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CN110805668A - 一种非对称阻尼的平面涡卷弹簧张紧轮 - Google Patents

一种非对称阻尼的平面涡卷弹簧张紧轮 Download PDF

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周勇
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Abstract

一种非对称阻尼的平面涡卷弹簧张紧轮。本发明涉及皮带张紧轮领域。本发明针对以上问题，提出了一种结构精巧、稳定性好且使用效果好的平面涡卷弹簧张紧轮。本发明的技术方案为：包括皮带轮、支臂、中心轴、弹簧垫圈、涡卷弹簧和弹簧支撑套；所述张紧轮还包括阻尼机构，所述阻尼机构包括端盖和阻尼片，所述阻尼片与支臂背向轴套的一侧端面相贴合，所述端盖与中心轴远离弹簧支撑套的一端固定连接，所述端盖由弹性材料制成、且与阻尼片相连接，通过端盖给阻尼片提供轴向正压力。从整体上具有结构精巧、稳定性好且使用效果好等优点。

Description

一种非对称阻尼的平面涡卷弹簧张紧轮
技术领域
本发明涉及皮带张紧轮领域。
背景技术
目前，传统的平面涡卷弹簧张紧轮大多如国家局于2019年2月1日公告的一份名为“新型一体式皮带张紧轮”、申请号为“201820472855.8”的中国实用新型专利所示，为提供阻尼，在其中设置了蝶形弹簧、减磨板以及面板（即端盖），通过蝶形弹簧预压形变提供轴向正压力，以使得减磨板在支臂摆动过程中提供阻尼力。然而，此类结构中由于蝶形弹簧的压缩量固定不变，因此，张紧轮的正反向摆动过程中，即加载和卸载过程的阻尼相等，为对称阻尼。而张紧轮中的对称阻尼通常存在一定的风险，即当阻尼值达到一定程度（一般超过50%）容易出现不回复的现象，并表现出输出扭矩不足，导致轮系中皮带张力不够而出现打滑现象。
发明内容
本发明针对以上问题，提出了一种结构精巧、稳定性好且使用效果好，通过非对称阻尼有效解决对称阻尼所带来的种种缺陷的非对称阻尼的平面涡卷弹簧张紧轮。
本发明的技术方案为：括皮带轮、支臂、中心轴、弹簧垫圈、涡卷弹簧和弹簧支撑套，所述皮带轮铰接在支臂的一侧，所述中心轴穿设在支臂的另一侧，所述支臂的一侧端面上设有轴套，所述轴套套接所述中心轴、且与支臂连为一体；所述弹簧支撑套中开设有容置槽，所述中心轴的一端穿出所述轴套、且与容置槽的槽底固定相连，所述涡卷弹簧设于容置槽中，所述涡卷弹簧的一端固定连接在容置槽的内壁上、且另一端固定连接在轴套的外壁上；所述弹簧垫圈套接所述轴套、且抵在弹簧支撑套的端面和支臂之间；
所述张紧轮还包括阻尼机构，所述阻尼机构固定连接在中心轴远离弹簧支撑套的一端、且贴合于支臂背向轴套的一侧端面上；
所述阻尼机构包括端盖和阻尼片，所述阻尼片与支臂背向轴套的一侧端面相贴合，所述端盖与中心轴远离弹簧支撑套的一端固定连接，所述端盖由弹性材料制成、且与阻尼片相连接，通过端盖给阻尼片提供轴向正压力；
所述阻尼片呈环形、且朝向支臂的端面为螺旋面；所述支臂朝向阻尼片的端面上设有与阻尼片贴合的环形台阶，所述环形台阶朝向阻尼片的端面为与阻尼片适配的螺旋面。
所述端盖的外壁与阻尼片的内壁相连、且二者注塑为一体。
所述端盖固定连接于阻尼片背向支臂的端面上。
所述弹性材料为65Mn弹簧钢。
本发明在张紧轮在加载时，加载扭矩不断变大、且增大幅度大于传统具有对称阻尼结构的张紧轮，使得本案中皮带振动抑制力（与加载扭矩对应）的增长幅度较大，从而使得本案在加载过程中对于皮带抖动的抑制效果优于传统张紧轮；而张紧轮在卸载时，卸载扭矩不断变小、且减小幅度小于传统具有对称阻尼结构的张紧轮，使得本案中皮带张紧力（与卸载扭矩对应）的减小幅度较小，从而使得本案在卸载过程中对于皮带张紧的保持效果优于传统张紧轮。同时，本案在经过预压缩处于实际使用过程中时，即支臂在同一位置时加载阻尼大于卸载阻尼。因此，本案从整体上解决了对称阻尼所带来的种种缺陷，从整体上具有结构精巧、稳定性好且使用效果好等优点。
附图说明
图1是本案的结构示意图，
图2是图1的俯视图，
图3是图2的A-A向剖视图，
图4是本案实施例一的立体爆炸示意图，
图5是本案实施例二的立体爆炸示意图；
图6是阻尼板结构示意图，
