CN115163751A - 一种电动汽车减速装置及电动汽车 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电动汽车减速装置及电动汽车。该电动汽车减速装置包括输入端(10)、中间端(20)、输出端(30)、第一齿轮副(40)以及第二齿轮副(50)；其中，输入端(10)的两侧包括第一深沟球轴承(11)和第二深沟球轴承(12)；中间端(20)包括位于中间端(20)两侧的第一圆柱滚子轴承(21)和第二圆柱滚子轴承(22)、以及第一平面推力轴承(23)和第二平面推力轴承(24)；输出端(30)的两侧包括第一串联角接触球轴承(31)和第二串联角接触球轴承(32)，进而使电动汽车减速装置能够承受较大的输入扭矩，并且保证输入端(10)、中间端(20)以及输出端(30)在减速装置壳体腔内平稳旋转。

Description

一种电动汽车减速装置及电动汽车
技术领域
本发明涉及电动汽车技术领域，尤其涉及一种电动汽车减速装置及电动汽车。
背景技术
在能源与环境危机的背景下，世界各国汽车企业都在大力推进新能源汽车的研发。相对与传统燃油车，电动汽车具有零排放、低噪声的优点。而随着电动汽车的发展，市场对其续航里程以及动力性能要求日益提高，这不光需要提升电池的性能，对于电驱动系统而言，需要进行效率和功率密度双提升，才能支撑电动汽车满足市场要求。而减速机构作为电动汽车驱动系统中的重要环节，其传动效率和功率密度也需要不断提升。
目前市场上最常见的电动汽车减速机构，一般都是单挡平行轴式，分为输入端、中间端和输出端，有两级单一速比齿轮传递，即输入端到中间端，中间端到输出端。对于此类减速器，输入端一般采用两侧深沟球轴承支撑；小功率电驱系统减速机构的中间端两侧使用深沟球轴承支撑，但深沟球轴承虽然摩擦损失很小，但是承载能力有限，因此大功率电驱系统减速机构的中间端两侧使用圆锥滚子轴承支撑，圆锥滚子轴承虽然比同样大小的深沟球轴承承受更大的载荷，但是摩擦损失较大，效率比较低，尤其在低温下壳体收缩，圆锥滚子轴承的摩擦损失更会加剧；对于输出端而言，一般情况下都使用圆锥滚子轴承，同样有较大的摩擦损失。总而言之，高效率、大功率以及小体积，往往没有办法很好得兼顾。
因此，亟需一种电动汽车减速装置，能够有效提升减速机构的功率密度，即能够承受较大的输入扭矩，并且体积比较小。
发明内容
本发明提供一种电动汽车减速装置及电动汽车，以实现减速机构功率密度的有效提升。
第一方面，本发明实施例提供了一种电动汽车减速装置，该电动汽车减速装置包括输入端、中间端、输出端、第一齿轮副以及第二齿轮副；其中，所述输入端的两侧包括第一深沟球轴承和第二深沟球轴承；中间端包括位于所述中间端两侧的第一圆柱滚子轴承和第二圆柱滚子轴承、以及第一平面推力轴承和第二平面推力轴承；所述输出端的两侧包括第一串联角接触球轴承和第二串联角接触球轴承，进而使电动汽车减速装置能够承受较大的输入扭矩，并且保证输入端、中间端以及输出端在减速装置壳体腔体内平稳旋转。
可选的，所述电动汽车减速装置还包括前壳体、后壳体、第一端盖、第二端盖、第一螺栓以及第二螺栓。
可选的，所述输入端还包括第一齿轮轴；所述第一齿轮轴通过第一深沟球轴承固定在所述前壳体上，还通过第二深沟球轴承固定在所述后壳体上。
可选的，所述中间端还包括第一法兰、第二法兰、齿轮、第二齿轮轴以及第一调整垫片；所述齿轮通过花键刚性连接在所述第二齿轮轴上，所述第二齿轮轴通过第一圆柱滚子轴承固定在前壳体上，并通过所述第二圆柱滚子轴承固定在所述后壳体上。
可选的，所述第一法兰和所述第二法兰通过花键分别与位于所述第二齿轮轴侧的内孔连接；
所述第一平面推力轴承位于所述第一法兰和所述第一端盖之间，所述第一端盖压合在所述第一平面推力轴承上，并通过多个第一螺栓固定在所述前壳体上；
