專利名稱：空間楔合式摩擦聯(lián)軸器和安全離合器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及所有傳動(dòng)領(lǐng)域中的一種聯(lián)軸器和一種安全離合器，以及具有該離合器的諸如聯(lián)軸器、軟起動(dòng)裝置、摩擦離合裝置、摩擦夾持裝置、各類工具的夾持裝置、制動(dòng)和駐車制動(dòng)裝置、無級定位鉸鏈/合頁/樞軸等，特別涉及一種具有限制轉(zhuǎn)矩上限作用的摩擦式
安全1 合器。
背景技術(shù)：
無論是破斷式/剪切銷式、嵌合式、摩擦式，還是液壓式，現(xiàn)有技術(shù)的所有安全離合器/聯(lián)軸器的過載轉(zhuǎn)矩值，都無一例外地必需根據(jù)具體應(yīng)用場合予以專門設(shè)定和保持。 該相對固定的過載轉(zhuǎn)矩值，依據(jù)原動(dòng)機(jī)的最大動(dòng)力轉(zhuǎn)矩設(shè)定，但卻與其無內(nèi)在的聯(lián)系，并主要由彈簧力、液壓/氣動(dòng)力或構(gòu)件機(jī)械力等離合器系統(tǒng)的內(nèi)部預(yù)設(shè)作用力或材料強(qiáng)度決定和維持。于是，由此而產(chǎn)生的缺點(diǎn)是首先，現(xiàn)有技術(shù)無法做到令配置于任何一個(gè)具體傳動(dòng)部位的安全離合器的每一次具體過載保護(hù)動(dòng)作，都次次出現(xiàn)在上游原動(dòng)機(jī)的動(dòng)力轉(zhuǎn)矩正好達(dá)到最大之際，都次次對應(yīng)地正好發(fā)生在該離合器的負(fù)載轉(zhuǎn)矩，剛剛具有超過該離合器的輸入轉(zhuǎn)矩的趨勢的一瞬間。也就是說，實(shí)際過載轉(zhuǎn)矩不能次次對等于該安全離合器的可以具有的最大輸入轉(zhuǎn)矩，更不能跟隨和自適應(yīng)于該最大輸入轉(zhuǎn)矩的變化而變化，不可能完全用盡原動(dòng)機(jī)的最大動(dòng)力轉(zhuǎn)矩，從而致使安全離合器的誤動(dòng)作概率絕對地大于零，并導(dǎo)致不應(yīng)該的動(dòng)力傳遞中斷，特別是對于負(fù)載轉(zhuǎn)矩僅僅是非常接近該最大輸入轉(zhuǎn)矩，或者整個(gè)傳動(dòng)系統(tǒng)可以容忍負(fù)載轉(zhuǎn)矩僅僅是一瞬間的極低倍數(shù)過載的情形。因此，在做不到將過載轉(zhuǎn)矩設(shè)定得正好等于該最大輸入轉(zhuǎn)矩，以用盡最大動(dòng)力轉(zhuǎn)矩并消除誤動(dòng)作的現(xiàn)實(shí)中，人們只好將安全離合器的該最大輸入轉(zhuǎn)矩/能力的一部分舍棄/浪費(fèi)掉，而將過載轉(zhuǎn)矩折衷地設(shè)定在明顯低于該最大輸入轉(zhuǎn)矩的一個(gè)保守的比值上，希望以相對較小的誤動(dòng)作概率為代價(jià)，換取最大可能的傳動(dòng)安全。其次，即使是同一個(gè)安全離合器，其每一次實(shí)際動(dòng)作的單次過載轉(zhuǎn)矩都存在一定程度的隨機(jī)性，不可能精確等于其設(shè)定的預(yù)期過載轉(zhuǎn)矩值。而且，該設(shè)定的過載轉(zhuǎn)矩值還難以被保持至所希望長的時(shí)間，會(huì)經(jīng)常發(fā)生改變而不能自行糾正。比如，剪切銷的疲勞和其安裝孔的變形，嵌合式中的相關(guān)磨損和彈簧疲勞，摩擦式中的摩擦系數(shù)因磨損或油污而改變， 液壓式中的摩擦面的磨損和環(huán)境溫度的不同等，均會(huì)致使設(shè)定的過載轉(zhuǎn)矩值發(fā)生改變。再次，即便如此，一方面，上述過載轉(zhuǎn)矩也難以得到精確設(shè)定，另一方面，精確設(shè)定也不能保證動(dòng)作的準(zhǔn)確性，因?yàn)?，原?dòng)機(jī)的最大動(dòng)力轉(zhuǎn)矩實(shí)際上在一定程度上是變化的，比如內(nèi)燃機(jī)/電動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩就會(huì)因環(huán)境溫度/電壓的改變而改變。因此，時(shí)常出現(xiàn)不是保守得頻繁誤動(dòng)作而造成額外損失，就是激進(jìn)得發(fā)生了過載破壞也不動(dòng)作而成為擺設(shè)的情況。例如，剪切銷式、嵌合式、摩擦式設(shè)定精度就較低，且后兩者的大轉(zhuǎn)矩產(chǎn)品的設(shè)定更需付出高強(qiáng)度的勞動(dòng)，特別是對于安裝在不便于作業(yè)的諸如半空懸臂軸端的情況。最后，每個(gè)安全離合器產(chǎn)品應(yīng)用到每個(gè)具體的傳動(dòng)軸系時(shí)，都必需由具體使用者進(jìn)行針對性的過載轉(zhuǎn)矩值的設(shè)定。即便在例如一定的轉(zhuǎn)矩或幾何尺度范圍/規(guī)格內(nèi)，其也不具備通用性。而且還經(jīng)常因?yàn)楣ぷ餍枰母淖儯蛘咭虺霈F(xiàn)了過載動(dòng)作(如液壓式)而必需進(jìn)行重新設(shè)定。不僅工作量大，不易保證設(shè)定效果，而且更增加了使用成本，尤其是針對必需額外增加附屬設(shè)備的情況(例如液壓安全聯(lián)軸器中的液壓泵)。另外，現(xiàn)有技術(shù)中不存在過載也不打滑的自適應(yīng)式摩擦聯(lián)軸器。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明致力于設(shè)計(jì)完全不同于以上描述的裝置，以避免上述缺點(diǎn)。本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種無需設(shè)定過載轉(zhuǎn)矩，不存在誤動(dòng)作，過載轉(zhuǎn)矩自動(dòng)恒等于最大輸入轉(zhuǎn)矩，并至少具有部分通用性的空間楔合式摩擦安全離合器。本發(fā)明要解決的另一技術(shù)問題是提供一種依靠摩擦力傳遞轉(zhuǎn)矩的空間楔合式摩擦聯(lián)軸器，其具有即使過載也不摩擦滑轉(zhuǎn)的特性。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明之空間楔合式摩擦安全離合器包括，繞一軸線回轉(zhuǎn)且可軸向接合的至少一個(gè)牽引摩擦機(jī)構(gòu)，其具有至少一個(gè)中介件以及繞上述軸線回轉(zhuǎn)并設(shè)置有摩擦面的摩擦件，以將摩擦轉(zhuǎn)矩由中介件傳遞至摩擦件；為該牽引摩擦機(jī)構(gòu)提供接合力并繞上述軸線回轉(zhuǎn)的至少一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)，其具有上述中介件以及繞上述軸線回轉(zhuǎn)并設(shè)置有相應(yīng)導(dǎo)向面的導(dǎo)向件，以將轉(zhuǎn)矩由導(dǎo)向件傳遞至中介件；當(dāng)導(dǎo)向件和摩擦件被中介件可驅(qū)動(dòng)地楔合成一個(gè)摩擦體時(shí)，導(dǎo)向件的導(dǎo)向面與中介件之間的相互抵觸部位的升角 λ，大于ζ且小于等于ξ，即，ζ < λ彡ξ，其中，ζ、ξ分別是，能夠令形成于該抵觸部位的導(dǎo)向摩擦副自鎖的升角λ的最小值和最大值。為解決上述另一技術(shù)問題，本發(fā)明之空間楔合式摩擦聯(lián)軸器，包括上述空間楔合式摩擦安全離合器，但其中的所述升角λ的取值范圍改為大于零且小于等于ζ (當(dāng)ζ > 0時(shí))，即，ο< λ ^ ζ, ζ是令上述牽引摩擦機(jī)構(gòu)的牽引摩擦副自鎖的升角λ的最大值。為解決上述另一技術(shù)問題，本發(fā)明之再一種空間楔合式摩擦聯(lián)軸器，包括上述空間楔合式摩擦安全離合器，但其中轉(zhuǎn)矩傳遞的路徑方向正好相反。為最佳地封閉軸向力，三個(gè)技術(shù)方案中均設(shè)置有兩個(gè)繞上述軸線回轉(zhuǎn)的摩擦機(jī)構(gòu)，其中一個(gè)是上述牽引摩擦機(jī)構(gòu)，其中另一個(gè)是與導(dǎo)向件和摩擦件至少不可旋轉(zhuǎn)地分別結(jié)合在一起的傳力摩擦機(jī)構(gòu)，或者再一個(gè)上述牽引摩擦機(jī)構(gòu)。改進(jìn)地，還可包括有至少一個(gè)限力元件，其可與導(dǎo)向件、中介件和摩擦件中的至多一個(gè)，以至少不可旋轉(zhuǎn)的方式連接成力封閉式組合構(gòu)件，以建立相互之間的軸向力封閉式抵觸連接。優(yōu)選地，還可包括至少具有一個(gè)彈性元件的彈性預(yù)緊機(jī)構(gòu)，其用于持續(xù)地保持中介件與摩擦件之間的至少間接的摩擦連接?？蛇x地，導(dǎo)向件和中介件雙方的導(dǎo)向面，是分別設(shè)置在該兩構(gòu)件的相互直接面對的內(nèi)周面和外周面上的螺旋型齒面，導(dǎo)向件上還設(shè)置有限力端部。
可選地，限力元件是具有中心圓孔的杯形殼。優(yōu)選地，導(dǎo)向件、中介件、摩擦件或限力元件是袋形構(gòu)件，以建立相互之間的軸向力封閉式抵觸連接，其設(shè)置有繞上述軸線回轉(zhuǎn)的至少大致半周的內(nèi)周面，以及位于該內(nèi)周面上的大致半周的凹槽和由上述袋形構(gòu)件的外周面連通至該凹槽的入口。優(yōu)選地，牽引摩擦機(jī)構(gòu)和傳力摩擦機(jī)構(gòu)中的至少一個(gè)，其兩個(gè)相應(yīng)摩擦面中的至少一個(gè)是半錐頂角大于O度而小于180度的截錐面。為增大ζ和ξ，牽引摩擦機(jī)構(gòu)可以是多摩擦片式摩擦機(jī)構(gòu)，其具有與摩擦件和中介件分別不可旋轉(zhuǎn)相連的兩組軸向交錯(cuò)排列的各至少一個(gè)摩擦片。為增大轉(zhuǎn)矩容量，傳力摩擦機(jī)構(gòu)可以是多摩擦片式摩擦機(jī)構(gòu)，其具有與摩擦件和導(dǎo)向件分別不可旋轉(zhuǎn)相連的兩組軸向交錯(cuò)排列的各至少一個(gè)摩擦片?？蛇x地，將導(dǎo)向件用作轉(zhuǎn)矩輸入構(gòu)件，將摩擦件用作轉(zhuǎn)矩輸出構(gòu)件?？蛇x地，將導(dǎo)向件用作轉(zhuǎn)矩輸出構(gòu)件，將摩擦件用作轉(zhuǎn)矩輸入構(gòu)件。需要特別說明的是，本申請文件所使用的相關(guān)概念或名詞的含義如下間接地設(shè)置設(shè)置在與設(shè)置的目的地構(gòu)件不可旋轉(zhuǎn)相連的其它構(gòu)件上。最大輸入轉(zhuǎn)矩對應(yīng)于原動(dòng)機(jī)的動(dòng)力轉(zhuǎn)矩達(dá)到最大之際的安全離合器的輸入轉(zhuǎn)矩。僅在原動(dòng)機(jī)單獨(dú)且直接驅(qū)動(dòng)安全離合器時(shí)，才可以認(rèn)為最大輸入轉(zhuǎn)矩等于原動(dòng)機(jī)的最大動(dòng)力轉(zhuǎn)矩。轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)將圓周相對轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為至少包括軸向相對移動(dòng)或移動(dòng)趨勢的導(dǎo)向機(jī)構(gòu)。包括螺旋升角嚴(yán)格一致和不嚴(yán)格一致的滑動(dòng)/滾動(dòng)式螺旋或部分螺旋機(jī)構(gòu)、徑向銷槽機(jī)構(gòu)、端面楔形機(jī)構(gòu)、端面嵌合機(jī)構(gòu)、端面棘輪機(jī)構(gòu)及圓柱/端面凸輪機(jī)構(gòu)等僅可得到軸向移動(dòng)的整體式導(dǎo)向機(jī)構(gòu)，也包括還可同時(shí)得到徑向移動(dòng)的且具有諸如鋼球、截錐型滾柱、 斜撐子之類離散構(gòu)件的離散式導(dǎo)向機(jī)構(gòu)?？臻g楔形機(jī)構(gòu)由轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)和牽引摩擦機(jī)構(gòu)組成的機(jī)構(gòu)。中介件空間楔形機(jī)構(gòu)中可以將對外傳遞轉(zhuǎn)矩的其它兩個(gè)構(gòu)件楔合成一個(gè)摩擦體以在其間傳遞轉(zhuǎn)矩的設(shè)置有導(dǎo)向面的構(gòu)件。其可以是位于該兩個(gè)構(gòu)件所形成的楔形空間中的受到擠壓力作用的單一或多個(gè)離散構(gòu)件，也可以是自身設(shè)置有包容該兩個(gè)構(gòu)件的楔形空間并受到脹緊力作用的力封閉式單一構(gòu)件或組合構(gòu)件。