CN110608277A - 电桥 - Google Patents

Abstract

提供了一种电桥，其包括电动机(210、310)、行星齿轮组(220、320)、差速器(230、330)、主动齿轮(250、350)和与主动齿轮(250、350)啮合的从动齿轮(221、321)，主动齿轮传动连接到电动机的输出轴(211、311)，行星齿轮组包括：与从动齿轮传动连接且同轴配置的太阳齿轮(222、322)；与太阳齿轮啮合的行星齿轮(223、323)；以及与行星齿轮啮合的齿圈(224、324)。差速器包括差速器壳体(231、331)，齿圈传动连接到差速器壳体，行星齿轮组与差速器同轴配置。在本发明中，可以减小电桥的轴向长度，改善输出轴的支撑条件，提高传动比，改善行星齿轮组的润滑条件。

Description

电桥

技术领域

本发明涉及车辆配件领域，具体涉及一种可以应用于例如纯电动车辆和混合动力电动车辆的电桥。

背景技术

图1示意性地示出了一种已知的具有偏置结构(即，电动机的轴和差速器的轴不是同轴而是在径向上错开)的电桥。

该电桥100包括电动机1、行星齿轮组2、差速器3、输入轴4、主动齿轮5、驻车齿轮6和壳体7。

壳体7包括用于收容电动机1的电动机壳体和用于收容行星齿轮组2、差速器3、输入轴4、主动齿轮5、驻车齿轮6的齿轮箱壳体。这里，电动机1和齿轮箱是分开的。电动机壳体包括通过螺栓安装到一起的第一壳体部71和第二壳体部72。齿轮箱壳体包括通过螺栓安装到一起的第三壳体部73和第四壳体部74。第二壳体部72和第三壳体部73通过螺栓安装到一起。在图1中，第一壳体部71、第二壳体部72、第三壳体部73、第四壳体部74沿着轴向A依次布置。注意，为了便于识别，在图1中将表示第三壳体部73的线加粗了。

电动机1的输出轴11由两个轴承12、13分别支撑于电动机壳体的第一壳体部71和第二壳体部72。

作为齿轮箱的第一级的行星齿轮组2能够提高传动比(速比)。该行星齿轮组2包括行星架21、太阳齿轮24、行星齿轮26和齿圈27。行星架21通过两个轴承22、23分别支撑于齿轮箱壳体的第三壳体部73和第四壳体部74。太阳齿轮24集成到输入轴4，输入轴4的轴向一端(图1中的左端)通过花键与输出轴11连接，输入轴4的轴向另一端(图1中的右端)通过轴承25支撑于行星架21。行星齿轮26安装于行星架21。齿圈27固定到第四壳体部74。

主动齿轮(小齿轮)5和驻车齿轮6集成到行星架21。主动齿轮5和从动齿轮(大齿轮)31构成齿轮箱的第二级。主动齿轮5和从动齿轮31可以构成圆柱齿轮组。

差速器3也具有行星齿轮组。从动齿轮31集成到差速器3的行星架32。从动齿轮31与主动齿轮5啮合。行星架32通过两个轴承33、34分别支撑于齿轮箱壳体的第三壳体部73和第四壳体部74。相互啮合的长行星齿轮35和短行星齿轮38安装于行星架32。太阳齿轮36与短行星齿轮38啮合，太阳齿轮37与长行星齿轮35啮合。两个太阳齿轮36、37分别连接到两个半轴8、9。

在上述电桥100中，来自电动机1的动力(扭矩)经由输出轴11、输入轴4传递到太阳齿轮24，然后经由行星齿轮26传递到行星架21，从行星架21传递到主动齿轮5，然后传递到从动齿轮31和差速器3。

在上述电桥100中，电动机1与齿轮箱分开，较多的部件和较长的轴向长度意味着较高的成本和较大的尺寸。

输入轴4和行星架21的支撑结构复杂，较多的和较大的轴承意味着较高的成本。

输入轴4的轴向一端通过花键与输出轴11连接，输入轴4的轴向另一端通过轴承25支撑于行星架21，因而输入轴4的支撑条件较差。

行星架21的结构复杂并且尺寸较大，这意味着制造难度大且成本高。

由于壳体7的尺寸受到行星齿轮组2和差速器3的尺寸的限制，所以难以在紧凑的结构中获得较高的传动比。

由于行星齿轮组2的高度较大(行星齿轮组2位于差速器3的上方)，因而行星齿轮组2的润滑条件差或者润滑困难。另外，由于输入轴4的速度高，行星齿轮组2的NVH控制困难。

