CN105156503B - 一种两级多片式电磁离合器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及动力切断和结合的装置，特别涉及一种两级多片式电磁离合器，包括：带有左右套筒的输入轴，与输入轴枢接的输出轴，与输入轴枢接的电磁铁组件，初级离合器部分，凸轮增力机构，主离合器部分，与现有技术相比，本发明结构简单，使用更少的零部件，解决了离合器在采购、管理、加工、制造等一系列的问题。

Description

一种两级多片式电磁离合器

技术领域

本发明涉及动力切断和结合的装置，特别涉及一种两级多片式电磁离合器。

背景技术

公告号为CN100406765 C的发明专利《具有螺线管型操作器的电磁离合器组件》公开了一种电磁力合组件，利用电磁吸力压紧初级或先导离合器，并通过初级离合器带动滚珠滑道促进器压紧主离合器的从动离合装置。但该装置仍存在一定的缺陷：其线圈与吸合盘的间隙较大，离合器在工作时，磁力损失严重，电磁线圈作用在吸合盘的吸力较小；且其输入轴与传动壳体是由两种不同的材料制成，然后通过过盈方式连接，制造、装配繁琐，传动壳体的材料是铝合金，传动壳体的强度低；传动壳体上有三个与短销配合的空，既减小的传动壳体的强度又容易导致离合器里的润滑油泄露；整个离合器的吸合方式和输入轴与传动壳体采用分体结构导致整个部件结构密封件、加工件数量多，在采购、管理、制造加工、装配方面造成了许多不必要的麻烦。

发明内容

本发明的目的是鉴于现有技术存在的技术缺陷，从磁路设计、输入轴与传动壳体一体式设计等方面进行改进，冀以克服该缺陷，使离合器结构简单，使用更少的零部件，解决了离合器在采购、管理、加工、制造等一系列的问题。

本发明的工作原理是当输入轴运转时，电磁铁组件的线圈被激励，磁力按照铁芯、输入轴、初级离合器的主、被动摩擦片和电枢的磁路运行，使电枢压紧初级离合器的主、被动摩擦片，初级离合器结合开始工作，初级离合器的被动摩擦片与凸轮增力机构的凸轮盘通过花键连接，所以动力从初级离合器传递到凸轮盘，凸轮盘开始转动，由于凸轮增力机构的推力盘是固定的，所以凸轮盘转动，带动钢球在凸轮盘和推力盘的螺旋滚道中运动，推力盘在钢球的作用下轴向移动，推力盘轴向移动压紧主离合器的主、被动摩擦片，主离合器结合开始工作，离合器在工作过程中，润滑油从输入轴和输出轴组成的油腔内在离心力的作用下通过出油口甩出来，给初级、主离合器的摩擦片润滑散热。

本发明所采取的具体技术方案是：

一种两级多片式电磁离合器，包括：

带有左右套筒的输入轴1，与输入轴1枢接的输出轴23，与输入轴1枢接的电磁铁组件，初级离合器部分，凸轮增力机构，主离合器部分，其特征在于：

所述的电磁铁组件包括电磁线圈10、铁芯9、线束8，电磁铁组件嵌入在壳体11内，壳体11与输入轴1枢接；

所述的初级离合器部分包括若干片初级主动摩擦片13、与初级主动摩擦片13间隔设置的若干片初级被动摩擦片14，通过电枢挡圈27设置在推力盘18与初级主动摩擦片13或推力盘18与初级被动摩擦片14之间的电枢15，初级主动摩擦片13外圈设置的外花键与输入轴1左套筒内的内花键配合，初级被动摩擦片14内圈设置的内花键与凸轮盘16的外花键配合；

所述的凸轮增力机构包括前述的凸轮盘16、推力盘18，钢球17，凸轮盘16与输出轴23固接，推力盘18与输出轴23通过花键滑动连接，凸轮盘16和推力盘18在直径相等处设置双向的、与钢球直径尺寸相等的螺旋槽，螺旋槽内设置钢球17；

所述的主离合器部分，包括若干片主动摩擦片19、与主动摩擦片19间隔设置的若干片被动摩擦片20，主动摩擦片19外圈设置的外花键与输入轴1左套筒内的内花键配合，被动摩擦片20内圈设置的内花键与输出轴23的外花键配合。

