[其他]彈簧式超越機構

無效

• 申請號: 86201694
• 申請日: 1986-03-24
• 公開（公告）號: CN86201694U
• 公開（公告）日: 1987-02-11
• 發明（設計）人: 柳正雷
• 申請（專利權）人: 柳正雷
• 主分類號: F02N15/02
• 分類號: F02N15/02;F02N11/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本實用新型是一種用于兩個可相對轉動的部件，特別是用于防止起動機電樞受發動機拖動而超速損壞的彈簧式超越機構。

公知的彈簧式超越機構的基本型式是《機械設計手冊》（化學工業出版社第二版中冊）第190頁上記載的。這里在軸上套有一個園柱彈簧，彈簧的內徑稍小于軸的外徑，使結合面上略有預緊力。彈簧的一端固定在輪上，另一端是自由端。當輪（或軸）按彈簧繞制的方向轉動時，彈簧的內徑縮小，結合面上的壓緊力和摩擦力越來越大，因此帶動軸（或輪）轉動；當軸（或輪）的轉速大于輪（或軸）的轉速時，彈簧在主動輪上一端的受力方向與前述相反，這時彈簧的內徑增大，結合面上的壓緊力和摩擦力減小，當結合面上產生的摩擦力矩小于輪（或軸）自身系統中的摩擦力矩時，軸（或輪）可以作超越轉動。在超越狀態下，結合面的摩擦力近似等于彈簧對軸的預緊力產生的最大靜摩擦力。預緊力的最小限值是由彈簧的有效圈數和鋼絲的剛性決定的。圈數越多及鋼絲的剛性越小，結合面上需要的最小預緊力也就越小。在具體機械上：彈簧的圈數受彈簧長度的限制不可能繞得很多；彈簧的鋼絲截面積必須保證鋼絲能夠承受可能出現的最大拉力，截面積不可能很小，所以鋼絲的剛性較大。這些因素使結合面上必須有較大的預緊力，超越機構才能正常工作。這就導致公知的彈簧式超越機構存在著較大的超越阻矩（即超越狀態下結合面上的摩擦力矩）。特別是在傳遞大轉矩的超越機構中，超越阻矩往往大到不可允許的程度，以致于在設計中不得不選用其它類型的超越機構。

本實用新型的目的是要提供一種改進的彈簧式超越機構。在傳遞與公知的超越機構相等的轉矩的條件下，它的超越轉矩可大幅度地減小，使這項技術指標接近其它類型的超越機構。

新型彈簧式超越機構在軸上裝有彈簧，彈簧的一端固定在輪上，另一端為自由端，彈簧的內徑略小于軸的外徑。上述目的是這樣實現的：彈簧是用變截面積的鋼絲繞成的，或者是用多股金屬絲或非金屬絲絞成的柔性繩繞成的。柔性繩彈簧的自由端固定在軸上的鋼絲圈上，鋼絲圈的內徑略小于軸的外徑。這樣做是必要的，用變截面積鋼絲繞成的彈簧總體剛性小，彈簧圈數多，可以減少預緊力，降低超越阻矩；用柔性繩做成的彈簧可大幅度地減小“鋼絲”的剛性，因此也可以有較地改善超越性能。

彈簧式超越機構是現有的超越機構中結構最簡單，制造成本最低的一種超越機構。它具有生產工藝簡單，不需要專用設備，使用維修方便，工作時沒有噪音等優點。本實用新型改善了超越性能，為進一步推廣應用彈簧式超越機構，特別是廣泛應用在起動機上創造了條件。

本實用新型提供的超越機構也可以用作制動機構和單向閉鎖機構。當輪（或軸）固定時，則軸（或輪）的旋轉方向與彈簧的繞制方向相同時制動；旋轉方向與彈簧的繞制方向相反時可以自由轉動。

彈簧的繞制方向是這樣規定的：在超越機構進入超越狀態之前，如果是輪主動軸被動，則觀察彈簧固定在輪上的一端，若輪的旋轉方向使彈簧的圈數有增加的趨勢，則稱這個方向為彈簧的繞制方向；如果是軸主動輪被動，則觀察彈簧的自由端，若軸帶動彈簧的自由端轉動，使彈簧的圈數有增加的趨勢，則稱軸的旋轉方向是彈簧的繞制方向。

實用新型的具體結構由以下實施例和說明書附圖給出。

圖1～7的彈簧式超越機構由擋圈〔1〕、軸承〔2〕、輪〔3〕、彈簧〔4〕和軸〔5〕組成。彈簧〔4〕的一端固定在輪〔3〕上，另一端是自由端。彈簧的內徑略小于軸的外徑。圖中A點是彈簧鋼絲承受拉力最大的一點，B點是自由端。各個實施例的特點如下：

圖1中的彈簧鋼絲的截面積是按指數規律連續變化的。從A到B中任意一點的鋼絲截面積可用下式計算：

S＝S_max·e^-2πμon

式中：S_max——A點需要的鋼絲截面積。

μ₀——鋼絲與軸的摩擦系數。

n——任意一點到A點之間的彈簧圈數。

圖2中的彈簧鋼絲截面積是按線性平方規律連續變化的，從A到B中任意一點的鋼絲截面積可用下式計算：

式中：N——從A到B的彈簧總圈數。

圖3中的彈簧鋼絲截面的寬和高的尺寸從A到B是連續變小的。

彈簧鋼絲截面的寬和高的定義是：從A到B之間任意一點的鋼絲上，鋼絲在彈簧軸向的最大尺寸稱為該點鋼絲截面的寬，鋼絲在彈簧徑向的最大尺寸稱為該點鋼絲截面的高。

園鋼絲的高和寬從A到B線性變小時，鋼絲截面積的變化規律近似于指數規律。

圖4中的彈簧鋼絲截面的高不變，只是寬尺寸從A到B連續變小。