CN108443353B - 一种齿嵌式电磁离合器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及离合器技术领域,特别涉及一种齿嵌式电磁离合器。包括相互啮合传动的活动齿套和固定齿套,固定齿套的外侧套装有固定衔铁,固定衔铁与固定齿套之间设有间隙、且位置固定,固定衔铁内设有电磁线圈,活动齿套的外侧可转动地套装有活动衔铁,活动衔铁可随活动齿套沿轴向移动,电磁线圈通电后,将活动衔铁吸至固定衔铁上,使活动齿套和固定齿套相啮合。本发明提供了一种结构紧凑、无辅助执行结构、且操作方便的电磁离合系统,应用于新能源车用电驱动系统上,该系统控制着动力扭矩的传递和断开。

Description

一种齿嵌式电磁离合器
技术领域
本发明涉及离合器技术领域,特别涉及一种齿嵌式电磁离合器。
背景技术
新能源汽车的电驱动系统,为了实现不同工作模式间的切换,必然要用到动力通断机构。传统离合器由于包括压盘总成、从动盘、膜片弹簧、分离轴承和摇臂及阻力机构等,涉及的零部件多,重量大,失效点多,不便维护。
应用于新能源电驱动系统的现有的电磁离合器系统,因其活动齿套与活动衔铁固化为一体,在电磁线圈通电后,活动齿套与固定齿套相啮合,两者同步旋转并传递扭矩,此时要求固定衔铁与活动衔铁不能接触,否则会产生相互摩擦导致损坏。该种结构带来了两个隐性问题:一是电磁力必须要由装在活动/固定齿套内的轴上的轴承来承担,增大轴承的载荷;二是固定衔铁与活动衔铁的间隙不易控制。
当分离状态时活动衔铁和固定衔铁之间的间距如果过大,则电磁吸合力不足;反之如果分离状态时活动衔铁和固定衔铁之间的间距过小,则吸合后,活动衔铁与固定衔铁易接触,从而导致摩擦损坏,同时固定衔铁与活动衔铁贴合后会因剩磁而无法分开,影响了系统的效率和可靠性。
发明内容
针对上述问题,本发明的目的在于提供一种齿嵌式电磁离合器,以解决现有离合器的活动齿套和固定齿套在分离时,因间隙过大导致吸合力不够,或活动齿套和固定齿套吸合后,间隙过小造成固定衔铁与活动衔铁贴合后因剩磁而无法分开以及相互摩擦导致损坏的问题。
为了实现上述目的,本发明采用以下技术方案:
一种齿嵌式电磁离合器,包括相互啮合传动的活动齿套和固定齿套,所述固定齿套的外侧套装有固定衔铁,所述固定衔铁与所述固定齿套之间设有间隙、且位置固定,所述固定衔铁内设有电磁线圈,所述活动齿套的外侧可转动地套装有活动衔铁,所述活动衔铁可随所述活动齿套沿轴向移动,所述电磁线圈通电后,将所述活动衔铁吸至所述固定衔铁上,使所述活动齿套和所述固定齿套相啮合。
优选地,所述活动齿套的外圆周上套设有轴承,所述轴承嵌装在轴承座内,所述活动衔铁与所述轴承座连接,所述轴承座或所述活动衔铁的后端设有定位面。
优选地,所述活动齿套和所述固定齿套通过花键分别套装在第一轴和第二轴上,所述活动齿套可沿所述第一轴的轴线方向移动,所述第一轴和所述第二轴的外侧分别设有第一端盖和第二端盖,所述轴承座的定位面与所述第一端盖定位贴合。
优选地,所述第一端盖的前端为与所述轴承座或所述活动衔铁的定位面配合的竖直平面。
优选地,所述第一轴的前端设有轴压板,所述轴压板通过弹簧与所述活动齿套连接;当所述电磁线圈断电后,所述弹簧的弹簧力使所述活动齿套与所述固定齿套分开。
优选地,所述轴承座后端的定位面的高度满足所述活动衔铁与所述固定衔铁分离后的间隙在2-8mm范围内。
优选地,所述固定衔铁的端面或外圆周上设有用于与所述活动衔铁相吸合时起缓冲作用且使所述固定衔铁(10)和活动衔铁(8)之间留有间隙的缓冲部件。
优选地,所述缓冲部件为设置于所述固定衔铁端面或外圆周上的缓冲垫片;或沿周向设置于所述固定衔铁端面或外圆周上的多个缓冲块。
