磁吸式刚性离合器的制作方法

1.本技术涉及电磁离合器技术领域，特别是涉及一种磁吸式刚性离合器。


背景技术：

2.电磁离合器是指由电磁力产生压紧力的摩擦式离合器。由于能实现远距离操纵，控制能量小，便于实现机床自动化，同时动作快，结构简单，也获得了广泛的应用。电磁离合器主要由线圈部分、轴承、摩擦挡板、玄铁、弹簧片和导座组成，电磁离合器工作原理是，当通电时线圈产生磁力，在磁力的作用下吸合衔铁，使与衔铁链接的弹簧片产生变形，使衔铁与摩擦挡板结合，产生摩擦力，主动部分转动带动从动部分转动；当断电时，磁力消失，衔铁在弹簧片的弹力下回弹到原来的位置，离合器处于分离状态，主动部分转动，从动部分不转。
3.目前市面上电磁离合器传动不稳定、传递扭矩较小，容易出现传动打滑、失效。


技术实现要素：

4.基于此，有必要提供一种磁吸式刚性离合器，旨在解决现有技术存在的传递扭矩较小的问题。
5.本技术提供一种磁吸式刚性离合器，包括衔铁组件、与所述衔铁组件固定连接的输出轴、包括线圈的线圈组件、位于所述衔铁组件和所述线圈之间且被驱动源的动力驱动而旋转的转子、与所述转子固定连接的输入轴；
6.所述输入轴和所述输出轴沿所述输入轴的轴向依次设置，且所述输入轴和所述输出轴之间设有弹性件，当所述线圈断电时，所述弹性件使所述输入轴和所述输出轴在轴向上分离；当所述线圈通电而产生磁场时对所述衔铁组件磁吸附，使得所述输入轴和所述输出轴在轴向上压缩所述弹性件至所述输入轴和所述输出轴在轴向上相抵接，所述输入轴和所述输出轴在轴向相抵接时，所述输入轴和所述输出轴在周向上也相抵接或所述输入轴相对所述输出轴转动后所述输入轴和所述输出轴在周向上也相抵接。
7.上述方案通过将输入轴和输出轴能够在周向上相抵接，使得输入轴和输出轴之间存在刚性的配合，使得输入轴和输出轴之间在传递较大的扭矩时不会出现打滑等问题，能够实现稳定、高效的动力输出。相较于现有技术中的依靠摩擦力传动的技术方案，所能够传递的扭矩更大。
8.下面对本技术的技术方案作进一步的说明：
9.在任意实施方式中，所述输入轴和所述输出轴在周向上相抵接时，所述输入轴和所述输出轴相扣合。
10.在任意实施方式中，所述输入轴近所述输出轴的端面部分外凸形成第一凸块，所述输出轴近所述输入轴的端面部分外凸形成第二凸块，所述输入轴和所述输出轴在周向上相抵接时，所述第一凸块的侧壁与第二凸块的侧壁相抵接。
11.在任意实施方式中，所述第一凸块具有与所述第二凸块相抵接的第一侧壁、所述
第二凸块具有与所述第一凸块相抵接的第二侧壁，所述第一侧壁和所述第二侧壁均与所述轴向平行。
12.在任意实施方式中，所述第一凸块为与所述输出轴同圆心的扇形环状结构，所述第二凸块为与所述输出轴同圆心的扇形环状结构。
13.在任意实施方式中，所述第一凸块和所述第二凸块的数量为数量相等的多个，多个所述第一凸块中心对称设置，多个所述第二凸块中心对称设置，且任一所述第一凸块抵接于所述第二凸块之一时，其他所述第一凸块均抵接于其他所述第二凸块之一。
14.在任意实施方式中，所述第一凸块和所述第二凸块的高度一致。
15.在任意实施方式中，所述输入轴和所述输出轴分别设有用于放置所述弹性件的第一放置腔和第二放置腔，所述弹性件的两端分别抵接于所述第一放置腔的腔底和所述第二放置腔的腔底。
16.在任意实施方式中，所述衔铁组件包括固定连接的衔铁和连接盘，所述衔铁采用导磁材料，所述连接盘与所述输出轴键连接。
17.在任意实施方式中，所述转子与所述输入轴键连接。
附图说明
18.构成本技术的一部分的附图用来提供对本技术的进一步理解，本技术的示意性实施方式及其说明用于解释本技术，并不构成对本技术的不当限定。
19.为了更清楚地说明本技术实施方式中的技术方案，下面将对实施方式描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
20.图1是本技术一实施方式所示的磁吸式刚性离合器的分解状态结构示意图；
21.图2是图1中的装配状态剖面结构示意图；
22.图3是图1中输入轴和输出轴配合示意图。
23.附图标记说明：
24.100、磁吸式刚性离合器；110、衔铁组件；111、衔铁；112、连接盘；120、输出轴；121、第二凸块；122、第二放置腔；130、线圈组件；140、转子；150、输入轴；151、第一凸块；152、第一放置腔；160、弹性件。
具体实施方式
