一种双向机械自动同步离合器论文和设计-康敏

全文摘要

本实用新型公布了一种双向机械自动同步离合器，是一种应用于舰船、汽轮机等装置中传递大扭矩，可以实现动力输入与输出端自动接合和脱离的纯机械结构的双向超越离合器。此种离合器利用斜齿轮实现滑动组件的轴向移动，将棘轮棘爪结构和齿式联轴器结合起来，从而将前者能单向自锁和后者能传递大扭矩的优点结合在一起。此种离合器能够通过按压并旋转换向装置180度，以此改变棘轮棘爪的啮合方向，从而实现双向离合。同时离合器内部还设计了减少棘爪磨损结构，大大延长了离合器的使用寿命。

主设计要求

1.一种双向机械自动同步离合器，包括输出法兰盘(1)、外斜齿轮轴端盖(2)、滑动套端盖(3)、输出套(4)、棘爪盖(5)、弹簧(6)、棘爪(7)、活动棘轮块(8)、右旋外斜齿轮轴(9)、滑动套(10)、缓冲筒端盖(11)、缓冲筒(12)、输入法兰盘(13)，其特征是输入法兰盘(13)左侧固定有右旋外斜齿轮轴(9)和缓冲筒(12)，缓冲筒(12)位于右旋外斜齿轮轴(9)外部，缓冲筒端盖(11)固定在缓冲筒(12)的左侧，外斜齿轮轴端盖(2)固定在右旋外斜齿轮轴(9)左侧；滑动套(10)套在右旋外斜齿轮轴(9)上，其内部加工有内斜齿，外部加工有外直齿，内斜齿与右旋外斜齿轮轴(9)的外斜齿相啮合，外直齿与输出套(4)内部的内直齿相啮合，滑动套端盖(3)固定于滑动套(10)左侧，滑动套(10)和滑动套端盖(3)之间有五个深槽，槽内安装有活动棘轮块(8)，并且槽的下部有小孔，用于存放润滑油；输出套(4)内部加工有两组内直齿，滑动套(10)的外直齿可根据不同的接合方向选择不同的内直齿啮合，输出套(4)与输出法兰盘(1)通过螺钉相连；输出套(4)上装有棘爪盖(5)，棘爪盖(5)内部连有弹簧(6)，弹簧(6)正下方是棘爪(7)，棘爪盖(5)、弹簧(6)、棘爪(7)，三者连为一体构成换向装置，棘爪盖(5)底部外侧有四个限位爪，输出套(4)与棘爪盖(5)接触处内侧上方有四个卡槽，工作时限位爪位于卡槽内，以此来限制固定换向装置，通过每按压并旋转换向装置180度来改变棘爪(7)的方向，从而改变活动棘轮块(8)和棘爪(7)的啮合方向，以此实现双向离合。

设计方案

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及离合器领域，具体涉及一种带有棘轮棘爪结构和齿式联轴器的双向机械自动同步离合器。

背景技术

机械自动同步离合器是一种纯机械的装置，其所实现的功能，概括起来就是，当输入侧的转速倾向超过输出侧时，离合器啮合，输出侧被驱动；当输入侧转速倾向相对于输出侧减少时，产生反向力矩，离合器脱开。其与普通超越离合器的主要区别是，传统超越离合器由于结构所限，所能传递的最大扭矩十分有限，而机械自动同步离合器不但可以实现超越传动，而且可以传递比普通超越离合器更大的扭矩，在舰船、汽轮机等装置中被广泛应用。

目前机械自动同步离合器的主要生产厂家有英国SSS离合器公司、瑞士MAAG、德国RENK等公司，国内在很多军舰、汽轮机装置中都有使用，但大都依靠进口，使用成本较高。

为了满足舰船、汽轮机等装置中的大扭矩传动时的自动同步离合功能，自主设计一款自动同步离合器显得很有必要。

发明内容

本实用新型的目的是针对目前舰艇、汽轮机等装置中需要自动同步离合功能，而传统离合器无法满足，设计出一款可以满足双向离合工况要求并能够应用于大功率、大扭矩传递的双向机械自动同步离合器。

本实用新型的技术方案是：

一种双向机械自动同步离合器，包括输出法兰盘1、外斜齿轮轴端盖2、滑动套端盖3、输出套4、棘爪盖5、弹簧6、棘爪7、活动棘轮块8、右旋外斜齿轮轴9、滑动套10、缓冲筒端盖11、缓冲筒12、输入法兰盘13，其特征是输入法兰盘13左侧固定有右旋外斜齿轮轴 9和缓冲筒12，缓冲筒12位于右旋外斜齿轮轴9外部，缓冲筒端盖11固定在缓冲筒12的左侧，外斜齿轮轴端盖2固定在右旋外斜齿轮轴9左侧；滑动套10套在右旋外斜齿轮轴9上，其内部加工有内斜齿，外部加工有外直齿，内斜齿与右旋外斜齿轮轴9的外斜齿相啮合，外直齿与输出套4内部的内直齿相啮合，滑动套端盖3固定于滑动套10左侧，滑动套10和滑动套端盖3之间有五个深槽，槽内安装有活动棘轮块8，并且槽的下部有小孔，用于存放润滑油；输出套4内部加工有两组内直齿，滑动套10的外直齿可根据不同的接合方向选择不同的内直齿啮合，输出套4与输出法兰盘1通过螺钉相连；输出套4上装有棘爪盖5，棘爪盖5 内部连有弹簧6，弹簧6正下方是棘爪7，棘爪盖5、弹簧6、棘爪7，三者连为一体构成换向装置，棘爪盖5底部外侧有四个限位爪，输出套4与棘爪盖5接触处内侧上方有四个卡槽，工作时限位爪位于卡槽内，以此来限制固定换向装置，通过每按压并旋转换向装置180度来改变棘爪7的方向，从而改变活动棘轮块8和棘爪7的啮合方向，以此来实现双向离合。

