本發(fā)明涉及新能源汽車領(lǐng)域，尤其涉及一種帶齒式離合器的減速機(jī)構(gòu)。

背景技術(shù)：

混合動(dòng)力汽車(HEV)是具有低污染、低油耗特點(diǎn)的新一代清潔能源汽車。在保留汽車原有燃油發(fā)發(fā)動(dòng)機(jī)與變速器的動(dòng)力總成的基礎(chǔ)上，在汽車的后橋或前橋增加電機(jī)以及減速器組成的另一個(gè)動(dòng)力總成，即可構(gòu)成一個(gè)混合動(dòng)力總成系統(tǒng)，可以完成純電動(dòng)、純發(fā)動(dòng)機(jī)、電機(jī)助力的各種工作模式。在純發(fā)動(dòng)機(jī)工作模式時(shí)，電機(jī)處于不工作狀態(tài)，減速器將被整車反拖而處于空轉(zhuǎn)狀態(tài)。如果電機(jī)與減速器剛性連接，電機(jī)也將被整車通過減速器反拖，電機(jī)轉(zhuǎn)子處于空轉(zhuǎn)狀態(tài)，增大行駛阻力，影響電機(jī)及軸承的壽命。因此在電機(jī)與減速器之間增加離合器是十分有必要的。離合器在純電動(dòng)模式和電機(jī)助力的混合動(dòng)力模式時(shí)接合，在純發(fā)動(dòng)機(jī)模式時(shí)分離。目前，較為常見的離合器有濕式離合器、干式離合器以及單向離合器。

混合動(dòng)力汽車的電機(jī)與減速器之間增加常用的濕式離合器、干濕離合器和單向離合器時(shí)，雖然能夠?qū)崿F(xiàn)電機(jī)工作時(shí)與減速器接合，不工作時(shí)分離，解決了電機(jī)不工作時(shí)被反拖的問題，但仍然不能滿足目前混合動(dòng)力車或純電動(dòng)車的需要。普通的濕式離合器或干式離合器主要是利用摩擦力傳遞扭矩，而混合動(dòng)力車或純電動(dòng)車用電機(jī)一般峰值扭矩大，峰值轉(zhuǎn)速高，如果采用濕式離合器或干濕離合器需要傳遞較大扭矩，則離合器的尺寸也需要較大，而離合器尺寸加大，其極限轉(zhuǎn)速會(huì)減小，不能承受電機(jī)的輸入轉(zhuǎn)速。單向離合器雖然具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低等的特點(diǎn)，但在運(yùn)作過程中只能單向傳遞動(dòng)力，電機(jī)不能完成倒車和車輛制動(dòng)能回收的功能。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

(一)要解決的技術(shù)問題

本發(fā)明提供一種帶齒式離合器的減速機(jī)構(gòu)，能夠解決電機(jī)不工作時(shí)被反拖的問題，并且所采用的齒式離合器具有結(jié)構(gòu)尺寸緊湊、承受較大的扭矩、承受較高的轉(zhuǎn)速、實(shí)現(xiàn)動(dòng)力的雙向傳遞的特點(diǎn)。

(二)技術(shù)方案

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種帶齒式離合器的減速機(jī)構(gòu)，包括電機(jī)、減速器以及齒式離合器，所述齒式離合器包括軸套，所述軸套與所述減速器的輸入軸花鍵連接，所述軸套與所述減速器的輸入軸的相對(duì)滑動(dòng)，使得所述軸套與所述電機(jī)的輸出軸接合和分離，所述軸套與所述電機(jī)的輸出軸接合時(shí)，所述軸套與所述電機(jī)的輸出軸花鍵連接。

其中，所述軸套上設(shè)置內(nèi)花鍵，所述電機(jī)的輸出軸和所述減速器的輸入軸上均設(shè)置與所述內(nèi)花鍵嚙合的外花鍵。

其中，所述軸套的內(nèi)花鍵和所述電機(jī)的輸出軸的外花鍵的接合端制10°～15°的倒角。

其中，所述減速機(jī)構(gòu)還包括殼體，所述軸套設(shè)置在所述殼體內(nèi)，所述殼體上設(shè)置有用于防止軸套軸向移動(dòng)的自鎖裝置。

其中，所述軸套上沿軸向方向設(shè)置兩個(gè)環(huán)形槽，所述自鎖裝置在所述軸套與所述電機(jī)的輸出軸接合和分離狀態(tài)分別與所述軸套上不同位置的環(huán)形槽配合。

