方向移動(dòng)。那么齒條式移動(dòng)塊(29)與傳動(dòng)桿(20)的距離越來(lái)越近，也即調(diào)節(jié)杠桿(22)上的動(dòng)力臂越來(lái)越短，而擺輪(11)的擺幅也就越來(lái)越大，所以離合器的接合力也越來(lái)越大，當(dāng)齒條式移動(dòng)塊(29)移動(dòng)至軸心位置與傳動(dòng)桿(20)接近時(shí)，調(diào)節(jié)杠桿(22)上的動(dòng)力臂已縮短為零，因此凸輪的往復(fù)運(yùn)動(dòng)被迫停止，離合器便同步接合。反之，當(dāng)齒條式移動(dòng)塊(29)移至調(diào)節(jié)杠桿(22)的外端時(shí)，離合器便徹底分離。象圖9圖10的這種能使離合器發(fā)生同步接合的接合調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)形式，本發(fā)明稱(chēng)之為鎖止式結(jié)構(gòu)。顯然鎖止式結(jié)構(gòu)也可以有多種設(shè)計(jì)，這里不再舉例了。其實(shí)慣性接合離合器的慣性接合裝置不一定要用“鎖止式”，只要采用“多重?cái)[體”結(jié)構(gòu)即可。尤其是對(duì)于數(shù)以千計(jì)的高轉(zhuǎn)速輸入，只要幾公斤的擺體質(zhì)量和幾厘米的往復(fù)動(dòng)程，便能產(chǎn)生足夠大的接合扭矩。另一方面輸入齒輪的直徑變大，接合扭矩也會(huì)變大。因此要增大扭矩并不難，在解決了“徹底分離”難的問(wèn)題后，讓離合器保留一定的液力偶合器特性，不但對(duì)于行走機(jī)械十分有利，而且也有利于過(guò)載保護(hù)或雙向超越等。接合調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)除杠桿式外也有多種，如圖11(A)，凸輪推動(dòng)傳動(dòng)桿(20)作往復(fù)運(yùn)動(dòng)，傳動(dòng)桿(20)又帶動(dòng)滑塊(32)在圓弧槽(34)中作圓弧形往復(fù)運(yùn)動(dòng)。搖桿(33)的一端與滑塊(32)連接并跟隨滑塊(32)作圓弧形的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，而搖桿(33)的另一端與往復(fù)齒條(14)的連接點(diǎn)正好在該圓弧槽(34)的圓心位置上，因此僅管搖桿(33)與滑塊(32)的連接端在作往復(fù)運(yùn)動(dòng)，而在圓心位置上的另一端卻沒(méi)有擺動(dòng)，往復(fù)齒條(14)也就靜止不動(dòng)，離合器也就處在分離狀態(tài)。當(dāng)操縱件(24)在液壓作用下，相對(duì)于輸出轉(zhuǎn)盤(pán)(4)轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)角度至圖11(B)所示位置時(shí)，搖桿(33)與往復(fù)齒條(14)的連接點(diǎn)便離開(kāi)圓心位置而產(chǎn)生往復(fù)運(yùn)動(dòng)，因此此時(shí)離合器便接合。本發(fā)明稱(chēng)這種接合調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)為轉(zhuǎn)向式接合調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)。
離合器的接合調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)(25)，光杠桿式調(diào)節(jié)就有許多種，而除杠桿式調(diào)節(jié)以外，還有很多種不用杠桿的調(diào)節(jié)方法，而且除調(diào)節(jié)擺體的擺幅以外，又可以用改變擺體質(zhì)量的方法來(lái)調(diào)節(jié)，例如將擺體制成中空，在中空的擺體中逐漸輸入或抽出液等。因此，對(duì)于接合調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的這種變化，這里也無(wú)法一一例舉。
以上所述的慣性離合器，都是將慣性接合裝置安裝于離合器體內(nèi)，隨離合器一同旋轉(zhuǎn)的。但慣性離合器也完全可以將慣性接合裝置全部或部分地安置于體外運(yùn)行。如圖12是一只慣性接合裝置在體外的離合器。圖中左邊是一只行星齒輪傳動(dòng)裝置，輸入軸上的輸入齒輪(2)是太陽(yáng)輪，而行星架是輸出轉(zhuǎn)盤(pán)(4)，因此，只要對(duì)齒圈(36)實(shí)行慣性制動(dòng)，離合器便接合；右邊是一個(gè)慣性接合裝置，安裝于曲軸(17)上的傳動(dòng)齒輪(9)與齒圈(36)嚙合，連桿(18)的一端與調(diào)節(jié)杠桿(22)連接，往復(fù)齒條(14)的一端與調(diào)節(jié)杠桿(22)活絡(luò)連接，并可在調(diào)節(jié)杠桿(22)上移動(dòng)，而往復(fù)齒條(14)的另一端與安裝于擺軸(35)上的往復(fù)齒輪(15)嚙合，往復(fù)齒輪(15)不能相對(duì)于擺軸(35)轉(zhuǎn)動(dòng)，但可以在擺軸(35)上隨往復(fù)齒條(14)移動(dòng)，往復(fù)齒條(14)可以相對(duì)于操縱件(24)作垂直運(yùn)動(dòng)，同時(shí)可與操縱件(24)一起作水平移動(dòng)。
當(dāng)輸入齒輪(2)相對(duì)于輸出轉(zhuǎn)盤(pán)(4)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，齒圈(36)即相對(duì)于輸出轉(zhuǎn)盤(pán)(4)作與輸入齒輪(2)相反方向的轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)曲軸(17)轉(zhuǎn)動(dòng)，使調(diào)節(jié)杠桿(22)與連桿(18)連接的一端作往復(fù)運(yùn)動(dòng)；當(dāng)操縱件(24)向左移動(dòng)時(shí)，往復(fù)齒條(14)的往復(fù)運(yùn)動(dòng)幅度逐漸加大，擺輪(11)的往復(fù)幅度也逐漸加大，因此擺輪(11)對(duì)往復(fù)齒條的反作用力越來(lái)越大，傳動(dòng)齒輪(9)對(duì)齒圈(36)的慣性制動(dòng)力也就越來(lái)越大，直到輸出轉(zhuǎn)盤(pán)(4)跟著轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)；當(dāng)操縱件(24)向右方向移動(dòng)時(shí)，則往復(fù)齒條的往復(fù)運(yùn)動(dòng)幅度越來(lái)越小，直至停止不動(dòng)為止，此時(shí)離合器便分離。