楔合也稱入楔、楔合住、楔住、楔緊或擠住，空間楔形機(jī)構(gòu)的一種工作過程和狀態(tài)，與解楔/去楔/擠不住/脫開相反，指中介件通過與空間楔形機(jī)構(gòu)中的對外傳遞轉(zhuǎn)矩的兩個(gè)構(gòu)件分別直接或間接地相互抵觸，以居于兩者之間或之外的形式將該兩個(gè)構(gòu)件可驅(qū)動(dòng)地結(jié)合成一個(gè)回轉(zhuǎn)摩擦體的連接過程和狀態(tài)。其中，從外部將該兩構(gòu)件結(jié)合成一體的后一種楔合形式為本發(fā)明所獨(dú)有。接合楔合的上位概念，包括現(xiàn)有技術(shù)中的自鎖、鎖住或鎖緊等，與分離、脫開、超越相反，泛指可分離的機(jī)構(gòu)的可驅(qū)動(dòng)地連成一個(gè)摩擦體的連接，并主要指對應(yīng)于空間楔形機(jī)構(gòu)楔合時(shí)的安全離合器的傳遞轉(zhuǎn)矩的連接狀態(tài)。ζ和ξ 空間楔形機(jī)構(gòu)的重要極限角，如圖1、11所示的中介件90，或如圖12所示的包括杯形殼式限力元件180的組合式中介件90，一方面，通過其摩擦面例如104與摩擦件70的牽引摩擦面72至少軸向抵觸，以形成抵觸部位的法向壓力的合力W不垂直于回轉(zhuǎn)軸線X的回轉(zhuǎn)型牽引摩擦機(jī)構(gòu)Fl的至少包括一個(gè)的一組牽引摩擦副；另一方面，通過其朝向某一圓周方向的導(dǎo)向面例如94a，與導(dǎo)向件50的相應(yīng)導(dǎo)向面例如5 至少軸向抵觸，以形成抵觸部位的法向壓力的合力N不垂直于回轉(zhuǎn)軸線X的轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)G的至少包括一個(gè)的一組導(dǎo)向摩擦副；該抵觸部位的公切線與垂至于回轉(zhuǎn)軸線X的平面的夾角的平均值，稱為該抵觸部位的升角λ ；再一方面，通過其它表面還可作用有諸如用于彈性預(yù)緊的其它作用力，參見圖1、4 6、13 ；在轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)G的轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)向工況中，也就是導(dǎo)向件50致使中介件90沿例如箭頭P所指方向以大于等于零的速度相對摩擦件70轉(zhuǎn)動(dòng)的工況中，能夠確保導(dǎo)向摩擦副自鎖的雙方表面抵觸部位的最小升角被定義為ζ，而最大升角則被定義為ξ。 而該兩個(gè)極限角則完全界定了中介件90相對導(dǎo)向件50向前轉(zhuǎn)動(dòng)、靜止不動(dòng)和向后轉(zhuǎn)動(dòng)的一切可能的運(yùn)動(dòng)形式。具體含義如下1、當(dāng)ξ < λ <90度時(shí)，導(dǎo)向摩擦副和牽引摩擦副均不能自鎖，通過導(dǎo)向摩擦副的法向壓力N，或者其分力Q和Τ，導(dǎo)向件50可致使中介件90相對其向前亦即箭頭P所指方向滑轉(zhuǎn)/擠出。因此，導(dǎo)向件50與摩擦件70不能被中介件90楔合成一個(gè)摩擦體。只是由于壓力N源自非彈性力或受構(gòu)件結(jié)構(gòu)所限，才致使中介件90僅被導(dǎo)向件50推動(dòng)著相對摩擦件70摩擦滑轉(zhuǎn)而未被實(shí)際擠出。2、當(dāng)ζ < λ彡ξ且λ >0時(shí)，導(dǎo)向摩擦副處于恒定的自鎖狀態(tài)，牽引摩擦副處于不可自鎖的一般靜摩擦狀態(tài)。此時(shí)，空間楔形機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)能力唯一決定于楔合時(shí)牽引摩擦副的牽引摩擦轉(zhuǎn)矩。因此，盡管中介件90可以將導(dǎo)向件50與摩擦件70楔合成一個(gè)摩擦體，但在摩擦件70相對導(dǎo)向件50過載時(shí)，牽引摩擦副仍可由靜摩擦狀態(tài)自然地轉(zhuǎn)入滑動(dòng)摩擦狀態(tài)而導(dǎo)向摩擦副仍可維持自鎖。對應(yīng)地，空間楔形機(jī)構(gòu)處于半楔合狀態(tài)，安全離合器處于非完全接合狀態(tài)。3、當(dāng)0< λ彡ζ (針對ζ >0的情況)時(shí)，牽引摩擦副處于恒定的自鎖狀態(tài)，導(dǎo)向摩擦副處于一般靜摩擦狀態(tài)?？臻g楔形機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)能力唯一決定于楔合時(shí)導(dǎo)向摩擦副的最大靜摩擦轉(zhuǎn)矩/導(dǎo)向摩擦轉(zhuǎn)矩。因此，盡管中介件90可以將導(dǎo)向件50與摩擦件70楔合成一個(gè)摩擦體，但在摩擦件70相對導(dǎo)向件50過載時(shí)，中介件90將具有突破導(dǎo)向摩擦副的最大靜摩擦狀態(tài)而相對導(dǎo)向件50滑轉(zhuǎn)爬升的趨勢，只是由于該爬升趨勢被楔形機(jī)構(gòu)的軸向力封閉結(jié)構(gòu)剛性阻止(除非壓力N源自彈性力)，所以，導(dǎo)向摩擦副才被強(qiáng)制性地維持在等同于自鎖的一般靜摩擦狀態(tài)。即，中介件90、導(dǎo)向件50與摩擦件70三者被強(qiáng)制楔合/結(jié)合成一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)整體，即使過載至毀損也不相互滑轉(zhuǎn)爬升。空間楔形機(jī)構(gòu)因而處于類似斜撐式超越離合器的絕對自鎖/楔合狀態(tài)，其傳動(dòng)能力僅決定于結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。由常識可知，λ等于ζ的情況，只存在于理論上而不存在于現(xiàn)實(shí)中。也就是說，因不能同時(shí)自鎖而必然始終存在著一組不自鎖的可滑轉(zhuǎn)摩擦副，空間楔形機(jī)構(gòu)傳遞轉(zhuǎn)矩的物理本質(zhì)，只能是摩擦而不是現(xiàn)有技術(shù)認(rèn)定的摩擦自鎖。但由于極限角ζ未被現(xiàn)有技術(shù)理論所認(rèn)識，也不能由作為特例的平面楔形機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)關(guān)系啟示、想象或揭示出來，更不能由其結(jié)構(gòu)推導(dǎo)出來。因此，不知道極限角ζ的存在及物理含義的現(xiàn)有技術(shù)便無法透徹地認(rèn)識極限角ξ亦即楔角的真實(shí)物理含義，包括摩擦滑轉(zhuǎn)的正常性，摩擦滑轉(zhuǎn)與轉(zhuǎn)矩傳遞的方向以及過載的相互關(guān)系，自然也就不可能發(fā)現(xiàn)、揭示和證實(shí)空間楔形機(jī)構(gòu)周向楔合的物理本質(zhì)。顯然，上述升角λ就是空間楔形機(jī)構(gòu)的楔角，也稱楔合角/擠住角，并且僅在0 < λ ^ ξ時(shí)，空間楔形機(jī)構(gòu)方可楔合，安全離合器方可接合。依據(jù)本發(fā)明的摩擦安全離合器免除了設(shè)定過載轉(zhuǎn)矩這一繁瑣又要求嚴(yán)格的操作過程，顯著減少了使用時(shí)的安裝工作量，更重要的是，其具有每一次過載動(dòng)作都自動(dòng)地出現(xiàn)在原動(dòng)機(jī)動(dòng)力轉(zhuǎn)矩達(dá)到最大之際的優(yōu)點(diǎn)，完全用盡了原動(dòng)機(jī)的最大動(dòng)力轉(zhuǎn)矩，沒有絲毫浪費(fèi)的同時(shí)更不會(huì)出現(xiàn)過載也不動(dòng)作的可能，而且過載后可立即恢復(fù)正常傳動(dòng)，無需付出任何時(shí)間和勞動(dòng)。特別有利于以動(dòng)力轉(zhuǎn)矩為過載轉(zhuǎn)矩設(shè)定依據(jù)的安全傳動(dòng)領(lǐng)域。借助下述實(shí)施例的說明和附圖，本發(fā)明的目的和優(yōu)點(diǎn)將顯得更為清楚和明了。


圖1是本發(fā)明的軸向?qū)臃庋b式雙向安全離合器的簡化的軸向剖面圖。圖2是本發(fā)明帶螺母端蓋的雙向安全離合器的簡化的軸向剖面圖。圖3是本發(fā)明帶環(huán)形活塞的雙向安全離合器的簡化的軸向剖面圖。圖4是本發(fā)明的徑向?qū)臃庋b式雙向安全離合器的軸向剖面圖。圖5是本發(fā)明的多摩擦片式單向安全離合器的簡化的軸向剖面圖。圖6是本發(fā)明的最簡結(jié)構(gòu)的安全離合器的簡化的軸向剖面圖。圖7是本發(fā)明的袋形封裝式最簡結(jié)構(gòu)雙向安全離合器的軸向剖面圖。圖8是圖7中具有軸向力封閉功能的袋形封裝殼式摩擦件的端面視圖。圖9是依據(jù)本發(fā)明的具有雙向防過載功能的袋形齒輪的軸向剖面圖。圖10是以圖9的右視圖視角表示的其中的支撐件的示意圖。圖11是圖1中各機(jī)構(gòu)的齒廓向同一外圓柱面徑向投影的局部展開圖。圖12是以圖11的視圖形式表示的圖1的一個(gè)變型方案的示意圖。圖13是以圖11的視圖形式表示的圖1的又一個(gè)變型方案的示意圖。
具體實(shí)施例方式必要說明本說明書的正文及所有附圖中，相同或相似的構(gòu)件及特征部位均采用相同的附圖標(biāo)記，并只在它們第一次出現(xiàn)時(shí)給予必要說明。同樣，也不重復(fù)說明相同或相似機(jī)構(gòu)的工作機(jī)理或過程。為區(qū)別設(shè)置在對稱或?qū)?yīng)位置上的相同的構(gòu)件或特征部位，本說明書在其附圖標(biāo)記后面附加了字母，而在泛指說明或無需區(qū)別時(shí)，則不附加任何字母。圖1示出了本發(fā)明的第一個(gè)實(shí)施例，一個(gè)具有輪-軸傳動(dòng)形式和軸向?qū)邮椒庋b殼的雙向楔合的摩擦安全離合器Si。其中，雙向安全離合器Sl包括繞軸線X形成并具有朝兩端延伸的管狀基體76的摩擦件70，其盤形圓環(huán)式外徑向凸緣上，最佳地設(shè)置有回轉(zhuǎn)型牽引摩擦面72和傳力摩擦面74。管狀基體76的內(nèi)周面上設(shè)置有與未示出的傳動(dòng)軸聯(lián)接用的例如鍵槽64?？仗自诠軤罨w76外周面上且最佳地呈環(huán)狀的中介件90，借助其外周面可滑轉(zhuǎn)地徑向定位在限力元件180的內(nèi)周面上，一方面通過設(shè)置于其無齒端面的回轉(zhuǎn)摩擦面 104與牽引摩擦面72摩擦相連而與摩擦件70構(gòu)成面接觸的牽引摩擦機(jī)構(gòu)F 1，另一方面通過一組最佳地繞軸線X周向均布在其另一端面上的一組雙向螺旋導(dǎo)向齒92，與內(nèi)端面上設(shè)置有互補(bǔ)式構(gòu)造的對應(yīng)一組螺旋導(dǎo)向齒52的最佳地呈環(huán)狀的導(dǎo)向件50恒久地嵌合，構(gòu)成繞軸線X回轉(zhuǎn)的面接觸型雙向轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)G。轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)G和牽引摩擦機(jī)構(gòu)Fl共同構(gòu)成雙向安全離合器Sl的繞軸線X回轉(zhuǎn)的端面型空間楔形機(jī)構(gòu)。借助一組螺釘176和墊圈186，杯形殼式限力元件180與導(dǎo)向件50固定連接成一個(gè)軸向力封閉式組合構(gòu)件。該組合構(gòu)件可轉(zhuǎn)動(dòng)地徑向定位在管狀基體76兩端的外周面上，在將中介件90和摩擦件70軸向封裝于其內(nèi)以構(gòu)成軸向力封閉系統(tǒng)的同時(shí)，設(shè)置在其杯底的環(huán)形徑向凸緣式限力端部188內(nèi)端面的傳力摩擦面58還與傳力摩擦面74摩擦相連，構(gòu)成可與摩擦件70直接傳遞摩擦轉(zhuǎn)矩的回轉(zhuǎn)型面接觸傳力摩擦機(jī)構(gòu)F2。該傳力摩擦機(jī)構(gòu)F2 與上述空間楔形機(jī)構(gòu)構(gòu)成軸向力封閉的摩擦連接機(jī)構(gòu)。為與外界傳遞轉(zhuǎn)矩，所述組合構(gòu)件的外表面上可設(shè)置有構(gòu)成諸如鍵槽、周向皮帶槽、環(huán)形徑向凸緣狀摩擦片安裝盤轂、輪齒或端面螺孔之類的特征曲面(未示出)。應(yīng)該指出的是，本申請“直接傳遞摩擦轉(zhuǎn)矩”的含義是指，轉(zhuǎn)矩在兩構(gòu)件間的傳遞路徑僅經(jīng)過一個(gè)摩擦機(jī)構(gòu)，而不經(jīng)過任何第二個(gè)其它機(jī)構(gòu)，其與該摩擦機(jī)構(gòu)所具有的摩擦面/片的數(shù)量沒有任何關(guān)系。