CN110578757A - 一种动力耦合器 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种动力耦合器。一种动力耦合器，包括主动部分、从动部分和接合套，所述主动部分包括固定连接的传动齿轮和同步齿圈，所述同步齿圈的一端固定连接在所述传动齿轮的一端面上；所述从动部分包括花键毂、锁环和输入轴，所述传动齿轮通过滚针轴承空套在所述输入轴上，所述锁环嵌入所述花键毂，所述花键毂的内花键与所述输入轴上的外花键传动连接，所述花键毂的外花键与所述接合套的内花键传动连接，所述接合套轴向移动后与所述锁环和所述同步齿圈啮合。本发明结构简单、体积小、接合冲击力小，能达到同步传动的功能。
Description
技术领域
本发明涉及混合动力汽车同步器领域，更具体地，涉及一种动力耦合器。
背景技术
混合动力汽车耦合技术是混合动力汽车动力装置的关键技术之一。混合动力汽车上的两个或多个动力源的动力通过耦合方式输出至驱动轮，使汽车以混合动力模式运行。耦合技术的成熟程度对混合动力汽车的性能有直接影响。
目前较为常见的混合动力汽车耦合方式有转矩耦合式、转速耦合式、牵引力耦合式和混合耦合式。其中，转矩耦合式当中的齿轮耦合形式由于具有制造成本低、控制难度低、结构较简单等优点，为混合动力汽车行业所广泛接受。该种耦合方式使用摩擦片式离合器进行动力源耦合。
但是，摩擦片式离合器无转速同步功能，且本身转动惯量较大，这导致其接合时平顺性较差，冲击较大，使汽车的行驶平顺性不理想。此外，摩擦片式离合器体积较大，一定程度上影响混合动力汽车动力装置的整体布局。
发明内容
本发明为克服上述背景技术中所述的摩擦片式离合器无转速同步功能，且本身转动惯量较大，这导致其接合时平顺性较差，冲击较大，使汽车的行驶平顺性不理想；且体积较大，影响混合动力汽车动力装置的整体布局的缺陷。提供一种动力耦合器。本发明结构简单、体积小、接合冲击力小，能达到同步传动的功能。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种动力耦合器，包括主动部分、从动部分和接合套，所述主动部分包括固定连接的传动齿轮和同步齿圈，所述同步齿圈的一端固定连接在所述传动齿轮的一端面上；所述从动部分包括花键毂、锁环和输入轴，所述传动齿轮通过滚针轴承空套在所述输入轴上，所述锁环嵌入所述花键毂，所述花键毂的内花键与所述输入轴上的外花键传动连接，所述花键毂的外花键与所述接合套的内花键传动连接，所述接合套的内壁设有凹槽，所述花键毂的外壁设有与所述凹槽匹配的安装孔，所述安装孔内安装有定位销，所述定位销可***所述凹槽，所述接合套轴向移动后同时与所述锁环和所述同步齿圈啮合。这样，工作时，传动齿轮接入发动机的传动齿轮，电控拨叉带动接合套向传动齿轮作轴向移动的同时，接合套通过定位销带动花键毂向传动齿轮作轴向移动，花键毂一端的锁环内锥面1与动力耦合器齿轮一端的同步齿圈外锥面相顶压。当接合套的凹槽作用于定位销的力大于设定值时，定位销脱离所述凹槽，接合套的内花键分别与锁环上的轮齿、同步齿圈上的轮齿啮合，同时锁环的内锥面和同步齿圈的外锥面不相顶压。于是，花键毂、接合套和动力耦合器齿轮之间实现齿轮传动，提高了负载能力，减少了旋转部件的磨损，克服了摩擦片式离合器传递转矩有限，旋转部件磨损较大，机械传递效率较低的缺陷。
进一步的，所述同步齿圈和所述锁环均为截顶的空心锥体状结构，所述锁环的小口端嵌入所述花键毂的内凹面，所述锁环的大口端周向外壁设有与接合套内花键匹配第一轮齿；所述同步齿圈的小口端***所述锁环的大口端内，所述同步齿圈固定的大口端外圈设有与接合套内花键匹配的第二轮齿；所述同步齿圈小口端的底面半径大于所述锁环小口端的底面半径；所述花键毂的外圈沿轴向开有若干缺口，所述接合套的内壁设有若干凹口，所述锁环的外圈设有沿母线方向的若干凸块，所述缺口和所述凹口宽度一致，所述凸块与所述缺口和所述凹口形状匹配。这样，花键毂与锁环连接的一面为内凹状，形状似锥面，所述锁环的小口端嵌入到所述花键毂的内凹，锁环上的凸块同时与花键毂的缺口和接合套上的凹口卡接，三者就形成连带转动，当接合套同时与锁环和同步齿轮啮合时，锁环转动同时能带动花键毂转动，这样花键毂、接合套和动力耦合器齿轮之间实现齿轮传动，能够使转速同步。
优选的，所述缺口、所述凹口和所述凸块数量均为3个。这样，一般3个缺口、3个凹口和3个凸块的位置均匀分布在园圈上，连线构成等边三角形，三角形具有稳定性，其带动传动的效率也更佳，传动的平顺性更好。
优选的，所述定位销通过不锈钢弹簧连接所述安装孔内底面。这样，弹簧自身弹力能将定位销卡在凹槽内，当定位销受到的力大于设定值时，弹簧承受不住，就相应的使定位销脱离凹槽。
与现有技术相比，有益效果是：
1.花键毂、接合套和动力耦合器实现动力的平顺接合，结构简单，体积小，动力接合的平顺性好，能达到转速同步传动的效果。
2.花键毂、接合套和动力耦合器齿轮之间实现齿轮传动，提高了负载能力，减少了旋转部件的磨损，克服了摩擦片式离合器传递转矩有限，旋转部件磨损较大，机械传递效率较低的缺陷。
附图说明
图1是本发明整体结构示意图。
图2是本发明接合套啮合时的结构示意图。
图3是本发明中花键毂的结构示意图。
图4是本发明中接合套的结构示意图。
图5是本发明中锁环的结构示意图。
图6是本发明中同步齿圈的结构示意图。
具体实施方式