圖13是一只沒(méi)有接合調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)而慣性接合裝置安置于體外的離合器，與圖12所不同的是，連桿(18)與往復(fù)齒條(14)制成為一體，直接與往復(fù)齒輪嚙合。隨著輸入齒輪(2)轉(zhuǎn)速的不斷提高，擺輪(11)的擺動(dòng)頻率會(huì)越來(lái)越高，因此擺輪(11)擺動(dòng)的反作用力也越來(lái)越大，傳動(dòng)齒輪(9)對(duì)齒圈(36)的制動(dòng)力也越來(lái)越大，直至輸出轉(zhuǎn)盤(pán)(4)轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)。
圖12和圖13的這種慣性接合裝置安裝于體外的離合器，可將左邊的行星齒輪與右邊的接合裝置分隔兩地安裝，中間用連桿或傳動(dòng)桿或其它傳動(dòng)軸等對(duì)往復(fù)運(yùn)動(dòng)進(jìn)行傳遞，這樣左邊的行星齒輪象是一個(gè)離合器，而右邊的慣性接合裝置象是離合器的操縱機(jī)構(gòu)，因此左邊的行星齒輪可以做得很小，以適應(yīng)某些特定環(huán)境的需要。
另外，多個(gè)行星齒輪又可以聯(lián)接成為可變扭變速的多檔式慣性離合器，對(duì)這些行星齒輪完全可以分別實(shí)行慣性制動(dòng)，這樣就輕而易舉地制成了一個(gè)無(wú)接合沖擊的可換擋的慣性離合器，這實(shí)際上已是一只變速器，而且由于慣性接合離合器的雙向超越特性，這種變速器雖然有檔，但在感覺(jué)上與無(wú)級(jí)變速器相當(dāng)。由于多檔式慣性離合器在操作時(shí)是對(duì)各檔進(jìn)行分別制動(dòng)的，因此我們還可以將各檔位上的擺輪合并成為一個(gè)擺輪。這實(shí)際上是慣性離合器的多只連接，因此不再詳述。
綜上所述，慣性離合器內(nèi)的慣性接合裝置的這種機(jī)械結(jié)構(gòu)的變化遠(yuǎn)不止上述幾種形式，因此若有其它形式可使擺體往復(fù)擺動(dòng)，利用擺體慣性接合力傳動(dòng)的，也屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
此外，本發(fā)明不僅適用于離合器，對(duì)于其它類(lèi)似的用來(lái)制動(dòng)、剎車(chē)、聯(lián)軸或各種變速器等的離合和半離合控制的，只要采用了上述慣性接合裝置，均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種由輸入軸(輸出軸)輸出軸(輸入軸)構(gòu)成的慣性離合器，其特征在于它還有一個(gè)由往復(fù)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)(12)接合調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)(25)及擺體(11)聯(lián)合組成的可調(diào)式慣性接合裝置；在輸入軸相對(duì)于輸出軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，該可調(diào)式慣性接合裝置中的往復(fù)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)(12)所產(chǎn)生的往復(fù)運(yùn)動(dòng)經(jīng)過(guò)接合調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)(25)傳遞給擺體(11)，利用接合調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)(25)調(diào)節(jié)擺體(11)的擺動(dòng)，實(shí)現(xiàn)離合器的接合與分離。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的慣性離合器，其特征在于可調(diào)式慣性接合裝置中的往復(fù)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)(12)與接合調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)(25)或接合調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)(25)與擺體(11)之間，安裝有緩沖裝置(16)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的慣性離合器，其特征在于往復(fù)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)(12)為凸輪往復(fù)機(jī)構(gòu)，包括凸輪(5)、凸輪(6)、凸輪軸(7)、凸輪軸(8)、傳動(dòng)齒輪(9)、傳動(dòng)齒輪(10)、往復(fù)齒條(14)、往復(fù)齒輪(15)；傳動(dòng)齒輪(9)和傳動(dòng)齒輪(10)帶動(dòng)凸輪軸(7)和凸輪軸(8)使凸輪(5)和凸輪(6)推動(dòng)往復(fù)齒條(14)及與其嚙合的往復(fù)齒輪(15)作往復(fù)運(yùn)動(dòng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的慣性離合器，其特征在于往復(fù)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)(12)為曲軸往復(fù)機(jī)構(gòu)，包括曲軸(17)、連桿(18)、往復(fù)轉(zhuǎn)盤(pán