一种混合动力总成及其传动系统布置结构的制作方法

1.本实用新型涉及混合动力总成技术领域，尤其涉及一种混合动力总成及其传动系统布置结构。


背景技术：

2.混合动力系统中采用发动机与发电机通过一对啮合齿连接进行动力传递，实现发动机启动和发电机的发电。现有结构中，动力传递的传动齿轮不布置在发电机轴的端部，而是采用单独一根轴和齿轮布置，从而，在对发电机轴和传动齿轮连接固定时，需要采用四组或三组轴承进行固定，其中两组分别设于齿轮的两端，另两组设置于电机轴的两端或一组设置于电机轴的尾端，导致发电机轴和齿轮的轴向布置尺寸较大。又或者将传动齿轮设置在发电机轴的端部，采用螺母对传动齿轮进行锁紧，限制其轴向位移，但锁紧螺母装配难度较大，并且在设置了锁紧螺母后，需要在发电机轴的尾部设置选垫(例如波簧)，而选垫的成本较大。


技术实现要素：

3.为了克服上述技术缺陷，本实用新型的目的在于提供一种结构紧凑、成本低的混合动力总成及其传动系统布置结构。
4.本实用新型公开了一种混合动力总成的传动系统布置结构，包括发电机轴，所述发电机轴包括与发动机动力连接的第一端、和与第一端相对的第二端，所述第一端、第二端分别通过第一轴承、第二轴承设于壳体上；所述发电机轴的第二端与发动机的输入轴通过传动组件动力连接，所述传动组件包括第一齿轮和第二齿轮，所述第一齿轮的直径大于第二齿轮；所述第一齿轮与所述发动机的输入轴连接，所述第二齿轮与所述发电机轴连接，所述第一齿轮与所述第二齿轮啮合转动，从而使得所述发动机的输入轴向所述发电机轴传输动力；所述第一轴承上设有第一卡槽，所述壳体上与所述第一卡槽相对应位置设有第二卡槽，第一卡簧同时设于所述第一卡槽、所述第二卡槽内，实现对所述第一轴承的轴向定位，从而实现所述发电机轴的轴向定位；所述发电机轴的第一端设有第三卡槽，所述第三卡槽设于所述第二齿轮远离所述第二端的一侧，所述第三卡槽内设有第二卡簧，实现对所述第二齿轮的轴向定位。
5.优选的，所述第二卡槽的深度大于所述第一卡簧的径向单边尺寸，使得：对所述第一卡簧施加张开力时，所述卡簧能完全嵌入所述壳体的所述第二卡槽内。
6.优选的，所述第二卡槽的深度大于1.1倍的所述第一卡簧的径向单边尺寸。
7.优选的，第一卡簧包括凸耳，所述凸耳用于拆装所述第一卡簧以及发电机转子总成时作为受力部；两所述凸耳分别设于所述第一卡簧的开口处的两端；所述凸耳的长度大于预设长度。
8.优选的，所述第二齿轮与所述发电机轴通过花键连接，所述花键包括第一子花键和第二子花键，所述第一子花键与所述第二子花键之间设有间隙，从而使得所述发电机轴
与所述第二齿轮之间间隙配合。
9.优选的，所述发动机的输入轴与所述第一齿轮为一体式结构。
10.本实用新型还公开了一种混合动力总成，包括上述的传动系统布置结构，所述壳体包括中间壳体、前壳体和后壳体，所述发电机设于所述后壳体与所述中间壳体形成的腔室内，所述发动机的输入轴、发动机的传动组件设于所述前壳体与所述中间壳体形成的腔室内；所述发电机轴的所述第一端通过所述第一轴承设于所述中间壳体上，所述发电机轴的所述第二端通过所述第二轴承设于后壳体上。
11.采用了上述技术方案后，与现有技术相比，具有以下有益效果：
12.1.本实用新型的第二齿轮与发电机轴共轴且采用花键连接，并在发电机轴上设置高转速的第二卡簧用于卡紧第二齿轮，减少了发电机轴及其轴上的轴承零件的成本，并且缩短了轴向空间，使得总成结构更加紧凑；第二齿轮与发电机轴的花键连接采用间隙配合，相比于现有技术的锁紧螺母，降低了装配难度；
13.2.由于在发电机轴的齿轮端(第一端)的第一轴承采用第一卡簧进行定位及承载，降低了发电机轴的尾端(第二端)的第二轴承的强度要求，从而可以取消轴承端面的选垫设计，降低成本且装配难度低。