优选地,所述缓冲部件的高度满足所述活动衔铁与所述固定衔铁吸合后的间隙在0.1-1.5mm范围内。
优选地,所述活动齿套和所述固定齿套上均设有端面齿,当所述活动齿套和所述固定齿套啮合时,两个所述端面齿的齿顶和齿根之间留有间隙,通过齿侧面接触实现力矩传递。
本发明的优点及有益效果是:本发明应用于新能源车用电驱动系统上,本发明提供了一种结构紧凑、无辅助执行结构、且操作方便的电磁离合系统,该系统控制着动力扭矩的传递和断开。
本发明通过活动衔铁与端盖的准确定位,使离合器分离后两个衔铁之间的间隙处于预设范围内,保证离合器吸合时具有足够的吸合力,实现快速吸合。
本发明在固定衔铁的端面设置缓冲垫片,电磁力吸合后,先压缩缓冲垫片,起到缓冲的作用,显著降低结构的噪音;同时缓冲垫片在固定齿套与活动齿套啮合时保证固定衔铁与活动衔铁之间有一定的间隙,避免固定衔铁与活动衔铁贴合后因剩磁而无法分开。
本发明在离合器吸合时,固定衔铁上的缓冲垫片与活动衔铁紧紧贴合,活动衔铁与固定衔铁没有相对转动,避免相互摩擦的问题;
本发明在离合器吸合时,固定齿套与活动齿套相啮合,同步旋转,并传递扭矩,此时只有固定齿套与活动齿套端面齿的齿侧面接触,齿根与齿顶没有接触,这样可以避免了电磁力引起的额外轴向载荷作用到第一轴和第二轴上,减轻这两根轴上轴承的负载情况。
附图说明
图1为本发明的结构示意图;
图2为本发明中固定齿套的结构示意图;
图3为本发明中活动齿套的结构示意图;
图4为本发明中活动齿套与活动衔铁的装配示意图。
图中:1为轴承,2为弹簧,3为轴压板,4为第一轴,5为活动齿套,501为活动齿套端面齿,6为第一端盖,7为轴承座,8为活动衔铁,9为缓冲垫片,10为固定衔铁,11为电磁线圈,12为固定齿套,121为固定齿套端面齿,13为第二端盖。
具体实施方式
传统离合器由于包括压盘总成、从动盘、膜片弹簧、分离轴承和摇臂及阻力机构等,涉及的零部件多,重量大,失效点多,不便维护。
为了解决现有离合器吸合力不足或固定衔铁与活动衔铁相互摩擦的问题,本发明通过活动衔铁与端盖之间的准确定位,使离合器分离后两个衔铁之间的间隙处于预设范围内,保证离合器吸合时具有足够的吸合力,实现快速吸合。
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚,下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述。
如图1所示,本发明提供的一种齿嵌式电磁离合器,包括相互啮合传动的活动齿套5和固定齿套12,固定齿套12的外侧套装有固定衔铁10,固定衔铁10与固定齿套12之间设有间隙、且位置固定,固定衔铁10内设有电磁线圈11,活动齿套5的外侧可转动地套装有活动衔铁8,活动衔铁8可随活动齿套5沿轴向移动,电磁线圈11通电后,将活动衔铁8吸至固定衔铁10上,使活动齿套5和固定齿套12相啮合。
活动齿套5通过花键套装在第一轴4上,活动齿套5可沿第一轴4的轴线方向移动,活动齿套5与第一轴4周向固定,即活动齿套5与第一轴4连接,两者之间有相对滑动,无相对转动;第一轴4的外侧设有第一端盖6。固定齿套12通过花键套装在第二轴14上,且通过端面板固定连接,固定齿套12和第二轴14无论轴向还是周向均相对固定,即两者无相对滑动和相对转动;第二轴14的外侧设有第二端盖13,固定衔铁10固定在第二端盖13上。
第一轴4的前端设有轴压板3,轴压板3通过弹簧2与活动齿套5连接,电磁线圈11断电后,通过弹簧2的弹力实现活动齿套5与固定齿套12之间的分离。轴压板3的作用是使弹簧2一直处于压缩状态,随着离合器的分开与结合,弹簧2的弹力的压缩量会发生变化,弹力值也会变化。
