專利名稱：杠桿離合器和杠桿制動器的制作方法
技術領域：
本發明是一種摩擦離合器和摩擦制動器，它屬于機械傳動的技術領域。離合器和制動器主要由主動件和從動件，以及施壓件和操縱系統組成。
離合器和制動器是機械傳動系統中的一類極其重要的基礎部件，離合器的作用是使機械中的主動件和從動件之間實現運動或動力的傳遞或分離，而摩擦離合器具有在主動件與從動件轉差較大的狀態下平穩接合的優點。而摩擦制動器具有在從動件(轉動件)與主動件(固定件)轉差較大的狀態下平穩制動的優點。因此它們在機械、化工、輕紡、交通、冶金、礦山等各個領域獲得了廣泛的應用，特別是在汽車上的應用更為廣泛和重要。摩擦離合器與摩擦制動器都是靠主從動件之間產生摩擦力來實現接合和制動的，因而工作方式完全相同。摩擦制動器由于有一個主要件是固定的，可以不把操縱運動傳遞到旋轉部件上，因而結構比離合器更簡單，所以人們常把摩擦離合器與摩擦制動器作為同一類部件來研究、設計和制造。離合器的一個重要類型為外力操縱摩擦式離合器，其中一種為機械式摩擦離合器，它常用人力去操縱離合器接合或分離的。如汽車上常用的常閉盤式機械離合器，它的接合是靠彈簧力來使主從動件之間壓緊，從而使它們之間產生摩擦力來傳遞運動和動力的。它分離時是靠人的腳踏力經杠桿系統或液壓系統壓縮彈簧，從而使離合器分離的。人工操縱的機械式離合器，由于人的力量和操縱行程有限，因而有傳遞扭矩小，勞動強度大，體積大等缺點。
在機械摩擦離合器中有一種用杠桿采施壓的離合器，如離合器結構圖冊中90-102頁有反映。這種離合器由于要考慮分離后主從動件之間要能產生足夠大的間隙使離合器分離徹底，以減少磨損和摩擦損失等問題，再加上要使它的體積不能太大，接合后還要有充足的磨損量。因而它的杠桿省力比不可能太大，從而大大限制了它的用途，它一般只用于中小功率的場合。
而氣動，液壓摩擦離合器有體積小，傳遞力矩大，容易實現自動控制等優點，但也有結構復雜，可靠性比人工操縱離合器低一些，制造成本和使用成本高的缺點。
在汽車上使用的摩擦式制動器，一般分為鼓式和盤式，鼓式制動器有效能因數大一些的優點，但存在機械衰退(熱衰退)和水衰退的缺點，從而大大影響制動性能，影響行車安全。盤式制動器雖然沒有機械衰退和水衰退的缺點，但是效能因數比較小(一般只為1)，因而操縱力要增大很多或用動力助力才能滿足制動的需要。從而也大大限制了它的應用。就連中低檔轎車都無法全部采用，一般都是前盤后鼓。
摩擦離合器的另一個重要分支是摩擦式超越離合器，它是一種隨速度的變化或轉動方向的變換而自動接合或分離的離合器。未見到對它改進后能隨需要平穩接合或分離的實例。并未見有盤式的超越離合器。以上離合器和制動器在段廣漢編著的《離合器結構圖冊》1985年，國防工業出版社出版，51頁-81頁247-255中有記載，由聯邦德國的G·尼曼·H溫特爾所著《機械零件》第三卷中譯本，1991年，機械工業出版社出版，第二十九章摩擦離合器與摩擦制動器，222頁-291頁。在《汽車設計》吉林工業大學汽車教研室編，機械工業出版社1983年出版，451-489頁，以及《汽車工程手冊》第二分冊，日本自動車技術會，小林明等編機械工業出版社，1984年出版258-310頁均對離合器、制動器作了詳細介紹。
本發明的目的是針對上述摩擦式離合器和制動器存在的不足，而提供的一類易于控制，操縱力特別小，承載能力大，體積小，結構簡單，接合和制動平穩的離合器和制動器。
