CN206092729U - 一种锥形孔皮带轮锁紧结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型本实用新型涉及一种皮带轮锁紧结构，特别涉及一种锥形孔皮带轮锁紧结构。主要结构包括：锥形孔皮带轮、开口锥形套和压紧螺母。开口锥形套具有开口槽，安装时锥形孔皮带轮一侧贴紧抵触件，如前盖轴承的内挡圈，开口锥形套放到锥形孔皮带轮孔内，开口锥形套侧面被压紧螺母旋压紧。此结构大大改善了汽车发电机皮带轮螺母松脱的问题，主要用在新能源BSG启停电机上，因为启停电机的皮带轮工作工况时正反运转的，如果采用普通方式安装，螺母在正反作用力的作用下极易松脱。结果会造成皮带轮飞出，从而导致发电机早期失效，因此，采用上述所述结构皮带轮安装方式有效的解决了产品失效的问题。

Description

一种锥形孔皮带轮锁紧结构

技术领域

本实用新型涉及一种皮带轮锁紧结构，特别涉及一种锥形孔皮带轮锁紧结构。

背景技术

目前，汽车发电机皮带轮的安装固定方式一般都是直接靠螺母旋压紧的。汽车发电机在工作时是由发动机驱动的，发动机与发电机皮带轮之间有皮带相互连接。运转时，由于螺母对皮带轮、皮带轮对轴承内挡圈、螺母对轴螺纹之间存在摩擦阻力，没有相对运动，从而实现发动机运转时发电机转子总成随着一起运转，实现发电功能。运转方向单一的发动机为主动结构件，发电机为从动结构件。在发电机的运转过程中，由于螺母与轴端螺纹的预紧力方向与发电机转子总成旋转方向一致，在此情况下螺母不会松脱。但是，在汽车行驶过程中，会出现引擎突然加速或减速的情况，在引擎停止运转前的瞬间，引擎曲轴有一个短暂的正反方向的转动，在引擎转速比发电机转数低时，内、外之间的转速出现差量，皮带轮处在打滑状态，会存在反转情况，使得皮带轮对螺母的摩擦力变为螺母的旋松力。此外，作为未来的一种发展趋势的新能源微混中的BSG启停电机具有发电、电动两种基本功能，作为发电机时，其运转是通过发动机的运转及皮带带动电机转子总成旋转的以便实现发电机的功能的；作为电动机时，BSG电机为主动结构件，发动机为从动结构件，BSG电机的转子总成通过皮带带动发动机从而实现启动汽车发动机。因BSG启停电机会频繁实现以上两种功能，在这两种工况下，皮带与BSG电机螺母之间就会存在较大正反作用力，如果采用普通的螺母压紧方式，电机螺母很容易松脱，从而达不到预紧的目的。为了解决这个问题，申请号为CN201510877031.X的中国专利文件公开了皮带轮防松固定装置，该技术方案将螺母旋压改用压盖与皮带轮间进行螺栓连接并通过增强防松装置的稳定性来保证锥形胀紧套与皮带轮之间的稳定连接。该方案具有诸多缺陷，首先，需要对压盖和皮带轮都进行多处挖孔处理，工艺要求高并且使得整个安装、维护和更换过程变得繁琐；其次，使用的锥形胀紧套在气温由高变低时贴合度、紧密性会下降；再次，压缩弹簧、安装套的形状小而特征细节多，加工工艺要求高，不易生产。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种锥形孔皮带轮锁紧结构，在汽车行驶过程中，尤其是在新能源BSG启停电机上不再出现螺母松脱而达不到预紧目的的现象，在具备形状结构简单、生产容易和安装简便的优点的同时，防止锥形套在环境温度变化时贴合度降低、紧密性变差的情况出现。

本实用新型的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种锥形孔皮带轮锁紧结构，包括锥形孔皮带轮、开口锥形套、压紧螺母，其中，所述锥形孔皮带轮中心开有锥形孔皮带轮内锥形面，所述开口锥形套包括开口锥形套外锥形面、锥形套开口槽、开口锥形套内直通孔，电机轴穿过所述开口锥形套内直通孔，所述压紧螺母套在所述电机轴上压紧所述开口锥形套，所述开口锥形套外锥形面与所述锥形孔皮带轮内锥形面倾斜贴合，所述开口锥形套外锥形面、所述锥形孔皮带轮内锥形面的倾斜面从所述压紧螺母往前盖轴承方向逐渐向所述电机轴中轴线靠拢。