由于驻车时车轮转速传递至驻车齿轮时经过了一级齿轮传动，转速会被放大，驻车锁止机构的棘爪与驻车齿轮6的接合较为困难。

主动齿轮5的尺寸受输入轴4和行星架21的限制，因此，主动齿轮5的尺寸(直径)难以减小，不利于提高传动比。

由于受到输入轴4和输入轴4的轴承25的限制，行星架21的轴承22、23和行星架21的尺寸较大，这可能导致较高的成本。

发明内容

鉴于上述现有技术的状态而做出本发明。本发明的一个目的在于提供一种轴向长度较小、可以在紧凑的结构中实现大的传动比的电桥。

提供一种电桥，其包括电动机、行星齿轮组、差速器、主动齿轮和与所述主动齿轮啮合的从动齿轮，所述主动齿轮传动连接到所述电动机的输出轴，所述行星齿轮组包括：

与所述从动齿轮传动连接且同轴配置的太阳齿轮；

与所述太阳齿轮啮合的行星齿轮；以及

与所述行星齿轮啮合的齿圈，

其中，所述差速器包括差速器壳体，所述齿圈传动连接到所述差速器壳体，

所述行星齿轮组与所述差速器同轴配置。

在至少一个实施方式中，所述行星齿轮包括一体形成或者传动连接的第一行星齿轮和第二行星齿轮，所述第一行星齿轮的直径大于所述第二行星齿轮的直径，所述第一行星齿轮与所述太阳齿轮啮合，所述第二行星齿轮与所述齿圈啮合。

在至少一个实施方式中，所述差速器壳体至少部分地位于多个所述第二行星齿轮的径向内侧。

在至少一个实施方式中，所述电桥还包括壳体，所述壳体包括：收容所述电动机的电动机壳体和收容所述行星齿轮组、所述差速器、所述主动齿轮、所述从动齿轮的齿轮箱壳体，所述电动机的输出轴从所述电动机壳体穿出并伸入到所述齿轮箱壳体中。

在至少一个实施方式中，所述壳体包括第一壳体部、第二壳体部和第三壳体部，所述第二壳体部的部分区域被所述电动机壳体和所述齿轮箱壳体共用。

在至少一个实施方式中，所述电动机的输出轴的轴向一端经由第一轴承可转动地支撑于所述第一壳体部，所述输出轴的轴向另一端经由第二轴承可转动地支撑于所述第二壳体部。

在至少一个实施方式中，所述行星齿轮组还包括支撑所述行星齿轮的行星架，所述行星架固定安装到所述第三壳体部，所述从动齿轮经由轴承可转动地支撑于所述第二壳体部和/或所述行星架。

在至少一个实施方式中，所述太阳齿轮的轴向一端经由花键传动连接到所述从动齿轮，所述太阳齿轮与所述从动齿轮的花键连接部位具有台肩，所述太阳齿轮与所述差速器壳体之间设置有推力轴承。

在至少一个实施方式中，所述电桥还包括驻车齿轮，所述驻车齿轮传动连接到所述差速器壳体。

在至少一个实施方式中，所述电桥还可以包括两个半轴，所述两个半轴穿过所述电桥的壳体、所述从动齿轮和所述行星齿轮组的行星架。应当理解，半轴可以不作为电桥的一部分。

在本发明中，由于主动齿轮传动连接到电动机的输出轴，所以可以缩短轴(输出轴)长度，减小电桥的轴向长度，改善轴(输出轴)的支撑条件。另外，由于使用了两级行星齿轮传动以及主动齿轮可以具有较小的直径，所以提高传动比。

在本发明中，由于行星齿轮组与差速器同轴配置，所以允许差速器占据行星齿轮组的部分内部空间，减小电桥的轴向长度。另外，由于行星齿轮组与差速器同轴配置，所以降低了行星齿轮组的高度，可以改善行星齿轮组的润滑条件，另外，由于行星齿轮组转速相对较低，更易于NVH控制。

