本發(fā)明涉及起動機，特別是一種起動機及其帶過載保護及支架的空心滾柱單向器。

背景技術(shù)：

1、起動機單向器的常見結(jié)構(gòu)為滑座、滾柱、彈簧、齒輪軸，其中滑座內(nèi)壁為多個旋轉(zhuǎn)對稱的偏心圓弧滾道，每個滾道中放置一個圓柱形實心滾柱及一組圓柱壓簧或扁簧作為回位彈簧。齒輪軸為圓柱形，通過外形尺寸控制滾道、滾柱、齒輪軸形成楔角結(jié)構(gòu)。在起動機工作前期，單向器需正向傳遞扭矩載荷，楔角結(jié)構(gòu)中的部件因速度差導(dǎo)致齒輪軸和滑座的相對運動相同，進而楔緊后形成穩(wěn)定的傳載結(jié)構(gòu)。在起動機工作后期，發(fā)動機飛輪高速旋轉(zhuǎn)，單向器需切斷反向傳遞載荷。以上楔角結(jié)構(gòu)中的部件因速度差導(dǎo)致齒輪軸和滑座的相對運動相反。齒輪軸和滾柱相對分離，進而齒輪軸端的載荷無法傳遞至滑座端。實現(xiàn)載荷的切斷。

2、在現(xiàn)有結(jié)構(gòu)中，滑座內(nèi)旋轉(zhuǎn)對稱分布多個偏心圓的楔形滾道，在楔形滾道的前后端分別設(shè)置了滾柱的鎖止限位面和復(fù)位彈簧的支撐面，以上兩面形成了滑座的加強筋結(jié)構(gòu)。加強筋結(jié)構(gòu)一般為薄板型或梯形。主要作用是對滾柱進行限位，及對彈簧壓縮時起支撐作用。因滑座一般為杯狀結(jié)構(gòu)，依靠其內(nèi)部楔形滾道的楔緊來傳遞載荷，在此過程中滑座必然產(chǎn)生一定的彈性變形，但因其滑座的內(nèi)部結(jié)構(gòu)存在加強筋。故其在受力過程存在較大的不均勻應(yīng)力系數(shù)。而一般滾柱傳遞最大壓力的位置為滾柱最大承載扭矩的鎖止位置，隨著傳遞扭矩的不斷增大，滾柱移動到鎖止位置時會與鎖止限位面接觸，此時如果扭矩繼續(xù)增大，則加強筋會受到滾柱移動產(chǎn)生的周向載荷。基于加強筋外形結(jié)構(gòu)，其應(yīng)力集中點一般位于其根部，而其根部也是滾柱在最大承載扭矩下的鎖止位置。故在起動機單向器的使用過程中，滑座滾道的鎖止位置處極易出現(xiàn)應(yīng)力集中或應(yīng)力過大問題，單向器在承受較大扭矩時也容易在此位置萌生裂紋、出現(xiàn)破損，甚至開裂問題。

3、另外，現(xiàn)有技術(shù)單向器中的滾柱為圓柱狀實心滾柱，其作為單向器中主要的承載部件，需承受較大接觸應(yīng)力，因受限于材質(zhì)及熱處理工藝影響，其承受應(yīng)力值存在上限，而其結(jié)構(gòu)類似于滾柱軸承結(jié)構(gòu)，存在一定的“邊緣效應(yīng)”。故隨著單向器承載扭矩值的不斷增大，滾柱在實際使用中容易出現(xiàn)開裂現(xiàn)象。同時，基于單向器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和實際應(yīng)用工況，多滾柱式單向器內(nèi)的滾柱必然存在滾柱偏斜問題，滾柱在鎖止情況下出現(xiàn)的滾柱偏斜會加大滾柱的“邊緣效應(yīng)”，同時也會導(dǎo)致單向器工作時的多滾柱受力不平衡，從而造成單個滾柱的過載及彈簧過載壓潰。

4、綜上，現(xiàn)有技術(shù)單向器存在以下問題：

5、1)滑座存在周向限位結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)會導(dǎo)致滑座的部分應(yīng)力集中，且在單向器承載較大時，會增加單向器開裂風險；

6、2)單向器滾柱受材質(zhì)限制承載應(yīng)力值有限，容易發(fā)生滾柱開裂，且基于其結(jié)構(gòu)存在接觸邊緣應(yīng)力過大問題；

7、3)單向器在承受偏載時，會出現(xiàn)滾柱傾斜，導(dǎo)致多滾柱受載不均；由于滑座空間有限，彈簧腔的長度不足，彈簧容易被壓縮并緊后失效；

8、4)單向器中均設(shè)有周向限位結(jié)構(gòu)，滾柱僅能在原本楔形滾道內(nèi)做往復(fù)運動，無法實現(xiàn)周向單向器移動。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，提供一種起動機及其滾柱單向器。

2、為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種滾柱單向器，其中，包括：

3、滑座，內(nèi)設(shè)閉合的楔形滾道，所述楔形滾道的內(nèi)表面為無周向限位的楔形面，所述楔形面包括首尾順序相連的多個弧段；每個所述弧段包括順序連接的第一弧、第二弧和第三??；