其中，所述自鎖裝置包括依次設(shè)置在殼體內(nèi)的固定件、彈簧以及鋼球，所述鋼球與所述環(huán)形槽配合。

其中，所述固定件為螺栓、螺釘或銷釘。

其中，所述減速機(jī)構(gòu)還包括控制齒式離合器接合和分離的控制系統(tǒng)。

其中，所述控制系統(tǒng)包括設(shè)置在殼體上的離合器接合油道和離合器分離油道。

其中，所述減速機(jī)構(gòu)還包括依次連接的主動(dòng)齒輪、中間軸以及被動(dòng)齒輪，所述主動(dòng)齒輪與所述減速器的輸入軸連接。

(三)有益效果

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下有益效果：

(1)本發(fā)明利用齒式離合器連接電機(jī)和減速器，使電機(jī)工作時(shí)與減速器接合，不工作時(shí)分離，避免了電機(jī)不工作時(shí)因被高速反拖而引起的損壞，延長(zhǎng)了電機(jī)壽命，同時(shí)減小了汽車行駛阻力。

(2)本發(fā)明的齒式離合器在傳遞相同扭矩的條件下，其尺寸比其它離合器小，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低，同時(shí)避免了其它離合器因尺寸大而極限轉(zhuǎn)速低的問題；和單向離合器相比，可實(shí)現(xiàn)動(dòng)力的雙向傳遞，改變了電機(jī)不能用于倒車，不能用于制動(dòng)能回收的缺點(diǎn)。

(3)本發(fā)明的齒式離合器依靠花鍵傳遞扭矩，控制系統(tǒng)只需在接合和分離時(shí)提供壓力，控制系統(tǒng)方式多樣，可以為液壓控制系統(tǒng)、機(jī)械控制系統(tǒng)或電子控制系統(tǒng)。

(4)本發(fā)明的齒式離合器采用自鎖裝置，能夠防止軸套的軸向竄動(dòng)，防止在車輛運(yùn)動(dòng)中，因振動(dòng)或軸套自身重力導(dǎo)致離合器意外接合或分離。

附圖說明

圖1為本發(fā)明提供的帶齒式離合器的減速機(jī)構(gòu)的示意圖；

圖2為本發(fā)明提供的齒式離合器結(jié)合狀態(tài)的示意圖；

圖3為本發(fā)明提供的齒式離合器分離狀態(tài)的示意圖；

圖中，1、電機(jī)；2、齒式離合器；3、減速器的輸入軸；4、主動(dòng)齒輪；5、中間軸；6、被動(dòng)齒輪；7、主減速器；8、殼體；11、電機(jī)的輸出軸；21、軸套；22、鋼球；23、彈簧；24、螺栓；81、離合器接合油道；82、離合器分離油道。

具體實(shí)施方式

為了便于理解本發(fā)明，下面將參照相關(guān)附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行更全面的描述。附圖中給出了本發(fā)明的較佳實(shí)施方式。以上僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡是利用本發(fā)明說明書及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運(yùn)用在其他相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在本發(fā)明的專利保護(hù)范圍內(nèi)。

本發(fā)明提供一種帶齒式離合器的減速機(jī)構(gòu)，用于解決電機(jī)不工作時(shí)被反拖的問題，并且所采用的齒式離合器具有結(jié)構(gòu)尺寸緊湊、承受較大的扭矩、高轉(zhuǎn)速、實(shí)現(xiàn)動(dòng)力的雙向傳遞的特點(diǎn)。

如圖1、2、3所示，本發(fā)明實(shí)施例中提供一種帶齒式離合器的減速機(jī)構(gòu)，包括電機(jī)1、齒式離合器2以及減速器，齒式離合器2包括軸套21，該齒式離合器2是由一對(duì)內(nèi)外花鍵組成的嵌合副，、軸套21與所述減速器的輸入軸3花鍵連接，軸套21在減速器的輸入軸3上的相對(duì)滑動(dòng)，使得軸套21與電機(jī)的輸出軸11接合和分離，即離合器的處于接合和分離狀態(tài)，當(dāng)軸套21與電機(jī)的輸出軸11接合時(shí)，軸套21與電機(jī)的輸出軸11花鍵連接。