本發明所述的杠桿離合器和杠桿制動器，其實施方案為，有主動件(盤或環或軸)，有從動件(盤或環或軸)，有操縱機構，有杠桿塊，在控制件(盤或環或塊)與壓盤(或壓環或壓塊)或從動件之間設置有杠桿塊，杠桿塊的兩受力處A和B為曲面，杠桿塊的A曲面與控制件連接，杠桿塊的B曲面與從動件或壓盤(或壓環或壓塊)相連接，杠桿塊的另一受力端C為曲面或斜面，C端與撥爪連接。
在杠桿離合器接合終了時和制動器制動終了時，這時杠桿塊上的另一受力端C在直角坐標系中的1象限內或4象限內，杠桿塊上A曲面的瞬心O1或接觸點A’在直角坐標系中的2象限內或3象限內，而B曲面的瞬心O或接觸點B’在園點。或者在杠桿離合器接合終了時和杠桿制動器制動終了時，當C端在直角坐標系的2象限內或3象限內時，瞬心O1或接觸點A’在1象限內或在4象限內，而B曲面的瞬心O或接觸點B’在園點。
本發明所述的杠桿離合器和杠桿制動器較佳實施方案是杠桿塊與從動件之間最好設置壓盤(或壓環或壓塊)。杠桿塊的A曲面較好為凸的曲面，最好為凸的園弧面或球面。杠桿塊上的B曲面較好為凹的曲面，最好為凹的園弧面或球面。杠桿塊上的C曲面較好為凸的曲面，最好為凸的園弧面。壓盤上與杠桿塊相連接的b曲面為與杠桿塊的B曲面相補償的相同或相似的曲面，較好為凸的曲面，最好為凸的相同或小一點的園弧面或球面。控制件上與杠桿塊相連接的a曲面，為與杠桿塊的A曲面相補償的相同或相似的曲面，較好為凹曲面，最好為凹的相同或大一點的園弧面或球面，杠桿塊上與撥爪的接觸處C為線或點或一個小面，在撥爪上可設置滾動體，最好為滾柱。當杠桿離合器接合終了時和杠桿制動器制動終了時，杠桿塊C曲面的瞬心O2最好在1象限或2象限內。
本發明進一步的實施方案是當杠桿離合器和杠桿制動器為盤式時，最好在控制件與支架或補償裝置之間設置支承盤(或塊)，并可在壓盤與支架之間設置轉壓件，作為制動器時，可只設置一組或不均勻分布設置杠桿塊組件。
本發明所述的杠桿離合器和杠桿制動器較好的實施方案是在從動件上或支承盤與支架之間可設置間隙補償裝置或自動間隙補償裝置。
附圖的圖面說明如下

圖1B面為凸曲面且為點接觸，并沒有壓環的杠桿離合器和杠桿制動器。
圖2杠桿塊A曲面為凸園弧面，a曲面為與A相補償并相同的園弧面，杠桿塊上B曲面為凹園弧面，而壓盤上b曲面為與B相補償并相同的園弧面，杠桿塊上C曲面為凸的園弧面的杠桿離合器和杠桿制動器。
圖3圖2上的D-D剖視4從動件為環，控制件為軸的杠桿離合器和杠桿制動器圖5杠桿塊的受力分析簡6杠桿塊上正壓力求解簡7控制力與傳遞力的求解簡8杠桿塊的運動分析簡9撥爪上C端為凹園弧，杠桿塊上C端為小園弧，且由控制滑套與主動撥爪和控制件上斜槽相對移動，從而轉動杠桿塊來控制離合器接合和分離，并控制制動器進行制動和解除制動的杠桿離合器和杠桿制動器。
圖10圖9的剖視11圖10的K向局部視12杠桿塊上B曲面為凹園弧，而壓塊上的b曲面比它對應相補償的園弧B小一點的杠桿離合器和杠桿制動器的局部視圖。
圖13杠桿塊上的B曲面為凹的橢園，而壓環上的b曲面為小一點的凸橢園的杠桿離合器和杠桿制動器的局部視14從動件為盤，并有支承盤7，并且杠桿塊上A曲面為凹橢園，而控制件為塊，且控制塊上對應的a曲面為小一些的雙曲面的杠桿離合器和杠桿制動器的局部視圖。
