CN108297683A - 双输入双输出轮边变速器总成 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种双输入双输出轮边变速器总成，包括变速器壳体，变速器壳体的左右两侧分别对称设置有动力输入轴、动力输出轴和行星机构，两动力输出轴的一端外伸出变速器壳体，用于分别驱动左右车轮，两动力输出轴的另一端分别与行星架固定连接，动力输出轴上设有输出轴齿轮，变速器壳体上固定有低挡齿，输出轴齿轮与低挡齿之间设有高低挡齿座，高低挡齿座与行星机构的齿圈固定连接，高低挡齿座上啮合有滑套，太阳轮输入轴上设置有太阳轮输入齿轮，太阳轮与行星轮啮合，两动力输入轴的一端外伸出变速器壳体，用于与驱动电机连接，动力输入轴上设有输入轴齿轮，输入轴齿轮经惰轮与太阳轮输入齿轮啮合。其效率高，成本低。

Description

双输入双输出轮边变速器总成

技术领域

本发明涉及变速器领域，具体涉及一种双输入双输出轮边变速器总成。

背景技术

随着世界范围内的能源危机与日益严峻的环境问题，加快了人们对可代替石油资源的探索，目前已有部分国家提出禁售燃油车，新能源行业发展迅速，近年各整车厂传统车型占比逐渐减少。目前市场上纯电动汽车的动力总成除了电机直驱、电机匹配变速器动力系统外，轮边驱动也渐渐崛起。轮边驱动被认为是未来电池汽车高端车辆的理想选择，按照车轮是否直接由电动机驱动，轮边驱动系统又分为直接驱动与减速驱动两种驱动方式。现有轮边驱动系统通常采用轮边直接驱动，而轮边直接驱动多采用外转子电机，要获得较大的转矩，必须增大电动机的体积和质量。此外，直接驱动型电动轮在加速时效率很低且噪声大。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的不足，提供一种双输入双输出轮边变速器总成，其较好的解决了传统轮边驱动对电机扭矩要求大、成本高的问题，且一套双输入双输出轮边变速器总成能分别驱动左右两轮胎，能更好的节约底盘空间，便于整车布置。

本发明的目的是采用下述方案实现的：一种双输入双输出轮边变速器总成，其特征在于：包括变速器壳体，所述变速器壳体的左右两侧分别对称设置有动力输入轴、动力输出轴和行星机构，两动力输入轴的轴心线位于同一直线上，两动力输出轴的轴心线位于同一直线上，两动力输出轴的一端分别经变速器壳体左右两侧设置的输出轴轴承外伸出变速器壳体，用于分别驱动左右车轮，两动力输出轴的另一端分别与变速器壳体左右两侧的行星机构的行星架固定连接，所述动力输出轴上设有输出轴齿轮，所述变速器壳体上固定有低挡齿，所述输出轴齿轮与低挡齿之间设有高低挡齿座，所述高低挡齿座与行星机构的齿圈固定连接，所述高低挡齿座上啮合有用于连接拨叉的滑套，通过滑套的轴向移动将高低挡齿座与低挡齿结合或分离，以及将高低挡齿座与输出轴齿轮结合或分离，所述齿圈设有内齿与行星轮啮合，所述行星轮与太阳轮啮合；两行星机构的太阳轮分别与两太阳轮输入轴固联，两太阳轮输入轴的轴心线位于同一直线上，且两太阳轮输入轴之间没有连接，所述太阳轮输入轴通过太阳轮输入轴轴承支撑在变速器壳体内，所述太阳轮输入轴上还设有太阳轮输入齿轮，所述太阳轮输入轴的轴心线与动力输出轴的轴心线位于同一直线上，所述动力输出轴的轴心线与动力输入轴的轴心线平行，两动力输入轴的一端分别经变速器壳体左右两侧设置的第一输入轴轴承外伸出变速器壳体，用于分别与变速器壳体左右两侧的驱动电机连接，两动力输入轴的另一端分别支撑在变速器壳体内设置的第二输入轴轴承上，且两动力输入轴之间没有连接，所述动力输入轴上设有输入轴齿轮，所述动力输入轴上的输入轴齿轮与太阳轮输入轴上的太阳轮输入齿轮啮合，将输入动力传递给太阳轮。

