CN114962591A - 一种电动车辆两档减速器 - Google Patents

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CN114962591A CN202210583300.1A CN202210583300A CN114962591A CN 114962591 A CN114962591 A CN 114962591A CN 202210583300 A CN202210583300 A CN 202210583300A CN 114962591 A CN114962591 A CN 114962591A
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王海滨
毕帅
马季
范鹏
刘军克
杜美荣
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Abstract

本申请涉及一种电动车辆两档减速器，其包括：输入总成、驱动装置、中间总成和输出总成，输入总成一端为驱动装置连接端；驱动装置与驱动装置连接端固定连接；中间总成与输入总成平行，且与输入总成传动连接；输出总成与中间总成平行，且与中间总成传动连接，输出总成包括差速器、同步器、一挡齿轮和二挡齿轮，差速器与同步器同轴设置，且同步器固定于差速器上，一挡齿轮和二挡齿轮择一地与同步器啮合；换挡装置与同步器连接。本发明中同步器内置于输出总成上，不占用多余空间，进而缩小了该装置的轴向尺寸，方便整车布置，在进行变速时，同步器与一挡齿轮和二挡齿轮其中一个啮合，不需要添加其他齿轮使同步器进行转动，减小了零部件(齿轮)数量。

Description

一种电动车辆两档减速器
技术领域
本申请涉及电动汽车技术领域，特别涉及一种电动车辆两档减速器。
背景技术
对于电动汽车而言，由于电机在低速时能够输出较大的大扭矩，高速时能够输出恒功率，基本可以满足电动车基本运行要求，虽然单挡减速器结构紧凑有利于整车布置，但单挡减速器是单一速比设计，低速起步加速性能、高速巡航经济性能不能兼顾，目前消费者对于电动车除了基本运行要求外，针对电动车性能要求也日渐强烈，故目前市场上两档减速器(同步器换挡)应运而生，通过换挡电机及换挡拨叉，调整同步器啮合位置，使减速器通过两种速比支撑车辆运行，低速起步加速时使用一挡大速比，提高车辆加速性能，高速巡航时使用二挡小速比，降低电机转速使电机长时间运行在高效工作区间，提高经济性。
目前现有的两档减速器(同步器换挡)，将同步器放置在输入轴总成或中间轴总成上，结构复杂，齿轮数量较多，成本较高，并且轴向尺寸较大，不利于布置。
发明内容
本申请实施例提供一种电动车辆两档减速器，以解决相关技术中将同步器放置在输入轴总成或中间轴总成上，造成减速器轴向尺寸较大，齿轮数量较多的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种电动车辆两档减速器，其包括：输入总成、驱动装置、中间总成和输出总成，所述输入总成一端为驱动装置连接端；所述驱动装置与所述驱动装置连接端固定连接；所述中间总成与所述输入总成平行，且与所述输入总成传动连接；所述输出总成与所述中间总成平行，且与所述中间总成传动连接，所述输出总成包括差速器、同步器、一挡齿轮和二挡齿轮，所述差速器与所述同步器同轴设置，且所述同步器固定于所述差速器上，所述一挡齿轮和所述二挡齿轮择一地与所述同步器啮合；所述换挡装置与所述同步器连接。
由于同步器不是设置于输入总成或中间总成上，而是内置于输出总成上，不占用多余空间，进而缩小了该装置的轴向尺寸，方便整车布置，将同步器放置在差速器上，同时同步器设置于二挡齿轮和一挡齿轮之间，在进行变速时，同步器与一挡齿轮和二挡齿轮其中一个啮合，不需要添加其他齿轮使同步器进行转动，减小了零部件(齿轮)数量，降低成本。
使该装置通过两种速比支撑车辆运行，低速起步加速时使用一挡大速比，提高车辆加速性能，高速巡航时使用二挡小速比，降低驱动装置转速，使驱动装置长时间运行在高效工作区间，提高经济性。
