CN106218383A - 汽车及其传动系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种汽车及其传动系统,所述传动系统包括:电机,所述电机具有第一输出轴和第二输出轴;减速机构,所述减速机构具有第一动力输入端、第二动力输入端、第一动力输出端和第二动力输出端,所述第一动力输入端与所述第一输出轴连接,所述第二动力输入端与所述第二输出轴连接;以及差速器,所述差速器具有第三动力输入端、第四动力输入端、第三动力输出端和第四动力输出端,所述第三动力输入端与所述第一动力输出端连接,所述第四动力输入端与所述第二动力输出端连接,所述第三动力输出端、所述第四动力输出端分别用于与车轮连接。根据本发明实施例的汽车的传动系统,不仅成本较低,而且具有较高的负载能力和功率输出能力。
Description
技术领域
本发明涉及汽车技术领域,具体而言,涉及一种汽车及其传动系统。
背景技术
相关技术中,电动汽车上的传动系统通常采用一台电机进行动力驱动,电机的轴伸端与减速器连接,减速器最终与差速器连接并驱动两个半轴驱动车辆两侧的车轮行驶。上述结构的驱动电机的力矩均由位于一侧的输出轴提供,对输出轴的强度要求以及减速器的要求非常高,而且受机械强度和加工工艺的影响,整套系统的功率和扭矩均不能太高,否则将大幅增加成本。
为了降低对电机输出轴和减速器的要求,一般采用分布式驱动的方法实现,即使用两台或多台电机驱动车辆行驶。但使用多台电机驱动时,会大大增加电机控制系统的难度,使用多台控制器也会大幅增加成本。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此,本发明提出了一种成本较低、具有较高的负载能力和功率输出能力的传动系统。
本发明还提出了一种具有该传动系统的汽车。
根据本发明第一方面实施例的汽车的传动系统,包括:电机,所述电机具有第一输出轴和第二输出轴;减速机构,所述减速机构具有第一动力输入端、第二动力输入端、第一动力输出端和第二动力输出端,所述第一动力输入端与所述第一输出轴连接,所述第二动力输入端与所述第二输出轴连接;以及差速器,所述差速器具有第三动力输入端、第四动力输入端、第三动力输出端和第四动力输出端,所述第三动力输入端与所述第一动力输出端连接,所述第四动力输入端与所述第二动力输出端连接,所述第三动力输出端、所述第四动力输出端分别用于与车轮连接。
根据本发明实施例的汽车的传动系统,不仅成本较低,而且具有较高的负载能力和功率输出能力。
可选地,所述减速机构包括两个对称分布在电机两端的多级齿轮传动机构,两个多级齿轮传动机构的减速比相同,其中一个齿轮传动机构上形成有所述第一动力输入端和所述第一动力输出端,另一个所述齿轮传动机构上形成有所述第二动力输入端和所述第二动力输出端。
可选地,每个所述多级齿轮传动机构包括依次连接的第一级齿轮对至第N级齿轮对,每个齿轮对均包括互相啮合的主动齿轮和从动齿轮,相邻两级齿轮对中,低一级的齿轮对的从动齿轮与高一级的齿轮对的主动齿轮通过传动轴连接;两个所述多级齿轮传动机构的第一级齿轮对的主动齿轮分别形成为所述第一动力输入端和所述第二动力输入端,两个所述多级齿轮传动机构的第N级齿轮对的从动齿轮分别形成为所述第一动力输出端和所述第二动力输出端,其中N≥2。
可选地,两个所述多级齿轮传动机构的第N级齿轮对的主动齿轮同轴设置且通过传动轴连接在一起。
可选地,每个齿轮对的所述主动齿轮、所述从动齿轮均为圆柱齿轮。
可选地,所述差速器位于两个所述多级齿轮传动机构之间且居中设置。
可选地,所述差速器包括:壳体;行星轮架,所述行星轮架上形成有第三动力输入端和第四动力输入端,所述行星轮架可枢转地连接在所述壳体上;行星锥齿轮,所述行星锥齿轮可枢转地连接在所述行星轮架上;以及从动锥齿轮,所述从动锥齿轮可枢转地连接在所述壳体上且与所述行星锥齿轮啮合,所述从动锥齿轮形成为所述第三动力输出端和所述第四动力输出端。
可选地,所述行星锥齿轮、所述从动锥齿轮的个数为两个,两个所述行星锥齿轮的枢转轴与所述行星轮架的枢转轴互相垂直,两个所述从动锥齿轮相对设置且两个所述行星锥齿轮相对设置,每个所述行星锥齿轮分别与两个从动锥齿轮相啮合,每个所述从动锥齿轮分别与两个行星锥齿轮相啮合。
