CN105041979B - 机电驱动系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种机电驱动系统，包括主轴、围绕主轴布置的多个球轴承和围绕主轴布置的多个滚柱轴承。至少一个球轴承与至少一个滚柱轴承沿垂直于主轴的轴线对准。球和滚柱轴承可支撑机电驱动系统的其他部件，并且可以嵌套或交错配置设置。

Description

机电驱动系统
技术领域
本发明涉及机电驱动系统。
背景技术
机电驱动系统可以是混合动力传动系的一部分，并且包括能够将电能转变为动能的至少一个电动机-发电机。另外，机电驱动系统可从内燃发动机接收动力。内燃发动机燃烧燃料来产生转矩。
发明内容
最小化机电驱动系统中的机械损失以最小化混合动力传动系的燃料消耗是有用的。最小化由机电驱动系统占据的空间也是有用的。为此，机电驱动系统中的轴承可如本发明中所描述的设置。在一个实施例中，机电驱动系统包括静止构件、沿第一轴线延伸的输入构件和操作地联接到输入构件的复合行星齿轮装置。转矩可被从输入构件传递到复合行星齿轮装置。机电驱动系统进一步包括操作地联接到复合行星齿轮装置的第一和第二电动机-发电机。转矩可被在第一电动机-发电机和复合行星齿轮装置之间传递。而且，转矩可被在第一电动机-发电机和复合行星齿轮装置之间传递。机电驱动系统另外包括沿第二轴线延伸的传输齿轮组。传输齿轮组操作地联接在第二电动机-发电机和复合行星齿轮装置之间。因此，转矩可被在第二电动机-发电机和复合行星齿轮装置之间通过传输齿轮组传递。另外，机电驱动系统包括多个轴承。例如，机电驱动系统包括至少一个球轴承和至少一个滚柱轴承。球轴承支撑输入构件，并且固定到静止构件，使得球轴承相对于静止构件保持被约束。球轴承支撑输入构件。至少两个轴承沿第三轴线彼此对准。第三轴线垂直于第一轴线。在另一个实施例中，至少两个球轴承沿垂直于输入构件的轴线对准，输入构件可以是主轴。在另一个示例中，至少一个球轴承沿垂直于输入构件(例如主轴)的轴线与至少一个滚柱轴承对准。
根据本发明的一个方面，提出一种机电驱动系统，该机电驱动系统包括：
静止构件；
输入构件，沿第一轴线延伸；
复合行星齿轮装置，操作地联接到输入构件，使得转矩被从输入构件传递到复合行星齿轮装置；
第一电动机-发电机，操作地联接到复合行星齿轮装置，使得转矩被在第一电动机-发电机和复合行星齿轮装置之间传递；
第二电动机-发电机，操作地联接到复合行星齿轮装置，使得转矩被在第二电动机-发电机和复合行星齿轮装置之间传递；
传输齿轮组，沿第二轴线延伸，其中，传输齿轮组操作地联接在第二电动机-发电机和复合行星齿轮装置之间，使得转矩被在第二电动机-发电机和复合行星齿轮装置之间通过传输齿轮组传递；
多个轴承，包括：
球轴承，支撑输入构件，其中，球轴承固定到静止构件，使得球轴承被相对于静止构件保持被约束；和
滚柱轴承，支撑输入构件；并且
其中，所述多个轴承中的至少两个沿第三轴线彼此对准，并且第三轴线垂直于第一轴线。
优选地，其中球轴承为第一球轴承，并且机电驱动系统进一步包括围绕输入构件布置的第二、第三和第四球轴承，使得第二、第三和第四球轴承联合地沿第一轴向方向、与第一轴向方向相反的第二轴向方向、和垂直于第一及第二轴向方向的径向方向支撑输入构件上的轴向和径向载荷。
优选地，滚柱轴承为第一滚柱轴承，并且机电驱动系统进一步包括围绕输入构件布置的第二滚柱轴承，使得第二滚柱轴承支撑输入构件上的径向载荷。
优选地，第一电动机-发电机包括沿第一轴线延伸的转子轴，并且机电驱动系统进一步包括第五球轴承，该第五球轴承围绕转子轴布置，使得该第五球轴承支撑转子轴上的轴向和径向载荷。
优选地，第五球轴承固定到静止构件，使得第五球轴承相对于静止构件沿第一轴向方向、第二轴向方向和径向方向保持被约束。
优选地，机电驱动系统进一步包括第三滚柱轴承，该第三滚柱轴承围绕转子轴布置，使得该第三滚柱轴承支撑转子轴上的径向载荷。
优选地，第一球轴承沿第三轴线与第四球轴承对准。
优选地，第二滚柱轴承沿第四轴线与第三球轴承对准，并且第四轴线垂直于第一轴线。
优选地，第二球轴承沿第五轴线与第三滚柱轴承对准，并且第五轴线垂直于第一轴线。
优选地，传输齿轮组包括沿第二轴线延伸的传输轴，并且机电驱动系统进一步包括第四滚柱轴承，该第四滚柱轴承围绕传输轴布置，使得该第四滚柱轴承支撑传输轴上的径向载荷。