所述动力输入轴上的输入轴齿轮经过惰轮与太阳轮输入轴上的太阳轮输入齿轮啮合，所述惰轮空套在惰轮轴上，所述惰轮轴支撑在变速器壳体上。

所述惰轮轴与动力输入轴、太阳轮输入轴平行，所述惰轮轴的左右两端分别设有惰轮，所述惰轮与惰轮轴滑动配合，且轴向定位，所述惰轮轴左端的惰轮与变速器壳体左侧动力输入轴上的输入轴齿轮啮合，所述惰轮轴左端的惰轮与变速器壳体左侧太阳轮输入轴上的太阳轮输入齿轮啮合；所述惰轮轴右端的惰轮与变速器壳体右侧动力输入轴上的输入轴齿轮啮合，所述惰轮轴右端的惰轮与变速器壳体右侧太阳轮输入轴上的太阳轮输入齿轮啮合。

所述太阳轮输入齿轮、太阳轮均与太阳轮输入轴周向固定；所述输入轴齿轮与动力输入轴周向固定；所述输出轴齿轮与动力输出轴周向固定。

优选地，所述太阳轮输入齿轮、太阳轮均与太阳轮输入轴一体成型，形成太阳轮轴；太阳轮轴为一体成型有两太阳轮轴齿的阶梯轴。所述输入轴齿轮与动力输入轴一体成型，形成输入齿轮轴，所述输出轴齿轮与动力输出轴一体成型，形成输出齿轮轴。

当然，太阳轮输入齿轮、太阳轮均与太阳轮输入轴也可以通过花键或过盈配合等方式固联形成周向固定。所述输入轴齿轮与动力输入轴也可以通过花键或过盈配合等方式固联形成周向固定。所述输出轴齿轮与动力输出轴也可以通过花键或过盈配合等方式固联形成周向固定。

所述惰轮轴与动力输入轴、太阳轮输入轴平行，所述惰轮轴的左右两端分别设有惰轮，所述惰轮与惰轮轴滑动配合，且轴向定位，所述惰轮轴左端的惰轮与变速器壳体左侧动力输入轴上的输入轴齿轮啮合，所述惰轮轴左端的惰轮与变速器壳体左侧太阳轮输入轴上的太阳轮输入齿轮啮合；所述惰轮轴右端的惰轮与变速器壳体右侧动力输入轴上的输入轴齿轮啮合，所述惰轮轴右端的惰轮与变速器壳体右侧太阳轮输入轴上的太阳轮输入齿轮啮合。惰轮与惰轮轴可以通过滚针轴承滑动配合。

所述变速器壳体的左右两侧分别设有输入轴孔、输出轴孔，所述输入轴孔内设置第一输入轴轴承，所述输出轴孔内设置输出轴轴承；所述变速器壳体左右两侧的输出轴轴承之间的轴向间距大于所述变速器壳体左右两侧的第一输入轴轴承之间的轴向间距；所述太阳轮输入轴的两端分别通过第一太阳轮输入轴轴承和第二太阳轮输入轴轴承支撑在变速器壳体内，所述太阳轮输入齿轮位于第一太阳轮输入轴轴承与第二太阳轮输入轴轴承之间，所述太阳轮位于第一太阳轮输入轴轴承与输出轴轴承之间；所述变速器壳体左右两侧的第一输入轴轴承之间的轴向间距与变速器壳体左右两侧的第一太阳轮输入轴轴承之间的轴向间距相等。

所述行星机构包括一个太阳轮、若干个行星轮和一个齿圈，若干个行星轮均与太阳轮、齿圈啮合，所述行星轮滑动配合在行星架上设有的行星轴上。

本发明具有的优点是：由于本发明的双输入双输出轮边变速器总成的变速器壳体的左右两侧分别对称设置有动力输入轴、动力输出轴和行星机构，驱动电机将动力输入至变速器动力输入轴，动力通过动力输入轴上的输入轴齿轮与惰轮连接，惰轮传递的动力经太阳轮输入齿轮传递至太阳轮，低挡齿固定在变速器壳体上，当滑套挂到低挡齿后，此时，滑套同时与低挡齿和高低挡齿座啮合，将低挡齿与齿圈结合，使齿圈固定，然后太阳轮将动力通过行星轮传递至行星架动力输出轴，动力一级减速（通过输入轴齿轮和太阳轮输入齿轮实现）后又经行星机构低挡（实现二级减速）输出。高挡时，太阳轮以前的动力同低挡，滑套直接挂至行星架动力输出轴的输出轴齿轮，此时动力一级减速后直接高挡输出。本发明通过一级定轴减速和二级行星机构减速，将减速增扭发挥到极制，大大降低了电机的承载能力要求，从而降低动力总成成本。且本发明采用左右两侧对称设计，结构原理相同，分别驱动左右车轮。本发明由单轮轮边驱动集成为双轮驱动，左右电机可单独调速和挂挡。扭矩、转速独立可控，响应快捷，正反转灵活，瞬时动力性能更为优越，显著提高了适应恶劣路面条件的行驶能力。且与单轮驱动动力总成相比较，除了壳体集成减轻总成重量燃油经济性更好外，更能节省底盘空间，车型设计更加简洁美观。

