本發(fā)明涉及一種機(jī)械傳動(dòng)裝置的技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種具有離合功能的單輸入傳動(dòng)裝置，主要應(yīng)用于大型航天儀器裝置在軌手動(dòng)應(yīng)急傳動(dòng)。

背景技術(shù)：

由于航天設(shè)備的工作性質(zhì)，航天設(shè)備，特別是其中的運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)必須高度穩(wěn)定可靠；對(duì)于關(guān)鍵運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，可采用冗余，降額等設(shè)計(jì)以增加機(jī)構(gòu)可靠性。

對(duì)于具有較高嚴(yán)酷度的運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，應(yīng)考慮進(jìn)行在軌維護(hù)工作；當(dāng)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)具有展開特性且拆裝包絡(luò)有限時(shí)，無法對(duì)故障機(jī)構(gòu)進(jìn)行在軌維護(hù)。因此，必須設(shè)置手動(dòng)應(yīng)急傳動(dòng)裝置，將故障的運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)復(fù)位至拆裝包絡(luò)內(nèi)，再將故障機(jī)構(gòu)進(jìn)行拆卸維護(hù)或者更換。這種情況下，要求應(yīng)急傳動(dòng)裝置具有閑時(shí)離合與單輸入的能力。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是為滿足上述需求，提供了一種具有離合功能的單輸入傳動(dòng)裝置，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單可靠。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供的傳動(dòng)裝置的技術(shù)方案包括：輸入軸、中間轉(zhuǎn)子、壓緊摩擦盤、彈簧、輸出轉(zhuǎn)子和外殼；所述的中間轉(zhuǎn)子由中間轉(zhuǎn)子軸、中間摩擦盤和傳扭摩擦盤組成，中間摩擦盤與傳扭摩擦盤分別固定于中間轉(zhuǎn)子軸的中部與端部；所述的輸出轉(zhuǎn)子由輸出軸與輸出摩擦盤組成，輸出摩擦盤固定于輸出軸的端部；限制輸入軸與輸出轉(zhuǎn)子除軸向轉(zhuǎn)動(dòng)之外的所有自由度，限制中間轉(zhuǎn)子除軸向轉(zhuǎn)動(dòng)與軸向移動(dòng)之外的所有自由度；所述的輸入軸與中間轉(zhuǎn)子軸之間均勻分布四個(gè)螺旋接觸面，每個(gè)螺旋接觸面長(zhǎng)度和螺旋角相等，四個(gè)螺旋面分為兩組，相隔180°的為一組，一組螺旋接觸面旋向?yàn)樽笮?，另一組螺旋接觸面旋向?yàn)橛倚?，兩組螺旋接觸面之間涂抹潤(rùn)滑脂；所述的中間摩擦盤與壓緊摩擦盤在彈簧力的作用下始終保持接觸，同時(shí)亦使中間轉(zhuǎn)子軸和輸入軸壓緊貼合在一起；裝置不工作時(shí)，傳扭摩擦盤與輸出摩擦盤在彈簧的作用下，始終保持分離。

所述的中間摩擦盤與壓緊摩擦盤接觸面的摩擦系數(shù)大于前述螺旋面螺旋角的正切值，以保證中間摩擦盤與壓緊摩擦盤足夠的摩擦力，在輸入軸轉(zhuǎn)動(dòng)且中間轉(zhuǎn)子尚未和輸出轉(zhuǎn)子貼合時(shí)，使中間轉(zhuǎn)子做軸向移動(dòng)而不是和輸入軸一起轉(zhuǎn)動(dòng)。

所述的傳扭摩擦盤與輸出摩擦盤接觸面的摩擦系數(shù)大于前述螺旋面螺旋角的正切值保證傳扭摩擦盤與輸出摩擦盤貼合后，中間轉(zhuǎn)子將扭矩有效地傳遞給輸出轉(zhuǎn)子，避免傳扭摩擦盤與輸出摩擦盤接觸面的打滑。

所述的傳扭摩擦盤與輸出摩擦盤在裝置不工作時(shí)的分離間隙小于單個(gè)螺旋面長(zhǎng)度與螺旋面螺旋角的正弦值的乘積，以保證通過輸入軸的旋轉(zhuǎn)，傳扭摩擦盤能夠貼合上輸出摩擦盤。