25.为使本技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本技术的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本技术。但是本技术能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本技术内涵的情况下做类似改进，因此本技术不受下面公开的具体实施方式的限制。
26.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本技术的技术领域的技术人员通常理解的含义相同；本文中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本技术；本技术的说明书和权利要求书及上述附图说明中的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。
27.在本技术实施方式的描述中，术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如a和/或b，可以表示：单独存在a，同时存在a和b，单独存在b这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
28.在本技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“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技术和简化描述，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技术的限制。
29.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本技术的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
30.在本技术中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
31.在本技术中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
32.需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
33.下面结合附图，说明本技术的较佳实施方式。
34.如图1和图2所示，为本技术一实施方式展示的一种磁吸式刚性离合器100，包括衔铁组件110、与衔铁组件110固定连接的输出轴120、包括线圈的线圈组件130、位于衔铁组件110和线圈之间且被驱动源的动力驱动而旋转的转子140、与转子140固定连接的输入轴150。输入轴150和输出轴120同轴设置，且输入轴150和输出轴120之间设有弹性件160，当线圈断电时，弹性件160使输入轴150和输出轴120分离；当线圈通电而产生磁场时对衔铁组件110磁吸附，使得输入轴150和输出轴120在轴向上压缩弹性件160至输入轴150和输出轴120在轴向上相抵接。输入轴150和输出轴120上相抵接时，输入轴150和输出轴120在周向上也相抵接；或者，输入轴150相对输出轴120转动一定角度后，输入轴150和输出轴120在周向上也相抵接。
35.根据电流的磁效应，当对线圈通电时，在线圈周围会形成电磁场。衔铁组件110能够在电磁场中受到电磁场的影响被磁吸附，而相对线圈组件130移动。
36.可以理解的是，输入轴150和输出轴120可以为旋转体，其可以是整体呈圆柱形的轴体。在如图1所示的实施方式中，为了输入轴150和输出轴120所能传递的扭矩更大，输入轴150近输出轴120的一端也可以设有较输入轴150的轴体部分半径更大的圆柱体部，相应地输出端近输入端的一端也可以设有较输出轴120的轴体部分半径更大的圆柱体部。可以理解的是，轴体部分和圆柱体部可以是一体成型结构也可以是固定连接结构。在本实施方式中，当输入轴150和输出轴120相抵接时，为两个圆柱体部相抵接，以更便于加工和传递扭矩。
37.可以理解的是，弹性件160的作用在于当线圈断电时带动输入轴150和输出轴120复位至分离状态，其可以是如图1所示的弹簧，也可以是其他任意能够实现复位功能的部件。