圖15一種汽車用的盤式杠桿離合器圖16圖15上A-A局部視圖，圖示為自動補償裝置的棘輪部份的結構17一種汽車用鉗盤式杠桿制動器圖18圖17上A-A局部視圖，圖示為轉壓件與壓塊之間的連接狀況圖19對置有一對杠桿塊組和有兩組自動補償裝置的鉗盤式杠桿制動器圖20圖19的K向視21一種用于機床或汽車變速裝置中的換檔離合器的剖視22圖21的左視圖本發明下面將結合附圖對它們的具體實施例作進一步的祥述。參照圖1-9本發明所述杠桿離合器和杠桿制動器，具有從動件3(從動環或從動軸或從動盤，作為制動器時可叫轉動件)和主動件1(主動撥抓環或主動盤，作為制動器時可叫固定件)，當主從動件為軸類時，它們之間有較高的同軸度，主從動件之間可相對轉動。從動件3可以為軸，如圖1-3和圖5-9所示，也可以為環，如圖4所示，也可以為盤，如圖15-22所示。這時對應的主動件1和壓盤2也作相應地變化。在控制件4與從動件3之間設置有杠桿塊5。為減少磨損、方便控制，最好在杠桿塊5與從動件3之間設置壓盤2(或壓環或壓塊)。杠桿塊5上的A曲面與控制件4連接，杠桿塊5的B曲面與從動件3或壓盤2連接，杠桿塊5的C端與撥爪6連接。撥爪6與主動件1或支承盤7或支架25固接。
杠桿塊5上的A、B曲面可以是凸的曲面也可以凹的曲面。如圖1-22所示。但相對來講，杠桿塊5上的A曲面為凸曲面較好，A曲面最好為凸的園弧面或球面。杠桿塊5上的B曲面為凹曲面較好，最好為凹的園弧面或球面。杠桿塊5上的A、B曲面的曲線可以為雙曲線、拋物線、橢園等的一部份，但最好為園弧或球。杠桿塊5上C端的曲面較好為斜面或凸的曲面，最好為凸的園弧面。與杠桿塊5上A、B曲面相對應連接的控制件4和壓盤2上的a、b曲面，為與杠桿塊5上A、B曲面相補償的曲面，即杠桿塊5上A、B為凸曲面時，控制件4和壓盤2上對應連接的a、b曲面就為凹曲面。如杠桿塊5上A、B為凹曲面時，控制件4和壓盤2上對應的a、b曲面就為凸曲面。控制件4和壓盤2上與杠桿塊5相連接的a、b曲面最好為相補償并與杠桿5上A、B曲面相同或近似的曲面。控制件4上的a曲面最好為凹的并與杠桿塊5上A曲面相同或大一點的園弧面或球面，而壓盤2上的b曲面最好為與杠桿塊5上的B曲面相同或小一些的園弧面或球面。杠桿塊5的C受力端可以為曲面或斜面，C曲面較好為凸的曲面，最好為凸的園弧面。撥爪6與杠桿塊5的接觸面C端為一個小的曲面、或一條線，或為點接觸。它們之間在滿足強度等要求后，接觸面小一點為好，小一些后控制力F1比較小和較穩定。當杠桿塊5在接合分離時，它與撥爪6的接觸端在杠桿塊5上較小時，撥爪6的C端可以為凹曲面，較好為園弧面。如圖5所示，在杠桿塊5與從動件3之間最好設置壓盤(或壓環或壓塊)2，這樣可大大提高杠桿離合器和杠桿制動器的壽命和性能。為提高壽命和性能，杠桿塊5上的A、B曲面與控制件4與壓盤2的a、b曲面之間可以設置滾針，鋼球等滾動體。也可以在C端設滾柱。杠桿離合器和杠桿制動器除了可以象圖1-10那樣設計為軸式的外，還可以象圖15-22那樣設計為盤式，以提高承載能力和壽命。