可选地,所述第三动力输入端和所述第四动力输入端相对于所述行星锥齿轮的枢转轴对称分布。
根据本发明第二方面实施例的汽车,包括所述的传动系统。
附图说明
图1是根据本发明实施例的汽车的传动系统的示意图。
图2是根据本发明实施例的汽车的传动系统的电机的输出轴的示意图。
附图标记:
传动系统100,
电机10,第一输出轴11,第二输出轴12,输出轴13,外花键131,轴承安装部132,
多级齿轮传动机构21,第一级齿轮对211,第二级齿轮对212,第三级齿轮对213,传动轴22,
差速器30,壳体31,行星轮架32,行星锥齿轮33,从动锥齿轮34,
半轴40。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例,所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,旨在用于解释本发明,而不能理解为对本发明的限制。
下面参照图1和图2详细描述根据本发明实施例的汽车的传动系统100。
如图1所示,根据本发明第一方面实施例的汽车的传动系统100包括:电机10、减速机构以及差速器30。
电机10具有第一输出轴11和第二输出轴12,减速机构具有第一动力输入端、第二动力输入端、第一动力输出端和第二动力输出端,第一动力输入端与第一输出轴11连接,第二动力输入端与第二输出轴12连接。差速器30具有第三动力输入端、第四动力输入端、第三动力输出端和第四动力输出端,第三动力输入端与第一动力输出端连接,第四动力输入端与第二动力输出端连接,第三动力输出端、第四动力输出端分别用于与车轮连接。
根据本发明实施例的汽车的传动系统100,具有如下优点:
(1)将电机10产生的巨大驱动力矩平摊到第一输出轴11和第二输出轴12上,大幅降低了传动轴22的负载,提升系统安全系数的同时减小了电机10轴的尺寸,不仅降低了成本,起到提升电机10功率密度、扭矩密度的作用,同时也能减小电机10的转动惯量,提升传动系统100的负载能力和功率输出能力。
(2)常规的单轴伸输出的电机10,越靠近输出端侧,轴上的负载越重,非轴伸端侧轴上几乎无负载。本发明实施例中,作用在电机10两端的输出轴13上的负载相同或相近,起到了充分利用轴的强度的作用。
根据本发明的一些实施例,减速机构包括两个对称分布在电机10两端的多级齿轮传动机构21,两个多级齿轮传动机构21的减速比相同,其中一个齿轮传动机构上形成有第一动力输入端和第一动力输出端,另一个齿轮传动机构上形成有第二动力输入端和第二动力输出端。
由此,从电机10到车轮所传输的机械功率分两部分传递到减速机构,两个多级齿轮传动机构21各自只承担一半功率,降低了对齿轮传动机构内部的齿轮以及传动轴22的强度要求。
本领域技术人员可以理解,减速机构并不限于上述多级齿轮传动机构21,还可以是其它能够实现预设减速比的动力传递的传动机构,如带传动机构等。
在一些实施例中,每个多级齿轮传动机构21包括依次连接的第一级齿轮对至第N级齿轮对,每个齿轮对均包括互相啮合的主动齿轮和从动齿轮,相邻两级齿轮对中,低一级的齿轮对的从动齿轮与高一级的齿轮对的主动齿轮通过传动轴22连接。
两个多级齿轮传动机构21的第一级齿轮对的主动齿轮分别形成为第一动力输入端和第二动力输入端,两个多级齿轮传动机构21的第N级齿轮对的从动齿轮分别形成为第一动力输出端和第二动力输出端,其中N≥2。
由此,电机10的第一输出轴11和第二输出轴12的动力分别经两个多级齿轮传动机构21传递至差速器30,并最终带动相应的车轮转动,结构简单紧凑、布置合理。
在图1所示的具体实施例中,两个多级齿轮传动机构21均包括依次连接的第一级齿轮对211、第二级齿轮对212和第三级齿轮对213。其中一个多级齿轮传动机构21的第一级齿轮对211的主动齿轮与电机10的第一输出轴11连接,其第三级齿轮对213的从动齿轮与差速器30的第三动力输入端连接。同理,另一个多级齿轮传动机构21的第一级齿轮对211的主动齿轮与电机10的第二输出轴12连接,其第三级齿轮对213的从动齿轮与差速器30的第四动力输入端连接。此外,每个多级齿轮传动机构21中,第一级齿轮对211、第二级齿轮对212、第三级齿轮对213沿输出轴13的轴向自外向内依次分布。
