CN201041203Y - 轴向自控离合器的分离保持机构 - Google Patents

Abstract

一种轴向自控离合器的分离保持机构，由阻挡环、附属阻挡环以及附属限位环组成，阻挡环与附属阻挡环组成阻挡嵌合机构，以维持所服务的工作接合机构的分离状态，阻挡环与附属限位环组成限位嵌合机构，以维持阻挡嵌合机构内部齿顶间对顶关系的稳定。其特征在于，阻挡环通过约束静止在基准端面上，阻挡嵌合机构轴向上位于工作接合机构之内，径向上位于工作接合机构之内或之外，限位嵌合机构与阻挡嵌合机构周向固定。相比牙嵌式自锁差速器中的保持机构，本实用新型结构简单，分离阻挡和嵌合复位过程可靠性更高，更重要的是不受压合弹簧尺寸和参数的影响，可以调节压合弹簧的轴向压力，装配简单，因此，可适用于所有轴向弹簧压合式自控离合器。

Description

轴向自控离合器的分离保持机构

技术领域

本实用新型涉及一种机械传动领域中的轴向压合式自控离合器，特别涉及一种弹簧压合式自控离合器轴向分离后用于维持其分离状态的保持机构，属机械传动领域。

技术背景

现有技术的轴向弹簧压合式自控离合器，除了牙嵌式自锁差速器外，牙嵌式超越离合器和安全离合器，以及弹簧钢球式安全离合器均不具备轴向分离后的状态保持功能。主、从动接合元件轴向分离后，二者的相对转动会带来冲击、碰撞、噪音和端面齿的过度磨损，对轴向弹性嵌合力较大的牙嵌式安全离合器甚至会严重到折断端面齿的程度。因此，无论是理论界还是工程界，传动领域内长期普遍的共识是，轴向弹簧压合式自控离合器不适用于分离后主、从动接合元件相对转速较大或者载荷惯量较大的轴系传动部位。比如，牙嵌离合器的工作转速一般不超过200转/分钟，负荷不大于400N·m，对弹簧钢球式安全离合器，在1,000N·m量级的负荷上，其最高工作转速一般不超过400转/分钟。所以，它们的应用受到了很大的限制，致使其可传递转矩巨大、结构简单以及接合后没有滑转和生热等优点难以得到应有的利用。尽管拥有牙嵌式自锁差速器中的分离保持机构的技术，但由于其特殊的借助其主动环的布局形式，对弹簧刚度、弹簧长度以及装配过于严苛的要求，以及不能调节等限制因数的影响，该技术至今都没有应用到其它的相关离合器中。况且其自身还存在分离阻挡和嵌合复位二过程的可靠性问题。

实用新型内容

本实用新型的目的，就是提供一种结构简单、工作可靠且不受弹簧参数稳定性影响、适应不同的轴向嵌合力、装配简单的可用于所有轴向弹簧压合式自控离合器的分离状态保持机构，以消除或基本消除该类离合器原有的冲击和碰撞。

记述技术方案之前先对相关名词或概念说明如下：

属主环：被附属阻挡环或附属限位环所刚性依附的回转构件。

基准环：嵌合工作状态下，作为阻挡环相对静止的参照对象的回转构件；其轴向上直接面对阻挡环的端面被称为基准端面，径向上直接面对阻挡环的圆柱面被称为基准圆柱面。

阻挡工作面：阻挡嵌合机构轴向分离后，组成该机构的齿环双方的径向齿之间用来进行对顶接触的齿顶面部分，其升角用λ表示。

阻挡工况：阻挡嵌合机构的组成双方的阻挡齿相互对顶接触，阻止轴向上位于其之外的其它轴向嵌合机构嵌合的工作状况。

δ角：阻挡工况中，阻挡环一方面由其滑动端面或圆柱面与基准环的基准端面或基准圆柱面接触形成滑动摩擦副，另一方面由其阻挡齿的阻挡工作面与附属阻挡齿的阻挡工作面轴向接触形成静摩擦副，在仅靠该静摩擦副来限定阻挡环相对附属阻挡环的周向位置时，该静摩擦副必需是自锁的，其中，能够确保该静摩擦副自锁的阻挡工作面的最小升角就定义为δ。

