CN110397710B - 双动力切换装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及离合传动装置技术领域，提供了一种双动力切换装置。双动力切换装置，包括：输入轴，用于与第一旋转动力源传动连接；输出轴，为空心轴或其上至少具有一段空心段，所述输入轴通过轴承安装在输出轴中；其中：输入轴与输出轴之间设置有超越离合器，或者，输入轴与输出轴之间设置有楔紧件，所述楔紧件与输入轴、输出轴形成超越离合器机构；所述输出轴上还设置有用于连接第二旋转动力源的连接结构。根据输入轴、输出轴自身运动情况来选择性地传递扭矩以切换动力，使扭矩自输入轴‑离合器‑输出轴的路径传输，或通过输出轴上的连接结构使输出轴直接由第二旋转动力源带动，在实现双动力自动切换的功能时，使整个切换装置结构更加地紧凑。

Description

双动力切换装置
技术领域
本发明涉及离合传动装置技术领域，具体涉及一种双动力切换装置。
背景技术
现有技术中，常用的双动力切换方式主要是通过机械式分动箱实现，其结构类似于常规的手动齿轮变速箱，花键轴与从动装置连接，通过辅助动力拨动组合齿轮盘沿花键轴轴向移动，来切换组合齿轮盘与第一驱动、第二驱动的啮合与分离，从而实现动力切换，但这种分动箱结构较复杂、体积较大，降低传动效率，且需要手动切换不能实现自动切换，使用时受到的限制较多，使用比较繁琐。
发明内容
本发明的目的在于提供一种双动力切换装置，能够解决现有技术中依靠分动箱来切换动力时结构复杂、使用繁琐的问题。
为实现上述目的，本发明中的双动力切换装置采用如下技术方案：
双动力切换装置，包括：
输入轴，用于与第一旋转动力源传动连接；
输出轴，为空心轴或其上至少具有一段空心段，所述输入轴通过轴承安装在输出轴中；
其中：
输入轴与输出轴之间设置有超越离合器，或者，输入轴与输出轴之间设置有楔紧件，所述楔紧件与输入轴、输出轴形成超越离合器机构；
所述输出轴上还设置有用于连接第二旋转动力源的连接结构。
其有益效果在于：将输入轴安装在输出轴内腔中，能够消除两者布置时的轴向间隔，两者之间设置的超越离合器或形成的超越离合器机构，能够根据输入轴、输出轴自身运动情况来选择性地传递扭矩以切换动力，使扭矩沿着输入轴-超越离合器/超越离合器机构-输出轴的路径传输，或通过输出轴上的连接结构使输出轴直接由第二旋转动力源带动，实现双动力自动切换，并且也能够使整个切换装置结构更加地紧凑。
进一步的，所述连接结构设置在输出轴的端部位置处。
其有益效果在于：将连接结构设置在输出轴的一端，能够避免第一、二旋转动力源与该切换装置连接时出现干涉问题，还能够对切换装置的结构进行了优化，避免局部载荷过大。
进一步的，所述输出轴为空心轴，具有贯穿输出轴两端设置的通孔，输入轴整体位于通孔的一端。
其有益效果在于：插装孔为通孔，便于加工制造，输入轴以整体位于通孔的一端的方式布置，能够减少输入轴的尺寸，使整个切换装置实现减重。
进一步的，所述连接结构为通孔的远离输入轴的部分，供第二旋转动力源的传动轴或与第二旋转动力源连接的传动轴插入，用于与传动轴键连接。
其有益效果在于：利用通孔的一部分来作为连接结构，提高了空间的利用率，保证结构的紧凑。
进一步的，输出轴上安装或一体成型有输出轮。
其有益效果在于：在输出轴上布置输出轮，能够使输出轴直接与其他类型的传动轮连接，增加了输出轴的连接类型，提高了切换装置的适用性。
进一步的，通孔中于超越离合器或超越离合器机构的两侧均设置有油封，所述油封与通孔的孔壁组合形成用于注入润滑介质的油腔。
其有益效果在于：设置油腔，通过注入润滑介质能够对切换装置的动作部分进行长期有效地润滑，减少机械磨损及动力损失。
进一步的，输出轴上设置有连通油腔内外两侧的注油孔及溢流孔。
其有益效果在于：设置注油孔及溢流孔，油腔内的陈旧油脂及空气能够通过溢流孔排出油腔，便于操作人员在不开封的情况下对润滑介质进行更换。
进一步的，注油孔及溢流孔轴线之间的夹角为45°-90°。
其有益效果在于：注油孔及溢流孔之间夹角的选取范围为45°-90°，既能够使润滑介质通过注油孔顺利注入，又能够防止润滑介质直接从溢流孔中排出。
附图说明
图1为本发明中双动力切换装置实施例1的结构示意图；
图2为沿图1中A-A线的剖视图；
图3为本发明中双动力切换装置实施例1中输出轮的结构示意图；
图4为本发明中双动力切换装置实施例1中输入轴的结构示意图；
图5为本发明中双动力切换装置实施例2的结构示意图；
图6为本发明中双动力切换装置实施例3中输入轴与输出轮之间的结构示意图；