进一步地，所述的输入轴1与电磁线圈10配合的端面有隔磁槽，隔磁槽中填充非导磁性材料28，非导磁性材料为铝或铜。

进一步地，所述的凸轮盘16远离钢球17的一侧设置摩擦盘12，摩擦盘12镶嵌在输入轴1内或者本身与输入轴1为一体。

进一步地，所述的输入轴1与输出轴23通过自润滑轴承或滚针轴承枢接。

进一步地，还包括密封盖21，密封盖21通过大挡圈26、大密封圈25与输入轴1的左套筒密封，密封盖21通过输出轴轴承22与输出轴23枢接并通过输出轴挡圈24与输出轴23密封；密封盖21与输入轴1的左套筒形成封闭的离合器内腔，内腔中灌注润滑油。

进一步地，输入轴1与输出轴23之间设置内腔，内腔内存储润滑油，输出轴23上设置若干出油/回油孔。

进一步地，主动摩擦片19上设置油槽，油槽的形状为放射状、圆环状或者抛物线状。

进一步地，输入轴1与初级被动摩擦片14的端面处设置若干个弹簧孔，弹簧孔里面装有弹簧30，弹簧的自由端与初级主动摩擦片13配合。

进一步地，输入轴1的右套筒内设置凸台，相应的铁芯9处回缩，共同将线圈10环抱起来，形成闭合的磁路。

进一步地，输入轴1的左套筒间壁上设置两处圆环形的凸台，保证电磁力更多的通过摩擦片，减少漏磁量。

进一步地，初级主动摩擦片13和/或初级被动摩擦片14上设置隔磁槽。

进一步地，初级主动摩擦片13和/或初级被动摩擦片14表面具有耐磨涂层，耐磨涂层包括金刚石碳涂层。

进一步地，螺旋槽为双向螺旋槽，双向螺旋槽的个数为偶数。

进一步地，凸轮盘16的周向外圆部分涂隔磁材料，以减少漏磁量。

进一步地，所述的电磁铁组件产生的磁力线穿过铁芯9、输入轴1的套筒间壁、初级主动摩擦片13、初级被动摩擦片14、电枢15、初级被动摩擦片14、初级主动摩擦片13、输入轴1的套筒间壁、再回到铁芯9形成闭环回路。

总之，与现有技术相比，本发明针对现有技术的缺陷进行改进，主要从磁路设计、输入轴与传动壳体一体式设计等方面进行改进，完全克服了上述离合器的缺点，使离合器结构简单，使用更少的零部件，解决了离合器在采购、管理、加工、制造等一系列的问题。

下面结合附图对本发明离合器作进一步说明。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2 为本发明的的磁路示意图。

图3为图1中圆圈处的局部放大图。

图4为本发明凸轮增力机构的结构示意图。

图5 本发明初级主动摩擦片的结构示意图。

图6 本发明初级被动摩擦片的结构示意图。

图7本发明被动摩擦片的结构示意图。

其中各标号所指：1输入轴， 2紧固件， 3挡圈， 4输入法兰， 5防尘罩， 6密封圈，7输入轴轴承， 8线束， 9铁芯，10线圈，11壳体，12摩擦盘，13初级主动摩擦片14初级被动摩擦片，15电枢，16凸轮盘，17钢球，18推力盘，19主动摩擦片，20被动摩擦片，21密封盖，22输出轴轴承，23输出轴，24输出轴挡圈，25大密封圈，26大挡圈，27电枢挡圈，28隔磁材料，29铁芯螺栓，30弹簧。

具体实施方式

实施例1：参见图1。

一种两级多片式电磁离合器，本装置包括输入法兰4，与输入轴1通过花键连接，并通过紧固件2固定的的输入轴1，输入轴1是包括传统的输入轴和传统壳体的组合形式，并且具有过磁通路设计，在输入轴靠近线圈10的端面具有隔磁槽，隔磁槽内填充非导磁性材料，如铝合金、铜等，输入轴1通过输入轴轴承7支撑在壳体11上，壳体11上装有电磁铁组件，电磁铁组件包括线圈10和铁芯9，电磁铁组件通过铁芯螺栓固定在壳体11上，整个磁路包括铁芯9、输入轴1和初级主动摩擦片13、初级从动摩擦片14和电枢15，初级主动摩擦片13和初级被动摩擦片14具有隔磁槽，初级主动摩擦片13与输入轴1通过花键配合，初级从动摩擦片14与凸轮盘16通过花键配合，电枢15的外圈有花键与输入轴1通过花键连接，初级离合器接合，动力通过初级离合器的被动摩擦片的内花键传递到凸轮增力结构的凸轮盘16，凸轮盘16和推力盘18在相同的半径处有数量相等的双向螺旋槽，螺旋槽的数量为偶数，在螺旋槽里具有与螺旋槽直径相等的钢球17，凸轮盘16与输出轴23之间是间隙配合，推力盘18与输出轴23通过花键连接，推力盘18轴向移动，压紧主离合器的主、被动摩擦片，主动摩擦片19通过花键与输入轴1配合，被动摩擦片20与输出轴23通过花键配合，输出轴23是空心轴，其远离输出端的一侧插入输入轴1的空腔内，与输入轴共同组成储油腔，存储润滑油，输出轴23具有出油/回油孔，输入轴1的另一端有密封盖21，密封盖21与输入轴1共同形成离合器的密闭内腔。

