CN112377537A - 一种双冗余双向逆止器 - Google Patents

一种双冗余双向逆止器 Download PDF

Info

Publication number
CN112377537A
CN112377537A CN202011127703.2A CN202011127703A CN112377537A CN 112377537 A CN112377537 A CN 112377537A CN 202011127703 A CN202011127703 A CN 202011127703A CN 112377537 A CN112377537 A CN 112377537A
Authority
CN
China
Prior art keywords
output shaft
shell
wedge block
backstop
wedge
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202011127703.2A
Other languages
English (en)
Inventor
牛光冉
吴昊
聂振金
王丹阳
魏伊
李林
陈婷
薛钊
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Beijing Research Institute of Precise Mechatronic Controls
Original Assignee
Beijing Research Institute of Precise Mechatronic Controls
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Beijing Research Institute of Precise Mechatronic Controls filed Critical Beijing Research Institute of Precise Mechatronic Controls
Priority to CN202011127703.2A priority Critical patent/CN112377537A/zh
Publication of CN112377537A publication Critical patent/CN112377537A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D41/00—Freewheels or freewheel clutches
    • F16D41/06—Freewheels or freewheel clutches with intermediate wedging coupling members between an inner and an outer surface
    • F16D41/063—Freewheels or freewheel clutches with intermediate wedging coupling members between an inner and an outer surface the intermediate members wedging by moving along the inner and the outer surface without pivoting or rolling, e.g. sliding wedges
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D41/00—Freewheels or freewheel clutches
    • F16D41/06—Freewheels or freewheel clutches with intermediate wedging coupling members between an inner and an outer surface
    • F16D41/064—Freewheels or freewheel clutches with intermediate wedging coupling members between an inner and an outer surface the intermediate members wedging by rolling and having a circular cross-section, e.g. balls
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D41/00—Freewheels or freewheel clutches
    • F16D41/06—Freewheels or freewheel clutches with intermediate wedging coupling members between an inner and an outer surface
    • F16D2041/0603—Sprag details

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Braking Arrangements (AREA)

Abstract

一种双冗余双向逆止器，包括外壳、深沟球轴承、输入轴、输出轴、楔块、滚柱、垫片、截锥螺旋弹簧以及直弹簧；逆止器外壳固定，通过直弹簧压紧双侧滚柱，使滚柱与壳体及输出轴处于楔紧状态，同时截锥螺旋弹簧将楔块压紧至与外壳保持接触，实现反传动逆止；正向传动时，通过输入轴的拨爪将滚柱拨开，并使楔块保持同方向转动，实现逆止器的正常传动。本发明巧妙地将滚柱和楔块进行了结合，通过滚柱避免了楔块的溜滑现象，输入轴的拨爪和楔块结构结合，解决了传统逆止器出现卡滞的问题，满足货舱门高可靠的要求。