max()：取最大值函数，即，提取括号内数列中的最大值。

限位工作面：对阻挡环的周向相对位置给与限制的表面。即，限位嵌合机构中限位凹槽的周向界面。

最小阻挡高度：阻挡嵌合机构为实现其阻挡工作面之间的对顶接触所必需分开的最小轴向距离。

起始分离高度：在弹性嵌合力的作用下，轴向嵌合机构的组成双方为实现其相对转动所必需具备的最小轴向分离距离。在设计许可的相对方向上转动，该距离必须为零，反之，该距离可以不为零。

全齿接合深度：在保证轴向接触且不考虑起始分离高度的前提下，轴向接合或嵌合机构的组成双方相对转动一周时，其第一接合元件与第二接合元件之间的轴向距离的变化幅度。也可称作全齿嵌合深度。

阻挡嵌合机构的入口裕度K：在不考虑其它嵌合机构的影响以及阻挡环周向自由时，从最小阻挡高度上，组成阻挡嵌合机构的齿环双方在不影响该机构轴向嵌合的前提下相互间可以连续错开的最大圆周角度。

齿顶阻挡角Θ：在压合弹簧作用下，在不考虑阻挡嵌合机构的影响时，轴向分离状态中的自控离合器为避开其内部相关齿顶面的阻挡、达到轴向接合的目的，其接合双方相互间必需连续错开的最大圆周角度。

本实用新型中，当一嵌合机构的组成双方分别以另一嵌合机构的组成双方为轴向支撑根基时，就称前一嵌合机构轴向上位于后一嵌合机构之内，反之为之外。另外，本实用新型所称的“阻挡环”均为独立阻挡环的简称。

为达成上述目的，本实用新型的轴向自控离合器的分离保持机构，由第一接合元件、第二接合元件、弹簧以及弹簧支座基于同一轴心线组成；第二接合元件可以轴向移动，且轴向上居于第一接合元件和弹簧之间，弹簧的另一端受到弹簧支座的支撑；在所述弹簧的作用下，第一接合元件与第二接合元件轴向相对组成工作接合机构，两者同步转动时，其间轴向距离达到最小，并处于稳定接合状态，两者异步转动时，其间轴向距离可达到最大，并处于分离状态；其特征在于：1)布置有阻止分离状态下的工作接合机构轴向接合的阻挡嵌合机构，轴向上位于工作接合机构之内，径向上位于工作接合机构之内或之外，由阻挡环和附属阻挡环轴向嵌合而成，该两个环的嵌合端面周向上都布置有相同数量的具有轴向阻挡作用的径向型阻挡齿，该阻挡齿的阻挡工作面均是升角为λ的螺旋面，λ≤max(0，δ)；阻挡嵌合机构的最小阻挡高度，大于工作接合机构在两个转动方向上的起始分离高度，小于工作接合机构的全齿接合深度；附属阻挡环与其属主环刚性一体，该属主环是第一接合元件或第二接合元件；阻挡环受基准环基准端面的单向支撑，其滑动端面与该基准端面构成周向自由滑动摩擦副；而基准环则是与附属阻挡环的属主环相对的第二接合元件或第一接合元件；2)布置有对阻挡嵌合机构中阻挡环的周向相对位置实施限制的限位嵌合机构，由阻挡环和附属限位环组成；附属限位环与其属主环刚性一体，且附属限位环与附属阻挡环周向固定；限位嵌合机构的周向自由度，大于所述阻挡嵌合机构的入口裕度。

作为具有双向阻挡功能的保持机构，工作接合机构在两个相对转动方向上的起始分离高度均为零，阻挡工作面分别对应地形成于阻挡齿机构中每个齿顶面的两侧，且阻挡嵌合机构的入口裕度大于自控离合器的齿顶阻挡角。