当线圈被激励时：形成环绕铁芯9、输入轴1、初级主动摩擦片13、初级从动摩擦片14和电枢15的磁场，在磁场的作用下，初级主动摩擦片13、初级从动摩擦片14和电枢15产生吸合力，轴向移动，最后由电枢15压紧初级主、被动摩擦片，初级离合器结合，开始工作，动力从输入轴1传递到初级离合器，然后再从结合状态下的初级离合器向下传递，传递到凸轮增力机构，凸轮增力机构的输入级凸轮盘16开始转动，由于凸轮增力机构的输出级推力盘18与输出轴23通过花键连接，静止不转动，这样随着凸轮盘16的转动，钢球17在凸轮盘16和推力盘18的螺旋槽内运动，在钢球的挤压力推力盘18轴向移动，推力盘18轴向移动的过程中逐步结合、压紧主离合器的主、被动摩擦片，直至主离合器开始工作，动力从输入轴1传递到输出轴23。

当线圈的激励消失时：磁场消失，弹簧顶开初级离合器的主、被动摩擦片，初级摩擦离合器分离，由于输入、输出轴同步转动，增力机构的钢球在主离合器摩擦片的压力下，沿着推力盘18和凸轮盘16的螺旋槽运动，回到螺旋槽的最深处，主离合器的摩擦片分开，主离合器分离，整个离合器完成分离。

在离合器工作工程中，输入轴1输出轴23和两级离合器的摩擦片高速旋转产生离心力，润滑油沿着摩擦片的油槽甩出，对整个离合器零部件进行润滑。

参见图4 凸轮增力机构的结构简图，凸轮盘16与推力盘18在等半径处有对称的双向螺旋槽，螺旋槽的数量最少为3个，也可以是3以上的偶数，或者是3的倍数。凸轮盘16和推力盘18的螺旋槽也可以是单向的，但是凸轮盘16与推力盘18的对应的螺旋槽的旋转方向是相反的。增力机构工作时，凸轮盘16转动，推力盘18静止，钢球随凸轮盘16的转动项螺旋槽的最浅处运动，使推力盘18轴向移动，推力盘18轴向移动停止后，压紧与推力盘18配合的摩擦片。

参见图3 电磁线圈激励消失时，为了使两级离合器快速分开，在初级离合器的初级主动摩擦片压紧输入轴的端面上设置一定数量的弹簧30，使初级摩擦片快速分开，采用这一方案，摩擦片不用钻孔，主、被动摩擦片的接触面积较传统设计可以做的更大，产生的摩擦力更大。

参见图5-6 初级摩擦离合器主、被动摩擦片的形状，隔磁槽可以为如图5所示，隔磁槽的数量也可以不同，输入轴的隔磁槽与初级离合器主、被动摩擦片的隔磁槽形状相同。

被动摩擦片的甩油槽如图7所示，甩油槽为抛物线形状，抛物线的形状由理论公式计算，流体分析设计完成，并经过实验验证具有良好的摔油润滑作用。

Claims (15)

1.一种两级多片式电磁离合器，包括：

带有左右套筒的输入轴（1），与输入轴（1）枢接的输出轴（23），与输入轴（1）枢接的电磁铁组件，初级离合器部分，凸轮增力机构，主离合器部分，其特征在于：

所述的电磁铁组件包括电磁线圈（10）、铁芯（9）、线束（8），电磁铁组件嵌入在壳体（11）内，壳体（11）与输入轴（1）枢接；

所述的初级离合器部分包括若干片初级主动摩擦片（13）、与初级主动摩擦片（13）间隔设置的若干片初级被动摩擦片（14），通过电枢挡圈（27）设置在推力盘（18）与初级主动摩擦片（13）或推力盘（18）与初级被动摩擦片（14）之间的电枢（15），初级主动摩擦片（13）外圈设置的外花键与输入轴（1）左套筒内的内花键配合，初级被动摩擦片（14）内圈设置的内花键与凸轮盘（16）的外花键配合；