38.输入轴150与转子140固定连接，使得输入轴150能够和转子140同步转动。当线圈断电时，弹性件160的弹力使得输入轴150和输出轴120分离，输入轴150的转动不能带动输出轴120和衔铁组件110转动。当线圈通电时，线圈产生电磁场对衔铁组件110磁吸附，线圈对衔铁组件110的吸力带动衔铁组件110克服弹性件160的弹力朝向线圈移动至输入轴150和输出轴120在轴向相抵接，且转子140和输入轴150沿着旋转轴转动至输入轴150和输出轴120在周向上相抵接。当输入轴150和输出轴120在周向上相抵接，输入轴150的转动将带动输出轴120同步转动。当线圈断电时，线圈对衔铁组件110的磁吸附消失，在弹性件160的弹力的作用下，输入轴150和输出轴120复位至分离状态，输入轴150的转动不能带动输出轴120和衔铁组件110转动。
39.上述方案通过将输入轴150和输出轴120能够在周向上相抵接，使得输入轴150和输出轴120之间存在刚性的配合，使得输入轴150和输出轴120之间在传递较大的扭矩时不会出现打滑等问题，能够实现稳定、高效的动力输出。相较于现有技术中的依靠摩擦力传动的技术方案，所能够传递的扭矩更大。
40.根据本技术的一些实施方式，可选地，输入轴150和输出轴120在周向上相抵接时，输入轴150和输出轴120相扣合。
41.通过将输入轴150和输出轴120相扣合，使得输入轴150和输出轴120在周向上之间形成刚性配合，且相扣合相较于其他刚性配合方式，所需结构更简单，更便于加工。
42.在其他实施方式中，输入轴150和输出轴120也可以采用齿合等刚性配合。
43.请参阅图3，根据本技术的一些实施方式，可选地，输入轴150近输出轴120的端面部分外凸形成第一凸块151，输出轴120近输入轴150的端面部分外凸形成第二凸块121，输入轴150和输出轴120在周向上相抵接时，第一凸块151的侧壁与第二凸块121的侧壁相抵接。
44.由于在磁吸附衔铁组件110的过程中，输入轴150和转子140仍在旋转，输入轴150和输出轴120轴向抵接时，第一凸块151和第二凸块121在周向上未必相抵接，也可能是第一凸块151和第二凸块121在轴向上抵接。若第一凸块151和第二凸块121在轴向上抵接，随着转子140和输入轴150的旋转第一凸块151和第二凸块121相对转动逐渐错位，同时由于线圈对衔铁组件110的磁吸附，当第一凸块151和第二凸块121错位后，第一凸块151在轴向移动至与输出轴120除第二凸块121之外的部位抵接和/或第二凸块121在轴向移动至与输出轴120除第一凸块151之外的部位抵接。此时随着转子140和输入轴150的旋转，第一凸块151仍
相对第二凸块121转动直至与第二凸块121抵接。当第一凸块151和第二凸块121抵接，输入轴150和输出轴120之间存在刚性配合，输入轴150可以带动输出轴120同步转动。
45.可以理解的是，第一凸块151与输入轴150可以是一体结构，可以采用一体成型的方式加工。相同地，第二凸块121与输出轴120也可以是一体结构，可以采用一体成型的方式加工。
46.还可以理解的是，第一凸块151为输入轴150部分外凸形成，其可以是输入轴150在轴向上的外凸所形成，也可以是输入轴150在周向上的外凸所形成。相应地，第二凸块121为输出轴120部分外凸形成，其可以是输出轴120在轴向上的外凸所形成，也可以是输出轴120在周向上的外凸所形成。在如图1所示的实施方式中，第一凸块151为输出轴120在轴向上的外凸所形成，第二凸块121为输入轴150在周向上的外凸形成。
47.请参阅图3，根据本技术的一些实施方式，可选地，第一凸块151具有与第二凸块121相抵接的第一侧壁、第二凸块121具有与第一凸块151相抵接的第二侧壁，第一侧壁和第二侧壁均与轴向平行。
48.在周向上第一凸块151和第二凸块121的侧壁相抵接时，若第一凸块151和第二凸块121相抵接的侧壁为倾斜面时，可能造成传递扭矩时第一凸块151和第二凸块121产生相对位移，或，当线圈断电时，线圈对衔铁组件110的磁吸附消失，弹性件160的弹力在轴向上对输出轴120和输入轴150施力，第一凸块151和第二凸块121相抵接的侧壁为倾斜面可以造成输入轴150和输出轴120无法复位至分离状态。
49.根据本技术的一些实施方式，第一凸块151与第二凸块121相抵接的侧壁、第二凸块121与第一凸块151相抵接的侧壁可以设置为光滑的平面，也可以设置为粗糙的平面，也可以设置为锯齿状等异形面。