通過設(shè)置上述結(jié)構(gòu)的減速機(jī)構(gòu)，在傳遞相同扭矩的情況下，該齒式離合器的尺寸比其他離合器小，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低，避免了其他離合器因尺寸大而極限轉(zhuǎn)速低的問題；同時(shí)能夠?qū)崿F(xiàn)動(dòng)力的雙向傳遞，改變了采用單向離合器時(shí)電機(jī)不能用于倒車，不能用于制動(dòng)回收的缺點(diǎn)。

圖2、3中，電機(jī)的輸出軸11和減速器的輸入軸3上均設(shè)置外花鍵，軸套21內(nèi)設(shè)置內(nèi)花鍵，軸套21內(nèi)的內(nèi)花鍵和減速器的輸入軸3上的外花鍵嚙合，由于軸套21能夠在減速器的輸入軸3上滑動(dòng)，使得軸套21能夠與電機(jī)的輸出軸11由分離狀態(tài)到接合狀態(tài)或由接合狀態(tài)到分離狀態(tài)，當(dāng)軸套21與電機(jī)的輸出軸11處于接合狀態(tài)時(shí)，軸套21內(nèi)的內(nèi)花鍵和電機(jī)的輸出軸11的外花鍵嚙合。為了簡(jiǎn)化加工工藝，減速器的輸入軸3和電機(jī)的輸出軸11上所設(shè)外花鍵的參數(shù)一致。

為了保證軸套21和電機(jī)的輸出軸11的花鍵連接質(zhì)量，軸套21的內(nèi)花鍵和電機(jī)輸出軸11的外花鍵在接合端制成10°～15°的倒角。

為了防止在車輛運(yùn)動(dòng)過程中，因振動(dòng)或軸套自身重力導(dǎo)致離合器意外接合或分離，在減速機(jī)構(gòu)的殼體8上自鎖裝置。具體的，該自鎖裝置包括在殼體內(nèi)依次設(shè)置的固定件24、彈簧23以及鋼球22；軸套上21沿軸向方向設(shè)置兩個(gè)環(huán)形槽，自鎖裝置的鋼球22在所述軸套與所述電機(jī)的輸出軸接合和分離狀態(tài)分別與所述軸套上不同位置的環(huán)形槽配合。該自鎖裝置可在固定件24的作用下使得彈簧23壓縮，彈簧23將鋼球23壓在軸套21的弧形槽內(nèi)，防止軸套21的軸向竄動(dòng)，從而使得離合器在沒有外力作用下仍能保持接合或分離狀態(tài)。

為了固定以及對(duì)彈簧23施加一定的作用力，殼體8上設(shè)置的固定件24可以采用螺栓、螺釘或是銷釘，具體的，如圖2、3所述，本實(shí)施例中，固定件24采用螺栓。

為了使得軸套21在減速器的輸入軸3上相對(duì)滑動(dòng)從而實(shí)現(xiàn)離合器的接合與分離狀態(tài)，使得離合器接合狀態(tài)下軸套21與電機(jī)輸出軸11相配合形成內(nèi)外花鍵組成的嵌合副，減速機(jī)構(gòu)還包括控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)能夠控制軸套21在減速器的輸入軸3上的滑動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)軸套21內(nèi)的內(nèi)花鍵和電機(jī)的輸出軸11的外花鍵的嚙合和脫開，從而實(shí)現(xiàn)離合器的接合和分離。

控制系統(tǒng)可以采用液壓控制系統(tǒng)，還可以采用機(jī)械或電子控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)離合器的接合和分離。

在本實(shí)施例中，如圖2、3所示，控制系統(tǒng)采用液壓控制系統(tǒng)，在殼體8上設(shè)置離合器接合油道81和離合器分離油道82；在離合器處于分離狀態(tài)時(shí)，自鎖裝置與軸套21右側(cè)的環(huán)形槽相配合，若使離合器接合，在離合器接合油道81內(nèi)注入液壓油，液壓油通過離合器接合油道81進(jìn)入殼體8、減速器的輸入軸3以及軸套21圍成的油腔內(nèi)，推動(dòng)軸套21在減速器的輸入軸3上滑動(dòng)前進(jìn)；為了使得離合器分離，在離合器分離油道82內(nèi)注入液壓油，液壓油通過離合器分離油道82進(jìn)入殼體8和軸套21圍成的油腔內(nèi)，推動(dòng)軸套21，使軸套21與電機(jī)的輸出軸11脫開，當(dāng)軸套21與電機(jī)的輸出軸11完全脫開時(shí)，自鎖裝置正好與軸套21左側(cè)的環(huán)形槽配合；自鎖裝置在離合器分離和接合狀態(tài)下分別與軸套21上不同位置的環(huán)形槽配合，使得自鎖裝置在分離和接合狀態(tài)下均能防止軸套21的軸向竄動(dòng)，進(jìn)而能夠使離合器在沒有外力的作用下仍能保持分離或接合狀態(tài)。