作為優(yōu)選，所述的壓緊摩擦盤邊緣設(shè)置有導(dǎo)向凸起，其與外殼軸向?qū)虿巯嗯浜?，限制壓緊摩擦盤軸向轉(zhuǎn)動(dòng)。

作為優(yōu)選，所述的外殼采用剖分式結(jié)構(gòu)，采用定位螺釘進(jìn)行連接。

本發(fā)明的有益效果是：在輸入軸上沒有足夠扭矩時(shí)，通過彈簧的作用，中間轉(zhuǎn)子與輸出轉(zhuǎn)子被有效隔離，輸出轉(zhuǎn)子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不被傳遞到輸入軸；當(dāng)輸入軸上有足夠扭矩時(shí)，輸入軸與中間轉(zhuǎn)子之間的螺旋面迫使中間轉(zhuǎn)子作軸向移動(dòng)，直至中間轉(zhuǎn)子與輸出轉(zhuǎn)子貼合，通過輸入軸與中間轉(zhuǎn)子的螺旋型面和中間轉(zhuǎn)子與輸出轉(zhuǎn)子的摩擦，將輸入軸的扭矩傳遞給輸出轉(zhuǎn)子。滿足了大型航天儀器裝置在軌手動(dòng)應(yīng)急傳動(dòng)裝置的需求，具備閑時(shí)離合與單輸入的能力。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的立體示意圖。

圖2為去掉上半外殼和連接螺釘后的立體示意圖。

圖3為本發(fā)明的正視圖和沿A-A剖切的全剖視圖。

圖4為輸入軸的立體示意圖。

圖5為輸入軸與中間轉(zhuǎn)子軸的爆炸結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：1為輸入軸；2為中間轉(zhuǎn)子軸；3為中間摩擦盤；4為壓緊摩擦盤；5為彈簧；6為傳扭摩擦盤；7為輸出摩擦盤；8為輸出軸；9為上半外殼；10為下半外殼；11為骨架油封一；12為圓螺母一；13為兩顆角接觸球軸承一；14為骨架油封二；15為三個(gè)連接鍵；16為骨架油封三；17為卡圈；18為NU型圓柱軸承；19為兩顆角接觸球軸承二；20為圓螺母二；21為骨架油封四；22為四顆定位螺釘；23為導(dǎo)向槽一；24為導(dǎo)向槽二；25為裝置安裝孔；26為導(dǎo)向凸起。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合具體實(shí)施例，并參照附圖1-5，對(duì)本發(fā)明更進(jìn)一步說明。

如圖1-3所示，本發(fā)明實(shí)施例由輸入軸1，中間轉(zhuǎn)子軸2，中間摩擦盤3，壓緊摩擦盤4，彈簧5，傳扭摩擦盤6，輸出摩擦盤7，輸出軸8，上半外殼9，下半外殼10，骨架油封一1,1，圓螺母一12，兩顆角接觸球軸承一13，骨架油封二14，三個(gè)連接鍵15，骨架油封三16，卡圈17，NU型圓柱軸承18，兩顆角接觸球軸承二19，圓螺母二20，骨架油封四21及四顆定位螺釘22裝配組成。

如圖1所示，裝置的外殼由上半外殼9、下半外殼10和四顆定位螺釘22裝配而成，下半外殼10設(shè)置四個(gè)裝置安裝孔25。

如圖2-3所示，輸入軸1通過兩顆角接觸球軸承二19和圓螺母二20在軸向上被固定在外殼內(nèi)；中間摩擦盤3通過連接鍵15加過盈的方式被固定在中間轉(zhuǎn)子軸2的中部，傳扭摩擦盤6通過三個(gè)連接鍵15加過盈的方式被固定在中間轉(zhuǎn)子軸2的端部；NU型圓柱軸承18的內(nèi)圈通過卡圈17被固定于中間轉(zhuǎn)子軸2上，NU型圓柱軸承18的外圈被固定于外殼上，這樣的安裝方式使中間轉(zhuǎn)子軸2軸向自由度放開；彈簧5安裝于外殼與壓緊摩擦盤4之間，將壓緊摩擦盤4壓緊在中間摩擦盤3上，壓緊摩擦盤4上兩個(gè)相隔180°的導(dǎo)向凸起(由于視角原因，只可見導(dǎo)向凸起26)分別配合于導(dǎo)向槽一23與導(dǎo)向槽二24內(nèi)，使壓緊摩擦盤4只能做軸向移動(dòng)；輸出摩擦盤7通過三個(gè)連接鍵15加過盈的方式固定于輸出軸8端部，同時(shí)輸出軸8通過兩顆角接觸球軸承一13與圓螺母一12在軸向上被固定在外殼內(nèi)；骨架油封二14與骨架油封一11分別位于輸出端的內(nèi)外側(cè)；骨架油封三16與骨架油封四21分別位于輸入端的內(nèi)外側(cè)。