上述保持机构中的限位嵌合机构，可以是一个布置在附属限位环与阻挡环的两圆柱面之间或两端面之间的由凸起和凹槽组成的销槽式限位机构。

为有理想的性能，嵌合状态中的阻挡环可以通过约束相对静止在基准环的基准端面或基准圆柱面上。

另外，将阻挡环视为环状基体和端面径向齿两部分组成的环状构件，该端面径向齿可以形成于所述环状基体的两端或内、外圆柱面上。

可选择地，附属阻挡环可以单独制作，再通过焊接、直接过盈配合或轴向销孔过盈配合等方式与其属主环构成刚性一体的组合构件。

在本实用新型中，通过向自控离合器的工作接合机构内加入起轴向阻挡作用的阻挡嵌合机构，或者令该机构与限制其内部周向相对位置的限位嵌合机构周向固定的形式，或者将工作接合机构的组成双方都列为附属阻挡环的属主环的方式，很好地实现了本实用新型的目的，很好地维持住了阻挡工况下阻挡嵌合机构内部的周向相对位置，达成了维持住阻挡关系，阻止自控离合器接合复位以及消除冲击或碰撞的目的，而且具有高可靠性、与压合弹簧性能无关、可调节轴向分离力以及装配简单的优点。使其适用于高转速、大转矩的轴系部位。并且，阻挡环结构简单，制造成本低廉。

附图说明

图1是作为本实用新型最简结构实施例的超越离合器的轴向剖面图。

图2是图1中第二接合元件的示意图，(a)是(b)的右视图的轴向半剖图，(b)是主视图。

图3是图1中阻挡环的示意图，(a)是主视图，(b)是左视图的轴向半剖图。

图4是图1中的各个嵌合机构的齿廓间的相对关系于不同工况下，在同一外圆柱面上的径向投影的局部展开图，(a)是嵌合状态下工作接合机构的齿形关系示意图，(b)是与(a)对应的阻挡嵌合机构的齿形关系示意图，(c)是阻挡工况下工作接合机构的齿形关系示意图，(d)是与(c)对应的阻挡嵌合机构的齿形关系示意图，(e)是(a)的局部放大示意图，箭头代表相对超越转动方向。

图5是作为本实用新型实施例二的安全离合器的轴向剖面图。

图6是作为本实用新型实施例三的超越离合器的轴向剖面图。

图7是作为本实用新型实施例四的超越离合器的轴向剖面图。

图8是作为本实用新型实施例五的弹簧钢球安全离合器的轴向剖面图。

图9是作为本实用新型实施例六的自锁差速器的轴向剖面图。

具体实施方式

必要说明：本说明书的正文及所有附图中，相同或相似的构件及其特征部位均采用相同的标记符号，所以本说明书只在它们第一次出现时给予详细说明，其后再次出现时将不再给予重复的详细阐述。

如图1～图4所示，本实用新型的第一实施例是一个呈轮-轴传动形式的单向超越离合器。其中，第一接合元件50是阻挡环100的基准环，第二接合元件80是附属阻挡环的属主环，第二轴套206是附属限位环的属主环。第一接合元件50套装在第二轴套206的光滑段上，二者间的轴承216单向限制住第一接合元件50，该轴承又被卡环210a单向限制在第二轴套206上。第二接合元件80套装在第二轴套206的花键齿段上，二者间由花键齿周向固定。第一接合元件50与第二接合元件80组成工作接合机构。嵌合弹簧160安装在第二接合元件80的非嵌合端面与弹簧座162之间。弹簧座162则被卡环210b轴向限定在第二轴套206的外端侧。阻挡环100径向上位于工作接合机构之内，其滑动端面124朝向第一接合元件50的基准端面70，与附属阻挡环组成阻挡嵌合机构，与镶嵌在第二轴套206上的限位销134组成限位嵌合机构。波形约束弹簧120置于阻挡环100与第二轴套206外花键齿的端面之间。