优选地，机电驱动系统进一步包括围绕传输轴布置的第六球轴承，其中，第六球轴承固定到静止构件，使得第六球轴承沿第一轴向方向、第二轴向方向和径向方向相对于静止构件保持被约束。
优选地，转子轴为第一转子轴，并且第二电动机-发电机包括沿第六轴线延伸的第二转子轴，并且第六轴线平行于第一和第二轴线。
优选地，机电驱动系统进一步包括围绕传输轴布置的第七球轴承。
优选地，第七球轴承与第四球轴承沿第三轴线对准。
优选地，第七球轴承沿径向方向与第四滚柱轴承重叠，使得第七轴线与第四滚柱轴承和第七球轴承相交，并且第七轴线垂直于第一轴线。
根据另一方面，本发明提出一种机电驱动系统，其包括：
主轴；
多个球轴承，围绕主轴布置；
多个滚柱轴承，围绕主轴布置；
其中，球轴承中的至少两个沿垂直于主轴的轴线对准。
优选地，机电驱动系统进一步包括静止构件，其中，所述多个球轴承包括支撑主轴的第一球轴承，并且第一球轴承固定到静止构件，使得第一球轴承沿第一轴向方向、与第一轴向方向相反的第二轴向方向以及径向方向相对于静止构件保持被约束。
优选地，所述多个滚柱轴承包括沿径向方向支撑主轴的第一滚柱轴承，并且第一滚柱轴承与第一球轴承沿第一轴向方向间隔开。
根据再一方面，本发明提出一种机电驱动系统，包括：
主轴；
多个球轴承，围绕主轴布置；
多个滚柱轴承，围绕主轴布置；并且
其中，至少一个球轴承沿垂直于主轴的轴线与至少一个滚柱轴承对准。
优选地，机电驱动系统进一步包括静止构件，其中，所述多个球轴承包括支撑主轴的第一球轴承，并且第一球轴承固定到静止构件，使得第一球轴承沿第一轴向方向、与第一轴向方向相反的第二轴向方向以及径向方向相对于静止构件保持被约束，所述多个滚柱轴承包括沿径向方向支撑主轴的第一滚柱轴承，并且第一滚柱轴承与第一球轴承沿第一轴向方向间隔开。
当结合附图理解时，本发明的上述特征和优点和其他特征和优点从下面实现本发明的最佳模式的详细描述变得显而易见。
附图说明
图1是车辆的混合动力传动系的示意性侧剖视图，其中，混合动力传动系包括机电驱动系统；
图2是机电驱动系统的一部分的示意性侧剖视图；
图3是图2中所示的机电驱动系统的另一部分的示意性侧剖视图；和
图4是根据本发明的另一实施例的机电驱动系统的示意性侧剖视图。
具体实施方式
参照附图，其中，在全部视图中相似的附图标记表示相似的部件，图1示意性地示出车辆10的混合动力传动系12。换句话说，车辆10包括能够推进车辆10的混合动力传动系12。混合动力传动系统12包括内燃发动机14和操作地联接到内燃发动机14的机电驱动系统16。因此，内燃发动机14可将转矩传递到机电驱动系统16。机电驱动系统16包括最终驱动单元18和操作地联接到最终驱动单元18的电动可变变速器(EVT)20。这样，最终驱动单元18可从EVT 20接收转矩。最终驱动单元11包括差速器22，差速器22则具有操作地联接到EVT 20的差速器环齿轮24。作为结果，EVT 20可将转矩传递到差速器22的差速器环齿轮24。
参照图1，EVT 20包括输入构件26，例如主轴27，其操作地联接到内燃发动机14。因此，内燃发动机14可传递转矩到输入构件26。换句话说，内燃发动机14可经由输入构件26传递转矩到EVT 20。输入构件26沿第一轴线A延伸。输入构件26可具有基本上圆柱状形状，并且在从内燃发动机16接收转矩时可围绕第一轴线A旋转。
EVT 20进一步包括静止构件28，其至少部分地围住输入构件26。作为非限制性示例，静止构件28可配置为外壳30或壳体。不管其配置如何，静止构件28在输入构件26绕第一轴线A旋转时保持静止。为此，静止构件28可固定到车辆10的车身。因此，静止构件28(例如外壳30)保持相对于车辆10的车身被约束或基本静止。
EVT 20另外包括操作地联接到输入构件26的复合行星齿轮装置32。因此，转矩可被从输入构件26传递到复合行星齿轮装置32。复合行星齿轮装置32包括第一行星齿轮组34和第二行星齿轮组36。第一行星齿轮组34操作地联接到输入构件26。因此，转矩可被从输入构件26传递到第一行星齿轮组34。第二行星齿轮组36操作地联接到第一行星齿轮组34。作为结果，转矩可被从第一行星齿轮组34传递到第二行星齿轮组36。