附图说明

图1示意性地示出了一种已知的具有偏置结构的电桥。

图2示意性地示出了根据本发明的第一实施方式的电桥。

图3示意性地示出了根据本发明的第二实施方式的电桥。

附图标记说明

100电桥；1电动机；11电动机的输出轴；12、13轴承；2行星齿轮组；21行星架；22、23、25轴承；24太阳齿轮；26行星齿轮；27齿圈；31从动齿轮；3差速器；32行星架；33、34轴承；35长行星齿轮；36、37太阳齿轮；38短行星齿轮；4输入轴；5主动齿轮；6驻车齿轮；7壳体；71第一壳体部；72第二壳体部；73第三壳体部；74第四壳体部；8、9半轴；

200、300电桥；210、310电动机；211、311电动机的输出轴；211A、311A输出轴的轴向一端；211B、311B输出轴的轴向另一端；212、213、312、313轴承；221、321从动齿轮；221A、221B、321A、321B轴承；220、320行星齿轮组；222、322太阳齿轮；222A、322A轴承；223、323行星齿轮；223A第一行星齿轮；223B第二行星齿轮；224、324齿圈；225、325行星架；226、326销；227、327连接结构；228、328螺栓；230、330差速器；231、331差速器壳体；231A、231B、331A、331B轴承；232、332锥齿轮组；250、350主动齿轮；260、360驻车齿轮；280、290、380、390半轴；270、370壳体；271、371第一壳体部；272、372第二壳体部；272A、372A电动机壳体部；272A1、372A1电动机壳体部的底部；272A2、372A2电动机壳体部的外周部；272B、372B齿轮箱壳体部；272B1、372B1齿轮箱壳体部的底部；272B2、372B2齿轮箱壳体部的外周部；272B3、372B3齿轮箱壳体部的内周部；272C、372C齿轮箱壳体部的开口；273、373第三壳体部；273A、373A第三壳体部的底部；273B、373B第三壳体部的第一筒状部；273C、373C第三壳体部的第二筒状部；278、378螺栓；

A轴向。

具体实施方式

下面参照附图描述本发明的示例性实施方式。应当理解，这些具体的说明仅用于示教本领域技术人员如何实施本发明，而不用于穷举本发明的所有可行的方式，也不用于限制本发明的范围。

第一实施方式

如图2所示，本发明的第一实施方式提供一种电桥200。该电桥200为具有行星齿轮组和差速器的单速电桥。该电桥200包括电动机210、行星齿轮组220、差速器230、主动齿轮250、从动齿轮221、驻车齿轮260和壳体270。

壳体270包括用于收容电动机210的电动机壳体和用于收容行星齿轮组220、差速器230、主动齿轮250、从动齿轮221、驻车齿轮260的齿轮箱壳体。这里，电动机210和齿轮箱集成到一起，电动机壳体和齿轮箱壳体共用部分壳体。更具体地，电动机壳体包括例如通过螺栓安装到一起的第一壳体部271和第二壳体部272。齿轮箱壳体包括例如通过螺栓安装到一起的第二壳体部272和第三壳体部273。电动机壳体和齿轮箱壳体共用第二壳体部272。在图2中，第一壳体部271、第二壳体部272、第三壳体部273沿着轴向A依次布置。注意，为了便于识别，在图2中将表示第二壳体部272的线加粗了。

