CN109572415A - 一种两挡轮边减速电驱桥 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种两挡轮边减速电驱桥，包括：驱动电机、换挡减速器、半轴、半轴套管和行星减速器；换挡减速器具有至少两个挡位，换挡减速器的输入轴与驱动电机的主轴驱动连接，输出轴与半轴的一端驱动连接；行星减速器包括：由太阳轮、行星轮、齿圈和行星架组成的行星齿轮机构，太阳轮与半轴的另一端驱动连接，行星架与轮毂及轮胎固定连接；半轴套管可转动的套设在半轴外，半轴套管的一端与换挡减速器的壳体固定连接，半轴套管的另一端与行星减速器的齿圈固定连接。上述的两挡轮边减速电驱桥，能适应不同工况下的扭矩和车速需求，提高整车的动力经济性，低驱动电机的成本。

Description

一种两挡轮边减速电驱桥

技术领域

本发明涉及汽车轮边驱动桥技术领域，具体涉及一种两挡轮边减速电驱桥。

背景技术

为适应汽车产业节能减排的经济需求和蓝天保卫战的战略需要，新能源技术在汽车领域得到越来越多的应用。驱动电机、减速器、轮边等的集成化设计成为新能源汽车轮边驱动桥设计方面日益关注的问题。现有技术中，轮边驱动桥常用的设计方案是：电机通过齿轮减速器将动力传递到半轴，再由半轴经轮边行星减速机构最终将动力传递至车轮；或者如公开号为CN102139628A的中国专利“一种轮边驱动桥”中公开的轮边驱动桥技术，其轮边驱动桥由两个减速器和一个驱动电机组成，其驱动方式为固定速比的减速方案；这些常见的轮边驱动桥设计，由于减速器速比固定，导致不能满足不同工况下的变化的扭矩和车速需求，导致整车的动力经济性较差，且固定速比环境下对电机性能要求更高，导致电机成本居高不下。

发明内容

针对上述问题，本发明旨在提出一种两挡轮边减速电驱桥，以适应不同工况下的扭矩和车速需求，提高整车的动力经济性，低驱动电机的成本。

一种两挡轮边减速电驱桥，包括：驱动电机、换挡减速器、半轴、半轴套管和行星减速器；

所述换挡减速器具有至少两个挡位，换挡减速器的输入轴与所述驱动电机的主轴驱动连接，输出轴与所述半轴的一端驱动连接；

所述行星减速器包括：由太阳轮、行星轮、齿圈和行星架组成的行星齿轮机构，所述太阳轮与所述半轴的另一端驱动连接，所述行星架与轮毂及轮胎固定连接；

所述半轴套管可转动的套设在所述半轴外，半轴套管的一端与所述换挡减速器的壳体固定连接，半轴套管的另一端与行星减速器的齿圈固定连接。

进一步地，所述换挡减速器包括：壳体及可转动的设置在壳体上并相互平行的输入轴、中间轴和输出轴，所述输入轴上可转动的设有I挡主动齿轮和II挡主动齿轮，所述I挡主动齿轮和II挡主动齿轮之间的输入轴上设有换挡执行机构，所述换挡执行机构随输入轴转动，且能沿输入轴滑动以与I挡主动齿轮或II挡主动齿轮连接；所述中间轴上固定安装有分别与I挡主动齿轮和II挡主动齿轮向啮合的I挡从动齿轮和II挡从动齿轮；所述输出轴上固定安装有输出齿轮，所述输出齿轮与I挡从动齿轮或II挡从动齿轮相啮合。

进一步地，所述I挡主动齿轮和II挡主动齿轮通过滚针轴承安装在所述输入轴上；所述换挡执行机构通过滑动花键与输入轴连接。

进一步地，所述换挡执行机构包括：设置在I挡主动齿轮和II挡主动齿轮之间的输入轴上的换挡轮，所述换挡轮和I挡主动齿轮的相对面上，及换挡轮和II挡主动齿轮的相对面上，均设置有相互适配的键齿。

进一步地，所述半轴与输出轴一体设置。

进一步地，所述驱动电机的安装面固定在所述换挡减速器的壳体上，驱动电机主轴与换挡减速器的输入轴通过花键连接。

进一步地，所述齿圈通过支架与半轴套管固定连接。

进一步地，所述行星架通过轮减壳与轮毂及轮胎固定连接。

进一步地，所述轮减壳可同轴转动的包覆在所述行星齿轮机构之外。

进一步地，所述行星架上设置有销轴，所述行星轮可转动的设置在所述销轴上。

本发明的有益效果：

1、通过两对相互啮合的齿轮和换挡执行机构，形成可切换的I挡和II挡两个挡位，进而实现轮边减速器两个速比的切换，能够有效满足整车对不同工况下的扭矩和车速需求，使得驱动电机更多的工作在经济区间，提高整车的动力经济性；