附图说明
14.图1为本实用新型提供的混合动力总成的传动系统布置结构示意图；
15.图2为本实用新型提供的第一卡簧的结构示意图；
16.图3为本实用新型提供的第一卡簧的安装后的径向截面示意图；
17.图4为本实用新型提供的第一卡簧的安装后的主视图；
18.图5为本实用新型提供的安装电机轴总成的结构示意图；
19.图6为本实用新型提供的安装发动机轴总成的结构示意图。
20.其中：1-发电机轴，2-发动机输入轴，3-中间壳体，4-后壳体，5-第一轴承，6-第二轴承，7-第一卡簧，701-凸耳，8-第二卡簧，9-第一齿轮，10-第二齿轮。
具体实施方式
21.以下结合附图与具体实施例进一步阐述本实用新型的优点。
22.这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本公开的一些方面相一致的装置和方法的例子。
23.在本公开使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本公开。在本公开和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。
24.应当理解，尽管在本公开可能采用术语第一、第二、第三等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本公开范围的情况下，第一信息也可以被称为第二信息，类似地，第二信息也可以被称为第
一信息。取决于语境，如在此所使用的词语“如果”可以被解释成为“在
……
时”或“当
……
时”或“响应于确定”。
25.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
26.在本实用新型的描述中，除非另有规定和限定，需要说明的是，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
27.在后续的描述中，使用用于表示元件的诸如“模块”、“部件”或“单元”的后缀仅为了有利于本实用新型的说明，其本身并没有特定的意义。因此，“模块”与“部件”可以混合地使用。
28.参见附图1，本实用新型公开了一种混合动力总成的传动系统布置结构，应用于混合动力总成中需要进行一级减速发电的结构，混合动力总成包括发电机和发动机，发动机工作产生动能，并通过传动组件向发电机传递该动能，通过该动能带动发电机工作，使得发电机产生电能。
29.发电机包括发电机轴1，发动机包括发动机输入轴2，发电机轴1包括与发动机动力连接的第一端(也可称为齿轮端)、和与第一端相对的第二端(也可称为尾端)，第一端、第二端分别通过第一轴承5、第二轴承6设于壳体上。
30.为了防止发电机轴1的轴向窜动，第一轴承5上设有第一卡槽，壳体上与第一卡槽相对应位置设有第二卡槽，第一卡簧7同时设于第一卡槽、第二卡槽内，实现对第一轴承5的轴向定位，从而实现发电机轴1的轴向定位，防止其轴向窜动。相比于现有技术的在发电机第一端(尾端)进行选垫设计，首先成本更低，并且受力传递的尺寸链更短，从而控制精度高，轴向串动小，简单来说，相比于在尾端进行选垫设计，本实用新型在齿轮端设置第一卡簧7，成本更低并且效果更佳。
31.发电机轴1的第二端(齿轮端)与发动机的输入轴通过传动组件动力连接，传动组件包括第一齿轮9和第二齿轮10，第一齿轮9的直径大于第二齿轮10。第一齿轮9与发动机的输入轴连接，发动机的输入轴与第一齿轮9为一体式结构，第二齿轮10与发电机轴1连接，第一齿轮9与第二齿轮10啮合转动，从而使得发动机的输入轴向发电机轴1传输动力。