示例性但非限制性地，第一壳体部271、第二壳体部272和第三壳体部273均可以为单件式壳体。

第一壳体部271具有与图1中的第一壳体部71类似的结构，用于遮蔽电动机210的轴向一端(图2中的左端)。

第二壳体部272用于遮蔽电动机210的外周、轴向另一端(图2中的右端)和齿轮箱的轴向一端。第二壳体部272包括电动机壳体部272A，电动机壳体部272A为开口的大致筒状。电动机壳体部272A包括：底部272A1，其用于遮蔽电动机210的轴向另一端；以及外周部272A2，其用于遮蔽电动机210的外周部。第一壳体部271和第二壳体部272的电动机壳体部272A的外周部272A2在第一壳体部271的外周缘通过多个螺栓278安装到一起。第二壳体部272还包括齿轮箱壳体部272B，齿轮箱壳体部272B为开口的大致筒状。齿轮箱壳体部272B包括：底部272B1，其用于遮蔽主动齿轮250和后述的从动齿轮221的轴向一端(齿轮箱的轴向一端)；以及外周部272B2，其用于遮蔽主动齿轮250和从动齿轮221的外周部。电动机壳体部272A和齿轮箱壳体部272B的筒状结构的开口方向相反，电动机壳体部272A的底部272A1和齿轮箱壳体部272B的底部272B1部分共用。齿轮箱壳体部272B还包括用于供后述的半轴280伸出的、位于其底部272B1的开口272C。优选地，齿轮箱壳体部272B包括限定该开口272C的内周部272B3。

第三壳体部273用于遮蔽齿轮箱的轴向另一端。第三壳体部273包括：底部273A；从底部273A的部分区域朝向轴向另一侧(图2中的右侧)凸出的第一筒状部273B；以及从第一筒状部273B的大致中央部凸出的第二筒状部273C。第三壳体部273的底部273A与第二壳体部272的齿轮箱壳体部272B的外周部272B2通过多个螺栓278安装到一起。第一筒状部273B用于遮蔽行星齿轮组220的外周部和轴向另一端，第二筒状部273C用于遮蔽差速器230的外周部和轴向另一端并包括用于供后述的另一半轴290伸出的开口。

电动机210包括定子、转子和输出轴211。输出轴211的轴向一端211A和轴向另一端211B经由两个轴承212、213分别支撑于第一壳体部271和第二壳体部272的电动机壳体部272A的底部272A1。轴向另一端211B从底部272A1穿出。

主动齿轮250通过例如焊接或花键连接等方式与输出轴211的轴向另一端211B传动连接。

从动齿轮221通过两个轴承221A和221B分别支撑于第二壳体部272的齿轮箱壳体部272B的内周部272B3和行星架225。因而，行星架225在这里还可以起到轴承支撑件的功能。

行星齿轮组220包括太阳齿轮222、行星齿轮223、齿圈224和行星架225。行星架225通过多个螺栓228安装到第三壳体部273的底部273A。

太阳齿轮222例如通过花键连接与从动齿轮221传动连接，因此，太阳齿轮222和从动齿轮221同轴(同轴线)配置。太阳齿轮222与从动齿轮221的花键连接部位可以具有台肩，从而由从动齿轮221从轴向一侧支撑太阳齿轮222。太阳齿轮222和后述的差速器壳体231之间可以设置推力轴承222A，从而由差速器壳体231从轴向另一侧支撑太阳齿轮222。

行星齿轮223包括多个第一行星齿轮223A和多个第二行星齿轮223B，第一行星齿轮223A的直径大于第二行星齿轮223B的直径。第一行星齿轮223A和第二行星齿轮223B在轴向A上错开并可以一体形成或者传动连接到一起。第一行星齿轮223A和第二行星齿轮223B可以通过销226和滚针轴承(未图示)安装于行星架225。第一行星齿轮223A与太阳齿轮222啮合，第二行星齿轮223B与齿圈224啮合。

齿圈224固定到差速器壳体231。驻车齿轮260也集成到差速器壳体231。如图2所示，这里，齿圈224和驻车齿轮260可以经由相同的连接结构227传动连接到差速器壳体231，并且齿圈224和驻车齿轮260可以在连接结构227的外周部分别设置于连接结构227的轴向一侧和轴向另一侧。当然，本发明不限于此，例如，驻车齿轮260还可以设置于齿圈224的外周侧(或外周部)。

从图2中可以看出，行星齿轮组220和差速器230同轴(同轴线)配置。

在本实施方式中，示例性但非限制性地，差速器230为锥齿轮差速器。差速器230可以包括差速器壳体231和锥齿轮组232。

差速器壳体231利用轴承231A、231B支撑于第三壳体部273。锥齿轮组232中的两个半轴齿轮分别与两个半轴280、290通过花键传动连接。应当理解，半轴280、290可以作为或不作为差速器230的一部分。