下面結合圖2-3來對本發明所述的杠桿離合器和杠桿制動器的工作原理作一描述。圖2和圖3是一種設置有壓環2的軸式杠桿離合器或杠桿制動器。當主動件1和從動件3都能轉動時為杠桿離合器，當它們之間只有一個能轉動，而另一個固定時為杠桿制動器。它的工作原理為，主動件1從原動機或其它部件得到運動時，主動件1在圖2的狀態下逆時針轉，這時控制離合器8在右邊處于分離狀態，控制件4與主動件1之間有1根分離彈簧31拉住并到位。這時杠桿塊5與壓環2撥爪6的推動下和控制件4的作用下都向逆時針轉動并到位。這時杠桿離合器和杠桿制動器處于分離或不制動的狀態。當需要接合或制動時，在外力的作用下控制離合器8向左移動、并逐漸與控制環4上的錐面接合。由于控制離合器8與從動件3之間用花鍵套10連接，它只能作軸向移動，而不能與從動件3作轉動。這時在控制環4上產生一個與主動件1運動方向相反的摩擦力，當這個摩擦力大于彈簧31的拉力后，控制環4的轉速慢下來，而撥抓6的轉速并不降低，這時杠桿塊5在控制環4與撥爪6的作用下向順時針轉動，當主動件1與杠桿塊5以及壓環2和從動件3之間卡緊時，杠桿塊5逐漸施壓到壓環2上，并在壓環2上與從動件3之間產生正壓力和摩擦力。當所有杠桿塊5上產生的正壓力N乘壓環2與從動件3之間的的摩擦系數μ等于或大于負載施于從動件3上的阻力時，從動件3開始轉動，并逐漸達到主動件的轉速。杠桿離合器完全接合。
作為制動器時，從動件3固定，主動件1逆時針轉動。當控制離合器8與控制件4上的錐面接合后，杠桿塊5向順時針轉動，當壓環2與從動件3之間產生了摩擦力后杠桿制動器開始制動，并逐漸使主動件1停下來，制動終了。
圖5-7為杠桿塊5的受力分析圖。圖8為杠桿塊5的運動分析圖。杠桿塊5的卡緊為在圖8所示的狀態下，杠桿塊5上A曲面的瞬心O1或接觸點A’在向順時針轉動時在F1、P1、P和P2的作用下怎樣都不能轉動到1象限時為卡緊。圖5-7中F1——控制離合器8經控制件4作用于杠桿塊5上的控制力。
F——從動件3經壓環2反作用于杠桿塊5的摩擦力。
F2——撥爪6作用于杠桿塊5上合力P2在X軸上的分力。
N——從動件3經壓環2反作用于杠桿塊5上的正壓力。
N1——控制件4作用于杠桿塊5的力P1在Y軸上的分力。
N2——撥爪6作用于杠桿塊5上合力P2在Y軸上的分力。
圖5-8中的直角坐標是這樣設定的，杠桿離合器接合終了和杠桿制動器制動終了時，從控制件4這時的瞬心O3向杠桿塊5上B曲面的瞬心O或B’(如B曲面與b曲面為點接觸這一點為B’)并過O或B’作一直線，并以這條直線作為直角坐標系Y軸的一部份，并以O或B’作為坐標系的園點，并過O或B’點作一條垂直于Y軸的直線，并以這一條直線作為X軸。如圖1-13中的O3都為杠桿離合器和杠桿制動器的轉動中心。如控制件4作直線運動時(如圖14-20)，那么它的瞬心O3在垂直于運動方向的無窮遠處。這時作Y軸的方法為過O點或B’點作一垂直于控制件4運動方向的直線為Y軸，指向A曲面的方向為Y軸的正向，其它同上述。
從受力分析圖5-7可以看出，控制離合器8產生并作用于杠桿塊5的控制力F1可以遠遠小于F和F2。從小幾倍到幾十倍甚至上百倍。因為圖7中e與d的大小可以人為設計。但e太小可能造成F1不太穩定。
從圖5-7知道杠桿塊5能傳遞的力F＝N·μ，F1＝F·e/d，F2＝F1＋F，N1＝N2·h/l，N＝N1＋N2，N2＝F2tgα，式中μ為壓盤2與從動件3之間的摩擦系數。只有當F≤N·μ時離合器才能不打滑地工作。由于e/d可以設計得很小，因而對整個離合器的控制力可以很小。
當需要杠桿離合器分離和杠桿制動器解除制動時，只要把控制離合器8向右移動，使它與控制件4的錐面分離，杠桿塊5上的力F1消失，杠桿塊5這時只要和處于自鎖狀態，杠桿塊5上的力P1、P2等力都會消失。它在彈簧31的作用下將向逆時針轉動一定角度，從而會在杠桿塊5與壓環2和從動件3以及控制件4之間產生間隙，離合器分離或制動器解除制動。