32.本实用新型的发电机轴1采用传动齿轮设于端部的布置方案，从而，仅通过两个轴承即可以实现对发电机轴1的支撑，并且轴向尺寸相比于三轴承结构更小。为了支撑该结构(而不采用螺钉锁紧)，本实用新型发电机轴1的第一端设有第三卡槽，第三卡槽设于第二齿轮10远离第二端的一侧，第三卡槽内设有第二卡簧8，从而实现对第二齿轮10的轴向定位，防止其受力从发电机轴1上脱出。
33.受力分析：
34.当发电机发电时传动组件轴向受力，有朝向电机端(即为第二端，朝向电机端在图示中为向左)的轴向窜动趋势，此时通过第二齿轮10与第一轴承5端面配合将轴向力传递至
第一卡簧7后传递至壳体，由壳体进行反向力从而实现限位；
35.发动机启动时传动组件轴向啮合力，有远离电机端(即为第二端，远离电机端在图示中为向右)的轴向窜动趋势，此时该轴向力传递至第二卡簧8后传递至发电机轴1上，再传递至发电机轴1的第一端的第一轴承5上，接着由第一轴承5上的第一卡簧7(最后终落于壳体上)进行限位。
36.较佳的，参见附图2-4，第二卡槽的深度大于第一卡簧7的径向单边尺寸，使得：对第一卡簧7施加张开力时，卡簧能完全嵌入壳体的第二卡槽内，不干预发电机轴1的安装。
37.进一步的，第二卡槽的深度大于1.1倍的第一卡簧7的径向单边尺寸。
38.由于装配时，无法从安装发电机轴1的方向上对卡簧进行作动，从而，本实用新型采用的第一卡簧7包括凸耳701，两凸耳701分别设于第一卡簧7的开口处的两端，凸耳701用于拆装第一卡簧7时作为受力部，凸耳701的长度大于预设长度，该较长(相对于一般凸耳701长度来说)的凸耳701可利于装配人员从安装发电机轴1的反方向来操作卡簧，以将其嵌入壳体的第二卡槽内，从而安装发电机轴1。
39.较佳的，第二齿轮10与发电机轴1通过花键连接，花键包括第一子花键和第二子花键，第一子花键与第二子花键之间设有间隙，从而使得发电机轴1与第二齿轮10之间间隙配合，该间隙花键使得装配过程更加便利。
40.本实用新型还公开了一种混合动力总成，包括上述的传动系统布置结构，壳体包括中间壳体3、前壳体和后壳体4，发电机设于后壳体4与中间壳体3形成的腔室内，发动机的输入轴、发动机的传动组件设于前壳体与中间壳体3形成的腔室内。发电机轴1的第一端通过第一轴承5设于中间壳体3上，发电机轴1的第二端通过第二轴承6设于后壳体4上。
41.参见附图5-6，在装配时，先将第一卡簧7安装至中间壳体3的第二卡槽内；再将发电机的转子总成(包括发电机轴1)轴安装至壳体内，具体为先用卡簧钳将第一卡簧7撑开使第一卡簧7完全没入中间壳体3上的第二卡槽内，再将转子总成放入中间壳体3的第一轴承5的安装孔内，并将卡簧钳松开，保证第一卡簧7压缩进入第一轴承5的第一卡槽内，实现转子总成的轴向定位；接着将发电机定子装入后壳体4与中间壳体3形成的腔室内，将后壳体4与中间壳体3安装完成；接下来进行发动机输入轴2的安装，具体为将中间壳体3翻转，将发动机输入轴2总成安装至中间壳体3和前壳体所形成的腔室内；最后进行第二齿轮10的安装，具体为将第二齿轮10与发电机轴1对好花键放入发电机轴1中，并卡上第二卡簧8，至此，发电机传动系部分安装完成。
42.应当注意的是，本实用新型的实施例有较佳的实施性，且并非对本实用新型作任何形式的限制，任何熟悉该领域的技术人员可能利用上述揭示的技术内容变更或修饰为等同的有效实施例，但凡未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何修改或等同变化及修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。