在如图2所示的第二接合元件80上，第二接合齿82为横截面呈锯齿形的径向齿，该齿均布在其嵌合端面的外环侧，附属阻挡齿142均布在其嵌合端面的内环侧。附属阻挡齿142与第二接合齿82径向上连成一体，其齿顶面就是阻挡工作面148。为简化结构和方便制造，附属阻挡齿的阻挡工作面148、齿侧面150a和齿根面146分别与第二接合齿齿顶面84、齿侧面88a和齿根面86完全共面。即，附属阻挡齿142完全由第二接合齿82的径向延伸部分充当。除了没有附属阻挡齿，以及接合齿齿顶面具有一定弧度以外，第一接合元件50的嵌合端面的布局和齿形完全等同于第二接合元件80。

在图3所示的阻挡环100中，阻挡齿102一体均布在环状基体112的外环面上，限位凹槽136一体均布在环状基体112的内环面上。轴向上，阻挡齿102明显高于环状基体112。阻挡齿齿顶面104就是阻挡工作面108，阻挡齿齿侧面110a、110b所形成的齿槽能容纳附属阻挡齿142，其间周向自由度大于零。阻挡齿102的顶端为阻挡环的嵌合端，其底端面即为阻挡环100的周向滑动端面124。

如图4(a)、(b)和(e)所示，第一接合元件50与第二接合元件80组成既是传力嵌合机构又是分离嵌合机构的单向工作接合机构，阻挡环100与附属阻挡环组成单向阻挡嵌合机构，该二嵌合机构的周向自由度可以为零。第二轴套206上的限位销134与阻挡环100的限位凹槽136组成限位嵌合机构(图中虚线部分)，该机构的周向自由度X大于阻挡嵌合机构的入口裕度K，即，X＞K，其中

(相关符号表示对应点间的圆周角)。以这样的效果来确定限位嵌合机构与阻挡嵌合机构周向相对位置及各自构件的周向尺寸，即，在阻挡嵌合机构嵌合的状态下，限位销134必须能够接触到限位凹槽136的限位工作面138b。另外，嵌合状态下， $D_t<\stackrel{\&OverBar;}{\mathrm{AG}}<D_c$ (横线符号表示轴向距离，下同)，其中，D_t代表工作接合机构在非设计的分离超越方向上的起始分离高度，其在设计的分离超越方向上的起始分离高度恒为零，D_c代表工作接合机构的全齿接合深度，

代表阻挡嵌合机构的最小阻挡高度。超越工况下各机构的相互关系如图4(c)、(d)所示。

不难理解，本实施例中限位凹槽136及作为附属限位齿的限位销134周向均布三个，阻挡环100和附属阻挡环各有三个均布的完全一致的径向齿102和142，附属阻挡齿142周向上正好是第二接合齿82的径向延伸的安排都不是必需的，而纯粹是出于简化结构和工艺等的需要。对于附属阻挡环无法与其属主环一体形成的特殊情况，可以采用事先将它单独制作出来，再事后把它与属主环以或焊接或过盈配合等的方式加以刚性组合的方法来处理。同样道理，约束弹簧120也可以是波形弹簧以外的其它任何形式的弹性体。

下面结合工作过程并参照图1和图4对本实施例作进一步的说明。

在嵌合状态下，第一接合元件50上的转矩(由图1的左侧观看为逆时针方向)经工作接合机构传给第二接合元件80，再经花键副传给第二轴套206，或者反转时沿相反路线传递。当两接合元件在设计的相互分离方向上的相对转速大于零时，即，出现图4(c)、(d)中箭头所示的相对转动时，超越离合器便开始分离超越，第二接合齿82和第一接合齿52之间将克服压合弹簧160的弹力而沿二者的分离齿面58a和88a相互滑转爬升，直至二者的轴向分离距离达到D_c。由于有参数 $\stackrel{\&OverBar;}{\mathrm{AG}}<D_c$ 的制约，以及阻挡环100被约束弹簧120相对静止在第一接合元件50上，因此，只要阻挡嵌合机构的入口裕度K不远离其下限值，超越分离的过程就足以确保在阻挡嵌合机构的轴向分离距离第一次同步达到D_c时，附属阻挡齿阻挡工作面148就已经跃上阻挡齿阻挡工作面108并建立起轴向阻挡关系。在该阻挡工况中，第二接合元件80相对第一接合元件50和阻挡环100的转动为跳跃式滑转，其跳跃或碰撞的幅度为D_c与

