一种双向可调牙嵌安全离合器和农用机械的制作方法

1.本实用新型涉及离合器领域，具体涉及一种双向可调牙嵌安全离合器和农用机械。


背景技术：

2.在机械传动过程中，经常出现因传递的工作扭矩超过允许的极限扭矩，机器无法自动停止转动时而发生齿轮断齿、传动部件断裂或损坏及电机烧坏等机械事故。其主要原因是各部件之间没有保护装置，或有保护装置(如带传动)，但其对转矩的变化反应灵敏性较差，动作时间比受保护机件出现损坏所需的时间长。欲解决这类问题，传动机构的主动部件和从动部件之间须用安全离合器联结。当传递的工作扭矩超出允许的极限扭矩时动力能被迅速准确地切断。安全离合器起到过载保护的作用。
3.目前主流安全离合器包括剪切销式、摩擦片式、弹簧钢球式、弹簧牙嵌式等。其中：
4.1.剪切销式安全离合器受制造精度、材料均匀性及载荷增加速度的影响，过载时动作精度不高，此外由于疲劳损伤累积，破坏元件本身强度也随工作时间增加而降低，且当销钉被剪断后，需要停机修复，连续工作性能差。
5.2.摩擦片式安全离合器受摩擦系数稳定性影响，动作精度也不太高，经常过载时，摩擦片易发热因而影响摩擦性能和强度，应用效果较差。
6.3.弹簧钢球式安全离合器对转矩变化反应灵敏度工作可靠。但在分离过程中容易出现较大冲击，且无法适应传递大扭矩的场合。
7.4.牙嵌式离合器应用较为广泛。主流牙嵌式离合器多为外置式，易受环境影响；传递扭矩较大，但动作精度不高且额定离合扭矩不可调节；牙嵌多为单向式，通用性较差。


