CN111520448A - 扭矩传递装置以及套环 - Google Patents

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Abstract

一种扭矩传递装置,该扭矩传递装置具有换挡套环和驱动部件。该换挡套环可以具有套环齿轮,该套环齿轮可以具有套环齿,该套环齿可以具有可以以套环齿横向平面为中心的凹形套环齿侧表面。该驱动部件可以具有齿,该齿可以具有以齿横向平面为中心的凸形侧向侧表面。该凹形套环齿侧表面可以与该凸形侧向侧表面协作以使该套环齿横向平面与该齿横向平面对准。

Description

扭矩传递装置以及套环
相关申请的交叉引用
本申请要求于2019年2月5日提交的美国临时申请序列号62/801,458的权益,其披露内容通过引用以其全部内容结合在此。
技术领域
本披露内容涉及一种扭矩传递装置和一种套环,该套环具有齿,这些齿具有凹形侧表面。扭矩传递装置和套环可以设有车桥组件或者其他用于传递扭矩的合适的器具。
背景技术
美国专利号9,719,563披露了一种具有离合器套环和锥形花键布置的车桥组件。
发明内容
在至少一个实施例中,提供了扭矩传递装置。扭矩传递装置可以包括第一轴、换挡套环、以及驱动部件。该第一轴可以围绕轴线旋转。该换挡套环可以沿该轴线移动并且可以可选择性地联接至该第一轴。该换挡套环可以具有套环齿轮,该套环齿轮可以具有套环齿,该套环齿可以具有可以以套环齿横向平面为中心的凹形套环齿侧表面。该驱动部件可以具有齿,该齿可以具有以齿横向平面为中心的凸形侧向侧表面。该凹形套环齿侧表面可以与该凸形侧向侧表面协作,以当该凸形侧向侧表面接合该凹形套环齿侧表面并且该换挡套环绕该轴线旋转时使该套环齿横向平面与该齿横向平面对准。
在至少一个实施例中,提供了扭矩传递装置。该扭矩传递装置可以包括车桥组件。该车桥组件可以具有电动马达模块、齿轮减速模块、具有第一轴的驱动小齿轮、第二轴、以及换挡套环。该齿轮减速模块可以可操作地连接至电动马达模块。该齿轮减速模块可以包括行星齿轮组,该行星齿轮组具有可操作地连接至该电动马达模块的太阳齿轮、行星环形齿轮、与该太阳齿轮和该行星环形齿轮啮合的行星齿轮、以及可旋转地支撑该行星齿轮并且具有第一组齿的行星齿轮架。该驱动小齿轮可以围绕第一轴线旋转。该第二轴可以围绕该第一轴线旋转并且可以与该第一轴间隔开。该换挡套环可以是可沿该第一轴线移动并且可以可选择性地联接至该第一轴或该第二轴。该换挡套环可以具有套环齿轮。该套环齿轮可以具有套环齿,该套环齿可以具有以套环齿横向平面为中心的凹形套环齿侧表面。该太阳齿轮可以具有齿,该齿可以具有以齿横向平面为中心的凸形侧向侧表面。该凹形套环齿侧表面可以与该凸形侧向侧表面协作,以当该凸形侧向侧表面接合该凹形套环齿侧表面时使该套环齿横向平面与齿横向平面对准。
附图说明
图1是车桥组件的透视图。
图2是车桥组件沿截面线2-2的截面视图,示出了处于第一位置的换挡套环。
图3是车桥组件的截面视图,示出了处于第二位置的换挡套环。
图4是车桥组件的截面视图,示出了处于第三位置的换挡套环。
图5是图2的一部分的放大视图。
图6是图2的一部分的放大视图。
图7至图20是车桥组件的分解视图。
图21是车桥组件的电动马达模块的一部分沿着截面线21-21的截面视图。
图22是可以与车桥组件一起提供的导向轴承组件的实例的放大截面视图。
图23是包括车桥组件和控制系统的车桥系统的示意性表示。
图24是穿过设置在行星齿轮架和相关联的速度传感器上的调节环的车桥组件的一部分的放大截面视图。
图25展示了可以与齿轮减速模块一起提供的行星齿轮组。
图26是图25的一部分的放大视图。
图27是截面视图,展示了具有处于第一位置的换挡套环的扭矩传递装置的实例。
图28是沿截面线28-28的径向截面视图。
图29展示了具有处于第一空挡位置的换挡套环的扭矩传递装置。
图30是沿截面线30-30的径向截面视图。
图31展示了具有处于第二位置的换挡套环的扭矩传递装置。
图32是沿截面线32-32的径向截面视图。
图33展示了具有处于第二空挡位置的换挡套环的扭矩传递装置。
图34是沿截面线34-34的径向截面视图。
图35展示了具有处于第三位置的换挡套环的扭矩传递装置。
图36是沿截面线36-36的径向截面视图。
图37A至图37C是截面视图,示出了与扭矩传递装置相关联的接合和力传递矢量。
具体实施方式
按照要求,本文披露了本发明的详细实施例;然而,应理解的是,所披露的实施例仅仅是本发明的能以不同形式和替代性的形式来实施的示例。附图不一定是按比例的;一些特征可以被夸大或者缩至最小以便示出具体部件的细节。因此,本文披露的具体结构性和功能性细节不应被解释为是限制性的,而是仅作为教导本领域技术人员以不同方式采用本发明的代表性基础。
参考图1,示出了车桥组件10的实例。车桥组件10可以被提供用于机动车辆,比如卡车、公共汽车、农场设备、采矿设备、军事运输或武装车辆、或者用于陆地、空中、或海洋船舶的货物装载设备。在一个或多个实施例中,该机动车辆可以包括用于运输货物的拖车。
参考图1和图23,车桥组件10可以向一个或多个牵引轮组件提供扭矩,该牵引轮组件可以包括安装在车轮14上的轮胎12。车轮14可以安装到轮毂16,该轮毂可以是围绕车轮轴线18可旋转的。
可以向车辆提供一个或多个车桥组件。如参考图1和图2最佳地示出,车桥组件10可以包括壳体组件20、驱动小齿轮22、电动马达模块24、齿轮减速模块26、换挡机构28、差速器组件30、和至少一个半轴32。
壳体组件
参考图1,壳体组件20可以接纳车桥组件10的各种部件。另外,壳体组件20可以利于将车桥组件10安装至车辆。在至少一个构型中,壳体组件20可以包括车桥壳体40和差速器承载件42。
车桥壳体40可以接纳并且可以支撑半轴32。在至少一个实施例中,车桥壳体40可以包括中心部分50和至少一个臂部分52。
中心部分50可以设置成接近车桥壳体40的中心。中心部分50可以限定空腔,该空腔可以接纳差速器组件30。如图2最佳地示出,中心部分50的下部区域可以至少部分地限定可以容纳第一润滑剂的油底壳部分。飞溅出的润滑剂可以沿着中心部分50的侧面向下流动并且可以流动经过车桥组件10的各种内部部件并且在油底壳部分中聚集。油底壳部分可以是第一润滑剂室的一部分,如下文将更详细地讨论。
中心部分50可以包括承载件安装表面56。承载件安装表面56可以利于将差速器承载件42安装至车桥壳体40。例如,承载件安装表面56可以面向并且可以接合差速器承载件42,并且可以具有一组孔,该组孔可以与差速器承载件42上的对应孔对准。每个孔可以接纳紧固件,诸如螺栓,该紧固件可以将差速器承载件42联接至车桥壳体40。
参考图1,一个或多个臂部分52可以从中心部分50延伸。例如,两个臂部分52可以从中心部分50并背离差速器组件30在相反方向上延伸。臂部分52可以具有基本上相似的构型。例如,臂部分52可以各自具有中空构型或管状构型,该构型可以围绕对应半轴32延伸并可以接纳对应半轴,并且可以有助于将半轴32或其一部分与周围环境分开或隔离。臂部分52或其一部分可以与中心部分50一体形成。替代性地,臂部分52可以与中心部分50分开。在这样的构型中,每个臂部分52可以以任何合适的方式附接至中心部分50,诸如通过焊接或者用一个或多个紧固件。臂部分可以可旋转地支撑相关联的轮毂16。还设想到,臂部分52可以省略。
参考图1和图2,差速器承载件42(也可以被称为承载件壳体)可以安装到车桥壳体40的中心部分50。差速器承载件42可以支撑差速器组件30并且可以利于电动马达模块24的安装。如参考图2、图7和图14最佳地示出,差速器承载件42可以包括一个或多个轴承支撑件60、安装凸缘62、以及轴承支撑壁64。
参考图7和图14,轴承支撑件60可以支撑滚子轴承组件,该滚子轴承组件可以可旋转地支撑差速器组件30。例如,两个轴承支撑件60可以被接纳在中心部分50中,并且可以被定位成接近差速器组件30的相反侧。可以以各种构型来提供轴承支撑件60。例如,轴承支撑件60可以包括从差速器承载件42延伸的一对支腿。轴承盖可以安装在支腿上,并且可以在可以可旋转地支撑差速器组件30的滚子轴承组件上拱起。作为另一实例,轴承支撑件60可以被接纳在滚子轴承组件中,该滚子轴承组件进而可以支撑差速器组件30。
安装凸缘62可以利于电动马达模块24的安装。安装凸缘62可以被构造成环,该环可以向外并背离第一轴线70并且可以围绕第一轴线70延伸。安装凸缘62可以包括一组紧固件孔72。在一个或多个构型中,紧固件孔72可以彼此间隔开并且可以是带螺纹的。每个紧固件孔72可以被构造成接纳紧固件74,该紧固件可以将电动马达模块24固定到安装凸缘62,如下文将更详细地讨论。在至少一个构型中,安装凸缘62可以包括顶接表面76和定位环78。
顶接表面76可以面向电动马达模块24,或者从图3所示的角度面向右。在至少一个构型中,顶接表面76可以设置成基本上垂直于第一轴线70。顶接表面76可以设置成比定位环78更靠近第一轴线70。
定位环78可以被构造成接纳电动马达模块24的一部分,如下文将更详细地讨论。定位环78可以围绕第一轴线70延伸并且可以从顶接表面76伸出。例如,定位环78可以在可以背离车桥壳体40延伸的轴向方向上延伸。定位环78可以包括或限定环端表面80和内环表面82。
环端表面80可以轴向偏离顶接表面76。例如,环端表面80可以设置成比顶接表面76更远离车桥壳体40。在至少一个构型中,环端表面80可以设置成基本上垂直于第一轴线70,并且可以被构造成接合电动马达模块24的马达壳体,如下文将更详细地讨论。
内环表面82可以从顶接表面76延伸到环端表面80。例如,内环表面82可以从顶接表面76延伸到环端表面80的端部。内环表面82可以面向第一轴线70并且可以围绕并可以接纳电动马达模块24的冷却剂套的至少一部分,如下文将更详细地讨论。
参考图2和图7,轴承支撑壁64可以支撑可以可旋转地支撑车桥组件10的其他部件的轴承。例如,轴承支撑壁64可以支撑可以可旋转地支撑驱动小齿轮22的轴承、可以可旋转地支撑电动马达模块24的转子的轴承、或这两者。轴承支撑壁64可以背离车桥壳体40的轴向方向上延伸并且可以围绕第一轴线70延伸。这样,轴承支撑壁64可以限定孔90,该孔可以接纳驱动小齿轮22和各种其他部件,如下文将更详细地讨论。另外,轴承支撑壁64可以径向地定位在第一轴线70与电动马达模块24之间。轴承支撑壁64可以与差速器承载件42一体形成,或者可以是紧固到差速器承载件42的单独部件。
参考图5和图7,轴承支撑壁64的背向第一轴线70的外侧可以具有台阶式构型,该台阶式构型一般可以随着远离车桥壳体40的距离增加而变窄。这样的构型可以包括第一周向表面100、第二周向表面102、以及第三周向表面104。
第一周向表面100可以围绕第一轴线70延伸,并且可以背向第一轴线70。第一周向表面100可以支撑第一转子轴承组件,如下文将更详细地讨论。
第二周向表面102可以轴向地定位在第一周向表面100与第三周向表面104之间。第二周向表面102可以具有比第一周向表面100更小的直径。
第三周向表面104可以轴向地定位在第二周向表面102与轴承支撑壁64的端表面106之间。第三周向表面104可以具有比第二周向表面102更小的直径。第三周向表面104可以支撑第二转子轴承组件,如下文将更详细地讨论。
凹槽108可以设置在第三周向表面104中。凹槽108可以朝向第一轴线70延伸并且可以轴向地定位在第二周向表面102与端表面106之间。凹槽108可以接纳固位器,诸如卡环,如下文将更详细地讨论。
驱动小齿轮
参考图2,驱动小齿轮22可以向环形齿轮110提供扭矩,该环形齿轮可以被提供用于差速器组件30。此外,在包括齿轮减速模块26的车桥组件中,驱动小齿轮22可以将齿轮减速模块26的行星齿轮组可操作地连接到差速器组件30。驱动小齿轮22可以沿着第一轴线70延伸并且可以围绕该第一轴线旋转,而环形齿轮110可以围绕车轮轴线18旋转。另外,驱动小齿轮22可以延伸穿过轴承支撑壁64中的孔90并穿过马达盖中的孔,如下文将更详细地讨论。在至少一个构型中,诸如参考图2、图9和图16最佳地示出,驱动小齿轮22可以包括齿轮部分120和轴部分122。
齿轮部分120可以设置在轴部分122的端部处或附近。齿轮部分120可以具有多个齿,该多个齿可以与环形齿轮110上的对应齿配合。齿轮部分120可以与轴部分122一体形成,或者可以被提供为可以固定地设置在轴部分122上的单独部件。
轴部分122可以从齿轮部分120在背离车桥壳体40延伸的方向上延伸。如参考图9和图16最佳地示出,轴部分122可以包括第一外表面130、第二外表面132、第三外表面134、第四外表面136、螺纹部分138、以及花键140。
参考图5、图9和图16,第一外表面130可以从齿轮部分120延伸并且可以是轴部分122的一部分的外圆周。第一驱动小齿轮轴承150可以设置在第一外表面130上,并且可以可旋转地支撑驱动小齿轮22。第一驱动小齿轮轴承150可以具有任何合适的构型。例如,第一驱动小齿轮轴承150可以被构造为可以包括多个滚动元件152的滚子轴承组件,该多个滚动元件可以设置在内座圈154与外座圈156之间。内座圈154可以围绕第一外表面130延伸并且可以设置在该第一外表面上。外座圈156可以围绕滚动元件152延伸,并且可以设置在差速器承载件42的轴承支撑壁64上,并且可以被接纳在轴承支撑壁64的孔90中。
第二外表面132可以轴向地定位在第一外表面130与第三外表面134之间。第二外表面132可以是轴部分122的一部分的外圆周,并且可以具有比第一外表面130更小的直径。一个或多个间隔环160可以设置在第二外表面132上。间隔环160可以设置在驱动小齿轮轴承的内座圈之间,以抑制驱动小齿轮轴承朝向彼此的轴向移动。
第三外表面134可以轴向地定位在第二外表面132与第四外表面136之间。第三外表面134可以是轴部分122的一部分的外圆周,并且可以具有比第二外表面132更小的直径。第二驱动小齿轮轴承170可以设置在第三外表面134上,并且可以可旋转地支撑驱动小齿轮22。第二驱动小齿轮轴承170可以具有任何合适的构型。例如,第二驱动小齿轮轴承170可以被构造为可以包括多个滚动元件172的滚子轴承组件,该多个滚动元件可以设置在内座圈174与外座圈176之间。内座圈174可以围绕第三外表面134延伸并且可以设置在该第三外表面上。外座圈176可以围绕滚动元件172延伸,可以设置在差速器承载件42的轴承支撑壁64上,并且可以被接纳在轴承支撑壁64的孔90中。第二驱动小齿轮轴承170的内座圈174可以具有比第一驱动小齿轮轴承150的内座圈154更小的内径。第二驱动小齿轮轴承170的外座圈176可以具有比第一驱动小齿轮轴承150的外座圈156更小的外径。
第四外表面136可以轴向地定位在第三外表面134与螺纹部分138之间。第四外表面136可以是轴部分122的一部分的外圆周,并且可以具有比第三外表面134更小的直径。
密封件支撑环180可以设置在第四外表面136上。密封件支撑环180可以围绕第一轴线70延伸并且可以具有孔182,该孔可以接纳驱动小齿轮22。此外,密封件支撑环180可以接合第四外表面136并且可以利于抵靠该第四外表面密封,以有助于将车桥组件10分成第一润滑剂室和第二润滑剂室,如下文将更详细地讨论。密封件支撑环180可以接合第二驱动小齿轮轴承170的内座圈174,并且可以支撑一个或多个密封件,如下文将更详细地讨论。
螺纹部分138可以轴向地定位在第四外表面136与花键140之间。螺纹部分138可以利于预加载螺母190的安装。
预加载螺母190可以旋拧到螺纹部分138上并且可以将密封件支撑环180固定到驱动小齿轮22。密封件支撑环180可以轴向地定位在第二驱动小齿轮轴承170的内座圈174与预加载螺母190之间。预加载螺母190可以经由密封件支撑环180在第一驱动小齿轮轴承150和第二驱动小齿轮轴承170上施加预加载力。如在图5中最佳地示出,密封件支撑环180的一部分可以悬置并且可以围绕预加载螺母190延伸,并且可以被构造成支撑密封件,如下文将更详细地讨论。
花键140可以设置在螺纹部分138与轴部分122的可以设置成与齿轮部分120相反的端部之间。花键140可以包括多个齿。这些齿可以设置成基本上平行于第一轴线70并且可以与换挡机构28的换挡套环上的对应花键配合,如下文将更详细地讨论。替代性地,花键140的齿可以与转子输出凸缘的对应花键配合,当齿轮减速模块26和换挡机构28被省略时,该转子输出凸缘可以将驱动小齿轮22联接到电动马达模块24的转子。
电动马达模块