之间的差值。如图4(c)、(d)所示，当与第二接合元件80周向固定的限位销134抵触到限位凹槽136的限位工作面138a时，阻挡环100便被限位销134驱动着相对第一接合元件50同步滑转，阻挡环100与附属阻挡齿142也随即处于相对静止状态，阻挡嵌合机构的阻挡工况得以稳定。

相对于现有技术，以上分离阻挡过程简单可靠，阻挡环100被动地静止在其基准环第一接合元件50上，建立起阻挡关系之前，不需要该环在周向或轴向上做任何的事情，不存在任何的运动响应、空行程以及驱动摩擦力等问题，一切分离动作，均由与附属阻挡环刚性一体的从动环这个导致分离阻挡动作的原动件自己来执行，这将特别有利于阻挡关系的建立，更明显优于现有技术。而且，将阻挡环100布置在工作接合机构径向之内，也降低了残余转矩和磨损消耗。另外，本实施例的阻挡工作面108还可以是具有升角λ的螺旋面，λ＜δ。于是，当δ＞0且0＜λ＜δ时，附属阻挡齿142将因对顶接触的两阻挡工作面不能自锁而相对滑转爬升，令阻挡嵌合机构的轴向分离距离等于或大于D_c，直至限位销134抵触到限位凹槽136的限位工作面138a。也就是说，经过适当的设计，我们可以得到令两接合元件之间零接触或无接触的超越转动工况。由于λ≤max(0，δ)的限制，阻挡嵌合机构中双方阻挡齿齿顶间的对顶接触，要么在δ＞0时不能自锁，要么在δ＜0能自锁但却被参数 $\stackrel{\&OverBar;}{\mathrm{AG}}<D_c$ 所带来的跳跃式滑转模式所破坏，因此，无论正向还是反向超越，没有限位嵌合机构的作用，阻挡环100都不可能自动跟随第二接合元件80一体转动，而是静止在第一接合元件50的基准端面70上。

所以，本实施例的嵌合复位非常简单和自然，反向超越即可。即，只要令第二接合元件80相对于第一接合元件50作与图4(c)和4(d)中箭头反向的相对转动，附属阻挡齿142都能滑离阻挡齿阻挡工作面108，与第二接合齿82一起同步嵌合复位。而在附属阻挡齿阻挡工作面148的前点A点还未滑离阻挡齿阻挡工作面108的前点G点之前，第二接合齿82已经周向错过了第一接合齿齿槽口的情况下，嵌合复位就需要转过一个齿才可完成，但绝不会出现卡死或崩齿现象。因为有 $D_t<\stackrel{\&OverBar;}{\mathrm{AG}},$ 也就是起始分离高度的限制，所以，两接合齿52和82必然反向超越分离。同时，限位销134抵触到限位凹槽136的限位工作面138b时，附属阻挡齿齿顶面148的后点B并没有错过阻挡齿齿槽入口的H点，整个齿顶面148仍处于阻挡齿齿槽入口的上方。由上述说明可见，相对现有技术，本实施例之嵌合复位过程，机理简单，过程可靠，除了需要弹簧160提供嵌合压力之外，与该弹簧的尺寸、具体性能参数以及稳定与否没有任何关系。彻底消除了嵌合弹簧160对阻挡嵌合机构嵌合复位过程的影响，令变换嵌合压力以及调节弹簧尺寸成为基本可能。自然地，弹簧160的制造精度、成本及离合器装配要求将大为降低，使用寿命明显提高。

