起动机及其啮合装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种啮合装置和包含了所述啮合装置的起动机，所述起动机包括电动机，减速装置，其与所述电动机连接；超越离合器，其包括主动件和从动件，所述主动件与所述减速装置连接；以及啮合装置，所述啮合装置的主轴与所述超越离合器的所述从动件连接。本发明专利技术涉及的起动机可快速实现啮合，保证一定的初始啮合深度。在啮合过程中，小齿轮可自行啮入齿圈中，能最大限度地减少铣齿现象对齿圈的影响。而且与现有技术相比，本起动机仅增加了组合式花键，其构造与制造易实现。

【技术实现步骤摘要】
起动机及其啮合装置
本专利技术涉及一种车辆零部件，具体说涉及一种起动机的啮合装置，以及包含了该啮合装置的起动机。
技术介绍
起动机又叫马达，它由直流电动机产生动力，经起动齿轮传递动力给飞轮齿环，带动飞轮、曲轴转动而起动发动机。在起动机起动后，小齿轮随着主轴沿轴向移动，小齿轮的齿被弹性地推抵于齿圈的齿上，然后，小齿轮随着主轴而被转动，以使小齿轮的齿滑入齿圈的齿槽中，从而实现小齿轮与齿圈的啮合。大多数情况下，起动机的小齿轮不能直接啮入齿圈中，需要在电机驱动小齿轮转过一定的角度后找到齿圈的齿槽，才能开始啮入的动作。小齿轮啮入过程需要一定的时间，啮入的深度也是随时间逐渐增加。由于电机在刚开始转动时（低速时）扭矩很大。通常电机在驱动小齿轮转动一定角度找到齿圈的齿槽时，小齿轮还不能完全啮入齿圈，更精确的描述为啮入齿圈的深度（初始啮合深度）很小（一般为0.5至1.5mm）。在大扭矩的条件下，齿轮的啮入深度如果过小就会发生齿圈被小齿轮刮坏的可能性（通常小齿轮的材料比齿圈的材料强度高很多，硬度也高很多）。这种现象类似于铣刀加工零件的过程，因此被通俗地称为“铣齿”。因此，小齿轮与齿圈的初始啮合深度是衡量起动机啮合性能的重要因素。现在有几种方案可以提高啮合性能。一种是在小齿轮和齿圈的相对端面处加工出小齿轮的齿顶倒角和齿圈的齿侧倒角，以有助于引导小齿轮的齿沿着齿圈的齿滑动。但是小齿轮仍需要很大的相对旋转角度才能啮入齿圈中，无法完全避免需要依靠电机的驱动实现找齿槽的过程。另一种是通过二级电路，使增加的第一级电路驱动小齿轮完成找齿槽和啮入的过程，待小齿轮的啮合深度达到较大的值时（5mm以上），实际能驱动发动机的第二级电流才连通。这样也可以减小大扭矩驱动小齿轮在啮合过程中铣齿的现象发生。但是这个功能需要另外设计的电路来实现，增加产品成本，并且这种电路在恶劣的工作环境下很容易失效，使用户不满。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种用于起动机的啮合装置，该啮合装置可以使起动机的小齿轮快速并可靠地与发动机的飞轮齿圈啮合。根据本专利技术一个方面的啮合装置包括主轴和套于所述主轴上的小齿轮，所述主轴上设有外花键并且所述主轴限定所述小齿轮的一个极限位置，所述外花键的键齿包括第一主动键齿齿侧；所述小齿轮内设有与所述主轴的外花键配合的内花键，所述内花键的键齿包括第一被动键齿齿侧；当所述外花键的第一主动键齿齿侧与所述内花键的第一被动键齿齿侧相接触时，所述外花键的第一主动键齿齿侧对于所述小齿轮施加的作用力具有周向分量和朝向所述极限位置的轴向分量；所述内花键的键齿包括第二主动键齿齿侧，所述外花键的键齿包括第二被动键齿齿侧，当所述内花键的第二主动键齿齿侧与所述外花键的所述第二被动键齿齿侧接触时，所述外花键的所述第二被动键齿齿侧对于所述小齿轮施加的作用力没有远离所述极限位置的轴向分量。在上述啮合装置中，可选地，所述主轴外花键与所述小齿轮内花键之间为间隙配合，所述主轴与所述小齿轮之间安装弹性地预变形的弹性元件，所述预变形的弹性元件对所述小齿轮施加朝向所述极限位置方向的弹力。