所述第二平面推力轴承放置于所述第二法兰上，所述第一调整垫片位于所述第二平面推力轴承右侧，并通过所述第二端盖压合；所述第二端盖通过所述多个第二螺栓固定在所述后壳体上。
可选的，所述输出端还包括齿轮及差速器总成和第二调整垫片，所述齿轮及差速器总成通过所述第一串联角接触球轴承固定在所述前壳体上，并通过所述第二串联角接触球轴承固定在所述后壳体上，所述第二串联角接触球轴承与所述后壳体之间设置所述第二调整垫片。
可选的，所述第一齿轮副由所述第一齿轮轴和齿轮啮合形成；所述第二齿轮副由第二齿轮轴和齿轮及差速器总成啮合形成。
可选的，动力电机产生的动力从所述输入端，通过所述第一齿轮副传递到所述中间端，再由所述第二齿轮副将动力传递到所述输出端，最后动力从所述输出端的两侧传递给半轴和车轮。
可选的，第一调整垫片用于减小中间端装配后产生的间隙。
可选的，第二调整垫片用于调节输出端两侧的第一串联角接触球轴承或第二串联角接触球轴承。
第二方面，本发明实施例还提供了一种电动汽车，该电动汽车包括第一方面中任意所述的电动汽车减速装置。
本发明通过设置电动汽车减速装置包括输入端、中间端、输出端、第一齿轮副以及第二齿轮副，其中，输入端的两侧包括第一深沟球轴承和第二深沟球轴承，中间端包括位于中间端两侧，用于径向定位的第一圆柱滚子轴承和第二圆柱滚子轴承、以及位于中间端两侧，用于轴向定位的第一平面推力轴承和第二平面推力轴承；输出端的两侧包括第一串联角接触球轴承和第二串联角接触球轴承，解决现有技术中的轴承支撑方式无法兼顾高效率、大功率以及小体积的问题，能够有效提升减速机构的功率密度，即能够承受较大的输入扭矩，并且体积比较小，同时保证输入端、中间端以及输出端在减速装置壳体腔体内平稳旋转的效果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明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发明的一些实施例，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为本发明实施例提供了一种电动汽车减速装置的简要结构示意图；
图2为本发明实施例提供了一种电动汽车减速装置的具体结构示意图；
图3为本发明实施例提供了一种电动汽车减速装置的中间端示意图；
图4为本发明实施例提供了一种电动汽车减速装置的输出端示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
图1为本发明实施例提供了一种电动汽车减速装置的简要结构示意图，参见图1，该电动汽车减速装置包括输入端10、中间端20、输出端30、第一齿轮副40以及第二齿轮副50。具体的，动力电机产生的动力从输入端10输入，通过第一齿轮副40传递到中间端20，再由第二齿轮副50将动力传递到输出端30，最后动力从输出端30两侧传递给半轴和车轮，完成整个动力传输过程。
其中，输入端10的两侧分别由第一深沟球轴承11和第二深沟球轴承12支撑，实现输入端10的径向和轴向定位。中间端20的两侧分别由第一圆柱滚子轴承21和第二圆柱滚子轴承22支撑，实现中间端20的径向定位；此外，中间端20的两侧还分别由第一平面推力轴承23和第二平面推力轴承24支撑，来实现中间端20的轴向定位。输出端30的两侧分别由第一串联角接触球轴承31和第二串联角接触球轴承32支撑，以实现输出端的径向和轴向定位。
本实施例的技术方案，通过对输入端、中间端以及输出端分别采用不同的轴承支撑方式，来承担动力传输过程中的径向力和轴向力，保证了输入端、中间端以及输出端在减速装置壳体腔内平稳旋转，并且相比于现有技术中中间端采用两侧深沟球轴承来支撑齿轮轴，不利于减速机构分小型化和轻量化，或者两侧采用圆锥滚子轴承来支撑齿轮轴，效率比较低，本实施例中的中间端采用了两个圆柱滚子轴承外加两个平面推力轴承分别承受径向力和轴向力，兼顾了承载力和效率。