本发明的双输入双输出轮边变速器总成允许电动机有较高的转速，因而与直接驱动型轮边驱动系统相比比功率更大，电机体积和质量可以更小，且效率高，噪声小，成本低。

附图说明

图1为本发明的双输入双输出轮边变速器总成的结构示意图；

图2为本发明的双输入双输出轮边变速器总成的低挡功率流图；

图3为本发明的双输入双输出轮边变速器总成的高挡功率流图。

附图中，1为驱动电机，2为动力输入轴，3为第一输入轴轴承，4为第二输入轴轴承，5为变速器壳体，6为惰轮，7为惰轮轴，8为太阳轮输入齿轮，9为第一太阳轮输入轴支承轴承，10为第二太阳轮输入轴支承轴承，11为行星轮，12为齿圈，13为低挡齿，14为滑套，15为输出轴轴承，16为动力输出轴，17为行星架，18为太阳轮输入轴，19为太阳轮，20为行星轴，21为输出轴齿轮，22为输入轴齿轮，23为高低挡齿座。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，给出了详细的实施方式，下面将结合附图对本发明作进一步的详细描述：

实施例1

参见图1至图3，一种双输入双输出轮边变速器总成，其特征在于：包括变速器壳体5，所述变速器壳体5的左右两侧分别对称设置有动力输入轴2、动力输出轴16和行星机构，两动力输入轴2的轴心线位于同一直线上，两动力输出轴16的轴心线位于同一直线上，两动力输出轴16的一端分别经变速器壳体5左右两侧设置的输出轴轴承15外伸出变速器壳体5，用于分别驱动左右车轮，两动力输出轴16的另一端分别与变速器壳体5左右两侧的行星机构的行星架17固定连接，所述动力输出轴16上设有输出轴齿轮21，所述变速器壳体5上固定有低挡齿13，所述输出轴齿轮21与低挡齿13之间设有高低挡齿座23，所述高低挡齿座23与行星机构的齿圈12固定连接，所述高低挡齿座23上啮合有用于连接拨叉的滑套14，通过滑套14的轴向移动将高低挡齿座23与低挡齿13结合或分离，以及将高低挡齿座23与输出轴齿轮21结合或分离，所述齿圈12设有内齿与行星轮11啮合，所述行星轮11与太阳轮19啮合；两行星机构的太阳轮19分别与两太阳轮输入轴18固联，两太阳轮输入轴18的轴心线位于同一直线上，且两太阳轮输入轴18之间没有连接（即没有直接动力传递），所述太阳轮输入轴18通过太阳轮输入轴18轴承支撑在变速器壳体5内，所述太阳轮输入轴18上还设有太阳轮输入齿轮8，所述太阳轮输入轴18的轴心线与动力输出轴16的轴心线位于同一直线上，所述动力输出轴16的轴心线与动力输入轴2的轴心线平行，两动力输入轴2的一端分别经变速器壳体5左右两侧设置的第一输入轴轴承3外伸出变速器壳体5，用于分别与变速器壳体5左右两侧的驱动电机1连接，两动力输入轴2的另一端分别支撑在变速器壳体5内设置的第二输入轴轴承4上，且两动力输入轴2之间没有连接（即没有直接动力传递），所述动力输入轴2上设有输入轴齿轮22，所述动力输入轴2上的输入轴齿轮22与太阳轮输入轴18上的太阳轮输入齿轮8啮合，将输入动力传递给太阳轮19。

所述太阳轮输入齿轮8、太阳轮19均与太阳轮输入轴18周向固定；所述输入轴齿轮22与动力输入轴2周向固定；所述输出轴齿轮21与动力输出轴16周向固定。

优选地，所述太阳轮输入齿轮8、太阳轮19均与太阳轮输入轴18一体成型，形成太阳轮19轴；太阳轮19轴为一体成型有两太阳轮19轴齿的阶梯轴。所述输入轴齿轮22与动力输入轴2一体成型，形成输入齿轮轴，所述输出轴齿轮21与动力输出轴16一体成型，形成输出齿轮轴。

当然，太阳轮输入齿轮8、太阳轮19均与太阳轮输入轴18也可以通过花键或过盈配合等方式固联形成周向固定。所述输入轴齿轮22与动力输入轴2也可以通过花键或过盈配合等方式固联形成周向固定。所述输出轴齿轮21与动力输出轴16也可以通过花键或过盈配合等方式固联形成周向固定。