附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。附图中描述位置关系仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制。
本发明实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”“长”“短”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
下面通过具体实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的具体描述：
如图1所示，为一种动力耦合器，包括从动部分和接合套3，所述主动部分包括固定连接的传动齿轮6和同步齿圈5，所述同步齿圈5的一端固定连接在所述传动齿轮6的一端面上；所述从动部分包括花键毂2、锁环4和输入轴1，所述传动齿轮6通过滚针轴承空套在所述输入轴1上，所述锁环4嵌入所述花键毂2，所述花键毂2的内花键21与所述输入轴1上的外花键传动连接，所述花键毂2的外花键24与所述接合套3的内花键32传动连接。
如图4所示，接合套3的内壁设有凹槽31；如图3所示，所述花键毂的外壁设有与所述凹槽匹配的安装孔23，所述安装孔23内通过不锈钢弹簧连接有定位销，所述定位销可***所述凹槽31。如图2所示，所述接合套3轴向移动后同时与所述锁环4和所述同步齿圈5啮合。
如图5和图6所示，所述同步齿圈5和所述锁环4均为截顶的空心锥体状结构，所述锁环4的小口端嵌入所述花键毂2的内凹面，所述锁环4的大口端周向外壁设有与接合套内花键匹配第一轮齿42；所述同步齿圈5的小口端***所述锁环的大口端内，所述同步齿圈5固定的大口端外圈设有与接合套3内花键匹配的第二轮齿51；所述同步齿圈5小口端的底面半径大于所述锁环小口端的底面半径；所述花键毂2的外圈沿轴向开有3个均匀分布的缺口22，所述接合套3的内壁设有3个均匀分布凹口33，所述锁环的外圈设有沿母线方向的3个均匀分布的凸块41，所述缺口22和所述凹口33宽度一致，所述凸块41与所述缺口和所述凹口形状匹配。
工作时，电控拨叉带动接合套3向传动齿轮6作轴向移动的同时，接合套3通过定位销带动花键毂2向动力耦合器齿轮6作轴向移动，花键毂2一端的锁环4内锥面与动力耦合器齿轮6一端的同步齿圈5外锥面相顶压。当接合套的凹槽31作用于定位销的力大于设定值时，定位销脱离所述凹槽31，接合套的内花键32分别与锁环4上的轮齿42、同步齿圈5上的轮齿52啮合，同时锁环4的内锥面和同步齿圈5的外锥面不相顶压。于是，花键毂2、接合套3和传动齿轮6之间实现齿轮传动，提高了负载能力，减少了旋转部件的磨损，克服了摩擦片式离合器传递转矩有限，旋转部件磨损较大，机械传递效率较低的缺陷。
在混合动力汽车中，动力耦合器的接合套处于啮合状态时，发动机接入传动系，此时发动机为汽车提供驱动力矩。若与此同时电动机M也为汽车提供驱动力矩，则混合动力汽车处于并联运行模式；若与此同时起动发电一体化电机ISG为电池组充电，则混合动力汽车处于混联运行模式。
当动力耦合器的接合套处于脱开状态时，发动机不接入传动系，汽车仅由电动机M来驱动，则混合动力汽车处于纯电运行模式；若与此同时发动机运行，带动起动发电一体化电机ISG工作，以实现对电池组的充电，则混合动力汽车处于串联运行模式。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。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，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种动力耦合器，其特征在于：包括主动部分、从动部分和接合套，所述主动部分包括固定连接的传动齿轮和同步齿圈，所述同步齿圈的一端固定连接在所述传动齿轮的一端面上；所述从动部分包括花键毂、锁环和输入轴，所述传动齿轮通过滚针轴承空套在所述输入轴上，所述锁环嵌入所述花键毂，所述花键毂安装在所述输入轴上，所述花键毂与所述接合套传动连接，所述接合套的内壁设有凹槽，所述花键毂的外壁设有与所述凹槽匹配的安装孔，所述安装孔内安装有定位销，所述定位销可***所述凹槽，所述接合套轴向移动后可与所述锁环和所述同步齿圈啮合。
2.根据权利要求1所述的动力耦合器，其特征在于：所述同步齿圈和所述锁环均为截顶的空心锥体结构，所述锁环的小口端嵌入所述花键毂的内凹面，所述锁环的大口端周向外壁设有与接合套内花键匹配第一轮齿；所述同步齿圈的小口端***所述锁环的大口端内，所述同步齿圈固定的大口端外圈设有与接合套内花键匹配的第二轮齿；所述同步齿圈小口端的底面半径大于所述锁环小口端的底面半径。
3.根据权利要求1所述的动力耦合器，其特征在于：所述花键毂的外圈沿径向开有若干缺口，所述接合套的内壁设有若干凹口，所述锁环的外圈设有沿母线方向的若干凸块，所述缺口和所述凹口宽度一致，所述凸块与所述缺口和所述凹口形状匹配。
4.根据权利要求3所述的动力耦合器，其特征在于：所述缺口、所述凹口和所述凸块数量均为3个。
5.根据权利要求1或2所述的动力耦合器，其特征在于：所述定位销通过弹簧连接所述安装孔的内底面。
6.根据权利要求5所述的动力耦合器，其特征在于：所述弹簧为不锈钢弹簧。
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