顯然，安全離合器Sl很容易變型為圖2所示的安全聯(lián)軸器S2，并且，上述組合構(gòu)件中的固定連接方式還可以是諸如鉚接、焊接、過盈配合、螺拴、設(shè)置在相應(yīng)內(nèi)外周面之間的與轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)G具有相同旋向的螺紋副、卡環(huán)、銷釘、鍵、相互嵌合以及楔合之類的任何一種。而對于例如圖5中的導(dǎo)向件50本身設(shè)置有限力端部188的特殊結(jié)構(gòu)設(shè)置，則無需任何連接，其自身就等同于一個(gè)限力元件。下面再結(jié)合圖11來說明轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)G的詳細(xì)關(guān)系和結(jié)構(gòu)特征。其中，最佳地具有梯形橫截面且沿徑向延伸的每對端面型螺旋導(dǎo)向齒52和92的相互面對的導(dǎo)向面M和 94，均被互補(bǔ)地構(gòu)造成螺旋型齒面，兩者周向相互貼合后，便可形成對應(yīng)于不同圓周方向的兩組面接觸的螺旋式導(dǎo)向摩擦副。最佳地，所有導(dǎo)向齒52和92的齒高，均被設(shè)置成不妨礙對應(yīng)于兩個(gè)圓周方向的兩組導(dǎo)向面5 和9 以及54b和94b在軸向上的同時(shí)貼合，亦即各自的齒頂與各自所處齒槽槽底面的軸向最小間距δ最佳地大于零，以保證轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)G 的周向自由度/間隙可以等于零。優(yōu)選地，分別朝向兩個(gè)圓周方向的兩組導(dǎo)向面5 和94a 以及54b和94b的兩個(gè)互補(bǔ)的升角入3和λ b，均對稱地等于λ。這里，ζ < λ彡ξ。容易理解，當(dāng)0< λ < ζ時(shí)(針對ζ >0的情況)，離合器Sl將由于如上所述的原因而成為過載也不打滑的純粹空間楔合式雙向摩擦聯(lián)軸器。容易理解，導(dǎo)向件50端面上的多個(gè)導(dǎo)向齒52實(shí)際上就是空間楔形機(jī)構(gòu)的楔形齒， 其導(dǎo)向面M分別朝兩個(gè)圓周方向軸向上逐漸靠近摩擦件70的回轉(zhuǎn)型牽引摩擦面72，并與后者分別圍成兩組各包括多個(gè)的沿周向延伸的端面楔形空間。而設(shè)置在該多個(gè)楔形空間中的多個(gè)導(dǎo)向齒92就是楔合子，其最佳地相互合并成一個(gè)零件，即整體環(huán)狀的中介件90。本實(shí)施例中，彈性預(yù)緊機(jī)構(gòu)包括設(shè)置在轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)G之內(nèi)孔中的螺旋壓簧式彈簧150，其兩端頭分別抵觸在中介件90和導(dǎo)向件50雙方內(nèi)凸緣的相對端面上。于是，中介件90僅被持續(xù)性地彈壓在摩擦件70上，并在摩擦件70相對導(dǎo)向件50轉(zhuǎn)動(dòng)之際，被牽引摩擦機(jī)構(gòu)Fl的牽引摩擦轉(zhuǎn)矩牽引入楔。因此，即便轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)G存在周向自由度/間隙 (角)，也只是增加些許空行程而已，不會(huì)影響離合器Sl的工作。至此不難發(fā)現(xiàn)，相對現(xiàn)有技術(shù)，離合器Sl在具體結(jié)構(gòu)上完全摒棄了內(nèi)部預(yù)設(shè)的作用力和相應(yīng)的調(diào)整機(jī)構(gòu)，無需任何的轉(zhuǎn)矩設(shè)定和調(diào)節(jié)操作，從而最大程度地簡化了結(jié)構(gòu)和裝配難度，降低了制作成本和使用成本。而由于轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)G不存在影響性能和壽命的磨損并具備自動(dòng)補(bǔ)償摩擦機(jī)構(gòu)Fl和F2磨損的能力，因此顯然地，離合器Sl相對即便包括液壓安全聯(lián)軸器的現(xiàn)有技術(shù)，也具有更高的可靠性和工作壽命。雙向安全離合器Sl的工作過程非常簡單，與現(xiàn)有技術(shù)的滾柱式超越離合器的工作過程基本類似，屬于公知的楔合式接合范疇，而且由于周向結(jié)構(gòu)的對稱性而在兩個(gè)圓周方向上具有完全相同的工作過程。當(dāng)導(dǎo)向件50開始持續(xù)地具有相對摩擦件70轉(zhuǎn)動(dòng)的趨勢的初始瞬間/零時(shí)刻，例如沿圖11中箭頭P所指方向，摩擦件70將借助牽引摩擦機(jī)構(gòu)Fl 的牽引摩擦轉(zhuǎn)矩，牽引著轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)G的中介件90，相對導(dǎo)向件50沿箭頭R所指方向作轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)向運(yùn)動(dòng)。該機(jī)構(gòu)G的轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)向運(yùn)動(dòng)所產(chǎn)生的軸向移動(dòng)/脹緊力，在將導(dǎo)向齒92瞬間楔緊在導(dǎo)向面5 和牽引摩擦面72所圍成的端面楔形空間中，也就是中介件90將導(dǎo)向件 50與摩擦件70楔合成一個(gè)摩擦體，牽引摩擦機(jī)構(gòu)Fl因而軸向接合的同時(shí)，還將摩擦件70 即刻脹緊在限力元件180的內(nèi)端面也就是傳力摩擦面58上，以形成軸向力封閉式抵觸連接的方式，致使傳力摩擦機(jī)構(gòu)F2也同步接合，并將導(dǎo)向件50與摩擦件70直接連接成一個(gè)摩擦體。于是，安全離合器Sl隨著空間楔形機(jī)構(gòu)的楔合而接合。經(jīng)限力元件180/導(dǎo)向件 50的特征曲面?zhèn)魅氲膭?dòng)力轉(zhuǎn)矩即輸入轉(zhuǎn)矩M。，分成經(jīng)由轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)G和牽引摩擦機(jī)構(gòu)Fl 傳遞的楔合摩擦轉(zhuǎn)矩M1,以及經(jīng)由傳力摩擦機(jī)構(gòu)F2直接傳遞的傳力摩擦轉(zhuǎn)矩M2,分別傳遞給摩擦件70，再由管狀基體76傳遞給周向固定于其內(nèi)孔中的傳動(dòng)軸(未示出)，以驅(qū)動(dòng)工作機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)。其中，M0 = MdM2,離合器Sl是雙轉(zhuǎn)矩流傳動(dòng)裝置，但如后所述，M1可以不等于 M2。而且，上述軸向脹緊力、楔合力和各摩擦力的大小，均完全自適應(yīng)地正比于M1，亦即Μ。。由上文對運(yùn)動(dòng)形式“2”的說明可知，在摩擦件70相對導(dǎo)向件50過載，也就是摩擦件70與其內(nèi)孔中的傳動(dòng)軸所交換的負(fù)載轉(zhuǎn)矩禮，大于作用于其上的兩組回轉(zhuǎn)摩擦副的最大靜摩擦轉(zhuǎn)矩之和(MJM2)時(shí)，兩個(gè)回轉(zhuǎn)型摩擦機(jī)構(gòu)Fl和F2將必然開始滑轉(zhuǎn)，離合器Sl開始過載打滑。因此，結(jié)合前文說明不難理解，當(dāng)負(fù)載轉(zhuǎn)矩M^上升而致使摩擦件70轉(zhuǎn)速具有下降趨勢時(shí)，該趨勢將通過離合器Sl的空間楔形機(jī)構(gòu)的楔合作用，同步地傳導(dǎo)給導(dǎo)向件50，進(jìn)而傳導(dǎo)至與導(dǎo)向件50耦合的原動(dòng)機(jī)，從而導(dǎo)致原動(dòng)機(jī)同步地作出增大動(dòng)力轉(zhuǎn)矩的反應(yīng)，也就是增大導(dǎo)向件上的周向分力Τ，以通過提升軸向分力Q而對應(yīng)地增大楔合摩擦轉(zhuǎn)矩M1和傳力摩擦轉(zhuǎn)矩M2,并制止住上述轉(zhuǎn)速下降趨勢。該過程可以進(jìn)行到直至所述動(dòng)力轉(zhuǎn)矩達(dá)到其極限的最大為止，此時(shí)，離合器Sl具有最大輸入轉(zhuǎn)矩Mtlmaxt5其后，如果負(fù)載轉(zhuǎn)矩禮還繼續(xù)上升，也就是發(fā)生過載時(shí)，由于原動(dòng)機(jī)的動(dòng)力轉(zhuǎn)矩已不能繼續(xù)增大，亦即楔合摩擦轉(zhuǎn)矩M1和傳力摩擦轉(zhuǎn)矩M2均不能繼續(xù)增大，負(fù)載轉(zhuǎn)矩Ml將開始大于該兩個(gè)摩擦轉(zhuǎn)矩之和，BP, Ml > Mi+M2。因此，如前文中所述，導(dǎo)向件50將不再可以通過牽引摩擦機(jī)構(gòu)Fl和傳力摩擦機(jī)構(gòu) F2兩者的靜摩擦轉(zhuǎn)矩驅(qū)動(dòng)摩擦件70 —體轉(zhuǎn)動(dòng)，不再可以制止轉(zhuǎn)速的下降趨勢。猶如現(xiàn)有技術(shù)的摩擦式安全離合器過載時(shí)的反應(yīng)一樣，在過載轉(zhuǎn)矩禮的作用下，摩擦件70將突破最大靜摩擦轉(zhuǎn)矩(MJM2)的約束，開始相對中介件90和限力元件180轉(zhuǎn)動(dòng)?；蛘哒f，兩摩擦機(jī)構(gòu)Fl和F2的兩組回轉(zhuǎn)型摩擦副即刻同步地由靜摩擦狀態(tài)轉(zhuǎn)入無沖擊的滑動(dòng)摩擦狀態(tài)，從而有效地避免可能的機(jī)械損壞或破壞。容易明了，離合器Sl是否過載與上述負(fù)載轉(zhuǎn)矩的增長速度的快慢無關(guān)。之后，當(dāng)靜止?fàn)顟B(tài)中的總負(fù)載轉(zhuǎn)矩禮不大于上述最大輸入轉(zhuǎn)矩Mtlmax，或者轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)中的總負(fù)載轉(zhuǎn)矩Ml,小于摩擦機(jī)構(gòu)Fl和F2兩者的滑動(dòng)摩擦轉(zhuǎn)矩之和時(shí)，離合器Sl就可以即刻轉(zhuǎn)入穩(wěn)定楔合/靜摩擦狀態(tài)，恢復(fù)正常傳動(dòng)。必需指出的是，由上述關(guān)于運(yùn)動(dòng)形式“2”中的詳細(xì)說明可知，當(dāng)ζ < λ彡ξ時(shí)，空間楔形機(jī)構(gòu)/離合器Sl的承載能力，也就是楔合摩擦轉(zhuǎn)矩M1和傳力摩擦轉(zhuǎn)矩M2之和，唯一且自適應(yīng)地對等于導(dǎo)向件50和外界之間的交換轉(zhuǎn)矩，而與摩擦件70和外界之間的交換轉(zhuǎn)矩?zé)o關(guān)。于是，當(dāng)以導(dǎo)向件50耦合至原動(dòng)機(jī)時(shí)，該承載能力就自適應(yīng)地等于其最大輸入轉(zhuǎn)矩，即，MJM2 = Mtlmaxt5負(fù)載轉(zhuǎn)矩禮大于Mtlmax就可致兩摩擦機(jī)構(gòu)Fl和F2打滑。而當(dāng)導(dǎo)向件50耦合工作機(jī)時(shí)，該承載能力將自適應(yīng)地等于工作機(jī)的轉(zhuǎn)矩Ml，即，MJM2 = ML。傳導(dǎo)至摩擦件70的最大輸入轉(zhuǎn)矩Mtlmax大于該負(fù)載轉(zhuǎn)矩Ml,才能致兩摩擦機(jī)構(gòu)Fl和F2打滑。顯然，對于安全離合器而言，后一種設(shè)置沒有意義并有害。也就是說，本發(fā)明的摩擦滑轉(zhuǎn)是具有方向性的，用作安全離合器時(shí)，導(dǎo)向件50應(yīng)最佳地用作轉(zhuǎn)矩輸入構(gòu)件而耦合至原動(dòng)機(jī)， 而如果是用作不許過載滑轉(zhuǎn)而允許過驅(qū)動(dòng)滑轉(zhuǎn)的摩擦聯(lián)軸器，導(dǎo)向件50則應(yīng)最佳地用作轉(zhuǎn)矩輸出構(gòu)件而耦合至工作機(jī)。具體地，假定轉(zhuǎn)矩按相反的傳遞路徑方向由摩擦件70向?qū)蚣?0傳遞，當(dāng)負(fù)載轉(zhuǎn)矩Ml上升而致使導(dǎo)向件50轉(zhuǎn)速具有下降趨勢時(shí)，該轉(zhuǎn)矩上升將直接致使內(nèi)部軸向分力Q上升，以及楔合摩擦轉(zhuǎn)矩M1和傳力摩擦轉(zhuǎn)矩M2的同步對等上升，并通過摩擦副將轉(zhuǎn)速下降趨勢傳導(dǎo)給摩擦件70，進(jìn)而傳導(dǎo)至與摩擦件70耦合的原動(dòng)機(jī)，并導(dǎo)致原動(dòng)機(jī)同步地作出增大動(dòng)力轉(zhuǎn)矩的反應(yīng)，以制止住上述轉(zhuǎn)速下降趨勢。該過程同樣可以進(jìn)行到直至所述動(dòng)力轉(zhuǎn)矩達(dá)到其極限的最大為止。