包括與減速箱主動軸彈性連接的電機的製作方法

2023-12-09 13:21:26 1

專利名稱：包括與減速箱主動軸彈性連接的電機的製作方法
包括與減速箱主動軸彈性連接的電機本發明涉及一種電機，包括一個能夠用彈性連接嚙合到減速箱主動軸的轉子。該 電機軸向設置在離合器和減速箱之間。汽車手動控制的減速箱有一個通過離合器連接到電動機的主動軸和一些連接到 汽車驅動輪的平行軸。主動軸和平行軸可以用小齒輪對彼此連接，按照不同的減速比彼此 傳遞運動，以實現傳動比。每個嚙合的小齒輪中的一個與軸連成一體，另一個嚙合的小齒輪自由旋轉地裝配 在另一個軸上，可以通過同步套筒的軸向滑動與其軸連成一體。該滑動首先用同步裝置實 現兩個零件的速度同步，該同步裝置包括摩擦圓錐，接著是軸上小齒輪的差速鎖。這些手動減速箱可以用由計算機控制的執行器完成控制運動而實現機器人化。在文獻-1331 126中公開了一種已知類型的混合動力汽車，包括一個安排在減速 箱入口離合器下遊的電機，轉子在旋轉上與該減速箱的主動軸連接。在允許獨立於熱力發 動機的電機旋轉的同時，離合器仍打開，這種安排帶來一些優點。特別是它允許只靠電力拖 動行駛，或在制動時回收更多的能量，該熱力發動機仍停止，而且該熱力發動機不會制動汽 車。這種安排還允許藉助於減速箱主動軸和從動軸的速度同步帶來補充的能量。該電機定子固定在減速箱的外殼上，該轉子通過固定在一個連接到定子的鏜孔中 的滾動軸承對中心，這允許保證這兩個零件之間良好的同心度並保證高性能電機所要求的 小氣隙。該文獻還描述電機轉子和減速箱主動軸之間的連接，包括一個彈簧扭力緩衝器， 以角彈性保證驅動，用以對熱力發動機旋轉中的震動進行濾波。另外，該扭力緩衝器保證主 動軸和轉子之間連接的退耦，這可以補償對中的缺陷。在轉子直接驅動的情況下，沒有扭力緩衝器，人們無法實現這個退耦。這種安排的 主要缺點是，以固定在減速箱外殼上的定子為中心的電機轉子，和減速箱主動軸之間人們 可以證明同心度，或者有一個角偏差的軸線平行度的幾何缺陷，於是在該電機和支持主動 軸的滾動軸承上弓丨起一個徑向力。這些缺陷可能來自工件製造上的分散性、安裝條件或運行時產生的變形，以及施 加在該系統的力。這些缺陷在運行時在不同的連接上，特別是在減速箱主動軸驅動花鍵的對中心產 生交替的約束，這可能造成「磨耗腐蝕」類型的材料剝落，隨後是凹槽連接反覆的微位移。已知不同的裝置試圖改善這種連接，但是一般它仍舊是複雜、笨重而且昂貴。本發 明的目的尤其是避免原有技術的這些缺點，並提出電機轉子和主動軸之間一種既簡單又有 效的連接，用來減少工件數目。為此，本發明提出一種電機，包括一個能夠嚙合到包括外殼的減速箱的主動軸的 轉子，所述電機包括一個能夠固定在所述減速箱外殼上的定子，該定子包括一個所述轉子 對中心的軸承，而且該轉子包括一個軸座和殼體如下 軸座，能夠連接至主動軸，並包括驅動外齒， 殼體，包括與軸座的驅動齒配合的帶有間隙的驅動內齒，
高彈體接縫，在該間隙中模製，用以確定軸座和殼體之間的彈性連接。這種彈性驅動連接的基本優點是，製造簡單而經濟，用少量部件實現。這種彈性連 接，通過填充該軸座和轉子支架之間間隙的高彈體接縫，這樣保證簡單地回答減速箱主動 軸旋轉軸線(處於合上或鬆開的位置)和上述旋轉軸之間角偏差的問題。高彈體接縫，諸 如所述接縫的尺寸確定和材料保證外齒和內齒的兩個遊隙之間力矩的傳遞。按照本發明的驅動連接還可以具有下列一個或幾個特徵，它們可以彼此結合。按照本發明的一個特徵，該間隙沿著齒的輪廓基本上是恆定的。該軸座最好包括一個基本上平坦的橫向法蘭，在其外圓周上包括驅動外齒。該驅動外齒可以在該法蘭的整個厚度上延伸，並具有一個按照軸向母線實現的輪 廓。該軸座在軸向上在內花鍵的末端可以有一個軸座在主動軸上對中心的鏜孔。按照本發明的另一個特徵，轉子的支架通過薄鋼板衝制或鍛壓或機械焊接或模鑄 中的一種方法形成。該轉子的支架可以具有一個中央圓柱形，在其外表面上保證滾動軸承的對中心， 並在其內表面上包括驅動內齒。按照一個實施例，電機軸向設置在離合器和減速箱之間。該軸座可以包括軸向鑽孔，接納與軸平行並滑動的離合器控制杆件。閱讀以下參照附圖作為示例給出的描述，將會更好地理解本發明，而其他特徵和 優點將顯得更加清晰。附圖中

