摩差傳動(dòng)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于機(jī)械領(lǐng)域，特別涉及機(jī)械傳動(dòng)。
【背景技術(shù)】
[0002]機(jī)械傳動(dòng)在機(jī)械工程中應(yīng)用非常廣泛，主要是指利用機(jī)械方式傳遞動(dòng)力和運(yùn)動(dòng)的傳動(dòng)。分為兩類:一是靠機(jī)件間的摩擦力傳遞動(dòng)力與摩擦傳動(dòng)，二是靠主動(dòng)件與從動(dòng)件嚙合或借助中間件嚙合傳遞動(dòng)力或運(yùn)動(dòng)的嚙合傳動(dòng)。
[0003]靠機(jī)件間的摩擦力傳遞動(dòng)力和運(yùn)動(dòng)的摩擦傳動(dòng)，包括帶傳動(dòng)、繩傳動(dòng)和摩擦輪傳動(dòng)等。摩擦傳動(dòng)容易實(shí)現(xiàn)無級變速，大都能適應(yīng)軸間距較大的傳動(dòng)場合，過載打滑還能起到緩沖和保護(hù)傳動(dòng)裝置的作用，但這種傳動(dòng)一般不能用于大功率的場合，也不能保證準(zhǔn)確的傳動(dòng)比。在用于無級變速器的摩擦輪、盤、鋼帶等傳動(dòng)，需施加大于其傳動(dòng)的圓周力1.5—一50倍的法向力；摩擦式離合器同樣需要足夠強(qiáng)大的外力施加裝置，如最常見的圓盤式離合器、安全離合器等都需要能夠產(chǎn)生足夠壓力的彈簧和彈簧壓制裝置。且分離操作時(shí)亦需足夠大的動(dòng)力；而現(xiàn)有的超越離合器產(chǎn)品，如最常見的楔塊式、滾柱式超越離合器，均因摩擦楔緊的傳動(dòng)方法、滑動(dòng)件只能線接觸等原因使其性能指標(biāo)低下，成為大功率、高速、高頻的機(jī)械脈沖式無級變速器發(fā)展的瓶頸。另外，在所能知道的范圍內(nèi)，諸如金屬材料的拉伸夾具:仍需另施橫向的夾緊力；吊具:少有自動(dòng)、遙控產(chǎn)品，不論吊啥還是吊耳、縛索、掛鉤；圓柱、管件拆裝機(jī)具:還用帶牙的管鉗類等傷害機(jī)件表面的傳統(tǒng)方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是克服上述不足問題，提供一種摩差傳動(dòng)方法，以改變傳統(tǒng)摩擦傳動(dòng)的方式方法，傳動(dòng)時(shí)能量損耗量最大限度降低，傳動(dòng)多樣化和高效性。
[0005]本發(fā)明為實(shí)現(xiàn)上述目的所采用的技術(shù)方案是:摩差傳動(dòng)方法，采用摩差三要素件進(jìn)行機(jī)械傳動(dòng)，摩差三要素件包括驅(qū)力件、摩差件和目標(biāo)件；驅(qū)力件與摩差件間采取滑動(dòng)或滾動(dòng)摩擦方式；摩差件一端通過彈性保持件與驅(qū)力件或者目標(biāo)件的一端連接；摩差件與目標(biāo)件之間的摩擦系數(shù)一般要大于摩差件與驅(qū)力件之間的摩擦系數(shù)I倍以上；ib+c<a時(shí):式中a是摩差件與目標(biāo)件之間的摩擦角；b是摩差件與驅(qū)力件之間的摩擦角；c是驅(qū)力角；b+c為摩差角，為本方法的摩差自鎖傳動(dòng)形態(tài)；當(dāng)摩差角為90° > b+c > a的設(shè)定值時(shí)，為本方法的限載傳動(dòng)形態(tài)。
[0006]所述直線傳動(dòng)時(shí)，驅(qū)力件、摩差件和目標(biāo)件垂直于傳動(dòng)方向依次疊放；驅(qū)力件與摩差件接觸面為斜面，摩差件與目標(biāo)件接觸面為平面；
[0007]旋向傳動(dòng)時(shí)，驅(qū)力件、摩差件和目標(biāo)件垂直于傳動(dòng)切線方向依次疊放；驅(qū)力件與摩差件、摩差件與目標(biāo)件的接觸面為組成驅(qū)力角的曲面。
[0008]所述摩差自鎖傳動(dòng)形態(tài)傳動(dòng)時(shí)，驅(qū)力件接受鎖止方向的外力，并沿摩差角斜邊的方向傳遞給摩差件，摩差件將該力同向傳遞給目標(biāo)件，形成三要素件摩差自鎖，并由目標(biāo)件向其連接外部需要?jiǎng)恿Φ募?shí)現(xiàn)機(jī)械傳動(dòng)。
[0009]所述限載傳動(dòng)形態(tài)傳動(dòng)時(shí)，不論三要素件的傳動(dòng)方式如何，一旦超過設(shè)定載荷，摩差件與目標(biāo)件間便產(chǎn)生滑動(dòng)，以限制超載。
