CN114508571B - 一种新能源专用传动箱体装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种新能源专用传动箱体装置，属于新能源传动装置技术领域。它包括箱体外壳，转动装设在箱体外壳上的输入主轴和输出主轴，固定装设在输出主轴上的太阳轮，固定装设的行星架，至少两个转动装设在行星架上且与太阳轮外啮合的行星轮，转动装设在箱体外壳内部且周向内壁上设有一圈啮合齿的U型筒，滑动且不转动装设在输入主轴上的滑动轴套，采用单向轴承A装设在滑动轴套上的正向驱动盘，采用单向轴承B装设在滑动轴套上的反向驱动盘，以及装设在箱体外壳内部能够驱动滑动轴套沿输入主轴滑动的同轴驱动机构。本发明是一种结构合理、具有输入主轴双向超越式传动功能、专用于新能源车辆的传动箱体装置。

Description

一种新能源专用传动箱体装置

技术领域

本发明主要涉及新能源传动装置技术领域，特指一种新能源专用传动箱体装置。

背景技术

随着节能要求的提高，新能源车辆得到了进一步的推广应用。传动箱体装置作为新能源车辆的一个重要零部件，其结构性能制约着新能源车辆的发展前景。传动箱体装置通常是要求输入主轴与输出主轴同时转动和同时停止的，但现有技术中的输入主轴在停止转动后，输出主轴由于惯性作用会反向驱动输入主轴转动，即现有技术中的传动装置会造成输入主轴和驱动电机的输出轴瞬时被动转动，这种被动转动会显著降低驱动电机的使用寿命。因此，亟需设计一种能够在输入主轴转动停止后有效切断负载转动惯量的超越式传动箱体装置。

发明内容

本发明需解决的技术问题是：针对现有技术存在的技术问题，本发明提供一种结构合理、具有输入主轴双向超越式传动功能、能够有效切断停机后的负载转动惯性和转矩从而提高驱动电机使用寿命，专用于新能源车辆的传动箱体装置。

为了解决上述问题，本发明提出的解决方案为：一种新能源专用传动箱体装置，包括箱体外壳，转动装设在所述箱体外壳上的输入主轴和输出主轴，固定装设在所述输出主轴上的太阳轮，固定装设在所述箱体外壳上的行星架，以及至少两个转动装设在所述行星架上且与所述太阳轮外啮合的行星轮。

本发明还包括转动装设在所述箱体外壳内部且圆周内壁设有一圈啮合齿的U型筒，滑动且不转动装设在所述输入主轴上的滑动轴套，采用单向轴承A装设于所述滑动轴套上的正向驱动盘，采用单向轴承B装设于所述滑动轴套上的反向驱动盘，以及装设在所述箱体外壳内部能够驱动所述滑动轴套沿所述输入主轴滑动的同轴驱动机构；U型筒与所述行星轮内啮合。

所述正向驱动盘和反向驱动盘分别位于所述U型筒底面的两侧；所述输入主轴正向转动时，所述同轴驱动机构驱动所述滑动轴套向右滑动，且所述单向轴承A处于“止动”状态；所述输入主轴反向转动时，所述同轴驱动机构驱动所述滑动轴套向左滑动，且所述单向轴承B处于“止动”状态。

进一步地，所述U型筒的底面上轴对称开设有偶数个定位通孔，所述正向驱动盘上和反向驱动盘上均轴对称设有至少两个与所述定位通孔相对应的弹性滑动杆。

进一步地，所述弹性滑动杆包括沿所述U型筒轴向滑动装设的滑动杆，以及套装在所述滑动杆上且可以在所述滑动杆滑动时储存弹性势能的金属螺旋弹簧。

进一步地，所述同轴驱动机构包括转动装设在所述箱体外壳上且与所述输入主轴异面垂直的正交转轴，固定装设在所述输入主轴上的斜齿轮A，与所述滑动轴套固定相连的换向齿条，以及固定装设在所述正交转轴上斜齿轮B和圆柱齿轮；所述斜齿轮B与所述斜齿轮A啮合传动，所述圆柱齿轮与所述换向齿条啮合传动，所述换向齿条只有中间段设有啮合齿。