这样,动力分两条路径传递至差速器30以及车轮:电机10的动力经第一输出轴11依次传递至其中一个多级齿轮传动机构21的第一级齿轮对211、第二级齿轮对212、第三级齿轮对213,之后传递至差速器30并驱动车轮转动;同时,电机10的动力经第二输出轴12依次传递至另一个多级齿轮传动机构21的第一级齿轮对211、第二级齿轮对212、第三级齿轮对213,之后传递至差速器30并最终驱动车轮转动。
在一些实施例中,两个多级齿轮传动机构21的第N级齿轮对的主动齿轮同轴设置且通过传动轴22连接在一起。由此,提高了传动系统100整体的结构强度以及负载能力。
在图1所示的具体实施例中,每个齿轮对的主动齿轮、从动齿轮均为圆柱齿轮。换言之,各个齿轮对的传动轴22互相平行。本领域技术人员可以理解,本发明并不限于此,每个齿轮对的主动齿轮、从动齿轮还可以是锥齿轮。
作为优选实施方式,差速器30位于两个多级齿轮传动机构21之间且居中设置。由此,使差速器30位于系统的中间位置,可方便将两根半轴40尺寸设计得相一致,提高了两侧车轮驱动力矩的平衡性,增加了传动系统100的平顺性。
在图1所示的具体实施例中,差速器30包括:壳体31、行星轮架32、行星锥齿轮33以及从动锥齿轮34。行星轮架32上形成有第三动力输入端和第四动力输入端,行星轮架32可枢转地连接在壳体31上,行星锥齿轮33可枢转地连接在行星轮架32上,从动锥齿轮34可枢转地连接在壳体31上且与行星锥齿轮33啮合,从动锥齿轮34形成为第三动力输出端和第四动力输出端。
进一步地,行星锥齿轮33、从动锥齿轮34的个数为两个,两个行星锥齿轮33的枢转轴与行星轮架32的枢转轴互相垂直,两个从动锥齿轮34相对设置且两个行星锥齿轮33相对设置,每个行星锥齿轮33分别与两个从动锥齿轮34相啮合,每个从动锥齿轮34分别与两个行星锥齿轮33相啮合。具体地,两个从动锥齿轮34分别通过驱动半轴40与两侧的车轮连接。
当车辆平直行驶时,差速器30的行星轮架32转动,带动行星锥齿轮33一起公转,两侧的车轮不存在速度差。当车辆拐弯时,差速器30的行星轮架32转动,行星锥齿轮33不仅随行星轮架32一起公转,而且绕自身的枢转轴自传,由此实现了两侧车轮的差速调节。
有利地,第三动力输入端和第四动力输入端相对于行星锥齿轮33的枢转轴对称分布。由此,差速器30的动力输入更均衡,传动系统100整体传动更平稳。
此外,如图2所示,具体地,第一输出轴11和第二输出轴12可以为一根输出轴13,即一体形成。该输出轴13的中间部分用于安装转子冲片,两端分别伸出电机10壳体31外以形成第一输出轴11和第二输出轴12,第一输出轴11和第二输出轴12上均具有用于安装轴承的轴承安装部132,电机10的壳体31上设有用于支撑以及固定轴承的轴承室,第一输出轴11和第二输出轴12上还设有用于与减速机构连接的外花键131,相应的减速机构上设有用于与外花键131配合的内花键。
根据本发明第二方面实施例的汽车包括上述实施例的传动系统100。采用上述传动系统100的汽车结构更紧凑、成本更低、噪音更小、安全性更高。
在本发明的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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发明和简化描述,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发明的限制。
此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中,“多个”的含义是至少两个,例如两个,三个等,除非另有明确具体的限定。
在本发明中,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或成一体;可以是机械连接,也可以是电连接或彼此可通讯;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系,除非另有明确的限定。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在本发明中的具体含义。
