专利名称:弹簧式超越机构的制作方法
本实用新型是一种用于两个可相对转动的部件，特别是用于防止起动机电枢受发动机拖动而超速损坏的弹簧式超越机构。
公知的弹簧式超越机构的基本型式是《机械设计手册》(化学工业出版社第二版中册)第190页上记载的。这里在轴上套有一个园柱弹簧，弹簧的内径稍小于轴的外径，使结合面上略有预紧力。弹簧的一端固定在轮上，另一端是自由端。当轮(或轴)按弹簧绕制的方向转动时，弹簧的内径缩小，结合面上的压紧力和摩擦力越来越大，因此带动轴(或轮)转动；当轴(或轮)的转速大于轮(或轴)的转速时，弹簧在主动轮上一端的受力方向与前述相反，这时弹簧的内径增大，结合面上的压紧力和摩擦力减小，当结合面上产生的摩擦力矩小于轮(或轴)自身系统中的摩擦力矩时，轴(或轮)可以作超越转动。在超越状态下，结合面的摩擦力近似等于弹簧对轴的预紧力产生的最大静摩擦力。预紧力的最小限值是由弹簧的有效圈数和钢丝的刚性决定的。圈数越多及钢丝的刚性越小，结合面上需要的最小预紧力也就越小。在具体机械上弹簧的圈数受弹簧长度的限制不可能绕得很多；弹簧的钢丝截面积必须保证钢丝能够承受可能出现的最大拉力，截面积不可能很小，所以钢丝的刚性较大。这些因素使结合面上必须有较大的预紧力，超越机构才能正常工作。这就导致公知的弹簧式超越机构存在着较大的超越阻矩(即超越状态下结合面上的摩擦力矩)。特别是在传递大转矩的超越机构中，超越阻矩往往大到不可允许的程度，以致于在设计中不得不选用其它类型的超越机构。
本实用新型的目的是要提供一种改进的弹簧式超越机构。在传递与公知的超越机构相等的转矩的条件下，它的超越转矩可大幅度地减小，使这项技术指标接近其它类型的超越机构。
新型弹簧式超越机构在轴上装有弹簧，弹簧的一端固定在轮上，另一端为自由端，弹簧的内径略小于轴的外径。上述目的是这样实现的弹簧是用变截面积的钢丝绕成的，或者是用多股金属丝或非金属丝绞成的柔性绳绕成的。柔性绳弹簧的自由端固定在轴上的钢丝圈上，钢丝圈的内径略小于轴的外径。这样做是必要的，用变截面积钢丝绕成的弹簧总体刚性小，弹簧圈数多，可以减少预紧力，降低超越阻矩；用柔性绳做成的弹簧可大幅度地减小“钢丝”的刚性，因此也可以有较地改善超越性能。
弹簧式超越机构是现有的超越机构中结构最简单，制造成本最低的一种超越机构。它具有生产工艺简单，不需要专用设备，使用维修方便，工作时没有噪音等优点。本实用新型改善了超越性能，为进一步推广应用弹簧式超越机构，特别是广泛应用在起动机上创造了条件。
本实用新型提供的超越机构也可以用作制动机构和单向闭锁机构。当轮(或轴)固定时，则轴(或轮)的旋转方向与弹簧的绕制方向相同时制动；旋转方向与弹簧的绕制方向相反时可以自由转动。
弹簧的绕制方向是这样规定的在超越机构进入超越状态之前，如果是轮主动轴被动，则观察弹簧固定在轮上的一端，若轮的旋转方向使弹簧的圈数有增加的趋势，则称这个方向为弹簧的绕制方向；如果是轴主动轮被动，则观察弹簧的自由端，若轴带动弹簧的自由端转动，使弹簧的圈数有增加的趋势，则称轴的旋转方向是弹簧的绕制方向。
实用新型的具体结构由以下实施例和给出。
图1～7的弹簧式超越机构由挡圈〔1〕、轴承〔2〕、轮〔3〕、弹簧〔4〕和轴〔5〕组成。弹簧〔4〕的一端固定在轮〔3〕上，另一端是自由端。弹簧的内径略小于轴的外径。图中A点是弹簧钢丝承受拉力最大的一点，B点是自由端。各个实施例的特点如下
图1中的弹簧钢丝的截面积是按指数规律连续变化的。从A到B中任意一点的钢丝截面积可用下式计算S＝Smax·e-2πμon式中Smax——A点需要的钢丝截面积。
μ0——钢丝与轴的摩擦系数。
n——任意一点到A点之间的弹簧圈数。
图2中的弹簧钢丝截面积是按线性平方规律连续变化的，从A到B中任意一点的钢丝截面积可用下式计算
式中N——从A到B的弹簧总圈数。
图3中的弹簧钢丝截面的宽和高的尺寸从A到B是连续变小的。
弹簧钢丝截面的宽和高的定义是从A到B之间任意一点的钢丝上，钢丝在弹簧轴向的最大尺寸称为该点钢丝截面的宽，钢丝在弹簧径向的最大尺寸称为该点钢丝截面的高。
