CN202220807U - 耦合调谐皮带轮 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及皮带轮技术领域，尤其是一种耦合调谐皮带轮。其皮带轮同心地套装在芯轴上，左支撑轴承和右支撑轴承安装在皮带轮两端且其外圈分别与皮带轮过盈配合、其内圈与芯轴过盈配合，内扭矩弹簧套装在芯轴上，外扭矩弹簧套装在内扭矩弹簧上，保持架套装在芯轴上，保持架与皮带轮过盈配合或通过花键联接，保持架与芯轴间通过内外扭矩弹簧传递扭矩，芯轴上具有定位凸肩，内扭矩弹簧和外扭矩弹簧位于保持架与定位凸肩之间，保持架和定位凸肩的端面均有用于保持内扭矩弹簧和外扭矩弹簧的内扭矩弹簧保持结构和外扭矩弹簧保持结构，内扭矩弹簧和外扭矩弹簧旋向相反。本实用新型解决了起停一体机的振动大、噪音异常、轮系的寿命不理想的技术问题。

Description

耦合调谐皮带轮

技术领域

本实用新型涉及皮带轮技术领域，尤其是一种耦合调谐皮带轮。

背景技术

即停即起系统为汽车增设待机状态，当车辆处于“怠速”状态时(红灯或堵车)，驾驶者只要持续地踩住制动踏板，发动机就会自动熄火，切换到待机状态；释放踏板，车辆会瞬间自动点火，重新起动，并且不会产生噪音。即停即起系统能大大减少能源消耗和二氧化碳排放。当系统处于停滞状态时，汽车会自动进入省油状态，不排放任何气体。即停即起系统在城市工况下能减少10％左右的能源的消耗和二氧化碳的排放，在交通严重拥堵时，这个数值可以达到15％，在综合工况下可以减少6％。

由于混合动力汽车能够帮助节约能源、降低CO₂排放、提高舒适性，所以市场需求日益增加。

目前实现即停即起的方式有两种。方式一，车辆带有起动机、电控系统、电池、发电机(为电池充电)；另一种方式，车辆带有发电机、电控系统、电池，即这种方式没有起动机，由发电机在具备发电功能的同时具备起动功能，即起停一体机。采用起停一体机，对发动机的整个轮系提出了更高的要求，当发电机作为起动机时，需要比一般的发动机拖动发电机更大的扭矩，那么对轮系的振动及皮带的涨力也大的多，所以发电机上的皮带轮的减震功能就显得尤为重要。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是：为了解决现有起停一体机的振动大，轮系的寿命不理想的技术问题，本实用新型提供一种耦合调谐皮带轮。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种耦合调谐皮带轮，包括皮带轮、芯轴、保持架、左支撑轴承、右支撑轴承、内扭矩弹簧、外扭矩弹簧和轴向限位件，皮带轮同心地套装在芯轴上，左支撑轴承和右支撑轴承安装在皮带轮两端，左支撑轴承和右支撑轴承的外圈分别与皮带轮过盈配合，左支撑轴承和右支撑轴承的内圈与芯轴过盈配合，内扭矩弹簧套装在芯轴上，外扭矩弹簧套装在内扭矩弹簧上，保持架套装在芯轴上，保持架与皮带轮过盈配合或通过花键联接，保持架通过轴向限位件轴向限位，芯轴上具有定位凸肩，内扭矩弹簧和外扭矩弹簧位于保持架与定位凸肩之间，保持架与内扭矩弹簧和外扭矩弹簧接触的端面有用于保持内扭矩弹簧和外扭矩弹簧的保持架内扭矩弹簧保持结构和保持架外扭矩弹簧保持结构，芯轴上的定位凸肩与内扭矩弹簧和外扭矩弹簧接触的端面有用于保持内扭矩弹簧和外扭矩弹簧的芯轴内扭矩弹簧保持结构和芯轴外扭矩弹簧保持结构，内扭矩弹簧和外扭矩弹簧旋向相反。

发电机处于起动模式时，发电机通过耦合调谐皮带轮带动发动机旋转，发电机动力输出，发电机和耦合调谐皮带轮的芯轴通过螺纹联接将动力传递到芯轴上，芯轴通过芯轴上的外扭矩弹簧保持结构将动力传递到外扭矩弹簧，外扭矩弹簧受力后通过保持架上的外扭矩弹簧保持结构将动力传递给保持架，同时外扭矩弹簧产生变形外径涨大，与皮带轮内孔产生摩擦力将动力传递给皮带轮，同时保持架与皮带轮为过盈配合，更好的将外扭矩弹簧的动力传递给皮带轮。皮带轮再通过皮带将动力传递到发动机，实现发动机的起动。

