【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于机械传动领域，涉及一种离合器，尤其涉及一种可高速加载脱开的齿式离合器。
技术介绍
1、离合器广泛应用于各类机械传动系统之中，其中，齿式可控离合器传递扭矩大、功率密度高、结构紧凑、动力学稳定性好，在高转速、大功率、动力学稳定性要求较高的场合有较多应用。齿式离合器的应用场景较多，主要工作方式是通过套齿的轴向相对关系实现离合器的接合与脱开的。当驱动套齿的轴向位置重合时，离合器接合；当驱动套齿的轴向位置错开时，离合器脱开。受驱动原理与结构限制，离合器的接合动作基本都在静止状态或低速盘车状态下进行，并且需要人为制造离合器两端速差进行盘车对齿动作，需要额外配合的设备较多。离合器脱开动作通常在静态下或动态空载下完成，动态且驱动负载存在的情况下，难以实现离合器的脱开。
2、因此，为了解决齿式离合器在静态或小速差状态下的接合对齿问题以及动态带载状态下的脱开问题，设计了一种可自对中补偿接合，并且可以动态带载荷脱开的齿式离合器。
技术实现思路
1、本专利技术为了解决现有的齿式离合器在静态或小速差状态下的接合对齿问题以及动态带载状态下的脱开问题，进而提供一种可高速加载脱开的齿式离合器，能够在静态或小速差状态下的实现对齿接合以及在动态带载状态下的脱开。
2、本专利技术为解决上述技术问题采用的技术方案是：
3、一种可高速加载脱开的齿式离合器，它包括动力输入轴、主动啮合滑移组件、被动啮合偏转组件、动力输出轴和爪式锁定组件；动力输入轴与动力输出轴同轴布置在齿轮箱内
4、优选地，所述动力输入轴的动力输入端为法兰结构，传动齿轮系的动力输出端为法兰结构，动力输入轴与传动齿轮系通过法兰连接。
5、优选地，在动力输入轴上且靠近动力输出端的一侧，设置有一体的且同轴布置的圆台；
6、所述的主动啮合滑移组件包括挡油环、带有内挡圈的内齿套、驱动弹簧和喷油管，挡油环套在动力输入轴上且处于圆台的左侧，内齿套套在动力输入轴上，并与动力输入轴上的圆台间通过平键进行键连接，以实现扭矩的传递；内齿套的左端口与挡油环固定连接；挡油环、内齿套的内壁与圆台的左端面围合成环形的脱开油腔，喷油管对准挡油环上的进油孔，向脱开油腔内注油，实现内齿套的轴向向左移动；内齿套上的内挡圈处于圆台的右侧，内挡圈、内齿套的内壁与圆台的右端面围合成安装腔，驱动弹簧套在动力输入轴上，并处于安装腔内，以实现内齿套的轴向向右移动；内齿套的右端口处开有驱动内齿，并与被动啮合偏转组件上的驱动外齿相配合，实现扭矩的传递。
7、优选地，所述动力输出轴的动力输出端为法兰结构，传动齿轮系的动力输入端为法兰结构，动力输出轴与传动齿轮系通过法兰连接。
8、优选地，所述动力输出轴上设置有螺旋花键；
9、所述的被动啮合偏转组件包括外齿套和n个缓冲复位单元，外齿套的内壁处开有螺旋凹槽，外齿套套在动力输出轴上，外齿套上的螺旋凹槽与动力输出轴上的螺旋花键相配合，实现外齿套与动力输出轴的螺旋键连接；外齿套上周向开有n个通孔，每个通孔内安装一个缓冲复位单元，缓冲复位单元的左端抵接在通孔的内壁处，缓冲复位单元的右端抵接在动力输出轴的法兰盘上；外齿套的外环壁上且正对左端口的位置处开有驱动外齿，驱动外齿与内齿套上的驱动内齿相啮合。
10、优选地，所述动力输出轴的动力输入端上设置有左限位环，左限位环的外径大于外齿套的内径，以实现外齿套的限位。
11、优选地，所述的驱动内齿和驱动外齿的纵向截面为等腰梯形，且驱动内齿和驱动外齿的工作齿面与齿高方向之间的夹角角度为α，α＜arctanμ，μ为加载齿面间的摩擦系数。
12、优选地，所述的缓冲复位单元包括阻尼导杆和阻尼弹簧，阻尼导杆带有轴肩，阻尼弹簧套在阻尼导杆上，并处于轴肩的左侧；阻尼导杆插在外齿套的通孔中并能够来回穿梭，阻尼导杆的右端抵接在动力输出轴的法兰盘上；阻尼弹簧的一端抵接在通孔的内壁处，阻尼弹簧的另一端抵接在阻尼导杆的轴肩上。
