[发明专利]转差超越式摩擦锥齿形同步离合器

说明书

本发明涉及一种非同轴式的机械离合器，特别是一种用于机床上的摩擦锥齿形同步离合器。

同步离合器又叫转速同步器或同步转速器（简称同步器），是机床上典型关键部件，主要应用在立式多轴半自动车床上，其作用就是把连续转动的主动轴的动力传递给转位、定位后与其同心轴的被动工作主轴，使其主动轴与各非同轴的被动工作主轴周期地接通或断开，它的工作性能好坏，将直接影响到整个机床的工作性能。

目前国内外在立式多轴半自动机床上大都采用的是摩擦锥齿形同步离合器。如我国沈阳第一机床厂生产的C2640.8和SI-286立式多轴半自动车床，苏联的1K282、美国的“L”、英国的NO10B/8、意大利的CM8等多轴立式车床上所采用的同步离合器，其基本原理相同，结构上也大体相似，只是在实现同步接合结构上有些不同。现以我国沈阳机床一厂生产的C2640.8立式多轴半自动车床上采用的同步离合器为本发明最相关的已有技术。为便于结构叙述，以下统一简称两个结构部件的名称：

上被动主轴-以下简称上主轴;

下主动主轴-以下简称下主轴。

已有技术的结构原理如附图1所示，它主要由两大部分组成，一部分是上摩擦锥1和下摩擦锥4组成的同步器，实现下主轴与上主轴的同步，也就是主动轴与被动轴的同步，另一部分是上齿盘2和下齿盘3所组成的齿形离合器，用来工作时传递较大的转矩。已有结构是，上摩擦锥1与上齿盘2之间为固定联接，下摩擦锥4与下齿盘3之间则通过内外齿组成滑动联接。其接通过程是：下摩擦锥4和下齿盘3随下主轴一起上升，下摩擦锥4首先与上摩擦锥1接触，压缩弹簧5，使锥面间产生一定压力，靠锥面间的摩擦力产生摩擦转矩，从而在短时间内带动上主轴与下主轴同步转动。随着下主轴的进一步上升，下齿盘3随之上升，使下齿嵌入上齿盘2中，完成上、下主轴的接通，实现动力传递。这虽然能够实现上、下两个主轴间的同步离合，避免了上、下齿进入接合时的第一次冲击，但存在下述缺点：

因上、下齿在接合时的相对位置是随机的，处于啮合位置的可能性极小，接合后上、下齿之间的相对位置往往出现“虚联”和“顶齿”现象，如附图2中所示的b、c、d情况，当上主轴进入工作状态时，由于切削阻力矩增大，超过了摩擦锥面间的摩擦力矩，锥面便发生滑动。上、下齿便由b、c、d的“虚联”或“顶齿”状态迅速地向啮合状态过渡（如图2中a情况），出现所谓的二次冲击，从而造成了以下后果：

1.上、下齿之间突然强烈撞击，有时出现“崩齿”现象，使齿盘报废。

2.上主轴（工作主轴）转速发生波动，降低刀具的使用寿命，往往造成刀尖崩损，此外还影响工件表面的加工质量。

3.引起摩擦锥面间的强烈摩擦，而这种摩擦是处于一种干摩擦状态，从而造成锥面间较严重磨损，降低锥面的使用寿命。

4.由于接合不可靠，影响整个机床的工作性能，引起强烈的冲击噪声，恶化工作环境。

5.离合器工作寿命短，需经常维修或更换易损件，影响正常加工，使生产成本提高。

本发明的目的是为立式多轴半自动车床及其它机械提供一种工作性能稳定可靠，上、下齿直接进入啮合状态，不产生撞击“崩齿”现象，使用寿命长的摩擦锥齿形同步离合器。

本发明的结构是在上、下两根非同轴的被、主动轴上，分别装有上、下摩擦锥和上、下齿盘。下摩擦锥靠压缩弹簧支承，可沿轴向上、下滑动，其发明要点在于：在下齿盘与下摩擦锥之间装有一套微小降速定轴齿轮转动系统，使二者之间存在一个微小的转速差，让下摩擦锥的转速略低于下齿盘，从而当下主轴上升时，首先靠摩擦锥实现上主轴与下摩擦锥的同步运传，然后下主轴继续上升，由于下齿盘靠压缩弹簧支承，使下齿盘与上齿盘在低速转差状态下，平稳进入啮合状态，则动力全部由上、下齿的可靠啮合来传递。此时因上摩擦锥与上主轴之间装有一个单向超越离合器，所以当上、下齿可靠啮合后，上主轴即与下主轴同步转动，使上主轴超越于略低转速的上摩擦锥。摩擦锥此时处于空转状态。

下面结合附图所示实施方式对本发明做进一步详细描述。

附图1是与本发明相关的已有技术结构示意图。

附图2是与本发明相关的已有技术存在问题示意图。

附图3是本发明的结构原理图。

附图4是本发明微降速定轴齿轮传动系统的传动关系示意图。