在该电桥200中，动力(扭矩)传递路径如下。

电动机210的输出轴211→主动齿轮250→从动齿轮221→太阳齿轮222→第一行星齿轮223A→第二行星齿轮223B→齿圈224→差速器壳体231→锥齿轮组232→半轴280、290。

在本实施方式中，电桥200具有偏置结构，并包括作为第一级的、一个圆柱齿轮组(主动齿轮250和从动齿轮221)和作为第二级的行星齿轮组220。

应当理解，本发明中的“传动连接”是指相互连接的两个部件实质上一起转动，从而能够传递动力/扭矩。

应当理解，附图中所示的结构仅是原理性和示例性的，而非限制性的。

下面说明本实施方式可以获得的部分有益效果。

(1)本实施方式采用了大量集成式设计，使得整个电桥200的部件较少，较少的部件意味着较低的成本。

例如，在本实施方式中，电动机壳体和齿轮箱壳体共用部分壳体部分，这减少了部件数量。而且，共用壳体部分可以减小电桥200的轴向长度，减小电桥200的尺寸和重量。

例如，可以认为，在本实施方式中，电动机210的输出轴和齿轮箱的输入轴集成到了一起(参照图2中的输出轴211)。由于输出轴211不是贯穿整个行星齿轮组220的轴向长度地延伸，因此，输出轴211可以较短，特别是从电动机壳体部272A伸出的部分可以较短，这可以简化输出轴211的支撑。

例如，行星架225与轴承支撑件集成到一起(或者说，行星架225可以起到轴承支撑件的作用)，这减少了部件的数量。

(2)在本实施方式中，各部件，特别是输出轴211、行星齿轮组220和差速器230的支撑刚性高。这有利于实现NVH控制。

(3)在本实施方式中，差速器230部分地位于多个第二行星齿轮223B的径向内侧，这样，可以充分利用行星齿轮组220的径向空间，并减小了电桥200的轴向长度。

(4)由于行星齿轮组220构成电桥200的最低部分，因此，行星齿轮组220的润滑良好，而且由于行星齿轮组转速较低，容易实现良好的NVH控制。

另外，主动齿轮250直接与电动机210的输出轴211传动连接，这样主动齿轮250的直径可以做的较小，可以实现较大的传动比(速比)。另外，这使得行星齿轮组220的输入速度较小，有利于实现NVH控制。

(5)驻车齿轮260集成到差速器壳体231，因而，驻车齿轮260的转速较低，驻车锁止机构的棘爪与驻车齿轮260的接合相对容易。

(6)锥齿轮差速器230的成本较低。

(7)在本实施方式中，容易在紧凑的壳体270中实现较大的传动比(速比)。

例如，由于第一行星齿轮223A与太阳齿轮222啮合，第二行星齿轮223B与齿圈224啮合，在相同尺寸(直径)的壳体(即，相同直径的齿圈224)的情况下，第一行星齿轮223A的直径可以大于第二行星齿轮223B的直径，与仅设置一组行星齿轮的情况相比，可以实现较大的传动比(速比)。或者，在保持传动比不变的情况下，可以减小部件的尺寸。

(8)在图1所示的现有技术中，行星架21包括用于安装行星齿轮26的大径部和位于大径部两侧的两个小径部，因此，整个行星架21的结构复杂，制成难度和成本高。

参照图2，在本实施方式的示意性示出的行星架225中，行星架225的大径部固定安装到壳体270的第三壳体部273，行星架225的小径部安装行星齿轮223。行星架225不需要设置两个小径部，因而，行星架225的结构简单，另外，行星架225通过多个螺栓228固定安装到壳体270的第三壳体部273，行星架225的支撑刚性高。

第二实施方式

下面参照图3说明根据本发明的第二实施方式。对于与第一实施方式结构或功能相同或相似的部件，在第二实施方式中，将第一实施方式中对应附图标记的首数字从“2”修改为“3”。这里，省略了对这些部件的具体说明。

在本实施方式中，提供一种电桥300，该电桥300具有与第一实施方式中的电桥200类似的结构并可以获得与第一实施方式相似的技术效果，下面主要说明本实施方式的电桥300与第一实施方式的电桥200的区别。