其后，如果負(fù)載轉(zhuǎn)矩虬仍繼續(xù)上升，也就是發(fā)生過載時(shí)，由于原動(dòng)機(jī)的動(dòng)力轉(zhuǎn)矩已不能繼續(xù)增大，負(fù)載轉(zhuǎn)矩Ml將開始大于最大輸入轉(zhuǎn)矩Mtlmax，S卩，M^M2 = Ml > M0fflaxo因此，即使與工作機(jī)耦合的導(dǎo)向件50過載致停，從原動(dòng)機(jī)處獲得最大輸入轉(zhuǎn)矩Mtlmax 的摩擦件70也不可能突破牽引摩擦機(jī)構(gòu)Fl和傳力摩擦機(jī)構(gòu)F2的最大靜摩擦轉(zhuǎn)矩之和，不可能致使兩組回轉(zhuǎn)型靜摩擦副轉(zhuǎn)入滑轉(zhuǎn)狀態(tài)。即，過載的結(jié)果要么是原動(dòng)機(jī)與摩擦件70 — 起被有害地致停，要么地就是從原動(dòng)機(jī)到工作機(jī)的某一部分的毀損。通過上述說明不難發(fā)現(xiàn)，依據(jù)本發(fā)明的離合器Sl通過空間楔形機(jī)構(gòu)的獨(dú)特的工作機(jī)理，在實(shí)際過載轉(zhuǎn)矩與其最大輸入轉(zhuǎn)矩之間建立起了直接的和自適應(yīng)的聯(lián)系，形式上摒棄了現(xiàn)有技術(shù)中必備的一切復(fù)雜的過載轉(zhuǎn)矩設(shè)定和維持機(jī)構(gòu)，以及相關(guān)內(nèi)部預(yù)設(shè)作用力。而在實(shí)際機(jī)理上，離合器Sl是將其最大輸入轉(zhuǎn)矩用作其設(shè)定過載轉(zhuǎn)矩值的內(nèi)部自適應(yīng)的作用力，從而在實(shí)際過載轉(zhuǎn)矩與原動(dòng)機(jī)的最大動(dòng)力轉(zhuǎn)矩之間建立起了天然的內(nèi)在聯(lián)系。 這便是依據(jù)本發(fā)明的離合器Si區(qū)別于和優(yōu)于現(xiàn)有技術(shù)的最本質(zhì)的技術(shù)特征，并由此而具有了一系列現(xiàn)有技術(shù)所無法比擬的性能優(yōu)點(diǎn)和有益效果。首先，過載動(dòng)作恒久地精準(zhǔn)、及時(shí)、可靠。無論何時(shí)，離合器Sl的過載轉(zhuǎn)矩都實(shí)時(shí)自適應(yīng)于和精確對等于其最大輸入轉(zhuǎn)矩。由上述說明顯然可知，離合器Sl在全壽命周期內(nèi)的每一次具體過載動(dòng)作，都將次次對應(yīng)于原動(dòng)機(jī)的動(dòng)力轉(zhuǎn)矩達(dá)到最大之際，都次次對應(yīng)地正好發(fā)生在與其耦合的負(fù)載轉(zhuǎn)矩剛剛具有超過該最大輸入轉(zhuǎn)矩的趨勢的一瞬間，而無關(guān)其具體應(yīng)用部位，機(jī)械磨損程度，摩擦系數(shù)是否改變，工作溫度如何變化，使用時(shí)間長和短，所傳遞動(dòng)力轉(zhuǎn)矩的大小或穩(wěn)定程度，以及負(fù)載/過載轉(zhuǎn)矩的變化情況等等等等。從而完全用盡了其最大輸入轉(zhuǎn)矩也就是原動(dòng)機(jī)的最大動(dòng)力轉(zhuǎn)矩，并至少是幾乎完全消除了安全離合器誤動(dòng)作的可能性，最大程度地保證了動(dòng)力傳動(dòng)的安全和可靠。顯然，即便是利用傳感器和現(xiàn)代電子技術(shù)，也不可能獲得如此的效果。該優(yōu)點(diǎn)特別有利于起重設(shè)備的防過載保護(hù)，例如相較文獻(xiàn)CN101264846A公開的防鍛造起重機(jī)過載破壞的技術(shù)方案便更加簡單、方便和可靠， 而更關(guān)鍵的是，沒有行程限制。
其次，安裝即可使用。離合器Sl的裝配和全壽命周期內(nèi)，均無需任何關(guān)于轉(zhuǎn)矩的事先設(shè)定和/或事后調(diào)整，其過載后恢復(fù)至理想工作狀態(tài)的勞動(dòng)量和時(shí)間量均為零。這不僅使其具有了寬廣的適應(yīng)性和超強(qiáng)的通用性，而且還極大地降低了其使用成本和相關(guān)勞動(dòng)強(qiáng)度，對安裝空間無特殊要求，更無需例如液壓泵或扭矩扳手等的任何額外的配套工具。轉(zhuǎn)矩范圍上至百萬牛米級的工業(yè)傳動(dòng)，下至1牛米級的小型電動(dòng)工具的安全夾持，或可無級定位的轉(zhuǎn)軸/鉸鏈/合頁。再次，超強(qiáng)的承載能力。通過上述說明不難發(fā)現(xiàn)，離合器Sl中的所有傳力運(yùn)動(dòng)副均為全周向均勻或全周向平均受力的完全面接觸型摩擦副，其所有構(gòu)件又均具有極高的軸向和周向剛度，尤其是相對圖4所示的實(shí)施例。因此，離合器Sl的轉(zhuǎn)矩容量僅僅取決于其中軸向力封閉構(gòu)件的材料抗拉強(qiáng)度和摩擦表面的接觸強(qiáng)度。而由圖5以及后續(xù)說明可知， 還可通過將其摩擦機(jī)構(gòu)Fl和F2同時(shí)或分別設(shè)置成具有多摩擦片式結(jié)構(gòu)，或附裝具備更大摩擦系數(shù)材料/元件的結(jié)構(gòu)，或具有類似圖6所示的半錐頂角均介于0 180度之間的截錐面型摩擦副的方式，在不增加直徑和軸向力的條件下可理論上任意倍增其轉(zhuǎn)矩容量，較現(xiàn)有技術(shù)更容易地獲得至少不低于其所對應(yīng)的傳動(dòng)軸或傳動(dòng)輪的極限承載能力。另外，在加入類似本申請人于本申請同日提出的，名為超越即停的空間楔合式摩擦起動(dòng)裝置的中國專利申請中的超越信息感知機(jī)構(gòu)后，安全離合器Sl將具有過載即停，也就是過載后即刻自動(dòng)報(bào)警和停機(jī)的功能?？梢?，根據(jù)本發(fā)明的安全離合器Si，尤其是其中充有散熱的制動(dòng)液或冷卻液之后， 將較現(xiàn)有技術(shù)更適用于具有頻繁大轉(zhuǎn)矩沖擊性過載的使用場合，例如各類金屬軋機(jī)、破碎機(jī)等設(shè)備的動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)。而且，利用其不會(huì)致使原動(dòng)機(jī)超載或降速的特性，還可應(yīng)用于無需調(diào)節(jié)工作轉(zhuǎn)速的大型電機(jī)的軟起動(dòng)系統(tǒng)，以替代昂貴又不可靠的變頻起動(dòng)系統(tǒng)，昂貴、效率較低且丟轉(zhuǎn)的液力耦合器。需要說明的是，雖非必需，但本發(fā)明應(yīng)最佳地設(shè)置彈性預(yù)緊機(jī)構(gòu)/彈簧150。其目的在于最佳地確保中介件90持續(xù)地抵觸在牽引摩擦面72這至少一個(gè)表面上，以獲得牽引摩擦力，從而利于轉(zhuǎn)動(dòng)開始后離合器Sl快速可靠地接合。因此，用于本發(fā)明的彈簧150顯然并不限于螺旋壓簧一種形式，也不限于轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)G的徑向之內(nèi)一個(gè)安裝位置。在保證設(shè)置目的的前提下，它的具體形式、數(shù)量和安裝位置不受任何限制。比如，可以是金屬或橡膠等任意彈性材料制成的諸如扭簧，壓簧，拉簧，碟簧，膜片彈簧，波形彈簧、直線鋼絲/ 片彈簧的彈性元件；可以安裝在轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)G的內(nèi)外周面一側(cè)，兩端面一側(cè)，或者機(jī)構(gòu)之內(nèi)，更可通過將一個(gè)與中介件90或摩擦件70不可旋轉(zhuǎn)相連的構(gòu)件彈壓至對方的方式，建立兩者間的間接摩擦連接。比如，可將一組壓簧或直線彈性鋼絲/片分別部份地收容在位于導(dǎo)向齒52或92齒頂面的一組軸向沉孔中。參見圖4、13。必需強(qiáng)調(diào)的是，為謀求更大的設(shè)計(jì)自由度，本發(fā)明還具有各種提升極限角ζ和ξ 數(shù)值的技術(shù)手段。包括，將轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)G的導(dǎo)向面M和94設(shè)置成傾斜螺旋型齒面，將牽引摩擦機(jī)構(gòu)Fl的摩擦面72和104設(shè)置成截錐面，致使軸截面內(nèi)導(dǎo)向面討和94或摩擦面 72和104與軸線X的夾角/半錐頂角不等于90度，而等于如圖5 6所示的0 180度的其它值；將牽引摩擦機(jī)構(gòu)Fl設(shè)置成具有類似圖5所示的多摩擦片式結(jié)構(gòu)；以及，將具備更大摩擦系數(shù)的材料或元件附裝至摩擦面72和104中的至少一個(gè)上。例如，在靜摩擦系數(shù)均為0.1時(shí)，離合器Sl中的ζ和ξ分別等于0和11. 4度，而只需將牽引摩擦機(jī)構(gòu)Fl設(shè)置成具有三個(gè)摩擦面的兩片式摩擦機(jī)構(gòu)這一個(gè)措施，上述極限角便分別升至11. O度和22. 4度。應(yīng)在此順便指出的是，本說明書已經(jīng)給出了關(guān)于極限角ζ和ξ的清晰的文字定義和說明，無需付出任何創(chuàng)造性的勞動(dòng)，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員均可據(jù)此推導(dǎo)出其函數(shù)關(guān)系式/計(jì)算公式。顯然，將安全離合器Sl的一組導(dǎo)向面5 和9 或者54b和94b的升角入3或Xb 設(shè)置成大于ξ，例如達(dá)到平行于軸線X的90度，參見圖11，離合器Sl便不能在其對應(yīng)的圓周方向上接合，從而變型為單向安全/超越離合器。需要順便說明的是，如定義中所述，本發(fā)明沒有對轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)G及其導(dǎo)向齒52、 92作出具體限制，其不必需具有最佳的螺旋齒結(jié)構(gòu)。因此，該機(jī)構(gòu)G及其導(dǎo)向齒可具有任意具備轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)向功能的形式和形狀。導(dǎo)向齒可按離散形式設(shè)置在端面/周面上，也可按圖 5所示的諸如單頭或多頭螺紋的形式，周向延續(xù)地設(shè)置在相應(yīng)的內(nèi)/外周面上。而在后一種設(shè)置形式中，其可最佳地設(shè)置成具有諸如矩形、梯形、鋸齒形或三角形等截面形狀的螺旋齒。同樣道理，只要能夠最佳地實(shí)現(xiàn)軸向的互補(bǔ)式貼合/抵觸，牽引摩擦機(jī)構(gòu)Fl和傳力摩擦機(jī)構(gòu)F2的各自兩組回轉(zhuǎn)摩擦副的截錐式回轉(zhuǎn)型摩擦面，可以基于任意曲線/母線回轉(zhuǎn)而成，并可以是設(shè)置有用以散熱或排除液體/氣體的溝槽的非連續(xù)表面。根據(jù)常識，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員容易想到，在組成上述回轉(zhuǎn)摩擦副的兩個(gè)回轉(zhuǎn)摩擦面上或相關(guān)構(gòu)件內(nèi)部，例如摩擦件70和中介件90，可以同時(shí)或分別設(shè)置徑向、周向和軸向等的貫通式通道，以利于經(jīng)過其中的氣體或液體帶走摩擦產(chǎn)生的熱量，并潤滑相關(guān)摩擦表面。容易理解，離合器Sl中的摩擦件70與管狀基體76還可以通過諸如花鍵聯(lián)接等形成為周向一體，以自適應(yīng)地調(diào)節(jié)兩者間的軸向位置。而當(dāng)管狀基體76就是傳動(dòng)軸之時(shí)，離合器Sl將很容易具有例如辦公設(shè)備等所要求的更小的徑向尺寸。另外，導(dǎo)向件50和限力元件180還顯然可以通過例如滾針軸承徑向支撐在管狀基體76上。當(dāng)然，如果在傳力摩擦面58和74之間再軸向?qū)ΨQ地設(shè)置一個(gè)中介件90，并在傳力摩擦面58上設(shè)置互補(bǔ)式構(gòu)造的螺旋導(dǎo)向齒，離合器Sl將失去傳力摩擦機(jī)構(gòu)F2而具有兩個(gè)共用同一個(gè)摩擦件70的牽引摩擦機(jī)構(gòu)F1。同樣不難理解的是，離合器Sl中的機(jī)構(gòu)G與機(jī)構(gòu)Fl還可軸向翻轉(zhuǎn)換位，參見圖 1。也就是說，在換位后的變型離合器中，其摩擦件是包括杯形殼式限力元件180的力封閉式組合構(gòu)件，其導(dǎo)向件則與管狀基體76形成剛性一體，并與限力元件180構(gòu)成傳力摩擦機(jī)構(gòu)F2，其結(jié)構(gòu)類似圖4。