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单向离合器轴承工作原理及使用范围


[中崋轴承网] 2020/8/21 作者:中崋轴承网

图1

一、单向离合器轴承工作原理

单向离合器轴承是轴承的一个种类,其特点是有单向转动逆向止动的功能,被广泛应用于洗衣机的单向离合器、汽车的单向离合器以及电动自动车的单向离合器。

单向离合器轴承单元一般以球轴承和楔块式单向离合器组成,由球轴承承受径向力,楔块承受扭矩,组合起来实现单向旋转、摆动分度及正逆和超越的功能,由于其具有结构紧凑、楔紧可靠及传递扭矩大等优点,可满足主机功能化、部件化及小装配空间的需要。

1、传递扭矩的原理:(如图2)

异型楔块均匀地分配在保持架圆周上,在带状弹簧力的作用下,使异型楔块始终保持与内外圈接触。因异型楔块的最大高度大于外圈内径和内圈外径之差的一半,所以它在内外圈工作面中常处于倾斜状态。当外圈顺时针旋转时,外圈与异型楔块接触面产生摩擦力,对于各异型楔块的中心,产生向右倾斜力矩,内外圈与其强力啮合,达到传递扭矩的作用。

图2

当外圈逆时针旋转时,各异型楔块的中心向左倾斜,内外圈解楔,实现外圈空转。

2、额定扭矩和空转扭矩

1)额定扭矩:单向离合器的额定扭矩通过异型滚子的啮合表面疲劳强度来衡量。所以单向离合器反复作用的额定扭矩是指啮合面不能产生打滑和有害的塑性变形,在离合106次后对于异型楔块和内外圈轨道面不发生疲劳剥落的极限力矩。因啮合面产生的内应力是外圈一侧比内圈一侧大,所以在计算额定扭矩时应以内圈一侧的压应力为条件。

2)空转扭矩:当单向离合器在空转时,楔块与内圈之间处于滑动状态所产生的摩擦力矩为空转扭矩。

单向离合器中的楔块在机构中由于受带状弹簧力的作用而附在内圈上,因此带状弹簧作用力的大小决定了空转扭矩的大小。但是通常带状弹簧的作用力很小,再加上楔块与外圈又是同步转动的,当外圈转动时楔块受到离心力的作用,所以空转扭矩大小又受到外圈转速的影响。

二、单向离合器轴承使用范围

单向离合器轴承适合的范围分为超越、分度.及逆止三个方面。

1、超越性能

超越性能的使用方法有各种各样,主要作为各种机械装置的速度转换来使用。用单向离合器使变速部位装置变得简单,利于降低成本。利用1台电动机输入正反转速在同一方向可实现两级变速。

图3 由一台正逆驱动机同轴二级变速

如图3,当输入轴为右旋时,单向离合器2啮合齿轮1带动齿轮3传递扭矩,则输出轴4左旋提高转速。这时单向离合器2处于啮合状态,而单向离合器6则空转。当输入轴为左旋时,单向离合器6啮合齿轮7带动中间轴5旋转,输出轴4左旋速度降低,这时单向离合器2为空转。

2、分度

输入轴连续旋转,转换成间歇往复运动,完成输出轴同向间歇旋转,如冲床辊式送料,印刷机械及包装机械等设备中,如图4所示。

图4 连续旋转转换为间歇旋转

3、防止逆转机构

假如固定外圈,让内圈旋转,则能够防止内圈逆转。例如使用在电梯、索道等方面。由于单向离合器能自动结合和解楔,使操纵简单,结构紧凑,简化了传动机械,故在多种传动系统中获得了越来越广泛的应用。

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