CN110701204A - 一种连轴器及电动相位调节系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种连轴器及电动相位调节系统，所述连轴器包括连接杆、弹性元件、滑移板和滚球体，在连接杆上形成凹部，在滑移板上形成滑槽；连接杆上的连接配合部与滑移板上的通孔之间形成间隙配合结构，弹性元件设置在滑移板外侧，在相对的凹部与滑槽之间设置滚球体；当滚球体相对于滑槽窜位时，滑移板在相对于连接杆运动过程中与弹性元件配合而使滚球体复位，复位后的滚球体使连接杆与滑移板形成同步旋转。通过弹性元件的弹性力大小来限制连接杆的输出扭矩，可保证连轴器自身的工作安全性与可靠性，当连轴器与相位器连接时，还可通过连轴器对允许传递的最大扭矩进行限制来实现对相位器的保护，提高了电动相位调节系统的工作可靠性。
Description
技术领域
本发明涉及电动相位调节设计领域，尤其是涉及一种连轴器及电动相位调节系统。
背景技术
电动相位调节系统通常包括电机1、连轴器2和相位器3，如图1所示，其中，电机1作为驱动相位调节的动力源，相位器3是一种行星减速器，并设置了相位调节角度限制。在进行相位调节时，电机1按控制系统的指令将电能转化为动能，并由连轴器2传递至相位器3，经过相位器3调整后，输出转速与扭矩，最后，凸轮轴4在得到该转速与转矩的情况下完成相位的调节。
但是，当控制系统输入至电机的指令异常时，电机可能在短时间内输出较大的扭矩，导致连轴器或相位器发生不可恢复的破坏；或者，当相位器在相位调节角度限制位置下发生碰撞时，也会在短时间内产生较大的扭矩，导致相位器、连轴器或电机发生不可恢复的破坏。另外，现有的连轴器结构设计较复杂，一方面增加了连轴器的制造成本，一方面使连轴器在工作过程中的可靠性降低。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：针对现有技术存在的问题，提供一种结构更简单、工作可靠性更高的连轴器及电动相位调节系统。
本发明要解决的技术问题采用以下技术方案来实现：一种连轴器，包括连接杆、弹性元件、滑移板和滚球体，所述的连接杆上形成凹部，所述的滑移板上形成滑槽；所述连接杆上的连接配合部与滑移板上的通孔之间形成间隙配合结构，所述的弹性元件设置在滑移板外侧，在相对的凹部与滑槽之间设置滚球体；当滚球体相对于滑槽窜位时，所述的滑移板在相对于连接杆运动过程中与弹性元件配合而使滚球体复位，复位后的滚球体使连接杆与滑移板之间形成同步旋转。
优选地，还包括限位块，所述的限位块与连接杆固定连接，所述的弹性元件设置在限位块与滑移板之间。
优选地，所述的弹性元件为碟簧，其相对较大端与滑移板接触、相对较小端与限位块接触。
优选地，所述连接杆上的凹部为凹球面结构的沉槽。
优选地，所述的连接杆为T形结构杆，其相对较大端形成止挡部、相对较小端形成连接配合部，所述的凹部设置在止挡部上，所述的止挡部、弹性元件分别位于滑移板的相对两侧。
优选地，所述的连接杆为空心轴结构。
优选地，所述滑移板上的滑槽设置若干条，且若干条滑槽均环滑移板中心呈径向放射状分布，所述连接杆上的凹部设置若干个，且在相对的凹部与滑槽之间设置滚球体。
一种电动相位调节系统，包括电机、相位器和如上所述的连轴器，所述连轴器上的连接杆与电机的输出轴之间形成同步旋转的固定连接结构，所述连轴器上的滑移板与相位器的输入端之间形成同步旋转的固定连接结构。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：通过弹性元件可使连轴器在正常工作时，滚球体得以同时位于连接杆上的凹部与滑移板上的滑槽之间，以保证连接杆与滑移板之间形成同步旋转，但是，当滑移板受到较大阻力矩而使得滚球体相对于滑槽发生窜位时，滑移板将相对于连接杆轴向移动，同时弹性元件被压缩，滑移板在相对于连接杆运动过程中与弹性元件配合而使滚球体复位，复位后的滚球体使得连接杆与滑移板之间形成同步旋转，不仅结构更简单，而且可以根据弹性元件的弹性力大小来限制连接杆的输出扭矩，进而保证连轴器自身的工作安全性与可靠性，当连轴器与相位器连接时，还可以通过连轴器对允许传递的最大扭矩进行限制来实现对相位器的保护，以此提高电动相位调节系统的工作可靠性，并且，当滚球体复位后，连轴器的功能重新实现，仍然不影响下一次正常工况下的扭矩的传递。