机电驱动系统16进一步包括操作地联接到复合行星齿轮装置32的第一电动机-发电机38。因此，转矩可在第一电动机-发电机38和复合行星齿轮装置32之间传递。具体地，第一电动机-发电机38操作地联接到第二行星齿轮组36。由于第一电动机-发电机38操作地联接到第二行星齿轮组36，因此转矩可被从第一电动机-发电机38传递到第二行星齿轮组36(或EVT 20的另一部件)。第一电动机-发电机38电连接到能量存储设备，例如电池组，并且可以以电动模式和发电模式操作。在电动模式中，第一电动机-发电机38可将从能量存储装置接收的电能转变为机械能(例如转矩)。相反地，当以发电模式操作时，第一电动机-发电机38将机械能(例如转矩)转变为电能。由电动机-发电机38产生的电能可然后被传递到能量存储装置。第一电动机-发电机38包括沿第一轴线A延伸的第一转子轴40。机电驱动系统16进一步包括输入延长构件42(图2)，其沿第一轴线A延伸穿过第一转子轴40。输入延长构件42(图2)操作地联接到输入构件26，并且可因此与输入构件26同时绕第一轴线A旋转。换句话说，输入延长构件42可在从输入构件26接收转矩时绕第一轴线A旋转。输入构件26和输入延长构件42(图2)可共同被称为输入构件组件44。
EVT 20还包括传输齿轮组46，其能够从输入构件26通过复合行星齿轮装置32接收转矩。具体地，传输齿轮组46操作地联接到第二行星齿轮组36。因此，转矩可从第二行星齿轮组36传递到传输齿轮组46。在图示的实施例中，传输齿轮组46为同轴传输齿轮组46，并且沿第二轴线B延伸。第二轴线B相对于第一轴线A偏移。作为非限制性示例，第二轴线B平行于第一轴线A。在图示的实施例中，第二轴线B与第一轴线A沿径向方向R间隔开。
机电驱动系统16进一步包括操作地联接到传输齿轮组46的第二电动机-发电机48。由此，转矩可被从第二电动机-发电机48传递到传输齿轮组46。传输齿轮组46也操作地联接到第一行星齿轮组34。因此，转矩可被从传输齿轮组46传递到第一行星齿轮组36。特别地，转矩可被从第二电动机-发电机48通过传输齿轮组46传递到第一行星齿轮组34。第二电动机-发电机48包括操作地联接到传输齿轮组46的第二转子轴50。作为结果，转矩可被从第二转子轴50传递到传输齿轮组46。传输齿轮组46也操作地联接到最终驱动单元18。因而，转矩可被从传输齿轮组46传递到最终驱动单元18。特别地，传输齿轮组46操作地联接到差速器22。在图示的实施例中，传输齿轮组46操作地联接到差速器22的差速器环齿轮24。因此，转矩可被从传输齿轮组46经由差速器环齿轮24传递到差速器22。第二电动机-发电机48通过传输齿轮组46操作地联接到复合行星齿轮装置32。换句话说，传输齿轮组46操作地联接在第二电动机-发电机48之间。这样，转矩可被通过传输齿轮组46在第二电动机-发电机48和复合行星齿轮装置32之间传递。
机电驱动系统16包括多个轴承19。特别地，机电驱动系统16包括多个球轴承11，例如深沟球轴承，和多个滚柱轴承13，例如滚针轴承，如下面详细讨论的。每一个滚柱轴承13沿其圆周包括多个滚柱。球轴承11中的至少一些围绕输入构件26(例如主轴27)布置。滚柱轴承13中的至少一些围绕输入构件(例如主轴27)布置。如下面详细讨论的，至少两个轴承19沿垂直于(基本上垂直于)第一轴线A的轴线(参见例如图2中的轴线C、D和E)彼此对准。例如，至少一个球轴承11可与至少一个滚柱轴承13沿垂直于输入构件26(例如主轴27)的轴线(参见例如图2中的轴线C、D和E)对准。而且，至少两个球轴承11沿垂直于(基本上垂直于)第一轴线A和输入构件26(例如主轴27)的轴线(参见例如图2中的轴线C、D和E)彼此对准。
参照图2，输入构件26限定第一输入端52和与第一输入端52相对的第二输入端54。第一输入端52直接联接到内燃发动机14(图1)，并且第二输入端54直接联接到输入延长构件42。第二输入端54与第一输入端54沿第一轴向方向X1间隔开。第一轴向方向X1垂直于径向方向R。在本发明中，第二轴向方向X2被限定为与第一方向X1相反的方向。第一转子轴40至少部分地布置在输入延长构件42和输入构件26上。