這種離合器和制動器具有的容易控制，承載力大，體積小，工作平穩，分離徹底等優點都是由于使用杠桿塊5產生的。第一，是e/d可以很小，從而操縱力可以很小，容易操縱，第二是h/l可以較大，即正壓力N＝F1(1＋d/e)(1＋h/l)·tgα，如α取45°時tgα為1.而d/e一般在10-50之間，h/l一般≥5。
因而N一般為Fl的200倍左右，由于摩擦系數的取值在0.05-0.3左右因而控制力F 1只有它傳遞和制動力F的10-60分之一。當然根據具體情況還可以增大和減小以上參數。
從式中可以看出(1＋d/e)(1＋h/l)為兩個杠桿的增力比之乘積，因而省力作用十分明顯，比其它杠桿機構優越很多倍。
我曾經計算過現有常用一種杠桿結構，當增力比在19倍時，并且接合后有與杠桿離合器相同磨損量的情況下，其體積大15倍。
第三是由于只使用了一個杠桿塊5即可產生二個杠桿省力比相乘的作用，因而它比別的增力方式體積小，另件少。同時在杠桿塊5卡緊后還有足夠的磨損量。當A、C曲面為凸的園弧面，B為凹的園弧面。a、b曲面為與A、B相同或近似的園弧面，杠桿塊5上C曲面的瞬心O2在1象限或2象限內時。在接合和制動過程時，h的變化很小，而e迅速變小。分離和解除制動時，h變化也很小，而e迅速增大。這意味著離合器和制動器可以迅速地進入工作區域和迅速產生較大間隙，徹底分離。這樣可帶來操縱行程很小的優點。而其它增力機構有較大的增力效果時體積和操縱行程變得很大。這一點也是其它增力機構無法相比的，當O2在1、2象限內時只要設計得好在接合和分離時α基本上可以不變。從而導至接合和分離時C端作園周運動，可以使它接合分離十分容易。并且在設計盤式杠桿離合器和杠桿制動器時可以不另設復雜的機構來對壓盤2定位。也是A、B、C和a、b五個曲面最好為園弧面的原因之一。由于A、B和a、b曲面為相補償的園弧面，因而接觸應力下降，壽命上升，并且A、B、C和a、b五個曲面為園弧面將大大有利于加工方便和降低制造成本。以上也是它們最好為相補償的園弧面的原因之一。當然把a曲面設計得比A曲面大一點，把b曲面設計得比B曲面小一點以利操縱方便也是最好的方法之一。
在設計時還應注意，當杠桿離合器在接合終了和杠桿制動器在制動終了時，杠桿塊5與撥爪的接觸端C在直角坐標系的1象限內或4象限內時，B曲面的瞬心O或接觸點B’在園點，A曲面的瞬心O1或接觸點A’在直角坐標系的2象限內或3象限內。當接觸端C在2象限內或3象限內時，O或B’在園點，O1或A’在1象限內或4限內。當A、b、C曲面為園弧面對，這3個園弧的園心即為它們的瞬心。當然設計時還應注意A、a曲面和B、b曲面產生的摩擦阻力對操縱力的影響。
由于杠桿塊5在離合器接合和制動器接合終了和制動終了后可供磨損的量較小，為使它能進行補償可在離合器和制動器上設置補償裝置，圖3中的錐型壓環2，花鍵套10，螺母9就是一種手動補償裝置。當需要補償時，只要轉動螺母9使花鍵套10向左移，即可進行補償。圖2為一種只能逆時針轉動或從動件3作主動時只能向順時針轉動才能正常工作的杠桿離合器和杠桿制動器。而圖1為一種雙向轉動均能正常工作的杠桿離合器和杠桿制動器的結構圖。這時只要把杠桿塊5互相反裝即可。要想使杠桿離合器和杠桿制動器接合和制動。只要使杠桿塊5卡緊即可。如圖9-11即為一種利用斜槽29來使控制件4推動杠桿塊5轉動從而使離合器和制動器接合分離和制動和解除制動的結構圖。