图7是图6的俯视图，
图8是图6的仰视图，
图9是阻尼板的立体图一，
图10是阻尼板的立体图二，
图11是阻尼板的立体图三，
图12是阻尼板的立体图四；
图13是支臂的立体图；
图中1是皮带轮，2是支臂，20是轴套，21是环形台阶，22是段差面二，3是中心轴，4是弹簧垫圈，5是涡卷弹簧，6是弹簧支撑套，7是端盖，8是阻尼片，81是阻尼片朝向支臂的端面，82是段差面一。
具体实施方式
本发明如图1-13所示，包括皮带轮1、支臂2、中心轴3、弹簧垫圈4、涡卷弹簧5和弹簧支撑套6，所述皮带轮1铰接在支臂2的一侧，所述中心轴3穿设在支臂2的另一侧，所述支臂2的一侧端面上设有轴套20，所述轴套20套接所述中心轴3、且与支臂2连为一体；所述弹簧支撑套6中开设有容置槽，所述中心轴3的一端穿出所述轴套20、且与容置槽的槽底固定相连，所述涡卷弹簧5设于容置槽中，所述涡卷弹簧5的一端固定连接在容置槽的内壁上、且另一端固定连接在轴套的20外壁上；所述弹簧垫圈4套接所述轴套20、且抵在弹簧支撑套6的端面和支臂2之间；
所述张紧轮还包括阻尼机构，所述阻尼机构固定连接在中心轴3远离弹簧支撑套6的一端、且贴合于支臂2背向轴套20的一侧端面上；
所述阻尼机构包括端盖7和阻尼片8，所述阻尼片8与支臂2背向轴套20的一侧端面相贴合，所述端盖7与中心轴3远离弹簧支撑套6的一端固定连接，所述端盖7由弹性材料制成、且与阻尼片8相连接，通过端盖7给阻尼片8提供轴向正压力；
所述阻尼片8呈环形、且朝向支臂的端面81为螺旋面；所述支臂2朝向阻尼片8的端面上设有与阻尼片8贴合的环形台阶21，所述环形台阶朝向阻尼片8的端面为与阻尼片8适配的螺旋面。其中阻尼片的螺旋面的上端和下端之间为段差面一82，环形台阶的螺旋面的上端和下端之间为段差面二22；出厂时，段差面一和段差面二相贴合，装配时，需先将张紧轮安装在发动机的表面上，再转动支臂，对涡卷弹簧进行压缩，待皮带布置完毕后，松开支臂，使其在涡卷弹簧回复力影响下拉拽皮带，以保持皮带张紧。在对涡卷弹簧进行压缩时，段差面一、段差面二将相互远离，给支臂的正反向摆动，即张紧轮的加载和卸载过程留出足够的活动空间。
此后，张紧轮在正常使用过程中，若支臂向加载方向旋转，则段差面一、段差面二的间距不断变大，使得阻尼片逐渐远离支臂，从而使得端盖的变形量逐渐变大，使得轴向正压力变大、阻尼力变大；而若是支臂向卸载方向旋转时，则段差面一、段差面二的间距不断变小，使得阻尼片逐渐靠近支臂，从而使得端盖的变形量逐渐变小，使得轴向正压力变小、阻尼力变小；最终，实现了非对称阻尼。
下面对于非对称阻尼进行展开论述：
传统的具有对称阻尼结构的张紧轮在加载时，阻尼力不变、弹簧力变大，而本案的则是阻尼力变大、弹簧力变大，从而使得当支臂处在同一位置时，本案的加载扭矩（阻尼力与弹簧力之和）远大于传统张紧轮的加载扭矩。
传统的具有对称阻尼结构的张紧轮在卸载时，阻尼力不变、弹簧力变小，而本案则是阻尼力变小、弹簧力变小，从而使得当支臂处在同一位置时，本案的卸载扭矩（弹簧力与阻尼力之差）也将大于传统张紧轮的加载扭矩。
综上所述，本发明在张紧轮在加载时，加载扭矩不断变大、且增大幅度大于传统具有对称阻尼结构的张紧轮，使得本案中皮带振动抑制力（与加载扭矩对应）的增长幅度较大，从而使得本案在加载过程中对于皮带抖动的抑制效果优于传统张紧轮；而张紧轮在卸载时，卸载扭矩不断变小、且减小幅度小于传统具有对称阻尼结构的张紧轮，使得本案中皮带张紧力（与卸载扭矩对应）的减小幅度较小，从而使得本案在卸载过程中对于皮带张紧的保持效果优于传统张紧轮。同时，本案在经过预压缩处于实际使用过程中时，即支臂在同一位置时加载阻尼大于卸载阻尼。因此，本案从整体上解决了对称阻尼所带来的种种缺陷，从整体上具有结构精巧、稳定性好且使用效果好等优点。
下面通过两个实施例对阻尼片和端盖的连接方式进行代表性阐述：
实施例一，所述端盖7的外壁与阻尼片8的内壁相连、且二者注塑为一体。这样，由于中心轴的两端分别与端盖以及弹簧支撑套固定连接，而支臂与弹簧支撑套之间的间距不变，因此，阻尼片远离支臂时，端盖的变形量随之变大，阻尼片靠近支臂时，端盖的变形量随之变小。
实施例二，所述端盖7固定连接于阻尼片8背向支臂2的端面上。同理，阻尼片远离支臂时，端盖受压，使其变形量变大；反之，阻尼片靠近支臂时，端盖的变形量变小。
所述弹性材料为65Mn弹簧钢。