如上面所讨论的，EVT 20包括第一和第二行星齿轮组34,36。在图示的实施例中，第一行星齿轮组34包括第一恒星齿轮74和围绕第一恒星齿轮74布置的多个第一行星齿轮76。第一恒星齿轮74围绕输入构件26布置。具体地，第一恒星齿轮74操作地联接到输入构件26，并且因此转矩可被从输入构件26传递到第一恒星齿轮74。当从输入构件26接收转矩时，第一恒星齿轮74绕第一轴线A旋转。进一步地，第一恒星齿轮74与第一行星齿轮76持续地啮合。作为结果，第一恒星齿轮74的旋转使第一行星齿轮76围绕第一恒星齿轮74旋转。第一行星齿轮组34进一步包括第一承载架(carrier)78，其将所有第一行星齿轮76彼此联接。除了第一承载架78，第一行星齿轮组34包括第一内环齿轮80，其与第一行星齿轮76持续地啮合。因此，第一行星齿轮76绕第一轴线A的旋转使第一内环齿轮80绕第一轴线A旋转。第一行星齿轮组34进一步包括连接到第一内环齿轮80的第一外环齿轮84。因此，第一内环齿轮80绕第一轴线A的旋转使第一外环齿轮84绕第一轴线A旋转。第一内环齿轮80可与第一外环齿轮84一体地形成，以形成单件结构。第一外环齿轮84操作地连接到传输齿轮组46，使得转矩可被在传输齿轮组46和第一外环齿轮84之间传递。
第二行星齿轮组36包括第二恒星齿轮86和围绕第二恒星齿轮86布置的多个第二行星齿轮88。第二恒星齿轮86围绕第一转子轴40布置。具体地，第二恒星齿轮86操作地联接到第一转子轴40，并且因此，转矩可被从第一转子轴40传递到第二恒星齿轮86。当从第一转子转矩40接收转矩时，第二恒星齿轮86绕第一轴线A旋转。进一步地，第二恒星齿轮86与第二行星齿轮88持续地啮合。作为结果，第二恒星齿轮86绕第一轴线A的旋转使第二行星齿轮88围绕第二恒星齿轮86旋转。第二行星齿轮组36进一步包括第二承载架90，第二承载架90将所有第二行星齿轮88彼此联接。除了第二承载架90，第二行星齿轮组36还包括第二内环齿轮92，其与第二行星齿轮88持续地啮合。因此，第二行星齿轮88绕第一轴线A的旋转使第二内环齿轮92绕第一轴线A旋转。第二行星齿轮组36进一步包括连接到第二内环齿轮92的第二外环齿轮96。因此，第二内环齿轮92绕第一轴线A的旋转使第二外环齿轮96绕第一轴线A旋转。第二内环齿轮92可与第二外环齿轮96一体地形成，以形成单件结构。第二外环齿轮96操作地联接到传输齿轮组46，以使转矩可被在传输齿轮组46和第二外环齿轮96之间传递。
EVT 20包括第一固定、自由轴承装置56，用于支撑输入构件26上的径向和轴向载荷。如本文中所用，术语“固定、自由轴承装置(a fixed,free bearing arrangement)”指一组轴承，其联接EVT 20的一部件，例如输入构件26，以支撑作用在该部件(例如输入构件26)上的径向和轴向载荷。具体地，术语“固定、自由轴承装置”指多个轴承，其中，一个或多个轴承支撑作用在一部件(例如输入构件26)上的径向和轴向载荷，另一个轴承(或轴承组)仅支撑作用在该部件上的径向载荷。换句话说，在固定、自由轴承装置中，至少一个轴承19(或轴承组19)沿径向方向R以及第一和第二轴向方向X1，X2被约束或基本上静止，并且至少一个其他轴承19(或轴承组)沿径向方向R被约束或基本上静止，但是沿第一和第二轴向方向X1，X2自由移动。仅包括两个轴承的固定、自由轴承装置可被称为固定、自由轴承对。EVT 20中的固定、自由轴承装置通过最小化轴承的有效轴承平均直径而有助于最小化机械损失。
第一固定、自由轴承装置56包括支撑输入构件26的第一球轴承58，例如深沟球轴承，和支撑输入构件26的第一滚柱轴承62，例如滚针轴承。第一球轴承58和第一滚柱轴承62为多个轴承19(图1)的部分。在图示的实施例中，每一个球轴承11，例如第一球轴承58，包括内座圈64、外座圈66和多个球68。内和外座圈64,66具有基本上环形形状，并且彼此间隔开，以限定环形凹槽，所述环形凹槽配置为、形状制成以及尺寸制成为接收球68。第一球轴承58围绕输入构件26布置，并且因此相对于输入构件26同轴设置。第一球轴承58沿径向方向R和轴向方向(例如第一轴向方向X1，第二轴向方向X2，或二者)固定到静止构件28(例如外壳30)。在图示的实施例中，第一球轴承58沿径向方向R、第一轴向方向X1和第二轴向方向X2固定到静止构件28。因而，第一球轴承58相对于静止构件28沿径向方向R、第一轴向方向X1和第二轴向方向X2保持被约束或基本上静止。扣环70可被联接到静止构件28，以将第一球轴承58沿第一轴向方向X1固定。静止构件28的凸缘72紧靠第一球轴承58，以将第一球轴承58沿第二轴向方向X2固定。第一球轴承58比第一滚柱轴承62更靠近第一输入端52。