所述变速器壳体5的左右两侧分别设有输入轴孔、输出轴孔，所述输入轴孔内设置第一输入轴轴承3，所述输出轴孔内设置输出轴轴承15。所述变速器壳体5左右两侧的第一输入轴轴承3之间的轴向间距与变速器壳体5左右两侧的第一太阳轮输入轴18轴承之间的轴向间距相等。所述变速器壳体5左右两侧的输出轴轴承15之间的轴向间距大于所述变速器壳体5左右两侧的第一输入轴轴承3之间的轴向间距。所述太阳轮输入轴18的两端分别通过第一太阳轮输入轴18轴承和第二太阳轮输入轴18轴承支撑在变速器壳体5内。所述太阳轮输入齿轮8位于第一太阳轮输入轴18轴承与第二太阳轮输入轴18轴承之间，所述太阳轮19位于第一太阳轮输入轴18轴承与输出轴轴承15之间。所述太阳轮输入轴18的两端分别通过第一太阳轮输入轴18轴承和第二太阳轮输入轴18轴承支撑在变速器壳体5内。所述太阳轮输入齿轮8位于第一太阳轮输入轴18轴承与第二太阳轮输入轴18轴承之间，所述太阳轮19位于第一太阳轮输入轴18轴承与输出轴轴承15之间。

所述行星机构包括一个太阳轮19、若干个行星轮11和一个齿圈12，若干个行星轮11均与太阳轮19、齿圈12啮合，所述行星轮11滑动配合在行星架17上设有的行星轴20上。

实施例2

所述动力输入轴2上的输入轴齿轮22经过惰轮6与太阳轮输入轴18上的太阳轮输入齿轮8啮合，所述惰轮6空套在惰轮轴7上，所述惰轮轴7支撑在变速器壳体5上。所述惰轮轴7与动力输入轴2、太阳轮输入轴18平行，所述惰轮轴7的左右两端分别设有惰轮6，所述惰轮6与惰轮轴7滑动配合，且轴向定位，所述惰轮轴7左端的惰轮6与变速器壳体5左侧动力输入轴2上的输入轴齿轮22啮合，所述惰轮轴7左端的惰轮6与变速器壳体5左侧太阳轮输入轴18上的太阳轮输入齿轮8啮合；所述惰轮轴7右端的惰轮6与变速器壳体5右侧动力输入轴2上的输入轴齿轮22啮合，所述惰轮轴7右端的惰轮6与变速器壳体5右侧太阳轮输入轴18上的太阳轮输入齿轮8啮合。本实施例的其他技术特征与实施例1相同。

本发明的工作原理为：驱动电机1将动力输入至变速器动力输入轴2，变速器动力输入轴2由输入轴轴承3和轴承4支承于变速器壳体5，动力通过动力输入轴1上的输入轴齿轮与惰轮6连接，惰轮6通过惰轮轴7支承于变速器壳体5，惰轮6传递的动力经太阳轮输入齿轮传递至太阳轮，低挡齿13固定在变速器壳体5上，当滑套14挂到低挡齿13后，此时，滑套14同时与低挡齿13和高低挡齿座啮合，将低挡齿13与齿圈结合，使齿圈12固定，然后太阳轮将动力通过行星轮11传递至行星架动力输出轴16，行星架动力输出轴16末端通过输出轴轴承15支承于变速器壳体5，动力一级减速后又经行星机构低挡（实现二级减速）输出，功率流见图2。高挡时，太阳轮以前的动力同低挡，滑套14直接挂至行星架动力输出轴16的输出轴齿轮，此时动力一级减速后直接高挡输出，功率流见图3。

本发明左右两侧对称设计，结构原理相同，分别驱动左右车轮。本发明由单轮轮边驱动集成为双轮驱动，左右电机可单独调速和挂挡。扭矩、转速独立可控，响应快捷，正反转灵活，瞬时动力性能更为优越，显著提高了适应恶劣路面条件的行驶能力。通过一级定轴减速和二级行星机构减速，将减速增扭发挥到极制，大大降低了电机的承载能力要求，从而降低动力总成成本。且与单轮驱动动力总成相比较，除了壳体集成减轻总成重量燃油经济性更好外，更能节省底盘空间，车型设计更加简洁美观。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (7)