进一步地，所述行星轮沿所述太阳轮周向均匀分布。

进一步地，所述U型筒的底面设有允许所述滑动轴套穿过的通孔。

本发明与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：本发明的一种新能源专用传动箱体装置设有分别采用单向轴承A和单向轴承B装设在滑动轴套上的正向驱动盘和反向驱动盘驱动，从而使得输入主轴的单向转动可以驱动输出主轴单向转动，且在输入主轴停止转动后，由负载施加在输出主轴的转动惯性和转矩不会反向传动给输入主轴，有效保护了与输入主轴相连的驱动电机；此外，本发明还设有驱动滑动轴套沿输入主轴左右滑动的同轴驱动机构，同轴驱动机构的动力由输入主轴提供，即输入主轴开始转动的瞬间，正向驱动盘和反向驱动盘能够根据输入主轴的转动方向向右或向左滑动，与驱动U型筒自动离合。由此可知，本发明是一种结构合理、具有输入主轴双向超越式传动功能、能够有效切断停机后输出主轴负载的转动惯性和转矩从而提高驱动电机使用寿命，专用于新能源车辆的传动箱体装置。

附图说明

图1是本发明的一种新能源专用传动箱体装置的结构原理示意图。

图中，图中，1—箱体外壳；11—输入主轴；12—输出主轴；13—行星架；14—行星轮；15—太阳轮；16—U型筒；160—定位通孔；21—滑动轴套；22—正向驱动盘；23—单向轴承A；24—反向驱动盘；25—单向轴承B；26—弹性滑动杆；260—滑动杆；261—金属螺旋弹簧；31—斜齿轮A；32—正交转轴；33—斜齿轮B；34—圆柱齿轮；35—换向齿条。

具体实施方式

以下将结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。

参见图1， 本发明的一种新能源专用传动箱体装置，它包括箱体外壳1，转动装设在箱体外壳1上的输入主轴11和输出主轴12，固定装设在输出主轴12上的太阳轮15，固定装设在箱体外壳1上的行星架13，以及至少两个转动装设在行星架13上且与太阳轮15外啮合的行星轮14。输入主轴11一端位于箱体外壳1内部，另一端延伸到箱体外壳1的外部并与驱动电机的输出轴相连；输出主轴12一端位于箱体外壳1内部，另一端延伸到箱体外壳1的外部并与负载相连，而且输出主轴12与输入主轴11同轴线装设。行星架13由多根纵向截面为L型的圆杆组成，行星轮14采用滚动轴承装设在行星架13的横臂上。

本发明的一种新能源专用传动箱体装置还包括：转动装设在箱体外壳1内部且圆周内壁上设有一圈啮合齿的U型筒16，滑动且不转动装设在输入主轴11上的滑动轴套21，采用单向轴承A23装设于滑动轴套21上的正向驱动盘22，采用单向轴承B25装设于滑动轴套21上的反向驱动盘24，以及装设在箱体外壳1内部能够驱动滑动轴套21沿输入主轴11轴向滑动的同轴驱动机构；U型筒16与行星轮14内啮合。U型筒16的轴线与输入主轴11的轴线重合，箱体外壳1的内壁设有容纳滚动轴承A的轴承座，滚动轴承A套装在U型筒16上；输入主轴11上嵌装一个矩形键，滑动轴套21的内壁上沿轴向开设一段矩形键槽，滑动轴套21装设在输入主轴11上后，矩形键可以在矩形键槽中滑动，从而使得滑动轴套21能够相对于输入主轴11轴向滑动，但不会周向转动；输入主轴11转动时，正向驱动盘22和反向驱动盘24有且只有一个随输入主轴11同步转动，且输入主轴11突然停止时，正在转动的正向驱动盘22或反向驱动盘24可以在惯性作用下继续转动，即沿原来的转动方向继续相对于输入主轴11转动。

正向驱动盘22和反向驱动盘24分别位于U型筒16底面的两侧；输入主轴11正向转动时，同轴驱动机构驱动滑动轴套21向右滑动，且单向轴承A23处于“止动”状态，正向驱动盘22带动U型筒16正向转动；输入主轴11反向转动时，同轴驱动机构驱动滑动轴套21向左滑动，且单向轴承B25处于“止动”状态，反向驱动盘24带动U型筒16反向转动。输入主轴11正向转动，单向轴承A23处于“止动”状态时，滑动轴套21通过单向轴承A23驱动正向驱动盘22与输入主轴11同步正向转动；此时，单向轴承B25处于“允动”状态，即滑动轴套21的正向转动不会带动反向驱动盘24转动，此时反向驱动盘24处于静止状态。输入主轴11带动滑动轴套21反向转动时，单向轴承A23处于“允动”状态，而单向轴承B25处于“止动”状态；处于“允动”状态的单向轴承A23使得正向驱动盘22静止不动；处于“止动”状态的单向轴承B25使得反向驱动盘24反向转动。而且，当输入主轴11带动正向驱动盘22正向转动后，当输入主轴11突然停止转动时，正向驱动盘22由于惯性可以继续相对于输入主轴11转动，即单向轴承A23由“止动”特性转变为“允动”特性；同理，输入主轴11带动反向驱动盘24反向转动后，当输入主轴突然停止转动，反向驱动盘24由于惯性可以继续相对于输入主轴11反向转动，即单向轴承B25由“止动”特性转变为“允动”特性。