如上面所讨论的，第一固定、自由轴承装置56还包括支撑输入构件26的第一滚柱轴承62，例如滚针轴承。每一个滚柱轴承13，例如第一滚柱轴承62，包括环形本体和沿环形本体的圆周布置的滚柱。具体地，第一滚柱轴承62接触输入构件26和第一转子轴40，并且仅支撑作用在输入构件26(或由第一滚柱轴承62支撑的EVT 20的任何构件)上的径向载荷。因此，第一滚柱轴承62不支撑作用在输入构件26上的轴向载荷。因此，第一滚柱轴承62轴向自由。在图示的实施例中，第一滚柱轴承62围绕输入构件26布置，并且相对于输入构件26同轴设置。具体地，第一滚柱轴承62接触输入构件26，并且布置在输入构件26和第一转子轴40之间。第一滚柱轴承62比第一球轴承58更靠近第二输入端54。而且，第一滚柱轴承62与第一球轴承58沿第一轴向方向X1间隔开。进一步地，第一滚柱轴承62可相对于静止构件28沿径向方向R保持被约束或基本上静止。
如上面所讨论的，第一固定自由轴承装置56支撑作用在输入构件26(或EVT 20的由第一固定、自由轴承装置56支撑的任何构件)上的轴向和径向载荷。在本发明中，术语“轴向载荷”指沿第一轴向方向X1或第二轴向方向X2作用在EVT 20的一部件，例如输入构件26上的力。术语“径向载荷”指沿径向方向R作用在EVT 20的一部件，例如输入构件26上的力。另外，术语“径向载荷”可包括沿关于第一轴向方向X1和第二轴向方向X2倾斜地成角度的方向作用在EVT 20的一部件(例如输入构件26)上的力。
EVT 20包括第二固定、自由轴承装置82，其支撑第一内环齿轮80、第一外环齿轮84、第二内环齿轮92和第二外环齿轮96。在图示的实施例中，第二固定、自由轴承装置82包括沿第一轴向方向X1固定到静止构件28的第二球轴承94。因此，第二球轴承94沿第一轴向方向X1相对于静止构件28保持被约束或基本上静止。第二球轴承94围绕输入构件26布置。特别地，静止构件28的中心支持件98可接触第二球轴承94，以阻止第二球轴承94沿第一轴向方向X1移动。但是，中心支撑件98不限制第二球轴承94沿第二轴向方向X2的移动。
第二固定、自由轴承装置82还包括围绕输入构件26布置的第三球轴承102。EVT 20包括支撑第三球轴承102的毂104。毂104完全布置在静止构件28内，并且相互连接第二内环齿轮92和第一承载架78。由于第二内环齿轮92直接联接到第二外环齿轮96，因此毂104相互连接第二外环齿轮96与第一承载架78。而且，毂104相对于输入构件26同轴设置，并且布置在第二滚柱轴承106和第三球轴承102之间。当输入构件26经受沿第一轴向方向X的力时，该力被经由毂104和第二内环齿轮92从第三球轴承102传递到第二球轴承94。由于第二球轴承94沿第一轴向方向X1固定到静止构件28，因此第三球轴承102沿第一轴向方向X1经由第二球轴承94固定到静止构件28。因此，第三球轴承102可支撑沿第一轴向方向X1作用在输入构件26(或由第三球轴承102支撑的EVT 20的任何构件)上的轴向载荷。换句话说，第三球轴承102操作地联接到第二球轴承94，以使输入构件26上的沿第一轴向方向X1的轴向载荷可被从第三球轴承104传递到第二球轴承94。除了轴向载荷，第三球轴承102可支撑作用在输入构件26(或EVT 20的由第三球轴承102支撑的任何构件)上的径向载荷。进一步地，第三球轴承102布置在毂104和支撑第一内环齿轮80的辐板112之间。第三球轴承102因此操作地联接在第一内环齿轮80和第二内环齿轮92之间。
第二固定、自由轴承装置82进一步包括第四球轴承108，其沿第二轴向方向X2固定到静止构件28，以使第四轴承108相对于静止构件28沿第二轴向方向X2保持被约束或基本上静止。第四球轴承108围绕输入构件26布置。静止构件28包括盖110，盖110接触并且支撑第四球轴承108，以将第四球轴承108沿第二轴向方向X2和径向方向R固定到静止构件28。盖100可包括盖凸缘101，用于沿径向方向R支撑第四球轴承108。因而，第四球轴承108沿第二轴向方向X2和径向方向R固定到静止构件28，以使第四球轴承108相对于静止构件28沿第二轴向方向X2和径向方向R保持被约束或基本上静止。第四球轴承108围绕输入构件26并且邻近第一承载架78布置。EVT 20包括支撑第一外环齿轮84的环形支撑件114。第四球轴承108布置在盖凸缘101和环形支撑件114之间。进一步地，第四球轴承108比第二球轴承94和第三球轴承102更靠近第一输入端52。第三球轴承102比第二球轴承94和第四球轴承108更靠近第二输入端55。第三球轴承102轴向地布置在第二球轴承94和第四球轴承108之间。而且，第三球轴承102操作地联接在第一和第二行星齿轮组34,36之间。