正常工作模式时，发动机带动发电机旋转工作，发动机动力输出，将动力通过皮带传递给皮带轮，皮带轮和保持架过盈配合，所以相当于皮带轮将动力传递给了保持架，保持架通过保持架上的内扭矩弹簧保持结构将动力传递给内扭矩弹簧，扭矩弹簧通过另一端将动力传递到芯轴的内扭矩弹簧保持结构上，即传递到了芯轴，芯轴通过螺纹与发电机轴联接，将动力传递到发电机，实现发电机发电，并将电能储存到电池。

为达到结构简单及降低工作过程中的噪声，减小振动冲击，所述的芯轴内扭矩弹簧保持结构为芯轴内扭矩弹簧螺旋台阶，所述的芯轴外扭矩弹簧保持结构为芯轴外扭矩弹簧螺旋台阶，芯轴内扭矩弹簧螺旋台阶和芯轴外扭矩弹簧螺旋台阶的螺旋方向相反；所述的保持架内扭矩弹簧保持结构为保持架内扭矩弹簧螺旋台阶，所述的保持架外扭矩弹簧保持结构为保持架外扭矩弹簧螺旋台阶，保持架内扭矩弹簧螺旋台阶和保持架外扭矩弹簧螺旋台阶的螺旋方向相反。

为进一步降低工作过程中轮系的振动，所述的芯轴内扭矩弹簧螺旋台阶的台阶面相对于芯轴外扭矩弹簧螺旋台阶的台阶面沿顺时针方向偏移5°～15°，实现弹簧的预紧，并在模式转换过程中，实现能量的吸收，避免刚性传递，同时也提高弹簧的寿命；所述的保持架内扭矩弹簧螺旋台阶的台阶面相对于保持架外扭矩弹簧螺旋台阶的台阶面沿顺时针方向偏移5°～15°。当偏移角度过大时，内外扭矩弹簧的预紧力越大，一方面影响弹簧使用寿命，同时不能达到良好的减震效果，当偏移角度过小时，工作中非工作弹簧会松动，预紧力过小，从而会产生噪音。

为了不将弹簧的轴向预紧力传递到两端的支撑轴承，采取轴向限位件为卡簧，使弹簧的轴向预紧力闭环在芯轴螺旋台阶和保持架螺旋台阶之间。

为了使保持架与皮带轮之间配合更紧密，所述的皮带轮上的花键槽深为0.1mm～1mm；保持架上的花键的齿高为0.1mm～1mm。

本实用新型的有益效果是，本实用新型的耦合调谐皮带轮能有效降低起停一体机的振动并提高轮系的寿命。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

图1是本实用新型的耦合调谐皮带轮的第一个具体实施例的结构示意图；

图2是本实用新型的耦合调谐皮带轮的芯轴剖视图；

图3是本实用新型的耦合调谐皮带轮的第一个具体实施例的皮带轮剖视图；

图4是本实用新型的耦合调谐皮带轮的第一个具体实施例的保持架的主视图；

图5是本实用新型的耦合调谐皮带轮的第一个具体实施例的保持架的A-A剖视图；

图6是本实用新型的耦合调谐皮带轮的轴向限位件的主视图；

图7是本实用新型的耦合调谐皮带轮的第二个具体实施例的结构示意图；

图8是本实用新型的耦合调谐皮带轮的第二个具体实施例的皮带轮剖视图；

图9是本实用新型的耦合调谐皮带轮的第二个具体实施例的保持架的主视图；

图10是本实用新型的耦合调谐皮带轮的第二个具体实施例的保持架的B-B剖视图。

图中：1.皮带轮，2.右支撑轴承，3.芯轴，31.定位凸肩，32.芯轴内扭矩弹簧螺旋台阶，33.芯轴外扭矩弹簧螺旋台阶，4.内扭矩弹簧，5.保持架，51.保持架内扭矩弹簧螺旋台阶，52.保持架外扭矩弹簧螺旋台阶，6.外扭矩弹簧，7.左支撑轴承，8.轴向限位件。