技术特征：
1.一种混合动力总成的传动系统布置结构，其特征在于，包括发电机轴，所述发电机轴包括与发动机动力连接的第一端、和与第一端相对的第二端，所述第一端、第二端分别通过第一轴承、第二轴承设于壳体上；所述发电机轴的第二端与发动机的输入轴通过传动组件动力连接，所述传动组件包括第一齿轮和第二齿轮，所述第一齿轮的直径大于第二齿轮；所述第一齿轮与所述发动机的输入轴连接，所述第二齿轮与所述发电机轴连接，所述第一齿轮与所述第二齿轮啮合转动，从而使得所述发动机的输入轴向所述发电机轴传输动力；所述第一轴承上设有第一卡槽，所述壳体上与所述第一卡槽相对应位置设有第二卡槽，第一卡簧同时设于所述第一卡槽、所述第二卡槽内，实现对所述第一轴承的轴向定位，从而实现所述发电机轴的轴向定位；所述发电机轴的第一端设有第三卡槽，所述第三卡槽设于所述第二齿轮远离所述第二端的一侧，所述第三卡槽内设有第二卡簧，实现对所述第二齿轮的轴向定位。2.根据权利要求1所述的传动系统布置结构，其特征在于，所述第二卡槽的深度大于所述第一卡簧的径向单边尺寸，使得：对所述第一卡簧施加张开力时，所述卡簧能完全嵌入所述壳体的所述第二卡槽内。3.根据权利要求2所述的传动系统布置结构，其特征在于，所述第二卡槽的深度大于1.1倍的所述第一卡簧的径向单边尺寸。4.根据权利要求1所述的传动系统布置结构，其特征在于，第一卡簧包括凸耳，所述凸耳用于拆装所述第一卡簧以及发电机转子总成时作为受力部；两所述凸耳分别设于所述第一卡簧的开口处的两端；所述凸耳的长度大于预设长度。5.根据权利要求1所述的传动系统布置结构，其特征在于，所述第二齿轮与所述发电机轴通过花键连接，所述花键包括第一子花键和第二子花键，所述第一子花键与所述第二子花键之间设有间隙，从而使得所述发电机轴与所述第二齿轮之间间隙配合。6.根据权利要求1所述的传动系统布置结构，其特征在于，所述发动机的输入轴与所述第一齿轮为一体式结构。7.一种混合动力总成，其特征在于，包括上述权利要求1-6任一所述的传动系统布置结构，所述壳体包括中间壳体、前壳体和后壳体，所述发电机设于所述后壳体与所述中间壳体形成的腔室内，所述发动机的输入轴、发动机的传动组件设于所述前壳体与所述中间壳体形成的腔室内；所述发电机轴的所述第一端通过所述第一轴承设于所述中间壳体上，所述发电机轴的所述第二端通过所述第二轴承设于后壳体上。

技术总结
本实用新型提供了一种混合动力总成及其传动系统布置结构，发电机轴的第二端与发动机的输入轴通过传动组件动力连接，传动组件包括第一齿轮和第二齿轮，第一齿轮的直径大于第二齿轮；第一齿轮与发动机的输入轴连接，第二齿轮与发电机轴连接，第一齿轮与第二齿轮啮合转动，从而使得发动机的输入轴向发电机轴传输动力；第一轴承上设有第一卡槽，壳体上与第一卡槽相对应位置设有第二卡槽，第一卡簧同时设于第一卡槽、第二卡槽内，实现对第一轴承的轴向定位，从而实现发电机轴的轴向定位；发电机轴的第一端设有第三卡槽，第三卡槽设于第二齿轮远离第二端的一侧，第三卡槽内设有第二卡簧，实现对第二齿轮的轴向定位。实现对第二齿轮的轴向定位。实现对第二齿轮的轴向定位。


技术研发人员：刘晓亮 庄浩钦
受保护的技术使用者：臻驱科技（上海）有限公司
技术研发日：2023.04.20
技术公布日：2023/6/28