2、两个速比的应用可以配合扭矩较小的驱动电机，有效避免现有技术中固定速比轮边驱动桥的驱动电机可选类型较少的问题，驱动电机尺寸更小，重量更轻，能有效降低驱动电机的成本；

3、驱动电机与减速器输入轴能偏置于半轴下方，为轮毂和制动等轮边布置预留空间结构合理，增大轮边的布置空间。

附图说明

图1为本发明实施例的传动原理示意图；

附图标记：1-驱动电机，2-换挡减速器，21-壳体，22-输入轴，23-中间轴，24-输出轴，25a-I挡主动齿轮，25b-II挡主动齿轮，26-换挡执行机构，261-换挡轮，262-键齿，27a-I挡从动齿轮，27b-II挡从动齿轮，28-输出齿轮，3-半轴，4-半轴套管，5-行星减速器，51-行星齿轮机构，511-太阳轮，512-行星轮，513-齿圈，514-行星架，5141-销轴，52-支架，53-轮减壳。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本发明的保护范围。在本发明申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”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部件或结构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。

如图1所示，本实施例提供的两挡轮边减速电驱桥，包括：驱动电机1、换挡减速器2、半轴3、半轴3套管4和行星减速器5。

换挡减速器2具有至少两个挡位，换挡减速器2的输入轴23与驱动电机1的主轴驱动连接，输出轴24与半轴3的一端驱动连接，从而使半轴3具有两个挡位的输出速比。具体的，本实施例中的换挡减速器2包括：壳体21及可转动的设置在壳体21上并相互平行的输入轴23、中间轴23和输出轴24。

输入轴23上可转动的设有I挡主动齿轮25a和II挡主动齿轮25b，具体可通过滚针轴承安装在输入轴23上；I挡主动齿轮25a和II挡主动齿轮25b之间的输入轴23上设有换挡执行机构26，换挡执行机构26具体可通过滑动花键与输入轴23连接，使换挡执行机构26能随输入轴23转动，且能沿输入轴23滑动以与I挡主动齿轮25a或II挡主动齿轮25b连接。本实施例中的换挡执行机构26，其主体采用一个设置在I挡主动齿轮25a和II挡主动齿轮25b之间的输入轴23上的换挡轮261，换挡轮261和I挡主动齿轮25a的相对面上，及换挡轮261和II挡主动齿轮25b的相对面上，均设置有相互适配的键齿262。

中间轴23上通过花键等方式固定安装有分别与I挡主动齿轮25a和II挡主动齿轮25b向啮合的I挡从动齿轮27a和II挡从动齿轮27b，以形成两个不同传动速比。输出轴24上固定安装有输出齿轮28，输出齿轮28与I挡从动齿轮27a或II挡从动齿轮27b相啮合。

本实施例中，各齿轮优先使用圆柱齿轮，结构简单，传动可靠；驱动电机1的安装面固定在换挡减速器2的靠近I挡从动齿轮27a一侧的壳体21上，驱动电机1主轴与换挡减速器2的输入轴23通过花键连接；同时将输出齿轮28，输出齿轮28与I挡从动齿轮27a啮合，且最好将，半轴3与输出轴24一体设置，布置更加合理、紧凑，节约安装空间。

行星减速器5的核心结构是一个由太阳轮511、行星轮512、齿圈513和行星架514组成的行星齿轮机构51，太阳轮511通过花键与半轴3的另一端驱动连接，半轴套管4可转动的套设在半轴3外，且半轴套管4的一端与换挡减速器2的壳体21固定连接，半轴套管4的另一端与行星减速器5的齿圈513固定连接，具体可在齿圈513的一端设置支架52，并通过支架52与半轴3套管4固定连接，以将换挡减速器2和行星减速器5的外壳体固定连接，有效转动动力。行星轮512分别与太阳轮511和齿圈513相啮合，行星轮512可转动的设置在行星架514的销轴5141上，为机械行星架514与轮毂及轮胎固定连接，以将动力传递给轮毂；本实施例中，在行星架514的外周设置轮减壳53，并通过轮减壳53与轮毂及轮胎固定连接，且轮减壳53最好是同轴转动的包覆在行星齿轮机构51之外，结构更加紧凑，更加节省安装空间。行星齿轮机构51具体配合结构，为机械领域的公知技术，可在机械设计手册、机械结构、机械传动等出版物中找到，此处不再赘述。