在上述啮合装置中，可选地，所述第一主动键齿齿侧呈沿第一方向的螺旋形式延伸；所述第二主动键齿齿侧沿轴向延伸和/或呈沿第二方向的螺旋形式延伸，所述第二方向的螺旋与所述第一方向的螺旋相反。在上述啮合装置中，可选地，所述主轴的外花键包括第一外花键和第二外花键，所述第一主动键齿齿侧设于所述第一外花键上，所述第一外花键为螺旋花键，所述第二外花键为直花键；所述小齿轮的内花键包括第一内花键，所述第一内花键为螺旋花键，所述第二主动键齿齿侧设于对应于所述第二外花键位置的所述第一内花键的键齿上。在上述啮合装置中，可选地，所述第二主动键齿齿侧为所述第一内花键上的倒角，所述倒角所在表面与所述第二外花键的键齿齿侧表面平行。在上述啮合装置中，可选地，所述第一外花键和所述第二外花键制造成一体或分开设置。在上述啮合装置中，可选地，在所述第一主动键齿齿侧与所述第一内花键的键齿齿侧接触时，所述第二外花键与所述第一内花键之间存有间隙；在所述第二主动键齿齿侧与所述第二外花键接触时，所述第一内花键与所述第一外花键之间存有间隙。在上述啮合装置中，可选地，所述主轴包括安装在所述主轴的卡环，所述卡环抵靠所述小齿轮以限定所述小齿轮的所述极限位置。在上述啮合装置中，可选地，所述卡环安装在所述主轴的外花键上。由于在小齿轮与主轴之间产生轴向移动的同时，也能相对于主轴自行转过一个角度，这样可以马上找到齿圈的齿槽间隙并进入，完成啮合。不仅仅是在主轴转动的情况下，甚至是在主轴不转动的情况下，小齿轮总能迅速啮合进入齿圈。至少主轴或者小齿轮中的一者上设置花键组合，分别是螺旋花键和直花键，其中螺旋花键和直花键可以分开设置和加工。根据本专利技术的第二方面的起动机包括减速装置，其与所述电动机连接；超越离合器，其包括主动件和从动件，所述主动件与所述减速装置连接；以及上述的啮合装置，所述啮合装置的主轴与所述超越离合器的所述从动件连接。本专利技术涉及的起动机可快速实现啮合，保证一定的初始啮合深度。在啮合过程中，小齿轮可自行啮入齿圈中，能最大限度地减少铣齿现象对齿圈的影响。而且与现有技术相比，本起动机仅增加了组合式花键，其构造与制造易实现。通过以下参考附图的详细说明，本专利技术的其他方面和特征变得明显。但是应当知道，该附图仅仅为解释的目的设计，而不是作为本专利技术的范围的限定，这是因为其应当参考附加的权利要求。还应当知道，附图仅仅意图概念地说明此处描述的结构和流程，除非另外指出，不必要依比例绘制附图。附图说明结合附图参阅以下具体实施方式的详细说明，将更加充分地理解本专利技术，附图中同样的参考附图标记始终指代视图中同样的元件。其中：图1为本专利技术涉及的起动机的一种具体实施方式的结构示意图；图2为本专利技术涉及的起动机中的主轴的一种具体实施方式的透视图；图3a为本专利技术涉及的起动机中的小齿轮与主轴组装后的局部透视图，图3b为图3a中组装的小齿轮与主轴的局部剖视图；图4为另一张为本专利技术涉及的起动机中的小齿轮与主轴组装后的剖视图；图5a、图5b分别为本专利技术涉及的起动机中的花键组合的两种具体实施方式的示意图；以及图6-图9为本专利技术涉及的起动机与发动机飞轮啮合的过程示意图。具体实施方式为帮助本领域的技术人员能够确切地理解本专利技术要求保护的主题，下面结合附图详细描述本专利技术的具体实施方式。空间关系用语，诸如“前侧”、“前端”、“后端”、“向左”、“向右”、“向下”等，可为了描述的便利而在本文中使用，来描述如图中所图示的一个元件或特征与另一元件或特征的关系。将领会的是，除了图中描绘出的方向外，空间关系用语意在包含使用或运行中的装置的不同的方向定向。