本实施例也可以做牙嵌式安全离合器使用，或者将卡环210换成调节螺母164，第二轴套206的外端相应处加工出螺纹，成为可调节的安全离合器，或者将两接合齿设计为正梯形截面的上相安全离合器，或者还可变形为如图5所示的具备双向安全离合器。双向安全离合器中最好使用具有双向阻挡功能的阻挡嵌合机构。该机构与单向阻挡的阻挡嵌合机构的工作原理和基本结构和参数要求几乎完全一样，区别仅仅在于，双向阻挡嵌合机构中的入口裕度K必须大于自控离合器的齿顶阻挡角Θ，以及，以这样的效果来确定限位嵌合机构与阻挡嵌合机构周向相对位置及各自构件的周向尺寸，即，限位嵌合机构不得妨碍阻挡嵌合机构在两个方向上建立阻挡关系，而以两机构可同时居中嵌合的定位为最佳。在双向阻挡机构的嵌合复位过程中，K＞Θ参数限制足以保证反向超越时嵌合复位的成功，而不会进入反向分离阻挡工况。双向阻挡嵌合机构中，附属阻挡齿142周向上最好由两个第二接合齿82的径向延伸部分分体组成，齿体中部呈不连续状。

需要指出的是，本实施例中对阻挡环100的约束不是必需的，这样做的目的只是为了绝对确保阻挡嵌合机构能在第一时间内建立起轴向阻挡关系。而约束的方式也不限于弹簧压缩一种，还可以是用磁性材料制作第一接合元件50或阻挡环100的全部或局部以造成二者磁性吸合的方式，或者将阻挡环100制成带轴肩的弹性开口环的方式，或者制成带锥形回转面的弹性开口环，或者是径向弹性力作用在阻挡环100的局部锥形回转面上，比如弹簧滚珠以及弹性卡环等的径向压迫方式。关于阻挡环100，附属阻挡环(齿)以及阻挡环100的约束方法，在本专利申请人提出的实用新型专利“基本型牙嵌式自锁差速器”以及“压合式牙嵌单、双向超越离合器”中有更详尽细致的描述，该两专利整体上被本申请所参引，在此不再予以详述。

需要说明的是，由于阻挡嵌合机构以及限位嵌合机构的基本结构、基本关系、基本参数要求以及基本工作原理和过程完全相同或类似，所以以下实施例中将不再给于重复说明，而只对具体结构进行必要解释。

如上所述，图5所示牙嵌式双向安全离合器具有轴-轴传动形式，与图1实施例基本相同，不同之处在于，其限位嵌合机构的径向凸起132形成在阻挡环100的内孔面上，而限位凹槽136形成在第二轴套206上。具有相对高的可靠性，装配也更简单了。

图6给出的是本实用新型的最简实施例，具有孔-轴传动形式的超越离合器或安全离合器。第一接合元件50与第一轴套204呈刚性一体形式，轮齿214直接形成在第二接合元件80的外圆柱面上。其与前两个实施例的最大不同在于，阻挡嵌合机构的组成双方轴向上位置互换了。即，附属阻挡环以第一接合元件50为其属主环，阻挡环100以第二接合元件80为其基准环。因此，阻挡环100轴向上不再固定，并通过将其自身制成带外轴肩的弹性开口环的自约束方式实现与第二接合元件80的轴向固定，分离阻挡过程同于现有技术。相应地，附属限位环为与附属阻挡环的周向固定，其属主环也换成了第一接合元件50。附属限位齿仍由限位销134充当。

只要将本实施例的工作过程视为第一接合元件50相对第二接合元件80转动和分离，其分离阻挡和嵌合复位过程就完全同上，这里不再重复说明。但应该指出的是，除了由于阻挡环100的轴向随动带来了空行程问题外，本实施例仍然具有图1、图5实施例的众多有点。而且，呈锥形孔状的基准端面70对摩擦力的放大具有提升δ角和减轻或消除嵌合复位过程中弹簧160影响的作用。