下面結合附圖15介紹另一例實施例。附圖15為一種汽車用的干盤式帶抗扭振彈簧的常閉單片離合器，它的主動件1是發動機的飛輪，它的從動件3為片式。它的工作原理如下，分離時接合子35向左移先壓在分離杠桿12上，然后再壓在間隙杠桿11上，分離杠桿12上的綱絲繩21拉動彈生杠桿20和彈簧17，使它們作用于壓力軸14上的壓力逐漸消失，并使作用于杠桿塊5上C端的壓力逐漸消失，這時分離杠桿12被繼續下壓，鋼絲繩21上的卡子19撥動杠桿塊5上的控制桿32并代動杠桿塊5向順時針轉動，從而使壓盤2與從動件3之間產生間隙，最后徹底分離。設置調整螺桿15的目的是調整壓力軸14與杠桿塊5C端的間隙。設置間隙杠桿11的作用是為了保證杠桿塊5產生的間隙能在從動盤3與壓盤2和主動件之間產生，它要在杠桿塊5已向分離方向轉動一定角度并產生一定間隙后開始工作，并與杠桿塊5的轉動同步。
它接合時的工作原理如下，踏板壓下時，接合子35在左端，從動盤3不動，其它部件都隨主動件1轉動。當接合子在踏板放松的作用下向右移動，分離杠桿12逆時針轉動，壓盤2在定位壓簧23的作用下向左移動最后壓住從動盤3，(壓簧23的彈力很弱，只起推動壓盤3并定位的作用，它不能產生大的正壓力)在壓盤2向左移時，壓盤2與杠桿塊5，控制件4，支承盤之間還有間隙，同時控制桿32逆時針轉動。杠桿塊5在接合彈簧18的作用下向逆時針轉動并到位，使杠桿塊5上的C端能與壓力軸14接觸，這時彈簧桿20在施壓彈簧17的作用下向逆時針轉動，并在接合子繼續左移的情況下，彈簧桿20把施壓彈簧17的彈力逐漸經壓力軸14傳給杠桿塊5的C端，杠桿塊5逐漸產生大的壓力經壓盤2壓向從動盤3，杠桿離合器逐漸接合。壓盤2是由外殼25經驅動鋼片26來驅動的。即杠桿塊5不再承受園周力，只產生正壓力，這一點與現在汽車上常用的由彈簧施壓的單片離合器一樣。
為保證離合器在磨損后仍能正常工作，在離合器上設置了自動補償裝置。它的工作原理如下，當主動件1，從動盤3，壓盤2，以杠桿塊5產生的磨損最后都反映在杠桿塊5卡緊時β角增大上。當β增大到一定值后，控制桿32上的棘爪33伸出卡住自動補償棘輪22。這時只要離合器一分離，棘爪33撥動棘輪向圖16所示的順時針轉動一定角度，棘輪22上的螺紋就推動支承盤7向左移動一點，從而使磨損得到了一定的補償，由于得到了補償，杠桿塊5在下一次接合時β角將減小，棘爪33不一定卡住棘輪22。因而它是一種階梯型的自動補償裝置。現在汽車上的制動器中經常使用這種自動補償裝置，可靠性很高。
圖15所示的離合器由于用彈簧17逐漸施壓因而接合特性持別好，接合分離十分平順，由于壓力軸14與杠桿塊5上的C端在分離后的間隙可以特別小。因而接合分離的操縱力比現有的單片式汽車離合器小幾至十幾倍。并且從動盤2能反向驅動主動件1，從而能實現拖車啟動和能用發動機進行制動。
圖17為一種汽車用的鉗盤式杠桿制動器，它的工作原理與圖15-16所示的杠桿離合器相同，自動補償裝置的工作原理也相同。它與圖15-16所示的杠桿離合器有以下幾個方面不同，第一是它的杠桿塊組件只有一組，(當然也可以是幾組)不象杠桿離合器一般要均勻設置多組。第二是杠桿塊5的C端沒有用彈簧施壓(當然也可以在C端用彈簧施壓)，第三是這種鉗盤式制動器為常開式，外力作用它時為制動狀態。即拉緊鋼絲繩21為制動，而放松鋼絲繩21即解除制動。放松鋼絲繩21后，杠桿塊5在分離彈簧31的作用下順時針轉動。第四是由于不采用在C端用彈簧施壓，為工作可靠，采用了一組轉壓件27，它可以把轉動盤3與壓塊2之間產生的摩擦反作用力經轉壓件27轉90°作用于壓盤2后，再作用于杠桿塊5的C端，從而用C端來支承制動力。這樣可使制動器在操縱力更小的情況下產生更大的制動力，并使它工作更為可靠。當然制動產生的摩擦力最后都傳給支架30。杠桿塊5這樣設置，有另一個好處就是汽車前進到退對的制動力都一樣。