一些实施例中，所述输入总成包括：输出轴和主动齿轮，所述输出轴一端为所述驱动装置连接端；所述主动齿轮内壁与所述输出轴固定连接。
驱动装置工作时通过输出轴带动主动齿轮转动，由于输入总成上未设置同步器，减小了输入总成的轴向尺寸。
一些实施例中，所述输入总成还包括：第一轴承和第二轴承，所述第一轴承内环与所述输出轴一端固定连接；所述第二轴承内环与所述输出轴另一端固定连接。
通过设置第一轴承配合第二轴承，使输出轴在转动时更加平稳，提高了该装置的稳定性，第一轴承和第二轴承在输出轴转动过程中起固定和减小载荷摩擦系数的作用，具体的，当主动齿轮在输出轴上产生运动时，用来降低动力传递过程中的摩擦系数和保持输出轴轴中心位置固定。
一些实施例中，所述中间总成包括：中间轴、第一被动齿轮和第二被动齿轮，所述第一被动齿轮设置于所述中间轴一端，且所述第一被动齿轮内壁与所述中间轴固定连接，所述第一被动齿轮与所述主动齿轮传动连接；所述第二被动齿轮设置于所述中间轴另一端，且所述第二被动齿轮内壁与所述中间轴固定连接。
主动齿轮转动时，通过与其啮合的第一被动齿轮带动中间轴和第二被动齿轮转动，由于中间总成和输入总成上未设置同步器，减小了中间总成和输入总成的轴向尺寸，降低成本的同时，还更方便整车布置。
一些实施例中，所述中间总成还包括：第三轴承和第四轴承，所述第三轴承内环与所述中间轴一端固定连接；所述第四轴承内环与所述中间轴另一端固定连接。
通过设置第三轴承配合第四轴承，使中间轴在转动时更加平稳，提高了该装置的稳定性。
一些实施例中，所述输出总成包括：传动轴，所述传动轴通过花键与所述差速器连接；所述二挡齿轮与所述第一被动齿轮传动连接，所述二挡齿轮通过第一滚针轴承套设于所述差速器上；所述一挡齿轮与所述第二被动齿轮传动连接，所述一挡齿轮通过第二滚针轴承套设于所述差速器上。
第一滚针轴承和第二滚针轴承是带圆柱滚子的滚子轴承，相对其直径，滚子既细又长，这种滚子称为滚针，尽管具有较小的截面，该轴承仍具有较高的负荷承受能力，第一滚针轴承和第二滚针轴承装有细而长的滚子(滚子直径D≤5mm，L/D≥2.5，L为滚子长度)，因此径向结构紧凑，其内径尺寸和载荷能力与其它类型轴承相同时，外径最小，特别适用于径向安装尺寸受限制的支承结构。
低速时换挡拨叉使同步器与一挡齿轮啮合，使用一挡大速比，高速时换挡拨叉使同步器与二挡齿轮啮合，使用二挡小速比。
一档大速比动力传递路径：驱动装置—输出轴—主动齿轮—第一被动齿轮—中间轴—第二被动齿轮—一挡齿轮—同步器—差速器—传动轴；
二档小速比动力传递路径：驱动装置—输出轴—主动齿轮—第一被动齿轮—二挡齿轮—同步器—差速器—传动轴。
一些实施例中，所述输出总成还包括：第五轴承和第六轴承，所述第五轴承内环与所述传动轴一端固定连接；所述第六轴承内环与所述传动轴另一端固定连接。
通过设置第五轴承配合第六轴承，使传动轴在转动时更加平稳，提高了该装置的稳定性。
一些实施例中，所述驱动装置为驱动电机，所述驱动电机通过花键与所述驱动装置连接端固定连接。
驱动装置采用驱动电机，满足车辆的使用要求，花键连接承载能力高，对中性好。
一些实施例中，所述换挡装置包括：换挡拨叉和换挡电机，所述换挡拨叉与所述同步器连接；所述换挡电机与所述换挡拨叉连接。
使用换挡电机配合换挡拨叉，满足该装置换挡要求，作为汽车变速箱上的重要部件，换挡拨叉与变速手柄相连，位于变速手柄下端，拨动中间变速轮，使输入/输出转速比改变。
一些实施例中，低速时，换挡拨叉使所述同步器与所述一挡齿轮啮合；高速时，换挡拨叉使所述同步器与所述二挡齿轮啮合。
低速时换挡拨叉使同步器与一挡齿轮啮合，使用一挡大速比，高速时换挡拨叉使同步器与二挡齿轮啮合，使用二挡小速比。
本申请提供的技术方案带来的有益效果包括：
本申请实施例提供了一种电动车辆两档减速器，由于同步器不是设置于输入总成或中间总成上，而是内置于输出总成上，不占用多余空间，进而缩小了减速器的轴向尺寸，方便整车布置，将同步器放置在差速器上，在进行变速时，同步器与一挡齿轮和二挡齿轮其中一个啮合，不需要添加其他齿轮使同步器进行转动，减小了零部件(齿轮)数量，降低成本。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例提供的整体结构示意图。
