CN106704540B - 一种结合行星轮减速机构的二级差速器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及汽车零部件制造与装配技术领域，具体的讲是一种结合行星轮减速机构的二级差速器，包括：离合制动器、行星齿轮组、锥齿轮杆、差速器外壳，本发明集成了二级档位控制与差速器功能，整体尺寸小，无需额外增加变速箱，便能够满足电动乘用车对于低速大扭矩和高转速的需求平衡，并且保证电机运行在高效区域，保证整车的驱动系统用电效率，并且集合的动力总成还可以对刹车能量进行回收。

Description

一种结合行星轮减速机构的二级差速器
技术领域
本发明涉及汽车零部件制造与装配技术领域，具体的讲是一种结合行星轮减速机构的二级差速器。
背景技术
电动车在中国的推广是以小型化、轻量化的车型开始的，所以对于电机的负载和转速并没有太高的要求。现在市场上的国产纯电动车基本都采用固定减速比的传动方式，虽然能基本满足低速时的驱动要求，却往往让电动车在高速行驶时没有良好的负载和功耗性能。
近年来，国家对私人电动车的推广力度很大，越来越多的城市居民选择购置私家车。随之而来的，就是对电动车性能的进一步要求。人们已经渐渐不满足于“缓慢”的小型电动车，而希望能有媲美汽油动力车的新车型。一种选择是像特斯拉等车型，选择加大电动机的功率，随之而来的是整体价格的大幅上涨和车型不可避免的放大；另一种选择是像有些国内电动机厂家那样，推出一些多档位的AMT动力总成，由于其体积较原来的减速箱大，所以对电动车的底盘设计和整车布置提出了新的要求。
总的来说，电动车增加挡位是未来电动车的最优选择。增加的挡位可以保证电动车的电机系统在较大的速度域范围内同时满足：高速运行、低速或者爬坡输出大扭矩，从而降低电动机的选型要求。事实上，特斯拉公司已经宣布要为新车型配备2挡减速箱，宝马、丰田等公司已经推出了带AMT的电动车型。
多挡位AMT的技术基本继承了燃油车的技术特点，其优点是技术成熟，但是它本身是在传统机械减速箱上进行了改造，对纯电动乘用车的空间布置提出了更高要求，并且增加了车身重量。
为此设计一种自动控制二级挡位的差速器能够满足当前市场需求并且对整车布置影响非常小，能够在经济性的前提下满足电动车的新要求。
发明内容
本发明突破了现有技术的难题，设计了一种带自动二级档位控制的差速器二档差速器。
为了达到上述目的，本发明设计了一种结合行星轮减速机构的二级差速器，包括：离合制动器、行星齿轮组、锥齿轮杆、差速器外壳，其特征在于：锥齿轮杆嵌设在差速器外壳的上方，差速器外壳内设有齿圈，锥齿轮杆的前端设有螺旋锥齿，螺旋锥齿与齿圈的外齿相啮合，齿圈套设在行星轮组和行星架的外侧，行星轮组是由行星齿轮、太阳轮套设在转动半轴一上，太阳轮的外缘啮合设有行星齿轮，太阳轮的一侧套设有圆锥滚子轴承二，圆锥滚子轴承二的外缘则套设有深沟球轴承，深沟球轴承的下方设有离合制动器，所述离合制动器由弹簧与电磁铁组成，行星齿轮与齿圈的内齿相啮合，行星齿轮的一侧设有行星架，行星架的内侧设有锥齿轮，锥齿轮套设在半轴花键上，半轴花键的两端分别与转动半轴一和转动半轴二相连；所述行星齿轮的另一侧则设有深沟球轴承，套设在转动半轴二外侧的齿圈的外侧设有圆锥滚子轴承一。
所述转动半轴一与轮胎一相连，转动半轴二与轮胎二相连，转动半轴二的上方设有驱动系统，驱动系统的上方设有控制器。
所述行星齿轮的数量至少为3个。
所述弹簧位于电磁铁的上方。
所述驱动系统由电池组和电动机组成，驱动系统与锥齿轮杆相连。
所述锥齿轮杆可以替换为蜗轮蜗杆。
所述太阳轮可以和转动半轴一相对转动。
本发明与现有技术相比，集成了二级档位控制与差速器功能，整体尺寸小，无需额外增加变速箱，便能够满足电动乘用车对于低速大扭矩和高转速的需求平衡，并且保证电机运行在高效区域，保证整车的驱动系统用电效率，并且集合的动力总成还可以对刹车能量进行回收。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明的正视图。
参见图1和图2，1为差速器外壳，2为锥齿轮杆，3为齿圈，4为行星齿轮，5为太阳轮，6为弹簧，7为电磁铁，8为行星架，9为锥齿轮，10为半轴花键，11为圆锥滚子轴承一，12为圆锥滚子轴承二，13为深沟球轴承，14为转动半轴一，15为转动半轴二。
具体实施方式
结合附图对本发明做进一步描述。
参见图1和图2，本发明设计了一种结合行星轮减速机构的二级差速器，包括离合制动器、行星齿轮组、锥齿轮杆、差速器外壳，其特征在于：锥齿轮杆2嵌设在差速器外壳1的上方，差速器外壳1内设有齿圈3，锥齿轮杆2的前端设有螺旋锥齿，螺旋锥齿与齿圈3的外齿相啮合，齿圈3套设在行星轮组和行星架8的外侧，行星轮组是由行星齿轮4、太阳轮5套设在转动半轴一14上，太阳轮5的外缘啮合设有行星齿轮4，太阳轮5的一侧套设有圆锥滚子轴承二12，圆锥滚子轴承二12的外缘则套设有深沟球轴承13，深沟球轴承13的下方设有离合制动器，所述离合制动器由弹簧6与电磁铁7组成，行星齿轮4与齿圈3的内齿相啮合，行星齿轮4的一侧设有行星架8，行星架8的内侧设有锥齿轮9，锥齿轮9套设在半轴花键10上，半轴花键10的两端分别与转动半轴一14和转动半轴二15相连；所述行星齿轮4的另一侧则设有深沟球轴承13，套设在转动半轴二15外侧的齿圈3的外侧设有圆锥滚子轴承一11。
本发明中转动半轴一14与轮胎一相连，转动半轴二15与轮胎二相连，转动半轴二15的上方设有驱动系统，驱动系统的上方设有控制器。
本发明中行星齿轮4的数量至少为3个。
本发明中弹簧6位于电磁铁7的上方。
本发明中驱动系统由电池组和电动机组成，驱动系统与锥齿轮杆2相连。
本发明中锥齿轮杆2可以替换为蜗轮蜗杆。
本发明中太阳轮5可以和转动半轴一14相对转动。
在具体实施中本发明可以将输入转矩传输到转动半轴一14、转动半轴二15上，转动半轴最终将会驱动轮胎，太阳轮5可以与转动半轴一14相对转动。
在电磁铁7没有通电的时候，通过弹簧6将太阳轮5和差速器外壳1固定在一起，使行星齿轮组工作在减速状态。当电磁铁7通电，电磁铁7吸引太阳轮5的固定端，使太阳轮5和齿圈3固定在一起，使本发明的工作在直驱状态。
工作时，整车控制器经过控制器发送控制信号，电磁铁7根据控制信号吸合、放开太阳轮5，本发明的工作状态，电磁铁7的吸合力和弹簧6的弹力需要能保证太阳轮5克服摩擦力，与差速器外齿圈3同步运行。值得注意的是，太阳轮5的移动距离很短。
本发明集成了二级档位控制与差速器功能，整体尺寸小，无需额外增加变速箱，便能够优化电动乘用车对于低速大扭矩和高转速的需求平衡，并且保证电机运行在高效区域，保证整车的驱动系统用电效率。

