CN108431459A - 用于电机轴轴向联接至传动轴的系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于将在电机壳体(4a)中旋转的电机轴(5)轴向联接到在变速器壳体(1a)中旋转的变速器轴(6)上的系统，其特征在于，该系统包括用于插入两个壳体的紧固螺钉(8)的套管(9)，在将两个壳体紧固过程中，该套管能够在该螺钉(8)的推力下在这两个壳体中的一个壳体(4a)中沿另一壳体的方向滑动，以便在这些壳体的配合表面处压靠所述另一壳体，从而消除在此配合面表处在这些壳体之间的任何游隙。

Description

用于电机轴轴向联接至传动轴的系统
本发明涉及电机轴到传动轴的轴向联接。
更确切地讲，本发明的目的是一种用于将在电机壳体中旋转的电机轴轴向地联接至在变速器壳体中旋转的变速器轴的系统。
作为其目的，本发明还具有一种包括类似联接系统的混合动力车辆的动力传动系。
在一个具体应用(但不限制本发明的范围的一个应用中)，电机轴是电动机的输出轴，传动轴是减速器或变速器的输入轴，该减速器或变速器联接至电动机。在电动车辆和混合动力车辆中，电动机在它们与传动装置的联接面上的定中心要求轴在尽可能小的轴向截面高度内的完美对准。为了提供高的性能水平，某些混合动力传动系(HPT)包括两个电动机，其中一个电动机至少可以以高速旋转，例如最高达18,000转/分钟。为了使电机的功率与联接的几何形状相兼容，有必要足够精确地对轴进行引导以限制旋转部件中的残余应力，从而确保联接的稳健性并减少噪声。
在这种情况下，在电动机以及其减速器(或其变速器)的组装过程中，电机轴和传动轴的准确轴向对准是必要的。否则，电机的联接面将不会压住减速器，两个部件之间将存在游隙。在这些情况下，无法在联接面的缝合螺钉的紧固过程中对轴进行预加应力。
本发明的目的是以高速工业组装方式确保从内聚力和结构完整性的角度出发的令人满意的联接，而不存在噪声或随后变形的风险。
为此目的，提出在联接系统中引入用于插入两个壳体的固定螺钉的套管。在紧固这些壳体的过程中，该套管能够在该螺钉的推力下在这些壳体中的一个壳体中沿另一壳体的方向滑入，以便在这些壳体的配合表面处压靠所述另一壳体，从而消除在此配合表面处在这些壳体之间的任何游隙。
优选地，当该螺钉的头部与所述套管接触时，该螺钉的推力作用于该套管上。
本发明随着时间的推移准许：
·轴承的高机械强度(通过消除与轴承的安装相关联的残余应力)，
·没有电压损耗、或导致产生噪声的松动风险的组装，
·在变速器的轴上没有径向应力的情况下引导辅助电动机，
·在此配合表面处，电机与变速器之间的接触面上的有效密封，以及
·吸收在固定螺钉水平处的力。
通过精读本发明的非限制性实施例的以下说明并且参照附图，本发明将被更好地理解，在附图中：
-图1是HPT的外部视图，
-图2展示了现有技术，
-图3描绘了在最终用螺钉拧紧之前所提出的用于联接的系统，并且
-图4描绘了在最终用螺钉拧紧之后的同一系统。
图1中通过非限制性举例方式表示了混合动力传动系(HPT)，该混合动力传动系将两个电动机3、4一起组合在联接至内燃发动机2的变速器1上，这些电动机是主电动机ME(3)和辅助电动机(4)HSG(针对“高压起动发电机”)，这些电动机在变速器上的联接存在上述对准问题。图2中的部分截面描绘了两个相关的轴，这些轴是电动机4的输出轴5、以及变速器或减速器1的输入轴6，其具有末端12。
在这种混合体系结构中，没有离合器，也没有同步器。由于致动器，所有换档都在扭矩下进行。没有起动器或交流发电机。辅助电动机HSG，例如400V，执行起动器-交流发电机的功能，但还同步执行换挡的功能。最后，该辅助电动机还可以用作主电动机ME的补充(“助推”)。辅助电机4组装在变速器1上是特别要求的，以便能够传送所有这些功能所要求的高扭矩。
如图2指示的，辅助电动机4通过多个螺钉7附接到变速器1上，这些螺钉是所谓的“缝合螺钉”，这些螺钉确保辅助电动机固定(平面支撑)在所述变速器上并确保其定中心。变速器轴6由两个轴承11引导，这两个轴承被容纳在封闭变速器1的壳体1a中。在图2的实例中，两个轴的对准取决于多个部件。螺钉8(是所谓的“固定螺钉”)确保壳体1a和壳体4a之间的扭矩臂的不同功能，这准许防止电机在其轴线上的微小转动。固定螺钉8保证电机与其他螺钉7结合的动态固定，以便防止在附图指示的配合表面处产生游隙J。游隙J在图表中由读数C1至C7标识的七个差量(dispersion)累积而成。
根据下面的指示表格，在每个读数水平上的分布如下，针对总的观察到的1.231mm的游隙J：
读数 测量的差量(mm)
1 0.5
2 0.008
3 0.028
4 0.028
5 0.08
6 0.015
7 0.5
游隙J 1.231
在本发明描绘的图3和图4中可以发现与图2中相同的总体安排。然而，根据本发明，用于联接这些轴5和轴6的系统还包括插入式套管9。固定螺钉8和套管9横向于壳体4a、1a的配合表面取向。在对壳体紧固的过程中，套管9能够在固定螺钉8的推力下，在这些壳体中的一个壳体(例如，电动机4的壳体4a中沿另一壳体(在本案中，变速器1的壳体1a)的方向滑动，以便在配合表面处压靠所述另一壳体，从而消除在此水平处在壳体之间的任何游隙。
在本发明的这个优选实施例中，固定螺钉8通过套管9接合在电动机4的壳体4a中。在图3中，在紧固该螺钉8之前，仍然可以在配合表面处看到游隙J。在图3中，在紧固该螺钉9之后，游隙消除。
套管9可滑动地略微紧固地安装在壳体4a中，这允许其静态地保持在电动机4上。在紧固该螺钉8的过程中，螺钉的头部8a与套管接触。然后螺钉8的推力被施加在所述套管上。
基于螺钉的头部8a在套管9上的接触，由螺钉8a施加的张力传递到壳体的组件中。然后，套管被轴向地移位，直到两个壳体的最终固定(图4)。固定螺钉8与该组轴向缝合螺钉7配合。在固定所有组成部分之后，根据推荐的扭矩将螺钉8的张力传递到壳体的组件中。
总之，提出的组装系统通过螺钉8进行调整，同时该组装系统确保壳体的最终固定。滑动套管9准许这种最终固定，从而消除了壳体之间可能损害组装的任何游隙，并消除了随着时间的推移而失去张力的相关风险。所述组装在缝合螺钉7的帮助下得到确保。因此，可以实现辅助电动机的安装以及轴5和轴6的对准，而不会在紧固缝合螺钉和固定螺钉的过程中使轴变形以及对轴承产生影响。
在不脱离本发明的范围的情况下，变速器可以是多传动比阶梯式变速器或单一传动比减速器。
相关的动力传动系(PT)可以是包括(除了内燃发动机之外)变速器和至少一个电动机的HPT。在类似的动力传动系中，电动机的输出轴5与变速器1的输入轴6的轴向对准是通过上述用于联接的系统来确保的。这种动力传动系可以例如包括两个电动机，这些电动机是安装在同一变速器上的主电动机和辅助电动机。