1.一种双输入双输出轮边变速器总成，其特征在于：包括变速器壳体，所述变速器壳体的左右两侧分别对称设置有动力输入轴、动力输出轴和行星机构，两动力输入轴的轴心线位于同一直线上，两动力输出轴的轴心线位于同一直线上，两动力输出轴的一端分别经变速器壳体左右两侧设置的输出轴轴承外伸出变速器壳体，用于分别驱动左右车轮，两动力输出轴的另一端分别与变速器壳体左右两侧的行星机构的行星架固定连接，所述动力输出轴上设有输出轴齿轮，所述变速器壳体上固定有低挡齿，所述输出轴齿轮与低挡齿之间设有高低挡齿座，所述高低挡齿座与行星机构的齿圈固定连接，所述高低挡齿座上啮合有用于连接拨叉的滑套，通过滑套的轴向移动将高低挡齿座与低挡齿结合或分离，以及将高低挡齿座与输出轴齿轮结合或分离，所述齿圈设有内齿与行星轮啮合，所述行星轮与太阳轮啮合；两行星机构的太阳轮分别与两太阳轮输入轴固联，两太阳轮输入轴的轴心线位于同一直线上，且两太阳轮输入轴之间没有连接，所述太阳轮输入轴通过太阳轮输入轴轴承支撑在变速器壳体内，所述太阳轮输入轴上还设有太阳轮输入齿轮，所述太阳轮输入轴的轴心线与动力输出轴的轴心线位于同一直线上，所述动力输出轴的轴心线与动力输入轴的轴心线平行，两动力输入轴的一端分别经变速器壳体左右两侧设置的第一输入轴轴承外伸出变速器壳体，用于分别与变速器壳体左右两侧的驱动电机连接，两动力输入轴的另一端分别支撑在变速器壳体内设置的第二输入轴轴承上，且两动力输入轴之间没有连接，所述动力输入轴上设有输入轴齿轮，所述动力输入轴上的输入轴齿轮与太阳轮输入轴上的太阳轮输入齿轮啮合，将输入动力传递给太阳轮。

2.根据权利要求1所述的双输入双输出轮边变速器总成，其特征在于：所述动力输入轴上的输入轴齿轮经过惰轮与太阳轮输入轴上的太阳轮输入齿轮啮合，所述惰轮空套在惰轮轴上，所述惰轮轴支撑在变速器壳体上。

3.根据权利要求2所述的双输入双输出轮边变速器总成，其特征在于：所述惰轮轴与动力输入轴、太阳轮输入轴平行，所述惰轮轴的左右两端分别设有惰轮，所述惰轮与惰轮轴滑动配合，且轴向定位，所述惰轮轴左端的惰轮与变速器壳体左侧动力输入轴上的输入轴齿轮啮合，所述惰轮轴左端的惰轮与变速器壳体左侧太阳轮输入轴上的太阳轮输入齿轮啮合；所述惰轮轴右端的惰轮与变速器壳体右侧动力输入轴上的输入轴齿轮啮合，所述惰轮轴右端的惰轮与变速器壳体右侧太阳轮输入轴上的太阳轮输入齿轮啮合。

4.根据权利要求1所述的双输入双输出轮边变速器总成，其特征在于：所述太阳轮输入齿轮、太阳轮均与太阳轮输入轴周向固定；所述输入轴齿轮与动力输入轴周向固定；所述输出轴齿轮与动力输出轴周向固定。

5.根据权利要求4所述的双输入双输出轮边变速器总成，其特征在于：所述太阳轮输入齿轮、太阳轮均与太阳轮输入轴一体成型，形成太阳轮轴；所述输入轴齿轮与动力输入轴一体成型，形成输入齿轮轴；所述输出轴齿轮与动力输出轴一体成型，形成输出齿轮轴。

6.根据权利要求1所述的双输入双输出轮边变速器总成，其特征在于：所述变速器壳体的左右两侧分别设有输入轴孔、输出轴孔，所述输入轴孔内设置第一输入轴轴承，所述输出轴孔内设置输出轴轴承；所述变速器壳体左右两侧的输出轴轴承之间的轴向间距大于所述变速器壳体左右两侧的第一输入轴轴承之间的轴向间距；所述太阳轮输入轴的两端分别通过第一太阳轮输入轴轴承和第二太阳轮输入轴轴承支撑在变速器壳体内，所述太阳轮输入齿轮位于第一太阳轮输入轴轴承与第二太阳轮输入轴轴承之间，所述太阳轮位于第一太阳轮输入轴轴承与输出轴轴承之间；所述变速器壳体左右两侧的第一输入轴轴承之间的轴向间距与变速器壳体左右两侧的第一太阳轮输入轴轴承之间的轴向间距相等。

7.根据权利要求1所述的双输入双输出轮边变速器总成，其特征在于：所述行星机构包括一个太阳轮、若干个行星轮和一个齿圈，若干个行星轮均与太阳轮、齿圈啮合，所述行星轮滑动配合在行星架上设有的行星轴上。