图2为本发明实施例提供了一种电动汽车减速装置的具体结构示意图，参见图2，电动汽车减速装置还包括前壳体61、后壳体71、第一端盖62、第二端盖72、第一螺栓63以及第二螺栓73。
具体的，输入端10还包括第一齿轮轴13，第一齿轮轴13通过第一深沟球轴承11固定在前壳体61上，还通过第二深沟球轴承12固定在后壳体71上。在动力传输过程中，由于为斜齿轮啮合，因此第一齿轮轴13会产生径向力和轴向力。其中，径向力通过第一深沟球轴承11和第二深沟球轴承12共同承担。轴向力的方向与动力的转动方向以及第一齿轮轴13的旋转方向都相关，进而轴向力由第一深沟球轴承11或者第二深沟球轴承12来承担，从而保证了输入端10在壳体腔内平稳旋转。
图3为本发明实施例提供了一种电动汽车减速装置的中间端结构示意图，参见图2和图3，中间端还包括第一法兰25、第二法兰26、齿轮28、第二齿轮轴29以及第一调整垫片27。齿轮28通过花键刚性连接在第二齿轮轴29上，第二齿轮轴29通过第一圆柱滚子轴承21固定在前壳体61上，第二齿轮轴29还通过第二圆柱滚子轴承22固定在后壳体71上。
此外，第一法兰25和第二法兰26通过花键分别与位于第二齿轮轴29两侧的内孔连接，即第一法兰25和第二法兰26分别放置在第二齿轮轴29的中心孔内，并通过花键间隙连接，此种连接方式，可以使第一法兰25和第二法兰26与第二齿轮轴29同步旋转，但第一法兰25和第二法兰26还可以在中心孔内实现轴向窜动。
第一平面推力轴承23位于第一法兰25和第一端盖62之间，第一端盖62压合在第一平面推力轴承23上，并通过多个第一螺栓63固定在前壳体61上。第二平面推力轴承24放置于第二法兰26上，第一调整垫片27位于第二平面推力轴承24右侧，并通过第二端盖72压合，第二端盖72通过多个第二螺栓73固定在后壳体71上，该结构使得中间端20便于装配，并通过将第一调整垫片27设置于第二平面推力轴承24与第二端盖72之间，以消除中间端20装配后产生的较大的间隙。
具体的，在动力传输过程中，第一齿轮轴13会受到轴向力和径向力，由于第一齿轮副40由第一齿轮轴13和齿轮28啮合形成，相应的，齿轮28会受到大小相等、方向相反的轴向力和径向力。此外，在第二齿轮副50传递动力时，第二齿轮轴29也会受到一定大小的径向力和轴向力，由于齿轮28和齿轮轴29是刚性连接，二者各自受到的径向力叠加后，由第一圆柱滚子轴承21和第二圆柱滚子轴承22共同承担，而轴向力叠加后，会使第二齿轮轴29与第一法兰25或者第二法兰26中的一个压紧，之后第一法兰25或者第二法兰26将轴向力传递至对应的第一平面推力轴承23或者第二平面推力轴承24，例如第一法兰25将轴向力传递给放置于第一法兰25上的第一平面推力轴承23，第一平面推力轴承23将轴向力传递给第一端盖62，而第一端盖62是由多个第一螺栓固定在前壳体61上的，因此，能够保证中间端在减速机构壳体腔内平稳旋转。
需要说明的是，对于一般减速机构来说，中间端采用两侧深沟球轴承或者两侧圆锥滚子轴承来支撑齿轮轴，没有相应的法兰和端盖等结构。若采用深沟球轴承效率比较高，但是需要很大的空间来放置，因此输入端和中间端之间的距离(中心距)需要比较大，不利于减速机构分小型化和轻量化，甚至可能在整车上布置不下。若中间端采用一对圆锥滚子轴承的话，承载能力比较强，也有利于减速机构小型化和轻量化，但是一对圆锥滚子轴承需要在调整垫片预紧之后使用，效率比较低，会增加电动汽车的耗电量。而本发明实施例的中间端采用了两个圆柱滚子轴承外加两个平面推力轴承分别承受径向力和轴向力，用于替代深沟球轴承或者圆锥滚子轴承，比圆锥滚子轴承效率高，比深沟球轴承承载能力强，兼顾了承载力和效率。