50.请参阅图3，根据本技术的一些实施方式，可选地，第一凸块151为与输出轴120同圆心的扇形环状结构，第二凸块121为与输出轴120同圆心的扇形环状结构。
51.通过将第一凸块151和第二凸块121设置为扇形环状结构，能够使得当第一凸块151和第二凸块121在周向相抵接时，第一凸块151和第二凸块121相抵接的侧壁能够完全适应贴合，从而使得侧壁受力均匀。
52.请参阅图3，根据本技术的一些实施方式，可选地，第一凸块151和第二凸块121的数量为数量相等的多个，多个第一凸块151中心对称设置，多个第二凸块121中心对称设置，且任一第一凸块151抵接于第二凸块121之一时，其他第一凸块151均抵接于其他第二凸块121之一。
53.可以理解的是第一凸块151和第二凸块121的数量一致，以使上第一凸块151中的任意一个与第二凸块121中的一个相抵接时，其他第一凸块151均可以与其他第二凸块121相抵接。当多个第一凸块151与多个第二凸块121一一抵接时，相较于单个第一凸块151抵接于单个第二凸块121其可承受的强度更高，可传递的扭矩更大。
54.在本实施方式中，第一凸块151和第二凸块121的数量均为2个，两个第一凸块151不仅中心对称地设置，还轴对称地设置，相应地，第二凸块121也中心对称且轴对称地设置。
55.如图3所示，根据本技术的一些实施方式，可选地，第一凸块151和第二凸块121的高度一致。通过将第一凸块151和第二凸块121的高度设为一致，可以使得当第一凸块151和第二凸块121在周向相抵接时，第一凸块151和第二凸块121之间的作用力被第一凸块151和
第二凸块121相接触的侧壁分散，避免受力面积过小造成的强度低。
56.请参阅图2，根据本技术的一些实施方式，可选地，输入轴150和输出轴120分别设有用于放置弹性件160的第一放置腔152和第二放置腔122，弹性件160的两端分别抵接于第一放置腔152的腔底和第二放置腔122的腔底。
57.可以通过第一放置腔152和第二放置腔122对弹性件160进行轴向的限位，使得弹性件160对输入轴150和输出轴120的弹力仅在轴向上作用，还可以使得当输入轴150和输出轴120在轴向相抵接时，弹性件160被完全压缩在第一放置腔152和第二放置腔122内部，避免输入轴150和输出轴120之间存在间隙。
58.请参阅图1和图2，根据本技术的一些实施方式，可选地，衔铁组件110包括固定连接的衔铁111和连接盘112，衔铁111采用导磁材料，连接盘112与输出轴120键连接。
59.导磁材料也称为磁性材料，能对磁场作出某种方式反应的材料，不一定是磁铁，一般为软铁。在本实施方式中，衔铁111能够在电磁场中受到电磁场的影响被磁吸附，而相对线圈组件130移动，从而带动连接盘112及输出轴120相对转子140和输入轴150轴向移动。
60.连接盘112和输出轴120可以采用平键连接、花键连接。在如图1所示的实施方式中，连接盘112和输出轴120采用平键连接。在其他实施方式中，连接盘112和输出轴120也可以采用将输出轴120设置为d型轴等固定方式进行刚性连接。
61.根据本技术的一些实施方式，可选地，转子140与输入轴150键连接。转子140和输入轴150可以采用平键连接、花键连接。在如图1所示的实施方式中，转子140和输入轴150采用平键连接。在其他实施方式中，转子140和输入轴150也可以采用将输入轴150设置为d型轴等固定方式进行刚性连接。
62.最后应说明的是：以上各实施方式仅用以说明本技术的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施方式对本技术进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施方式所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本技术各实施方式技术方案的范围，其均应涵盖在本技术的权利要求和说明书的范围当中。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施方式中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本技术并不局限于文中公开的特定实施方式，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。