参考图2,电动马达模块24可以安装到差速器承载件42并且可以经由驱动小齿轮22向差速器组件30提供扭矩。电动马达模块24可以主要设置在差速器承载件42外部。另外,电动马达模块24可以轴向地定位在车桥壳体40与齿轮减速模块26与车桥壳体40之间。电动马达模块24的主要部件在图7、图8、图11、图14、图15和图18中最佳地示出。在至少一个构型中,电动马达模块24可以包括马达壳体200、冷却剂套202、定子204、转子206、第一转子轴承组件208、第二转子轴承组件210、转子轴承预加载模块212、以及马达盖214。
参考图2、图7、图14和图21,马达壳体200可以在差速器承载件42到马达盖214之间延伸。例如,马达壳体200可以从差速器承载件42的安装凸缘62延伸到马达盖214。马达壳体200可以围绕第一轴线70延伸以限定马达壳体空腔220。马达壳体空腔220可以具有总体上圆柱形的构型。马达壳体200可以围绕差速器承载件42的轴承支撑壁64连续地延伸并且可以与其间隔开。在至少一个构型中,马达壳体200可以具有外表面222、内表面224、第一端表面226、第二端表面228、一组紧固件孔230、以及一个或多个端口232。
外表面222可以背向第一轴线70并且可以限定差速器承载件42的外部或外侧表面。
内表面224可以设置成与外表面222相反。内表面224可以以一个或多个构型设置在离第一轴线70基本上恒定的径向距离处。
第一端表面226可以在外表面222与内表面224之间延伸。第一端表面226可以设置在马达壳体200的可以面向差速器承载件42的端部处。更具体地,第一端表面226可以设置成邻近差速器承载件42的安装凸缘62。如在图21中最佳地示出,第一端表面226可以接合差速器承载件42的定位环78的环端表面80。然而,马达壳体200和第一端表面226可以不被接纳在差速器承载件42的安装凸缘62的内部。
第二端表面228可以设置成与第一端表面226相反。这样,第二端表面228可以设置在马达壳体200的可以面向且可以接合马达盖214的端部处。第二端表面228可以在外表面222与内表面224之间延伸。在至少一个构型中,第二端表面228可以不被接纳在马达盖214内部。
该组紧固件孔230可以围绕第一轴线70安排并且可以与差速器承载件42的紧固件孔72对准。这样,紧固件孔230可以彼此间隔开,并且可以设置成彼此基本上平行并且基本上平行于第一轴线70。每个紧固件孔230可以在第一端表面226与第二端表面228之间延伸。例如,紧固件孔230可以从第一端表面226延伸到第二端表面228。每个紧固件孔230可以接纳紧固件74,该紧固件可以将马达壳体200固定到安装凸缘62、马达盖214、或这两者。例如,每个紧固件74可以延伸穿过紧固件孔230,并且可以从第一端表面226和第二端表面228伸出。紧固件74的相反端可以是带螺纹的。例如,一个螺纹端可以被接纳在差速器承载件42的紧固件孔72中,并且可以与差速器承载件42的紧固件孔72的螺纹配合。替代性地,紧固件74可以延伸穿过差速器承载件42的紧固件孔72,并且可以被接纳在可以将马达壳体200固定到差速器承载件42的螺母中。类似地,紧固件74的相反螺纹端可以与马达盖214的紧固件孔的螺纹配合,或者可以延伸穿过马达盖214中的紧固件孔并且可以被接纳在可以将马达盖214固定到马达壳体200的螺母中。
参考图7和图14,一个或多个端口232可以延伸穿过马达壳体200。端口232可以被构造为可以从外表面222延伸到内表面224的通孔。端口232可以允许冷却剂(诸如流体,比如水)流入和流出冷却剂套202,如下文将更详细地讨论。
参见图8、图15和图21,冷却剂套202可以帮助冷却定子204或从该定子移除热量。冷却剂套202可以被接纳在马达壳体空腔220中,并且可以接合马达壳体200的内表面224。冷却剂套202可以在差速器承载件42与马达盖214之间轴向地延伸。另外,冷却剂套202可以围绕第一轴线70和定子204延伸。在至少一个构型中,冷却剂套202可以包括第一冷却剂套端表面240、第二冷却剂套端表面242、多个通道244、第一凹槽246、第二凹槽248、以及冷却剂套空腔250。
第一冷却剂套端表面240可以设置在冷却剂套202的端部处并且可以面向差速器承载件42。更具体地,第一冷却剂套端表面240可以设置在马达壳体200外部,并且可以被接纳在差速器承载件42的安装凸缘62内部。例如,第一冷却剂套端表面240可以面向并且可以接触差速器承载件42的顶接表面76,并且可以被接纳在定位环78内部。
第二冷却剂套端表面242可以设置成与第一冷却剂套端表面240相反。这样,第二冷却剂套端表面242可以面向马达盖214。第二冷却剂套端表面242可以设置在马达壳体200外部,并且可以被接纳在马达盖214的安装凸缘内部。
通道244可以围绕第一轴线70延伸并且可以设置成与冷却剂套空腔250相反。通道244可以被构造成具有开口侧,该开口侧可以背向第一轴线70并且面向马达壳体200的内表面224。通道244可以轴向地定位在第一冷却剂套端表面240与第二冷却剂套端表面242之间。冷却剂可以经由第一端口232提供到冷却剂套202并且可以经由第二端口232排出冷却剂套202。例如,冷却剂可以从第一端口232流到通道244、当冷却剂流过通道244时接收来自定子204的热量、并且在第二端口232处排出。挡板可以与冷却剂套202一起提供,该挡板可以使冷却剂流动方向颠倒,以帮助将冷却剂从第一端口232送到第二端口232。
第一凹槽246可以设在冷却剂套202的可以面向马达壳体200的内表面224的外表面中。第一凹槽246可以围绕第一轴线70延伸并且可以轴向地定位在第一冷却剂套端表面240与通道244之间。第一凹槽246可以接纳第一密封件260。第一密封件260可以抵靠马达壳体200的内表面224密封。第一密封件260可以具有任何合适的构型。例如,第一密封件260可以被构造成O形环,该O形环可以围绕冷却剂套202连续地延伸。
第二凹槽248可以设在冷却剂套202的外表面中。第二凹槽248可以围绕第一轴线70延伸并且可以轴向地定位在第二冷却剂套端表面242与通道244之间。第二凹槽248可以接纳第二密封件262。第二密封件262可以抵靠马达壳体200的内表面224密封。第二密封件262可以具有任何合适的构型。例如,第二密封件262可以被构造成O形环,该O形环可以围绕冷却剂套202连续地延伸。第一密封件260和第二密封件262可以协作以抑制或防止冷却剂在马达壳体200与冷却剂套202之间泄漏。
冷却剂套空腔250可以由冷却剂套202限定。冷却剂套空腔250可以被构造为可以从第一冷却剂套端表面240延伸到第二冷却剂套端表面242并且可以设置成与通道244相反的通孔。冷却剂套空腔250可以接纳定子204。
定子204可以相对于冷却剂套202固定地定位。例如,定子204可以围绕第一轴线70延伸并且可以包括定子绕组270,该定子绕组可以被接纳在冷却剂套202内部并且可以相对于该冷却剂套固定地定位,这在图8和图15中最佳地示出。
马达壳体200、冷却剂套202和定子204可以预组装以提供可以组装到其他部件的子组件。相关联的组装顺序的示例如下。
首先,可以提供冷却剂套202。冷却剂套202可以包括通道、凹槽、以及先前讨论的其他特征。
第二,可以将定子绕组270安装在冷却剂套202上。安装定子绕组270可以包括将定子绕组270定位在冷却剂套空腔250内部并抵靠冷却剂套202的内圆周。然后可以使用诸如聚合物材料、环氧树脂等等任何合适的封装材料来封装或“罐封”定子绕组270。封装可以帮助将定子绕组270电绝缘并且可以提供化学和环境保护。
第三,可以将一个或多个密封件安装在冷却剂套202上。例如,可以将第一密封件260安装在第一凹槽246中,并且可以将第二密封件262安装在第二凹槽248中。在安装时,第一密封件260和第二密封件262可以伸出到冷却剂套202的外圆周之外。
第四,可以将冷却剂套202以及定子204安装在马达壳体200的马达壳体空腔220中。在安装之前,可以将马达壳体200加热以扩大或增加马达壳体空腔220的尺寸。例如,将马达壳体200加热可以增加马达壳体空腔220的尺寸或内径,这可以利于冷却剂套202的安装并且帮助避免第一密封件260和第二密封件262的移位和/或损坏第一密封件260和第二密封件262。一旦马达壳体200被加热到足够的温度或加热足够的时段以获得期望的内径,就可以将冷却剂套202以及定子204、第一密封件260和第二密封件262插入到马达壳体空腔220中。
第五,可以允许马达壳体200冷却。冷却马达壳体200可以减小马达壳体空腔220的尺寸,并且可以利于马达壳体200与第一密封件260和第二密封件262之间的密封。因此,马达壳体200的内表面224可以接合并且可以压靠第一密封件260和第二密封件262。马达壳体200在它达到环境温度或足够接近环境温度时可以充分地冷却。
第六,可以执行质量检查。此类质量检查可以包括泄漏测试和高电势(“高压绝缘”)承受测试。
可以执行泄漏测试以确定马达壳体200与冷却剂套202之间是否存在泄漏。例如,可以经由至少一个端口232向通道244提供加压流体,诸如气体或液体。可以监测流体压力以确定是否存在足够大小的泄漏。例如,当流体压力维持预定时段时,密封可以是可接受的。
可以执行高电势承受测试以确定定子绕组270是否充分地绝缘。例如,可以向定子绕组270施加标准测试电压,并且可以监测流过绝缘或封装材料的泄漏电流。当泄漏电流小于预定值或极限时,定子绕组270的绝缘可以是可接受的。设想可以同时地或相继地执行泄漏测试和高电势承受测试。例如,在一个或多个构型中,可以在泄漏测试之后执行高电势承受测试。
第七,可以将子组件组装到差速器承载件42。该子组件可以包括马达壳体200、冷却剂套202、定子204、以及第一密封件260和第二密封件262。可以将马达壳体200放置成与差速器承载件42的安装凸缘62的定位环78接合,使得马达壳体200的第一端表面226可以接合定位环78的环端表面80。第一冷却剂套端表面240可以被接纳在定位环78内部,使得内环表面82可以围绕冷却剂套202的从马达壳体200伸出的一部分延伸。可以将紧固件74插入通过马达壳体200中的紧固件孔230并且插入到差速器承载件42的安装凸缘62的紧固件孔72中,并且可以如先前讨论的那样固定。
第八,可以将马达盖214安装并固定到马达壳体200。例如,可以将马达盖214放置成与马达壳体200的第二端表面228接合。紧固件74可以利于马达盖214的固定。例如,紧固件74可以延伸穿过马达盖214中的对应紧固件孔。紧固件74可以被接纳在可以将马达盖214固定到马达壳体200的螺母280中,如在图21中最佳地示出。
参考图2、图8和图15,转子206可以围绕第一轴线70延伸并且可以被接纳在定子204和马达壳体200的内部。转子206可以围绕第一轴线70相对于差速器承载件42和定子204旋转。转子206可以与定子204间隔开,但可以设置成靠近定子204。转子206可以包括可以利于电流生成的磁体或铁磁材料。转子206可以围绕轴承支撑壁64延伸并且可以由该轴承支撑壁支撑。转子206可以在具有或不具有齿轮减速模块26的情况下可操作地连接到驱动小齿轮22。例如,转子206可以在轴承支撑壁64的端部与马达盖214之间可操作地连接到驱动小齿轮22,诸如利用转子输出凸缘290,如下文将更详细地讨论。
参考图5、图8和图15,第一转子轴承组件208可以可旋转地支撑转子206。第一转子轴承组件208可以接纳差速器承载件42的轴承支撑壁64,并且可以被接纳在转子206内部。与第二转子轴承组件210相比,第一转子轴承组件208可以轴向地定位成更靠近车桥壳体40。第一转子轴承组件208可以具有任何合适的构型。例如,第一转子轴承组件208可以包括多个滚动元件300,该多个滚动元件可以设置在内座圈302与外座圈304之间。内座圈302可以围绕差速器承载件42的轴承支撑壁64延伸并且可以接纳该轴承支撑壁。例如,内座圈302可以围绕轴承支撑壁64的第一周向表面100延伸并且可以接合该第一周向表面。外座圈304可以围绕滚动元件300延伸并且可以设置在转子206上。
第二转子轴承组件210可以与第一转子轴承组件208间隔开。与第一转子轴承组件208相比,第二转子轴承组件210可以定位成更靠近马达盖214。第二转子轴承组件210可以具有任何合适的构型。例如,第二转子轴承组件210可以包括多个滚动元件310,该多个滚动元件可以设置在内座圈312与外座圈314之间。内座圈312可以围绕差速器承载件42的轴承支撑壁64延伸并且可以接纳该轴承支撑壁。例如,内座圈312可以围绕轴承支撑壁64的第三周向表面104延伸并且可以接合该第三周向表面。外座圈314可以围绕滚动元件310延伸并且可以设置在转子206上。
转子轴承预加载模块212可以轴向地定位在第一转子轴承组件208与第二转子轴承组件210之间。另外,转子轴承预加载模块212可以接纳轴承支撑壁64并且可以围绕该轴承支撑壁延伸。转子轴承预加载模块212可以在至少一个转子轴承组件上施加预加载力。另外,转子轴承预加载模块212可以与各种部件协作以帮助定位转子轴承组件并且抑制转子轴承组件相对于轴承支撑壁64的轴向移动。在至少一个构型中,转子轴承预加载模块212可以包括第一轴承预加载环320、第二轴承预加载环322、以及偏置构件324。
第一轴承预加载环320可以大体上围绕轴承支撑壁64的第二周向表面102延伸。另外,第一轴承预加载环320可以从第一转子轴承组件208延伸。例如,第一轴承预加载环320可以接合第一转子轴承组件208的内座圈302,并且可以与第一转子轴承组件208的外座圈304间隔开。第一轴承预加载环320可以相对于第二轴承预加载环322轴向地移动或在轴向方向上移动。在至少一个构型中,第一轴承预加载环320可以包括中心部分330、第一侧部分332和第二侧部分334。
中心部分330可以轴向地定位在第一侧部分332与第二侧部分334之间。中心部分330可以设置在差速器承载件42上。例如,中心部分330可以具有中心部分内表面340,该中心部分内表面可以面向第一轴线70并且可以接合轴承支撑壁64的第二周向表面102。中心部分内表面340可以基本上平行于第二周向表面102设置,并且可以大体上平滑以利于滑动轴向移动。
第一侧部分332可以从中心部分330延伸到第一转子轴承组件208。例如,第一侧部分332可以从中心部分330延伸到第一转子轴承组件208的内座圈302。第一侧部分332可以具有可以面向第一轴线70的第一内表面342。第一内表面342或其一部分可以具有比中心部分内表面340更大的直径。另外,第一内表面342或其一部分可以与差速器承载件42的轴承支撑壁64间隔开。
第二侧部分334可以设置成与第一侧部分332相反。第二侧部分334可以从中心部分330朝向第二转子轴承组件210延伸。另外,第二侧部分334可以围绕第二轴承预加载环322的一部分延伸。这样,第二侧部分334可以与差速器承载件42的轴承支撑壁64间隔开。
第二轴承预加载环322可以围绕轴承支撑壁64的第二周向表面102和第三周向表面104延伸。另外,第二轴承预加载环322可以从第二转子轴承组件210延伸。例如,第二轴承预加载环322可以接合第二转子轴承组件210的内座圈312,并且可以与第二转子轴承组件210的外座圈314间隔开。第二轴承预加载环322可以是固定的并且在轴向方向上可以不移动。在至少一个构型中,第二轴承预加载环322可以包括轴承接触部分350和引导部分352。
轴承接触部分350可以从第二转子轴承组件210延伸。例如,轴承接触部分350可以接合或接触第二转子轴承组件210的内座圈312。另外,轴承接触部分350可以设置在差速器承载件42上。例如,轴承接触部分350可以接合轴承支撑壁64的第三周向表面104。轴承接触部分350可以具有比引导部分352更小的直径。
引导部分352可以至少部分地被接纳在第一轴承预加载环320的第二侧部分334内部。另外,引导部分352可以围绕轴承支撑壁64的第二周向表面102延伸并且可以接合该第二周向表面。引导部分352可以在轴向方向上从轴承接触部分350朝向第一转子轴承组件208延伸。这样,引导部分352可以朝向第一轴承预加载环320的中心部分330延伸。归因于由偏置构件324施加的偏置力,引导部分352可以与中心部分330间隔开。
偏置构件324可以使第一轴承预加载环320相对于第二轴承预加载环322在轴向方向上偏置。例如,偏置构件324可以施加偏置力,该偏置力可以使第一转子轴承组件208背离第二转子轴承组件210而背离彼此偏置。如在图5中最佳地示出,偏置构件324可以设置在第一轴承预加载环320与第二轴承预加载环322之间。例如,偏置构件324可以从第一轴承预加载环320的第二侧部分334延伸到第二轴承预加载环322的引导部分352。