具体实施方式

现在结合附图对本实用新型作进一步详细的说明。

如图1～6所示的本实用新型的耦合调谐皮带轮的第一个具体实施例，包括皮带轮1、芯轴3、保持架5、左支撑轴承7、右支撑轴承2、内扭矩弹簧4、外扭矩弹簧6和轴向限位件8，皮带轮1同心地套装在芯轴3上，左支撑轴承7和右支撑轴承2安装在皮带轮1两端，左支撑轴承7和右支撑轴承2的外圈分别与皮带轮1过盈配合，左支撑轴承7和右支撑轴承2的内圈与芯轴3过盈配合，内扭矩弹簧4套装在芯轴3上，外扭矩弹簧6套装在内扭矩弹簧4上，保持架5套装在芯轴3上，保持架5与皮带轮1过盈配合，保持架5通过轴向限位件8轴向限位，轴向限位件8为卡簧，芯轴3上具有定位凸肩31，内扭矩弹簧4和外扭矩弹簧6位于保持架5与定位凸肩31之间，保持架5与内扭矩弹簧4和外扭矩弹簧6接触的端面有用于保持内扭矩弹簧4和外扭矩弹簧6的保持架内扭矩弹簧螺旋台阶51和保持架外扭矩弹簧螺旋台阶52，保持架内扭矩弹簧螺旋台阶51和保持架外扭矩弹簧螺旋台阶52的螺旋方向相反；芯轴3上的定位凸肩31与内扭矩弹簧4和外扭矩弹簧6接触的端面有用于保持内扭矩弹簧4和外扭矩弹簧6的芯轴内扭矩弹簧螺旋台阶32和芯轴外扭矩弹簧螺旋台阶33，芯轴内扭矩弹簧螺旋台阶32和芯轴外扭矩弹簧螺旋台阶33的螺旋方向相反。

如图5所示，图中，a处为保持架外扭矩弹簧螺旋台阶52的螺旋起始位置，a’处为保持架外扭矩弹簧螺旋台阶52的螺旋终止位置，即保持架外扭矩弹簧螺旋台阶52的台阶面，b处为保持架内扭矩弹簧螺旋台阶51的螺旋起始位置，b’处为保持架内扭矩弹簧螺旋台阶51的螺旋终止位置，即保持架内扭矩弹簧螺旋台阶51的台阶面，保持架内扭矩弹簧螺旋台阶51的台阶面相对于保持架外扭矩弹簧螺旋台阶52的台阶面沿顺时针方向偏移角度α为8°。内扭矩弹簧4和外扭矩弹簧6旋向相反。

发电机起动模式时，发电机带动发动机旋转，发电机动力输出，发电机和芯轴3通过螺纹联接将动力传递到芯轴3上，芯轴3通过芯轴外扭矩弹簧螺旋台阶33将动力传递到外扭矩弹簧6，外扭矩弹簧6受力后通过保持架外扭矩弹簧螺旋台阶52将动力传递给保持架5，同时外扭矩弹簧6产生变形外径涨大，与皮带轮1内孔产生摩擦力将动力传递给皮带轮1，同时保持架5与皮带轮1为过盈配合，更好的将外扭矩弹簧6的动力传递给皮带轮1。皮带轮1再通过皮带将动力传递到发动机。

正常工作模式时，发动机带动发电机旋转工作，发动机动力输出，将动力通过皮带传递给皮带轮1，皮带轮1和保持架5过盈配合，所以相当于皮带轮1将动力传递给了保持架5，保持架5通过保持架内扭矩弹簧螺旋台阶51将动力传递给内扭矩弹簧4，内扭矩弹簧4将动力传递到芯轴3的芯轴内扭矩弹簧螺旋台阶32上，即传递到了芯轴3，芯轴3通过螺纹与发电机轴联接，将动力传递到发电机。