图中：10-输入轴；11-平键槽；12-外凸缘；20-楔块；30-输出轴；31-安装孔；32-键槽；33-内凸缘；34-卡槽；35-安装槽；36-螺栓穿孔；37-注油孔；40-球轴承；50-弹性挡圈；60-油封；70-密封螺钉；80-密封垫圈；90-滚柱。
具体实施方式
现结合说明书附图对本发明中双动力切换装置的具体实施方式进行说明。
如图1及图2所示，为本发明中双动力切换装置的实施例1：本发明中的双动力切换装置用于车辆的空调系统中，主要用于切换电动机和发动机向压缩机输入的动力。该切换装置包括一个输出轴30，输出轴30一体成型有形式为带轮的输出轮，用于与空调系统中压缩机传动连接。输出轴30中设置有沿其轴线方向设置的安装孔31，安装孔31为贯穿两端设置的通孔。该切换装置还包括一个输入轴10，用于与作为第一旋转动力源的发动机传动连接，输入轴10为空心轴结构，其内腔中设置有与发动机的输出轴传动连接的键槽32。
输出轴的安装孔31中设置有一对球轴承40，输入轴10通过球轴承40安装在输出轴中。在由输入轴10的外周面与安装孔31壁围成的空间中，均匀设置有作为楔紧件的楔块20，楔块20能够与作为楔紧面的输入轴10的外周面、通孔的内壁摩擦配合，相当于形成了一个设置在输入轴10与输出轴30之间的超越离合器机构。其中，输入轴10的外周面作为超越离合器的内环摩擦面，安装孔31壁形成了外环摩擦面，楔块20能够依靠与两者的摩擦力来传递扭矩。需要说明的是，本实施例中使用的楔块20与现有技术中超越离合器所使用的楔块20相同。
如图3所示，具体来讲，输出轴30的安装孔31中设置有内凸缘33，内凸缘33在使用时楔块20摩擦配合，且在内凸缘33的两侧设置有用于安装球轴承40的安装槽35，两安装槽35相互背离的一侧设置有卡入供弹性挡圈50的卡槽34，弹性挡圈50卡入卡槽34内能够对轴承进行限位。如图4所示，在输入轴10的外周面上设置有输出轴30的内凸缘33对齐的外凸缘12，外凸缘12的外表面同样用来与楔块20摩擦配合，并且外凸缘12的台阶在输入轴10上也对应形成了用于定位球轴承40的轴肩。
在两弹性挡圈50的外侧，分别在输入轴10上套设有油封60，两油封60与安装孔31壁配合能够形成一个封闭空间，将轴承及楔块20包围在里面，而形成的这个封闭空间将作为注入润滑油或润滑脂的油腔。输出轴30上设置有两个均连通油腔内外两侧的孔，分别为供操作人员向油腔内注入润滑油或润滑脂的注油孔37，以及供油腔内油脂或气体排出的溢流孔。
注油孔37及溢流孔的孔腔均沿直线延伸，注油孔37及溢流孔轴线之间夹角α的选取范围在45°-90°之间，本实施例中采用50°的夹角。
在注油孔37及溢流孔的开口处为沉孔结构，沉孔中螺接有分别将两孔进行封堵的密封螺钉70，密封螺钉70的头部沉入沉孔内以防止干涉输入轴10的转动，在沉孔与密封螺钉70的螺帽之间还设置有保证密封的密封垫圈80。
输出轴30中的油腔及插入输出轴30中的输入轴10仅占据安装孔31的一部分空间，输出轴30的安装孔31中背向输入轴10一端的空间供作为第二旋转动力源的电机的输出轴插入，这一端安装孔31的内壁上还设置有实现输出轴与电机传动连接的平键槽11，安装孔31的背向输入轴10的部分形成输出轴30与第二旋转动力源连接的连接结构。这样一来，输出轴30可以通过发动机—输入轴10—楔块20—输出轴30的扭矩传递路径进行转动，也可以通过电机—输出轴30的扭矩传递路径进行转动。
本实施例中，第一种情况：当输入轴10在发动机带动下相对于输出轴30主动转动时，位于输入轴10与输出轴30之间的楔块20处于楔入行程，能够与输入轴10及输出轴30结合地越来越紧密，依靠两者之间的摩擦力来将输入轴10的扭矩传递至输出轴30上，使输出轮转动。第二种情况：输出轴30在电机带动下相对于输入轴10主动转动时，输出轴30的转动方向不变，与第一种情况相比较，相当于输出轴30不动而输入轴10反转，此时位于输入轴10与输出轴30之间的楔块20处于去楔行程，楔块20远离楔紧面，使楔块20分别与输入轴10、输出轴30脱离配合，楔块20不再起到传递扭矩的作用。
在操作人员使用本发明中的双动力切换装置时，将空调系统中的压缩机与输出轴30通过皮带传动连接，然后分别将车辆中的发动机与输入轴10、电机与输出轴30键连接。利用双动力切换装置可以实现依靠不同的动力源带动压缩机工作。在行车过程中，车辆的发动机工作，此时发动机的输出轴与输入轴10传动连接，输入轴10转动时楔块20楔紧来带动输出轴30转动，此时压缩机依靠的是发动机来实现自身转动。停车时，发动机熄火，在仍需要空调系统运行时，启动电机，电机通过键连接直接带动输出轴30转动，楔块20处于去楔行程，输出轴30不会带动输入轴10转动，此时的输入轴10仅通过球轴承40支撑在输出轴30中。