偏置构件324可以具有任何合适的构型。例如,偏置构件324可以围绕第二轴承预加载环322的一部分(诸如引导部分352)延伸。在这样的构型中,偏置构件324可以是可以围绕第一轴线70连续地延伸的弹簧,比如波形弹簧或波形垫圈。替代性地,偏置构件324可以不围绕第一轴线70连续地延伸。还设想可以提供多个偏置构件324。例如,多个偏置构件324(诸如螺旋弹簧)可以围绕第一轴线70安排在各种位置。
参考图5和图15,第一固位构件360可以定位在第一转子轴承组件208的与第一轴承预加载环320相反的侧上。第一固位构件360可以抑制第一转子轴承组件208的外座圈304朝向车桥壳体40的轴向移动。第一固位构件360可以以任何合适的方式固定地联接到转子206。例如,第一固位构件360可以被接纳在转子206中的凹槽中。第一固位构件360可以具有任何合适的构型。例如,第一固位构件360可以被构造为可以朝向第一轴线70延伸的突出部,诸如卡环。第一固位构件360可以与内座圈302间隔开。因此,由偏置构件324施加的偏置力可以相对于外座圈304致动内座圈302。
第二固位构件362可以定位在第二转子轴承组件210的与第二轴承预加载环322相反的侧上。第二固位构件362可以抑制第二转子轴承组件210的内座圈312背离车桥壳体40的轴向移动。第二固位构件362可以以任何合适的方式联接到差速器承载件42。例如,第二固位构件362可以被接纳在轴承支撑壁64中的凹槽108中。第二固位构件362可以具有任何合适的构型。例如,第二固位构件362可以被构造为可以背离第一轴线70延伸的突出部,诸如卡环。第二固位构件362可以与外座圈314间隔开。
参考图2、图11、图18和图21,马达盖214可以安装到马达壳体200,并且可以设置成与车桥壳体40相反。例如,马达盖214可以安装到马达壳体200的第二端表面228。马达盖214可以是与差速器承载件42间隔开并且可以不与之接合。可以以各种构型提供马达盖214。在至少一个构型中,马达盖214可以包括第一侧370和第二侧372。马达盖214还可以包括呈具有齿轮减速模块26的构型的马达盖开口374。可选地,马达盖214可以包括或可以部分地限定一个或多个附加特征,诸如定位环376、接线盒378、外环380、和旋转变压器狭槽382、以及轴承接纳表面384。
主要参考图11、图18和图21,第一侧370可以面向车桥壳体40。
第二侧372可以设置成与第一侧370相反。这样,第二侧372可以背离车桥壳体40。
马达盖开口374可以在第一侧370与第二侧372之间延伸。马达盖开口374可以是可以围绕第一轴线70延伸的通孔。
定位环376可以被构造成接纳电动马达模块24的一部分。定位环376可以具有与差速器承载件42的定位环78相似的构型。定位环376可以围绕第一轴线70延伸并且可以从顶接表面390朝向车桥壳体40伸出。顶接表面390可以面向并且可以设置成接近或接合冷却剂套202的第二冷却剂套端表面242。定位环376可以具有环端表面392,该环端表面可以轴向地偏离顶接表面390并且可以接合马达壳体200的第二端表面228。定位环376可以围绕冷却剂套202的从马达壳体200朝向马达盖214的第一侧370伸出的一部分延伸并且可以接纳该部分。多个紧固件孔394可以设置成接近定位环376。紧固件孔394可以延伸到定位环376中或延伸穿过该定位环。每个紧固件孔394可以与马达壳体200的对应的紧固件孔230对准,并且可以接纳对应的紧固件74,如先前讨论。
参考图11和图18,接线盒378或其一部分可以与马达盖214一起提供。接线盒378可以从第二侧372延伸并且可以接纳可以利于电连接到电动马达模块24的部件。接线盒378可以与马达盖214一体形成,或者可以被提供为单独部件。
外环380可以从第二侧372延伸。外环380可以围绕第一轴线70连续地或间断地延伸。外环380可以提供多个功能。例如,外环380可以充当可以利于换挡机构壳体900的定位和安装的定位特征,如在图6中最佳地示出。外环380还可以充当可以抑制齿轮减速模块26的行星环形齿轮714的轴向移动的止动件。外环380还可以利于可以在换挡机构壳体900与马达盖214之间延伸的密封件400(诸如O形环)的安装。例如,密封件400可以围绕外环380延伸并且可以被接纳在换挡机构壳体900内部。
参考图11,旋转变压器狭槽382可以设置在马达盖214的第一侧370与第二侧372之间。旋转变压器狭槽382可以被构造为可以延伸到马达盖开口374的通孔。旋转变压器狭槽382可以接纳旋转变压器600的一部分,如下文将更详细地讨论。
参考图6和图18,轴承接纳表面384可以部分地限定马达盖开口374。轴承接纳表面384可以围绕第一轴线70延伸,并且可以从马达盖214的第一侧370延伸或者可以设置成邻近该第一侧。轴承接纳表面384可以被构造成接纳并可以可选地接触导向轴承组件410。导向轴承组件410可以接纳转子输出凸缘290,并且可以帮助抑制转子206的偏转,如下文将更详细地讨论。凹槽420可以在可以背离第一轴线70延伸的方向上从轴承接纳表面384延伸。凹槽420可以接纳密封件422,诸如O形环,该密封件可以围绕导向轴承组件410延伸并且可以接触该导向轴承组件。在讨论转子输出凸缘290之后将更详细地讨论导向轴承组件410的其他安装构型。
转子输出凸缘
参考图5、图6、图10和图17,转子输出凸缘290可以将电动马达模块24可操作地连接或联接到齿轮减速模块26。例如,转子输出凸缘290可以将转子206联接到齿轮减速模块26的太阳齿轮710,如下文将更详细地讨论。转子输出凸缘290可以固定地联接到或固定地安装到转子206。这样,转子输出凸缘290可以随着转子206一起围绕第一轴线70旋转。转子输出凸缘290可以部分地设置在差速器承载件42的轴承支撑壁64内部,并且可以部分地设置在电动马达模块24的马达壳体200和马达盖214内部。另外,转子输出凸缘290可以延伸穿过马达盖214的马达盖开口374。在至少一个构型中,转子输出凸缘290可以包括管状主体430和凸缘部分432。
管状主体430可以围绕第一轴线70延伸并且可以限定转子输出凸缘孔434。转子输出凸缘孔434可以是可以沿着第一轴线70延伸并且可以围绕该第一轴线定中心的通孔。驱动小齿轮22可以延伸穿过转子输出凸缘孔434并且可以与转子输出凸缘290间隔开。如在图6中最佳地示出,齿轮减速模块26的太阳齿轮710可以部分地被接纳在转子输出凸缘290中,并且因此可以部分地被接纳在转子输出凸缘孔434中。在至少一个构型中,管状主体430可以包括转子输出凸缘花键440、内凹槽442、第一密封件支撑表面444、导向轴承支撑表面446、第一外凹槽448、转盘支撑表面450、第二外凹槽452、以及第二密封件支撑表面454。
转子输出凸缘花键440可以设置在转子输出凸缘孔434中。转子输出凸缘花键440可以具有可以围绕第一轴线70安排并且可以朝向第一轴线70延伸的齿。转子输出凸缘花键440的齿可以与太阳齿轮710的花键配合,使得转子输出凸缘290可以与太阳齿轮710和转子206一起围绕第一轴线70旋转。
如在图6中最佳地示出,内凹槽442可以设置在转子输出凸缘孔434中并且可以背离第一轴线70延伸。内凹槽442可以轴向地定位在管状主体430的可以面向车桥壳体40的第一端与太阳齿轮710之间。内凹槽442可以接纳卡环460或者可以帮助抑制太阳齿轮710朝向车桥壳体40的轴向移动的其他合适的紧固件。可选地,诸如垫圈的间隔件462可以被接纳在转子输出凸缘孔434中并且可以轴向地定位在内凹槽442与太阳齿轮710之间。
第一密封件支撑表面444可以从管状主体430的第一端延伸到凸缘部分432。第一密封件支撑表面444可以设置成与转子输出凸缘孔434相反,并且可以被构造成支撑密封件,如下文将更详细地讨论。轴承支撑壁64可以围绕第一密封件支撑表面444的至少一部分延伸。
导向轴承支撑表面446可以轴向地定位在凸缘部分432与管状主体430的第二端之间。导向轴承支撑表面446可以被构造成支撑导向轴承组件410,如下文将更详细地讨论。
参考图6和图10,第一外凹槽448可以设置在导向轴承支撑表面446中或设置成邻近导向轴承支撑表面446。这样,第一外凹槽448可以设置成与转子输出凸缘孔434相反。第一外凹槽448可以围绕第一轴线70延伸,并且可以朝向第一轴线70延伸。第一外凹槽448可以轴向地定位在导向轴承组件410与管状主体430的第二端之间。第一外凹槽448可以接纳紧固件464,诸如卡环,该紧固件可以接合导向轴承组件410的内座圈以抑制内座圈的轴向移动。
转盘支撑表面450(其也可以被称为旋转变压器转子支撑表面)可以设置成与转子输出凸缘孔434相反,并且可以轴向地定位在导向轴承支撑表面446与管状主体430的第二端之间。在至少一个构型中,转盘支撑表面450可以具有比导向轴承支撑表面446更小的直径。转盘支撑表面450可以支撑转盘466,该转盘也可以被称为旋转变压器转子。
参考图6和图11,转盘466可以固定地设置在转子输出凸缘290上。这样,转盘466可以与转子206一起围绕第一轴线70旋转。转盘466可以轴向地定位在导向轴承组件410与转子输出凸缘290的第二端之间。这样,转盘466可以被接纳在转子输出凸缘孔434中,并且可以围绕齿轮减速模块26的太阳齿轮710延伸。如在图11中最佳地示出,转盘466可以具有可以背向第一轴线70的非圆柱形外表面,该非圆柱形外表面可以包括可以背离第一轴线70延伸的多个突出部。所述突出部可以围绕第一轴线70以重复图案安排。
参考图6和图10,第二外凹槽452可以设置在转盘支撑表面450中或设置成邻近转盘支撑表面450。这样,第二外凹槽452可以设置成与转子输出凸缘孔434相反。第二外凹槽452可以围绕第一轴线70延伸,并且可以朝向第一轴线70延伸。第二外凹槽452可以轴向地定位在转盘466与第二密封件支撑表面454之间。第二外凹槽452可以接纳紧固件468,诸如卡环,该紧固件可以抑制转盘466的轴向移动。
第二密封件支撑表面454可以从管状主体430的第二端朝向转盘支撑表面450延伸。第二密封件支撑表面454可以设置成与转子输出凸缘孔434相反,并且可以被构造成支撑密封件,如下文将更详细地讨论。
凸缘部分432可以设置在管状体430的第一端与第二端之间。凸缘部分432可以从管状体430在背离第一轴线70延伸的方向上延伸。凸缘部分432可以固定地联接到转子206。例如,凸缘部分432可以包括一组孔,该组孔可以围绕第一轴线70安排并且可以接纳紧固件470,诸如螺栓,这些紧固件可以延伸穿过所述孔以将凸缘部分432联接到转子206。在至少一个构型中,凸缘部分432可以包括一个或多个突出部480。
参考图5和图17,突出部480可以在轴向方向上朝向转子206延伸。在至少一个构型中,突出部480可以被构造为可以围绕第一轴线70且围绕第一密封件支撑表面444连续地延伸的环状环。另外,突出部480还可以围绕第二固位构件362延伸。如在图5中最佳地示出,突出部480可以延伸到转子206中,并且可以接合第二转子轴承组件210的外座圈314,以抑制外座圈314背离第一转子轴承组件208的轴向移动。转子输出凸缘290以及突出部480可以与第二转子轴承组件210的内座圈312间隔开。
导向轴承组件
参考图5、图6、图10和图17,导向轴承组件410可以接纳转子输出凸缘290,并且可以可旋转地支撑转子输出凸缘290。导向轴承组件410可以帮助抑制转子206的偏转,诸如相对于第一轴线70的偏转。这样,导向轴承组件410可以帮助使转子206围绕第一轴线70对准或定中心,并且可以帮助改进转子206的稳定性并在转子206与定子204之间维持期望的气隙。如参考图5和图10最佳地示出,导向轴承组件410可以被接纳在马达盖214的转子输出凸缘孔434内部,并且可以在马达盖214与转子输出凸缘290之间延伸。导向轴承组件410还可以轴向地定位在电动马达模块24中,使得导向轴承组件410被接纳在马达壳体200内部并且在冷却剂套202内部。
参考图6和图10,导向轴承组件410可以具有任何合适的构型。例如,导向轴承组件410可以包括多个滚动元件500,该多个滚动元件可以设置在内座圈502与外座圈504之间。内座圈502可以围绕转子输出凸缘290的导向轴承支撑表面446延伸并且可以接合该导向轴承支撑表面。外座圈504可以围绕滚动元件500延伸并且可以接合马达盖214的轴承接纳表面384。
参考图22,示出了用于支撑导向轴承组件410的替代性布置。这个布置可以包括适配器510和导向轴承偏置构件512。
适配器510可以被接纳在马达盖214的转子输出凸缘孔434中。例如,适配器510可以被构造为环,该环可以围绕第一轴线70延伸并且可以接纳导向轴承组件410。适配器510还可以围绕导向轴承偏置构件512延伸并接纳该导向轴承偏置构件。在至少一个构型中,适配器510可以包括横向壁520、第一凸缘522和第二凸缘524。
横向壁520可以径向地定位在导向轴承组件410与马达盖214之间。另外,横向壁520可以大体上平行于第一轴线70延伸。横向壁520可以包括凹槽526。凹槽526可以设置成邻近第二凸缘524。凹槽526可以围绕第一轴线70延伸,并且可以背离第一轴线70延伸。
第一凸缘522可以从横向壁520的第一端在背离第一轴线70延伸的方向上延伸。在一个或多个构型中,第一凸缘522可以围绕第一轴线70连续地延伸。第一凸缘522可以从横向壁520延伸到马达盖214。这样,第一凸缘522可以抑制适配器510相对于马达盖214在第一方向上的轴向移动或者从图22所示的视角向右移动。
第二凸缘524可以设置成与第一凸缘522相反。这样,第二凸缘524可以从横向壁520的第二端延伸。第二凸缘524可以朝向第一轴线70延伸,并且可以围绕第一轴线70连续地延伸。第二凸缘524可以抑制导向轴承偏置构件512在第一方向上的轴向移动。第二凸缘524可以与导向轴承组件410间隔开。
导向轴承偏置构件512可以至少部分地被接纳在适配器510的凹槽526中。导向轴承偏置构件512可以从第二凸缘524延伸,并且可以轴向地定位成使得导向轴承偏置构件512可以至少部分地围绕紧固件464延伸。导向轴承偏置构件512还可以轴向地定位在导向轴承组件410与旋转变压器600之间,该旋转变压器可以检测转子206的旋转,如下文将更详细地讨论。
导向轴承偏置构件512可以在导向轴承组件410上施加偏置力,以抑制导向轴承组件410的打滑。打滑可以包括滚动元件500的滑动运动,而不是滚动元件500相对于内座圈502、外座圈504或这两者的滚动运动。打滑可以中断导向轴承组件410的表面上的润滑剂,并且导致增加的操作温度、轴承部件损坏和减少的使用寿命。导向轴承偏置构件512可以接合导向轴承组件410的外座圈504,并且可以使导向轴承组件410的外座圈504朝向差速器承载件42偏置,或从图22所示的视角向左偏置。这个偏置力可以使导向轴承偏置构件512预加载,以抑制滚动元件500的打滑。导向轴承偏置构件512可以与导向轴承组件410的内座圈502间隔开。
参考图5,导向轴承偏置构件512还可以在第二转子轴承组件210上施加偏置力,该第二转子轴承组件可以轴向地定位在第一转子轴承组件208与导向轴承组件410之间。更具体地,导向轴承偏置构件512可以在导向轴承组件410上施加偏置力,该导向轴承组件进而可以在转子输出凸缘290上施加偏置力。这个偏置力可以经由转子输出凸缘290上的突出部480传输到第二转子轴承组件210的外座圈314,从而可以使外座圈314朝向第一转子轴承组件208偏置。
导向轴承偏置构件512可以具有任何合适的构型。例如,导向轴承偏置构件512可以被构造为弹簧,诸如可以围绕第一轴线70延伸的波形弹簧或波形垫圈。替代性地,导向轴承偏置构件512可以不围绕第一轴线70延伸。作为一个非限制性实例,导向轴承偏置构件512可以包括可以安排在轴向方向上的一个或多个弹簧,诸如螺旋弹簧。
旋转变压器
参考图6、图11和图18,旋转变压器600可以与电动马达模块24相关联。旋转变压器600(其也可以被称为旋转变压器定子)可以起到传感器的作用,该传感器可以提供指示转子206的旋转或转子206的旋转位置的信号。例如,旋转变压器600可以诸如通过检测转盘466的突出部的存在或不存在来检测转盘466的位置,或者可以检测转盘466的旋转。旋转变压器600可以是任何合适的类型。例如,旋转变压器600可以是模拟旋转变压器或数字旋转变压器,诸如旋转编码器。
旋转变压器600可以大体上被构造为可以围绕第一轴线70延伸的环。旋转变压器600还可以围绕转子输出凸缘290的一部分和转盘466延伸,如在图6中最佳地示出。旋转变压器600或其一部分可以被接纳在马达盖214的转子输出凸缘孔434中,并且可以安装到马达盖214的第二侧372。这样,马达盖214可以设置在旋转变压器600与转子206之间,并且旋转变压器600可以从电动马达模块24的外部接近。这种定位还可以将旋转变压器600与车桥组件10的润滑剂室中的润滑剂隔离,如下文将更详细地讨论。如在图11和图18中最佳地示出,旋转变压器600可以包括多个细长狭槽602以及电连接或连接器604。