作为优选地，U型筒16的底面上轴对称开设有偶数个定位通孔160，正向驱动盘22及反向驱动盘24上均轴对称设有至少两个与定位通孔160相对应的弹性滑动杆26。定位通孔160所在圆与弹性滑动杆26所在的圆具有相等的半径；当弹性滑动杆26正对着定位通孔160时，滑动轴套21向右滑动会使得正向驱动盘22上的弹性滑动杆26进入定位通孔160中，从而使得U型筒16被正向驱动盘22驱动；滑动轴套21向左滑动会使得反向驱动盘24上的弹性滑动杆26进入定位通孔160中，从而使得U型筒16被反向驱动盘24驱动。当弹性滑动杆26与定位通孔160错位时，滑动轴套21向右滑动或向左滑动，会使得正向驱动盘22上的弹性滑动杆26或反向驱动盘24上的弹性滑动杆26挤压U型筒16的底面，正向驱动盘22或反向驱动盘24不能同步驱动U型筒16转动，随着二者之间的相对转动，必然会使得处于“错位”状态的弹性滑动杆26和定位通孔160转变为“正对齐”状态，于是弹性滑动杆26进入定位通孔160中，从而实现同步驱动U型筒16转动。

作为优选地，同轴驱动机构包括转动装设在箱体外壳1上且与输入主轴11异面垂直的正交转轴32，固定装设在输入主轴11上的斜齿轮A31，与滑动轴套21固定相连的换向齿条35，以及固定装设在正交转轴32上斜齿轮B33和圆柱齿轮34；斜齿轮B33与斜齿轮A31啮合传动，圆柱齿轮34与换向齿条35啮合传动。斜齿轮A31和斜齿轮B33为圆柱形异面正交斜齿轮；当输入主轴11正向转动时，斜齿轮A31带动斜齿轮B33及圆柱齿轮34顺时针转动，圆柱齿轮34带动换向齿条35向右平动，进而推动滑动轴套21向右滑动，从而使得正向驱动盘22可以驱动U型筒16同步正向转动；当输入主轴11反向转动时，斜齿轮A31带动斜齿轮B33和圆柱齿轮34逆时针转动，圆柱齿轮34带动换向齿条35向左平动，进而拉动滑动轴套21向左滑动，从而使得反向驱动盘24可以驱动U型筒16同步反向转动。换向齿条35只有中间段设有啮合齿，可以使得当圆柱齿轮34啮合到换向齿条35的齿端时，换向齿条35不再继续平动，从而锁住滑动轴套21与输入主轴11的相对位置，此相对位置恰好可以满足正向驱动盘22或反向驱动盘24驱动U型筒16转动。具体实施时，可以在输入主轴11上套装一个金属螺旋弹簧B，并使金属螺旋弹簧B的两端分别与输入主轴11和滑动轴套21相连，从而使得换向齿条35左右平动后储存一定的弹性势能，并有效减弱圆柱齿轮34与换向齿条35在齿端啮合时的振动。

作为优选地，行星轮14沿太阳轮15周向均匀分布，从而使得传动更平稳。

作为优选地，U型筒16的底面设有允许滑动轴套21穿过的通孔，从而使得弹性滑动杆26远离定位通孔160时，滑动轴套21可以相对于U型筒16自由转动。

作为优选地，弹性滑动杆26包括沿U型筒16轴向滑动装设的滑动杆260，套装在滑动杆260上且可以在滑动杆260滑动时储存弹性势能的金属螺旋弹簧261。滑动杆260的直径与定位通孔160适配，金属螺旋弹簧261的一端与滑动杆260相连，另一端与相对应的正向驱动盘22或反向驱动盘24相连；当弹性滑动杆26与定位通孔160错位时，滑动轴套21的滑动使得弹性滑动杆26挤压在U型筒16的底面，即滑动杆260相对于正向驱动盘22向左滑动或相对于反向驱动盘24向右滑动，从而使得金属螺旋弹簧261发生压缩变形储存弹性势能，当弹性滑动杆26与定位通孔160对齐后，滑动杆260可以在金属螺旋弹簧261的弹簧力作用下自动进入到相对应的定位通孔160中，从而实现输入主轴11同步驱动U型筒16转动。