当第二内环齿轮92经受沿第二轴向方向X2的力时，该力被从第二球轴承94通过第二内环齿轮92、毂104、第三球轴承102、辐板112、第一内环齿轮80、第一外环齿轮84和环形支撑件114传递到第四球轴承108。由于第四球轴承108沿第二轴向方向X固定到静止构件28，因此第二内环齿轮92在第二内环齿轮92经受沿第二轴向方向X2的力时，相对于静止构件28沿第二轴向方向X保持被约束或基本上静止。因此，第二球轴承94、第三球轴承102和第四球轴承108联合沿第二轴向方向X2固定第二内环齿轮92。进一步地，第二球轴承94、第三球轴承102和第四球轴承108也联合沿第一轴向方向X1固定第二内环齿轮92。具体地，当第二内环齿轮92经受沿第一轴向方向X1的力时，该力被从第四球轴承108通过环形支撑件114、第一外环齿轮84、第一内环齿轮80、辐板112、第三球轴承102、毂104和第二内环齿轮92传递到第二球轴承94。由于第二球轴承94沿第一轴向方向X1固定到静止构件28，因此第二内环齿轮92在第二内环齿轮92经受沿第一轴向方向X1的力时，相对于静止构件28沿第一轴向方向X1保持被约束或基本上静止。因而，第二球轴承94、第三球轴承102和第四球轴承108联合沿第一轴向方向X1固定第二内环齿轮92。
第二固定、自由轴承装置82还包括第二滚柱轴承106，其仅支撑沿径向方向R支撑作用在输入构件26(或EVT 20的由第二固定、自由轴承装置82的任何其他构件)上的径向载荷。第二滚柱轴承106可以是滚针轴承，并且被布置在输入构件26和毂104之间。而且，第二滚柱轴承106相对于输入构件26同轴设置，并且可与输入构件26和毂104直接接触。第二滚柱轴承106围绕输入构件26布置，并且不沿第一和第二轴向方向X1，X2固定到静止构件28。而是，第二滚柱轴承106仅沿径向方向R支撑输入构件26。
EVT 20另外包括用于支撑第一转子轴40的第三固定、自由轴承装置116。在图示的实施例中，第三固定、自由轴承装置116包括沿第一轴向方向X1、第二轴向方向X2和径向方向R固定到静止构件28的第五球轴承118。因此，第五球轴承118沿第一轴向方向X1、第二轴向方向X2和径向R相对于静止构件28保持被约束或基本上静止。作为非限制性示例，扣环70可固定到静止构件28，以将第五球轴承沿第一和第二轴向方向X1，X2固定。静止构件28可直接接触第五球轴承118，以将第五球轴承118沿径向方向R固定。第五球轴承118可相对于第一转子轴40同轴设置，并且可与静止构件28和第一转子轴40直接接触。而且，第五球轴承118围绕第一转子轴40布置，并且支撑第一转子轴40上的径向和轴向载荷。
第三固定、自由轴承装置116进一步包括支撑第一转子轴40的第三滚柱轴承120(例如滚针轴承)。具体地，第三滚柱轴承120围绕第一转子轴40布置，并且仅支撑第一转子轴40上的径向载荷。在图示的实施例中，第三滚柱轴承120与第五球轴承118沿第二轴向方向X间隔开。而且，第三滚柱轴承120可与第一转子轴40和静止构件28的中心支撑件98直接接触。因此，第三滚柱轴承120仅沿径向方向R固定到静止构件28。这样，第三滚柱轴承120仅沿径向方向R相对于静止构件28保持被约束或基本上静止。总之，EVT 20中的第一、第二和第三固定、自由轴承装置56、82、116通过最小化轴承19的有效平均直径而有助于最小化机械损失。
上面所述的EVT 20的轴承19中的至少一些(例如第一球轴承58)以嵌套或交错构造设置，以最小化机电驱动系统16的长度。在图示的实施例中，第一球轴承58基本上沿第三轴线C与第四球轴承108对准，以最小化机电驱动系统16的长度。第三轴线C垂直于第一轴线A。因而，第三轴线C垂直于输入构件26(例如主轴27)。第三球轴承102基本上沿第四轴线D与第二滚柱轴承106对准，以最小化机电驱动系统16的长度。第四轴线D垂直于第一轴线A。因而，第四轴线D垂直于输入构件26(例如主轴27)。第二球轴承94基本上沿第五轴线E与第三滚柱轴承120对准，以最小化机电驱动系统16的长度。第五轴线E垂直于第一轴线A。因此，第五轴线E垂直于输入构件26(例如主轴27)。