如上所述，該變型離合器顯然也可以以軸向?qū)ΨQ的兩個(gè)中介件共用同一個(gè)設(shè)置有雙端面導(dǎo)向齒的導(dǎo)向件的形式，再變型為軸向雙聯(lián)的雙向安全離合器，同樣不具有傳力摩擦機(jī)構(gòu)F2。必須指出的是，為方便裝配和維修，離合器S 1使用了軸向?qū)邮椒庋b殼。但對于大轉(zhuǎn)矩的應(yīng)用場合，如對圖4、7、9所示實(shí)施例的詳細(xì)描述的那樣，使用剛性一體的袋形封裝殼或者徑向?qū)邮椒庋b殼，應(yīng)該是最佳的選擇。觀察圖1不難發(fā)現(xiàn)，將軸向上伸出于牽引摩擦面72的那部分管狀基體76獨(dú)立出來，再設(shè)置成與中介件90形成為剛性一體，便可事實(shí)上對調(diào)導(dǎo)向件和中介件的角色，從而得到對應(yīng)于圖12所示齒廓圖的變型的雙向安全離合器。除了具有軸-軸傳動(dòng)形式，其中介件是一個(gè)包括杯形殼式限力元件180的力封閉式組合構(gòu)件，其回轉(zhuǎn)摩擦面104被設(shè)置到限力端部188的內(nèi)端面上，以及傳力摩擦面58被設(shè)置到導(dǎo)向件的無齒端面上之外，該變型離合器的最大特點(diǎn)在于，其中介件的楔合模式及相應(yīng)的受力狀況，已經(jīng)由現(xiàn)有楔形機(jī)構(gòu)的位于楔形空間中并受到由外向內(nèi)的擠壓力作用的經(jīng)典內(nèi)部楔合模式，改變?yōu)樽陨硖峁┬ㄐ慰臻g并受到由內(nèi)向外的脹緊力作用的外部楔合模式，參見圖12。除了受力狀況以及相應(yīng)的機(jī)構(gòu)位置變更之外，該變型離合器與離合器Sl沒有任何實(shí)質(zhì)的不同。另外，作為機(jī)械領(lǐng)域的技術(shù)人員顯然明了，盡管具有用于調(diào)整軸向間距的墊圈 186，但仍然不足以保證離合器Sl中的導(dǎo)向件50、中介件90和摩擦件70三者之間在軸向和兩個(gè)圓周方向上最佳地同時(shí)剛性抵觸，也就是將三者間的軸向自由度限定在最小等于零的數(shù)值上。無論有沒有機(jī)械磨損，轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)G都將不可避免地具有不希望的周向自由度/ 空行程/間隙。為消除該可能帶來轉(zhuǎn)矩沖擊的周向間隙，既可采用彌補(bǔ)式的溫差法，即，在裝配時(shí)降低導(dǎo)向件50、中介件90和摩擦件70的溫度，同時(shí)升高限力元件180的溫度的方法，也可采用設(shè)置無級支撐機(jī)構(gòu)SS的方法，即，將離合器Sl內(nèi)部的周向和軸向尺寸改進(jìn)地設(shè)置成分別或同時(shí)可無級調(diào)節(jié)的自動(dòng)調(diào)節(jié)法。圖2、9、13便示出了無級支撐的三種技術(shù)方案。在圖2、11所示具體為雙向安全離合器/聯(lián)軸器S2的無級支撐方案中，導(dǎo)向件50 和限力元件180，通過分別設(shè)置在雙方相應(yīng)內(nèi)外周面上的外花鍵63和內(nèi)花鍵182不可旋轉(zhuǎn)地相連。作為另一個(gè)限力元件的環(huán)狀的支撐件220，通過轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)向的螺紋，連接在限力元件 180的位于導(dǎo)向件50之外的內(nèi)周面上，并同時(shí)直接抵觸至作為被支撐件的導(dǎo)向件50的外端面，從而構(gòu)成支撐后者的無級支撐機(jī)構(gòu)SS。于是，借助支撐件220的無級轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)向作用，便可將導(dǎo)向件50、中介件90和摩擦件70，以軸向力封閉式抵觸連接的方式，剛性地壓緊在傳力摩擦面58上。而為保證工作的自適應(yīng)，也就是保證導(dǎo)向件50、中介件90和摩擦件70之間的軸向自由度持續(xù)地被限定至最小等于零，還設(shè)置有力圖致使支撐件220相對限力元件180轉(zhuǎn)動(dòng)以軸向壓迫導(dǎo)向件50的寶塔形扭轉(zhuǎn)式預(yù)緊彈簧150。該彈簧150的兩個(gè)端頭分別嵌入位于限力元件180相應(yīng)端面的軸向孔中，以及設(shè)置于支撐件220外端面凹槽內(nèi)周面的徑向孔中。參見后續(xù)的關(guān)于圖5、9的相關(guān)說明容易明了，上述無級支撐機(jī)構(gòu)SS實(shí)際上是一個(gè)以支撐件220為中介件且具有極限角V的又一個(gè)空間楔形機(jī)構(gòu)。V的定義同于ξ。顯然， 該機(jī)構(gòu)SS的上述螺紋連接必需自鎖，亦即支撐件220必需能夠楔合在導(dǎo)向件50與限力元件180之間，而不被二者擠出。即，相應(yīng)螺紋副的升角必需小于該楔形機(jī)構(gòu)的I'。顯然， 支撐件220和預(yù)緊彈簧150均屬于彈性預(yù)緊機(jī)構(gòu)的一部分。實(shí)際上，支撐件220也可設(shè)置有管形段部分，并通過該管形段螺紋連接至限力元件180的外周面上，以降低軸向占用空間和提升軸向支撐力。另外，如果在中介件90的內(nèi)周面上設(shè)置一個(gè)軸向延伸至支撐件220之外的空心軸，并將摩擦件70的管狀基體76設(shè)置成軸向延伸至相反方向，那么，圖2中的中介件90便成為變型后所得安全離合器的導(dǎo)向件， 而導(dǎo)向件50則便成為該變型的暴露在外的中介件，并間接地摩擦連接至摩擦件70。應(yīng)順便指出的是，除用于限定轉(zhuǎn)矩上限之外，離合器S2還可用于制動(dòng)和無級定位等用途，特別是在設(shè)置了如圖3、13所示的限位凸起68和收容其的限位凹槽之后，相關(guān)說明見后。例如，通過控制支撐件220相對限力元件180的周向位置，即可隨意控制離合器S2楔合能力的有和無，從而按需獲得諸如工業(yè)傳動(dòng)和機(jī)動(dòng)車輛所需的制動(dòng)轉(zhuǎn)矩，或者，當(dāng)用于無級定位鉸鏈而按需固定住摩擦件70相對限力元件180的轉(zhuǎn)動(dòng)位置。另外，離合器S2中，傳力摩擦機(jī)構(gòu)F2與導(dǎo)向件50僅通過花鍵副不可旋轉(zhuǎn)地結(jié)合在一起，不再如離合器Sl中那樣剛性地結(jié)合在一起。顯然，若互換轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)G和牽引摩擦機(jī)構(gòu)Fl的軸向位置，與傳力摩擦機(jī)構(gòu)F2不可旋轉(zhuǎn)地結(jié)合在一起的構(gòu)件便是摩擦件，與支撐件220分別相連接的則分別是限力元件180與該摩擦件。當(dāng)然，離合器S2中的無級支撐機(jī)構(gòu)也可以是徑向斜面導(dǎo)向機(jī)構(gòu)。S卩，將支撐件220 設(shè)置成套裝在限力元件180徑向之外的環(huán)狀杯形殼，其通過內(nèi)周面的螺紋連接至后者的外周面。或者，借助一組螺釘176將支撐件220以圖3所示方式與限力元件180緊固成一體。 在支撐件220支撐端面224的至少內(nèi)徑部位上，最佳地周向均布有至少包括一個(gè)的一組徑向等寬的導(dǎo)向楔槽226，參見圖2。該導(dǎo)向楔槽2 設(shè)置有包括至少一個(gè)徑向上由內(nèi)向外逐漸接近導(dǎo)向件50的支撐端面51的槽底面，例如V形槽底面，并與后者圍成一組徑向型楔形空間。在每一個(gè)導(dǎo)向楔槽226內(nèi)，均設(shè)置有一個(gè)與圍成所述徑向型楔形空間的表面具有互補(bǔ)式構(gòu)造的側(cè)平面和楔形側(cè)面的徑向楔塊。該每一個(gè)徑向楔塊的內(nèi)徑向底面均設(shè)置有一沉孔，安置于其中的諸如螺旋壓簧的彈性元件可以抵觸在管狀基體76外周面上，以朝外徑向方向持續(xù)性地彈壓該徑向楔塊，從而致使整個(gè)離合器的內(nèi)部軸向間隙持續(xù)性地等于零。顯然，上述徑向型楔形空間的楔合角必須能夠保證徑向楔塊的摩擦自鎖，也就是軸截面上楔形表面間的夾角需小于該對應(yīng)楔形機(jī)構(gòu)的ξ “。ξ “的定義同于ξ。并且，應(yīng)將套裝和緊固限力元件180作為裝配安全離合器的最后一個(gè)步驟。之前，可從外周面實(shí)施對各個(gè)徑向楔塊的徑向壓縮或調(diào)整，以使整體軸向尺寸達(dá)到最小并固定之。另外，雖非最佳，但離合器S2中的無級支撐機(jī)構(gòu)也可以是肘節(jié)機(jī)構(gòu)。而在圖13所示的周向調(diào)節(jié)方案中，其相對離合器Sl的改進(jìn)在于，將中介件90分解成兩組各自獨(dú)立的中介件90a和90b，并分別設(shè)置有對應(yīng)于不同圓周方向且周向?qū)ΨQ的鋸齒狀導(dǎo)向齒9 和92b。相應(yīng)地，彈簧150最佳地改進(jìn)為一組例如波形彈簧，其分別設(shè)置在兩個(gè)相鄰的中介件90a和90b的對應(yīng)于導(dǎo)向齒92齒頂部的周向間隙CT之間，以將該二構(gòu)件分別持續(xù)地同時(shí)彈壓向位于同一楔形空間的周向兩側(cè)的最小端，也就是致使二構(gòu)件持續(xù)性地同時(shí)抵觸至導(dǎo)向件50和摩擦件70，最佳地消除轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)G的周向自由度/間隙，從而致使安全離合器在兩個(gè)圓周方向均可恒久地同時(shí)楔合成一個(gè)整體。顯然，兩組中介件90a和90b可分別滑動(dòng)地徑向定位在限力元件180的內(nèi)周面上， 參見圖1。但是最優(yōu)地，應(yīng)將該兩組中介件90a和90b以各與一個(gè)基體環(huán)分別形成為剛性一體的方式，構(gòu)成兩個(gè)環(huán)狀的單向中介件90a和90b。顯然，該兩個(gè)基體環(huán)可以分別或同時(shí)設(shè)置在該兩組中介件90a和90b的徑向之內(nèi)、徑向之外和徑向同位，兩基體環(huán)可以軸向相鄰或徑向相互嵌套，也可以位于鄰近回轉(zhuǎn)摩擦面104的一端，其間間隙以不妨礙中介件90的入楔運(yùn)動(dòng)為準(zhǔn)。例如，該兩個(gè)基體環(huán)可最佳地分別設(shè)置在圖1中的J、K部位。當(dāng)然，如果將中介件90a和90b以徑向上相互套裝的方式配置，那么導(dǎo)向齒92便均可以是雙向的。需要指出的是，應(yīng)將套裝和緊固限力元件180作為裝配圖13所對應(yīng)的安全離合器的最后一個(gè)步驟。之前，可從外周面實(shí)施對兩組中介件90a和90b的相應(yīng)周向壓縮或調(diào)整， 以使整體軸向尺寸達(dá)到最小并固定之，參見圖1。實(shí)際上，圖13中的分別設(shè)置有單向?qū)螨X9 和92b的兩個(gè)最佳地呈環(huán)狀的中介件90a和90b，也可以以圓周朝向互反的方式分別設(shè)置在導(dǎo)向件50的軸向兩端，且兩個(gè)相背的回轉(zhuǎn)摩擦面10 和104b所限定的軸向最小間距，必需小于對應(yīng)的兩個(gè)相向的牽引摩擦面72所限定的軸向間距。相應(yīng)地，導(dǎo)向齒52分解成分別具有導(dǎo)向面5 和Mb，并以圓周朝向互反的方式，分別設(shè)置在導(dǎo)向件50的軸向兩端面上的兩個(gè)鋸齒狀單向?qū)螨X5 和 52b。導(dǎo)向齒52與92的分別與導(dǎo)向面M和94相背的非導(dǎo)向面，最佳地平行于軸線X。預(yù)緊彈簧150可以是例如分別抵觸至相鄰的兩個(gè)非導(dǎo)向面的波形彈簧，也可以是例如分別連接至導(dǎo)向件50與中介件90的扭轉(zhuǎn)彈簧。顯然，相對圖13所對應(yīng)的安全離合器，如此設(shè)置后的離合器的轉(zhuǎn)矩容量將大致翻倍。應(yīng)順便說明的是，如果對上述改進(jìn)方案中的兩個(gè)單向中介件90a和90b實(shí)施人為控制，例如，在二者的外周面與導(dǎo)向件50之間設(shè)置一個(gè)諸如圓柱凸輪式的操縱機(jī)構(gòu)，用以人為地或自動(dòng)地驅(qū)使兩組導(dǎo)向齒9 和92b同步地移向或移離導(dǎo)向齒52的齒槽對稱中點(diǎn)等，就可同時(shí)控制單向中介件90a和90b的入楔能力的有和無，亦即控制離合器的接合或空轉(zhuǎn)。如是，該類離合器便可用作諸如工業(yè)傳動(dòng)和機(jī)動(dòng)車輛駐車制動(dòng)等的逆止器或制動(dòng)器，或者用于樞轉(zhuǎn)地連接各式門窗、靠背可調(diào)節(jié)式座椅、可折疊式電子裝置的兩個(gè)組成部分的可無級定位轉(zhuǎn)動(dòng)角度的鉸鏈/合頁。