细长狭槽602可以利于将旋转变压器600安装到适马达盖214。紧固件606(诸如螺钉或螺栓)可以延伸穿过相关联的细长狭槽602并且可以将旋转变压器600固定到马达盖214。细长狭槽602可以设置在离第一轴线70基本上恒定的径向距离处,并且在紧固件606没有完全拧紧时可以准许旋转变压器600围绕第一轴线70旋转。
电连接器604可以设置成接近旋转变压器600的外径或外圆周。电连接器604可以延伸穿过马达盖214中的旋转变压器狭槽382。电连接器604可以连接到电源以向旋转变压器600提供电力,并且可以利于与可以控制电动马达模块24的操作的车桥控制器进行电子通信。
旋转变压器盖608可以在电连接器604上方延伸以保护电连接器604并将电连接器604与转子206分开。旋转变压器盖608可以以任何合适的方式紧固到马达盖214的第一侧370,诸如利用一个或多个紧固件610(诸如螺钉)。
如在图6中最佳地示出,旋转变压器600可以轴向地定位在马达盖214与密封件承载板620之间。密封件承载板620可以与旋转变压器600间隔开。也在图11和图18中示出的密封件承载板620可以大体上被构造为可以围绕第一轴线70延伸的中空圆盘。如在图6中最佳地示出,密封件承载板620可以比旋转变压器600进一步朝向第一轴线70并且进一步背离第一轴线70延伸。
参考图6、图11和图18,密封件承载板620可以安装到马达盖214。在至少一个构型中,密封件承载板620可以包括密封件承载板孔630、外表面632、一个或多个紧固件孔634、以及密封件承载板凸缘636。
密封件承载板孔630可以围绕第一轴线70延伸。密封件承载板孔630可以接纳转子输出凸缘290的一部分和内密封件640。内密封件640可以围绕转子输出凸缘290延伸,并且可以从密封件承载板620延伸到转子输出凸缘290的第二密封件支撑表面454。这样,转子输出凸缘290可以将内密封件640与齿轮减速模块26的太阳齿轮分开。
外表面632可以设置成与密封件承载板孔630相反。这样,外表面632可以背向第一轴线70。
一个或多个紧固件孔634可以延伸穿过密封件承载板620。紧固件孔634可以被构造为可以定位在密封件承载板孔630与外表面632之间的通孔。每个紧固件孔634可以接纳紧固件642,诸如螺钉或螺栓,该紧固件可以将密封件承载板620固定到马达盖214。
密封件承载板凸缘636可以设置在密封件承载板孔630与外表面632之间。密封件承载板凸缘636可以朝向马达盖214延伸。在至少一个构型中,密封件承载板凸缘636可以被构造为可以围绕第一轴线70连续地延伸的环。密封件承载板凸缘636可以支撑外密封件644。外密封件644可以具有任何合适的构型。例如,外密封件644可以被构造为O形环。外密封件644可以围绕密封件承载板凸缘636延伸,并且当密封件承载板620安装在马达盖214时,可以从密封件承载板凸缘636延伸到马达盖214。
与旋转变压器600定位在马达盖214的相反侧上的构型相比,提供可从电动马达模块24的外部接近的旋转变压器600和密封件承载板620可以简化组装。在旋转变压器定位在马达盖214的面向转子206的侧上的构型中,旋转变压器在解开时将容易掉进电动马达模块24中。此外,如果在旋转变压器600与马达盖214之间提供可固化粘合剂或密封剂,那么在粘合剂或密封剂固化或凝固之前,旋转变压器将需要调整到其最终旋转位置。上述构型可以消除此类粘合剂或密封剂,并且可以更容易接近旋转变压器600和密封件承载板620。
用于旋转变压器600和密封件承载板620的组装顺序的示例如下。
首先,可以提供差速器承载件42。差速器承载件42可以与驱动小齿轮22一起提供,该驱动小齿轮组装到差速器承载件42并且可旋转地支撑在第一驱动小齿轮轴承150和第二驱动小齿轮轴承170上。
第二,可以将电动马达模块24组装到差速器承载件42。将电动马达模块24组装到差速器承载件42可以包括将转子206安装在差速器承载件42的轴承支撑壁64上并且将包括马达壳体200、冷却剂套202和定子204的子组件安装到差速器承载件42。还可以将马达盖214安装到马达壳体200,如先前所述。在将马达盖214安装到马达壳体200之前,可以将转子输出凸缘290安装在转子206上。类似地,在将马达盖214安装到马达壳体200之前,可以将旋转变压器600和旋转变压器盖608安装到马达盖214。在安装马达盖214之后,驱动小齿轮22和转子输出凸缘290可以延伸穿过马达盖开口374和旋转变压器600。
第三,可以评估旋转变压器600的旋转位置并且如有必要的话进行调整。当将马达盖214安装到马达壳体200时,旋转变压器600相对于第一轴线70的旋转位置可能没有与转子206的旋转位置精确地对准。可以以本领域技术人员已知的方式来评估旋转变压器600的旋转位置。例如,转子206可以围绕第一轴线70旋转,从而也可以使转子输出凸缘290和转盘466旋转,并且转子206和转盘466的旋转位置然后可以与旋转变压器600同步。转子206可以诸如通过转动转子输出凸缘290而手动地旋转,或者电动地旋转。可以通过松开紧固件606(但不一定从马达盖214移除紧固件606)来调整旋转变压器600的旋转位置,以准许旋转变压器600围绕第一轴线70旋转并且经由细长狭槽602相对于紧固件606旋转。一旦旋转变压器600适当地对准,那么就可以拧紧紧固件606以固定旋转变压器600并且抑制旋转变压器围绕第一轴线70的旋转。
第四,在固定旋转变压器600之后,可以将密封件承载板620安装到马达盖214。可以安装密封件承载板620并用紧固件642进行固定,并且该密封件承载板可以包括内密封件640和外密封件644。
齿轮减速模块
参考图2,齿轮减速模块26(如果提供的话)可以将扭矩从电动马达模块24传递到差速器组件30。这样,齿轮减速模块26可以可操作地连接到电动马达模块24和差速器组件30。齿轮减速模块26可以设置在差速器承载件42的外部,并且可以主要设置在电动马达模块24的外部,由此提供可以在希望齿轮减速时安装到电动马达模块24的模块化构型。这样的构型可以利于差速器承载件42和/或电动马达模块24的标准化构型。
齿轮减速模块26可以设置成邻近马达盖214。另外,齿轮减速模块26可以主要被接纳或至少部分地被接纳在换挡机构壳体900中,该换挡机构壳体可以安装到马达盖214,如下文将更详细地讨论。
可以以各种构型提供齿轮减速模块26,诸如行星齿轮组构型和非行星齿轮组构型。参考图2、图12和图19,示出了具有行星齿轮组700的齿轮减速模块26的实例。在这样的构型中,齿轮减速模块26可以包括太阳齿轮710、行星齿轮712、行星环形齿轮714、以及行星齿轮架716。将主要在可以包括电动马达模块24的车桥组件的背景下描述行星齿轮组700;然而,应理解,下文描述的行星齿轮组700可以与不具有电动马达模块的车桥组件一起提供。例如,行星齿轮组700可以被构造为车桥间差速器单元,或者可以用来在轮端处提供齿轮减速。
参考图6、图12和图19,太阳齿轮710可以设置成接近行星齿轮组700的中心并且可以围绕第一轴线70旋转。太阳齿轮710可以可操作地连接到电动马达模块24。另外,太阳齿轮710可以延伸到马达盖214的马达盖开口374中。如主要参考图12和图19最佳地示出,太阳齿轮710可以是中空管状主体,该中空管状主体可以包括第一端表面720、第二端表面722、太阳齿轮孔724、太阳齿轮花键726、第一齿轮部分728、以及第二齿轮部分730。
第一端表面720可以设置在太阳齿轮710的可以面向车桥壳体40的端部处。第一端表面720可以延伸到马达盖开口374中。
第二端表面722可以设置在太阳齿轮710的可以背向车桥壳体40的端部处。这样,第二端表面722可以设置成与第一端表面720相反。第二端表面722可以设置在马达盖开口374的外部并且在换挡机构壳体900的内部。推力轴承732可以从第二端表面722延伸到行星齿轮架716以帮助抑制太阳齿轮710的轴向移动并且利于太阳齿轮710相对于行星齿轮架716的旋转。
太阳齿轮孔724可以从第一端表面720延伸到第二端表面722。太阳齿轮孔724可以沿着第一轴线70延伸并且可以围绕该第一轴线定中心。驱动小齿轮22可以延伸穿过太阳齿轮孔724并且可以与太阳齿轮710间隔开。
太阳齿轮花键726可以利于将太阳齿轮710联接到转子输出凸缘290。在至少一个构型中,太阳齿轮花键726可以设置成与太阳齿轮孔724相反,并且可以从第一端表面720延伸或可以设置成接近该第一端表面。这样,太阳齿轮花键726可以被接纳在转子输出凸缘290的内部并且可以与转子输出凸缘花键440啮合。还设想到,太阳齿轮花键726可以设置在太阳齿轮孔724中,并且转子输出凸缘290可以被接纳在太阳齿轮710内部。
第一齿轮部分728可以设置在太阳齿轮孔724中。例如,第一齿轮部分728可以设置成接近太阳齿轮710的第二端表面722。第一齿轮部分728的齿可以围绕第一轴线70安排并可以朝向第一轴线70延伸,并且可以被构造成与换挡套环904啮合,如下文将更详细地讨论。
第二齿轮部分730可以设置成与第一齿轮部分728相反。第二齿轮部分730可以设置成接近太阳齿轮710的第二端表面722。第二齿轮部分730可以具有可以与行星齿轮712的齿啮合的齿。第二齿轮部分730的齿可以围绕第一轴线70安排并且可以背离第一轴线70延伸。
行星齿轮712可以可旋转地设置在太阳齿轮710与行星环形齿轮714之间。每个行星齿轮712可以具有孔和一组齿。孔可以是可以延伸穿过行星齿轮712的通孔。该组齿可以设置成与孔相反。该组齿可以与太阳齿轮710的第二齿轮部分730的齿和行星环齿轮714上的齿啮合。齿可以具有任何合适的构型。在所示的构型中,齿具有螺旋构型,然而可以提供其他齿构型。每个行星齿轮712可以被构造成围绕不同的行星齿轮旋转轴线旋转。行星齿轮旋转轴线可以基本上平行于第一轴线70延伸。
参考图25,行星齿轮712可以分组成两组。这些组可以被称为第一组行星齿轮740和第二组行星齿轮750。第一组行星齿轮740和第二组行星齿轮750可以具有单独的行星齿轮,所述单独的行星齿轮可以具有相同的构型。
第一组行星齿轮740可以包括与太阳齿轮710和行星环形齿轮714啮合的多个行星齿轮。例如,第一组行星齿轮740可以具有n个构件,其中n是大于1的整数。第一组行星齿轮740的构件可以具有相同的构型、可以彼此间隔开、并且可以围绕第一轴线70以重复的关系安排。例如,第一组行星齿轮740的构件可以围绕第一轴线70相对于彼此等距地间隔开。第一组行星齿轮740的每个构件可以围绕第一轴线70相对于彼此成角度α1安排。例如,如果n=3,那么α1=120°;如果n=4,那么α1=90°,以此类推。第一组行星齿轮740的每个构件的旋转轴线(其也可以被称为第一行星齿轮轴线742)可以定位在离第一轴线70基本上恒定的径向距离处。
第一组行星齿轮740的每个构件可以安排或定位在第二组行星齿轮750的两个构件之间。在至少一个构型中,第一组行星齿轮740的每个构件可以定位成比起第二组行星齿轮750的所有其他构件而更靠近第二组行星齿轮750的一个构件。这可以导致行星齿轮看起来成对地分组,所述对包括第一组行星齿轮740的一个构件和第二组行星齿轮750的一个构件。
第一组行星齿轮740的每个构件可以设置成彼此“同相”。这样,第一组行星齿轮740的每个构件可以相对于行星环形齿轮714设在共同旋转位置或旋转取向。因此,第一组行星齿轮740的构件可以与行星环形齿轮714具有共同啮合关系。例如,第一组行星齿轮740的每个构件可以定位成使得行星环形齿轮714的对应齿被接纳在行星齿轮的两个相邻齿之间并在其间定中心。这种定位在图25中由从行星环形齿轮714朝向第一轴线70延伸的三角形表示。这种定位的放大图示在图26中示出,其中行星环形齿轮齿被接纳在第一组行星齿轮740的构件的相邻齿之间并在其间定中心。在至少一个构型中,被接纳在第一组行星齿轮740的构件的相邻齿之间并在其间定中心的行星环形齿轮齿可以沿着径向线L1定位,该径向线可以延伸穿过第一轴线70并且穿过第一组行星齿轮740的构件可以围绕其旋转的对应第一行星齿轮轴线742。行星环形齿轮齿或行星环形齿轮齿的截面可以围绕径向线L1定中心。第一组行星齿轮740的构件的同相定位以及等距间隔可以帮助消除径向振动激励。
第二组行星齿轮750也可以包括与太阳齿轮710和行星环形齿轮714啮合的多个行星齿轮。例如,第二组行星齿轮750可以具有n个构件,其中n是大于1的整数。第二组行星齿轮750的构件可以具有相同的构型、可以彼此间隔开、并且可以围绕第一轴线70以重复的关系安排。例如,第二组行星齿轮750可以围绕第一轴线70相对于彼此等距地间隔开。第二组行星齿轮750的每个构件可以围绕第一轴线70相对于彼此成角度α2安排。角度α1可以等于角度α2。第二组行星齿轮750的每个构件的旋转轴线(其也可以被称为第二行星齿轮轴线752)可以定位在离第一轴线70基本上恒定的径向距离处。另外,第二组行星齿轮750的每个构件可以安排或定位在第一组行星齿轮740的两个构件之间。在至少一个构型中,第一组行星齿轮740的每个构件可以定位成比起第二组行星齿轮750的所有其他构件而更靠近第二组行星齿轮750的一个构件。第一组行星齿轮740的构件和第二组行星齿轮750的构件可以彼此不啮合。
第二组行星齿轮750的每个构件可以设置成彼此“同相”,并且可以定位成相对于第一组行星齿轮740反相。例如,第二组行星齿轮750的每个构件可以相对于行星环形齿轮714设在共同旋转位置或旋转取向。因此,第二组行星齿轮750的构件可以与行星环形齿轮714具有共同啮合关系。然而,第二组行星齿轮750的构件可以与第一组行星齿轮740不具有共同啮合关系。例如,第二组行星齿轮750的每个构件可以定位成使得当行星环形齿轮齿被接纳在第一组行星齿轮740的每个构件的两个相邻齿之间并在其间定中心时,第二组行星齿轮750的每个构件的齿被接纳在行星环形齿轮714的两个相邻齿之间并在其间定中心。这种定位在图25中由从第二组行星齿轮750的构件背离第一轴线70延伸的三角形表示。这种定位的放大图示在图26中示出,其中被接纳在行星环形齿轮714的相邻齿之间并在其间定中心的第二组行星齿轮750的构件的行星齿轮齿沿着径向线L2定位,该径向线可以延伸穿过第一轴线70并且穿过第二组行星齿轮750的构件可以围绕其旋转的对应第二行星齿轮轴线752。第二组行星齿轮750相对于第一组行星齿轮740的反相定位可以帮助消除旋转振动激励。因此,行星齿轮组700中的径向和旋转振动激励或扭矩波动可以基本上或完全地消除。此外,第一组行星齿轮740相对于第二组行星齿轮750的不等分布或角度定位可以利于提供更硬的行星齿轮架716。
参考图6、图12和图19,行星环形齿轮714可以围绕第一轴线70延伸并且可以接纳行星齿轮712。行星环形齿轮714可以包括一组行星环形齿轮齿,所述齿可以朝向第一轴线70延伸并且可以与行星齿轮712上的齿啮合。行星环形齿轮714可以相对于第一轴线70是静止的。例如,行星环形齿轮714可以被接纳在换挡机构壳体900中并且可以固定地设置在该换挡机构壳体上。在至少一个构型中,多个销760可以部分地被接纳在沿着行星环形齿轮714的外圆周定位的凹槽中,并且可以部分地被接纳在换挡机构壳体900的对应凹槽中,以抑制行星环形齿轮714的旋转。
行星齿轮架716可以围绕第一轴线70旋转并且可以可旋转地支撑行星齿轮712。在至少一个构型中,行星齿轮架716可以包括行星齿轮架孔770、行星齿轮架环772、行星齿轮架齿轮部分774、第一行星齿轮架凸缘776、以及第二行星齿轮架凸缘778。
行星齿轮架孔770可以是可以延伸穿过行星齿轮架716的通孔。行星齿轮架孔770可以沿着第一轴线70延伸并且可以围绕该第一轴线定中心。
行星齿轮架环772可以至少部分地限定行星齿轮架孔770。行星齿轮架环772可以围绕第一轴线70延伸,并且可以在背离第二凸缘的轴向方向上延伸。行星齿轮架环772可以被构造成支撑支撑轴承780和调节环782。例如,行星齿轮架环772可以包括轴承安装表面784和调节环安装表面786。
轴承安装表面784可以背向第一轴线70并且可以围绕第一轴线70延伸。轴承安装表面784可以轴向地定位在第二行星齿轮架凸缘778与行星齿轮架环772的远端之间。支撑轴承780的内座圈可以接纳轴承安装表面784并且可以设置在该轴承安装表面上。支撑轴承780可以将行星齿轮架716可旋转地支撑在换挡机构壳体上。紧固件790(诸如卡环)可以被接纳在行星齿轮架环772中的凹槽中,以抑制支撑轴承780的轴向移动。