Description

一种双冗余双向逆止器
技术领域
本发明涉及一种双冗余双向逆止器，具体涉及航空机电伺服冗余机构防逆转装置，属于机械传动领域。
背景技术
某型号货舱门作动***采用差速方案，分为电动和手动两种模式，两种模式下均需要逆止器。当处于电动模式，电机停止转动时，滚珠丝杠由于惯性回转，为保证货舱门不发生回转，逆止器的输出端受到力矩作用进行摩擦锁紧，从而防止货舱门降落对人员造成伤害；当处于手动模式时，传动软轴顺逆时针两个方向将力和力矩传动给逆止器的输入端，再通过差速器、滚珠丝杠达到手动调节货舱门的开启和关闭。现有的逆止器容易出现卡滞或溜滑现象，不能满足货舱门高可靠的要求。
发明内容
本发明的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提供一种双冗余双向逆止器。
本发明的技术解决方案是：
一种双冗余双向逆止器，包括第一深沟球轴承、第二深沟球轴承、输入轴、外壳、输出轴、垫片、直弹簧、截锥螺旋弹簧、楔块、滚柱以及卡簧；
输出轴通过一体化加工而成，包括两个直径不同的圆柱体，第二深沟球轴承通过垫片套在输出轴小圆柱体上；输出轴大圆柱体侧壁上对称加工有两个凸起，凸起两侧加工成楔合面，每个凸起上加工有两个圆孔，每个圆孔中放置一个压缩后的直弹簧，输出轴大圆柱体上每个凸起两侧楔合面均放置有滚柱，安装到位后，滚柱与直弹簧保持接触；输出轴大圆柱体沿轴向加工有凹槽；
楔块中心加工有圆槽，截锥螺旋弹簧大端面安装在所述圆槽中，楔块和截锥螺旋弹簧组成的整体结构放置于输出轴大圆柱体凹槽中；
第一深沟球轴承套在输入轴上；输入轴上加工有四个拨爪，四个拨爪之间形成四个间隙，其中相对的两个间隙宽度相同，称为一对间隙；两对间隙中，一对间隙的宽度大于另一对间隙宽度；
输出轴安装有滚柱的楔合面套在输入轴宽度较大的间隙中，楔块套在宽度较小的间隙中；组装到位后的整体结构安装在外壳中，两端通过卡簧限位。
输出轴大圆柱体上的凹槽为上下不对称结构。
输出轴大圆柱体除凹槽结构以外的两个圆瓣上加工有弧形槽，安装到位后，
截锥螺旋弹簧的小端面抵在所述弧形槽中。
楔块截面为梯形，楔块长边与外壳的接触面为圆弧，且与外壳内壁相切。
外壳为空心柱状结构，安装时，楔块长边与外壳的两个接触面上对称点的连接线偏离外壳轴线，且与轴线平行。
工作时，楔块长边与外壳的两个接触面上任意一对接触点的受力记为F1、F2，F1、F2的楔角分别为θ1、θ2，θ1和θ2应满足：
θ2≤θ1＝5.71°。
输入轴通过平键与外部结构连接。
工作时，滚柱楔角应满足α≤2ρc，其中α为滚柱楔角，ρc为摩擦角。
所述摩擦角是指滚柱和外壳内壁接触线与滚柱和输出轴楔合面接触线之间的夹角。
所述输出轴大圆柱体凹槽截面为长方形。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
(1)本发明巧妙地将滚柱和楔块进行了结合，通过滚柱避免了楔块的溜滑现象，输入轴的拨爪和楔块结构结合，解决了传统逆止器出现卡滞的问题，满足货舱门高可靠的要求。
(2)本发明楔块采用偏心结构设计，楔块与外壳接触面任意对称点的连接线偏离外壳轴线，且平行于轴线。由此实现了楔块的正向传动以及反向逆止功能。
(3)本发明楔块的两侧面为圆弧面，增大了与外壳的接触面积，降低了接触区域的接触应力，提高了使用寿命。
(4)本发明滚柱与楔块同时承受逆止力矩，承载能力强，减轻滚柱和楔块的磨损状况，能够有效延长逆止器的使用寿命。
附图说明
图1双向逆止器的结构图；
图2双向逆止器的剖视图；
图3输入轴结构图；
图4输出轴结构图；
图5楔块形状简图；
图6输入轴局部视图；
图7输出轴局部视图；
图8楔块的受力分析图；
图9滚柱的受力分析图。
具体实施方式
本发明的目的在于设计一种逆止器。当输入轴顺逆时针转动时，可带动输出轴一起传动；当输出轴顺逆时针转动时，逆止器无法传递力矩，处于锁止状态。
如图1-7所示，本发明一种双冗余双向逆止器，包括第一深沟球轴承13、第二深沟球轴承14、输入轴2、外壳3、输出轴4、垫片5、直弹簧6、截锥螺旋弹簧7、楔块8、滚柱以及卡簧51。
输出轴4通过一体化加工而成，包括两个直径不同的圆柱体，第二深沟球轴承14通过垫片5套在输出轴4小圆柱体上；输出轴4大圆柱体侧壁上对称加工有两个凸起，凸起两侧加工成楔合面，每个凸起上加工有两个圆孔，每个圆孔中放置一个压缩后的直弹簧6，输出轴4大圆柱体上每个凸起两侧楔合面均放置有滚柱9，10，11，12，安装到位后，滚柱与外壳3和直弹簧6保持接触；输出轴4大圆柱体沿轴向加工有长方形的凹槽，且凹槽为上下不对称结构。输出轴4大圆柱体除凹槽结构以外的两个圆瓣上加工有弧形槽。