相關(guān)圖示和說明，可參見本申請人于本申請同日提出的名為空間楔合式無級定位鉸鏈，以及基于撥動(dòng)式超越離合機(jī)構(gòu)的通用駐車制動(dòng)器及其操縱方法的專利申請。更進(jìn)一步地，如圖3中的雙向安全離合器S3所示，本發(fā)明的無級支撐機(jī)構(gòu)SS還可具體為封閉式流體支撐機(jī)構(gòu)。離合器S3與S2的區(qū)別僅在于，支撐件220與限力元件180之間通過螺釘176實(shí)現(xiàn)緊固聯(lián)接，并在支撐件220與作為被制成件的導(dǎo)向件50之間，設(shè)置一個(gè)具體為環(huán)形缸-活塞裝置的可軸向伸縮且包含有流體的封閉腔體裝置。其中，環(huán)形缸最佳地設(shè)置在支撐件220的內(nèi)端面上，包括由最佳地繞軸線X形成的兩個(gè)內(nèi)周面構(gòu)成的階梯狀圓柱形凹槽212。該凹槽212底面與支撐件220外端面之間設(shè)置有最佳地具有聯(lián)接螺紋的至少一個(gè)通道216。相應(yīng)地，由兩個(gè)外周面/管形環(huán)構(gòu)成的階梯狀圓柱形環(huán)形活塞210， 則最佳地設(shè)置在導(dǎo)向件50的支撐端面51上。另外，離合器S3還最佳地設(shè)置有限制轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)G的周向自由度的周向限位機(jī)構(gòu)。該限位機(jī)構(gòu)最佳地是一個(gè)設(shè)置在導(dǎo)向件50和中介件90之間，且周向自由度大于等于零的軸向銷槽式嵌合機(jī)構(gòu)。其對中式限位凸起68最佳地設(shè)置在其中的導(dǎo)向齒齒頂面上，例如圖13中示意的導(dǎo)向齒52的齒頂面上，而用以恒久地收容限位凸起68的對中式限位凹槽，則設(shè)置在相對的導(dǎo)向齒92的例如齒槽底面上。實(shí)際上，兩者也可分別設(shè)置在其它表面， 或間接地設(shè)置在與該兩構(gòu)件不可旋轉(zhuǎn)相連的其它構(gòu)件上。例如，限力元件180的內(nèi)周面和中介件90的外周面上，并可具有諸如鍵連接的形式。其設(shè)置上具有這樣的效果，即，各導(dǎo)向面討和94對應(yīng)地相互同時(shí)抵觸時(shí)，該限位機(jī)構(gòu)在兩個(gè)圓周方向上的間隙都最佳地大于零。 而該間隙所允許的相對轉(zhuǎn)動(dòng)，也就是限位凸起68周向抵觸至限位凹槽之時(shí)，導(dǎo)向件50相對中介件90的轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)向運(yùn)動(dòng)所帶來的軸向位移量Y，均應(yīng)最佳地小于等于其軸向自由度C或 D。這樣，當(dāng)過載后失去軸向支撐之際，導(dǎo)向件50便不再可以通過中介件90的楔合作用而將轉(zhuǎn)矩傳遞給摩擦件70，離合器S3將即刻進(jìn)入幾乎零轉(zhuǎn)矩的空轉(zhuǎn)狀態(tài)。實(shí)際上，限位凸起68也可最佳地具有周向彈性，例如，由一個(gè)植入式的彈簧鋼絲充當(dāng)。此時(shí)，周向限位機(jī)構(gòu)的周向自由度，便以等于零為最佳。
參照上述說明，只要用密封件218封堵住通道216，以保證充滿于環(huán)形缸-活塞裝置中的例如液壓油的流體的壓力大于一個(gè)大氣壓，離合器S3的轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)G就不會(huì)有任何自由度。顯然，如何密封住通道216以及構(gòu)造密封件218已經(jīng)是非常成熟的公知技術(shù)，具有大量的可供選擇的現(xiàn)成方案。比如，堵頭類的手動(dòng)螺紋活塞式密封件218，參見圖3，利用設(shè)置于其堵頭螺紋前部的活塞頭與通道216的相應(yīng)圓柱面密封配合，由外向內(nèi)地旋進(jìn)密封件218以壓縮缸內(nèi)的例如液壓油的流體，再利用設(shè)置在堵頭螺紋和活塞頭之間的過渡截錐面與設(shè)置在通道216內(nèi)周面的具有互補(bǔ)式構(gòu)造的相應(yīng)內(nèi)截錐面配合，用以徹底堵死通道 216并形成完整的封閉腔體，便可將上述環(huán)形缸-活塞裝置中流體的壓力增加到一個(gè)大氣壓以上，并長久地維持住該密封狀態(tài)，而不論其后壓力如何上升。更進(jìn)一步地，為消除過載后的機(jī)械磨損，密封件218應(yīng)最佳地具有現(xiàn)有技術(shù)的剪切管結(jié)構(gòu)，也就是呈空心軸狀，并在其尾端形成一個(gè)供剪切用的盲孔凸起。相應(yīng)地，再設(shè)置一個(gè)具有收容該盲孔凸起的缺口或通孔的可周向固定在管狀基體76外端的相應(yīng)的剪切環(huán) (未示出)。類似現(xiàn)有技術(shù)的液壓安全聯(lián)軸器的剪切管動(dòng)作機(jī)理，過載瞬間切掉盲孔凸起便可泄壓、解楔并致離合器S3空轉(zhuǎn)。于是，離合器S3便具有了至少不低于現(xiàn)有技術(shù)中的液壓安全聯(lián)軸器的轉(zhuǎn)矩容量(無需迫使金屬材料本身彈性變形)，以及類似過載反應(yīng)，但卻顯著地優(yōu)于后者。因?yàn)椋浞忾]腔體中的流體壓力自適應(yīng)于原動(dòng)機(jī)的動(dòng)力轉(zhuǎn)矩，無需人工打高壓和維持高壓，其過載空轉(zhuǎn)時(shí)不存在對回轉(zhuǎn)摩擦面的任何有害磨損，可用于高速傳動(dòng)，恢復(fù)傳動(dòng)的操作更簡單快捷，以及，相對較小的軸向和徑向尺寸。為方便操作，應(yīng)在導(dǎo)向件50與中介件90之間最佳地設(shè)置一個(gè)用以力圖致使雙方持續(xù)性保持軸向零間距的彈性元件。為增大軸向剛性和強(qiáng)度，離合器S3也可具有諸如圖4所示的徑向?qū)邮椒庋b殼，或者，具有如圖 7所示的袋形摩擦件70作封裝殼的結(jié)構(gòu)。詳細(xì)說明見后，或者，參見本申請人于本申請同日提出的名為空間楔合式摩擦連接器的專利申請。由常識可知，密封件218也可具體為諸如連通閥/電磁閥之類的可控開關(guān)閥門。如果再以該可控開關(guān)閥門連通另一個(gè)可壓縮封閉腔體，例如環(huán)形腔體式軟囊或可自動(dòng)膨脹的軟囊(比如內(nèi)置彈簧)，那么，過載時(shí)便不會(huì)有任何流體外泄，被例如剪切環(huán)操作打開的該可控開關(guān)閥門將其兩端的封閉腔體連通，空間楔形機(jī)構(gòu)將隨著軸向剛性支撐的解除而即刻解楔，牽引摩擦機(jī)構(gòu)Fl在脫離摩擦接觸或接近于零的法向壓力下摩擦滑轉(zhuǎn)，但根本沒有危害。然而得到的好處卻是，只需用人工或者使用一例如電磁作動(dòng)的電控機(jī)構(gòu)去施壓該軟囊， 迫使環(huán)形缸的壓力升至一個(gè)大氣壓以上，再關(guān)閉連通閥，即可最快速地恢復(fù)離合器S3的楔合傳動(dòng)。其恢復(fù)速度必然遠(yuǎn)遠(yuǎn)快于現(xiàn)有技術(shù)的液壓安全聯(lián)軸器，封閉腔體也沒有吸入空氣的任何可能性。顯然，離合器S3不僅可以因此而變型為各種遠(yuǎn)程線控型離合器，而且還可以因此而變型為各種可控的摩擦離合器、電控離合器以及無動(dòng)力源制動(dòng)裝置和駐車制動(dòng)裝置等。相關(guān)具體結(jié)構(gòu)和說明可參見本申請人于本申請同日提出的名為空間楔合式摩擦連接器的專利申請。同樣，雖非最佳，環(huán)形活塞210也可以制成獨(dú)立于導(dǎo)向件50的單純活塞環(huán)。甚至， 還可以取消離合器S3的環(huán)形缸-活塞裝置，代之以設(shè)置在導(dǎo)向件50和支撐件220軸向之間的環(huán)形腔體中，并與通道216相連通的彈性腔體元件式的封閉腔體裝置，例如環(huán)形腔體式軟囊，或與之同位且與支撐件220內(nèi)端面形成封閉腔體的環(huán)形或圓形的膜片。該軟囊或膜片可以由耐油橡膠或具有彈性的薄金屬制成。
如前所述，將軸向上伸出于牽引摩擦面72的那部分管狀基體76獨(dú)立出來，再與中介件90形成為剛性一體，離合器S3便變型為對應(yīng)于圖12所示齒廓圖的雙向安全離合器。 此時(shí)，封閉腔體裝置設(shè)置在變型后的中介件與作為組合構(gòu)件的限力元件180之間。如上所述，本發(fā)明形成軸向力封閉式組合構(gòu)件的方式，并不局限于離合器Sl S3 中的螺拴或螺紋聯(lián)接的軸向?qū)邮揭环N，比如，還可采用圖4所示的徑向?qū)邮?。其中，雙向安全離合器/聯(lián)軸器S4的摩擦件70，是一個(gè)與兩個(gè)半圓殼式限力元件160分別剛性一體的力封閉式組合構(gòu)件。與前述離合器最大的不同在于，為提供最高的軸向剛度和強(qiáng)度以傳遞大轉(zhuǎn)矩，該力封閉式組合構(gòu)件，由軸向上剛性一體、內(nèi)端面分別共面、徑向上至少大致對稱的兩個(gè)半圓殼式限力元件徑向?qū)佣?。該兩個(gè)半圓殼可看作是大致呈“U”字形的實(shí)體母線，繞軸線X回轉(zhuǎn)半周所形成的回轉(zhuǎn)體的限力元件160a和160b，以可轉(zhuǎn)動(dòng)地徑向夾持管狀基體60的形式，對接成一個(gè)周向完整的封閉殼。該封閉殼將導(dǎo)向件50和中介件90等， 可轉(zhuǎn)動(dòng)地封閉于其所圍成的最佳地為平面型的內(nèi)徑向盤形環(huán)狀周向凹槽中。而由該兩個(gè)限力元件160兩外端的兩對半環(huán)形端面凸緣16 與162b，以及16 與164b分別徑向?qū)映傻膬蓚€(gè)全環(huán)形端面凸緣的同徑外周面上，以過盈配合的方式分別套裝有環(huán)形箍170和172。 兩個(gè)限力元件160a和160b因此被緊固成一個(gè)固定整體/組合構(gòu)件。為可靠地傳遞轉(zhuǎn)矩， 兩個(gè)限力元件160a和160b的內(nèi)周面上分別設(shè)置有鍵槽6 和64b。彈性預(yù)緊機(jī)構(gòu)具體為至少包括一個(gè)的一組位于導(dǎo)向齒52齒頂面的軸向沉孔，以及部份地收容在該對應(yīng)沉孔中的一組螺旋壓簧150。不難想到，采用諸如焊接、鉚接或螺拴連接等方式，同樣可以將兩個(gè)限力元件160 緊固成一個(gè)固定整體。而輪-軸傳動(dòng)時(shí)，環(huán)形箍170和/或172還可設(shè)置成齒環(huán)，或者，最佳地合并成分別或同時(shí)借助諸如過盈、非圓配合、鍵等連接方式，設(shè)置在兩個(gè)限力元件160 軸向中部外周面上的一個(gè)齒環(huán)式環(huán)形箍。如前所述，離合器/聯(lián)軸器S4也可具有包括封閉腔體裝置的變型。比如，將一個(gè)類似圖2所示的獨(dú)立的摩擦件設(shè)置在摩擦面72與104之間，并通過諸如外周面上的徑向凸起與限力元件160的內(nèi)周面不可旋轉(zhuǎn)地相連，再在該摩擦件與限力元件160的內(nèi)端面之間設(shè)置如上所述的環(huán)形腔體式軟囊/封閉腔體裝置，并將固定該軟囊的連通管的通道216的兩個(gè)半圓柱面，設(shè)置在限力元件160a和160b的徑向?qū)用嫔?。如前所述，本發(fā)明還可通過將其摩擦機(jī)構(gòu)Fl和F2同時(shí)或分別設(shè)置成多片式摩擦機(jī)構(gòu)的方式，在不增加直徑和軸向力的條件下理論上任意倍增其轉(zhuǎn)矩容量。圖5所示便是具有這種構(gòu)造的單向安全離合器S5，其可以看作是翻轉(zhuǎn)了離合器Sl的徑向關(guān)系的變型，且因?yàn)閱蜗蚨匀痪哂辛顺诫x合器的功能。其中，轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)G的一組螺旋導(dǎo)向齒52、 92，以類似單頭或多頭螺紋的形式，周向延續(xù)地分別設(shè)置在導(dǎo)向件50的外圓周面以及中介件90的內(nèi)周面上。與限力元件180剛性一體的導(dǎo)向件50，通過螺釘176將環(huán)形端蓋174緊固至其開口端面。波形的彈簧150安裝在環(huán)形端蓋174與中介件90之間，僅將后者彈性地抵觸在摩擦件70上。摩擦件70借助最佳地附裝有密封圈或軸承蓋(未示出)的兩個(gè)軸承 158，徑向定位在限力端部188和環(huán)形端蓋174上。改進(jìn)地，傳力摩擦機(jī)構(gòu)F2被設(shè)置成多摩擦片式離合機(jī)構(gòu)，以利用多個(gè)的一組傳力摩擦副使其直接傳遞的摩擦轉(zhuǎn)矩?cái)?shù)倍于牽引摩擦機(jī)構(gòu)F1，例如圖5中的5倍。