图7给出的是本实用新型用于孔-轴传动形式的封装超越离合器的结构示意图。第一接合元件50与第一轴套204刚性一体，阻挡环100套装在其接合齿外的台阶形圆柱面上，以台阶端面为其基准端面70。第二接合元件80以嵌合端面相对的方式套装在第一轴套204上，与第一接合元件50组成工作接合机构，并通过其外圆柱面上的花键齿与管状壳体226周向固定以传递转矩。管状壳体226内圆柱面上形成有花键齿212，外圆柱面上形成有固定齿圈用的键槽230和卡环槽232。波形约束弹簧120安装在花键齿212的端面与阻挡环100的环状基体之间。限位销134径向地镶嵌在管状壳体226上的相应孔中，与形成在阻挡环100环状基体上的限为凹槽136构成限位嵌合机构。环形端盖224a和224b通过螺钉228被分别固定在其两端的开口端面上，并通过轴承216和密封圈218与第一轴套204径向固定或密封。压合弹簧160安装在第二接合元件80环形端盖224b之间。

对比图1实施例，不难发现两者实质上是呈内外环互为翻转的关系。所以，二者几乎具有完全相同的特点，除了后者的残余转矩稍大之外。

图8给出的是本实用新型用于弹簧钢球安全离合器的结构示意图。第一接合元件50由钢球毂90的一端套装在第二轴套206无螺纹端的外圆柱面上，并被卡环210轴向固定。第二轴套206与钢球毂90制成刚性一体。阻挡环100置于第一接合元件50嵌合端的端面圆形凹槽内。阻挡齿102一体均布在环状基体的外圆柱面上，径向凸起132一体均布在该环状基体的内圆柱面上。该径向凸起132与形成在第二轴套206相应外圆柱面上的限位凹槽136构成限位嵌合机构。约束弹簧120安装在阻挡环100的环状基体与钢球毂90之间，迫使阻挡环100贴紧端面圆形凹槽的壁面，即基准端面70，令后者静止在该基准端面70上。钢球60放置在钢球毂90的轴向通孔中，在其部分球体于一个方向上嵌入第一接合元件50相应端面上的凹槽的同时，仍有部分球体于另一个方向上顶在第二接合元件80的端面上。第二接合元件80由钢球毂90的另一端套在第二轴套206螺纹端的外圆柱面上。附属于其上的附属阻挡齿142穿过钢球毂90上的避让通孔，与阻挡环100组成阻挡嵌合机构。弹簧160安装在第二接合元件80与调节螺母164之间。调节螺母164以螺纹形式联结在第二轴套206的外螺纹上。锥形衬套208用于固定联接第二轴套206与第二转轴，由螺栓220和螺纹孔对其轴向施力。

尽管本实施例与图1所示实施例有着明显的不同，但均以第一接合元件50为阻挡环100的基准环，均以第二接合元件80为附属阻挡环的属主环，均以与第二接合元件周向固定的第二轴套206为附属限位环的属主环。所以，从阻挡嵌合机构和限位嵌合机构的角度分析，二者是完全一样的，二机构有着完全一样的工作过程和优点。这里不再重复说明。另外，很显然地，二机构也可以径向上布置到钢球嵌合机构的外圆柱面上，但残余转矩明显增大。

图9给出的是本实用新型用于牙嵌式自锁差速器的结构示意图。以中心环形式出现的第一接合元件50嵌于主动传力环240的内孔中并被卡环210轴向固定，两个第二接合元件80安装在主动传力环240的两端，四环的嵌合端面两两相对组成两个实为分离嵌合机构的工作接合机构，以及两个传力嵌合机构。两个弹簧160从两端分别压住第二接合元件80以保证嵌合压力的持续存在，两个弹簧160的外端受到两个弹簧座162的支撑。而两个弹簧座162则分别受到套装在其内孔中的两个第二轴套206的外轴肩的轴向限位。该两个第二轴套206分别以花键联接的方式与两个第二接合元件80内孔周向固定，第二轴套206内孔中加工有传递转矩到输出半轴(未示出)用的花键齿。两个阻挡环100分别以嵌合端面朝向第二接合元件80的形式安装在第一接合元件50的端面圆形凹槽内，以该凹槽内壁为基准端面，以第一接合元件50为基准环。阻挡齿102一体均布在环状基体的外圆柱面上，限位凹槽136一体均布在该环状基体的内圆柱面上。限位凹槽136与镶嵌在第二轴套206相应外圆柱面上的限位销134构成限位嵌合机构。两个约束弹簧120分别安装在阻挡环100的环状基体与第二轴套206的外花键齿的内端面之间，将阻挡环100压紧在基准端面上。主动传力环240的四个径向凸耳内呈径向地加工有中心环拆卸孔。整个差速器轴向上具有完全对称的布局和结构，所有构件上的接合齿、传力齿数量完全同一，并且周向均布，同时，第一接合元件50及主动传力环240两端面的径向齿周向上严格同位。

