弹性联轴器连接方案的结构组成及工作原理

用弹性联轴器连接的增程器系统的总体方案如图5-11所示。

图5-11 弹性联轴器总体连接方案

1—发动机 2—发电机 3—弹性联轴器 4—连接壳体

该电动汽车用增程器结构由发动机、发电机、梅花形弹性联轴器、连接壳体构成。发动机与发电机之间的连接轴通过弹性联轴器连接，梅花形弹性联轴器根据匹配需要经过重新设计，由两个带凸爪、形状不同的半联轴器和弹性元件组成，利用梅花形弹性元件置于两半联轴器凸爪之间，以实现两半联轴器的连接。

发动机、发电机、联轴器、连接壳体的内部结构如图5-12所示。

在图5-12中，弹性联轴器由主动爪31、从动爪32和弹性元件33构成。弹性联轴器的主动爪31和发动机的动力输出飞轮12以法兰盘36形式通过螺栓34连接，法兰盘结构上设计有凸台37进行轴向定位，弹性联轴器的从动爪32内设计了内花键35，发电机输入轴23设计了与之匹配的外花键21，发电机的外花键21插入弹性联轴器从动爪32的内花键35内，构成内外花键连接，以凸台25进行轴向定位。

整个弹性联轴器被连接壳体包含在内，连接壳体发动机端与缸体后端面13采用螺栓41连接，通过定位销11进行定位。连接壳体发电机端与发电机前端面22采用螺栓42连接，通过凸台24进行轴向定位。发动机和发电机通过连接壳体刚性连接，可保证整个增程器系统的稳定性，提高发动机、发电机、弹性联轴器的同轴度精度。动力传递采用弹性联轴器连接，弹性联轴器是一种具有良好的减振和缓冲性能的联轴器，工作稳定可靠，结构简单，径向尺寸小，重量轻，转动惯量小，具有较大的轴向、径向和角向补偿能力，高强度聚氨酯弹性元件耐磨耐油，承载能力大，使用寿命长，安全可靠，不需要润滑，维护工作量少，可连续长期运行。

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图5-12 增程器系统的内部结构剖视图

11—定位销 12—飞轮 13—缸体后端面 21—发电机轴的外花键 22—发电机前端面 23—发电机输入轴 24—轴向定位凸台 25—内外花键连接凸台 31—主动爪 32—从动爪 33—弹性元件 34—螺栓 35—内花键 36—法兰盘 37—法兰盘凸台 41—发动机端与缸体后端面连接螺栓 42—发电机端与发电机前端面连接螺栓

该增程器在装配时，将弹性联轴器与发动机、连接壳体、发电机进行装配，定位销11可以保证装配精度。整套系统的集成零部件个数少、结构简单、拆装方便，避免了难以装配、结构复杂的缺点。当两轴线有相对偏移时，弹性元件33发生相应的弹性变形，起到自动补偿作用，能有效提高增程器整个系统的NVH、耐久性、可靠性。

该增程器结构在正常工作时，动力源发动机的动力通过飞轮12传递给弹性联轴器主动爪31，然后通过中间弹性元件33将动力传递给弹性联轴器从动爪32，从动爪32通过内外花键连接将动力传递给发电机，当整车VCU发出信号要求发电机输出的动力转矩提高时，弹性元件33可承受瞬间的冲击载荷，避免刚性冲击，起到过载保护作用。

本设计方案的特点在于：

（1）在汽车上传递动力广泛采用的是万向联轴器，而本结构采用的是梅花形弹性联轴器，因联轴器主动爪需要连接发动机飞轮，所以根据匹配需要将联轴器主动爪改造设计成法兰盘形式，通过螺栓固定到飞轮上。

（2）因为增程器工况点的改变会引起转矩突变，所以从动爪不采用平键连接而采用花键连接方式传递动力给发电机。梅花形弹性联轴器广泛用于减速器中，用于传递动力、减速且以电机作为动力源，而在本结构中发电机作为从动件、发动机作为动力源进行同轴同速传递动力，采用该结构可减少系统部件数量，降低集成复杂程度。

（3）当两轴线有相对偏移时，弹性元件发生相应的弹性变形，起到自动补偿作用。与刚性连接相比，该连接方式可以起到缓冲、减振的作用，防止产生瞬间的扭转应力使轴发生扭转变形、断裂，可承受冲击载荷、交变载荷，提升增程器系统的NVH性能及耐久可靠性。