图中：1、驱动装置；
2、输入总成；20、输出轴；21、第一轴承；22、第二轴承；23、主动齿轮；
3、中间总成；30、中间轴；31、第三轴承；32、第四轴承；33、第一被动齿轮；34、第二被动齿轮；
4、输出总成；40、差速器；41、同步器；42、第五轴承；43、第六轴承；44、二挡齿轮；45、一挡齿轮；46、传动轴；
5、换挡电机；
6、换挡拨叉。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
参见图1，本申请实施例提供了一种电动车辆两档减速器，其包括：输入总成2、驱动装置1、中间总成3和输出总成4，输入总成2一端为驱动装置连接端；驱动装置1与驱动装置连接端固定连接；中间总成3与输入总成2平行，且与输入总成2传动连接；输出总成4与中间总成3平行，且与中间总成3传动连接，输出总成4包括差速器40、同步器41、一挡齿轮45和二挡齿轮44，差速器40与同步器41同轴设置，且同步器41固定于差速器40上，一挡齿轮45和二挡齿轮44择一地与同步器41啮合；换挡装置与同步器41连接。
目前现有方案的两档减速器，将同步器41放置在输入总成2或中间总成3上，结构复杂，齿轮数量较多，成本较高，并且轴向尺寸较大，不利于布置；
而在本装置中，由于同步器41不是设置于输入总成2或中间总成3上，而是内置于输出总成4上，不占用多余空间，进而缩小了该装置的轴向尺寸，方便整车布置，将同步器41放置在差速器40上，同时同步器41设置于二挡齿轮44和一挡齿轮45之间，在进行变速时，同步器41与一挡齿轮45和二挡齿轮44其中一个啮合，不需要添加其他齿轮使同步器41进行转动，减小了零部件(齿轮)数量，降低成本。
使该装置通过两种速比支撑车辆运行，低速起步加速时使用一挡大速比，提高车辆加速性能，高速巡航时使用二挡小速比，降低驱动装置1转速使驱动装置1长时间运行在高效工作区间，提高经济性。
低速时换挡装置使同步器41与一挡齿轮45啮合，使用一挡大速比，高速时换挡装置使同步器41与二挡齿轮44啮合，使用二挡小速比。
一档大速比动力传递路径：驱动装置1—输入总成2—中间总成3—一挡齿轮45—同步器41—差速器40；
二档小速比动力传递路径：驱动装置1—输入总成2—中间总成3—二挡齿轮44—同步器41—差速器40。
该装置相比于单级减速器，相同驱动装置1功率下，通过一挡大速比的速比调整使车辆0-50Km/h加速时间提高约1s；
该装置相比于单级减速器，相同驱动装置1功率下，通过二挡小速比的速比调整试车辆省电约6％；
该装置相比于其他两档减速器，装置结构简单，减小齿轮成本，成本降低约30元；
该装置相比于其他两档减速器轴向尺寸缩小约50mm，有利于整车布置。
一些实施例中，输入总成2包括：输出轴20和主动齿轮23，输出轴20一端为驱动装置连接端；主动齿轮23内壁与输出轴20固定连接，输入总成2还包括：第一轴承21和第二轴承22，第一轴承21内环与输出轴20一端固定连接；第二轴承22内环与输出轴20另一端固定连接。
驱动装置1工作时通过输出轴20带动主动齿轮23转动，由于输入总成2上未设置同步器41，减小了输入总成2的轴向尺寸，在输出轴20两端设置第一轴承21和第二轴承22，使第一轴承21配合第二轴承22，使输出轴20在转动时更加平稳，提高了该装置的稳定性，第一轴承21和第二轴承22在输出轴20转动过程中起固定和减小载荷摩擦系数的作用，具体的，当主动齿轮23在输出轴20上产生运动时，用来降低动力传递过程中的摩擦系数和保持输出轴20轴中心位置固定。
一些实施例中，中间总成3包括：中间轴30、第一被动齿轮33和第二被动齿轮34，第一被动齿轮33设置于中间轴30一端，且第一被动齿轮33内壁与中间轴30固定连接，第一被动齿轮33与主动齿轮23传动连接；第二被动齿轮34设置于中间轴30另一端，且第二被动齿轮34内壁与中间轴30固定连接，中间总成3还包括：第三轴承31和第四轴承32，第三轴承31内环与中间轴30一端固定连接；第四轴承32内环与中间轴30另一端固定连接。