Claims (5)

1.一种非对称阻尼的平面涡卷弹簧张紧轮，其特征在于，包括皮带轮、支臂、中心轴、弹簧垫圈、涡卷弹簧和弹簧支撑套，所述皮带轮铰接在支臂的一侧，所述中心轴穿设在支臂的另一侧，所述支臂的一侧端面上设有轴套，所述轴套套接所述中心轴、且与支臂连为一体；所述弹簧支撑套中开设有容置槽，所述中心轴的一端穿出所述轴套、且与容置槽的槽底固定相连，所述涡卷弹簧设于容置槽中，所述涡卷弹簧的一端固定连接在容置槽的内壁上、且另一端固定连接在轴套的外壁上；所述弹簧垫圈套接所述轴套、且抵在弹簧支撑套的端面和支臂之间；
所述张紧轮还包括阻尼机构，所述阻尼机构固定连接在中心轴远离弹簧支撑套的一端、且贴合于支臂背向轴套的一侧端面上；
所述阻尼机构包括端盖和阻尼片，所述阻尼片与支臂背向轴套的一侧端面相贴合，所述端盖与中心轴远离弹簧支撑套的一端固定连接，所述端盖由弹性材料制成、且与阻尼片相连接，通过端盖给阻尼片提供轴向正压力；
所述阻尼片呈环形、且朝向支臂的端面为螺旋面；所述支臂朝向阻尼片的端面上设有与阻尼片贴合的环形台阶，所述环形台阶朝向阻尼片的端面为与阻尼片适配的螺旋面。
2.根据权利要求1所述的一种非对称阻尼的平面涡卷弹簧张紧轮，其特征在于，所述端盖的外壁与阻尼片的内壁相连、且二者注塑为一体。
3.根据权利要求1所述的一种非对称阻尼的平面涡卷弹簧张紧轮，其特征在于，所述端盖固定连接于阻尼片背向支臂的端面上。
4.根据权利要求1所述的一种非对称阻尼的平面涡卷弹簧张紧轮，其特征在于，所述弹性材料为65Mn弹簧钢。
5.根据权利要求1所述的一种非对称阻尼的平面涡卷弹簧张紧轮，其特征在于，所述中心轴和轴套之间还设有至少一个自润滑轴承。
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