在上述实施例中，第一旋转动力源及第二旋转动力源分别为发动机及电机，在其他实施例中，第一旋转动力源及第二旋转动力源可以分别选用发动机或电机。
如图5所示，为本发明中双动力切换装置的实施例2：与上述实施例1的不同之处在于输出轮与电机的连接结构，本实施例中，输出轴30的侧面上设置有螺栓穿孔36，用于固定联轴器，通过联轴器来与电机的输出轴连接。此时输出轴30不需在通孔中设置键槽，因此输出轮中输出轴的整体长度可以进行压缩，使输出轴的长度与输入轴10插入输出轴中的部分平齐。而设置在输出轴上的注油孔37因为空间的限制，以倾斜延伸的方式连通油腔内外的空间。
如图6所示，为本发明中双动力切换装置的实施例3：与上述实施例1、2的不同之处在于位于输入轴10与输出轴30之间楔紧件的不同，本实施例中，使用滚柱90来作为楔紧件，在经过跑合和工作磨损后，仍能保持自锁状态和良好的开合性能，依靠圆柱形的外形，能够自动补偿磨损。
在其他实施例中，可以直接在输入轴与输出轮之间设置作为市购件的超越离合器，而不局限于采用在输入轴与输出轮之间设置楔紧件以形成超越离合器机构的方案。
在其他实施例中，连接结构可以设置在输出轴上靠近输入轴的一端，此时可以将输入轴与第一旋转动力源的连接位置移至背向连接结构的位置处。
在其他实施例中，输出轴上的传动轮可以通过螺接等方式固定在输出轴上，而不局限于采用一体成型的方式。
在其他实施例中，输入轴与输出轴之间可以不再设置有油封，而是直接在输入轴与输出轴之间涂布固态润滑脂。
在其他实施例中，可以仅在输出轴上设置注油孔，而不再设置溢流孔。
在其他实施例中，注油孔及溢流孔轴线之间的夹角可以采用45°、90°及在45°-90°之间选择任意的角度，而不局限于采用50°的方案。
在其他实施例中，输出轴可以采用仅在一端部设置盲孔的方式，使输出轴具有一段与输入轴配合的空心段，此时的轴承设置在输出轴的空心段中。
在其他实施例中，输入轴还可以设置在输出轴的中心位置处，而不局限于采用设置在一端的方案。
以上所述的具体实施方式，对本发明的发明目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡是在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.双动力切换装置，其特征在于：包括
输入轴，用于与第一旋转动力源传动连接；
输出轴，为空心轴或其上至少具有一段空心段，所述输入轴通过轴承安装在输出轴中；
其中：
输入轴与输出轴之间设置有楔紧件，所述楔紧件与输入轴、输出轴形成超越离合器机构；
所述输出轴上还设置有用于连接第二旋转动力源的连接结构；
双动力切换装置用于车辆的空调系统中，第一旋转动力源为发动机，第二旋转动力源为电机，楔紧件为楔块；
使用时，将空调系统中的压缩机与输出轴通过皮带传动连接，分别将车辆中的发动机与输入轴传动连接、电机与输出轴键连接，利用双动力切换装置实现依靠不同的动力源带动压缩机工作，在行车过程中，车辆的发动机工作，此时发动机与输入轴传动连接，输入轴转动时楔块楔紧来带动输出轴转动，此时压缩机依靠发动机来实现自身转动；停车时，发动机熄火，在仍需要空调系统运行时，启动电机，电机通过键连接直接带动输出轴转动，楔块处于去楔行程，输出轴不会带动输入轴转动。
2.根据权利要求1所述的双动力切换装置，其特征在于：所述连接结构设置在输出轴的端部位置处。
3.根据权利要求1所述的双动力切换装置，其特征在于：所述输出轴为空心轴，具有贯穿输出轴两端设置的通孔，输入轴整体位于通孔的一端。
4.根据权利要求3所述的双动力切换装置，其特征在于：所述连接结构为通孔的远离输入轴的部分，供第二旋转动力源的传动轴或与第二旋转动力源连接的传动轴插入，用于与传动轴键连接。
5.根据权利要求1所述的双动力切换装置，其特征在于：输出轴上安装或一体成型有输出轮。
6.根据权利要求3所述的双动力切换装置，其特征在于：通孔中于超越离合器或超越离合器机构的两侧均设置有油封，所述油封与通孔的孔壁组合形成用于注入润滑介质的油腔。
7.根据权利要求6所述的双动力切换装置，其特征在于：输出轴上设置有连通油腔内外两侧的注油孔及溢流孔。
8.根据权利要求7所述的双动力切换装置，其特征在于：注油孔及溢流孔轴线之间的夹角为45°-90°。
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