参照图3，传输齿轮组46沿第二轴线B延伸，并且操作地联接到复合行星齿轮装置32(图1)。传输齿轮组46包括沿第二轴线B延伸的传输轴122。第二轴线B关于第一轴线A偏移但是平行于第一轴线A。传输轴122可绕第二轴线B旋转，并且限定第一轴端123和与第一轴端123相对的第二轴端125。除了传输轴122，传输齿轮组46包括彼此沿第二轴线B间隔开的第一传输齿轮124、第二传输齿轮126和第三传输齿轮128。第一传输齿轮124、第二传输齿轮126和第三传输齿轮128中的每一个可绕第二轴线B旋转，并且围绕传输轴122布置。第一传输齿轮124操作地连接到第二电动机48。具体地，第一传输齿轮124操作地连接到第二电动机48，以使第二转子轴50的旋转使第一传输齿轮124绕第二轴线B旋转。在图示的实施例中，电动机齿轮130附接到第二转子轴50。因此，第二转子轴50的旋转使电动机齿轮130绕第六轴线F旋转。第二转子轴50沿第六轴线F延伸。第六轴线F平行于第一轴线A和第二轴线B。电动机齿轮130与第一传输齿轮124啮合。因而，电动机齿轮130绕第六轴线F的旋转使第一传输齿轮124绕第二轴线B旋转。又，第一传输齿轮124与第一外环齿轮84啮合，并且因此，第一传输齿轮124绕第二轴线B的旋转使第一外环齿轮84绕第一轴线A(图2)旋转。第一传输齿轮124不可旋转地联接到传输轴122。这样，传输轴122可独立于第一传输齿轮124旋转。
第三传输齿轮128操作地联接到第二外环齿轮96，以使转矩可在第二外环齿轮96和传输齿轮128之间传递。具体地，第三传输齿轮128与第二外环齿轮96啮合。作为结果，第二外环齿轮96绕第一轴线A(图2)的旋转使第三传输齿轮128绕第二轴线B旋转。进一步地，第三传输齿轮128可旋转地联接到传输轴122。因此，第三传输齿轮128绕第二轴线B的旋转使传输轴122绕第二轴线B旋转。而且，传输轴122绕第二轴线B的旋转使第二传输齿轮126绕第二轴线B旋转。
第二传输齿轮126操作地联接到差速器22(图1)。这样，转矩可被从第二传输齿轮126传递到差速器22。特别地，第二传输齿轮126与差速器环齿轮24啮合，由此允许转矩被从第二传输齿轮126传递到差速器环齿轮24。
机电驱动系统16进一步包括用于支撑传输轴122的第四固定、自由轴承装置132。第四固定、自由轴承装置132支撑作用在传输轴122(或EVT 20的由第四固定、自由轴承装置132支撑的任何其他构件)上的轴向和径向载荷，并且有助于最小化机电驱动系统16中的机械损失。在图示的实施例中，第四固定、自由轴承装置132包括围绕第三传输齿轮128和传输轴122布置的第六球轴承134。第六球轴承134距离第二轴端125比距离第一轴端123更近。静止构件28的中心支撑件98接触第六球轴承134，由此将第六球轴承134沿第一轴向方向X1、第二轴向方向X2和径向方向R固定到静止构件28。因此，第六球轴承134相对于静止构件28(例如外壳)沿第一轴向方向X1、第二轴向方向X2和径向方向R保持被约束或基本上静止。
第四固定、自由轴承装置132进一步包括围绕传输轴122布置的第四球轴承136。第四滚柱轴承134支撑传输轴122上的径向载荷，并且距离第一轴端123比距离第二轴端125更近。而且，第四滚柱轴承134仅沿径向方向R支撑传输轴122。为此，第四滚柱轴承134沿径向方向R固定到静止构件28。因此，第四滚柱轴承134沿径向方向R相对于静止构件28保持被约束或基本上静止。因而，第四滚柱轴承134仅支撑传输轴122上的径向载荷。
支撑传输轴122的轴承中的一些以嵌套或交错配置设置，以最小化机电驱动系统16的长度。EVT 20包括沿径向方向R与第四滚柱轴承136重叠的第七球轴承138。第七球轴承138支撑传输轴122，并且围绕传输轴122布置。特别地，第七球轴承138与第四滚柱轴承136沿径向方向R(例如垂直于第一和第二轴线A，B、与第四滚柱轴承136和第七球轴承138相交的第七轴线G)重叠。第七球轴承138与第四球轴承108沿第三轴线C对准。
静止构件28(例如外壳30)完全或部分地围住复合行星齿轮装置32、第一电动机-发电机38、第二电动机-发电机48、传输齿轮组46、多个球轴承11(例如深沟球轴承)和多个滚柱轴承13(滚针轴承)。
图4示意性地示出根据本发明的另一实施例的机电驱动系统216。除了下面描述的特征，机电驱动系统216的结构和操作与机电驱动系统16基本上相似或类似。在该实施例中，机电驱动系统216不包括输入延长构件42(图2)。而是，输入构件226沿第一轴线A一直延伸通过第一转子轴40。在图示的实施例中，输入构件42(例如主轴27)为单件结构，并且限定第一输入端252和与第一输入端252相对的第二输入端254。第二输入端252布置在第一电动机-发电机38外部。