本发明的工作过程如下：当输入主轴11正向转动时，斜齿轮A31带动斜齿轮B33顺时针转动，进而通过圆柱齿轮34带动换向齿条35向右运动，推动滑动轴套21向右滑动从而使得正向驱动盘22上的滑动杆260插入U型筒16的定位通孔160中，此时，单向轴承B25处于“允动”状态，单向轴承A23处于“止动”状态，正向驱动盘22带动U型筒16正向转动，进而带动行星轮14转动，行星轮14驱动太阳轮15反向转动，从而实现输出主轴12的反向输出转动；当输入主轴11突然停止转动，与负载相连的输出主轴12在惯性作用下继续反向转动，即通过太阳轮15、行星轮14和U型筒16继续驱动正向驱动盘22正向转动，此时单向轴承A23由“止动”状态转变为“允动”状态，从而使得正向驱动盘22上的转矩不会传递到输入主轴11上。

当输入主轴11反向转动时，斜齿轮A31带动斜齿轮B33逆时针转动，进而通过圆柱齿轮34带动换向齿条35向左运动，拉动滑动轴套21向左滑动从而使得反向驱动盘24上的滑动杆260插入U型筒16的定位通孔160中；此时，单向轴承A23处于“允动”状态，单向轴承B25处于“止动”状态，反向驱动盘24带动U型筒16反向转动，进而带动行星轮14转动，行星轮14驱动太阳轮15正向转动，从而实现输出主轴12的正向输出转动；当输入主轴11突然停止转动，与负载相连的输出主轴12在惯性作用下继续正向转动，即通过太阳轮15、行星轮14和U型筒16继续驱动反向驱动盘24反向转动，此时单向轴承B25由“止动”状态转变为“允动”状态，从而使得反向驱动盘24上的转矩不会传递到输入主轴11上。

上述过程中不论初始状态时弹性滑动杆26与定位通孔160是“正对齐”状态还是“错位”状态，都不影响滑动杆260进入到定位通孔160中。

以上，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应该属于本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种新能源专用传动箱体装置，包括箱体外壳（1），转动装设在所述箱体外壳（1）上的输入主轴（11）和输出主轴（12），固定装设在所述输出主轴（12）上的太阳轮（15），固定装设在所述箱体外壳（1）上的行星架（13），以及至少两个转动装设在所述行星架（13）上且与所述太阳轮（15）外啮合的行星轮（14），其特征在于：还包括

转动装设在所述箱体外壳（1）内部且圆周内壁设有一圈啮合齿的U型筒（16），滑动且不转动装设在所述输入主轴（11）上的滑动轴套（21），采用单向轴承A（23）装设于所述滑动轴套（21）上的正向驱动盘（22），采用单向轴承B（25）装设于所述滑动轴套（21）上的反向驱动盘（24），以及装设在所述箱体外壳（1）内部能够驱动所述滑动轴套（21）沿所述输入主轴（11）滑动的同轴驱动机构；U型筒（16）与所述行星轮（14）内啮合；

所述正向驱动盘（22）和反向驱动盘（24）分别位于所述U型筒（16）底面的两侧；所述输入主轴（11）正向转动时，所述同轴驱动机构驱动所述滑动轴套（21）向右滑动，且所述单向轴承A（23）处于止动状态；所述输入主轴（11）反向转动时，所述同轴驱动机构驱动所述滑动轴套（21）向左滑动，且所述单向轴承B（25）处于止动状态；

所述U型筒（16）的底面上轴对称开设有偶数个定位通孔（160），所述正向驱动盘（22）上和反向驱动盘（24）上均轴对称设有至少两个与所述定位通孔（160）相对应的弹性滑动杆（26）；

所述弹性滑动杆（26）包括沿所述U型筒（16）轴向滑动装设的滑动杆（260），以及套装在所述滑动杆（260）上且可以在所述滑动杆（260）滑动时储存弹性势能的金属螺旋弹簧（261）；

所述同轴驱动机构包括转动装设在所述箱体外壳（1）上且与所述输入主轴（11）异面垂直的正交转轴（32），固定装设在所述输入主轴（11）上的斜齿轮A（31），与所述滑动轴套（21）固定相连的换向齿条（35），以及固定装设在所述正交转轴（32）上的斜齿轮B（33）和圆柱齿轮（34）；所述斜齿轮B（33）与所述斜齿轮A（31）啮合传动，所述圆柱齿轮（34）与所述换向齿条（35）啮合传动，所述换向齿条（35）只有中间段设有啮合齿。

2.根据权利要求1所述的一种新能源专用传动箱体装置，其特征在于：所述行星轮（14）沿所述太阳轮（15）周向均匀分布。

3.根据权利要求1所述的一种新能源专用传动箱体装置，其特征在于：所述U型筒（16）的底面设有允许所述滑动轴套（21）穿过的通孔。

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