园钢丝的高和宽从A到B线性变小时，钢丝截面积的变化规律近似于指数规律。
图4中的弹簧钢丝截面的高不变，只是宽尺寸从A到B连续变小。
图5中的弹簧钢丝截面的宽不变，只是高尺寸从A到B连续变小。
图6中的变截面积钢丝是把普通弹簧的外园表面加工成锥形得到的。
图7中的弹簧钢丝截面积从A点到B点是逐级变小的。弹簧可以用两段或两段以上的钢丝绕成，接头处用焊、铆、绞或加入中介零件等方法连接起来。也可以先用切削方法把整条等截面积钢丝加工成几级不同截面积的钢丝，再绕成弹簧。每段钢丝的截面积可用下式计算
式中Sab、Sbc、Scd……——分别是ab段、bc段、Cd……段弹簧钢丝的截面积。
Nab、Nbc…… ——分别是ab段、bc段的弹簧圈数。
图8是用钢丝绳弹簧的弹簧式超越机构。该机构由挡圈〔1〕、轴承〔2〕、轮〔3〕、弹簧〔4〕、轴〔5〕和钢丝圈〔6〕组成。弹簧〔4〕用钢丝绳绕成。弹簧的自由端固定在一个钢丝圈〔6〕上，钢丝圈〔6〕的内径略小于轴的外径。上述结构的进一步改进是加装套〔7〕，这样样在超越状态下，钢丝绳会整齐地排列在套的内壁，不会松散。套〔7〕的内径等于轴的外径加上2～3倍的钢丝绳最大外径。
另一个改进是在轴上加定位槽〔8〕，钢丝圈〔6〕按装在定位槽〔8〕中，这样钢丝圈〔6〕在轴向不会移动，防止可能由此引起的钢丝绳错乱。
权利要求
1.用于两个可相对转动的部件，特别是用于防止起动机电枢受发动机拖动而超速损坏的弹簧式超越机构。该机构由挡圈[1]、轴承[2]轮[3]、弹簧[4]、轴[5]组成，弹簧[4]的一端固定在轮[3]上，另一端是自由端，弹簧[4]的内径略小于轴的外径。其特征是弹簧[4]是用变截面积的钢丝绕成的。
2.用于两个可相对转动的部件，特别是用于防止起动机电枢受发动机拖动而超速损坏的弹簧式超越机构。该机构由挡圈〔1〕、轴承〔2〕轮〔3〕、弹簧〔4〕、轴〔5〕和钢丝圈〔6〕组成，弹簧〔4〕的一端固定在轮〔3〕上，另一端为自由端，其特征是弹簧〔4〕是用多股金属丝或非金属丝绞成的柔性绳绕成的，弹簧〔4〕的自由端固定在钢丝圈〔6〕上，钢丝圈〔6〕的内径略小于轴的外径。
3.根据权利要求
1所述的弹簧式超越机构，其特征是钢丝截面积是按指数规律变化的。
4.根据权利要求
1所述的弹簧式超越机构，其特征是钢丝截面积是按线性平方规律变化的。
5.根据权利要求
1所述的弹簧式超越机构，其特征是钢丝截面的宽和高的尺寸从A到B是连续变小的。
6.根据权利要求
1所述的弹簧式超越机构，其特征是钢丝截面的高不变，宽尺寸从A到B是连续变小的。
7.根据权利要求
1所述的弹簧式超越机构，其特征是钢丝截面的宽不变，高尺寸从A到B是连续变小的。
8.根据权利要求
1所述的弹簧式超越机构，其特征是钢丝截面积从A到B是逐级变小的。
9.根据权利要求
1所述的超越机构，其特征是弹簧的外园表面加工成锥形。
10.根据权利要求
2所述的超越机构，其特征是弹簧〔4〕是用钢丝绳绕成的。
11.根据权利要求
2所述的超越机构，其特征是加装了套〔7〕。套〔7〕的内径等于轴的外径加上2～3倍的钢丝绳最大外径。
12.根据权利要求
2所述的超越机构，其特征是轴上有定位槽〔8〕。
13.根据权利要求
1和2所述的超越机构，其特征是该超越机构可以用于制动机构或单向闭锁机构。
专利摘要
用于两个可相对转动的部件，特别是用于防止起动机电枢受发动机拖动而超速损坏的弹簧式超越机构。该超越机构的弹簧是用变截面积的钢丝绕成的，或者是用柔性绳绕成的。由于弹簧的总体刚性小，圈数多，结合面上需要的预紧力很小，因此可以大幅度地减小超越阻矩。
文档编号F02N11/00GK86201694SQ86201694
公开日1987年2月11日 申请日期1986年3月24日
发明者柳正雷 申请人:柳正雷导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan