專利名稱：一種混合動力車輛用電機(jī)轉(zhuǎn)子軸的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電機(jī)軸結(jié)構(gòu)，尤其是一種混合動力車輛用電機(jī)轉(zhuǎn)子軸結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
混合動力車輛的驅(qū)動結(jié)構(gòu)由發(fā)動機(jī)和電機(jī)組成，充分利用燃油(氣)發(fā)動機(jī)和電機(jī)的特點(diǎn)，根據(jù)工況合理設(shè)計(jì)兩種驅(qū)動源的搭配，使發(fā)動機(jī)最大限度地工作在高效區(qū)。目前混合動力車輛的試驗(yàn)和實(shí)際數(shù)據(jù)都表明混合動力車輛較傳統(tǒng)的燃油(氣)汽車具有顯著的節(jié)能效果，并且對環(huán)境的保護(hù)起到了巨大的正向作用。傳統(tǒng)電機(jī)轉(zhuǎn)子軸為一體成型結(jié)構(gòu)，這樣能較好地保持轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動的穩(wěn)定性。如圖1所示，電機(jī)轉(zhuǎn)子軸一端設(shè)置有外花鍵，與傳統(tǒng)變速箱輸入軸花鍵類型相同，能直接插入離合器從動盤中，這樣發(fā)動機(jī)就可以帶動電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動，實(shí)現(xiàn)混合動力系統(tǒng)的基本功能。但是由于轉(zhuǎn)子軸花鍵與離合器片中心花鍵有一定的間隙，一旦離合器片與主軸不同軸，轉(zhuǎn)動時會在花鍵嵌套處給主軸以徑向力，而且一般支撐點(diǎn)(即電機(jī)前軸承)距受力點(diǎn)(離合器花鍵處)較遠(yuǎn)，屬于懸臂梁結(jié)構(gòu)，產(chǎn)生的彎曲扭矩較大，容易發(fā)生斷軸。有些設(shè)計(jì)中電機(jī)與發(fā)動機(jī)連接的轉(zhuǎn)軸端部還帶有軸頭，以解決電機(jī)與發(fā)動機(jī)連接不牢的問題，如圖2所示。軸頭外徑小于電機(jī)主軸外徑，安裝時主軸外花鍵與離合器片內(nèi)花鍵嵌套，軸頭插入發(fā)動機(jī)飛輪中間的導(dǎo)向軸承中，起到定位的作用，使電機(jī)和發(fā)動機(jī)可靠連接。但是由于電機(jī)轉(zhuǎn)子本身有前后兩個軸承，起定位作用，而導(dǎo)向軸承是作用于轉(zhuǎn)子軸上的第三個定位點(diǎn)，三點(diǎn)定位在機(jī)械設(shè)計(jì)中是不合理的，無論哪個定位點(diǎn)產(chǎn)生偏差，轉(zhuǎn)動時都會在電機(jī)軸上產(chǎn)生極大的徑向力，輕則影響電機(jī)軸使用壽命，嚴(yán)重時也會使電機(jī)軸斷裂。一體式電機(jī)軸成本較高，一旦斷裂只能整根替換，使電機(jī)的維修成本大大提高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，設(shè)計(jì)了一種適用于混合動力驅(qū)動系統(tǒng)的電機(jī)軸。本發(fā)明的內(nèi)容為:提供一種混合動力車輛用電機(jī)軸，包括用于與發(fā)動機(jī)輸出端連接的發(fā)動機(jī)半軸和設(shè)置于電機(jī)中的電機(jī)半軸，所述發(fā)動機(jī)半軸與所述電機(jī)主軸之間通過花鍵連接。所述發(fā)動機(jī)半軸與所述電機(jī)半軸的連接花鍵是漸開線花鍵。所述發(fā)動機(jī)半軸與所述電機(jī)半軸的連接處花鍵設(shè)置方式為，所述發(fā)動機(jī)半軸設(shè)置為內(nèi)花鍵，所述電機(jī)半軸設(shè)置為外花鍵。設(shè)置于所述發(fā)動機(jī)半軸的內(nèi)花鍵是鼓形齒漸開線花鍵。所述發(fā)動機(jī)半軸與所述電機(jī)半軸的連接處花鍵設(shè)置方式為，所述發(fā)動機(jī)半軸設(shè)置為外花鍵，所述電機(jī)半軸設(shè)置為內(nèi)花鍵。設(shè)置于所述電機(jī)半軸的內(nèi)花鍵是鼓形齒漸開線花鍵。一種混合動力驅(qū)動系統(tǒng)，包括發(fā)動機(jī)、使用上述電機(jī)軸的電動機(jī)，所述發(fā)動機(jī)輸出端設(shè)置有飛輪和離合裝置，所述離合裝置與所述電動機(jī)的發(fā)動機(jī)半軸之間通過花鍵連接，所述發(fā)動機(jī)與所述離合裝置之間通過飛輪壓合的方式連接。
所述離合裝置與所述電動機(jī)的發(fā)動機(jī)半軸通過漸開線花鍵連接。所述發(fā)動機(jī)半軸與所述離合裝置連接一端設(shè)置有外花鍵，且所述外花鍵是鼓形齒漸開線花鍵。本發(fā)明提供的電機(jī)軸采用分段的方式，發(fā)動機(jī)的動力經(jīng)過發(fā)動機(jī)半軸的傳遞起到緩沖的作用，發(fā)動機(jī)半軸與電機(jī)半軸分開，同時，電機(jī)半軸與發(fā)動機(jī)半軸間的花鍵連接強(qiáng)度最好設(shè)計(jì)成高于發(fā)動機(jī)半軸與離合器間的花鍵連接強(qiáng)度，即使發(fā)動機(jī)半軸因?yàn)槌惺軓较蛄^大而斷裂，只需更換發(fā)動機(jī)半軸，不會影響到電機(jī)半軸，使電機(jī)維修和更換的成本降低。


圖1是現(xiàn)有技術(shù)中使用不帶軸頭電機(jī)轉(zhuǎn)子軸的電機(jī)與發(fā)動機(jī)連接的示意圖；圖2是現(xiàn)有技術(shù)中使用帶軸頭電機(jī)轉(zhuǎn)子軸的電機(jī)與發(fā)動機(jī)連接的示意圖；圖3是本發(fā)明電機(jī)轉(zhuǎn)子軸第一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。圖4是本發(fā)明電機(jī)轉(zhuǎn)子軸第二實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。圖5是使用本發(fā)明第一實(shí)施例或第二實(shí)施例的電機(jī)軸的動力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。圖6是本發(fā)明的電機(jī)轉(zhuǎn)子軸的第三實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖。圖7是使用本發(fā)明的電機(jī)軸的一種動力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。10是發(fā)動機(jī)，11是發(fā)動機(jī)飛輪，20是離合裝置從動盤，31是電機(jī)軸軸頭，33是電機(jī)軸，40是飛輪導(dǎo)向軸承，41是電機(jī)前定位軸承，42是電機(jī)后定位軸承，50是電機(jī)轉(zhuǎn)子，60是定位套，61是發(fā)動機(jī)半軸，62是電機(jī)半軸。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明混合動力車輛用電機(jī)軸結(jié)構(gòu)進(jìn)行進(jìn)一步說明。本發(fā)明的混合動力車輛用電機(jī)軸結(jié)構(gòu)包括發(fā)動機(jī)半軸61和電機(jī)半軸62，當(dāng)把本發(fā)明的電機(jī)軸安裝于混合動力車輛時，發(fā)動機(jī)半軸61的一端同發(fā)動機(jī)輸出端相連接,另一端通過花鍵與電機(jī)半軸62相連接，而電機(jī)半軸62則設(shè)置于電動機(jī)轉(zhuǎn)子中心。圖3顯示了本發(fā)明的電機(jī)軸結(jié)構(gòu)的第一實(shí)施例。本實(shí)施例中發(fā)動機(jī)半軸61與所述電機(jī)半軸62的連接處花鍵設(shè)置方式為，所述發(fā)動機(jī)半軸61設(shè)置為內(nèi)花鍵，所述電機(jī)半軸62設(shè)置為外花鍵。根據(jù)花鍵設(shè)計(jì)原理，外花鍵的強(qiáng)度一般高于相對應(yīng)的內(nèi)花鍵強(qiáng)度，可以有效地保護(hù)電機(jī)半軸。圖4顯示了本發(fā)明的電機(jī)軸結(jié)構(gòu)的第二實(shí)施例。本實(shí)施例中發(fā)動機(jī)半軸61與所述電機(jī)半軸62的連接處花鍵設(shè)置方式為，所述發(fā)動機(jī)半軸61設(shè)置為外花鍵，所述電機(jī)半軸62設(shè)置為內(nèi)花鍵。此時只需要把電機(jī)半軸和發(fā)動機(jī)半軸連接處的花鍵適當(dāng)加粗，電機(jī)半軸與發(fā)動機(jī)半軸間的花鍵連接強(qiáng)度最好設(shè)計(jì)成高于發(fā)動機(jī)半軸與離合器間的花鍵連接強(qiáng)度。本實(shí)施例的電機(jī)軸也可以對保護(hù)電機(jī)半軸62起到一定的保護(hù)作用。當(dāng)上述第一實(shí)施例或第二實(shí)施例安裝于混合動力車輛時，其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖如圖5所不。本發(fā)明的電機(jī)軸的發(fā)動機(jī)半軸61與發(fā)動機(jī)10輸出端相連接，電機(jī)半軸62設(shè)置于電機(jī)轉(zhuǎn)子中心，將整個動力驅(qū)動系統(tǒng)連接起來。為了更方便地描述本發(fā)明電機(jī)軸的優(yōu)勢，圖5沿用傳統(tǒng)發(fā)動機(jī)模型，發(fā)動機(jī)10輸出端設(shè)置有飛輪11、離合裝置，離合裝置從動盤20中心設(shè)置有花鍵，發(fā)動機(jī)半軸61設(shè)置有能與從動盤20中心花鍵相配合的外花鍵，發(fā)動機(jī)飛輪11輪盤靠近從動盤20，當(dāng)發(fā)動機(jī)10與電機(jī)連接時，控制飛輪11壓向從動盤20，進(jìn)而發(fā)動機(jī)10與電機(jī)連接。當(dāng)發(fā)動機(jī)半軸61與從動盤20之間、發(fā)動機(jī)半軸61與電機(jī)半軸62之間的花鍵中一個或者兩個都是矩形花鍵時，車輛在行駛時由于震動等容易使花鍵連接兩端脫離，此時只需加固定套60固定即可。本發(fā)明第三實(shí)施例作為本發(fā)明優(yōu)選的實(shí)施方式如圖6所示，電機(jī)軸的發(fā)動機(jī)半軸61與電機(jī)半軸62連接處花鍵設(shè)置為漸開線花鍵。漸開線花鍵能夠防止連接兩端軸向移動，保持電機(jī)旋轉(zhuǎn)的穩(wěn)定性，安裝于車輛系統(tǒng)時無需固定套。另外，本發(fā)明安裝于車輛系統(tǒng)時，由于發(fā)動機(jī)輸出軸與電機(jī)半軸之間一般存在一定的偏離，為了減輕發(fā)動機(jī)半軸與電機(jī)半軸之間的相對運(yùn)動對二者連接花鍵的損傷，增加花鍵使用壽命，發(fā)動機(jī)半軸61和電機(jī)半軸62連接的漸開線花鍵可以使用具有較好調(diào)心功能的鼓形齒漸開線花鍵。應(yīng)用上述結(jié)構(gòu)連接發(fā)動機(jī)10與電機(jī)，發(fā)動機(jī)10與電機(jī)轉(zhuǎn)子50之間通過發(fā)動機(jī)半軸61進(jìn)行動力傳遞，電機(jī)前定位軸承與后定位軸承對電機(jī)轉(zhuǎn)子起到定位的作用，無過定位的問題，對電機(jī)半軸62無直接傷害；另一方面，由于發(fā)動機(jī)半軸61通過花鍵和電機(jī)半軸62相連，區(qū)別于傳統(tǒng)的一體式電機(jī)主軸，轉(zhuǎn)動時即使發(fā)動機(jī)半軸承受較大的徑向力，也不會直接傳遞到電機(jī)半軸62，能有效保護(hù)電機(jī)半軸62。由于中間軸的維修和制造成本要比電機(jī)主軸低得多，使用本發(fā)明的電機(jī)軸可以控制系統(tǒng)成本。此外，本發(fā)明還提供一種使用上述電機(jī)軸的混合動力系統(tǒng)的最佳結(jié)構(gòu)。如圖7所示，一種混合動力驅(qū)動系統(tǒng)，包括發(fā)動機(jī)10、使用本發(fā)明的電機(jī)軸的電動機(jī)，所述發(fā)動機(jī)10輸出端設(shè)置有飛輪11和離合裝置，所述離合裝置與所述電動機(jī)的發(fā)動機(jī)半軸61之間通過花鍵連接，所述發(fā)動機(jī)10與所述離合裝置之間通過飛輪11壓合的方式連接。所述飛輪壓合的方式連接是指當(dāng)發(fā)動機(jī)10與電動機(jī)需要分離時，比如純電動機(jī)驅(qū)動模式下，發(fā)動機(jī)飛輪11與離合裝置從動盤20之間保持脫離，電動機(jī)獨(dú)立轉(zhuǎn)動；當(dāng)發(fā)動機(jī)10與電動機(jī)之間需要連接時，發(fā)動機(jī)飛輪11通過一控制裝置壓向離合裝置的從動盤20，使飛輪11與從動盤20接合，發(fā)動機(jī)半軸61與從動盤20之間通過花鍵連接，進(jìn)而將發(fā)動機(jī)10與電機(jī)相連接。發(fā)動機(jī)半軸61與離合裝置從動盤20連接的外花鍵最好也設(shè)置為鼓形齒漸開線花鍵，進(jìn)一步調(diào)節(jié)發(fā)動機(jī)輸出軸、發(fā)動機(jī)半軸、電機(jī)半軸的同軸度。