為此，至少包括一個(gè)的一組內(nèi)摩擦片156通過花鍵連接方式， 不可旋轉(zhuǎn)地連接到管狀基體60的相應(yīng)的階梯狀外周面上，與內(nèi)摩擦片156軸向交錯(cuò)布置的一組外摩擦片154，通過花鍵連接方式不可旋轉(zhuǎn)地連接到摩擦件70的相應(yīng)的階梯狀內(nèi)周面上。無疑，離合器S5中的牽引摩擦機(jī)構(gòu)Fl也可具有上述多摩擦片式結(jié)構(gòu)，以獲取更大的極限角ξ和ζ，并降低內(nèi)部軸向作用力和提高設(shè)計(jì)自由度。并且，摩擦件70的管形環(huán)狀基體與其內(nèi)周面上的盤形環(huán)狀部分的剛性連接，也可變型為不可旋轉(zhuǎn)的連接，例如鍵、花鍵、非圓配合和過盈配合等連接。甚至，可以取消該管形段，而在摩擦件70的外周面上直接設(shè)置傳力用輪齒等。容易理解，只要適當(dāng)調(diào)節(jié)摩擦片數(shù)，離合器S5便可在楔合摩擦轉(zhuǎn)矩M1與傳力摩擦轉(zhuǎn)矩M2之間按任意比例分配轉(zhuǎn)矩流，比如，111是禮的20%。于是，本發(fā)明在低運(yùn)動(dòng)副的基礎(chǔ)上，再獲得一個(gè)緩解增大承載能力與降低導(dǎo)向面接觸強(qiáng)度之間的矛盾的技術(shù)手段。離合器S5的雙流傳動(dòng)也因此而具有了 “功率放大器”的特征。另外，本領(lǐng)域的技術(shù)人員顯然可以理解，離合器Sl S5中的構(gòu)件和機(jī)構(gòu)并不都是實(shí)施本發(fā)明所必需的。例如，圖6便示出了僅具有本發(fā)明必需的三個(gè)構(gòu)件的安全離合器S6， 且并不具有傳力摩擦機(jī)構(gòu)F2。其中，對應(yīng)于內(nèi)部楔合模式的軸-軸傳動(dòng)形式，安全離合器 S6可由分別與導(dǎo)向件50和摩擦件70同軸固結(jié)的二根傳動(dòng)軸為該離合器提供軸向支撐力， 利用機(jī)架而非離合器自身形成軸向力封閉式抵觸連接。為保證楔合，中介件90最佳地設(shè)置成膨脹型或收縮型彈性開口環(huán)。同樣，當(dāng)離合器S6被設(shè)置成單向工作時(shí)，也可用作單向超越離合器。應(yīng)指出的是，根據(jù)本發(fā)明的安全離合器的力封閉殼并不必需是組合殼/組合構(gòu)件，其也可以是一個(gè)單獨(dú)的剛性構(gòu)件。比如，圖7 8中的非全周楔合傳力的輪一軸傳動(dòng)形式的雙向安全離合器S7，便僅僅依靠本發(fā)明必需的三個(gè)構(gòu)件實(shí)現(xiàn)了自身的軸向力封閉。 其中，摩擦件70是一個(gè)具有軸向力封閉功能的環(huán)狀袋形構(gòu)件，其外表面上設(shè)置有諸如鍵槽 64、輪齒、螺孔或皮帶槽的傳力用特征曲面，其繞軸線X形成的內(nèi)周面84的軸向中部，同軸線地設(shè)置有最佳地為平面型的盤形環(huán)狀凹槽78。該凹槽78的約半周的內(nèi)表面，最佳地沿兩相互平行的切線方向H和H'徑向延伸至摩擦件70的外周面，并形成等截面矩形入口 82。 凹槽78的徑向內(nèi)表面80，因而延伸成具有U字形截面形狀的非閉合式內(nèi)徑向表面。相互嵌合的導(dǎo)向件50和中介件90，可沿空心箭頭所指方向由入口 82直接納入凹槽78。為保證楔合，中介件90的外徑相較導(dǎo)向件50應(yīng)最佳地稍大，以使其可于徑向串動(dòng)中摩擦接觸到內(nèi)表面80，并借此獲得入楔所需的摩擦力。為此，摩擦件70的內(nèi)周面84，與不可旋轉(zhuǎn)地相連于導(dǎo)向件50內(nèi)孔中的例如花鍵軸的傳動(dòng)軸200之間，設(shè)置有相應(yīng)的徑向間隙?！愕?，離合器S7可借助軸向貫穿于其中的例如花鍵軸實(shí)現(xiàn)自身構(gòu)件的定位，但也可按如下方式于裝配時(shí)封裝定位。即，在入口 82兩徑向側(cè)面的周向端部88的軸向只對應(yīng)于導(dǎo)向件50的部位，預(yù)先切割出一個(gè)可徑向內(nèi)彎曲的周向舌，或者，在入口 82的與傳力摩擦面74共面的內(nèi)端面周向正中的徑向外環(huán)側(cè)86處，預(yù)先切割出一個(gè)可軸向內(nèi)彎曲的徑向舌，便可在導(dǎo)向件50和中介件90裝配就位之后塑性彎曲該周向舌或徑向舌，實(shí)現(xiàn)對該二構(gòu)件的可轉(zhuǎn)動(dòng)的封裝和定位。需要指出的是，摩擦件70的內(nèi)周面84不必需周向封閉。例如在入口 82的軸向?qū)挾炔辉试S管狀基體60徑向通過時(shí)，包容其的內(nèi)周面8 完全可以沿平行于H或H'的兩條最佳地相互平行的切線方向，徑向延伸成例如大致半周的U形開口狀，參見圖8中的雙點(diǎn)劃線，只要在該內(nèi)周面84/8 上可以設(shè)置出大致半周的凹槽78即可。當(dāng)然，此時(shí)應(yīng)在入口 82 中最佳地設(shè)置一個(gè)與該入口具有互補(bǔ)式構(gòu)造的弧形壓件，以徑向定位管狀基體60。不難想到，只要將導(dǎo)向齒52或92借助諸如精密鑄造、壓鑄或澆注等方式，最佳地直接設(shè)置到圖7中摩擦件70的一個(gè)內(nèi)端面上，就可得到具有軸向力封閉功能的袋形導(dǎo)向件或袋形中介件。裝配時(shí)，先徑向置入中介件或?qū)蚣S向嵌合后再在其與摩擦件70的軸向之間，徑向置入一個(gè)內(nèi)孔固定相連至傳動(dòng)軸200或另一軸的盤形環(huán)狀摩擦件。而顯然地， 圖7所示實(shí)際上即為環(huán)狀摩擦件70與作為袋形構(gòu)件的限力元件160或180結(jié)合為單一剛性整體的情況。因此，只要分離該兩個(gè)構(gòu)件，并依靠諸如在導(dǎo)向件50或中介件90的外周面上設(shè)置以互補(bǔ)的方式沿入口 82徑向延伸的凸緣式力臂，并形成可與入口 82的兩個(gè)徑向側(cè)表面同時(shí)互補(bǔ)式地嚙合的徑向側(cè)表面，再借助該力臂和該側(cè)表面，將導(dǎo)向件50或中介件90 不可旋轉(zhuǎn)地連接至該袋形構(gòu)件的方式，就可構(gòu)造出一個(gè)具有軸向力封閉功能的組合式導(dǎo)向構(gòu)件或中介件。于是，圖7所示的離合器S7即變型為類似如圖9所示的具有組合式袋形導(dǎo)向件的輪-軸傳動(dòng)式安全離合器，或者，變型為具有組合式袋形中介件的軸-軸傳動(dòng)式安全
宦A典
兩口命ο必需強(qiáng)調(diào)的是，當(dāng)袋形構(gòu)件/封裝殼成為一個(gè)與導(dǎo)向件50不可旋轉(zhuǎn)地相連的單獨(dú)的軸向力封閉構(gòu)件時(shí)，其實(shí)際上相當(dāng)于傳力摩擦機(jī)構(gòu)F2中的一個(gè)與導(dǎo)向件50不可旋轉(zhuǎn)地相連的摩擦片。關(guān)于包括袋形構(gòu)件的離合器的更多詳細(xì)結(jié)構(gòu)圖示和說明，可參見本申請人提出的中國專利申請201020563404. 9，以及于本申請同日提出的名為具有袋形構(gòu)件的空間楔合式摩擦超越離合器的專利申請，本申請不作進(jìn)一步說明。圖9示出的是導(dǎo)向齒52和92為雙向螺旋齒，可傳遞雙向轉(zhuǎn)矩并具有雙向防過載 /沖擊功能的齒輪S8。其中，限力元件180也是一個(gè)環(huán)狀袋形構(gòu)件，其與圖7 8所示的摩擦件70的區(qū)別在于，其限力端部188a的徑向凸緣式外周面上設(shè)置有用以輸入轉(zhuǎn)矩的輪齒 168，其環(huán)狀凹槽中不可旋轉(zhuǎn)地連接有用以傳出轉(zhuǎn)矩的導(dǎo)向件50，兩者因此構(gòu)成一組合式導(dǎo)向件。為此，在導(dǎo)向件50的外周面上，設(shè)置有以互補(bǔ)的方式沿入口 82徑向延伸至封口件190 內(nèi)表面的力臂陽。力臂陽的兩個(gè)徑向側(cè)表面，可與入口 82的兩個(gè)徑向側(cè)表面同時(shí)互補(bǔ)式地嚙合，并傳遞轉(zhuǎn)矩。封口件190則是一個(gè)最佳地以過盈連接方式設(shè)置在限力元件180外周面上的管狀圓環(huán)。顯然，如果需要，上述圖7中的摩擦件70也可以是上述組合構(gòu)件，即，在摩擦件70 與中介件90的軸向之間加入一個(gè)設(shè)置有上述力臂的盤形摩擦環(huán)。作為離合器S2的變型，圖9中的無級支撐機(jī)構(gòu)SS，仍是一個(gè)以支撐件220為中介件且具有極限角I'的空間楔形機(jī)構(gòu)，其設(shè)置有最佳地呈單向的轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)UG。支撐件 220通過軸向抵觸和轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)向兩種連接方式，設(shè)置在作為被支撐件的導(dǎo)向件50與限力元件 180的支撐端面189之間。轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)UG的兩組具有互補(bǔ)式構(gòu)造的如前所述的鋸齒狀單向螺旋導(dǎo)向齒62和232，分別設(shè)置在支撐件220和導(dǎo)向件50的相互面對的圓環(huán)形端面上，以使兩者轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)向地相連接。實(shí)際上，導(dǎo)向齒62和232也可分別設(shè)置在支撐端面224 和189上。再參見圖10，單向螺旋導(dǎo)向齒232具有類似于圖13所示的鋸齒狀導(dǎo)向齒9 或 92b的齒形，其設(shè)置有升角λ ‘小于ξ ‘的螺旋導(dǎo)向面234，最佳地平行于軸線X的非導(dǎo)向面236，以及齒頂面238。為降低齒輪S8的離心慣性力和彈性預(yù)緊力，支撐件220的外周面上設(shè)置有沿入口 82徑向延伸至封口件190內(nèi)表面的力臂222。該力臂222具有適當(dāng)向內(nèi)傾斜的側(cè)表面228，以使該力臂222與入口 82兩側(cè)面可以最佳地具有轉(zhuǎn)動(dòng)間隙，從而保證大致環(huán)狀的支撐件220相對限力元件180具有大于零的周向自由度。這樣，相對限力元件180 轉(zhuǎn)動(dòng)支撐件220，便可在該周向自由度之內(nèi)，軸向無級地驅(qū)離/移動(dòng)導(dǎo)向件50，從而持續(xù)地將中介件90無周向間隙地剛性壓緊在摩擦件70上，以將三者間的軸向自由度限定為零的形式，強(qiáng)制性地建立起摩擦連接機(jī)構(gòu)的軸向力封閉式抵觸連接。相應(yīng)地，為機(jī)構(gòu)G和UG提供彈性預(yù)緊力的壓縮式彈簧150，設(shè)置在由位于力臂222 外周面內(nèi)端的周向槽230，與位于力臂55外表面相對端的對應(yīng)且周向相錯(cuò)的周向槽所形成的組合式周向槽中，并被封口件190的內(nèi)周面徑向限定住。該組合槽、單向轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)UG 的導(dǎo)向方向、支撐件220相對限力元件180的周向自由度具有這樣的設(shè)置效果。S卩，至少在支撐件220相對導(dǎo)向件50轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)向并致使齒輪S8建立起軸向力封閉式抵觸連接之前，一方面，力臂222不應(yīng)周向抵觸至入口 82的兩側(cè)壁，另一方面，彈簧150的兩端應(yīng)始終抵觸在不同周向槽的周向相對端面上，以使導(dǎo)向機(jī)構(gòu)UG始終具有轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)向的周向驅(qū)動(dòng)力。實(shí)際上，彈簧150也可以是最佳地設(shè)置并分別連接在支撐件220與導(dǎo)向件50的外周面上，或分別連接至力臂222與55的拉簧，以將兩相鄰導(dǎo)向齒62和232雙方的導(dǎo)向面持續(xù)地相向拉緊。顯然，無級支撐機(jī)構(gòu)SS本身也可視為彈性預(yù)緊機(jī)構(gòu)的一部分，該機(jī)構(gòu)也可具體為如上所述的封閉腔體裝置。應(yīng)特別指出的是，參照前文所述，無級支撐機(jī)構(gòu)SS的導(dǎo)向升角λ ‘越接近其極限角ξ'，驅(qū)動(dòng)支撐件220作分離解楔轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)矩就越接近于零，理論上，該轉(zhuǎn)矩隨著λ ‘等于ξ'而等于零。