13、优选地，所述的爪式锁定组件包括限位盘、两个棘爪、两个固定销和伸缩杆；限位盘正对动力输入轴的动力输出端，并通过两个固定销固定在动力输入轴上；动力输入轴上开有豁口，棘爪处于豁口内，并套在固定销上；内齿套上且正对棘爪的位置处开有通孔，伸缩杆能够穿过通孔并驱动棘爪旋转。
14、本专利技术与现有技术相比产生的有益效果是：
15、1、本申请的动力输出轴与外齿套采用螺旋键的方式进行连接，在对接过程中，外齿套能够绕动力输出轴旋转，来改变对齿的角度，也就是说，外齿套在动力输出轴的导向下具有自对中补偿接合的功能，可以在两端轴系不需要盘车的情况下就完成离合器驱动齿的对齿和接合动作。
16、2、本申请的驱动内齿和驱动外齿的工作齿面与齿高方向之间的夹角角度为α，α略小于arctanμ，使得齿面传扭正压力产生的轴向力与齿面摩擦力达到平衡状态或略小于摩擦力，减小离合器带负荷脱开时的阻力。同时，在面对不同载荷测试下，整个机组的运行功率不同，可以更换不同外形的棘爪来改变重心位置，使得棘爪在某一离心力下被甩出豁口的长度和飞起力矩可控，避免爪式锁定组件在高转速情况下，由于离心力过大，使得棘爪的飞起力矩过大，而造成内齿套移动受阻，影响离合器的脱开。上述两种措施，解决了大载荷条件下，齿式离合器无法卸载实现离合器脱开的问题。
17、3、本申请的阻尼弹簧在外齿套受到撞击并向左移动时具有缓冲、限位作用，避免了外齿套在动力输出轴上移动距离过大和旋转角度过大，而与内齿套无法顺利啮合。同时，左限位环和缓冲复位单元对外齿套的移动具有一定的限位作用，可以避免外齿套在旋转过程中，与动力输出轴间产生旋转和轴向移动的问题，进而可以完全的传递旋转的扭矩。
18、4、本申请的喷油管、挡油环和脱开油腔构成一种喷油供油组件，可以靠高速旋转的离心力产生驱动油压，实现离合器脱开，解决了轴系无自由端中心孔供油的条件下，高速旋转轴系难以向离合器内部油路供高压驱动油的问题。
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1.一种可高速加载脱开的齿式离合器，其特征在于：它包括动力输入轴(1)、主动啮合滑移组件(2)、被动啮合偏转组件(3)、动力输出轴(4)和爪式锁定组件(5)；动力输入轴(1)与动力输出轴(4)同轴布置在齿轮箱内，动力输入轴(1)的动力输入端与传动齿轮系的动力输出端连接，动力输出轴(4)的动力输出端与传动齿轮系的动力输入端连接；主动啮合滑移组件(2)套在动力输入轴(1)上，主动啮合滑移组件(2)与动力输入轴(1)为键连接，并能够沿着动力输入轴(1)的轴线方向移动；爪式锁定组件(5)固定安装在动力输入轴(1)的动力输出端，并用于主动啮合滑移组件(2)的轴向限位；被动啮合偏转组件(3)套在动力输出轴(4)上，被动啮合偏转组件(3)与动力输出轴(4)采用螺旋键连接，并能够沿着动力输出轴(4)的轴线方向移动和绕动力输出轴(4)旋转；主动啮合滑移组件(2)和被动啮合偏转组件(3)采用齿啮合的方式进行接合和齿分离的方式脱开。
2.根据权利要求1所述的一种可高速加载脱开的齿式离合器，其特征在于：所述动力输入轴(1)的动力输入端为法兰结构，传动齿轮系的动力输出端为法兰结构，动力输入轴(
3.根据权利要求2所述的一种可高速加载脱开的齿式离合器，其特征在于：在动力输入轴(1)上且靠近动力输出端的一侧，设置有一体的且同轴布置的圆台(1-1)；
4.根据权利要求3所述的一种可高速加载脱开的齿式离合器，其特征在于：所述动力输出轴(4)的动力输出端为法兰结构，传动齿轮系的动力输入端为法兰结构，动力输出轴(4)与传动齿轮系通过法兰连接。
5.根据权利要求4所述的一种可高速加载脱开的齿式离合器，其特征在于：所述动力输出轴(4)上设置有螺旋花键(4-1)；