安装时，所述锥形孔皮带轮一侧顶压在抵触件上，如前盖轴承或前盖轴承内挡圈，另一侧与所述开口锥形套和所述压紧螺母接触。给所述压紧螺母施加预紧力，所述开口锥形套在预紧力的作用下会轴向往所述前盖轴承方向移动达到压紧所述锥形孔皮带轮的作用，使得所述开口锥形套外锥形面与所述锥形孔皮带轮内锥形面之间产生较大的摩擦阻力，因所述开口锥形套开有所述锥形套开口槽，在所述锥形孔皮带轮内锥形面反作用径向力的作用下，所述开口锥形套径向形变内孔缩小从而紧紧抱住所述电机轴，继而增加了所述电机轴表面与所述开口锥形套内直通孔面间的挤压弹力，大大增加了传递扭矩所需要的摩擦阻力，避免了所述锥形孔皮带轮与所述前盖轴承内挡圈、所述电机轴、所述压紧螺母间产生相对运动，且这种结构适用于发电机正反运动时的工况，解决了螺母松脱导致皮带轮飞出的失效情况；此外，对所述开口锥形套进行开口的设计使得所述开口锥形套具有灵活的温度应变能力，解决了温度变化给所述开口锥形套带来的形状变化引起的接触面贴合度降低、结构紧密性变差的问题。

作为本实用新型的优选，所述电机轴轴面、所述开口锥形套与所述锥形孔皮带轮内锥形面之间留有空隙伸缩部。

所述空隙伸缩部的设计增加了锥形孔皮带轮锁紧结构的灵活性，特别是进一步解决了所述开口锥形套因环境温度变化在各自由度上的形变、位移引起的所述开口锥形套外锥形面与所述锥形孔皮带轮内锥形面间贴合面和所述开口锥形套内直通孔面与所述电机轴表面间贴合面的贴合度、紧密性变化的问题，如当汽车长时间运行，锁紧结构周边温度升高引起所述开口锥形套沿所述电机轴轴向膨胀，因为所述空隙伸缩部的存在，所述开口锥形套不会顶压前盖轴承内挡圈，避免了该方向上系统结构内力的发生。

作为本实用新型的优选，所述开口锥形套与所述压紧螺母间接触部位为宽面贴合部。

作为本实用新型的优选，所述宽面贴合部包含有开口锥形套台阶和压紧螺母宽面端。

所述开口锥形套台阶和所述压紧螺母宽面端大面积贴合，在增大接触面的最大静摩擦力的同时增大了摩擦力的力臂从而增大传递扭矩，避免了由于电机转子正反转工况下或者在汽车急加速和急减速情况下转子反转引起的螺母松脱失效情况，保证了该锥形孔皮带轮锁紧结构的安全性、可靠性，延长了使用寿命。

作为本实用新型的优选，所述开口锥形套台阶为环绕在所述开口锥形套远离所述前盖轴承一侧的套体上的环状凸台，凸起方向为垂直于所述电机轴的中轴线并靠近所述锥形孔皮带轮。

所述开口锥形套台阶为均匀厚度的圆环体，节省材料的同时保证了所述开口锥形套不会完全抵入所述空隙伸缩部，即当所述开口锥形套台阶接触到所述锥形孔皮带轮时不再往所述前盖轴承方向移动。

作为本实用新型的优选，所述压紧螺母宽面端为环绕在所述压紧螺母靠近所述开口锥形套台阶一侧的螺母体的环状凸台，凸起方向为垂直于所述电机轴的中轴线并靠近所述锥形孔皮带轮，径向长度从所述宽面贴合部一侧向远离所述空隙伸缩部一侧方向逐渐变小。