主动齿轮23转动时，通过与其啮合的第一被动齿轮33带动中间轴30和第二被动齿轮34转动，由于中间总成3和输入总成2上未设置同步器41，减小了中间总成3和输入总成2的轴向尺寸，降低成本的同时，还更方便整车布置，通过设置第三轴承31配合第四轴承32，使中间轴30在转动时更加平稳，提高了该装置的稳定性，第三轴承31配合第四轴承32在中间轴30转动过程中起固定和减小载荷摩擦系数的作用。
一些实施例中，输出总成4包括：传动轴46，传动轴46通过花键与差速器40连接；二挡齿轮44与第一被动齿轮33传动连接，二挡齿轮44通过第一滚针轴承套设于差速器40上；一挡齿轮45与第二被动齿轮34传动连接，一挡齿轮45通过第二滚针轴承套设于差速器40上，输出总成4还包括：第五轴承42和第六轴承43，第五轴承42内环与传动轴46一端固定连接；第六轴承43内环与传动轴46另一端固定连接。
第一滚针轴承和第二滚针轴承是带圆柱滚子的滚子轴承，相对其直径，滚子既细又长，这种滚子称为滚针，尽管具有较小的截面，该轴承仍具有较高的负荷承受能力，第一滚针轴承和第二滚针轴承装有细而长的滚子(滚子直径D≤5mm，L/D≥2.5，L为滚子长度)，因此径向结构紧凑，其内径尺寸和载荷能力与其它类型轴承相同时，外径最小，特别适用于径向安装尺寸受限制的支承结构。
在传动轴46两端设置第五轴承42和第六轴承43，通过设置第五轴承42配合第六轴承43，使传动轴46在转动时更加平稳，提高了该装置的稳定性。
传动轴46通过花键与差速器40连接，花键连接承载能力高，对中性好。
一些实施例中，换挡装置包括：换挡拨叉6和换挡电机5，换挡拨叉6与同步器41连接；换挡电机5与换挡拨叉6连接。
使用换挡电机5配合换挡拨叉6，满足该装置换挡要求，作为汽车变速箱上的重要部件，换挡拨叉6与变速手柄相连，位于手柄下端，拨动中间变速轮，使输入/输出转速比改变。
一些实施例中，低速时，换挡拨叉6使同步器41与一挡齿轮45啮合；高速时，换挡拨叉6使同步器41与二挡齿轮44啮合。
第一被动齿轮33直径大于第二被动齿轮34直径，一档齿轮直径大于二挡齿轮44直径；
低速时换挡拨叉6使同步器41与一挡齿轮45啮合，使用一挡大速比，高速时换挡拨叉6使同步器41与二挡齿轮44啮合，使用二挡小速比。
具体的，一档大速比动力传递路径：驱动装置1—输出轴20—主动齿轮23—第一被动齿轮33—中间轴30—第二被动齿轮34—一挡齿轮45—同步器41—差速器40—传动轴46；
一挡大速比：(一挡齿轮45/第二被动齿轮34)*(一挡齿轮45/主动齿轮23)，满足车辆低速加速需求，使车辆动力性更强。
二档小速比动力传递路径：驱动装置1—输出轴20—主动齿轮23—第一被动齿轮33—二挡齿轮44—同步器41—差速器40—传动轴46；
二挡小速比：(第一被动齿轮33/主动齿轮23)*(二挡齿轮44/第一被动齿轮33)＝二挡齿轮44/主动齿轮23，满足车辆高速续航需求，降低驱动装置1转速，使用车辆经济性更高，驱动装置1为驱动电机，驱动电机通过花键与驱动装置连接端固定连接，驱动装置1采用驱动电机，满足车辆的使用要求。
该装置相比于单级减速器，相同电机的功率下，通过一挡大速比的速比调整使车辆0-50Km/h加速时间提高约1s；
该装置相比于单级减速器，相同电机功率下，通过二挡小速比的速比调整试车辆省电约6％。
在本申请的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”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申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件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申请的限制。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