如圖2、4、5所示，輸入軸1與中間轉(zhuǎn)子軸2之間分布有均勻分布四個(gè)螺旋接觸面，每個(gè)螺旋接觸面長(zhǎng)度L和螺旋角β相等，四個(gè)螺旋面分為兩組，相隔180°的為一組；一組螺旋接觸面旋向?yàn)樽笮?，即螺旋面A與螺旋面C；另一組螺旋接觸面旋向?yàn)橛倚?，即螺旋面B與螺旋面D；兩組螺旋接觸面之間涂抹潤(rùn)滑脂。本發(fā)明實(shí)施例中設(shè)計(jì)的螺旋面長(zhǎng)度L為28mm，螺旋角β為6°，螺旋面半徑r為27.5mm。

工作原理：

當(dāng)作用于輸入軸1上的扭矩小于閾值T時(shí)，由于彈簧5與壓緊摩擦盤4的作用，輸入軸1和中間轉(zhuǎn)子無動(dòng)作；傳扭摩擦盤6與輸出摩擦盤7保持分離；輸出轉(zhuǎn)子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不被傳遞到中間轉(zhuǎn)子和輸入軸1。

上述閾值T＝F*r*tan(β)；其中F為彈簧的壓力。

本發(fā)明實(shí)施例中F設(shè)置為20N，因此T＝57.8N·mm。

當(dāng)作用于輸入軸1上的扭矩大于閾值T時(shí)，中間轉(zhuǎn)子將做軸向移動(dòng)直至傳扭摩擦盤6與輸出摩擦盤7貼合。為了實(shí)現(xiàn)上述功能，中間摩擦盤3與壓緊摩擦盤4的接觸面的摩擦因素須大于μ₁，以保證中間轉(zhuǎn)子做軸向移動(dòng)而不是和輸入軸1一起做軸向轉(zhuǎn)動(dòng)；同時(shí)傳扭摩擦盤6與輸出摩擦盤7的分離間隙a須小于b，以保證通過輸入軸1的旋轉(zhuǎn)，傳扭摩擦盤能夠貼合上輸出摩擦盤。

上述μ₁＝tan(β)；b＝L*sin(β)；其中L為螺旋面長(zhǎng)度。

通過計(jì)算，本發(fā)明實(shí)施例中μ₁＝0.105，b＝2.94mm。

由于本發(fā)明實(shí)施例中采用的NU型圓柱軸承18對(duì)軸向移動(dòng)范圍的限制，傳扭摩擦盤6與輸出摩擦盤7的分離間隙a設(shè)置為1.5mm，如圖3所示；當(dāng)采用其他無限制因素布置方式時(shí)，扭摩擦盤6與輸出摩擦盤7的分離間隙小于b即可。

當(dāng)傳扭摩擦盤6與輸出摩擦盤7貼合以后，通過輸入軸1與中間轉(zhuǎn)子軸2之間的螺旋型面和傳扭摩擦盤6與輸出摩擦盤7之間的摩擦，輸入軸1將扭矩與轉(zhuǎn)動(dòng)傳遞給輸出轉(zhuǎn)子。為了避免傳扭摩擦盤6與輸出摩擦盤7在傳扭過程中接觸面打滑，傳扭摩擦盤6與輸出摩擦盤7的接觸面的摩擦因素須大于上述μ₁。

當(dāng)裝置工作完畢，作用于輸入軸1上的扭矩小于閾值T時(shí)，由于壓緊摩擦盤4作用于中間轉(zhuǎn)子的壓力，傳扭摩擦盤6與輸出摩擦盤7的接觸面開始慢慢分離，直至回到初始分離間隙。

本發(fā)明未詳細(xì)闡述的部分屬于本領(lǐng)域公知技術(shù)。