附图说明
图1为电动相位调节系统的原理示意图。
图2为本发明一种连轴器(电动相位调节系统)的构造示意图。
图3为本发明一种连轴器的构造爆炸示意图。
图4为图3中的连接杆的结构示意图。
图5为图3中的滑移板的结构示意图。
图中部品标记名称：1-电机，2-连轴器，3-相位器，4-凸轮轴，21-连接杆，22-限位块，23-弹性元件，24-滑移板，25-滚球体，211-止挡部，212-连接配合部，213-凹部，241-通孔，242-滑槽。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1所示的电动相位调节系统，包括电机1、连轴器2、相位器3和凸轮轴4，其中的连轴器2的结构如图2、图3所示，主要包括连接杆21、弹性元件23、滑移板24和滚球体25，在连接杆21上形成凹部213，在滑移板24上分别形成通孔241、滑槽242，所述的滚球体可以采用钢珠。通常，所述的连接杆21采用T形结构杆，其相对较大端形成止挡部211、相对较小端形成连接配合部212，所述的凹部213设置在止挡部211上，如图3、图4所示。所述的连接配合部212与滑移板24上的通孔241之间形成间隙配合结构，所述的弹性元件23设置在滑移板24外侧，由此使得止挡部211、弹性元件23分别位于滑移板24的相对两侧。所述连接杆21上的凹部213与滑移板24上的滑槽242相对设置，在相对的凹部213与滑槽242之间设置滚球体25，并且，当滚球体25相对于滑槽242窜位时，所述的滑移板24将在相对于连接杆21运动过程中与弹性元件23配合而使滚球体25复位，复位后的滚球体25使连接杆21与滑移板24之间形成同步旋转。
所述的连接杆21可以采用空心轴结构，以便连接杆21与电机1的输出轴之间形成同步旋转的固定连接结构，所述的滑移板24与相位器3的输入端之间形成同步旋转的固定连接结构，例如键连接结构、过盈配合结构等。所述的滚球体25位于滑移板24与连接杆21之间、并由弹性元件23产生的弹性力进行轴向支撑。其中，所述的连轴器2用于传递电机1至相位器3的转速与扭矩，同时限制允许传递的最大扭矩。具体地，
当连轴器2正常工作时，所述滚球体25的一部分位于连接杆21上的凹部213内、另一部分将同时落入滑移板24上的滑槽242中，所述的连接杆21与电机1的输出轴同步旋转，并将其旋转运动通过滚球体25传递给滑移板24，以使连接杆21与滑移板24同步旋转；所述的滑移板24再将旋转运动传递到相位器3，以此实现电机1到相位器3的扭矩传递。
但是，当滑移板24受到的阻力矩到达或者超过设计值时，该设计值取决于弹性元件23产生的弹性力大小，滑移板24上的滑槽242与滚球体25之间将产生相对运动，使得滑移板24相对于连接杆21产生轴向位移与周向旋转，其轴向位移的空间来自弹性元件23的压缩，其周向旋转可使滚球体25相对于滑槽242发生窜位，即实现滑移板24相对于连接杆21发生打滑，从而可以阻断两者之间的扭矩传递，以限制电机1传递到相位器3的扭矩，进而实现对相位器3、电机1、连轴器2的保护。
当连轴器2的保护功能完成后，滚球体25可能位于滑移板24上的滑槽242内，此时，连轴器恢复至正常状态；滚球体25也可能位于滑移板24上的滑槽242外，此时，使滚球体25相对于滑移板24产生相对运动的扭矩值远小于滚球体25位于滑移板24上的滑槽242内时使其两者发生相对运动的扭矩值。当电机1重新启动、并驱动连接杆21开始旋转运动时，滚球体25将受到连接杆21上的凹部213对其自由度限制的影响而开始相对于滑移板24进行旋转运动，直至落入滑移板24上的滑槽242内，即连轴器恢复至正常状态。