權(quán)利要求
1.一種混合動力車輛用電機(jī)軸，其特征在于，所述電機(jī)軸包括用于與發(fā)動機(jī)輸出端連接的發(fā)動機(jī)半軸(61)和設(shè)置于電機(jī)中的電機(jī)半軸(62)，所述發(fā)動機(jī)半軸(61)與所述電機(jī)半軸之間通過花鍵連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混合動力車輛用電機(jī)軸，其特征在于，所述發(fā)動機(jī)半軸(61)與所述電機(jī)半軸(62)的連接花鍵是漸開線花鍵。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的混合動力車輛用電機(jī)軸，其特征在于，所述發(fā)動機(jī)半軸(61)與所述電機(jī)半軸(62 )的連接處花鍵設(shè)置方式為，所述發(fā)動機(jī)半軸(61)設(shè)置為內(nèi)花鍵，所述電機(jī)半軸(62)設(shè)置為外花鍵。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的混合動力車輛用電機(jī)軸，其特征在于，設(shè)置于所述發(fā)動機(jī)半軸的內(nèi)花鍵是鼓形齒漸開線花鍵。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的混合動力車輛用電機(jī)軸，其特征在于，所述發(fā)動機(jī)半軸(61)與所述電機(jī)半軸(62)的連接處花鍵設(shè)置方式為，所述發(fā)動機(jī)半軸(61)設(shè)置為外花鍵，所述電機(jī)半軸(62 )設(shè)置為內(nèi)花鍵。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的混合動力車輛用電機(jī)軸，其特征在于，設(shè)置于所述電機(jī)半軸的內(nèi)花鍵是鼓形齒漸開線花鍵。
7.一種混合動力車輛用電動機(jī)，其特征在于，其使用權(quán)利要求1飛任意一項(xiàng)所述的電機(jī)軸。
8.一種混合動力驅(qū)動系統(tǒng)，其特征在于，包括發(fā)動機(jī)(10)、權(quán)利要求7所述電動機(jī)，所述發(fā)動機(jī)(10)輸出端設(shè)置有飛輪(11)和離合裝置，所述離合裝置與所述電動機(jī)的發(fā)動機(jī)半軸(61)之間通過花鍵連接，所述發(fā)動機(jī)(10)與所述離合裝置之間通過飛輪壓合的方式連接。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的混合動力驅(qū)動系統(tǒng)，其特征在于，所述離合裝置與所述電動機(jī)的發(fā)動機(jī)半軸(61)通過漸開線花鍵連接。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的混合動力驅(qū)動系統(tǒng)，其特征在于，所述發(fā)動機(jī)半軸(61)與所述離合裝置連接一端設(shè)置有外花鍵，且外花鍵是鼓形齒漸開線花鍵。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種混合動力車輛用電機(jī)軸，包括用于與發(fā)動機(jī)相連接的發(fā)動機(jī)半軸和設(shè)置于電機(jī)之中的電機(jī)半軸，發(fā)動機(jī)半軸與電機(jī)半軸通過花鍵連接；本發(fā)明還提供了一種使用該電機(jī)軸的電動機(jī)以及裝配該電機(jī)的混合動力驅(qū)動系統(tǒng)，其特征在于，所述發(fā)動機(jī)輸出端設(shè)置有飛輪和離合裝置，所述離合裝置與所述電動機(jī)的發(fā)動機(jī)半軸之間通過花鍵連接，所述發(fā)動機(jī)與所述離合裝置之間通過飛輪壓合的方式連接。使用本發(fā)明提供的電機(jī)轉(zhuǎn)子軸，能夠有效防止電機(jī)軸整體斷裂。
文檔編號B60K6/26GK103089796SQ201310028458
公開日2013年5月8日 申請日期2013年1月25日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月25日
發(fā)明者朱春浩 申請人:天津市松正電動汽車技術(shù)股份有限公司