技术实现要素：

8.本实用新型所要解决的技术问题是如何使牙嵌离合器双向传递动力且额定离合扭矩可调节。
9.本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：一种双向可调牙嵌安全离合器，包括输入轴、弹簧、输入盘和输出盘，所述输入盘套在所述输入轴上并与所述输入轴键连接，所述输入盘和所述输出盘互相靠近的一侧上均具有沿其周向间隔设置的至少两个扭矩齿，每个所述扭矩齿周向的两侧具有相向倾斜的螺旋斜面，所述输入盘的所述扭矩齿和所述输出盘的所述扭矩齿交错设置，所述弹簧对所述输入盘施加使其靠近所述输出盘的弹性力，所述弹簧的初始变形量可调节。
10.本实用新型的有益效果是：输入扭矩通过输入轴输入，将扭矩传递到输入盘，输入盘与输出盘通过扭矩齿啮合，并通过弹簧压紧，将扭矩传递到输出盘，输出盘将扭矩输出至后续传动部件，后续传动部件将扭矩输出至工作部件。由于每个扭矩齿周向的两侧均具有螺旋斜面，因此，输入轴正转或反转时，输入盘和输出盘均可以实现离合功能，通用性高。
11.当输入扭矩过大或工作部件卡住时，输入盘与输出盘啮合的螺旋斜面发生相对滑
动，输入盘克服弹簧弹性力并向远离输出盘的方向移动，输入盘和输出盘啮合的螺旋斜面脱离，扭矩传递中断，实现保护目的。
12.特别的，输入盘和输出盘传递的额定离合扭矩仅受弹簧钢度、螺旋斜面螺旋角度、螺旋斜面摩擦系数等有限的可设计的参数影响，因此额定离合扭矩是可定制设计的。装配完成后，固定输出盘，用扭矩扳手转动输入轴，可以测量额定离合扭矩。在其他参数不变的情况下，调节弹簧的初始变形量，从而可调节弹簧对输入盘的弹性力。实现了额定离合扭矩可定制、可测量、可调节。
13.在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下改进。
14.进一步，所述输入轴上具有沿其径向向外延伸的限位部，所述弹簧套在所述输入轴上，且所述弹簧的两端分别与所述输入盘和所述限位部抵接。
15.采用上述进一步方案的有益效果是：当输入扭矩大于额定离合扭矩时，输入盘与输出盘啮合的螺旋斜面发生相对滑动，弹簧被压缩，输入盘与输出盘啮合的螺旋斜面脱离，扭矩传递中断，实现保护目的。
16.可选的，还包括至少一个调节垫片，至少一个所述调节垫片套在所述输入轴上，且位于所述弹簧和所述限位部之间。
17.可选的，还包括伸缩调节机构，所述伸缩调节机构的两端分别与所述弹簧和所述限位部连接或抵接。
18.采用上述进一步方案的有益效果是：通过改变调节垫片的数量或者替换不同厚度的调节垫片，或者是伸缩调节机构的伸缩，可以调节弹簧的初始变形量，从而可调节额定离合扭矩。
19.进一步，所述输入盘和所述输出盘互相靠近的一侧上均具有三个沿其周向均匀分布的所述扭矩齿。
20.采用上述进一步方案的有益效果是：输入盘和输出盘受力均匀。
21.进一步，每个所述扭矩齿的两个所述螺旋斜面对称设置。
22.采用上述进一步方案的有益效果是：扭矩齿的两个所述螺旋斜面对称设置，输入盘正转和反转时的额定离合扭矩相同。
23.进一步，还包括壳体和第一轴承，所述输入轴通过所述第一轴承可转动的安装于所述壳体内，所述弹簧、所述输入盘和所述输出盘均位于所述壳体内。
24.采用上述进一步方案的有益效果是：使安全离合器主要工作部件置于壳体内部，不受环境影响，有效提高了安全离合器的使用寿命及精度。
25.进一步，还包括油封，所述壳体的一端具有安装敞口，所述油封套在所述输入轴上，所述第一轴承和所述油封沿所述输入轴的轴向由内至外的安装于所述安装敞口内。
26.采用上述进一步方案的有益效果是：油封可对安装敞口内的零件进行保护，避免外部杂质进入到安装敞口内，同时，也可避免安装敞口内的润滑油溢出。
27.进一步，还包括输出轴和第二轴承，所述输出轴与所述输出盘固定连接，所述输出轴通过所述第二轴承可转动的安装于所述壳体内。
28.采用上述进一步方案的有益效果是：输出盘将扭矩输出至输出轴，输出轴传递给后续传动部件。
29.本实用新型还提供一种农用机械，包括所述的双向可调牙嵌安全离合器。
附图说明
30.图1为本实用新型双向可调牙嵌安全离合器的结构图；
31.图2为本实用新型输入盘和输出盘的扭矩齿的结构图。
32.附图中，各标号所代表的部件列表如下：
33.1、壳体；2、第一轴承；3、油封；4、输入轴；5、调节垫片；6、弹簧；7、输入盘；8、输出盘；9、输出轴；10、螺旋斜面。
具体实施方式
34.以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。
35.如图1和图2所示，本实施例提供一种双向可调牙嵌安全离合器，包括输入轴4、弹簧6、输入盘7和输出盘8，所述输入盘7套在所述输入轴4上并与所述输入轴4键连接，所述输入盘7和所述输出盘8互相靠近的一侧上均具有沿其周向间隔设置的至少两个扭矩齿，每个所述扭矩齿周向的两侧具有相向倾斜的螺旋斜面10，所述输入盘7的所述扭矩齿和所述输出盘8的所述扭矩齿交错设置，所述弹簧6对所述输入盘7施加使其靠近所述输出盘8的弹性力，所述弹簧6的初始变形量可调节。