所述压紧螺母宽面端厚度不均匀，由所述电机轴的中轴线指向所述锥形孔皮带轮方向厚度逐渐变小，此设计加强了螺母体结构强度且匹配了所述开口锥形套台阶。

作为本实用新型的优选，在所述开口锥形台阶与所述压紧螺母宽面端贴合的面上有增力摩擦纹路。

作为本实用新型的优选，所述增力摩擦纹路为凹凸间隔的圆环状纹路。

在所述宽面贴合部接触的两面布置增力摩擦纹路更加稳定了所述开口锥形套和所述压紧螺母的贴合。

作为本实用新型的优选，所述锥形孔皮带轮内锥形面和所述开口锥形套外锥形面的锥度保持一致，且其锥面锥度范围在1:4~4:5之间。

一致的锥度可使贴合面贴合度和紧密性达到最优，锥度范围不能太大，否则接触面间压力的轴向分力会抵消一部分径向弹力产生的摩擦力，不利于贴合面的紧密、牢固贴合。

综上所述，本实用新型具有如下有益效果：

1.开口锥形套、锥形孔皮带轮和电机轴三者间形成一个过盈配合的连接体，锥形孔皮带轮内孔锥形面与开口锥形套外锥形面紧密相贴合，开口锥形套内直通孔面与发电机轴面相互紧密贴合，大大增加了接触面间摩擦力，杜绝了传统皮带轮锁紧结构在引擎出现突然加速或减速而皮带轮打滑导致反转使得皮带轮对螺母的摩擦力变为螺母的旋松力引起螺母松脱的情况发生，并适用于作为未来发展趋势的新能源微混中的BSG启停电机。

2.开口锥形套进行开口处理、空隙伸缩部的设计均大大增加了锥形孔皮带轮锁紧结构的环境适应性，使得锥形孔皮带轮锁紧结构在大跨度温度环境下使用都能保证结构功能的稳定性。

3.开口锥形套台阶的设立不仅进一步加强了贴合面的接触稳定性，还可以在台阶与锥形孔皮带轮接触时就不再往空隙伸缩部一侧移动，防止开口锥形套在极端情况下被完全挤入空隙伸缩部，同时可以方便开口锥形套的拿取。

4.所述锥形孔皮带轮锁紧结构各部件结构形状简单，安装、维护和更换过程容易实施，功能性强，加工工艺不复杂，便于生产并大规模投入使用。

附图说明

图1为发电机与锥形孔皮带轮锁紧结构总成示意图；

图2是锥形孔皮带轮锁紧结构放大图；

图3是开口锥形套结构示意图；

图4是开口锥形套台阶增力摩擦纹路示意图；

图中：

1、发电机，2、锥形孔皮带轮，21、锥形孔皮带轮内锥形面，3、开口锥形套，31、开口锥形套台阶，32、锥形套开口槽，33、开口锥形套内直通孔，34、开口锥形套外锥形面，4、压紧螺母，41、压紧螺母宽面端，5、电机轴，6、前盖轴承，61、前盖轴承内挡圈，7、空隙伸缩部，8、宽面贴合部，9、增力摩擦纹路，B、锥形孔皮带轮锁紧结构。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

本具体实施例仅仅是对本实用新型的解释，其并不是对本实用新型的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本实用新型的权利要求范围内都受到专利法的保护。