楔块8截面为梯形，中心加工有圆槽，截锥螺旋弹簧7安装在所述圆槽中，楔块8和截锥螺旋弹簧7组成的整体结构放置于输出轴4大圆柱体凹槽中，截锥螺旋弹簧7的小端面抵在所述弧形槽中。
第一深沟球轴承13套在输入轴2上；输入轴2上加工有四个拨爪，四个拨爪之间形成四个间隙，其中相对的两个间隙宽度相同，称为一对间隙；两对间隙中，一对间隙的宽度大于另一对间隙宽度。
输出轴4安装有滚珠的楔合面套在输入轴2宽度较大的间隙中，楔块8套在宽度较小的间隙中；组装到位后的整体结构安装在外壳3中，两端通过卡簧51限位。
楔块截面为梯形，楔块长边与外壳的接触面为圆弧，且与外壳内壁相切。
外壳为空心柱状结构，安装时，楔块长边与外壳的两个接触面记为第一接触面和第二接触面，第一接触面和第二接触面上两个对称点的连接线偏离外壳轴线线，且与轴线平行。
本发明双向逆止器的工作原理如下：
1)双向逆止器正向传动的工作原理：
图1、图2所示为双向逆止器的结构图，拨叉为输入轴2，通过平键来传递扭矩；当输入轴2沿顺时针方向转动时，拨动楔块8较长的一边，而后带动输出轴4将滚柱10和12压向槽(外壳和楔形面形成的槽)内宽敞部分，实现顺时针方向扭矩的传递；当输入轴2沿逆时针方向转动时，拨动楔块8较长的一边，而后带动输出轴4将滚柱9和11压向槽内宽敞部分，实现逆时针方向扭矩的传递。
2)双向逆止器反向逆止的工作原理：
当输出轴4顺或逆时针方向转动时，由于滚柱10和滚柱12(或滚柱9和滚柱11)在直弹簧的作用下始终与外壳3和输出轴4保持接触，并处于楔角自锁状态，因此即使给予输出轴4一定的扭矩，也不能使其转动；另外，由于楔块的偏心结构设计，楔块与外壳保持接触锁紧状态。
由此实现逆止器输入轴顺逆时针运动时带动输出轴同方向转动，以及输出轴顺逆时针运动时逆止器始终保持锁紧。
如图3所示，输入轴上有拨爪2-1和传动面2-2。
如图4所示，输出轴上有楔合面4-1和楔块传动面4-2。
如图5所示，楔块的形状简图。
如图6所示，输入轴的局部视图，主要包括滚柱9、输入轴2、输出轴4以及楔块8。
如图7所示，输出轴的局部视图，主要包括滚柱9、输出轴4、垫片5以及楔块8。
如图8所示，楔块的受力分析图。楔块与外壳的接触点为a、b两点，楔块与输出轴的接触点为c点，设接触a、b、c点的作用力分别为F1、F2、Fc，F1、F2和Fc的楔角分别为θ1、θ2、θ4(R为外壳内表面半径，Δ1是楔块长边到外壳截面圆心o的水平距离，Δ2是楔块短边到外壳截面圆心o的水平距离，μ为摩擦系数，d为输出轴作用力点c到轴线线oo1的垂直距离。)
由于楔块处于受力平衡状态，所受三力作用线必交于一点，这一点应处于M点和q1点之间(不包含q1点)，因为如果上述公共点位于q1左侧，则三力不能保持平衡；如果位于M点右侧，则楔角θ1大于摩擦角，不能满足自锁条件；如果公共点不与M点重合，无论c点作用力大小如何变化，a、b两点将始终处于静摩擦状态，楔块保持自锁；如果公共点与M点重合，楔块也将处于锁止状态。以公共点与M点重合为例，对楔块建立平衡方程并解得楔块的自锁条件为：
θ2≤θ1＝5.71°
因此，安装时，应使楔块满足上述自锁条件。
如图9所示，滚柱的受力分析图。滚柱与外壳和输出轴的接触点为A、B两点，接触点A、B的支持力分别为N1、N2，摩擦力分别为f1N1、f2N2，通过建立平衡方程得到滚柱的自锁条件为：α≤2ρc。其中α为滚柱楔角，ρc为摩擦角。摩擦角是指滚柱和外壳内壁接触线与滚柱和输出轴楔合面接触线之间的夹角。
本发明逆止器外壳固定，通过直弹簧压紧双侧滚柱，使滚柱与外壳及输出轴处于楔紧状态，同时截锥螺旋弹簧将楔块压紧至与外壳保持接触，实现反传动逆止；正向传动时，通过输入轴的拨爪将滚柱拨开，并使楔块保持同方向转动，实现逆止器的正常传动。
本发明滚柱与楔块同时承受逆止力矩，承载能力强，减轻滚柱和楔块的磨损状况，延长逆止器的使用寿命。楔块与外壳接触面对称点的连接线偏离外壳轴线，且平行于轴线，由于楔块的偏心结构设计，实现了逆止器的正向传动及反向逆止。楔块两侧设计为圆弧面，增大与外壳的接触，减小了楔块与外壳接触区域的应力。结构简单，加工难度低、成本低。满足机电伺服的高可靠要求。
本发明说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员的公知技术。

