[发明专利]外环柔顺悬臂超越离合器

说明书

技术领域

本发明涉及一种超越离合器，属于机械领域。

背景技术

超越离合器用于单向传递运动或动力，通常结构较复杂，需要由许多零件构成。本发明利用了柔顺关节与柔顺机械臂的原理，设计了只有两个零件的超越离合器，适合于微小型机械传递运动或低功率动力中使用。其零件适合于用尼龙或工程塑料通过注塑加工而成。

发明内容

本发明的目的在于：设计一种适用于微小型机械使用的，只由两个零件组成的超越离合器，克服目前超越离合器零件多，不适合微小型化的缺点。

图1是该种离合器的装配图。其特征在于：该种超越离合器共有2个零件组成，分别为图2所示的外圈1与图3所示的内圈2；内圈2外圆为光滑圆形；外圈1的形状复杂，其内侧均匀分布着数个形状相同的凹槽6，并在两个凹槽之间加工出与凹槽6数量相同的曲形柔顺悬臂4；曲形柔顺悬臂4靠近外圈1的一侧定义为其外侧，靠近内圈2的一侧定义为其内侧；曲形柔顺悬臂4的端部有一个向其内侧的凸出部3；凸出部3的轮廓由靠近曲形柔顺悬臂4顶端的直线I 10和另一距柔顺臂顶端稍远的直线II12用逆时针展开的阿基米德螺线11相切过渡连接而形成，如图5所示；阿基米德螺线11与直线I 10切点的曲率半径小于与直线II12切点的曲率半径；曲形柔顺悬臂4外侧的根部为小柔顺关节8；小柔顺关节8是将曲形柔顺悬臂4在外侧根部切出半圆形凹槽，使曲形柔顺悬臂4在根部的厚度变薄而制成的；在小柔顺关节8与凸起5之间有大柔顺关节7；大柔顺关节7是在曲形柔顺悬臂4上以大于小柔顺关节8的圆弧半径在曲形柔顺悬臂4内侧加工而成的；曲形柔顺悬臂4的中部外侧有一个凸起5；凸起5的轮廓由靠近凸出部3的直线III13和靠近小柔顺关节8的直线Ⅳ14形成；直线III13和直线Ⅳ14分别与曲形柔顺悬臂4的外侧轮廓15相交于A点和B点；直线III13与柔顺悬臂4外侧轮廓15在A点切线形成锐角α；直线Ⅳ14与外侧轮廓15在B点的切线形成锐角β；锐角α小于锐角β约15°至25°；凹槽6的形状与凸起5的形状完全相同；外圈1上有通孔9，用于将外圈1固定在所需的设备上。

本发明提出的外环柔顺悬臂超越离合器的工作原理叙述如下：

超越离合器的外圈1使用弹性材料制作，在未与内圈2装配在一起时，其上的曲形柔顺悬臂4的上的凸出部3形成的包络圆直径d小于内圈2的半径。当外圈1与内圈2装配在一起时，小柔顺关节8和大柔顺关节7发生弹性变形，将凸出部3压在内圈2的外圆上。图1为超越离合器脱离状态示意图。超越离合器外圈1作顺时针转动，曲形柔顺悬臂4有被拉直的趋势，凸出部3中阿基米德螺线11与内圈2无法形成咬合动作，故内圈2无法与外圈1一起运动；同理，当内圈2作逆时针转动时，外圈1也不随内圈2运动。图6为超越离合器结合状态的示意图。当超越离合器外圈作逆时针转动时，在凸出部3与内圈2之间的摩擦作用下，由于阿基米德螺线13的特殊性，凸出部3与内圈2形成咬合动作，凸出部3旋转，在大柔顺关节7和小柔顺关节8的作用下使曲形柔顺悬臂4向外侧拱起，凸起5进入凹槽6形成啮合，提高了柔顺臂的支撑刚度，保证了凸出部3与内圈2形成咬合作用一起，带动内圈2运动；同理，当内圈2顺时针转动时，也可带动外圈运动。

本发明根据柔顺臂与柔顺关节原理，只用了两个零件组成了超越离合器，弥补了常规超越离合器零件多，不易小型化，不易保养的缺点，使得该超越离合器拥有广阔的实际应用前景。

附图说明

图1外环柔顺悬臂超越离合器脱离状态图。

图2外环柔顺悬臂超越离合器外圈零件图。

图3外环柔顺悬臂超越离合器内圈零件图。

图4凹槽6放大图。

图5凸出部3的轮廓示意图。

图6外环柔顺悬臂超越离合器结合状态图。

具体实施方式

本发明实施方式如图1-图5所示。在实验中使用尼龙为材料制作。外圈外径为10mm，外圈内径为8mm，使用了3个凹槽6和3个曲形柔顺悬臂4，凹槽6深度0.3mm，α角为20°，β角为45°，曲形柔顺悬臂4的厚度为0.5mm，大柔顺关节7的半径为1.5mm，小柔顺关节8的半径为0.2mm，在未装配状态下，凸出部3包络出的圆直径d为4.5mm。内圈2的外径为6mm，内径为4mm。实验中可传递9Nm力矩。