继续参照图4，机电驱动系统16进一步包括支撑输入构件226的第八球轴承270和第五滚柱轴承258。第五滚柱轴承258代替第一球轴承58(图2)并且布置在与第一球轴承58相同的位置。由于第一球轴承58由第五滚柱轴承258代替，因此机电驱动系统216的第四球轴承108具有比机电驱动系统16的第四球轴承更小的平均直径。在该实施例中，第四球轴承108基本上沿第三轴线C与第五滚柱轴承258对准。第五滚柱轴承258可仅支撑输入构件26(例如主轴27)上的径向载荷，并且比第八球轴承270更靠近第一输入端252。
第八球轴承270比第五滚柱轴承258更靠近第二输入端254。更进一步地，第八球轴承270沿第一轴向方向X1、第二轴向方向X2和径向方向R固定到静止构件28。因此，第八球轴承270沿第一轴向方向X1、第二轴向方向X2和径向方向R相对于静止构件28保持被约束或基本上静止。为此，机电驱动系统216可包括将第八球轴承270联接到静止构件28的圆柱头螺母(sock nut)272(或任何其他适当紧固件)。
该详细描述和图或附图支持和描述本发明，但是本发明的范围仅由权利要求限定。虽然已经详细描述了用于实施要求保护的本发明的较佳实施例中的一些和其他实施例，但是存在用于实现所附权利要求中限定的本发明的多种替代设计和实施例。

Claims (10)

1.一种机电驱动系统，包括：
静止构件；
输入构件，沿第一轴线延伸；
复合行星齿轮装置，操作地联接到输入构件，使得转矩被从输入构件传递到复合行星齿轮装置；
第一电动机-发电机，操作地联接到复合行星齿轮装置，使得转矩被在第一电动机-发电机和复合行星齿轮装置之间传递，其中所述第一电动机-发电机包括沿第一轴线延伸的第一转子轴；
第二电动机-发电机，操作地联接到复合行星齿轮装置，使得转矩被在第二电动机-发电机和复合行星齿轮装置之间传递，其中所述第二电动机-发电机包括沿第六轴线延伸的第二转子轴，所述第六轴线平行于所述第一轴线且与所述第一轴线间隔开；
传输齿轮组，沿第二轴线延伸，其中，传输齿轮组操作地联接在第二电动机-发电机和复合行星齿轮装置之间，使得转矩被在第二电动机-发电机和复合行星齿轮装置之间通过传输齿轮组传递；
多个轴承，包括：
球轴承，支撑输入构件，其中，球轴承固定到静止构件，使得球轴承被相对于静止构件保持被约束；和
滚柱轴承，支撑输入构件；并且
其中，所述多个轴承中的至少两个沿第三轴线彼此对准，并且第三轴线垂直于第一轴线。
2.根据权利要求1所述的机电驱动系统，其中，球轴承为第一球轴承，并且机电驱动系统进一步包括围绕输入构件布置的第二、第三和第四球轴承，使得第二、第三和第四球轴承联合地沿第一轴向方向、与第一轴向方向相反的第二轴向方向、和垂直于第一及第二轴向方向的径向方向支撑输入构件上的轴向和径向载荷。
3.根据权利要求2所述的机电驱动系统，其中，滚柱轴承为第一滚柱轴承，并且机电驱动系统进一步包括围绕输入构件布置的第二滚柱轴承，使得第二滚柱轴承支撑输入构件上的径向载荷。
4.根据权利要求3所述的机电驱动系统，其中，机电驱动系统进一步包括第五球轴承，该第五球轴承围绕转子轴布置，使得该第五球轴承支撑转子轴上的轴向和径向载荷。
5.根据权利要求4所述的机电驱动系统，其中，第五球轴承固定到静止构件，使得第五球轴承相对于静止构件沿第一轴向方向、第二轴向方向和径向方向保持被约束。
6.根据权利要求5所述的机电驱动系统，进一步包括第三滚柱轴承，该第三滚柱轴承围绕转子轴布置，使得该第三滚柱轴承支撑转子轴上的径向载荷。
7.根据权利要求6所述的机电驱动系统，其中，第一球轴承沿第三轴线与第四球轴承对准。
8.根据权利要求7所述的机电驱动系统，其中，第二滚柱轴承沿第四轴线与第三球轴承对准，并且第四轴线垂直于第一轴线。
9.根据权利要求8所述的机电驱动系统，其中，第二球轴承沿第五轴线与第三滚柱轴承对准，并且第五轴线垂直于第一轴线。
10.根据权利要求9所述的机电驱动系统，其中，传输齿轮组包括沿第二轴线延伸的传输轴，并且机电驱动系统进一步包括第四滚柱轴承，该第四滚柱轴承围绕传输轴布置，使得该第四滚柱轴承支撑传输轴上的径向载荷。
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