36.输入扭矩通过输入轴4输入，将扭矩传递到输入盘7，输入盘7与输出盘8通过扭矩齿啮合，并通过弹簧6压紧，将扭矩传递到输出盘8，输出盘8将扭矩输出至后续传动部件，后续传动部件将扭矩输出至工作部件。由于每个扭矩齿周向的两侧均具有螺旋斜面10，因此，输入轴4正转或反转时，输入盘7和输出盘8均可以实现离合功能，也就是说，可实现正转和反转双向可调传动离合，通用性高。
37.当输入扭矩过大或工作部件卡住时，输入盘7与输出盘8啮合的螺旋斜面10发生相对滑动，输入盘7克服弹簧6弹性力并向远离输出盘8的方向移动，输入盘7和输出盘8啮合的螺旋斜面10脱离，扭矩传递中断，实现保护目的。
38.特别的，输入盘7和输出盘8传递的额定离合扭矩仅受弹簧6钢度、螺旋斜面10螺旋角度、螺旋斜面10摩擦系数等有限的可设计的参数影响，因此额定离合扭矩是可定制设计的。装配完成后，固定输出盘8，用扭矩扳手转动输入轴4，可以测量额定离合扭矩。在其他参数不变的情况下，调节弹簧6的初始变形量，从而可调节弹簧6对输入盘7的弹性力，实现了额定离合扭矩可定制、可测量、可调节。
39.具体的，输入盘7与输入轴4键连接，并可沿输入轴4的轴向滑动。键连接可以为满足以下条件的任意形式的结构：输入盘7与输入轴4可传递扭矩，且输入盘7可沿输入轴4的轴向滑动。例如，键连接优选为花键连接，键连接还可以为平键连接。
40.其中，如图2所示，扭矩齿为沿圆周方向设置的弧形结构，其沿周向的两侧设置为倾斜的斜面，由于该斜面随扭矩齿的形状而沿圆周方向延伸，因此，形成的斜面属于螺旋形的斜面，故称为螺旋斜面10。
41.在上述技术方案的基础上，弹簧6的两端可以分别与输出盘8和输入盘7固定连接，并对输入盘7产生拉力，使输出盘8和输入盘7互相靠近；
42.或者，所述输入轴4上具有沿其径向向外延伸的限位部，所述弹簧6套在所述输入轴4上，且所述弹簧6的两端分别与所述输入盘7和所述限位部抵接。也就是说，弹簧6处于压
缩状态，并对输入盘7产生推力。当输入扭矩大于额定离合扭矩时，输入盘7与输出盘8啮合的螺旋斜面10发生相对滑动，弹簧6被进一步压缩，输入盘7与输出盘8啮合的螺旋斜面10脱离，扭矩传递中断，实现保护目的。
43.在上述任一方案的基础上，对于弹簧6的初始变形量可调节：可选的，还包括至少一个调节垫片5，至少一个所述调节垫片5套在所述输入轴4上，且位于所述弹簧6和所述限位部之间。或者，还包括伸缩调节机构，所述伸缩调节机构的两端分别与所述弹簧6和所述限位部连接或抵接。
44.通过改变调节垫片5的数量或者替换不同厚度的调节垫片5，或者是伸缩调节机构的伸缩，可以调节弹簧6的初始变形量，从而可调节额定离合扭矩。
45.其中，限位部可以为固定于输入轴4上的零件，或者输入轴4设置为阶梯轴，其轴肩形成限位部。
46.其中，伸缩调节机构可以为电动伸缩杆、气动伸缩杆、液压伸缩杆或通过机械传动实现沿输入轴4轴向移动的结构。对于通过机械传动实现伸缩的结构，例如输入轴4上设置外螺纹，或输入轴4上固定有螺杆，螺杆具有外螺纹，外螺纹的轴线与输入轴4的轴线平行或同轴，外螺纹上通过螺纹连接一个调节螺母，转动调节螺母，调节螺母可沿输入轴4的轴线移动，弹簧6的端部与调节螺母固定或抵接，即可实现初始变性量的调节。
47.在上述任一方案的基础上，所述输入盘7和所述输出盘8互相靠近的一侧上均具有三个沿其周向均匀分布的所述扭矩齿。输入盘7和输出盘8受力均匀。
48.在上述任一方案的基础上，可选的，每个所述扭矩齿的两个所述螺旋斜面10倾斜角度可以不同，从而输入盘7正转和反转时的额定离合扭矩不同；或者，每个所述扭矩齿的两个所述螺旋斜面10对称设置。扭矩齿的两个所述螺旋斜面10对称设置，输入盘7正转和反转时的额定离合扭矩相同。
49.在上述任一方案的基础上，还包括壳体1和第一轴承2，所述输入轴4通过所述第一轴承2可转动的安装于所述壳体1内，所述弹簧6、所述输入盘7和所述输出盘8均位于所述壳体1内。
50.使安全离合器主要工作部件置于壳体1内部，不受环境影响，有效提高了安全离合器的使用寿命及精度。
51.在上述任一方案的基础上，还包括油封3，所述壳体1的一端具有安装敞口，所述油封3套在所述输入轴4上，所述第一轴承2和所述油封3沿所述输入轴4的轴向由内至外的安装于所述安装敞口内。
52.油封3可对安装敞口内的零件进行保护，避免外部杂质进入到安装敞口内，同时，也可避免安装敞口内的润滑油溢出。
53.在上述任一方案的基础上，还包括输出轴9和第二轴承，所述输出轴9与所述输出盘8固定连接，所述输出轴9为齿轮轴，所述输出轴9通过所述第二轴承可转动的安装于所述壳体1内。
54.输出盘8将扭矩输出至输出轴9，输出轴9传递给后续传动部件。
55.本实施例的双向可调牙嵌安全离合器可适用于需要离合传动的机构，尤其适用于输入轴4需要正反转的工况。
56.本实用新型还提供一种农用机械，包括所述的双向可调牙嵌安全离合器。
57.在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
58.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
59.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
60.以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。