4、一體式彎簧，安裝在所述楔形滾道內(nèi)；

5、滾柱，安裝在所述一體式彎簧上并對應(yīng)每個所述弧段設(shè)置，所述滾柱在所述楔形滾道內(nèi)相對于對應(yīng)的所述弧段分別具有一工作位置、一超越位置、一鎖止位置和一過載保護位置；

6、齒輪軸，對應(yīng)于所述楔形滾道安裝在所述滑座內(nèi)并位于所述滾柱內(nèi)側(cè)；以及

7、棘輪蓋板，安裝在所述滑座的一端，所述棘輪蓋板上設(shè)置有與所述楔形滾道適配的楔形槽，所述楔形槽為無周向限位槽，用于對所述一體式彎簧提供支撐并實現(xiàn)過載后保護。

8、上述的滾柱單向器，其中，所述一體式彎簧包括固定環(huán)、多個固定軸和彈性彎簧，所述固定環(huán)為與所述楔形滾道適配的圓環(huán)結(jié)構(gòu)；多個所述固定軸均布在所述固定環(huán)上，且所述固定軸的軸線平行于所述固定環(huán)的軸線；所述彈性彎簧對應(yīng)于所述固定軸設(shè)置在所述固定環(huán)上，且所述彈性彎簧容置于所述楔形槽內(nèi)，以與所述棘輪蓋板限位形成單向旋轉(zhuǎn)移動。

9、上述的滾柱單向器，其中，所述一體式彎簧為沖壓組裝件。

10、上述的滾柱單向器，其中，通過控制所述楔形槽與所述楔形滾道的周向角度差，使所述滾柱在所述楔形滾道內(nèi)單向滑入相鄰所述弧段，實現(xiàn)過載后保護。

11、上述的滾柱單向器，其中，所述第三弧與第一弧的過渡銜接點與所述第一弧與第二弧的過渡銜接點在徑向上具有設(shè)定徑向差值，所述設(shè)定徑向差值對應(yīng)額定制動扭矩的滑座彈性變形量。

12、上述的滾柱單向器，其中，所述第二弧的直徑≤滾柱直徑，且通過所述第一弧和所述第二弧與第三弧的過渡銜接點確定所述超越位置，所述滾柱與所述齒輪軸之間具有一設(shè)定徑向間隙。

13、上述的滾柱單向器，其中，所述第三弧的直徑基于過載扭矩設(shè)定值的滑座變形量設(shè)置，保證所述滑座的內(nèi)徑最小點與所述第一弧與第二弧的過渡銜接點的徑向尺寸差大于所述第三弧與第一弧的過渡銜接點與所述第一弧與第二弧的過渡銜接點的徑向尺寸差。

14、上述的滾柱單向器，其中，所述超越位置時，所述滾柱與所述第一弧及第三弧相切，所述滾柱與所述齒輪軸之間具有徑向間隙。

15、上述的滾柱單向器，其中，所述鎖止位置時，所述滾柱與所述第一弧相切于所述第三弧與第一弧的過渡銜接點，且所述滾柱與所述齒輪軸相切，所述滾柱、齒輪軸及所述滑座均發(fā)生彈性變形，所述滾柱與所述齒輪軸之間設(shè)置有第一徑向過盈量h1。

16、上述的滾柱單向器，其中，所述過載保護位置時，所述滾柱與所述第三弧相切于所述滑座的內(nèi)徑最小點，且所述滾柱與所述齒輪軸相切，所述滾柱、齒輪軸及滑座均發(fā)生彈性變形，所述滾柱與所述齒輪軸之間設(shè)置有第二徑向過盈量h2，且h2＞h1。

17、上述的滾柱單向器，其中，所述滑座的內(nèi)徑最小點位于所述第三弧上。

18、上述的滾柱單向器，其中，所述滾柱為空心滾子，所述固定軸的直徑小于所述空心滾子的空心圓直徑，所述空心滾子套裝在所述固定軸上，并與所述齒輪軸相對分離。

19、上述的滾柱單向器，其中，單向器傳遞扭矩恒小于等于單向器允許扭矩，當單向器傳遞扭矩＞單向器允許扭矩時，滑座變形量＞滑座允許變形量，所述滾柱從所述楔形滾道內(nèi)的原弧段移動至相鄰弧段內(nèi)；當單向器傳遞扭矩≤單向器允許扭矩時，滑座變形量≤滑座允許變形量，所述滾柱在所述楔形滾道的原弧段內(nèi)運動。

20、為了更好地實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明還提供了一種起動機，其中，包括上述的滾柱單向器。

21、本發(fā)明的技術(shù)效果在于：

22、本發(fā)明的滾柱單向器內(nèi)無單個壓縮彈簧，采用一體式彎簧結(jié)構(gòu)，降低了彈簧壓潰風險；滑座無周向限位結(jié)構(gòu)，滾柱可從原楔形滾道進入相鄰楔形滾道，可實現(xiàn)周向單向器移動及過載保護，并降低滑座的應(yīng)力集中系數(shù)；滾柱為空心滾柱結(jié)構(gòu)；一體式彎簧提供滾柱保持架結(jié)構(gòu)，降低了滾柱偏斜影響，可保證多滾柱的受力平衡。

23、以下結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明進行詳細描述，但不作為對本發(fā)明的限定。