圖19-20為一種裝兩組杠桿塊組的鉗盤式制動器，裝兩組杠桿塊5的目的是為了使轉動盤正反轉都能產生一樣的制動力。如果用于汽車能使汽車前進、后退都能得到相同的制動力，由于壓盤2上產生的制動力直接作用于杠桿塊5的C端，因而不用設置轉壓件27。
以上這兩種鉗盤式制器，除了具有現在常用的鉗盤式制動器無熱衰退和水衰退的優點外，它的操縱力比常用的鉗盤式制動器小幾十倍，從而在用同樣踏力的情況下能產生比現在常用的鉗盤式制動器大幾十倍的制動力，大大提高了汽車和其它機械的安全性。也大大地擴展了鉗盤式制動器的應用范圍(如可用于各種載貨車上)，在保證使用的前提還可大大減少制動系的零件，降低制造和使用成本，并大大提高工作可靠性。
圖21-22為一種用于機床和汽車變速器中的一種盤式杠桿離合器，當然它也可以作為制動器使用。這種離合器與其它盤式杠桿離合器的工作原理一樣，只不過它的體積小一些，由于它的直徑較小，且從動盤3的材料為金屬，所以它分離后的間隙可以小一些，因而沒有設分離壓盤2的機構。也可以在上述鉗盤式杠桿制動器和盤式杠桿離合器中設間隙回位彈簧，為使從動盤3在接合時能帶動主動件1轉動，從而實現拖車啟動和利用發動機制動，它的杠桿塊5的軸線不與壓盤2作用于它的主摩擦力垂直而是平行安裝的。因而在壓塊2與支架30之間安裝了轉壓件27。要使這種杠桿離合器接合分離，只要操縱控制滑動套28移動即可實現。控制滑動套28與從動軸3之間為動配合。
本發明與現在常用的摩擦離合器和制動器相比有以下幾方面的優點1.由于采用了杠桿塊這種具有兩支杠桿相乘效果的另件和結構，從而使操縱力特別小，一般比現在常用的摩擦離合器和摩擦制動器小幾至幾十倍，甚至上百倍，十分容易被控制，為實現機電一體化自動控制提供了一種很好的部件。
2.由于它的操縱力特別小，可以大大簡化它的操縱系，如原來要使用液壓或氣動助力的操縱系統，現在均可直接操縱，從而大大降低了制造和使用成本，并提高了它的可靠性。
3.它的結構簡單，體積小，加工十分方便。
4.由于它在操縱力十分小的情況下，可以產生很大的正壓力，從而可以大量采用摩擦系數小而壽命長的材料作摩擦付。并可大量采用濕式結構，從而大大提高了離合器的壽命。
5.這種制動器用于汽車上后，可大大提高汽車的制動性能，并克服現有鉗盤式制動器的制動力低的缺點。克服現有鼓式制動器有熱衰退和水衰退的缺點，減少20％的車禍。
6.由于這種制動器的操縱力十分小和操縱系統十分簡單，因而可以集行車制動和應急制動系和駐車制動于一身，大大減化制動系的結構和減少另部件、提高可靠性和安全性，大大減少制造成本和使用成本。
7.由于這種制動器的操縱力十分小。把它用于汽車上后將十分容易設計出簡單可靠的防抱死系統。
8.用這種離合器還可方便地研制成各種機械式汽車自動變速器，從而可大大減輕駕駛員的勞動強度，減少30％的車禍。減少駕駛員的培訓費，提高發動機、傳動系30--60％的壽命。