如图2、图6、图7、图8、图9和图10所示的本实用新型的耦合调谐皮带轮的第二个具体实施例，包括皮带轮1、芯轴3、保持架5、左支撑轴承7、右支撑轴承2、内扭矩弹簧4、外扭矩弹簧6和轴向限位件8，皮带轮1同心地套装在芯轴3上，左支撑轴承7和右支撑轴承2安装在皮带轮1两端，左支撑轴承7和右支撑轴承2的外圈分别与皮带轮1过盈配合，左支撑轴承7和右支撑轴承2的内圈与芯轴3过盈配合，内扭矩弹簧4套装在芯轴3上，外扭矩弹簧6套装在内扭矩弹簧4上，保持架5套装在芯轴3上，保持架5与皮带轮1通过花键联接，皮带轮1上的花键槽深为0.3mm；保持架5上的花键的齿高为0.3mm，保持架5通过轴向限位件8轴向限位，轴向限位件8为卡簧，芯轴3上具有定位凸肩31，内扭矩弹簧4和外扭矩弹簧6位于保持架5与定位凸肩31之间，保持架5与内扭矩弹簧4和外扭矩弹簧6接触的端面有用于保持内扭矩弹簧4和外扭矩弹簧6的保持架内扭矩弹簧螺旋台阶51和保持架外扭矩弹簧螺旋台阶52，保持架内扭矩弹簧螺旋台阶51和保持架外扭矩弹簧螺旋台阶52的螺旋方向相反；芯轴3上的定位凸肩31与内扭矩弹簧4和外扭矩弹簧6接触的端面有用于保持内扭矩弹簧4和外扭矩弹簧6的芯轴内扭矩弹簧螺旋台阶32和芯轴外扭矩弹簧螺旋台阶33，芯轴内扭矩弹簧螺旋台阶32和芯轴外扭矩弹簧螺旋台阶33的螺旋方向相反。

Claims (5)

1.一种耦合调谐皮带轮，其特征在于：包括皮带轮(1)、芯轴(3)、保持架(5)、左支撑轴承(7)、右支撑轴承(2)、内扭矩弹簧(4)、外扭矩弹簧(6)和轴向限位件(8)，皮带轮(1)同心地套装在芯轴(3)上，左支撑轴承(7)和右支撑轴承(2)安装在皮带轮(1)两端，左支撑轴承(7)和右支撑轴承(2)的外圈分别与皮带轮(1)过盈配合，左支撑轴承(7)和右支撑轴承(2)的内圈与芯轴(3)过盈配合，内扭矩弹簧(4)套装在芯轴(3)上，外扭矩弹簧(6)套装在内扭矩弹簧(4)上，保持架(5)套装在芯轴(3)上，保持架(5)与皮带轮(1)过盈配合或通过花键联接，保持架(5)通过轴向限位件(8)轴向限位，芯轴(3)上具有定位凸肩(31)，内扭矩弹簧(4)和外扭矩弹簧(6)位于保持架(5)与定位凸肩(31)之间，保持架(5)与内扭矩弹簧(4)和外扭矩弹簧(6)接触的端面有用于保持内扭矩弹簧(4)和外扭矩弹簧(6)的保持架内扭矩弹簧保持结构和保持架外扭矩弹簧保持结构，芯轴(3)上的定位凸肩(31)与内扭矩弹簧(4)和外扭矩弹簧(6)接触的端面有用于保持内扭矩弹簧(4)和外扭矩弹簧(6)的芯轴内扭矩弹簧保持结构和芯轴外扭矩弹簧保持结构，内扭矩弹簧(4)和外扭矩弹簧(6)旋向相反。

2.根据权利要求1所述的耦合调谐皮带轮，其特征在于：所述的芯轴内扭矩弹簧保持结构为芯轴内扭矩弹簧螺旋台阶(32)，所述的芯轴外扭矩弹簧保持结构为芯轴外扭矩弹簧螺旋台阶(33)，芯轴内扭矩弹簧螺旋台阶(32)和芯轴外扭矩弹簧螺旋台阶(33)的螺旋方向相反；所述的保持架内扭矩弹簧保持结构为保持架内扭矩弹簧螺旋台阶(51)，所述的保持架外扭矩弹簧保持结构为保持架外扭矩弹簧螺旋台阶(52)，保持架内扭矩弹簧螺旋台阶(51)和保持架外扭矩弹簧螺旋台阶(52)的螺旋方向相反。

3.根据权利要求1所述的耦合调谐皮带轮，其特征在于：所述的芯轴内扭矩弹簧螺旋台阶(32)的台阶面相对于芯轴外扭矩弹簧螺旋台阶(33)的台阶面沿顺时针方向偏移5°～15°；所述的保持架内扭矩弹簧螺旋台阶(51)的台阶面相对于保持架外扭矩弹簧螺旋台阶(52)的台阶面沿顺时针方向偏移5°～15°。

4.根据权利要求1所述的耦合调谐皮带轮，其特征在于：所述的轴向限位件(8)为卡簧。

5.根据权利要求1所述的耦合调谐皮带轮，其特征在于：所述的皮带轮(1)上的花键槽深为0.1mm～1mm；保持架(5)上的花键的齿高为0.1mm～1mm。

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