如圖1所示，帶齒式離合器的減速機(jī)構(gòu)還包括依次連接的主動(dòng)齒輪4、中間軸5以及被動(dòng)齒輪6，所述主動(dòng)齒輪4與所述減速器的輸入軸11連接。

如圖2、3所示，帶齒式離合器的減速機(jī)構(gòu)的工作狀態(tài)如下：

離合器接合前，減速器有靜止和運(yùn)動(dòng)兩種狀態(tài)：

以純電動(dòng)模式啟動(dòng)車輛前減速器處于靜止?fàn)顟B(tài)，電機(jī)輸出軸11和減速器輸入軸3之間沒有相對(duì)轉(zhuǎn)速。液壓油從離合器接合油道81進(jìn)入減速器殼體8、減速器輸入軸3以及軸套21圍成的油腔，軸套21在油腔內(nèi)的液壓油的推動(dòng)下克服彈簧23、鋼球22對(duì)軸套21的阻力，能夠在減速器輸入軸3上滑動(dòng)前進(jìn)，使得軸套21的內(nèi)花鍵與電機(jī)輸出軸11的外花鍵嚙合，從而完成離合器接合。

當(dāng)車輛以純發(fā)動(dòng)機(jī)模式驅(qū)動(dòng)時(shí)，減速器輸入軸3和軸套21因車輛反拖具有一定轉(zhuǎn)速，電機(jī)處于靜止?fàn)顟B(tài)，電機(jī)輸出軸11轉(zhuǎn)速為0。此時(shí)如果需要電機(jī)助力而接合離合器，電機(jī)啟動(dòng)并以轉(zhuǎn)速模式控制其轉(zhuǎn)速，使電機(jī)輸出軸11的轉(zhuǎn)速與軸套21的轉(zhuǎn)速接近，然后，液壓油從離合器接合油道81進(jìn)入殼體8、減速器輸入軸3以及軸套21圍成的油腔，軸套21在油腔內(nèi)的液壓油的推動(dòng)下克服彈簧23、鋼球22對(duì)軸套21的阻力，能夠在減速器輸入軸3上滑動(dòng)前進(jìn)，使得軸套21內(nèi)錐面與電機(jī)輸出軸的外錐面接觸，并因油壓推力產(chǎn)生摩擦力矩，進(jìn)而軸套21與電機(jī)輸出軸11轉(zhuǎn)速同步，同步后軸套21繼續(xù)前進(jìn)，使得軸套21的內(nèi)花鍵與電機(jī)輸出軸11的外花鍵嚙合，從而完成離合器接合。

離合器分離前，車輛有靜止和運(yùn)動(dòng)兩種狀態(tài)：

離合器分離前車輛處于靜止?fàn)顟B(tài)，即車輛完全停止時(shí)，離合器需要分離時(shí)，液壓油從離合器分離油道82進(jìn)入殼體8和軸套21圍成的油腔，軸套21在油腔內(nèi)的液壓油的推動(dòng)下克服彈簧23、鋼球22對(duì)軸套21的阻力，軸套21的內(nèi)花鍵與電機(jī)輸出軸11的外花鍵脫開，從而完成離合器分離。

離合器分離前車輛處于運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，即車輛行駛過程中，軸套21和電機(jī)輸出軸11處于旋轉(zhuǎn)狀態(tài)，轉(zhuǎn)速同步。離合器分離時(shí)，液壓油從離合器分離油道82進(jìn)入殼體8和軸套21圍成的油腔，液壓油推動(dòng)軸套21滑動(dòng)，由于內(nèi)花鍵和外花鍵之間有扭矩傳遞，軸套21除了克服彈簧23、鋼球22對(duì)軸套21的阻力外，還需要克服內(nèi)花鍵和外花鍵之間的摩擦力，進(jìn)而使得軸套21的內(nèi)花鍵與電機(jī)輸出軸11的外花鍵脫開，從而完成離合器分離。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。