圖1表示混合動力汽車發動機組的一個方案，包括連接至減速箱主動軸的電 機； 圖2是沿著主動軸的軸向剖面，表示減速箱的部分視圖，包括一個被主動軸驅 動的電機；而 圖3和4用透視圖表示按照本發明的驅動連接。圖1表示混合動力汽車的發動機組，包括一個連接至交流發電機4的熱力發動機 2，熱力發動機的曲軸通過離合器6驅動減速箱12入口的主動軸10，按照不同的減速比把運 動傳遞到汽車的驅動輪14。電機16可以作為電動機或者發電機運行，包括一個連接至減速箱12主動軸10的 轉子18，和一個固定到這個減速箱外殼的定子20。該電機16通過逆變器24連接至電池組 22，由計算機26考慮到汽車運行的不同參數以及司機的要求進行控制，以便向電池組提供 充電電流或電動機的力矩，以優化汽車的總能耗。該減速箱可以是一個自動化的減速箱，包括一臺電子計算機，控制離合器的執行 器和速度的切換，以實現完全自動化的運行。圖2表示減速箱12，其中主動軸10從電動機側或前側連接到未示出的離合器，並 用花鍵從後側連接到小齒輪，後者是組成不同傳動比的小齒輪對的一部分。減速箱的前側 外殼用離合器外殼30完成。電機16以主動軸10為中心，並包括軸向減小的外廓尺寸，設置在離合器和減速箱 12之間的離合器外殼30中。該電機16包括一個固定在離合器外殼30中的定子20和一個可在旋轉上連接至主動軸10的轉子18。定子20位於徑向外部，包括支架34，後者包括一個基本上平坦的橫 向部分，其中心形成一個圓柱形部分，在徑向上處於兩個滾珠軸承32外部，外殼上面，以主 動軸10為中心對其進行支持。同樣地，轉子18包括一個支架36，包括一個基本上平坦的橫向部分，其中心形成 圓柱形部分，在徑向上處於滾珠軸承32的下面，用以支持其內部外殼。滾動軸承32這樣地保證該轉子18和定子20之間的直接對中，人們可以在這兩個 零件之間設置一個有利於該電機效率的小氣隙。該離合器的嚙合系統包括一個控制裝置。包括一個位於電機16和減速箱12之間 的同心液壓千斤頂38，其中該外殼和軸向滑動的活塞有一個接納主動軸10的軸向通道。液 壓千斤頂38的活塞通過滾珠止推軸承40將其運動傳遞到離合器6，該止推軸承壓在平行於 軸並軸向滑動，圍繞主動軸10均等分布的三個杆件42上。滑動杆42穿過在旋轉上地把轉子的支架36連接至主動軸10的轉子18軸座44， 這些杆在引導它們的該軸座軸向鑽孔中滑動。接著，該滑動杆42壓在直接與離合器接觸的 第二滾珠止推軸承47上。這樣，便可以把固定的液壓千斤頂38活塞的軸向運動傳遞到在旋轉上連接到熱 力發動機曲軸的離合器，穿過在旋轉上連接到主動軸10的轉子軸座44，可以以不同的離合 器速度旋轉。圖3和4詳細描述該軸座44以其與該轉子18的連接。該軸座44包括軸向延長 的中央部分50，包括與主動軸相應的花鍵嚙合的內花鍵56。在內花鍵56和後側的末端，該 中央部分50包括一個鏜孔58，它保證軸座44在主動軸10相應圓柱形部分上的對中心。這樣，便實現軸座44和主動軸10之間精確的引導和允許軸向滑動的旋轉驅動。該軸座44還包括一個平坦的橫向法蘭52，後者包括接納滑動杆42的軸向鑽孔 46，並在其外圓周上包括一些外齒54，後者在該法蘭的厚度上軸向伸展，而其輪廓按照軸向 母線實現。轉子18的支架36，在軸向伸展的中央圓柱形60上接納兩個滾動軸承32的內環， 並用嵌入這個圓柱形外部圓形的溝62中的開口卡環加以保持。中央圓柱形60包括內齒64，與在平坦的橫向法蘭52的外圓周上形成的外齒54齧 合。沿著內齒和外齒之間的輪廓設置一個基本上恆定的間隙，用以接納高彈體80的接縫。高彈體接縫80是在齒輪的間隙中模製的，用以柔軟的方法把該兩個工件彼此連 接起來。由於嵌入的齒，高彈體接縫80允許把電機16轉子18的力矩傳遞到主動軸10，但 仍允許小的角度遊間行程以及主動軸10引導的軸座44和轉子36之間的偏心現象。高彈體用的材料是為了對抗交替的約束和諸如溫度等運行條件而選定的，並且還 應該實現對要連接的兩個工件良好的黏附力。軸座44可能的角度遊間行程和偏心允許從用該滾動軸承32連接到離合器外殼30 的轉子出發，補償涉及減速箱12主動軸10對中的缺陷，而不在連接上，特別在滾動軸承32、 軸座44的內花鍵56或鏜孔58上產生大的力，防止其提前退化。另一方面，用嵌入的齒的驅動連接(和特別是接縫高彈體80的剛度)，在橫向平面 上保證轉子18和主動軸10之間小的角彈性，這允許保護這兩個部件旋轉的良好同步，而且 不幹擾電機功能的提供。
這種連接簡單而又經濟。轉子18支架36連同其中央圓柱形60，可以輕易地用下 列方法之一製造衝制薄鋼板、鍛壓、機械焊接或模鑄。內齒64或外齒54對其輪廓不需要高的精度，該間隙完全用高彈體填充。軸座44 可以用粉末在鑄型中壓制的燒結金屬製造，以便完全直接模鑄成最終形狀而獲得。另外，該連接很緊湊。只利用薄鋼板的厚度來製造轉子18支架的中央圓柱形60， 包括滾動軸承32在外表面的對中心，和在內表面上內齒54，使整個徑向不那麼笨重，特別 是允許減小滾動軸承32的直徑。
權利要求
電機，包括一個能夠嚙合到包括外殼的減速箱(12)主動軸(10)的轉子(18)，所述電機(16)包括一個能夠固定在所述減速箱外殼上的定子(20)，該定子(20)包括與所述轉子(18)對中的軸承(32)，其特徵在於，該轉子(18)包括軸座(44)和殼體(36)●軸座(44)，能夠連接至主動軸(10)，並包括驅動外齒(54)；●殼體(36)，包括與軸座(44)的驅動齒(54)配合的帶有間隙的驅動內齒(64)；●高彈體接縫(80)，在該間隙中模製，用以確定軸座(44)和殼體(36)之間的彈性連接。
2.按照權利要求1的電機，其特徵在於，驅動外齒(54)和驅動內齒(64)之間的間隙沿 著齒的輪廓基本上是恆定的。
3.按照權利要求1或2的電機，其特徵在於，該軸座(44)包括一個基本上平坦的橫向 法蘭(52)，在其外圓周上包括驅動外齒(54)。
4.按照權利要求3的電機，其特徵在於，驅動外齒(54)在法蘭(52)的整個厚度上伸 展，並具有按照軸向母線實現的輪廓。
5.按照上述權利要求中任何一項的電機，其特徵在於，該軸座(44)在軸向上在內花鍵 (56)的末端包括一個軸座(44)在主動軸(10)上對中心的鏜孔(58)。
6.按照上述權利要求中任何一項的電機，其特徵在於，轉子(18)的支架(36)用薄鋼板 衝制或鍛壓或機械焊接或模鑄中的一種方法形成。
7.按照上述權利要求中任何一項的電機，其特徵在於，該轉子(18)的支架(36)包括一 個中央圓柱形(60)，在其外表面上保證滾動軸承(32)的對中，而在其內表面上包括驅動內 齒(64)。
8.按照上述權利要求中任何一項的電機，其特徵在於，該電機(16)軸向設置在離合器 和減速箱(12)之間。
9.按照權利要求8的電機，其特徵在於，該軸座(44)包括軸向鑽孔(46)，能夠接納與 軸平行並滑動的控制離合器的杆件(42)。
全文摘要
本發明涉及一種電機，包括一個能夠與包括外殼的減速箱(12)的主動軸(10)嚙合的轉子(18)，所述電機(16)包括一個能夠固定在所述減速箱外殼上的定子(20)，該定子(20)包括一個與所述轉子(18)諸如該轉子(18)對中心的軸承(32)，包括軸座(44)和殼體(36)該軸座(44)能夠連接至主動軸(10)，並包括驅動外齒(54)；該殼體(36)包括與軸座(44)與驅動齒(54)配合併帶有間隙的驅動內齒(64)；高彈體接縫(80)在該間隙中模製，用以確定軸座(44)和殼體(36)的彈性連接。
文檔編號F16D3/66GK101868640SQ200880117378
公開日2010年10月20日 申請日期2008年10月20日 優先權日2007年10月19日
發明者A·波米耶, E·阿克曼 申請人:標緻·雪鐵龍汽車公司