所述的凸轮增力机构包括前述的凸轮盘（16）、推力盘（18），钢球（17），凸轮盘（16）与输出轴（23）固接，推力盘（18）与输出轴（23）通过花键滑动连接，凸轮盘（16）和推力盘（18）在直径相等处设置双向的、与钢球直径尺寸相等的螺旋槽，螺旋槽内设置钢球（17）；

所述的主离合器部分，包括若干片主动摩擦片（19）、与主动摩擦片（19）间隔设置的若干片被动摩擦片（20），主动摩擦片（19）外圈设置的外花键与输入轴（1）左套筒内的内花键配合，被动摩擦片（20）内圈设置的内花键与输出轴（23）的外花键配合。

2.根据权利要求1所述的一种两级多片式电磁离合器，其特征在于：所述的输入轴（1）与电磁线圈（10）配合的端面有隔磁槽，隔磁槽中填充非导磁性材料（28），非导磁性材料为铝或铜。

3.根据权利要求1所述的一种两级多片式电磁离合器，其特征在于：所述的凸轮盘（16）远离钢球（17）的一侧设置摩擦盘（12），摩擦盘（12）镶嵌在输入轴（1）内或者本身与输入轴（1）为一体。

4.根据权利要求1所述的一种两级多片式电磁离合器，其特征在于：所述的输入轴（1）与输出轴（23）通过自润滑轴承或滚针轴承枢接。

5.根据权利要求1所述的一种两级多片式电磁离合器，其特征在于：还包括密封盖（21），密封盖（21）通过大挡圈（26）、大密封圈（25）与输入轴（1）的左套筒密封，密封盖（21）通过输出轴轴承（22）与输出轴（23）枢接并通过输出轴挡圈（24）与输出轴（23）密封；密封盖（21）与输入轴（1）的左套筒形成封闭的离合器内腔，内腔中灌注润滑油。

6.根据权利要求1所述的一种两级多片式电磁离合器，其特征在于：输入轴（1）与输出轴（23）之间设置内腔，内腔内存储润滑油，输出轴（23）上设置若干出油/回油孔。

7.根据权利要求1所述的一种两级多片式电磁离合器，其特征在于：主动摩擦片（19）上设置油槽，油槽的形状为放射状、圆环状或者抛物线状。

8.根据权利要求1所述的一种两级多片式电磁离合器，其特征在于：输入轴（1）与初级被动摩擦片（14）的端面处设置若干个弹簧孔，弹簧孔里面装有弹簧（30），弹簧的自由端与初级主动摩擦片（13）配合。

9.根据权利要求1所述的一种两级多片式电磁离合器，其特征在于：输入轴（1）的右套筒内设置凸台，相应的铁芯（9）处回缩，共同将线圈（10）环抱起来，形成闭合的磁路。

10.根据权利要求1所述的一种两级多片式电磁离合器，其特征在于：输入轴（1）的左套筒间壁上设置两处圆环形的凸台，保证电磁力更多的通过摩擦片，减少漏磁量。

11.根据权利要求1所述的一种两级多片式电磁离合器，其特征在于：初级主动摩擦片（13）和/或初级被动摩擦片（14）上设置隔磁槽。

12.根据权利要求1所述的一种两级多片式电磁离合器，其特征在于：初级主动摩擦片（13）和/或初级被动摩擦片（14）表面具有耐磨涂层，耐磨涂层包括金刚石碳涂层。

13.根据权利要求1所述的一种两级多片式电磁离合器，其特征在于：螺旋槽的数量最少为3个，或者是3以上的偶数，或者是3的倍数。

14.根据权利要求1所述的一种两级多片式电磁离合器，其特征在于：凸轮盘（16）的周向外圆部分涂隔磁材料，以减少漏磁量。

15.根据权利要求1所述的一种两级多片式电磁离合器，其特征在于：所述的电磁铁组件产生的磁力线穿过铁芯（9）、输入轴（1）的套筒间壁、初级主动摩擦片（13）、初级被动摩擦片（14）、电枢（15）、初级被动摩擦片（14）、初级主动摩擦片（13）、输入轴（1）的套筒间壁、再回到铁芯（9）形成闭环回路。