调节环安装表面786也可以背向第一轴线70并且可以围绕第一轴线70延伸。调节环安装表面786可以从行星齿轮架环772的远端延伸,或者可以设置在行星齿轮架环772的远端与轴承安装表面784之间。调节环782可以具有多个齿,并且可以接纳调节环安装表面786并可以设置在该调节环安装表面上。
行星齿轮架齿轮部分774可以设置在行星齿轮架环772中并且可以延伸到行星齿轮架孔770中。行星齿轮架齿轮部分774的齿可以围绕第一轴线70安排并且可以朝向第一轴线70延伸。
第一行星齿轮架凸缘776(其也可以被称为第一凸缘)可以设置成与行星齿轮架环772相反。第一行星齿轮架凸缘776可以背离第一轴线70延伸。第一行星齿轮架凸缘776可以包括多个开口800和一组紧固件孔802。
开口800可以利于行星齿轮712的安装,如下文将更详细地讨论。开口800可以被构造为通孔。
参考图6和图19,紧固件孔802可以延伸到开口800。在至少一个构型中,紧固件孔802可以沿着径向线相对于第一轴线70延伸。
参考图6、图12和图19,第二行星齿轮架凸缘778(其也可以被称为第二凸缘)可以与第一行星齿轮架凸缘776间隔开。第二行星齿轮架凸缘778可以轴向地定位在第一行星齿轮架凸缘776与行星齿轮架环772之间。第二行星齿轮架凸缘778可以背离第一轴线70延伸,并且可以具有与第一行星齿轮架凸缘776相似的构型。第二行星齿轮架凸缘778可以包括多个开口810和一组润滑剂孔812。
第二行星齿轮架凸缘778中的开口810可以与第一行星齿轮架凸缘776中的对应的开口800对准。开口800、810可以利于在第一行星齿轮架凸缘776与第二行星齿轮架凸缘778之间安装行星齿轮712。
润滑剂孔812可以穿过第二行星齿轮架凸缘778延伸到每个开口800。在至少一个构型中,润滑剂孔812可以沿着径向线相对于第一轴线70延伸。还设想到润滑剂孔812和紧固件孔802中的一些或全部的定位可以在第一行星齿轮架凸缘776与第二行星齿轮架凸缘778之间互换。
各种部件可以利于行星齿轮712的安装。这些部件可以包括一个或多个行星销820以及以下一者或多者:第一滚子轴承组件822、第二滚子轴承组件824、间隔件826、第一垫圈828、第二垫圈830、以及固定销832。
行星销820可以可旋转地支撑每个行星齿轮712。行星销820可以从第一行星齿轮架凸缘776延伸到第二行星齿轮架凸缘778。例如,行星销820可以延伸进入或穿过对应的行星齿轮712中的孔,并且延伸进入或穿过第一行星齿轮架凸缘776中的开口800和第二行星齿轮架凸缘778中的开口810。这样,行星销820可以不从行星齿轮架716悬臂。此外,行星销820可以基本上是刚性的,并且可以不相对于对应的行星齿轮轴线(诸如第一行星齿轮轴线742或第二行星齿轮轴线752)偏转。另外,每个行星销820可以具有固定销孔840、轴向开孔842、第一润滑剂通道844、以及第二润滑剂通道846,如在图6中最佳地示出。
固定销孔840可以部分地或完全地穿过行星销820。固定销832可以被接纳在固定销孔840中,并且可以被接纳在第一行星齿轮架凸缘776的紧固件孔802中,以帮助抑制行星销820相对于行星齿轮架716的轴向移动。固定销832可以具有任何合适的构型。
轴向开孔842可以在轴向方向上从行星销820的端部延伸。在一个或多个实施例中,轴向开孔842可以是盲孔。插塞852可以被接纳在轴向开孔842的端部中以帮助引导润滑剂流动,如下文将更详细地讨论。插塞852可以具有任何合适的构型。例如,插塞852可以被构造为定位螺钉。
第一润滑剂通道844可以从轴向开孔842延伸到间隔件826。这样,第一润滑剂通道844可以设置在行星销820的中心附近。
第二润滑剂通道846可以与第一润滑剂通道844间隔开。第二润滑剂通道846可以从轴向开孔842延伸到第二行星齿轮架凸缘778中的润滑剂孔812。第二润滑剂通道846可以设置成邻近插塞852。
参考图6、图12和图19,第一滚子轴承组件822和第二滚子轴承组件824可以接纳行星销820并且可以被接纳在对应的行星齿轮712内部。第一滚子轴承组件822和第二滚子轴承组件824可以可旋转地支撑行星齿轮712。
间隔件826可以接纳行星销820并且可以轴向地定位在第一滚子轴承组件822与第二滚子轴承组件824之间。间隔件826可以具有比行星销820的外径更大的内径,以允许润滑剂在间隔件826的内部流动,以便帮助润滑第一滚子轴承组件822和第二滚子轴承组件824。
第一垫圈828和第二垫圈830可以接纳行星销820。第一垫圈828可以从第一行星齿轮架凸缘776延伸到第一滚子轴承组件822。第二垫圈830可以从第二行星齿轮架凸缘778延伸到第二滚子轴承组件824。这样,第一垫圈828和第二垫圈830可以协作以抑制行星齿轮712、第一滚子轴承组件822、第二滚子轴承组件824或其组合的轴向移动。
换挡机构
参考图2,换挡机构28可以设置在车桥组件10的可以设置成与车桥壳体40相反的端部处。换挡机构28可以设置在马达盖214上。
齿轮减速模块26可以与换挡机构28协作以提供期望的齿轮减速比来改变从电动马达模块24提供给差速器组件30并因此提供给车桥组件10的半轴32的扭矩。例如,齿轮减速模块26可以提供第一驱动齿轮比和第二驱动齿轮比。可以被称为低范围齿轮比的第一驱动齿轮比可以提供从电动马达模块24到差速器组件30并且因此到半轴32的齿轮减速。作为非限制性实例,第一驱动齿轮比可以提供2:1或更大的齿轮比。与第二驱动齿轮比相比,第一驱动齿轮比可以向车辆牵引轮提供增加的扭矩。
可以被称为高范围齿轮比的第二驱动齿轮比可以提供与第一驱动齿轮比不同的齿轮减速比或更小的齿轮减速比。例如,第二驱动齿轮比可以提供1:1的齿轮比。第二驱动齿轮比可以有助于更快的车辆巡航或可以帮助改善燃料经济性的巡航齿轮比。
另外,可以提供空挡位置或空挡驱动齿轮比,其中可以不通过电动马达模块24向差速器组件30提供扭矩。这样,当换挡套环处于空挡位置时,可以不在齿轮减速模块26与驱动小齿轮22之间传递扭矩。
参考图2、图13和图20,换挡机构28可以包括换挡机构壳体900、端板902、换挡套环904、以及致动器906。
换挡机构壳体900可以设置在马达盖214上,并且可以安装到马达盖214的可以设置成与差速器承载件42相反的那侧。例如,换挡机构壳体900可以利用一个或多个紧固件910(诸如螺栓)安装到马达盖214。换挡机构壳体900可以至少部分地接纳齿轮减速模块26。另外,换挡机构壳体900可以利于致动器906的安装,并且可以至少部分地接纳换挡套环904。如在图6中最佳地示出,换挡机构壳体900可以经由支撑轴承780可旋转地支撑行星齿轮架716。固位器908可以安装到换挡机构壳体900以抑制支撑轴承780的轴向移动。在至少一个构型中,固位器908可以接合支撑轴承780的外座圈以抑制朝向马达盖214的轴向移动。
端板902(其也可以被称为端帽)可以设置在换挡机构壳体900的可以设置成与车桥壳体40相反的端部上。例如,端板902可以利用多个紧固件920(诸如螺栓)安装到换挡机构壳体900。端板902可以帮助支撑致动器906。例如,端板902可以具有支撑特征922,该支撑特征可以支撑轴930,该轴可以支持并利于拨叉932的轴向移动,如下文将更详细地讨论。轴930也可以由换挡机构壳体900支撑。
换挡套环904可以至少部分地被接纳在换挡机构壳体900中。例如,换挡套环904可以至少部分地被接纳在换挡机构壳体900中,并且可以延伸穿过齿轮减速模块26的部件,诸如行星齿轮架716。在诸如图13和图20中最佳地示出的至少一个构型中,换挡套环904可以包括换挡套环孔940、换挡套环花键942、换挡套环凹槽944、以及换挡套环齿轮946。
换挡套环孔940可以延伸穿过换挡套环904并且可以围绕第一轴线70延伸。换挡套环孔940可以接纳驱动小齿轮22的轴部分122。
参考图20,换挡套环花键942可以设置在换挡套环孔940中,并且可以轴向地定位在换挡套环904的可以面向差速器承载件42的第一端附近。换挡套环花键942可以朝向第一轴线70延伸并且可以与驱动小齿轮22的花键140相配合。配合花键可以允许换挡套环904在轴向方向上或沿着第一轴线70移动,同时抑制换挡套环904相对于驱动小齿轮22围绕第一轴线70的旋转。因此,换挡套环904可以与驱动小齿轮22一起围绕第一轴线70旋转。
换挡套环凹槽944可以设置成接近换挡套环904的可以面向端板902的第二端。换挡套环凹槽944可以背向第一轴线70并且可以绕第一轴线70延伸。换挡套环凹槽944可以接纳拨叉932,该拨叉可以将换挡套环904可操作地连接到致动器906。
换挡套环齿轮946可以设置在换挡套环904的第一端与第二端之间。换挡套环齿轮946可以具有可以围绕第一轴线70安排并且可以背离第一轴线70延伸的齿。可以围绕第一轴线70延伸的环形凹槽950可以设在换挡套环齿轮946中。环形凹槽950可以接纳止动件952,该止动件可以限制换挡套环904的轴向移动。止动件952可以具有任何合适的构型。例如,止动件952可以包括一个或多个卡环。
换挡套环904可以可移动地设置在驱动小齿轮22上。换挡套环904可以选择性地占用齿轮比。更具体地,换挡套环904可以轴向地或在沿着第一轴线70延伸的方向上在第一位置、第二位置与第三位置之间移动。这些位置如图2至图4所示。
参考图2以及图6所示的图2的放大部分,换挡套环904被示出为处于第一位置。在第一位置,换挡套环904可以将行星齿轮架716联接到驱动小齿轮22。例如,换挡套环齿轮946的齿可以与行星齿轮架716的行星齿轮架齿轮部分774的齿啮合。这样,由电动马达模块24提供的扭矩可以通过转子输出凸缘290、太阳齿轮710、行星齿轮712和行星齿轮架716传递到换挡套环904,并且从换挡套环904传递到驱动小齿轮22。
参考图3,换挡套环904被示出为处于第二位置或空挡位置。第二位置可以轴向地定位在第一位置与第三位置之间。在第二位置,换挡套环904可以不将齿轮减速模块26联接到驱动小齿轮22。例如,换挡套环齿轮946的齿可以不与太阳齿轮710或行星齿轮架716的齿啮合。这样,由电动马达模块24提供的扭矩可以不传递到换挡套环904或驱动小齿轮22。换挡套环904可以设置成在处于第二位置时比在处于第一位置时更靠近车桥壳体40。
参考图4,换挡套环904被示出为处于第三位置。在第一位置,换挡套环904可以将太阳齿轮710联接到驱动小齿轮22。例如,换挡套环齿轮946的齿可以与太阳齿轮710的第二齿轮部分730的齿啮合。这样,由电动马达模块24提供的扭矩可以通过转子输出凸缘290和太阳齿轮710传递到换挡套环904,并且从换挡套环904传递到驱动小齿轮22。换挡套环904可以设置成在处于第三位置时比在处于第二位置时更靠近车桥壳体40。
还设想可以省略换挡套环,使得齿轮减速模块可以提供单个齿轮比而不是多个齿轮比。例如,行星齿轮架716可以联接到驱动小齿轮22以提供低范围齿轮比而没有高范围齿轮比。
致动器906可以设置在换挡机构壳体900上。致动器906可以使换挡套环904沿着第一轴线70在第一位置、第二位置与第三位置之间移动。例如,致动器906可以具有输出轴,该输出轴可以围绕轴线旋转。凸轮960可以安装到输出轴并且可以随输出轴一起旋转。凸轮960可以将致动器906可操作地连接到拨叉932。这样,输出轴的旋转可以沿着轴930致动拨叉932,这进而可以使换挡套环904沿着第一轴线70移动。致动器906可以是任何合适的类型。例如,致动器906可以是电动的、机电的、气动的或液压的致动器。
润滑剂室
参考图4,车桥组件10可以分成三个主要室。这些室可以包括第一润滑剂室1000、第二润滑剂室1002和空气室1004。
第一润滑剂室1000可以主要由车桥壳体40和差速器承载件42限定。更具体地,第一润滑剂室1000可以设置在车桥壳体40与差速器承载件42之间,并且可以设置轴承支撑壁64的大部分的内部。这样,第一润滑剂室1000可以接纳差速器组件30、驱动小齿轮22的齿轮部分120、驱动小齿轮22的轴部分122的一部分、第一驱动小齿轮轴承150、以及第二驱动小齿轮轴承170。另外,第一润滑剂室1000可以接纳第一润滑剂1006。第一润滑剂1006可以是高剪切油,诸如75W90齿轮油。
第二润滑剂室1002可以主要由马达盖214、转子输出凸缘290、换挡机构壳体900和端板902限定。更具体地,第二润滑剂室1002可以设置在转子输出凸缘290、马达盖214和换挡机构壳体900的大部分的内部。这样,第二润滑剂室1002可以接纳预加载螺母190、驱动小齿轮22的轴部分122的一部分、行星齿轮组700、以及换挡套环904。第二润滑剂室1002可以接纳第二润滑剂1008。第二润滑剂1008可以是与第一润滑剂1006不同类型或等级的润滑剂。例如,第二润滑剂1008可以是
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MTF7000 40W齿轮油,其可以提供更低的摩擦损耗性质和成本益处。
空气室1004可以主要由电动马达模块24和差速器承载件42限定。例如,轴承支撑壁64可以与马达壳体200和马达盖214协作以至少部分地限定空气室1004。这样,空气室1004可以在径向方向上主要设置在轴承支撑壁64与马达壳体200之间,并且在轴向方向上可以主要设置在差速器承载件42与马达盖214之间。空气室1004可以接纳部件,诸如冷却剂套202、定子204、转子206、第一转子轴承组件208、第二转子轴承组件210、转子轴承预加载模块212、导向轴承组件410、转盘466、以及旋转变压器600。可以在车桥组件10中设置通风口以准许空气室1004与周围环境流体连通。
第一润滑剂室1000、第二润滑剂室1002和空气室1004可以被各种密封部件分开,并且可以不彼此流体地连接。此类密封部件可以包括密封件支撑环180和内密封件640,如先前讨论。另外,密封部件可以包括参考图5、图9和图16最佳地示出的密封件安装环1010、第一密封件1012、第二密封件1014、以及第三密封件1016。
密封件安装环1010可以定位在驱动小齿轮22与轴承支撑壁64之间。这样,密封件安装环1010可以设置在可以由轴承支撑壁64限定的孔90中。另外,密封件安装环1010可以相对于轴承支撑壁64固定地定位。例如,密封件安装环1010可以利用干涉配合而被接纳在孔90中。密封件安装环1010可以围绕密封件支撑环180和转子输出凸缘290的第一密封件支撑表面444延伸,并且可以与它们间隔开。在至少一个构型中,密封件安装环1010可以包括第一侧1020、第二侧1022、外面1024、以及内面1026。
第一侧1020可以面向第二驱动小齿轮轴承170。在一个或多个实施例中,第一侧1020可以与第二驱动小齿轮轴承170间隔开。
第二侧1022可以设置成与第一侧1020相反。这样,第二侧1022可以面向转子输出凸缘290的凸缘部分432。
外面1024可以背向第一轴线70。外面1024可以从第一侧1020延伸到第二侧1022,并且可以接合轴承支撑壁64。
内面1026可以设置成与外面1024相反。这样,内面1026可以面向第一轴线70。在至少一个构型中,内面1026可以具有台阶式构型,该台阶式构型可以包括第一密封件安装表面1030、第二密封件安装表面1032、第三密封件安装表面1034、以及中间表面1036。
第一密封件安装表面1030可以面向密封件支撑环180并且可以围绕该密封件支撑环延伸。
第二密封件安装表面1032也可以面向密封件支撑环180并且可以围绕该密封件支撑环延伸,并且可以围绕第一轴线70延伸。第二密封件安装表面1032可以具有与第一密封件安装表面1030不同的直径。在所示的构型中,第二密封件安装表面1032可以具有比第一密封件安装表面1030更小的直径。
第三密封件安装表面1034可以面向转子输出凸缘290的第一密封件支撑表面444并且可以围绕该第一密封件支撑表面延伸。第三密封件安装表面1034可以具有与第一密封件安装表面1030不同的直径。在所示的构型中,第三密封件安装表面1034可以具有比第一密封件安装表面1030更小的直径。
中间表面1036可以轴向地定位在第二密封件安装表面1032与第三密封件安装表面1034之间。中间表面1036或其一部分可以具有比第二密封件安装表面1032、第三密封件安装表面1034或这两者更小的直径。这种构型可以帮助抑制可以与第三密封件安装表面1034中的第二密封件安装表面1032相关联的密封件的轴向移动。
第一密封件1012可以在轴承支撑壁64与驱动小齿轮22之间延伸。例如,第一密封件1012可以从第一密封件安装表面1030延伸到密封件支撑环180。第一密封件1012可以围绕密封件支撑环180延伸,并且可以帮助将第一润滑剂室1000与第二润滑剂室1002分开。
