[发明专利]摩擦式超越离合器

权利要求书

1.一种摩擦式超越离合器，其包括：内环、外环、摩擦环和预紧弹性件；其特征在于：

所述内环、外环和摩擦环具有共同的旋转轴线；

所述摩擦环位于内环与外环之间，摩擦环与内环和外环其中之一间以锥形面相配合，形成至少一个可以轴向接触和分离的第一工作摩擦副，摩擦环与其中另一之间以增力传动机构相连接，形成增力传动机构；

在所述内环和外环之间，分别至少设置有一个相配合的锥形面，形成至少一个能轴向接触和分离的第二工作摩擦副；

所述的预紧弹性件，其一端设置在摩擦环上，使所有工作摩擦副在未工作时保持有满足工作要求的弹性压紧力；

所述的第一工作摩擦副和第二工作摩擦副具有共同的旋转轴线，每个工作摩擦副相配合的两个锥形面的锥顶角相同，第二工作摩擦副的锥顶角和第一工作摩擦副的锥顶角可以相等，也可以不相等；对任意一个第一或第二工作摩擦副的锥顶角，设该锥顶角的角度为θ，摩擦副的摩擦系数为μ₀ ，则必须满足条件：2arctan(μ₀)<θ≤180°，公式中的arctan()表示反正切函数，该条件确保所述工作摩擦副自身不会自锁；

所述增力传动机构，将所述摩擦环和与增力传动机构相连接的所述内环或外环之间的相对转动角度变换成轴向相对位置移动，设相对转动角度为φ时，产生的轴向相对位置移动距离为λ，该增力传动机构的摩擦系数为μ₁ ，则必须满足条件：arctan(dλ/dφ)＞arctan(μ₁)，公式中的arctan()表示反正切函数，d表示微分，该条件确保所述增力传动机构自身不会自锁；

将所述的所有第一工作摩擦副和第二工作摩擦副换算为一个理论上的等效工作摩擦副，设所述内环与外环之间出现自锁方向的切向外部分力为F₁，通过所述增力传动机构的作用，在所述等效工作摩擦副上产生的法向压力为F₂，等效工作摩擦副的当量摩擦系数为μ，所述的超越离合器实现最大承载能力的设计条件为：dF₁/dF₂≤μ; 所述的超越离合器的超载滑转保护的设计条件为：dF₁/dF₂＞μ，公式中的d表示微分。

2.按权利要求1 所述的超越离合器，其特征在于：所述增力传动机构，既能由直接形成在所述摩擦环上的结构形状与所述增力传动机构相连接的所述内环或所述外环上直接形成的结构形状直接相互啮合构成，所述结构形状，可以是标准截面和不标准截面的螺纹、轴向螺旋面和轴向斜楔面中的任意一种结构形状；也能由直接形成在所述摩擦环上的结构形状和直接形成在与所述增力传动机构相连接的所述内环或所述外环上的结构形状以及位于这两个所述结构形状之间的相关机械零件共同构成，可以是轴向螺旋槽销结构、轴向斜撑杆结构、双钢球轴向楔紧结构、双滚柱轴向楔紧结构和滚动螺纹结构之一；所述增力传动机构，在转换运动的同时，还将所述摩擦环与所述内环或外环之间的切向力分解，产生出相互间的轴向分力。

3.按权利要求1 所述的超越离合器，其特征在于：每个所述工作摩擦副包含只由相配合的两个锥形面形成的两个摩擦面构成的结构，或包含由交错叠放形成的两个以上的摩擦面，按传统的多片式离合器结构形式所构成的结构。

4.按权利要求1 所述的锥形面摩擦式超越离合器，其特征在于：在与所述摩擦环以增力传动机构相连接的所述内环或外环上，设置有摩擦环轴向限位件，所述摩擦环轴向限位件与所述的内环或外环通过环槽相连接，以限制所述摩擦环的轴向移动范围。

5.按权利要求4所述的锥形面摩擦式超越离合器，其特征在于：所述的预紧弹性件，设置在摩擦环轴向限位件与摩擦环之间，或者与所述摩擦环和与所述增力传动机构相连接的内环或外环相连接，使所有工作摩擦副在未工作时保持有满足工作要求的弹性压紧力。

6.按权利要求1～5 任一项所述的超越离合器，其特征在于：所述预紧弹性件包括至少一个由金属或橡胶等弹性材料制成扭簧、压簧、碟簧、波形弹簧、片状弹簧结构形式的弹性元件。

7.按权利要求1～5 任一所述的超越离合器，其特征在于：所述工作摩擦副的锥形面形成的摩擦面上，设置有沟槽形或网纹形润滑油道。