Claims (10)

1.一种双冗余双向逆止器，其特征在于：包括第一深沟球轴承(13)、第二深沟球轴承(14)、输入轴(2)、外壳(3)、输出轴(4)、垫片(5)、直弹簧(6)、截锥螺旋弹簧(7)、楔块(8)、滚柱以及卡簧(51)；
输出轴(4)通过一体化加工而成，包括两个直径不同的圆柱体，第二深沟球轴承(14)通过垫片(5)套在输出轴(4)小圆柱体上；输出轴(4)大圆柱体侧壁上对称加工有两个凸起，凸起两侧加工成楔合面，每个凸起上加工有两个圆孔，每个圆孔中放置一个压缩后的直弹簧(6)，输出轴(4)大圆柱体上每个凸起两侧楔合面均放置有滚柱，安装到位后，滚柱与直弹簧(6)保持接触；输出轴(4)大圆柱体沿轴向加工有凹槽；
楔块(8)中心加工有圆槽，截锥螺旋弹簧(7)大端面安装在所述圆槽中，楔块(8)和截锥螺旋弹簧(7)组成的整体结构放置于输出轴(4)大圆柱体凹槽中；
第一深沟球轴承(13)套在输入轴(2)上；输入轴(2)上加工有四个拨爪，四个拨爪之间形成四个间隙，其中相对的两个间隙宽度相同，称为一对间隙；两对间隙中，一对间隙的宽度大于另一对间隙宽度；
输出轴(4)安装有滚柱的楔合面套在输入轴(2)宽度较大的间隙中，楔块(8)套在宽度较小的间隙中；组装到位后的整体结构安装在外壳(3)中，两端通过卡簧(51)限位。
2.根据权利要求1所述的一种双冗余双向逆止器，其特征在于：输出轴(4)大圆柱体上的凹槽为上下不对称结构。
3.根据权利要求1所述的一种双冗余双向逆止器，其特征在于：输出轴(4)大圆柱体除凹槽结构以外的两个圆瓣上加工有弧形槽，安装到位后，截锥螺旋弹簧(7)的小端面抵在所述弧形槽中。
4.根据权利要求1所述的一种双冗余双向逆止器，其特征在于：楔块(8)截面为梯形，楔块(8)长边与外壳的接触面为圆弧，且与外壳内壁相切。
5.根据权利要求4所述的一种双冗余双向逆止器，其特征在于：外壳为空心柱状结构，安装时，楔块长边与外壳的两个接触面上对称点的连接线偏离外壳轴线，且与轴线平行。
6.根据权利要求5所述的一种双冗余双向逆止器，其特征在于：工作时，楔块长边与外壳的两个接触面上任意一对接触点的受力记为F1、F2，F1、F2的楔角分别为θ1、θ2，θ1和θ2应满足：
θ2≤θ1＝5.71°。
7.根据权利要求1所述的一种双冗余双向逆止器，其特征在于：输入轴(2)通过平键与外部结构连接。
8.根据权利要求1所述的一种双冗余双向逆止器，其特征在于：工作时，滚柱楔角应满足α≤2ρc，其中α为滚柱楔角，ρc为摩擦角。
9.根据权利要求1所述的一种双冗余双向逆止器，其特征在于：所述摩擦角是指滚柱和外壳内壁接触线与滚柱和输出轴楔合面接触线之间的夹角。
10.根据权利要求1所述的一种双冗余双向逆止器，其特征在于：所述输出轴(4)大圆柱体凹槽截面为长方形。
CN202011127703.2A 2020-10-20 2020-10-20 一种双冗余双向逆止器 Pending CN112377537A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011127703.2A CN112377537A (zh) 2020-10-20 2020-10-20 一种双冗余双向逆止器