第二密封件1014可以在轴承支撑壁64与转子输出凸缘290之间延伸。例如,第二密封件1014可以从第二密封件安装表面1032延伸到转子输出凸缘290的第一密封件支撑表面444。第二密封件1014可以围绕转子输出凸缘290延伸,并且可以帮助将空气室1004与第二润滑剂室1002分开。
第三密封件1016可以轴向地定位在第一密封件1012与第二密封件1014之间。第三密封件1016可以在轴承支撑壁64与驱动小齿轮22之间延伸。例如,第三密封件1016可以从第三密封件安装表面1034延伸到密封件支撑环180。第三密封件1016可以围绕密封件支撑环180延伸,并且可以帮助将第一润滑剂室1000与第二润滑剂室1002分开。第三密封件1016可以与第一密封件1012间隔开,使得空腔1040可以设置在第一密封件1012与第三密封件1016之间。空腔1040可以流体地连接到空气室1004。例如,空腔1040可以通过可以延伸穿过密封件安装环1010的至少一个通气通道1042流体地连接到空气室1004。例如,通气通道1042可以从密封件安装环1010的内面1026延伸到密封件安装环1010的第二侧1022。这样,通气通道1042的一部分可以从第二侧1022朝向第一侧1020延伸,但不延伸到第一侧1020。在图9所示的构型中,示出了可以彼此以90°间隔安排的四个通气通道1042;然而,设想可以提供更多或更少数量的通气通道。
参考图6,内密封件640可以在密封件承载板620与转子输出凸缘290之间延伸。例如,内密封件640可以被接纳在密封件承载板孔630中,并且可以从密封件承载板620延伸到转子输出凸缘290的第二密封件支撑表面454。内密封件640可以围绕转子输出凸缘290延伸,并且可以帮助将第二润滑剂室1002与空气室1004分开。内密封件640可以与密封件安装环1010间隔开。这样,诸如导向轴承组件410、转盘466和旋转变压器600的各种部件可以轴向地定位在第二密封件1014与内密封件640之间。
控制
参考图23,示出了车桥系统1100的示意性表示。车桥系统1100可以包括车桥组件10以及控制系统1102。
控制系统1102可以包括多个电子控制器。例如,控制系统1102可以包括车桥控制器1110和制动控制器1112。还可以提供其他电子控制器,但没有描绘。一个或多个控制器可以通过车辆的控制器局域网(CAN)总线进行通信。通过CAN总线或通过多个控制器传送的信息可以具有时延问题并且可以比直接通信更慢。
车桥控制器1110可以控制车桥组件10的操作。车桥控制器1110可以从各种传感器接收信号,诸如旋转变压器600、第一速度传感器1120和第二速度传感器1122。另外,车桥控制器1110可以控制致动器906并且由此控制换挡套环904的移动。
第一速度传感器1120可以提供第一信号,该第一信号可以指示车轮14的旋转速度。第一速度传感器1120可以定位在齿轮减速模块26的下游。在至少一个构型中,第一速度传感器1120可以设置在差速器组件30与车轮14之间。在这种构型中,第一速度传感器1120可以检测车轮14、轮毂16或半轴32的旋转。例如,可以具有多个齿的调节环1130可以设置在轮毂16上并且可以随轮毂16一起围绕车轮轴线18旋转。第一速度传感器1120可以设置在车轮14附近并且可以检测调节环1130的旋转。第一速度传感器1120可以与每个车轮14、轮毂16或半轴32相关联。因此,图23中示出了两个第一速度传感器1120。还设想第一速度传感器1120可以设在其他位置。例如,第一速度传感器1120可以检测驱动小齿轮22的旋转。
第一速度传感器1120可以直接地电连接或直接地硬连线到车桥控制器1110。例如,诸如电线的第一导体1140可以从第一速度传感器1120延伸到车桥控制器1110。因此,来自第一速度传感器1120的第一信号可以从第一速度传感器1120直接地提供到车桥控制器1110,并且可以不经由诸如制动控制器1112的另一个控制器间接地路由到车桥控制器1110。这样,车桥控制器1110可以比第一信号间接地提供到车桥控制器1110的情况更快地接收到第一信号,使得车桥控制器1110可以更好地控制换挡套环904的换挡。
第二速度传感器1122可以提供第二信号,该第二信号可以指示齿轮减速模块26的旋转速度。第二速度传感器1122可以定位在换挡套环904的上游。在至少一个构型中,第二速度传感器1122可以设置在电动马达模块24与换挡套环904之间。在这种构型中,第二速度传感器1122可以检测行星齿轮组700的部件(诸如行星齿轮架716)的旋转。例如,第二速度传感器1122可以安装到换挡机构壳体900或延伸穿过换挡机构壳体900中的孔,如在图24中最佳地示出,并且可以检测可以设置在行星齿轮架716上的调节环782的旋转。还设想第二速度传感器1122可以设在其他位置。例如,第二速度传感器1122可以检测太阳齿轮710的旋转。
第二速度传感器1122可以直接地电连接或直接地硬连线到车桥控制器1110。例如,诸如电线的第二导体1142可以从第二速度传感器1122延伸到车桥控制器1110。因此,来自第二速度传感器1122的第二信号可以从第二速度传感器1122直接地提供到车桥控制器1110,并且可以不经由诸如制动控制器1112的另一个控制器间接地路由到车桥控制器1110。这样,车桥控制器1110可以比第二信号间接地提供到车桥控制器1110的情况更快地接收到第二信号,使得车桥控制器1110可以更好地控制换挡套环904的换挡。
第三速度传感器1150可以与车桥系统1100一起提供。第三速度传感器1150可以类似于第一速度传感器1120那样起作用并且可以检测调节环1130的旋转。第三速度传感器1150可以提供第三信号,该第三信号可以由控制系统1102的其他控制器使用。例如,第三信号可以提供到制动控制器1112以利于控制防抱死制动系统。归因于潜在的时延问题,第三信号可以不提供到车桥控制器1110来控制换挡套环904的换挡。
车桥控制器1110可以使用第一信号和第二信号来确定何时可以执行换挡套环904的换挡。例如,车桥控制器1110可以使用第一信号和第二信号来确定换挡套环904的旋转速度何时足够接近行星齿轮组700的部件(诸如太阳齿轮710和/或行星齿轮架716)的旋转速度,以准许换挡套环904换挡到空挡位置或从空挡位置换挡。当可以执行并完成换挡套环904的换挡时,车桥控制器1110操作致动器906来将换挡套环904移动到期望的位置。
作为以换挡套环904和第一位置或第三位置开始的实例,车桥控制器1110可以确定第一信号和第二信号何时指示足够接近的旋转速度。车桥控制器1110然后可以通过控制转子206的旋转速度或减小从电源/逆变器1160提供的电力来临时地减轻或减小换挡套环904上扭矩,以准许换挡套环904更容易从第一位置或第三位置致动到第二(空挡)位置。车桥控制器1110然后可以操作致动器906以将换挡套环904移动到第二位置。
车桥控制器1110可以通过控制转子206的旋转速度以使换挡套环904与太阳齿轮710的旋转速度同步来允许换挡套环904从第二位置移动到第一位置而将换挡套环904从第二位置移动到第一位置或第三位置,或者可以使换挡套环904与行星齿轮架716的旋转速度同步以允许换挡套环904从空挡位置移动到第三位置。
差速器组件和半轴
参考图2,差速器组件30可以至少部分地被接纳在壳体组件20的中心部分50中。差速器组件30可以向车轮14传递扭矩并且准许车轮14以不同的速度旋转。差速器组件30可以可操作地连接到半轴32,并且可以允许半轴32以本领域的技术人员已知的方式以不同的旋转速度旋转。这样,差速器组件30可以经由环形齿轮110接收扭矩并且将扭矩提供到半轴32。
参考图1、图2和图23,半轴32可以将扭矩从差速器组件30传递到对应的轮毂16和车轮14。例如,可以提供两个半轴32,使得每个半轴32延伸穿过车桥壳体40的不同臂部分52。半轴32可以沿着车轮轴线18延伸并且可以通过差速器组件30围绕该车轮轴线旋转。每个半轴32可以具有第一端和第二端。第一端可以可操作地连接到差速器组件30。第二端可以设置成与第一端相反并且可以可操作地连接到车轮14。可选地,可以在半轴32与车轮14之间提供齿轮减速。
扭矩传递装置
参照图27至图36,示出了换挡套环1400的实例。换挡套环1400可以是可以将扭矩传递至第一驱动部件1402和第二驱动部件1404、或将扭矩从该第一驱动部件和第二驱动部件中传递的扭矩传递装置的一部分。例如,第一驱动部件1402、第二驱动部件1404或其组合都可以与可以具有任何合适的构型的车桥组件相关联。
第一驱动部件1402和第二驱动部件1404具有任何合适的构型、并且可以设置在沿着扭矩传递路径(诸如车桥组件的扭矩传递路径)的任何合适的位置。例如,第一驱动部件1402和第二驱动部件1404可以与车桥间差速器单元、差速器、输入轴、输出轴、半轴、车桥组件的齿轮等相关联或者可以是其一部分。第一驱动部件1402和第二驱动部件1404将主要在第一驱动部件1402是行星齿轮组的一部分(诸如行星齿轮架716)的上下文中讨论,并且在第二驱动部件1404是行星齿轮组的另一部分(诸如太阳齿轮710)的上下文中讨论;然而,应当理解的是,第一驱动部件1402和第二驱动部件1404可以不与其他构型的行星齿轮组相关联。
在例如参考图27最佳地示出的至少一个构型中,换挡套环1400可以包括套环孔1410、第一套环花键1412、套环凹槽1414、套环齿轮1416、以及第二套环花键1418。
套环孔1410可以是可以延伸穿过换挡套环1400的通孔。套环孔1410可以围绕并沿着轴线1420延伸。套环孔1410可以接纳第一轴1422以及可选的第二轴1424。
第一轴1422可以具有任何合适的构型。例如,第一轴1422可以是输入轴、输出轴、半轴或与另一部件(诸如驱动小齿轮、车桥间差速器单元、可旋转壳体等)一体形成或与其联接的轴。为了说明的目的,第一轴1422可以是驱动小齿轮22的轴部分122,并且轴线1420可以类似于第一轴线70。第一轴1422可以围绕轴线1420旋转、并且可以沿着或围绕轴线1420延伸。此外,第一轴1422可以包括第一轴花键1426。第一轴花键1426可以包括多个齿。这些齿可以围绕轴线1420安排、可以基本平行于轴线1420延伸、并且可以与第一套环花键1412选择性地配合。
第二轴1424可以具有任何合适的构型。例如,第二轴1424可以是输入轴、输出轴、半轴或与另一部件(诸如驱动小齿轮、车桥间差速器单元、可旋转壳体等)一体形成或与其联接的轴。为了说明的目的,第二轴1424可以是可以将动力或扭矩从车桥组件10传递至辅助器具的辅助轴或动力输出(PTO)轴,该辅助器具可以是可操作地连接至第二轴1424。辅助器具的实例包括但不限于泵、梯子、真空吸尘器、鼓风机、压缩机、曲柄、机械臂、压实机、臂架、抓机、移树机、自卸车台升降机等。还设想到,第二轴1424可以起到车桥组件10的输入的作用,该车桥组件的输入可以接收来自辅助器具(例如像发动机一样的动力源)的动力或扭矩。第二轴1424可以围绕轴线1420旋转、并且可以沿着或围绕轴线1420延伸。此外,第二轴1424可以包括第二轴花键1436。第二轴花键1436可以包括可以围绕轴线1420安排的多个齿。这些齿可以基本平行于轴线1420延伸、并且可以与第二套环花键1418选择性地配合。
第一套环花键1412可以布置在套环孔1410中。第一套环花键1412可以具有多个套环花键齿(也可以称为第一组套环花键齿1440)。套环花键齿1440可以朝向轴线1420延伸、并且可以被配置成与第一轴花键1426的齿选择性地配合。配合的花键可以允许换挡套环1400在轴向方向上或沿着轴线1420移动,同时抑制换挡套环1400相对于第一轴1422绕轴线1420旋转。因此,当第一套环花键1412与第一轴花键1426配合时,换挡套环1400可以与第一轴1422一起绕轴线1420旋转。
第二套环花键1418可以布置在套环孔1410中。第二套环花键1418可以具有多个套环花键齿(也可以称为第二组套环花键齿1442)。套环花键齿1442可以朝向轴线1420延伸、并且可以被配置成与第二轴花键1436的齿选择性地配合。配合的花键可以允许换挡套环1400在轴向方向上或沿着轴线1420移动,同时抑制换挡套环1400相对于第二轴1424绕轴线1420旋转。因此,当第二套环花键1418与第二轴花键1436配合时,换挡套环1400可以与第二轴1424一起绕轴线1420旋转。
套环凹槽1414(如果提供的话)可以背朝轴线1420并且可以围绕轴线1420延伸。套环凹槽1414可以接纳连杆(例如拨叉932),该连杆可以将换挡套环1400可操作地连接至致动器。致动器可以是任何合适的类型(诸如电动的、机电的、气动的、或液压的致动器)并且可以具有或可以不具有与上述致动器906相同的构型。
套环齿轮1416可以被布置为与套环孔1410相反。套环齿轮1416可以布置在换挡套环1400的第一端部与第二端部之间。套环齿轮1416可以具有多个套环齿(其也可以称为一组套环齿1450)。套环齿1450可以被布置为与套环孔1410相反并且可以背离轴线1420延伸。套环齿1450可以围绕轴线1420以重复的构型或关系来安排。在例如参考图27和图28最佳地示出的至少一个构型中,每个套环齿1450可以包括第一端表面1460、第二端表面1462、第一套环齿侧表面1464、第二套环齿侧表面1466和端头表面1468。套环齿平分平面1470、间隙平分平面1472和套环齿横向平面1474可以与套环齿轮1416的套环齿1450相关联。
第一端表面1460可以布置在套环齿1450的第一端部处。第一端表面1460可以背离轴线1420延伸。例如,第一端表面1460可以从换挡套环1400的外表面在背离轴线1420延伸的方向上朝向端头表面1468延伸或延伸到端头表面1468的第一端部。在所示的构型中,第一端表面1460被描绘为相对于轴线1420呈斜角;然而,设想到的是,第一端表面1460可以以其他角度定向(例如垂直于轴线1420),并且在一个或多个构型中可以是非平面的。例如,第一端表面1460或其一部分可以是弯曲的或沿圆弧延伸。
第二端表面1462可以布置在套环齿1450的第二端部处。这样,第二端表面1462可以布置在套环齿1450的与第一端表面1460相反的端部处、并且可以与第一端表面1460间隔开。第二端表面1462可以背离轴线1420延伸。例如,第二端表面1462可以从换挡套环1400的外表面在背离轴线1420延伸的方向上朝向端头表面1468延伸或延伸到端头表面1468的可以被布置为与第一端部相反的第二端部处。在所示的构型中,第二端表面1462被描绘为相对于轴线1420呈斜角;然而,设想到的是,第二端表面1462可以以其他角度定向(例如垂直于轴线1420),并且在一个或多个构型中可以是非平面的。例如,第二端表面1462或其一部分可以是弯曲的或沿圆弧延伸。设想到的是,第二端表面1462可以与第一端表面1460围绕或关于套环齿横向平面1474具有镜像对称性,这将在下面更详细地描述。
主要参考图28,第一套环齿侧表面1464可以在第一端表面1460与第二端表面1462之间延伸。例如,第一套环齿侧表面1464可以从第一端表面1460延伸到第二端表面1462。第一套环齿侧表面1464可以在第一端表面1460与第二端表面1462之间凹入、或者从第一端表面1460凹入到第二端表面1462。这样,第一套环齿侧表面1464可以被布置为在第一端表面1460处或附近以及在第二端表面1462处或附近比被布置得更靠近套环齿1450的中心和套环齿横向平面1474的位置处更远离套环齿平分平面1470。在至少一个构型中,第一套环齿侧表面1464可以从第一端表面1460连续弯曲到第二端表面1462。
第一套环齿侧表面1464也可以从端头表面1468在朝向轴线1420延伸的方向上延伸。此外,第一套环齿侧表面1464可以从端头表面1468弯曲到相邻套环齿1450之间的空间或间隙1480的根部或底部。这样,第一套环齿侧表面1464可以从端头表面1468的第一侧向端朝向间隙平分平面1472弯曲或弯曲到该间隙平分平面。第一套环齿侧表面1464可以在一个或多个构型中具有渐开线构型或渐开线截面。
第二套环齿侧表面1466可以被布置为与第一套环齿侧表面1464相反。第二套环齿侧表面1466可以在第一端表面1460与第二端表面1462之间延伸。例如,第二套环齿侧表面1466可以从第一端表面1460延伸到第二端表面1462。这样,第二套环齿侧表面1466可以从第一端表面1460的端部或边缘(该端部或边缘可以被布置为与第一端表面1460与第一套环齿侧表面1464相交的地方相反)延伸、并且可以从第二端表面1462的端部或边缘(该端部或边缘可以被布置为与第二端表面1462与第一套环齿侧表面1464相交的地方相反)延伸。第二套环齿侧表面1466可以在第一端表面1460与第二端表面1462之间凹入、或者从第一端表面1460凹入到第二端表面1462。这样,第二套环齿侧表面1466可以被布置为在第一端表面1460处或附近以及在第二端表面1462处或附近比在布置得更靠近套环齿1450的中心和套环齿横向平面1474的位置处更远离套环齿平分平面1470。在至少一个构型中,第二套环齿侧表面1466可以从第一端表面1460朝向第二端表面1462连续弯曲或弯曲到该第二端表面。