[0010]所述摩差件是單件或組件。
[0011 ] 所述驅(qū)力件是單件或組件。
[0012]本方法能夠逆向等效傳動(dòng):由目標(biāo)件接受外力沿相反方向傳遞給驅(qū)力件，向外部連接件實(shí)現(xiàn)機(jī)械傳動(dòng)；也能由摩差件輸入外力，同時(shí)經(jīng)驅(qū)力件和目標(biāo)件向外部連接件實(shí)現(xiàn)同向機(jī)械傳動(dòng)。
[0013]單組三要素件，或多組三要素件同鎖止方向組合排列，可進(jìn)行單向、超越傳動(dòng)。多組三要素件異鎖止方向組合排列，可進(jìn)行異向傳動(dòng)。
[0014]本方法還能夠在驅(qū)力件外側(cè)再加一個(gè)目標(biāo)件，并使兩個(gè)目標(biāo)件同時(shí)相互定向鎖止，形成摩差互鎖，并能達(dá)成四種傳動(dòng)方式:互鎖的兩個(gè)目標(biāo)件可互為驅(qū)力件或目標(biāo)件逆向作傳動(dòng)，當(dāng)驅(qū)力件外側(cè)的目標(biāo)件接受互鎖方向的外力，將通過驅(qū)力件一摩差件一另一目標(biāo)件作機(jī)械傳動(dòng)；當(dāng)另一目標(biāo)件接受互鎖方向的外力，則通過摩差件一驅(qū)力件一驅(qū)力件外側(cè)目標(biāo)件作機(jī)械傳動(dòng)；也能由驅(qū)力件向互鎖方向輸入外力，驅(qū)力件對自己一側(cè)目標(biāo)件、并通過摩差件對另一側(cè)的目標(biāo)件同時(shí)進(jìn)行機(jī)械傳動(dòng)；當(dāng)由摩差件向互鎖方向輸入外力，摩差件對自己一側(cè)目標(biāo)件、并通過驅(qū)力件對另一側(cè)的目標(biāo)件同時(shí)進(jìn)行機(jī)械傳動(dòng)。
[0015]根據(jù)不同的機(jī)械傳動(dòng)需要，本發(fā)明適用于直線傳動(dòng)，圓周傳動(dòng)，摩差傳動(dòng)包括直線傳動(dòng)組件、直線鎖緊組件、離合器、變速器和裝拆機(jī)具、吊具、夾具等。
[0016]本發(fā)明涉及自定義名詞釋義:摩差一一不同物質(zhì)間或物質(zhì)在不同摩擦形式下的摩擦系數(shù)或摩擦角之差。摩差自鎖一一利用摩差形成的構(gòu)件自鎖。也就是具有合適驅(qū)力角的驅(qū)力件I和摩差件2及目標(biāo)件3的組件間形成的自鎖。摩差互鎖一一利用摩差自鎖的原理，形成的兩個(gè)目標(biāo)件之間的鎖止。驅(qū)力件一一摩差傳動(dòng)過程中，具有驅(qū)力角驅(qū)使摩差力產(chǎn)生的的部件。摩差件一一位于驅(qū)力件、目標(biāo)件之間，兩個(gè)工作面的摩擦系數(shù)有足夠大差別的部件，它即可為單體件也可為組合件。目標(biāo)件一一摩差傳動(dòng)過程中，被傳動(dòng)或被制動(dòng)的部件。驅(qū)力角一一驅(qū)力件和摩差件接觸面與X軸的夾角b。摩差力一一摩差傳動(dòng)過程中，自動(dòng)生成的總合力Q。摩差角——總合力Q的作用線與Y軸的夾角b+c’。
[0017]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是:1、由所傳遞的動(dòng)力而自動(dòng)生成實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)時(shí)所需要的摩差力，不需要任何附加裝置或其它外力，不工作時(shí)組件間不受力，節(jié)能效果顯著。2、結(jié)構(gòu)簡單、易控。3、應(yīng)用范圍廣泛，能組成脈沖、連續(xù)、直線、旋向、換向，軸、旋混向，超越離合、限載等多態(tài)傳動(dòng)形式。還可制作多種裝拆機(jī)具、吊具、夾具等。
【附圖說明】
[0018]圖1是本發(fā)明三要素件結(jié)構(gòu)示意圖；(a)是是直線摩差傳動(dòng)的示意圖(b)是繞O點(diǎn)作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的摩差傳動(dòng)的示意圖。
[0019]圖2是本發(fā)明摩差互鎖示意圖。
[0020]圖3是本發(fā)明第二種基本形態(tài)示意圖。
[0021]圖4是本發(fā)明第二種基本形態(tài)限載傳動(dòng)示意圖。