)(19)和傳動(dòng)齒輪；傳動(dòng)齒輪帶動(dòng)曲軸(17)轉(zhuǎn)動(dòng)，曲軸(17)上的連桿(18)推動(dòng)往復(fù)轉(zhuǎn)盤(pán)(19)作往復(fù)運(yùn)動(dòng)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的慣性離合器，其特征在于接合調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)(25)為杠桿式接合調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，包括固定盤(pán)(21)、轉(zhuǎn)動(dòng)盤(pán)(23)、調(diào)節(jié)杠桿(22)及操縱件(24)；調(diào)節(jié)杠桿(22)的一端連接固定盤(pán)(21)，另一端連接轉(zhuǎn)動(dòng)盤(pán)(23)、操縱件(24)可推動(dòng)擺體(11)在調(diào)節(jié)杠桿(22)上移動(dòng)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的慣性離合器，其特征在于接合調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)(25)為轉(zhuǎn)向式接合調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，包括操縱件(24)、滑塊(32)、搖桿(33)、圓弧槽(34)、往復(fù)齒條(14)；搖桿(33)的一端與往復(fù)齒條(14)連接，另一端與圓弧槽(34)中的滑塊(32)連接，操縱件(24)可推動(dòng)搖桿(33)與往復(fù)齒條(14)的連接端離開(kāi)圓弧槽(34)所對(duì)應(yīng)的圓心位置或回到圓弧槽(34)所對(duì)應(yīng)的圓心位置。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的慣性離合器，其特征在于擺體(11)為多重?cái)[體，包括擺體齒輪(28)、擺動(dòng)齒輪(26)和重?cái)[體(27)；擺體齒輪(28)與擺動(dòng)齒輪(26)嚙合，擺動(dòng)齒輪(26)與重?cái)[體(27)連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的慣性離合器，其特征在于往復(fù)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)(12)、接合調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)(25)及擺體(11)，全部或部分地安裝于離合器體外運(yùn)行。
9.一種由輸入軸(輸出軸)和輸出軸(輸入軸)構(gòu)成的慣性離合器，其特征在于它還有一個(gè)由往復(fù)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)(12)及擺體(11)連接組成的慣性接合裝置；在輸入軸相對(duì)于輸出軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，該慣性接合裝置中的往復(fù)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)(12)所產(chǎn)生的往復(fù)運(yùn)動(dòng)直接傳遞給擺體(11)，隨著輸入軸轉(zhuǎn)速的高低變化，自動(dòng)實(shí)現(xiàn)離合器的接合與分離。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的慣性離合器，其特征在于慣性接合裝置中的往復(fù)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)(12)與擺體(11)之間安裝有緩沖裝置(16)。
11.根據(jù)權(quán)利要求9或10所述的慣性離合器，其特征在于擺體(11)為多重?cái)[體，包括擺體齒輪(28)、擺動(dòng)齒輪(26)和重?cái)[體(27)；擺體齒輪(28)與擺動(dòng)齒輪(26)嚙合，擺動(dòng)齒輪(26)與重?cái)[體(27)連接。
12.根據(jù)權(quán)利要求9或10所述的慣性離合器，其特征在于往復(fù)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)(12)與擺體(11)全部或部分地安裝于離合器體外運(yùn)行。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種剛性而無(wú)離合沖擊的并可長(zhǎng)時(shí)間在半離合狀態(tài)下工作的離合器。是一種依靠物體的慣性來(lái)實(shí)現(xiàn)接合的離合器。它有一個(gè)由輸入軸機(jī)件和輸出軸機(jī)件所聯(lián)合制成的往復(fù)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)推動(dòng)擺體作往復(fù)擺動(dòng)的裝置。擺體的慣性使因輸入軸相對(duì)于輸出軸的轉(zhuǎn)動(dòng)而產(chǎn)生往復(fù)運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)受阻，從而使離合器的兩軸發(fā)生接合。在上述往復(fù)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)與擺體之間再連接一個(gè)慣性接合力的大小可以調(diào)節(jié)的接合調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)。從而使離合器，既無(wú)接合沖擊，又可分離徹底。
文檔編號(hào)F16D43/04GK1786504SQ200410101070
公開(kāi)日2006年6月14日 申請(qǐng)日期2004年12月7日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月7日
發(fā)明者馬燕翔 申請(qǐng)人:馬燕翔