[发明专利]起动机及其啮合装置

说明书

本发明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。

技术领域

本发明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。

背景技术

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。

发明内容

本发明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。

根据本发明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。