固定衔铁10内绕有电磁线圈11,电磁线圈11通电可产生电磁力,该电磁力与弹簧2相互配合,控制固定齿套12与活动齿套5的啮合与分开。
活动齿套5的外圆周上套设有轴承10,轴承10嵌装在轴承座7内,活动衔铁8与轴承座7的前端连接,轴承座7或活动衔铁8的后端设有定位面。轴承座7或活动衔铁8的定位面与第一端盖6定位贴合,第一端盖6的前端为与轴承座7或活动衔铁8的定位面配合的竖直平面。本发明的一实施例中,轴承座7的后端设置定位面。
活动齿套5与活动衔铁8之间设有轴承10,活动齿套5与活动衔铁8之间可以相互转动。轴承10的轴承外圈安装在轴承座7上,轴承内圈安装在活动齿套5上,轴承座7与活动衔铁8之间通过螺钉紧固,如图4所示。
轴承座7后端的定位面的高度满足活动衔铁8与固定衔铁10分离后的间隙在2-8mm范围内。
固定衔铁10的端面或外圆周上设有缓冲部件,在固定衔铁10与活动衔铁8相吸合时,缓冲部件起缓冲作用,且使固定衔铁10和活动衔铁8之间留有间隙。
缓冲部件为设置于固定衔铁10端面或外圆周上的缓冲垫片9;或沿周向设置于所述固定衔铁10端面或外圆周上的多个缓冲块。
本发明的一实施例中,固定衔铁10与活动衔铁8相吸合的端面上设有缓冲垫片9。缓冲垫片9为环形结构、且嵌设于固定衔铁10端面上设有的环形槽内,缓冲垫片9通过螺钉固定在固定衔铁10的环形槽内。
缓冲部件的高度满足活动衔铁8与固定衔铁10吸合后的间隙在
0.1-1.5mm范围内。
固定衔铁10上安装的缓冲垫片9,一方面避免固定衔铁10与活动衔铁8的直接撞击;另一方面,在固定齿套12与活动齿套5啮合时保证固定衔铁10与活动衔铁8之间有一定的间隙,避免固定衔铁10与活动衔铁8贴合后因剩磁而无法分开。
如图2-3所示,活动齿套5和固定齿套12上均设有端面齿,即活动齿套5的端面设有活动齿套端面齿501,固定齿套12的端面设有固定齿套端面齿121。当活动齿套5的活动齿套端面齿501和固定齿套12的固定齿套端面齿121啮合后,活动齿套端面齿501和固定齿套端面齿121的齿顶和齿根之间留有间隙,活动齿套端面齿501和固定齿套端面齿121的齿侧面接触,此时可以传递力矩;当活动齿套5和固定齿套12分开时,固定齿套12的固定齿套端面齿121和活动齿套5的活动齿套端面齿501没有接触。
固定衔铁10与缓冲垫9的轴向位置均固定不变;活动衔铁8和活动齿套5的轴向位置会随着电磁线圈11的通电与否而发生轴向位移。弹簧2处于预压缩状态,当电磁线圈11通电时,固定衔铁10与活动衔铁8之间的电磁力大于弹簧2的弹力和活动齿套5与第一轴4之间的摩擦力之和,使活动齿套5朝向固定齿套12移动,从而活动齿套5和固定齿套12啮合;当电磁线圈11断电时,固定衔铁10和活动衔铁8之间的电磁力消失,此时在弹簧2的弹力作用下,活动齿套5与固定齿套12分开。
离合器处于分离状态时,在弹簧2的预压力下,轴承座7的定位面与第一端盖6贴合,从而确定了分离状态时活动衔铁8的位置,使活动衔铁8与固定衔铁10分离后的间隙在3.6-4mm范围内,该间隙保证电磁线圈11通电后使固定衔铁10具有足够的吸合力,快速吸合活动衔铁8。电磁线圈11产生的电磁力大于弹簧2的弹力以及活动齿套5与第一轴4的摩擦力时,离合器由分离状态变更为结合状态;当保持结合状态时,需要电磁线圈11通电,且产生的电磁力大于此时的弹簧力;处于结合状态时,缓冲垫片9与活动衔铁8贴合,保证活动衔铁8与固定衔铁10吸合后的间隙在0.3-0.5mm范围内。本发明通过活动衔铁与端盖之间的准确定位,使离合器分离后两个衔铁之间的间隙处于预设范围内,保证离合器吸合时具有足够的吸合力,实现快速吸合。