[0022]圖5是本發(fā)明單向自鎖傳動(dòng)裝置示意圖；(a)是主視圖，(b)左視圖。
[0023]圖6是本發(fā)明結(jié)合于曲柄連桿機(jī)構(gòu)的直線單向自鎖傳動(dòng)裝置示意圖。
[0024]圖7是本發(fā)明直線單向自鎖傳動(dòng)裝置多件組合聯(lián)動(dòng)的意圖。
[0025]圖8是本發(fā)明應(yīng)用于尚效千斤頂?shù)牟灰鈭D。
[0026]圖9是本發(fā)明應(yīng)用于板材夾具的示意圖。
[0027]圖10是本發(fā)明的內(nèi)圓型單向摩差自鎖裝置示意圖；(a)是主視圖，(b)左視圖。
[0028]圖11是本發(fā)明的外圓型單向摩差自鎖裝置示意圖；(a)是主視圖，(b)左視圖。
[0029]圖12是本發(fā)明應(yīng)用于桿、軸旋裝(拆)機(jī)具的示意圖。
[0030]圖13是本發(fā)明應(yīng)用于圓筒件的旋裝(拆)機(jī)具的示意圖。
[0031]圖14是本發(fā)明應(yīng)用于盤式單向(超越)離合器的示意圖；(a)是主視圖，(b)左視圖。
[0032]圖15是本發(fā)明摩差自鎖傳動(dòng)單元A的示意圖。
[0033]圖16是本發(fā)明應(yīng)用于摩擦盤式無級變速器的示意圖。
[0034]圖17是本發(fā)明的摩差(環(huán))式超越離合器的示意圖；(a)是外星式超越離合器的示意圖(b)是內(nèi)星式超越離合器的示意圖。
[0035]圖18是本發(fā)明的雙向摩差(環(huán))式超越離合器的示意圖；(a)是內(nèi)星式超越離合器的示意圖(b)是外星式超越離合器的示意圖。
[0036]圖19是本發(fā)明的旋、軸兩向定向自鎖傳動(dòng)(螺旋進(jìn)給自鎖傳動(dòng))裝置示意圖；(a)是主視圖，(b)左視圖。
[0037]圖20是本發(fā)明的輔助方法:弧面衡力法示意圖。
[0038]圖中:1——驅(qū)力件；2——摩差組件；2_1——摩差組件一 ；2_2——摩差組件二 ；2-3一一摩差組件三；3—一目標(biāo)件；+1—一第二目標(biāo)件；4一一螺旋彈簧；5—一蓋板6—一側(cè)板；7--片簧；8--解鎖器；9--彈性平衡器；10--升降托架總成；11--機(jī)架
(座)；12--升降轉(zhuǎn)換凸輪；13--升降杠桿；14--解鎖平衡彈簧；15--平衡彈簧總成；16—一導(dǎo)向及解鎖盤；17—一解鎖桿；18—一牽引環(huán)；19一一驅(qū)動(dòng)盤；20—一中間盤；21——從動(dòng)盤；22——撥叉；23——換向凸輪；A——摩差傳動(dòng)裝置單元；B——?jiǎng)恿υ?；C——曲柄；D——連桿；
【具體實(shí)施方式】
[0039]下面結(jié)合附圖及具體實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述，但本發(fā)明并不局限于具體實(shí)施例。
[0040]三要素件的基本形態(tài)和基本關(guān)系:圖1所示的是本發(fā)明三要素件的基本結(jié)構(gòu):圖1(a)是直線摩差傳動(dòng)的示意圖。件1、2、3分別表示垂直于傳動(dòng)方向、依次疊放的三個(gè)面接觸構(gòu)件一一三要素件；分別稱1、2、3為:驅(qū)力件、摩差件(與件3的摩擦系數(shù)一般大于與件I的摩擦系數(shù)I倍以上)、目標(biāo)件。2與3的摩擦角為a，接觸平面與傳力方向平行；1與2的摩擦角為b，它們的接觸平面與X軸的夾角即驅(qū)力角為c ;圖1 (b)是繞O點(diǎn)作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的摩差傳動(dòng)的示意圖:三要素件垂直于傳動(dòng)切線方向、依次疊放，接觸面為弧面；旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，三要素件的基本關(guān)系與圖1(a) —致:2、3的接觸弧面為同心弧面，傳力的方向與運(yùn)動(dòng)方向的切向平行；1、2間接觸弧面的法線與2、3間接觸弧面的法線夾角c’= C。那么，我們只以圖1(a)便可說明摩差傳動(dòng)的原理。
[0041]設(shè):件1、2、3的靜態(tài)接觸強(qiáng)度為無間隙、但2、3間可輕松滑動(dòng)；1、3只能水平方向運(yùn)動(dòng)；1、2相互隨動(dòng)。當(dāng)在驅(qū)動(dòng)力F作用下I向