以上仅仅是本实用新型针对其有限实施例给予的描述和图示，具有一定程度的特殊性，但应该理解的是，所提及的实施例都是用来进行说明的，其各种变化、等同、互换以及更动结构或各构件的布置，都将被认为未脱离开本实用新型构思的精神和范围。

Claims (6)

1.一种轴向自控离合器的分离保持机构，由第一接合元件、第二接合元件、弹簧以及弹簧支座基于同一轴心线组成；第二接合元件可以轴向移动，且轴向上居于第一接合元件和弹簧之间，弹簧的另一端受到弹簧支座的支撑；在所述弹簧的作用下，第一接合元件与第二接合元件轴向相对组成工作接合机构，两者同步转动时，其间轴向距离达到最小，并处于稳定接合状态，两者异步转动时，其间轴向距离可达到最大，并处于分离状态；其特征在于：

(a)布置有阻止分离状态下的所述工作接合机构轴向接合的阻挡嵌合机构，轴向上位于所述工作接合机构之内，径向上位于所述工作接合机构之内或之外，由阻挡环和附属阻挡环轴向嵌合而成，该两个环的嵌合端面周向上都布置有相同数量的具有轴向阻挡作用的径向型阻挡齿，所述阻挡齿的阻挡工作面均是升角为λ的螺旋面，λ≤max(0，δ)，其中，δ是能够令阻挡工况中由双方阻挡工作面轴向接触所形成的静摩擦副成功自锁的阻挡工作面的最小升角；所述阻挡嵌合机构的最小阻挡高度，大于所述工作接合机构在两个转动方向上的起始分离高度，小于所述工作接合机构的全齿接合深度；所述附属阻挡环与其属主环刚性一体，该属主环是第一接合元件或第二接合元件，所述阻挡环受基准环基准端面的单向支撑，其滑动端面与该基准端面构成周向自由滑动摩擦副；所述基准环是与所述附属阻挡环的属主环相对的第二接合元件或第一接合元件；

(b)布置有对所述阻挡嵌合机构中阻挡环的周向相对位置实施限制的限位嵌合机构，由阻挡环和附属限位环组成；附属限位环与其属主环刚性一体，且附属限位环与附属阻挡环周向固定；所述限位嵌合机构的周向自由度，大于所述阻挡嵌合机构的入口裕度。

2.按权利要求1所述的分离保持机构，其特征在于：

(a)所述工作接合机构在两个相对转动方向上的起始分离高度均为零，该机构在两个相对转动方向上的转动都将导致自身轴向分离；

(b)所述阻挡齿和附属阻挡齿二者齿顶的阻挡工作面均为两个，该两个阻挡工作面分别对应地形成于每个齿顶面的两侧；

(c)所述阻挡嵌合机构的入口裕度大于自控离合器的齿顶阻挡角。

3.按权利要求1或2所述的保持机构，其特征在于：所述限位嵌合机构，是一个布置在附属限位环与阻挡环的两圆柱面之间或两端面之间的由凸起和凹槽组成的销槽式限位机构。

4.按权利要求1或2所述的分离保持机构，其特征在于：通过约束可将嵌合状态中的阻挡环相对静止在基准环的基准端面或基准圆柱面上。

5.按权利要求1或2所述的分离保持机构，其特征在于：将阻挡环视为环状基体和端面径向齿两部分组成的环状构件，所述端面径向齿可以形成于所述环状基体的两端或内、外圆柱面上。

6.按权利要求1或2所述的分离保持机构，其特征在于：所述附属阻挡环可以单独制作，再通过焊接、直接过盈配合或轴向销孔过盈配合等方式与其属主环构成刚性一体的组合构件。

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