需要说明的是，在本申请中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上所述仅是本申请的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种电动车辆两档减速器，其特征在于，其包括：
输入总成(2)，所述输入总成(2)一端为驱动装置连接端；
驱动装置(1)，所述驱动装置(1)与所述驱动装置连接端固定连接；
中间总成(3)，所述中间总成(3)与所述输入总成(2)平行，且与所述输入总成(2)传动连接；
输出总成(4)，所述输出总成(4)与所述中间总成(3)平行，且与所述中间总成(3)传动连接，所述输出总成(4)包括差速器(40)、同步器(41)、一挡齿轮(45)和二挡齿轮(44)，所述差速器(40)与所述同步器(41)同轴设置，且所述同步器(41)固定于所述差速器(40)上，所述一挡齿轮(45)和所述二挡齿轮(44)择一地与所述同步器(41)啮合；
换挡装置，所述换挡装置与所述同步器(41)连接。
2.如权利要求1所述的电动车辆两档减速器，其特征在于，所述输入总成(2)包括：
输出轴(20)，所述输出轴(20)一端为所述驱动装置连接端；
主动齿轮(23)，所述主动齿轮(23)内壁与所述输出轴(20)固定连接。
3.如权利要求2所述的电动车辆两档减速器，其特征在于，所述输入总成(2)还包括：
第一轴承(21)，所述第一轴承(21)内环与所述输出轴(20)一端固定连接；
第二轴承(22)，所述第二轴承(22)内环与所述输出轴(20)另一端固定连接。
4.如权利要求2所述的电动车辆两档减速器，其特征在于，所述中间总成(3)包括：
中间轴(30)；
第一被动齿轮(33)，所述第一被动齿轮(33)设置于所述中间轴(30)一端，且所述第一被动齿轮(33)内壁与所述中间轴(30)固定连接，所述第一被动齿轮(33)与所述主动齿轮(23)传动连接；
第二被动齿轮(34)，所述第二被动齿轮(34)设置于所述中间轴(30)另一端，且所述第二被动齿轮(34)内壁与所述中间轴(30)固定连接。
5.如权利要求4所述的电动车辆两档减速器，其特征在于，所述中间总成(3)还包括：
第三轴承(31)，所述第三轴承(31)内环与所述中间轴(30)一端固定连接；
第四轴承(32)，所述第四轴承(32)内环与所述中间轴(30)另一端固定连接。
6.如权利要求4所述的电动车辆两档减速器，其特征在于，所述输出总成(4)包括：
传动轴(46)，所述传动轴(46)通过花键与所述差速器(40)连接；
所述二挡齿轮(44)与所述第一被动齿轮(33)传动连接，所述二挡齿轮(44)通过第一滚针轴承套设于所述差速器(40)上；
所述一挡齿轮(45)与所述第二被动齿轮(34)传动连接，所述一挡齿轮(45)通过第二滚针轴承套设于所述差速器(40)上。
7.如权利要求6所述的电动车辆两档减速器，其特征在于，所述输出总成(4)还包括：
第五轴承(42)，所述第五轴承(42)内环与所述传动轴(46)一端固定连接；
第六轴承(43)，所述第六轴承(43)内环与所述传动轴(46)另一端固定连接。
8.如权利要求1所述的电动车辆两档减速器，其特征在于：所述驱动装置(1)为驱动电机，所述驱动电机通过花键与所述驱动装置连接端固定连接。
9.根据权利要求1所述的电动车辆两档减速器，其特征在于：所述换挡装置包括：
换挡拨叉(6)，所述换挡拨叉(6)与所述同步器(41)连接；
换挡电机(5)，所述换挡电机(5)与所述换挡拨叉(6)连接。
10.如权利要求9所述的电动车辆两档减速器，其特征在于：低速时，换挡拨叉(6)使所述同步器(41)与所述一挡齿轮(45)啮合；高速时，换挡拨叉(6)使所述同步器(41)与所述二挡齿轮(44)啮合。
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