Claims (7)

1.一种结合行星轮减速机构的二级差速器，包括离合制动器、行星齿轮组、锥齿轮杆、差速器外壳，其特征在于：锥齿轮杆(2)嵌设在差速器外壳(1)的上方，差速器外壳(1)内设有齿圈(3)，锥齿轮杆(2)的前端设有螺旋锥齿，螺旋锥齿与齿圈(3)的外齿相啮合，齿圈(3)套设在行星轮组和行星架(8)的外侧，行星轮组是由行星齿轮(4)、太阳轮(5)套设在转动半轴一(14)上，太阳轮(5)的外缘啮合有行星齿轮(4)，太阳轮(5)的一侧设有圆锥滚子轴承二(12)，圆锥滚子轴承二(12)的外缘则套设有深沟球轴承(13)，深沟球轴承(13)的下方设有离合制动器，所述离合制动器由弹簧(6)与电磁铁(7)组成，行星齿轮(4)与齿圈(3)的内齿相啮合，行星齿轮(4)的一侧设有行星架(8)，行星齿轮(4)的另一侧则与深沟球轴承(13)相接触，行星架(8)的内侧设有锥齿轮(9)，锥齿轮(9)套设在半轴花键(10)上，半轴花键(10)的两端分别与转动半轴一(14)和转动半轴二(15)相连；套设在转动半轴二(15)外侧的齿圈(3)套设有圆锥滚子轴承一(11)。
2.根据权利要求1所述的一种结合行星轮减速机构的二级差速器，其特征在于：所述转动半轴一(14)与轮胎一相连，转动半轴二(15)与轮胎二相连，转动半轴二(15)的上方设有驱动系统，驱动系统的上方设有控制器。
3.根据权利要求2所述的一种结合行星轮减速机构的二级差速器，其特征在于：所述驱动系统由电池组和电动机组成，驱动系统与锥齿轮杆(2)相连。
4.根据权利要求1所述的一种结合行星轮减速机构的二级差速器，其特征在于：所述行星齿轮(4)的数量至少为3个。
5.根据权利要求1所述的一种结合行星轮减速机构的二级差速器，其特征在于：所述弹簧(6)位于电磁铁(7)的上方。
6.根据权利要求1所述的一种结合行星轮减速机构的二级差速器，其特征在于：所述锥齿轮杆(2)可以替换为蜗轮蜗杆。
7.根据权利要求1所述的一种结合行星轮减速机构的二级差速器，其特征在于：所述太阳轮(5)可以和转动半轴一(14)相对转动。
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