参见图1，为本专利技术涉及的起动机的一种具体实施方式的结构示意图。起动机包括电动机、传动机构和控制部分。电动机为直流电动机10，其作用是将蓄电池输入的直流电能转换为机械能，产生电磁转矩。传动机构负责传递电磁转矩并且在控制部分的控制下促使电动机与发动机上的齿圈80啮合。传动机构包括减速装置、超越离合器以及啮合装置。在这里，所述啮合装置指起动机中与发动机齿圈80啮合的部分，包括主轴50和小齿轮60。减速装置可以是本领域技术人员已知的任何形式的减速装置，比如说齿轮减速装置。本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于起动机的啮合装置，其包括主轴（50）和套于所述主轴（50）上的小齿轮（60），其特征是，所述主轴（50）上设有外花键并且所述主轴（50）限定所述小齿轮（60）的一个极限位置，所述外花键的键齿包括第一主动键齿齿侧（514）；所述小齿轮（60）内设有与所述主轴（50）的外花键配合的内花键，所述内花键的键齿包括第一被动键齿齿侧（623）；当所述外花键的第一主动键齿齿侧（514）与所述内花键的第一被动键齿齿侧（623）相接触时，所述外花键的第一主动键齿齿侧（514）对于所述小齿轮（60）施加的作用力具有周向分量和朝向所述极限位置的轴向分量；所述内花键的键齿包括第二主动键齿齿侧（622），所述外花键的键齿包括第二被动键齿齿侧（517），当所述内花键的第二主动键齿齿侧（622）与所述外花键的所述第二被动键齿齿侧（517）接触时，所述外花键的所述第二被动键齿齿侧（517）对于所述小齿轮（60）施加的作用力没有远离所述极限位置的轴向分量。

【技术特征摘要】
1.用于起动机的啮合装置，其包括主轴（50）和套于所述主轴（50）上的小齿轮（60），所述主轴（50）上设有外花键并且所述主轴（50）限定所述小齿轮（60）的一个极限位置，所述外花键的键齿包括第一主动键齿齿侧（514）；所述小齿轮（60）内设有与所述主轴（50）的外花键配合的内花键，所述内花键的键齿包括第一被动键齿齿侧（623）；当所述外花键的第一主动键齿齿侧（514）与所述内花键的第一被动键齿齿侧（623）相接触时，所述外花键的第一主动键齿齿侧（514）对于所述小齿轮（60）施加的作用力具有周向分量和朝向所述极限位置的轴向分量；其特征是，所述内花键的键齿包括第二主动键齿齿侧（622），所述外花键的键齿包括第二被动键齿齿侧（517），当所述内花键的第二主动键齿齿侧（622）与所述外花键的所述第二被动键齿齿侧（517）接触时，所述外花键的所述第二被动键齿齿侧（517）对于所述小齿轮（60）施加的作用力没有远离所述极限位置的轴向分量。2.根据权利要求1所述的啮合装置，其特征是：所述主轴（50）外花键与所述小齿轮（60）内花键之间为间隙配合，所述主轴（50）与所述小齿轮（60）之间安装弹性地预变形的弹性元件（516），所述预变形的弹性元件（516）对所述小齿轮（60）施加朝向所述极限位置方向的弹力。3.根据权利要求1所述的啮合装置，其特征是：所述第一主动键齿齿侧（514）呈沿第一方向的螺旋形式延伸；所述第二主动键齿齿侧（622）沿轴向延伸和/或呈沿第二方向的螺旋形式延伸，所述第二方向的螺旋与所述第一方向的螺旋相反。4.根据权利要求1所述的啮合装置，其特征是：所述主轴（50）的外花键包括第一外花键（511）和第二外花键（512），所...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓方敏，
申请(专利权)人：博世汽车部件长沙有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南;43