在本发明中,除非另有明确的规定和限定,第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触,或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且,第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方,或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方,或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外,在不相互矛盾的情况下,本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例,可以理解的是,上述实施例是示例性的,不能理解为对本发明的限制,本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
Claims (10)
1.一种汽车的传动系统,其特征在于,包括:
电机,所述电机具有第一输出轴和第二输出轴;
减速机构,所述减速机构具有第一动力输入端、第二动力输入端、第一动力输出端和第二动力输出端,所述第一动力输入端与所述第一输出轴连接,所述第二动力输入端与所述第二输出轴连接;以及
差速器,所述差速器具有第三动力输入端、第四动力输入端、第三动力输出端和第四动力输出端,所述第三动力输入端与所述第一动力输出端连接,所述第四动力输入端与所述第二动力输出端连接,所述第三动力输出端、所述第四动力输出端分别用于与车轮连接。
2.根据权利要求1所述的汽车的传动系统,其特征在于,所述减速机构包括两个对称分布在电机两端的多级齿轮传动机构,两个多级齿轮传动机构的减速比相同,其中一个齿轮传动机构上形成有所述第一动力输入端和所述第一动力输出端,另一个所述齿轮传动机构上形成有所述第二动力输入端和所述第二动力输出端。
3.根据权利要求2所述的汽车的传动系统,其特征在于,
每个所述多级齿轮传动机构包括依次连接的第一级齿轮对至第N级齿轮对,其中N≥2,每个齿轮对均包括互相啮合的主动齿轮和从动齿轮,相邻两级齿轮对中,低一级的齿轮对的从动齿轮与高一级的齿轮对的主动齿轮通过传动轴连接;
两个所述多级齿轮传动机构的第一级齿轮对的主动齿轮分别形成为所述第一动力输入端和所述第二动力输入端,两个所述多级齿轮传动机构的第N级齿轮对的从动齿轮分别形成为所述第一动力输出端和所述第二动力输出端。
4.根据权利要求3所述的汽车的传动系统,其特征在于,两个所述多级齿轮传动机构的第N级齿轮对的主动齿轮同轴设置且通过传动轴连接在一起。
5.根据权利要求3所述的汽车的传动系统,其特征在于,每个齿轮对的所述主动齿轮、所述从动齿轮均为圆柱齿轮。
6.根据权利要求2-5中任一项所述的汽车的传动系统,其特征在于,所述差速器位于两个所述多级齿轮传动机构之间且居中设置。
7.根据权利要求1-5中任一项所述的汽车的传动系统,其特征在于,所述差速器包括:
壳体;
行星轮架,所述行星轮架上形成有第三动力输入端和第四动力输入端,所述行星轮架可枢转地连接在所述壳体上;
行星锥齿轮,所述行星锥齿轮可枢转地连接在所述行星轮架上;以及
从动锥齿轮,所述从动锥齿轮可枢转地连接在所述壳体上且与所述行星锥齿轮啮合,所述从动锥齿轮形成为所述第三动力输出端和所述第四动力输出端。
8.根据权利要求7所述的汽车的传动系统,其特征在于,所述行星锥齿轮、所述从动锥齿轮的个数为两个,两个所述行星锥齿轮的枢转轴与所述行星轮架的枢转轴互相垂直,两个所述从动锥齿轮相对设置且两个所述行星锥齿轮相对设置,每个所述行星锥齿轮分别与两个从动锥齿轮相啮合,每个所述从动锥齿轮分别与两个行星锥齿轮相啮合。
9.根据权利要求7所述的汽车的传动系统,其特征在于,所述第三动力输入端和所述第四动力输入端相对于所述行星锥齿轮的枢转轴对称分布。
10.一种汽车,其特征在于,包括如权利要求1-9中任一项所述的传动系统。
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