本实用新型的优点为：

1)纯机械结构，无任何电控元件，所传递的大扭矩场合的同步接合和脱离功能的实现完全由机械结构间的运动完成，工作稳定可靠，适合在大转矩、大功率的传动场合使用。

2)采用了可改变啮合方向的棘轮棘爪结构，使自动同步离合器可以通过换向装置的调整实现正转和反转同步接合之间的切换。

附图说明

图1为本发明正视半剖结构示意图；

图2为本发明左视全剖结构示意图。

图中，输出法兰盘1、外斜齿轮轴端盖2、滑动套端盖3、输出套4、棘爪盖5、弹簧6、棘爪7、活动棘轮块8、右旋外斜齿轮轴9、滑动套10、缓冲筒端盖11、缓冲筒12、输入法兰盘13。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。

如图1、图2所示。

工作过程：

顺时针接合，逆时针脱离。首先将输入法兰盘13通过螺栓螺母与动力输入端相连，输出法兰盘1与动力输出端相连。接着按压棘爪盖5并将换向装置旋转180度，将棘爪7调整到和活动棘轮块8顺时针啮合的方向。在动力输入端的作用下输入法兰盘13带动右旋外斜齿轮轴9由静止开始顺时针旋转，与此同时输出端瞬时保持静止，滑动套10与右旋外斜齿轮轴9 通过内外斜齿轮副配合，因此滑动套10也随右旋外斜齿轮轴9一起转动。在离心力的作用下，活动棘轮块8上端滑出至滑动套10的外部，当活动棘轮块8接触到棘爪7时，两者开始啮合，形成自锁，由于输出端有负载，因此活动棘轮块8和棘爪7的自锁限制了滑动套10的转动，滑动套10在右旋外斜齿轮轴9的轴向分力的作用下开始进行轴向向左平移。与此同时，活动棘轮块8和棘爪7逐渐脱离，滑动套10外侧直齿与输出套4内部左直齿逐渐啮合；在滑动套 10外侧的直齿与输出套4内部左直齿完全啮合时，活动棘轮块8和棘爪7完全脱离，最终滑动套10在缓冲筒端盖11的轴向限制下停止平移。当滑动套10的平移停止时，离合器开始传递动力。从此只要输入端转速大于输出端转速时，输入端的动力就会沿着输入法兰盘13传递到右旋外斜齿轮轴9，在右旋外斜齿轮轴9与滑动套10之间的内外斜齿轮副的作用下将动力由右旋外斜齿轮轴9传递到滑动套10，然后在滑动套10和输出套4之间的内外直齿轮副的作用下将动力由滑动套10传递到输出套4，输出套4传递到输出法兰盘1，最终通过输出法兰盘1将动力传递到输出侧。

而当输入端的转速低于输出端的转速时，滑动套10和输出套4之间的内外直齿轮副限制了滑动套10的转动，右旋外斜齿轮轴9会对滑动套10产生一个向右的轴向力，使滑动套10 沿着右旋外斜齿轮轴9向右平移至滑动套10和输出套4之间的内外直齿轮副完全脱离，与此同时活动棘轮块8和棘爪7逐渐回到同一平面上。由于此时输出端的转速比输入端的转速高，故此时活动棘轮块8和棘爪7的相对旋转方向与接合时是相反的，无法形成自锁，处于脱离状态，此时活动棘轮块8和棘爪7无法限制滑动套10的转动。此时滑动套10就会和一开始一样跟随右旋外斜齿轮轴9一起转动，并停止了轴向运动，滑动套10与输出套4之间完全脱离，输入端与输出端不再接合，动力传递结束。当输入端停止转动时，活动棘轮块8由于离心力减小而逐渐缩回至滑动套10内部，此时活动棘轮块8与棘爪7就没有接触了，减少了两者之间的磨损，延长了离合器的使用寿命。若输入端转速又高于输出端时，则会重复上述过程。

需要逆时针接合，顺时针脱离时，则只需按压并将换向装置反向旋转180度，将棘爪7 调整到与活动棘轮块8逆时针啮合的方向即可，其工作过程与顺时针接合，逆时针脱离的工作过程基本相同。

设计图

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