6.根据权利要求5所述的一种可高速加载脱开的齿式离合器，其特征在于：所述动力输出轴(4)的动力输入端上设置有左限位环(4-2)，左限位环(4-2)的外径大于外齿套(3-1)的内径，以实现外齿套(3-1)的限位。
7.根据权利要求6所述的一种可高速加载脱开的齿式离合器，其特征在于：所述的驱动内齿(2-2-2)和驱动外齿(3-1-1)的纵向截面为等腰梯形，且驱动内齿(2-2-2)和驱动外齿(3-1-1)的工作齿面与齿高方向之间的夹角角度为α，α＜arctanμ，μ为加载齿面间的摩擦系数。
8.根据权利要求7所述的一种可高速加载脱开的齿式离合器，其特征在于：所述的缓冲复位单元包括阻尼导杆(3-2)和阻尼弹簧(3-3)，阻尼导杆(3-2)带有轴肩，阻尼弹簧(3-3)套在阻尼导杆(3-2)上，并处于轴肩的左侧；阻尼导杆(3-2)插在外齿套(3-1)的通孔中并能够来回穿梭，阻尼导杆(3-2)的右端抵接在动力输出轴(4)的法兰盘上；阻尼弹簧(3-3)的一端抵接在通孔的内壁处，阻尼弹簧(3-3)的另一端抵接在阻尼导杆(3-2)的轴肩上。
9.根据权利要求8所述的一种可高速加载脱开的齿式离合器，其特征在于：所述的爪式锁定组件(5)包括限位盘(5-1)、两个棘爪(5-2)、两个固定销(5-3)和伸缩杆(5-4)；限位盘(5-1)正对动力输入轴(1)的动力输出端，并通过两个固定销(5-3)固定在动力输入轴(1)上；动力输入轴(1)上开有豁口，棘爪(5-2)处于豁口内，并套在固定销(5-3)上；内齿套(2-2)上且正对棘爪(5-2)的位置处开有通孔，伸缩杆(5-4)能够穿过通孔并驱动棘爪(5-2)旋转。
...【技术特征摘要】
1.一种可高速加载脱开的齿式离合器，其特征在于：它包括动力输入轴(1)、主动啮合滑移组件(2)、被动啮合偏转组件(3)、动力输出轴(4)和爪式锁定组件(5)；动力输入轴(1)与动力输出轴(4)同轴布置在齿轮箱内，动力输入轴(1)的动力输入端与传动齿轮系的动力输出端连接，动力输出轴(4)的动力输出端与传动齿轮系的动力输入端连接；主动啮合滑移组件(2)套在动力输入轴(1)上，主动啮合滑移组件(2)与动力输入轴(1)为键连接，并能够沿着动力输入轴(1)的轴线方向移动；爪式锁定组件(5)固定安装在动力输入轴(1)的动力输出端，并用于主动啮合滑移组件(2)的轴向限位；被动啮合偏转组件(3)套在动力输出轴(4)上，被动啮合偏转组件(3)与动力输出轴(4)采用螺旋键连接，并能够沿着动力输出轴(4)的轴线方向移动和绕动力输出轴(4)旋转；主动啮合滑移组件(2)和被动啮合偏转组件(3)采用齿啮合的方式进行接合和齿分离的方式脱开。
2.根据权利要求1所述的一种可高速加载脱开的齿式离合器，其特征在于：所述动力输入轴(1)的动力输入端为法兰结构，传动齿轮系的动力输出端为法兰结构，动力输入轴(1)与传动齿轮系通过法兰连接。
3.根据权利要求2所述的一种可高速加载脱开的齿式离合器，其特征在于：在动力输入轴(1)上且靠近动力输出端的一侧，设置有一体的且同轴布置的圆台(1-1)；
4.根据权利要求3所述的一种可高速加载脱开的齿式离合器，其特征在于：所述动力输出轴(4)的动力输出端为法兰结构，传动齿轮系的动力输入端为法兰结构，动力输出轴(4)与传动齿轮系通过法兰连接。
5.根据权利要求4所述的一种可高速加载脱开的齿式离合器，其特征在于：所述动力输出轴...
【专利技术属性】
技术研发人员：王勇帆，蒋立冬，王学志，陈克鑫，王再功，闫泽，戴维泽，战庆欣，张祥，曲盛楠，王春玲，
申请(专利权)人：中国船舶集团有限公司第七零三研究所，
类型：发明
国别省市：
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