當(dāng)然，為提高無級支撐機(jī)構(gòu)SS楔合的可靠性，驅(qū)動(dòng)彈簧150此時(shí)提供的彈性預(yù)緊力應(yīng)最佳地達(dá)到相對最大。于是，只要設(shè)置一個(gè)解除機(jī)構(gòu)，以在過載時(shí)，驅(qū)動(dòng)支撐件220克服彈簧150的反力，以及其對應(yīng)的相當(dāng)有限的摩擦阻力轉(zhuǎn)矩，作解除無級支撐機(jī)構(gòu) SS的導(dǎo)向作用的轉(zhuǎn)動(dòng)，便可解除支撐件220的剛性無級支撐狀態(tài)，令齒輪S8的殘余轉(zhuǎn)矩輕易地等于零。從而以全機(jī)械的簡單方案，全面優(yōu)于現(xiàn)有技術(shù)中昂貴的液壓安全聯(lián)軸器。例如，該解除機(jī)構(gòu)可以是一個(gè)行星凸輪機(jī)構(gòu)。參見圖9，其行星軸可轉(zhuǎn)動(dòng)地貫通設(shè)置在位于限力端部188b上的軸向孔81中，固定在該軸內(nèi)端部的偏心凸輪，可轉(zhuǎn)動(dòng)地收納在位于支撐件220外端面的徑向槽中，而固定在該軸外端部的設(shè)置有部分輪齒的行星輪，則嚙合至緊貼限力端部188b外端面且空套在傳動(dòng)軸200外周面上的中心齒環(huán)。借助諸如徑向螺釘或脹緊之類的方式，該中心齒環(huán)可無級地固定在傳動(dòng)軸200外周面上。非過載時(shí)，偏心凸輪位于周向上的一個(gè)極端位置上。過載后，隨傳動(dòng)軸200 —道相對限力元件180轉(zhuǎn)動(dòng)的中心齒環(huán)，便通過與行星輪的嚙合關(guān)系，驅(qū)動(dòng)偏心凸輪轉(zhuǎn)至周向上的另一極端位置。之后， 該偏心凸輪便被彈簧150以公知技術(shù)中的任何一種公知方式，例如文獻(xiàn)CNlOl 117987A中圖 49所公開的方案，定位/鎖定在該位置上。而偏心凸輪轉(zhuǎn)動(dòng)的結(jié)果，將驅(qū)動(dòng)支撐件220完成解除其剛性無級支撐的轉(zhuǎn)動(dòng)，從而解除齒輪S8中的空間楔合狀態(tài)，以及軸向力封閉式抵觸連接，使后者開始空轉(zhuǎn)。同時(shí)，行星輪的輪齒部分正好結(jié)束與中心齒環(huán)的嚙合關(guān)系，不再被后者驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)。而恢復(fù)齒輪S8的接合傳動(dòng)的操作則非常簡單和快捷，解除對中心齒環(huán)的固定并軸向稍微移開，手工旋轉(zhuǎn)復(fù)原行星齒輪以恢復(fù)支撐件220的剛性無級支撐作用，再按現(xiàn)有位置無級地恢復(fù)中心齒環(huán)與行星齒輪的嚙合關(guān)系，并再次無級固定住中心齒環(huán)即可。
顯然，齒輪S8用于輪到軸的安全傳動(dòng)。但只要互換圖9中的轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)G和牽引摩擦機(jī)構(gòu)Fl的軸向位置，也就是成對地互換導(dǎo)向齒52、92與摩擦面72、104的軸向位置， 導(dǎo)向件50將變型為摩擦件，齒輪S8將可用于軸到輪的安全傳動(dòng)?；蛘?，將摩擦件70與中介件90合并成一個(gè)零件，并在傳力摩擦面58與74之間置入一個(gè)內(nèi)孔中耦合有輸出軸的摩擦環(huán)，導(dǎo)向件50將變型為中介件。屆時(shí)，被支撐件將分別由摩擦件和中介件充當(dāng)。如果需要齒輪S8高速轉(zhuǎn)動(dòng)，可以任何一種公知技術(shù)進(jìn)行回轉(zhuǎn)平衡。例如，在封口件190內(nèi)徑側(cè)未被填滿的入口 82的剩余空間中，設(shè)置一個(gè)與該剩余空間最佳地具有互補(bǔ)式構(gòu)造的弧形平衡元件/配重塊。該平衡元件最佳地被貫穿于其中，并穿過位于導(dǎo)向件50和支撐件220上的相應(yīng)避讓通孔，固定連接在限力元件180的軸向孔81中的至少一個(gè)固定銷徑向定位。以上僅僅是本發(fā)明針對其有限實(shí)施例給予的描述和圖示，具有一定程度的特殊性，但應(yīng)該理解的是，所提及的實(shí)施例和附圖都僅僅用于說明的目的，而不用于限制本發(fā)明及其保護(hù)范圍，其各種變化、等同、互換以及更動(dòng)結(jié)構(gòu)或各構(gòu)件的布置，都將被認(rèn)為未脫離開本發(fā)明構(gòu)思的精神和范圍。
權(quán)利要求
1.一種空間楔合式摩擦安全離合器，包括繞一軸線回轉(zhuǎn)且可軸向接合的至少一個(gè)牽引摩擦機(jī)構(gòu)，其具有至少一個(gè)中介件以及繞所述軸線回轉(zhuǎn)并設(shè)置有摩擦面的摩擦件，以將摩擦轉(zhuǎn)矩由所述中介件傳遞至所述摩擦件；為所述牽引摩擦機(jī)構(gòu)提供接合力并繞所述軸線回轉(zhuǎn)的至少一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)，其具有所述中介件以及繞所述軸線回轉(zhuǎn)并設(shè)置有相應(yīng)導(dǎo)向面的導(dǎo)向件，以將轉(zhuǎn)矩由所述導(dǎo)向件傳遞至所述中介件；當(dāng)所述導(dǎo)向件和所述摩擦件被所述中介件可驅(qū)動(dòng)地楔合成一個(gè)摩擦體時(shí)，所述導(dǎo)向件的所述導(dǎo)向面與所述中介件之間的相互抵觸部位的升角λ，大于ζ且小于等于ξ，Β卩，ζ < λ ≤ ξ，其中，ζ、ξ分別是，能夠令形成于所述抵觸部位的導(dǎo)向摩擦副自鎖的所述升角 λ的最小值和最大值。
2.按權(quán)利要求1所述的安全離合器，其特征在于該安全離合器包括兩個(gè)繞所述軸線回轉(zhuǎn)的摩擦機(jī)構(gòu)，其中一個(gè)是所述牽引摩擦機(jī)構(gòu)，其中另一個(gè)是與所述導(dǎo)向件和所述摩擦件至少不可旋轉(zhuǎn)地分別結(jié)合在一起的傳力摩擦機(jī)構(gòu)以及再一個(gè)所述牽引摩擦機(jī)構(gòu)中的一個(gè)。
3.按權(quán)利要求1 2任一項(xiàng)所述的安全離合器，其特征在于還包括至少一個(gè)限力元件；以及所述導(dǎo)向件、所述中介件和所述摩擦件中的至多一個(gè)，是至少通過不可旋轉(zhuǎn)的連接方式包括所述限力元件的力封閉式組合構(gòu)件，以建立相互之間的軸向力封閉式抵觸連接。
4.按權(quán)利要求1 3任一項(xiàng)所述的安全離合器，其特征在于所述導(dǎo)向件的所述導(dǎo)向面是螺旋型齒面，其設(shè)置在所述導(dǎo)向件的包括端面、內(nèi)周面和外周面的一個(gè)表面上；在軸平面內(nèi)，該螺旋型齒面與所述軸線之間的夾角大于0度，小于 180度；以及所述中介件是一個(gè)繞所述軸線形成并設(shè)置有相應(yīng)回轉(zhuǎn)摩擦面的環(huán)狀構(gòu)件，其還設(shè)置有導(dǎo)向面，該導(dǎo)向面是與所述導(dǎo)向件的所述導(dǎo)向面具有互補(bǔ)式構(gòu)造的螺旋型齒面，并對應(yīng)地設(shè)置在所述中介件的端面、外周面和內(nèi)周面中的一個(gè)表面上。
5.按權(quán)利要求1 3任一項(xiàng)所述的安全離合器，其特征在于所述導(dǎo)向件、所述中介件、所述摩擦件和所述限力元件之一是袋形構(gòu)件，以建立相互之間的軸向力封閉式抵觸連接，其設(shè)置有繞所述軸線回轉(zhuǎn)的至少大致半周的內(nèi)周面，以及位于該內(nèi)周面上的大致半周的凹槽和由所述袋形構(gòu)件的外周面連通至該凹槽的入口。
6.按權(quán)利要求1 4任一項(xiàng)所述的安全離合器，其特征在于所述限力元件包括徑向上至少大致對稱的兩個(gè)半圓殼和至少一個(gè)環(huán)形箍，該兩個(gè)半圓殼的形狀具有這樣的組合效果，即，二者徑向?qū)铀鶚?gòu)成的組合構(gòu)件，設(shè)置有繞所述軸線的中心圓孔以及位于該中心圓孔內(nèi)周面上的繞所述軸線的周向凹槽；所述環(huán)形箍設(shè)置在所述組合構(gòu)件的中部和外端部之一的外周面上，以固定所述組合構(gòu)件。
7.按權(quán)利要求1 6任一項(xiàng)所述的安全離合器，其特征在于還包括繞所述軸線設(shè)置的無級支撐機(jī)構(gòu)，其設(shè)置在所述限力元件和被支撐件之間，以軸向上無級移動(dòng)該被支撐件的方式，將所述導(dǎo)向件、所述中介件和所述摩擦件之間的軸向自由度限定至最小等于零；所述被支撐件是所述導(dǎo)向件、所述中介件和所述摩擦件中與所述限力元件不可旋轉(zhuǎn)地相連接的那一個(gè)。
8.按權(quán)利要求7所述的安全離合器，其特征在于所述無級支撐機(jī)構(gòu)具有繞所述軸線設(shè)置且至少呈大致環(huán)狀的支撐件，其通過軸向抵觸和轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)向兩種連接方式，分別連接至所述限力元件和所述被支撐件；并且，所述支撐件相對所述限力元件的周向自由度大于零。
9.按權(quán)利要求7所述的安全離合器，其特征在于所述無級支撐機(jī)構(gòu)包括可軸向伸縮且包含有流體的封閉腔體裝置，設(shè)置在所述限力元件上用以連通該裝置與外界的至少一個(gè)通道，以及封堵該通道的密封件；以及還包括周向自由度大于等于零的周向限位機(jī)構(gòu)，該機(jī)構(gòu)具有至少一個(gè)限位凸起和對應(yīng)且持續(xù)地收納該限位凸起的限位凹槽，兩者至少間接地分別設(shè)置在所述中介件和所述導(dǎo)向件上。
10.一種空間楔合式摩擦聯(lián)軸器，包括繞一軸線回轉(zhuǎn)且可軸向接合的至少一個(gè)牽引摩擦機(jī)構(gòu)，其具有至少一個(gè)中介件以及繞所述軸線回轉(zhuǎn)并設(shè)置有摩擦面的摩擦件，以在該兩構(gòu)件間傳遞摩擦轉(zhuǎn)矩；為所述牽引摩擦機(jī)構(gòu)提供接合力并繞所述軸線回轉(zhuǎn)的至少一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)，其具有所述中介件以及繞所述軸線回轉(zhuǎn)并設(shè)置有相應(yīng)導(dǎo)向面的導(dǎo)向件；當(dāng)所述導(dǎo)向件和所述摩擦件被所述中介件楔合成一個(gè)摩擦體時(shí)，所述導(dǎo)向件的所述導(dǎo)向面與所述中介件之間的相互抵觸部位的升角λ，大于零且小于等于ζ，Βρ，0< λ ^ ζ, 其中，ζ是能夠令形成于所述抵觸部位的導(dǎo)向摩擦副自鎖的所述升角λ的最小值，也是令所述牽引摩擦機(jī)構(gòu)的牽引摩擦副自鎖的所述升角λ的最大值。
全文摘要
本空間楔合式摩擦安全離合器設(shè)置有空間楔形機(jī)構(gòu)，轉(zhuǎn)矩由其中的轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)G向牽引摩擦機(jī)構(gòu)F1傳遞，機(jī)構(gòu)F1包括具有回轉(zhuǎn)摩擦面的摩擦件和中介件，機(jī)構(gòu)G的包括最佳地具有螺旋齒式導(dǎo)向面的導(dǎo)向件和上述中介件。特別地，所述導(dǎo)向面的升角介于能夠僅僅確保所述導(dǎo)向面之間的導(dǎo)向摩擦副自鎖的升角的最小值和最大值之間，使中介件可以楔合導(dǎo)向件和摩擦件以傳遞轉(zhuǎn)矩，且在過載時(shí)通過機(jī)構(gòu)F1的回轉(zhuǎn)摩擦副的自動(dòng)滑轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)過載保護(hù)。本發(fā)明依據(jù)全新技術(shù)原理設(shè)計(jì)，在全壽命期內(nèi)，無需任何設(shè)置和調(diào)節(jié)，無關(guān)于溫度等使用環(huán)境和狀態(tài)，其每一次具體過載動(dòng)作都次次發(fā)生在原動(dòng)機(jī)的動(dòng)力轉(zhuǎn)矩達(dá)到最大之際，不存在誤動(dòng)作，結(jié)構(gòu)簡單，通用性強(qiáng)。
文檔編號F16D7/02GK102537124SQ20101062477
公開日2012年7月4日 申請日期2010年12月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月30日
發(fā)明者洪濤 申請人:洪濤