实施例1，如图1所示为发电机1与锥形孔皮带轮锁紧结构B总成示意图。

如图2、图3、图4所示，一种锥形孔皮带轮锁紧结构，包括锥形孔皮带轮2、开口锥形套3、压紧螺母4，锥形孔皮带轮2中心开有锥形孔皮带轮内锥形面21，开口锥形套3包括开口锥形套台阶31、开口锥形套外锥形面34、锥形套开口槽32和开口锥形套内直通孔33，电机轴5穿过开口锥形套内直通孔33，压紧螺母4套在电机轴5上压紧开口锥形套3，锥形孔皮带轮2一侧顶压在抵触件上，可以是前盖轴承6或者前盖轴承内挡圈61，开口锥形套外锥形面34与锥形孔皮带轮内锥形面21倾斜贴合，开口锥形套外锥形面34、锥形孔皮带轮内锥形面21的倾斜面从压紧螺母4往前盖轴承6方向逐渐向电机轴5中轴线靠拢。开口锥形套3与压紧螺母4间接触部位为宽面贴合部8。宽面贴合部8包含有开口锥形套台阶31和压紧螺母宽面端41。开口锥形套台阶31为环绕在开口锥形套3远离前盖轴承6一侧的套体上的环状凸台，凸起方向为垂直于电机轴5的中轴线并靠近锥形孔皮带轮2。压紧螺母宽面端41为环绕在压紧螺母4靠近开口锥形套台阶31一侧的螺母体的环状凸台，凸起方向为垂直于电机轴5的中轴线并靠近锥形孔皮带轮2，其径向长度从宽面贴合部8一侧向远离空隙伸缩部7一侧方向逐渐变小。在开口锥形台阶31与压紧螺母宽面端41贴合的面上有凹凸间隔的圆环状增力摩擦纹路9。锥形孔皮带轮内锥形面21和开口锥形套外锥形面34的锥度保持一致，且其锥面锥度范围可加工成1:4~4:5之间。

Claims (9)

1.一种锥形孔皮带轮锁紧结构，包括锥形孔皮带轮（2）、开口锥形套（3）、压紧螺母（4），其特征在于：所述锥形孔皮带轮（2）中心开有锥形孔皮带轮内锥形面（21），所述开口锥形套（3）包括开口锥形套外锥形面（34）、锥形套开口槽（32）、开口锥形套内直通孔（33），电机轴（5）穿过所述开口锥形套内直通孔（33），所述压紧螺母（4）套在所述电机轴（5）上压紧所述开口锥形套（3），所述开口锥形套外锥形面（34）与所述锥形孔皮带轮内锥形面（21）倾斜贴合，所述开口锥形套外锥形面（34）、所述锥形孔皮带轮内锥形面（21）的倾斜面从所述压紧螺母（4）往前盖轴承（6）方向逐渐向所述电机轴（5）中轴线靠拢。

2.根据权利要求1所述的一种锥形孔皮带轮锁紧结构，其特征在于：所述电机轴（5）轴面、所述开口锥形套（3）和所述锥形孔皮带轮内锥形面（21）之间留有空隙伸缩部（7）。

3.根据权利要求２所述的一种锥形孔皮带轮锁紧结构，其特征在于：所述开口锥形套（3）与所述压紧螺母（4）间接触部位为宽面贴合部（8）。

4.根据权利要求3所述的一种锥形孔皮带轮锁紧结构，其特征在于：所述宽面贴合部（8）包含有开口锥形套台阶（31）和压紧螺母宽面端（41）。

5.根据权利要求4所述的一种锥形孔皮带轮锁紧结构，其特征在于：所述开口锥形套台阶（31）为环绕在所述开口锥形套（3）远离所述前盖轴承（6）一侧的套体上的环状凸台，凸起方向为垂直于所述电机轴（5）的中轴线并靠近所述锥形孔皮带轮（2）。

6.根据权利要求4所述的一种锥形孔皮带轮锁紧结构，其特征在于：所述压紧螺母宽面端（41）为环绕在所述压紧螺母（4）靠近所述开口锥形套台阶（31）一侧的螺母体的环状凸台，凸起方向为垂直于所述电机轴（5）的中轴线并靠近所述锥形孔皮带轮（2），径向长度从所述宽面贴合部（8）一侧向远离所述空隙伸缩部（7）一侧方向逐渐变小。

7.根据权利要求4所述的一种锥形孔皮带轮锁紧结构，其特征在于：在所述开口锥形台阶（31）与所述压紧螺母宽面端（41）贴合的面上有增力摩擦纹路（9）。

8.根据权利要求7所述的一种锥形孔皮带轮锁紧结构，其特征在于：所述增力摩擦纹路（9）为凹凸间隔的圆环状纹路。

9.根据权利要求1所述的一种锥形孔皮带轮锁紧结构，其特征在于：所述锥形孔皮带轮内锥形面（21）和所述开口锥形套外锥形面（34）的锥度保持一致，且其锥面锥度范围在1:4~4:5之间。