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011127703.2A CN112377537A (zh) 2020-10-20 2020-10-20 一种双冗余双向逆止器

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN112377537A true CN112377537A (zh) 2021-02-19

Family

ID=74580281

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202011127703.2A Pending CN112377537A (zh) 2020-10-20 2020-10-20 一种双冗余双向逆止器

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN112377537A (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114006499A (zh) * 2021-11-09 2022-02-01 广东常明机电有限公司 一种包括逆向制动的传动器的卷帘电机
CN114017449A (zh) * 2021-11-03 2022-02-08 泉州恒毅机械有限公司 一种双向超越离合器和传动方式

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN201802787U (zh) * 2010-07-30 2011-04-20 西安威盛电子仪器有限公司 一种双向楔块式离合器
CN201851532U (zh) * 2010-11-19 2011-06-01 北京新兴超越离合器有限公司 块柱组合式双向超越离合器
CN202674098U (zh) * 2012-06-15 2013-01-16 山东大学 蔬菜大棚卷帘机专用逆止器
CN104595478A (zh) * 2015-01-26 2015-05-06 吉林大学 一种车用机械式自动变速箱选换挡执行机构
JP2017040336A (ja) * 2015-08-21 2017-02-23 Ntn株式会社 動力伝達装置
CN211456911U (zh) * 2020-03-03 2020-09-08 长沙矿山研究院有限责任公司 连续提升***用逆止制动复合驱动装置

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN201802787U (zh) * 2010-07-30 2011-04-20 西安威盛电子仪器有限公司 一种双向楔块式离合器
CN201851532U (zh) * 2010-11-19 2011-06-01 北京新兴超越离合器有限公司 块柱组合式双向超越离合器
CN202674098U (zh) * 2012-06-15 2013-01-16 山东大学 蔬菜大棚卷帘机专用逆止器
CN104595478A (zh) * 2015-01-26 2015-05-06 吉林大学 一种车用机械式自动变速箱选换挡执行机构
JP2017040336A (ja) * 2015-08-21 2017-02-23 Ntn株式会社 動力伝達装置
CN211456911U (zh) * 2020-03-03 2020-09-08 长沙矿山研究院有限责任公司 连续提升***用逆止制动复合驱动装置

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114017449A (zh) * 2021-11-03 2022-02-08 泉州恒毅机械有限公司 一种双向超越离合器和传动方式
CN114017449B (zh) * 2021-11-03 2024-05-17 泉州恒毅机械有限公司 一种双向超越离合器和传动方式
CN114006499A (zh) * 2021-11-09 2022-02-01 广东常明机电有限公司 一种包括逆向制动的传动器的卷帘电机

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN112377537A (zh) 一种双冗余双向逆止器
EP2878843B1 (en) Conical surface friction type overrunning clutch
KR101145037B1 (ko) 스프래그를 갖는 클러치 장치
US4171627A (en) Shaft coupling
EP4249305A1 (en) Disconnecting differential and electric drive transmission system having the same
US9285055B2 (en) Self lock mechanism for valve actuator
CN107131224B (zh) 一种超越离合器
CN112228470B (zh) 一种超越离合器
CN214578437U (zh) 一种非齿接触的联轴器
CN2921431Y (zh) 销键式同步万向联轴器
US3478541A (en) Roller bearing splines
CN109578457B (zh) 一种双向反传动逆止装置
CN214367574U (zh) 一种新型双向自锁传动装置
US2645105A (en) Universal joint
CN113048171B (zh) 一种双向自锁传动装置
CN220668011U (zh) 一种输出轴组件、测试电机以及液压模块测试装置
CN219159442U (zh) 具有逆止机构的减速装置
CN220980163U (zh) 一种锁固力对称与过载保护联轴器的紧固机构
CN219712109U (zh) 一种三球销总成
CN216519263U (zh) 一种可在狭窄空间内使用的全金属联轴器
CN112178072B (zh) 一种超越离合器
CN219549413U (zh) 一种居中对准的联轴器
CN220839937U (zh) 离合结构及其电动扳手
CN113187830A (zh) 超越离合器及具有其的工程机械
CN113983078A (zh) 一种可在狭窄空间内使用的全金属联轴器

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20210219