9.本發明的核心在于發明了一種有兩支杠桿的省力效果相乘的省力方式和結構，它不僅能用于離合器和制動器上，還可用于其它需要省力的地方，如制成臺鉗，制成各種機床用的夾具中的壓緊機構中等。因而它將對機械行業和機械自動控制產生很大的影響。
權利要求
1.一種用于機械傳動的杠桿離合器和杠桿制動器，有主動件(盤或環或軸)[1]，有從動件(盤或環或軸)[3]，有操縱機構，有杠桿塊[5]，其特征是在控制件(盤或環或塊)[4]與壓盤(或壓環或壓塊)[2]或從動件[3]之間設置有杠桿塊[5]，杠桿塊[5]的兩受力處A和B為曲面，杠桿塊[5]的A曲面與控制件[4]連接，杠桿塊[5]的B曲面與從動件[3]或壓盤(或壓環或壓塊)[2]相連接，杠桿塊[5]的另一受力端C為曲面或斜面，C端與撥爪[6]連接；在杠桿離合器接合終了時和制動器制動終了時，這時杠桿塊[5]上的另一受力端C在直角坐標系中的1象限內或4象限內，杠桿塊[5]上A曲面的瞬心O1或接觸點A’在直角坐標系中的2象限內或3象限內，而B曲面的瞬心O或接觸點B’在園點；或者在杠桿離合器接合終了時和杠桿制動器制動終了時，當C端在直角坐標系的2象限內或3象限內時，瞬心O1或接觸點A’在1象限內或在4象限內，而B曲面的瞬心O或接觸點B’在園點。
2.根據權利要求1所述的杠桿離合器和杠桿制動器，其特征是杠桿塊[5]與從動件[3]之間最好設置壓盤(或壓環或壓塊)[2]；杠桿塊[5]的A曲面較好為凸的曲面，最好為凸的園弧面或球面；杠桿塊[5]上的B曲面較好為凹的曲面，最好為凹的園弧面或球面；杠桿塊[5]上的C曲面較好為凸的曲面，最好為凸的園弧面；壓盤[2]上與杠桿塊[5]相連接的b曲面為與杠桿塊[5]的B曲面相補償的相同或相似的曲面，較好為凸的曲面，最好為凸的相同或小一點的園弧面或球面；控制件[4]上與杠桿塊[5]相連接的a曲面，為與杠桿塊[5]的A曲面相補償的相同或相似的曲面，較好為凹曲面，最好為凹的相同或大一點的園弧面或球面；杠桿塊[5]上與撥爪[6]的接觸處C為線或點或一個小面，在撥爪[6]上可設置滾動體[36]，最好為滾柱；當杠桿離合器接合終了時和杠桿制動器制動終了時，杠桿塊[5]C曲面的瞬心O2最好在1象限或2象限內。
3.根據權利2所述的杠桿離合器和杠桿制動器，其特征是當杠桿離合器和杠桿制動器為盤式時，最好在控制件[4]與支架[25]或補償裝置[22]之間設置支承盤(或塊)[7]，并可在壓盤[2]與支架[30]之間設置轉壓件[27]；作為盤式制動器時，可只設置一組或不均勻分布設置杠桿塊組件。
4.根據權利要求1或2或3所述的杠桿離合器和杠桿制動器，其特征是在從動件[3]上或支承盤[7]與支架[25]之間可設置間隙補償裝置或自動間隙補償裝置。
全文摘要
用于機械傳動和汽車的摩擦離合器和摩擦制動器。發明了有兩組杠桿省力比相乘從而產生了奇特效果的杠桿塊組件。操縱力比同樣承載能力的其它離合器和制動器小幾倍至幾十倍。它的杠桿比能迅速改變，操縱行程很短，且分離徹底。在省力效果相同時，比其它杠桿機構的體積小十幾倍以上。操縱行程也小幾至十幾倍。它克服了現有杠桿機構，省力作用增加后，體積和操縱行程都增大很多的缺點，并能提供較大可磨損量。
文檔編號F16D41/069GK1157886SQ96101648
公開日1997年8月27日 申請日期1996年2月18日 優先權日1996年2月18日
發明者陳坤 申請人:陳坤