第二套环齿侧表面1466也可以从端头表面1468在朝向轴线1420延伸的方向上延伸。此外,第二套环齿侧表面1466可以从端头表面1468弯曲到被布置在相邻套环齿1450之间的空间或间隙1480的根部或底部。这样,第二套环齿侧表面1466可以从端头表面1468的可以被布置为与第一侧向端相反的第二侧向端弯曲到间隙平分平面1472。第二套环齿侧表面1466可以在一个或多个构型中具有渐开线构型或渐开线截面。
参照图27,端头表面1468可以背朝轴线1420。在至少一个构型中,端头表面1468可以从第一端表面1460延伸到第二端表面1462、并且可以从第一套环齿侧表面1464延伸到第二套环齿侧表面1466。端头表面1468可以布置在套环齿轮1416的外直径处。外直径可以延伸穿过轴线1420,并且可以从一个套环齿1450的端头表面1468延伸到布置在换挡套环1400的相反侧上的另一套环齿1450的端头表面1468。如本领域技术人员所知,每个套环齿1450也可以具有可以小于外直径并且可以大于根部直径的节圆直径。
套环齿平分平面1470可以从轴线1420延伸、并且可以平分套环齿1450。例如,套环齿平分平面1470可以是以下平面,该平面可以延伸穿过第一端表面1460和第二端表面1462使得轴线1420可以完全布置在套环齿平分平面1470中。这样,套环齿平分平面1470可以平分套环齿1450、第一端表面1460、第二端表面1462或其组合。第一套环齿侧表面1464和第二套环齿侧表面1466可以关于套环齿平分平面1470具有镜像对称性。
间隙平分平面1472可以从轴线1420延伸、并且可以平分相邻套环齿1450之间的空间或间隙1480。例如,间隙平分平面1472可以是以下平面,该平面可以与相邻套环齿1450的第一套环齿侧表面1464和第二套环齿侧表面1466间隔开或可以布置在它们的端部处使得轴线1420可以完全布置在间隙平分平面1472中。根部直径可以被布置在间隙平分平面1472中。
换挡套环1400可以在间隙平分平面1472中具有凹入的截面。例如,间隙1480的根部或底部可以被布置为在第一端表面1460和第二端表面1462处或附近比在更靠近套环齿横向平面1474的位置处更远离轴线1420。例如,间隙1480的根部或底部可以被布置在距轴线1420第一径向距离(也称为根部端半径)处,在该处根部与第一端表面1460相交并且在该处根部与第二端表面1462相交。每个间隙1480可以具有单独的间隙平分平面1472或与另一个间隙1480共享间隙平分平面1472,该另一个间隙可以被布置为在直径上与间隙1480直接相反(即,间隙平分平面1472可以平分在第一对相邻齿与第二对相邻齿之间的间隙,该第二对相邻齿位于换挡套环和轴线1420中与第一对相反的一侧)。
套环齿横向平面1474可以被布置为垂直于轴线1420、套环齿平分平面1470和间隙平分平面1472。套环齿横向平面1474可以轴向定位在第一套环齿侧表面1464和第二套环齿侧表面1466的中点处。此外,套环齿横向平面1474可以与第一端表面1460和第二端表面1462等距隔开。这样,套环齿横向平面1474可以在轴向方向上平分套环齿1450和相邻套环齿1450之间的间隙1480。
第一套环齿侧表面1464和第二套环齿侧表面1466可以被布置为在套环齿横向平面1474处最靠近套环齿平分平面1470。这样,第一套环齿侧表面1464和第二套环齿侧表面1466可以被布置为在套环齿横向平面1474处比在第一端表面1460、第二端表面1462、或第一端表面1460与套环齿横向平面1474之间的点、或第二端表面1462与套环齿横向平面1474之间的点处更靠近套环齿平分平面1470。第一套环齿侧表面1464可以绕或关于套环齿横向平面1474具有镜像对称性。类似地,第二套环齿侧表面1466可以绕或关于套环齿横向平面1474具有镜像对称性。
在至少一个构型中,根部可以布置在径向距离处(其可以被称为根部中点半径),在该处间隙平分平面1472与套环齿横向平面1474相交。根部中点半径可以小于根部端半径。这样,根部可以被布置为在间隙平分平面1472与套环齿横向平面1474相交的地方比在间隙平分平面1472与第一端表面1460或第二端表面1462相交的地方更靠近轴线1420。
参照图27和图28,第一驱动部件1402可以选择性地与换挡套环1400接合。更具体地,当换挡套环1400和第一驱动部件1402啮合接合时,换挡套环1400可以在轴与第一驱动部件1402之间传递扭矩。在至少一个构型中,第一驱动部件1402可以包括第一开口1500和第一组齿1502。
第一开口1500可以接纳换挡套环1400。第一开口1500可以围绕轴线1420并沿着其延伸。第一开口1500被描绘为延伸穿过第一驱动部件1402的通孔;然而,还设想到的是,第一开口1500可以是其他构型的盲孔。
第一组齿1502可以被布置在第一开口1500中。第一组齿1502可以选择性地与这组套环齿1450接合。第一组齿1502可以从第一驱动部件1402的本体朝向轴线1420延伸。齿1502可以围绕轴线1420以重复的构型或关系来安排。在至少一个构型中并且如图28最佳地示出,每个齿1502可以包括第一端部1510、第二端部1512、第一侧向侧表面1514、第二侧向侧表面1516、以及端头表面1518。此外,齿平分平面1520、间隙平分平面1522和齿横向平面1524可以与齿1502相关联。
第一端部1510可以布置在齿1502的第一端部处。第一端部1510可以朝向轴线1420延伸。例如,第一端部1510可以在朝向轴线1420延伸的方向上朝向端头表面1518延伸或延伸到端头表面1518的第一端部。在所示的构型中,第一端部1510被描绘为相对于轴线1420呈斜角;然而,设想到的是,第一端部1510可以以其他角度定向(例如垂直于轴线1420),并且在一个或多个构型中可以是非平面的。例如,第一端部1510或其一部分可以是弯曲的或沿圆弧延伸。
第二端部1512可以被布置在齿1502的与第一端部1510相反的端部处。这样,第二端部1512可以与第一端部1510间隔开。第二端部1512可以朝向轴线1420延伸。例如,第二端部1512可以在朝向轴线1420延伸的方向上朝向端头表面1518延伸、或者延伸到端头表面1518的可以被布置为与端头表面1518的第一端部相反的第二端部。在所示的构型中,第二端部1512被描绘为相对于轴线1420呈斜角;然而,设想到的是,第二端部1512可以以其他角度定向(例如垂直于轴线1420),并且在一个或多个构型中可以是非平面的。例如,第二端部1512或其一部分可以是弯曲的或沿圆弧延伸。
第一侧向侧表面1514可以在第一端部1510与第二端部1512之间延伸。例如,第一侧向侧表面1514可以从第一端部1510延伸到第二端部1512。第一侧向侧表面1514可以在第一端部1510与第二端部1512之间凸起或从第一端部1510凸起到第二端部1512。第一侧向侧表面1514可以布置为在第一端部1510和第二端部1512处或附近比在齿横向平面1524处更靠近齿平分平面1520。此外,齿平分平面1520距第一侧向侧表面1514的距离可以在距齿横向平面1524的距离增加时减小。第一侧向侧表面1514可以是从第一端部1510连续弯曲到第二端部1512的非平面表面。
第一侧向侧表面1514也可以从端头表面1518在背离轴线1420延伸的方向上延伸。此外,第一侧向侧表面1514可以从端头表面1518弯曲到相邻齿1502之间的空间或间隙1530的根部或底部。这样,第一侧向侧表面1514可以从端头表面1518的第一边缘弯曲到相邻的间隙平分平面1522。第一侧向侧表面1514在一个或多个构型中可以具有渐开线构型或渐开线截面。
第二侧向侧表面1516可以被布置为与第一侧向侧表面1514相反。第二侧向侧表面1516可以在第一端部1510与第二端部1512之间延伸。例如,第二侧向侧表面1516可以从第一端部1510延伸到第二端部1512。第二侧向侧表面1516可以在第一端部1510与第二端部1512之间凸起或从第一端部1510凸起到第二端部1512。第二侧向侧表面1516可以布置为在第一端部1510和第二端部1512处或附近比在齿横向平面1524处更靠近齿平分平面1520。此外,齿平分平面1520距第二侧向侧表面1516的距离可以在距齿横向平面1524的距离增加时减小。因此,第一侧向侧表面1514可以被布置为在第一端部1510和第二端部1512处比在齿横向平面1524处更靠近第二侧向侧表面1516。第二侧向侧表面1516可以是从第一端部1510连续弯曲到第二端部1512的非平面表面。
第二侧向侧表面1516也可以从端头表面1518在背离轴线1420延伸的方向上延伸。此外,第二侧向侧表面1516可以从端头表面1518弯曲到相邻齿1502之间的间隙1530的根部或底部。这样,第二侧向侧表面1516可以从端头表面1518的第二边缘弯曲到相邻的间隙平分平面1522。第二侧向侧表面1516在一个或多个构型中可以具有渐开线构型或渐开线截面。
端头表面1518可以面朝轴线1420。在至少一个构型中,端头表面1518可以从第一端部1510延伸到第二端部1512、并且可以从第一侧向侧表面1514延伸到第二侧向侧表面1516。端头表面1518可以被布置在距轴线1420恒定的径向距离处。例如,端头表面1518可以被布置在第一组齿1502的内直径处。内直径可以延伸穿过轴线1420。每个齿1502也可以具有节圆直径,该节圆直径可以以本领域技术人员已知的方式大于内直径并且可以小于根部直径。
齿平分平面1520可以从轴线1420延伸、并且可以平分齿1502。例如,齿平分平面1520可以是以下平面,该平面可以延伸穿过第一端部1510和第二端部1512使得轴线1420可以完全布置在齿平分平面1520中。这样,齿平分平面1520可以平分齿1502、第一端部1510、第二端部1512或它们的组合。第一侧向侧表面1514和第二侧向侧表面1516可以关于齿平分平面1520具有镜像对称性。取决于所提供的齿的数量,每个齿1502可以具有单独的齿平分平面1520、或者可以与相反的齿1502共享齿平分平面1520。
间隙平分平面1522可以从轴线1420延伸、并且可以平分相邻齿1502之间的空间或间隙1530。例如,间隙平分平面1522可以是以下平面,该平面可以与相邻齿1502的第一侧向侧表面1514和第二侧向侧表面1516间隔开或可以布置在它们的端部处使得轴线1420可以完全布置在间隙平分平面1522中。根部直径可以被布置在间隙平分平面1522中。
在第一驱动部件1402沿间隙平分平面1522的截面中,第一驱动部件1402可以在间隙平分平面1522中具有凹入的截面,这可以有利于齿1502的切割。间隙1530的根部或底部可以被布置为在第一端部1510处比在第二端部1512处更远离轴线1420和端头表面1518。例如,间隙1530的根部或底部可以布置在距轴线1420为第一根部半径处(在该处根部与第一端部1510相交)、并且可以布置在距轴线1420为第二根部半径处(在该处根部与第二端部1512相交)。第一根部半径可以大于第二根部半径。每个间隙1530可以具有单独的间隙平分平面1522、或者可以与另一间隙1530共享间隙平分平面1522,该另一间隙可以取决于齿1502的定位和数量被布置为与间隙1530直接相反。
齿横向平面1524可以被布置为垂直于轴线1420、齿平分平面1520、以及间隙平分平面1522。齿横向平面1524可以轴向定位在第一侧向侧表面1514和第二侧向侧表面1516的中点处。此外,齿横向平面1524可以与第一端部1510和第二端部1512等距隔开。这样,齿横向平面1524可以在轴向方向上平分齿1502和相邻齿1502之间的间隙1530。第一侧向侧表面1514和第二侧向侧表面1516可以被布置为在齿横向平面1524处距齿平分平面最远。第一侧向侧表面1514和第二侧向侧表面1516可以关于或相对于齿横向平面1524具有镜像对称性。
第二驱动部件1404可以与第一驱动部件1402间隔开。第二驱动部件1404可以选择性地与换挡套环1400接合。更具体地,当换挡套环1400和第二驱动部件1404啮合接合时,套环1400可以在轴与第二驱动部件1404之间传递扭矩。在至少一个构型中,第二驱动部件1404可以包括第二开口1600、第二组齿1602、以及可以被环形凹槽1604分开的第三组齿1602’。
第二开口1600可以接纳换挡套环1400。第二开口1600可以围绕并沿着轴线1420延伸。第二开口1600被描绘为延伸穿过第二驱动部件1404的通孔。
第二组齿1602可以被布置在第二开口1600中。第二组齿1602可以选择性地与这组套环齿1450接合。第二组齿1602可以从第二驱动部件1404的本体朝向轴线1420延伸。齿1602可以围绕轴线1420以重复的构型或关系来安排。在至少一个构型中,每个齿1602可以包括第三端部1610、第四端部1612、第一侧向侧表面1614、第二侧向侧表面1616和端头表面1618。齿平分平面1620、间隙平分平面1622和齿横向平面1624可以与齿1602相关联。
第三端部1610可以被布置在齿1602的第一端部处。第三端部1610可以朝向轴线1420延伸。例如,第三端部1610可以在朝向轴线1420延伸的方向上朝向端头表面1618延伸或延伸到端头表面1618的第一端部。在所示的构型中,第三端部1610被描绘为相对于轴线1420呈斜角;然而,设想到的是,第三端部1610可以以其他角度定向(例如垂直于轴线1420),并且在一个或多个构型中可以是非平面的。例如,第三端部1610或其一部分可以是弯曲的或沿圆弧延伸。第三端部1610可以面朝第二端部1512。
第四端部1612可以被布置在齿1602的与第三端部1610相反的端部处。这样,第四端部1612可以与第三端部1610间隔开。第四端部1612可以朝向轴线1420延伸。例如,第四端部1612可以在朝向轴线1420延伸的方向上朝向端头表面1618延伸、或者延伸到端头表面1618的可以被布置为与端头表面1618的第一端部相反的第二端部。在所示的构型中,第四端部1612被描绘为相对于轴线1420呈斜角;然而,设想到的是,第四端部1612可以以其他角度定向(例如垂直于轴线1420),并且在一个或多个构型中可以是非平面的。例如,第四端部1612或其一部分可以是弯曲的或沿圆弧延伸。第四端部1612和第一端部1510可以面向相反的方向。
第一侧向侧表面1614可以在第三端部1610与第四端部1612之间延伸。例如,第一侧向侧表面1614可以从第三端部1610延伸到第四端部1612。第一侧向侧表面1614可以在第三端部1610与第四端部1612之间凸起或从第三端部1610凸起到第四端部1612。第一侧向侧表面1614可以布置为在第三端部1610和第四端部1612处或附近比在齿横向平面1624处更靠近齿平分平面1620。此外,齿平分平面1620距第一侧向侧表面1614的距离可以随距齿横向平面1624的轴向距离增加而逐渐减小。第一侧向侧表面1614可以是从第三端部1610连续弯曲到第四端部1612的非平面表面。
第一侧向侧表面1614也可以从端头表面1618在背离轴线1420延伸的方向上延伸。此外,第一侧向侧表面1614可以从端头表面1618弯曲到相邻齿1602之间的空间或间隙1630的根部或底部。这样,第一侧向侧表面1614可以从端头表面1618的第一边缘弯曲到相邻的间隙平分平面1622。第一侧向侧表面1614在一个或多个构型中可以具有渐开线构型或渐开线截面。
第二侧向侧表面1616可以被布置为与第一侧向侧表面1614相反。第二侧向侧表面1616可以在第三端部1610与第四端部1612之间延伸。例如,第二侧向侧表面1616可以从第三端部1610延伸到第四端部1612。第二侧向侧表面1616可以在第三端部1610与第四端部1612之间凸起或从第三端部1610凸起到第四端部1612。第二侧向侧表面1616可以布置为在第三端部1610和第四端部1612处或附近比在齿横向平面1624处更靠近齿平分平面1620。此外,齿平分平面1620距第二侧向侧表面1616的距离可以随距齿横向平面1624的轴向距离增加而逐渐减小。因此,第一侧向侧表面1614可以被布置为在第三端部1610和第四端部1612处比在齿横向平面1624处更靠近第二侧向侧表面1616。第二侧向侧表面1616可以是从第三端部1610连续弯曲到第四端部1612的非平面表面。