参照图3，与第一实施方式不同地，在第二实施方式中，行星齿轮组320仅包括一组行星齿轮323。行星齿轮323一方面与太阳齿轮322啮合，另一方面与齿圈324啮合。

应当理解，上述实施方式仅是示例性的，不用于限制本发明。本领域技术人员可以在本发明的教导下对上述实施方式做出各种变型和改变，而不脱离本发明的范围。

Claims (10)

1.一种电桥，其包括电动机(210、310)、行星齿轮组(220、320)、差速器(230、330)、主动齿轮(250、350)和与所述主动齿轮(250、350)啮合的从动齿轮(221、321)，所述主动齿轮(250、350)传动连接到所述电动机(210、310)的输出轴(211、311)，所述行星齿轮组(220、320)包括：

与所述从动齿轮(221、321)传动连接且同轴配置的太阳齿轮(222、322)；

与所述太阳齿轮(222、322)啮合的行星齿轮(223、323)；以及

与所述行星齿轮(223、323)啮合的齿圈(224、324)，

其中，所述差速器(230、330)包括差速器壳体(231、331)，所述齿圈(224、324)传动连接到所述差速器壳体(231、331)，

所述行星齿轮组(220、320)与所述差速器(230、330)同轴配置。

2.根据权利要求1所述的电桥，其特征在于，所述行星齿轮(223)包括一体形成或者传动连接的第一行星齿轮(223A)和第二行星齿轮(223B)，所述第一行星齿轮(223A)的直径大于所述第二行星齿轮(223B)的直径，所述第一行星齿轮(223A)与所述太阳齿轮(222)啮合，所述第二行星齿轮(223B)与所述齿圈(224)啮合。

3.根据权利要求2所述的电桥，其特征在于，所述差速器壳体(231)至少部分地位于多个所述第二行星齿轮(223B)的径向内侧。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的电桥，其特征在于，所述电桥(200、300)还包括壳体(270、370)，所述壳体(270、370)包括：收容所述电动机(210、310)的电动机壳体和收容所述行星齿轮组(220、320)、所述差速器(230、330)、所述主动齿轮(250、350)、所述从动齿轮(221、321)的齿轮箱壳体，所述电动机(210、310)的输出轴(211、311)从所述电动机壳体穿出并伸入到所述齿轮箱壳体中。

5.根据权利要求4所述的电桥，其特征在于，所述壳体(270、370)包括第一壳体部(271、371)、第二壳体部(272、372)和第三壳体部(273、373)，所述第二壳体部(272、372)的部分区域被所述电动机壳体和所述齿轮箱壳体共用。

6.根据权利要求5所述的电桥，其特征在于，所述电动机(210、310)的输出轴(211、311)的轴向一端(211A、311A)经由第一轴承(212、312)可转动地支撑于所述第一壳体部(271、371)，所述输出轴(211、311)的轴向另一端(211B、311B)经由第二轴承(213、313)可转动地支撑于所述第二壳体部(272、372)。

7.根据权利要求5所述的电桥，其特征在于，所述行星齿轮组(220、320)还包括支撑所述行星齿轮(223、323)的行星架(225、325)，所述行星架(225、325)固定安装到所述第三壳体部(273、373)，所述从动齿轮(221、321)经由轴承(221A、221B、321A、321B)可转动地支撑于所述第二壳体部(272、372)和/或所述行星架(225、325)。

8.根据权利要求1至3中任一项所述的电桥，其特征在于，所述太阳齿轮(222、322)的轴向一端经由花键传动连接到所述从动齿轮(221、321)，所述太阳齿轮(222、322)与所述从动齿轮(221、321)的花键连接部位具有台肩，

所述太阳齿轮(222、322)与所述差速器壳体(231、331)之间设置有推力轴承(222A、322A)。

9.根据权利要求1至3中任一项所述的电桥，其特征在于，所述电桥(200、300)还包括驻车齿轮(260、360)，所述驻车齿轮(260、360)传动连接到所述差速器壳体(231、331)。

10.根据权利要求1至3中任一项所述的电桥，其特征在于，所述电桥(200、300)还包括两个半轴(280、290、380、390)，所述两个半轴(280、290、380、390)穿过所述电桥(200、300)的壳体(270、370)、所述从动齿轮(221、321)和所述行星齿轮组(220、320)的行星架(225、325)。