参见图1，上述的换挡减速器2的换挡过程如下：换挡执行机构26(具体为换挡轮261)在空挡位置时,I挡主动齿轮25a和II挡主动齿轮25b均在减速器输入轴22上空转；需要I挡运行使，换挡执行机构26通过滑动花键向I挡主动齿轮25a(本实施例图1中为向左)滑动，直至与I挡主动齿轮25a上的键齿262配合，与此同时II挡主动齿轮25b在减速器输入轴22上空转；此时驱动电机1的动力由输入轴22传递到I挡主动齿轮25a和I挡从动齿轮27a，动力再由输出齿轮28经半轴13递到布置在轮边的行星减速器5，最终传递到轮胎。

需要执行换挡操作进行II挡运行时，换挡执行机构26通过滑动花键向右侧(II挡主动齿轮25b一侧)滑动，换挡执行机构26(换挡轮261)首先与I挡主动齿轮25a上的键齿261脱开，I挡主动齿轮25a在减速器输入轴22上空转，换挡执行机构26继续向右侧滑动，直至与II挡主动齿轮25b上的键齿261完全啮合，完成换挡操作；此时驱动电机1的动力由输入轴22传递到II挡主动齿轮25b和II挡从动齿轮27b，动力通过中间轴23传递给与空转的I挡主动齿轮25a啮合的I挡从动齿轮27a，之后的动力传递路线与前述I挡相同，由输出齿轮28经半轴3传递到行星减速器5，最终传递到轮胎。

采用上述结构的两挡轮边减速电驱桥，增加两挡齿轮换挡机构，实现整车根据不同工况需要对两个速比进行切换的功能，上述结构的使用可以降低对驱动电机的性能要求，能够有效减小电机尺寸和重量，给制动器和轮毂等轮边预留足够的布置空间，同时使驱动电机更多的工作在高效率区间，能够有效提高整车动力系统经济性。

需要说明的是，以上优选实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。

Claims (10)

1.一种两挡轮边减速电驱桥，其特征在于，包括：驱动电机、换挡减速器、半轴、半轴套管和行星减速器；

所述换挡减速器具有至少两个挡位，换挡减速器的输入轴与所述驱动电机的主轴驱动连接，输出轴与所述半轴的一端驱动连接；

所述行星减速器包括：由太阳轮、行星轮、齿圈和行星架组成的行星齿轮机构，所述太阳轮与所述半轴的另一端驱动连接，所述行星架与轮毂及轮胎固定连接；

所述半轴套管可转动的套设在所述半轴外，半轴套管的一端与所述换挡减速器的壳体固定连接，半轴套管的另一端与行星减速器的齿圈固定连接。

2.根据权利要求1所述的两挡轮边减速电驱桥，其特征在于，

所述换挡减速器包括：壳体及可转动的设置在壳体上并相互平行的输入轴、中间轴和输出轴，

所述输入轴上可转动的设有I挡主动齿轮和II挡主动齿轮，所述I挡主动齿轮和II挡主动齿轮之间的输入轴上设有换挡执行机构，所述换挡执行机构随输入轴转动，且能沿输入轴滑动以与I挡主动齿轮或II挡主动齿轮连接；

所述中间轴上固定安装有分别与I挡主动齿轮和II挡主动齿轮向啮合的I挡从动齿轮和II挡从动齿轮；

所述输出轴上固定安装有输出齿轮，所述输出齿轮与I挡从动齿轮或II挡从动齿轮相啮合。

3.根据权利要求2所述的两挡轮边减速电驱桥，其特征在于，

所述I挡主动齿轮和II挡主动齿轮通过滚针轴承安装在所述输入轴上；

所述换挡执行机构通过滑动花键与输入轴连接。

4.根据权利要求2所述的两挡轮边减速电驱桥，其特征在于，

所述换挡执行机构包括：设置在I挡主动齿轮和II挡主动齿轮之间的输入轴上的换挡轮，所述换挡轮和I挡主动齿轮的相对面上，及换挡轮和II挡主动齿轮的相对面上，均设置有相互适配的键齿。

5.根据权利要求2所述的两挡轮边减速电驱桥，其特征在于，

所述半轴与输出轴一体设置。

6.根据权利要求2所述的两挡轮边减速电驱桥，其特征在于，

所述驱动电机的安装面固定在所述换挡减速器的壳体上，驱动电机主轴与换挡减速器的输入轴通过花键连接。

7.根据权利要求1所述的两挡轮边减速电驱桥，其特征在于，

所述齿圈通过支架与半轴套管固定连接。

8.根据权利要求1所述的两挡轮边减速电驱桥，其特征在于，

所述行星架通过轮减壳与轮毂及轮胎固定连接。

9.根据权利要求8所述的两挡轮边减速电驱桥，其特征在于，

所述轮减壳可同轴转动的包覆在所述行星齿轮机构之外。

10.根据权利要求1所述的两挡轮边减速电驱桥，其特征在于，

所述行星架上设置有销轴，所述行星轮可转动的设置在所述销轴上。