第二侧向侧表面1616也可以从端头表面1618在背离轴线1420延伸的方向上延伸。此外,第二侧向侧表面1616可以从端头表面1618弯曲到相邻齿1602之间的间隙1630的根部或底部。这样,第二侧向侧表面1616可以从端头表面1618的第二边缘弯曲到相邻的间隙平分平面1622。第二侧向侧表面1616在一个或多个构型中可以具有渐开线构型或渐开线截面。
端头表面1618可以面朝轴线1420。在至少一个构型中,端头表面1618可以从第三端部1610延伸到第四端部1612、并且可以从第一侧向侧表面1614延伸到第二侧向侧表面1616。端头表面1618可以被布置在距轴线1420恒定的径向距离处。例如,端头表面1618可以被布置在第一组齿1602的内直径处。内直径可以延伸穿过轴线1420。每个齿1602也可以具有节圆直径,该节圆直径可以以本领域技术人员已知的方式大于内直径并且可以小于根部直径。
齿平分平面1620可以从轴线1420延伸、并且可以平分齿1602。例如,齿平分平面1620可以是以下平面,该平面可以延伸穿过第三端部1610和第四端部1612使得轴线1420可以完全布置在齿平分平面1620中。这样,齿平分平面1620可以平分齿1602、第三端部1610、第四端部1612或它们的组合。第一侧向侧表面1614和第二侧向侧表面1616可以关于齿平分平面1620具有镜像对称性。取决于所提供的齿的数量,每个齿1602可以具有单独的齿平分平面1620、或者可以与相反的齿1602共享齿平分平面1620。
间隙平分平面1622可以从轴线1420延伸、并且可以平分相邻齿1602之间的空间或间隙1630。例如,间隙平分平面1622可以是以下平面,该平面可以与相邻齿1602的第一侧向侧表面1614和第二侧向侧表面1616间隔开或可以布置在它们的端部处使得轴线1420可以完全布置在间隙平分平面1622中。根部直径可以被布置在间隙平分平面1622中。
在第二驱动部件1404沿间隙平分平面1622的截面中,第二驱动部件1404可以在间隙平分平面1622中具有凹入的截面,这可以有利于齿1602的切割。间隙1630的根部或底部可以被布置为在第三端部1610处比在第四端部1612处更远离轴线1420和端头表面1618。每个间隙1630可以具有单独的间隙平分平面1622、或者可以与另一间隙1630共享间隙平分平面1622,该另一间隙可以取决于齿1602的定位和数量被布置为与间隙1630直接相反。
齿横向平面1624可以被布置为垂直于轴线1420、齿平分平面1620、以及间隙平分平面1622。齿横向平面1624可以轴向定位在第一侧向侧表面1614和第二侧向侧表面1616的中点处。此外,齿横向平面1624可以与第三端部1610和第四端部1612等距隔开。这样,齿横向平面1624可以在轴向方向上平分齿1602和相邻齿1602之间的间隙1630。
第一侧向侧表面1614和第二侧向侧表面1616可以被布置为在第三端部1610和第四端部1612处最靠近齿平分平面1620,并且可以布置为在齿横向平面1624处更远离齿平分平面1620。第一侧向侧表面1614可以绕或关于齿横向平面1624不具有镜像对称性。类似地,第二侧向侧表面1616可以绕或关于齿横向平面1624不具有镜像对称性。
第三组齿1602’可以与第二组齿1602间隔开并且可以被轴向地定位在第二组齿1602与第一驱动部件1402之间。第三组齿1602’可以具有与第二组齿1602基本上相同的构型并且可以具有相同的特征。第三组齿1602’的对应特征用撇号(‘)指示。因此,第二组齿1602’可以包括第三端部1610’、第四端部1612’、第一侧向侧表面1614’、第二侧向侧表面1616’、以及端头表面1618’。齿平分平面1620’、间隙平分平面1622’和齿横向平面1624’可以与齿1602’相关联。齿横向平面1624、1624’可以被布置为彼此基本上平行。间隙1630’可以被布置在相邻齿1602’之间。
参照图27至图36,展示了换挡套环1400相对于第一驱动部件1402和第二驱动部件1404的运动。换挡套环1400可以沿着轴线1420在第一位置(“位置1”)、第一空挡位置(“空挡1”)、第二位置(“位置2”)、第二空挡位置(“空挡2”)、以及第三位置(“位置3”)之间移动。为清楚起见,与这些附图相关联的截面视图主要展示了第一驱动部件1402和第二驱动部件1404的齿的截面并且总体上省却了第一轴1422和第二轴1424。
参考图27,换档套环1400被示出为处于第一位置。当处于第一位置时,换挡套环1400可以被轴向地定位为接合或接触第二驱动部件1404和第二轴1424。当处于第一位置时,这组套环齿1450可以与第二组齿1602啮合。第二套环花键1418可以与第二轴花键1436啮合。这样,当换挡套环1400处于第一位置时,换挡套环1400可以在第二轴1424与第二驱动部件1404之间传递扭矩,但是在第一轴1422或第一驱动部件1402之间不传递扭矩。
参照图29和图30,换挡套环1400被示出为处于第一空挡位置。在第一空挡位置中,换挡套环1400可以相对于图27在轴向方向上向右移动。当处于第一空挡位置时,换挡套环1400可以与第一驱动部件1402、第二驱动部件1404、第一轴1422、以及第二轴1424间隔开,并且可以在它们之间不传递扭矩。
参照图31和图32,换挡套环1400被示出为处于第二位置。在第二位置中,换挡套环1400可以相对于图29所示的第一空挡位置在轴向方向上向右移动。当处于第二位置时,换挡套环1400可以被轴向地定位为接合或接触第二驱动部件1404和第一轴1422。更具体地,当处于第二位置时,这组套环齿1450可以与第三组齿1602’啮合并且第一套环花键1412可以与第一轴花键1426啮合。这样,当换挡套环1400处于第二位置时,换挡套环1400可以在第一轴1422与第二驱动部件1404之间传递扭矩,但是在第二轴1424或第一驱动部件1402之间不传递扭矩。
参照图33和图34,换挡套环1400被示出为处于第二空挡位置。在第二空挡位置中,换挡套环1400可以相对于图31所示的第二位置在轴向方向上向右移动。当处于第一空挡位置时,换挡套环1400可以与第一驱动部件1402、第二驱动部件1404、以及第二轴1424间隔开,并且可以在它们之间不传递扭矩。在第二空挡位置时,第一套环花键1412可以与第一轴花键1426啮合并且可以与第一轴1422一起旋转。
参照图35和图36,换挡套环1400被示出为处于第三位置。在第三位置中,换挡套环1400可以相对于图33所示的第二空挡位置在轴向方向上向右移动。当处于第三位置时,换挡套环1400可以被轴向地定位为接合或接触第一驱动部件1402和第一轴1422。当处于第三位置时,这组套环齿1450可以与第一驱动部件1402的第一组齿1502啮合,并且第一套环花键1412可以与第一轴花键1426啮合。这样,当换挡套环1400处于第三位置时,换挡套环1400可以在第一轴1422与第一驱动部件1402之间传递扭矩,但是在第二轴1424或第二驱动部件1404之间不传递扭矩。
相邻套环齿1450之间的间隙可以足够宽以允许当换挡套环1400沿着轴线1420移动时第一驱动部件1402和第二驱动部件1404的齿1602装配在相邻套环齿1450之间。
由于相邻套环齿1450之间间隙的尺寸,当套环齿1450与第二组齿1602啮合时,第一套环齿侧表面1464或第二套环齿侧表面1466可以接合或接触第二组齿1602的构件;当套环齿1450与第三组齿1602'啮合时,可以接合或接触第三组齿1602'的构件;或当套环齿1450与第一组齿1502啮合时,可以接合或接触第一组齿1502的构件。例如,在第一位置中,取决于换挡套环1400或第二驱动部件1404绕轴线1420的旋转方向,第一套环齿侧表面1464可以接触或接合齿1602的第二侧向侧表面1616或第二套环齿侧表面1466可以接触或接合齿1602的第一侧向侧表面1614。例如,当第二驱动部件1404在第一旋转方向上旋转时,第一套环齿侧表面1464可以接触或接合第二侧向侧表面1616,并且当第二驱动部件1404在可以被布置为与第一旋转方向相反的第二旋转方向上旋转时,第二套环齿侧表面1466可以接触或接合第一侧向侧表面1614。在第一套环齿侧表面1464与第二套环齿侧表面1466之间、和第二侧向侧表面1616’与第一侧向侧表面1614’、和第二侧表面1516和第一侧表面1514之间也可以存在类似的关系。
参照图37A至图37C,套环齿1450的凹形套环齿侧表面和第一组齿1502、第二组齿1602、以及第三组齿1602’的凸形侧表面可以有助于对准并且对啮合齿定中心。这种“自定中心”可以有助于保持啮合齿的接合并且因此抑制意外的脱离接合以及扭矩传递的意外中断。如图37A至图37C所示,可以在多个方向上或沿着不同的力矢量对套环齿1450施加力。例如,对套环齿1450施加的力的一部分可以轴向施加、或者可以在可以基本平行于轴线1420延伸的如用力矢量FA所表示的方向上施加,并且这个力的一部分可以在被布置为垂直于力矢量FA的如用力矢量FT所表示的方向上施加。为了方便参考,这些附图中示出了套环齿1450和第二组齿1602并且出于以下讨论目的而参考;然而,应理解的是,第一组齿1502和第三组齿1602’可以被第二组齿1602替代。还应注意的是,图37A至图37C中为清楚起见仅以两个啮合齿示出了力矢量,并且相似的力矢量可以存在于多对啮合齿中。
在图37A中,力矢量FA朝向第一端表面1460延伸并且可以助于保持换挡套环1400与齿(例如第二驱动部件1404的齿1602)接合。此外,力矢量FA可以在第一轴向方向上或从所示的视角向右施加力。在传递动力期间,换挡套环1400可以“自定中心”或响应于力矢量FA从图37A所示位置向右移动至图37B所示位置。力矢量FT可以总体上沿第二驱动部件1404围绕轴线1420的旋转方向延伸并且可以朝向与齿1602接合的套环齿1450延伸,并且可以表示可以由第二驱动部件1404施加在换挡套环1400上的旋转力。
在图37B中,套环齿1450相对于第二驱动部件的齿1602定中心。力矢量FA在此位置可以具有零量级并且因此未示出。这样,换挡套环1400可以保持沿着套环齿横向平面1474和/或齿横向平面1624定中心而没有额外的轴向力。力矢量FT仍然存在并且继续表示可以施加的旋转力。
在图37C中,力矢量FA朝向第二端表面1462延伸并且可以有助于保持换挡套环1400与齿(例如第二驱动部件1404的齿1602)接合。此外,力矢量FA可以在第二轴向方向上或从所示的视角向左施加力。在传递动力期间,换挡套环1400可以“自定中心”或响应于力矢量FA从图37C所示位置向左移动至图37B所示位置。力矢量FT可以总体上沿第二驱动部件1404围绕轴线1420的旋转方向延伸并且可以朝向与齿1602接合的套环齿1450延伸,并且可以表示可以由第二驱动部件1404施加在换挡套环1400上的旋转力。
套环齿的凹形构型可以与驱动部件的齿的凸形构型协作以有助于给换挡套环定中心并且防止意外脱离接合。因此,配合齿和相关联的力矢量可以允许没有负压角地提供这些齿(负压角可以以其他方式被提供来有助于抑制齿的脱离接合),从而降低成本和制造时间,因为可能需要诸如五轴CNC机床等特殊机床和特殊的切割工具来切割具有负压角几何形状的齿。提供没有负压角的齿可以允许使用较便宜的三轴CNC机床或通过不需要附加机加工或较少附加机加工的精密锻造来制造齿,这可以降低相关成本。此外,提供没有负压角的齿可以允许没有底切面地提供齿,这可以有助于提高齿的强度和耐用性。
虽然上文描述了示例性实施例,但这些实施例并不旨在描述本发明的所有可能形式。而是,本说明书中使用的词语是说明而非限制性的词语,并且应当理解的是,在不脱离本发明的精神和范围的情况下,可以做出各种改变。此外,可以组合各种实现的实施例的特征以形成本发明的另外实施例。

Claims (20)

1.一种扭矩传递装置,包括:
第一轴,该第一轴可绕第一轴线旋转;
换挡套环,该换挡套环可沿该第一轴线移动并且可选择性地联接至该第一轴,该换挡套环具有套环齿轮,该套环齿轮具有套环齿,该套环齿具有以套环齿横向平面为中心的凹形套环齿侧表面;以及
驱动部件,该驱动部件具有齿,该齿具有以齿横向平面为中心的凸形侧向侧表面,其中,该凹形套环齿侧表面与该凸形侧向侧表面协作以当该凸形侧向侧表面接合该凹形套环齿侧表面并且该换挡套环绕该第一轴线旋转时使该套环齿横向平面与该齿横向平面对准。
2.如权利要求1所述的扭矩传递装置,其中,该套环齿横向平面平分该凹形套环齿侧表面。
3.如权利要求1所述的扭矩传递装置,其中,该齿横向平面平分该凸形侧向侧表面。
4.如权利要求1所述的扭矩传递装置,其中,该换挡套环被接纳在该驱动部件内部。
5.如权利要求1所述的扭矩传递装置,其中,该驱动部件是行星齿轮组的行星齿轮架。
6.如权利要求1所述的扭矩传递装置,其中,该驱动部件是行星齿轮组的太阳齿轮。
7.如权利要求1所述的扭矩传递装置,进一步包括第二轴,该第二轴可绕该第一轴线旋转并且可选择性地联接至该换挡套环。
8.如权利要求7所述的扭矩传递装置,其中,该换挡套环将该驱动部件选择性地联接至该第一轴或该第二轴,并且不会同时将该驱动部件选择性地联接至该第一轴和该第二轴。
9.一种扭矩传递装置,包括:
车桥组件,该车桥组件包括:
电动马达模块;
齿轮减速模块,该齿轮减速模块可操作地连接至该电动马达模块,该齿轮减速模块包括行星齿轮组,该行星齿轮组具有可操作地连接至该电动马达模块的太阳齿轮、行星环形齿轮、与该太阳齿轮和该行星环形齿轮啮合的行星齿轮、以及可旋转地支撑该行星齿轮并且具有第一组齿的行星齿轮架;
驱动小齿轮,该驱动小齿轮具有可绕第一轴线旋转的第一轴;
第二轴,该第二轴可绕该第一轴线旋转并且与该第一轴间隔开;以及
换挡套环,该换挡套环可沿该第一轴线移动并且可选择性地联接至该第一轴或该第二轴,该换挡套环具有套环齿轮,该套环齿轮具有套环齿,该套环齿具有以套环齿横向平面为中心的凹形套环齿侧表面;并且
其中,该太阳齿轮具有齿,该齿具有以齿横向平面为中心的凸形侧向侧表面,并且该凹形套环齿侧表面与该凸形侧向侧表面协作以当该凸形侧向侧表面接合该凹形套环齿侧表面时使该套环齿横向平面与该齿横向平面对准。
10.如权利要求9所述的扭矩传递装置,其中,该太阳齿轮具有第二组齿,并且该换挡套环使该第二轴联接至该第二组齿,从而使得当该换挡套环处于第一位置时该太阳齿轮和该第二轴可绕该第一轴线一起旋转。
11.如权利要求10所述的扭矩传递装置,其中,该太阳齿轮具有第三组齿,并且该换挡套环使该第一轴联接至该第三组齿,从而使得当该换挡套环处于第二位置时该太阳齿轮和该第一轴可绕该第一轴线一起旋转。
12.如权利要求11所述的扭矩传递装置,其中,该第三组齿具有齿,该齿具有以该第三组齿的齿横向平面为中心的凸形侧向侧表面,并且该凹形套环齿侧表面与该第三组齿的齿的凸形侧向侧表面协作以当该第三组齿的齿的凸形侧向侧表面接合该凹形套环齿侧表面时使该套环齿横向平面与该第三组齿的齿横向平面对准。
13.如权利要求11所述的扭矩传递装置,其中,该换挡套环具有第一套环花键,当该换挡套环处于该第二位置时该第一套环花键与该第一轴的第一轴花键配合。
14.如权利要求13所述的扭矩传递装置,其中,当该换挡套环处于第一空挡位置时,该换挡套环与该第一轴、该第二轴、该太阳齿轮、以及该行星齿轮架解除联接,该第一空挡位置被轴向地定位在该第一位置与该第二位置之间。
15.如权利要求14所述的扭矩传递装置,其中,当该换挡套环处于该第一空挡位置时,该套环齿轮被轴向地定位在该第二组齿与该第三组齿之间。
16.如权利要求14所述的扭矩传递装置,其中,该换挡套环使该第一轴联接至该行星齿轮架,使得当该换挡套环处于第三位置时该行星齿轮架和该第一轴可绕该第一轴线一起旋转。
17.如权利要求16所述的扭矩传递装置,其中,该行星齿轮架的第一组齿具有齿,该齿具有以该第一组齿的齿横向平面为中心的凸形侧向侧表面,并且该凹形套环齿侧表面与该第一组齿的齿的凸形侧向侧表面协作以当该第一组齿的齿的凸形侧向侧表面接合该凹形套环齿侧表面时使该套环齿横向平面与该第一组齿的齿横向平面对准。
18.如权利要求16所述的扭矩传递装置,其中,当该换挡套环处于第二空挡位置时,该换挡套环联接至该第一轴并且与该第二轴、该太阳齿轮、以及该行星齿轮架解除联接。
19.如权利要求18所述的扭矩传递装置,其中,该第二空挡位置被轴向地定位在该第二位置与该第三位置之间。
20.如权利要求18所述的扭矩传递装置,其中,当该换挡套环处于该第二空挡位置时,该套环齿轮被轴向地定位在该太阳齿轮的第三组齿与该行星齿轮架之间。
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