Claims (10)

1.一种用于将在电机壳体(4a)中旋转的电机轴(5)轴向联接到在变速器壳体(1a)中旋转的变速器轴(6)上的系统，其特征在于，该系统包括用于插入该两个壳体的固定螺钉(8)的套管(9)，在将该两个壳体紧固过程中，该套管能够在该螺钉(8)的推力下在该两个壳体中的一个壳体(4a)中沿另一壳体(1a)的方向滑动，以便在这些壳体的配合表面处压靠所述另一壳体，从而消除在此配合表面处在这些壳体之间的任何游隙。
2.如权利要求1所述的用于轴向联接的系统，其特征在于，当该螺钉的头部(8a)与所述套管接触时，该螺钉(8)的推力作用于该套管(9)上。
3.如权利要求1所述的用于联接的系统，其特征在于，该电机轴(5)是电动机(4)的轴。
4.如权利要求1、2或3所述的用于联接的系统，其特征在于，该固定螺钉(8)和该套管(9)横向于这些壳体(4a，1a)的配合表面取向。
5.如权利要求3或4所述的用于联接的系统，其特征在于，该固定螺钉(8)与在该电动机(4)的壳体和该变速器(1)的壳体之间的一组轴向缝合螺钉(7)配合。
6.如前述权利要求之一所述的用于联接的系统，其特征在于，在设定该套管(9)之后，根据推荐的扭矩，该固定螺钉(8)的张力被传递到壳体(4a，1a)的组件中。
7.如前述权利要求之一所述的用于联接的系统，其特征在于，该变速器(1)是单一传动比减速器。
8.一种包括变速器和至少一个电动机(4)的动力传动系，其特征在于，该电动机(4)的输出轴(5)和该变速器(1)的输入轴(6)的轴向对准是通过根据前述权利要求之一所述的用于联接的系统确保的。
9.如权利要求8所述的混合动力传动系，其特征在于，该动力传动系包括安装在同一变速器(1)上的两个电动机(3，4)。
10.如权利要求9所述的动力传动系，其特征在于，该动力传动系包括两个电动机(3，4)，根据前述权利要求之一，其中一个电动机联接到该变速器(1)上。
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