为了进一步提高连轴器2自身的工作安全性与可靠性保护，所述滑移板24上的滑槽242可以设置若干条，且若干条滑槽242均环滑移板24中心呈径向放射状分布，如图5所示；与此对应的是，所述连接杆21上的凹部213也设置若干个，所述的凹部213优选采用凹球面结构的沉槽，在相对的凹部213与滑槽242之间设置滚球体25。另外，还可以设置限位块22与连接杆21固定连接，将弹性元件23设置在限位块22与滑移板24之间。通常，所述的弹性元件23采用碟簧，其相对较大端与滑移板24接触、相对较小端与限位块22接触，通过限位块22可以限制弹性元件23及滑移板24的轴向空间，如图2所示。当然，所述的弹性元件23也可以采用普通的圆柱弹簧，另外，如果取消限位块22，也可以将弹性元件23的一端与连接杆21固定连接，而弹性元件23的另一端与滑移板24接触。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，应当指出的是，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种连轴器，包括连接杆(21)，其特征在于：还包括弹性元件(23)、滑移板(24)和滚球体(25)，所述的连接杆(21)上形成凹部(213)，所述的滑移板(24)上形成滑槽(242)；所述连接杆(21)上的连接配合部(212)与滑移板(24)上的通孔(241)之间形成间隙配合结构，所述的弹性元件(23)设置在滑移板(24)外侧，在相对的凹部(213)与滑槽(242)之间设置滚球体(25)；当滚球体(25)相对于滑槽(242)窜位时，所述的滑移板(24)在相对于连接杆(21)运动过程中与弹性元件(23)配合而使滚球体(25)复位，复位后的滚球体(25)使连接杆(21)与滑移板(24)之间形成同步旋转。
2.根据权利要求1所述的一种连轴器，其特征在于：还包括限位块(22)，所述的限位块(22)与连接杆(21)固定连接，所述的弹性元件(23)设置在限位块(22)与滑移板(24)之间。
3.根据权利要求2所述的一种连轴器，其特征在于：所述的弹性元件(23)为碟簧，其相对较大端与滑移板(24)接触、相对较小端与限位块(22)接触。
4.根据权利要求1-3任一项所述的一种连轴器，其特征在于：所述连接杆(21)上的凹部(213)为凹球面结构的沉槽。
5.根据权利要求1-3任一项所述的一种连轴器，其特征在于：所述的连接杆(21)为T形结构杆，其相对较大端形成止挡部(211)、相对较小端形成连接配合部(212)，所述的凹部(213)设置在止挡部(211)上，所述的止挡部(211)、弹性元件(23)分别位于滑移板(24)的相对两侧。
6.根据权利要求5所述的一种连轴器，其特征在于：所述的连接杆(21)为空心轴结构。
7.根据权利要求1-3任一项所述的一种连轴器，其特征在于：所述滑移板(24)上的滑槽(242)设置若干条，且若干条滑槽(242)均环滑移板(24)中心呈径向放射状分布，所述连接杆(21)上的凹部(213)设置若干个，且在相对的凹部(213)与滑槽(242)之间设置滚球体(25)。
8.一种电动相位调节系统，包括电机(1)和相位器(3)，其特征在于：还包括如权利要求1-7任一项所述的连轴器，所述连轴器上的连接杆(21)与电机(1)的输出轴之间形成同步旋转的固定连接结构，所述连轴器上的滑移板(24)与相位器(3)的输入端之间形成同步旋转的固定连接结构。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116104880A (zh) * | 2021-11-09 | 2023-05-12 | 博格华纳公司 | 用于电驱动凸轮轴相位器的转矩限制转子联轴器 |
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2019
- 2019-09-25 CN CN201910912148.5A patent/CN110701204A/zh not_active Withdrawn
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| CN116104880A (zh) * | 2021-11-09 | 2023-05-12 | 博格华纳公司 | 用于电驱动凸轮轴相位器的转矩限制转子联轴器 |
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