本发明在离合器吸合时,固定衔铁上的缓冲垫片与活动衔铁紧紧贴合,活动衔铁与固定衔铁没有相对转动,避免相互摩擦的问题;同时固定齿套与活动齿套相啮合,同步旋转,并传递扭矩,此时只有固定齿套与活动齿套端面齿的齿侧面接触,齿根与齿顶没有接触,这样可以避免了电磁力引起的额外轴向载荷作用到第一轴和第二轴上,减轻这两根轴上轴承的负载情况。
本发明应用于新能源车用电驱动系统上,结构紧凑、无辅助执行结构、且操作方便的电磁离合系统,该系统控制着动力扭矩的传递和断开。本结构发明结构简单,装配制造性良好。
以上所述仅为本发明的实施方式,并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进、扩展等,均包含在本发明的保护范围内。

Claims (9)

1.一种齿嵌式电磁离合器,包括相互啮合传动的活动齿套(5)和固定齿套(12),其特征在于,所述固定齿套(12)的外侧套装有固定衔铁(10),所述固定衔铁(10)与所述固定齿套(12)之间设有间隙、且位置固定,所述固定衔铁(10)内设有电磁线圈(11),所述活动齿套(5)的外侧可转动地套装有活动衔铁(8),所述活动衔铁(8)可随所述活动齿套(5)沿轴向移动,所述电磁线圈(11)通电后,将所述活动衔铁(8)吸至所述固定衔铁(10)上,使所述活动齿套(5)和所述固定齿套(12)相啮合;
所述固定衔铁(10)的端面或外圆周上设有用于与所述活动衔铁(8)相吸合时起缓冲作用且使所述固定衔铁(10)和活动衔铁(8)之间留有间隙的缓冲部件。
2.根据权利要求1所述的齿嵌式电磁离合器,其特征在于,所述活动齿套(5)的外圆周上套设有轴承(1),所述轴承(1)嵌装在轴承座(7)内,所述活动衔铁(8)与所述轴承座(7)连接,所述轴承座(7)或所述活动衔铁(8)的后端设有定位面。
3.根据权利要求2所述的齿嵌式电磁离合器,其特征在于,所述活动齿套(5)和所述固定齿套(12)通过花键分别套装在第一轴(4)和第二轴(14)上,所述活动齿套(5)可沿所述第一轴(4)的轴线方向移动,所述第一轴(4)和所述第二轴(14)的外侧分别设有第一端盖(6)和第二端盖(13),所述轴承座(7)或所述活动衔铁(8)的定位面与所述第一端盖(6)定位贴合。
4.根据权利要求3所述的齿嵌式电磁离合器,其特征在于,所述第一端盖(6)的前端为与所述轴承座(7)或所述活动衔铁(8)的定位面配合的竖直平面。
5.根据权利要求3所述的齿嵌式电磁离合器,其特征在于,所述第一轴(4)的前端设有轴压板(3),所述轴压板(3)通过弹簧(2)与所述活动齿套(5)连接;当所述电磁线圈(11)断电后,所述弹簧(2)的弹簧力使所述活动齿套(5)与所述固定齿套(12)分开。
6.根据权利要求2所述的齿嵌式电磁离合器,其特征在于,所述活动衔铁(8)与所述固定衔铁(10)分离后的间隙在2-8mm范围内。
7.根据权利要求1所述的齿嵌式电磁离合器,其特征在于,所述缓冲部件为设置于所述固定衔铁(10)端面或外圆周上的缓冲垫片(9);或沿周向设置于所述固定衔铁(10)端面或外圆周上的多个缓冲块。
8.根据权利要求1所述的齿嵌式电磁离合器,其特征在于,所述缓冲部件的高度满足所述活动衔铁(8)与所述固定衔铁(10)吸合后的间隙在0.1-1.5mm范围内。
9.根据权利要求1所述的齿嵌式电磁离合器,其特征在于,所述活动齿套(5)和所述固定齿套(12)上均设有端面齿,当所述活动齿套(5)和所述固定齿套(12)啮合时,两个所述端面齿的齿顶和齿根之间留有间隙,通过齿侧面接触实现力矩传递。
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