图4为本发明实施例提供了一种电动汽车减速装置的输出端示意图，参见图2和图4。输出端30还包括齿轮及差速器总成34和第二调整垫片33，齿轮及差速器总成34通过第一串联角接触球轴承31固定在前壳体61上，并通过第二串联角接触球轴承32固定在后壳体71上，第二串联角接触球轴承32与后壳体71之间设置第二调整垫片33。
具体的，在动力传输过程中，第二齿轮轴29会受到轴向力和径向力，由于第二齿轮副50由第二齿轮轴29和齿轮及差速器总成34啮合形成，相应的，齿轮及差速器总成34受到大小相等、方向相反的轴向力和径向力，其中径向力由第一串联角接触球轴承31和第二串联角接触球轴承32共同承担，轴向力方向与动力的转动方向以及齿轮及差速器总成34的旋向都有关，因此轴向力由第一串联角接触球轴承31或者第二串联角接触球轴承32来承担，保证了输出端在减速机构壳体腔内平稳旋转。
需要说明的是，输出端30的载荷最大，而角接触球轴承传动效率高，支撑刚度也好，但是相比圆锥滚子轴承，承载能力很小，需要较大的尺寸，因此，本发明实施例中是将两个角接触球轴承进行集成，形成串联角接触轴承，成对使用相当于约4个轴承的承载能力，并且效率更高。
可以理解的是，本发明实施例中的圆柱滚子轴承与平面推力轴承不需要预紧，因此，第一调整垫片27只用于减小中间端20的轴向窜动量，即减小中间端20装配后产生的间隙。而角接触球轴承需要预紧才能正常工作，因此第二调整垫片33用于预紧输出端30两侧的第一串联角接触球轴承31和第二串联角接触球轴承32。
本发明实施例的技术方案，通过对输入端、中间端以及输出端分别采用不同的轴承支撑方式以及相应的结构，来承担动力传输过程中的径向力和轴向力，保证了输入端、中间端以及输出端在减速装置壳体腔内平稳旋转，并且相比中间端采用两侧深沟球轴承或者两侧圆锥滚子轴承来支撑齿轮轴，以及输出端采用圆锥滚子轴承的技术方案，本发明的技术方案能够兼顾承载力和效率，有效提升减速机构的功率密度，即能够承受较大的输入扭矩，并且体积比较小。
基于相同的发明构思，本发明实施例还提供了一种电动汽车，该电动汽车包括上述任一实施例所述的电动汽车减速装置，因此，本发明实施例提供的电动汽车具备上述实施例中相应的有益效果，这里不再赘述。
注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整、相互结合和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (11)

1.一种电动汽车减速装置，其特征在于，
所述电动汽车减速装置包括输入端(10)、中间端(20)、输出端(30)、第一齿轮副(40)以及第二齿轮副(50)；其中，所述输入端(10)的两侧包括第一深沟球轴承(11)和第二深沟球轴承(12)；所述中间端(20)包括位于所述中间端(20)两侧，用于径向定位的第一圆柱滚子轴承(21)和第二圆柱滚子轴承(22)、以及位于所述中间端(20)两侧，用于轴向定位的第一平面推力轴承(23)和第二平面推力轴承(24)；所述输出端(30)的两侧包括第一串联角接触球轴承(31)和第二串联角接触球轴承(32)。
2.根据权利要求1所述的电动汽车减速装置，其特征在于，
所述电动汽车减速装置还包括前壳体(61)、后壳体(71)、第一端盖(62)、第二端盖(72)、第一螺栓(63)以及第二螺栓(73)。
3.根据权利要求2所述的电动汽车减速装置，其特征在于，
所述输入端(10)还包括第一齿轮轴(13)；所述第一齿轮轴(13)通过第一深沟球轴承(11)固定在所述前壳体(61)上，还通过第二深沟球轴承(12)固定在所述后壳体(71)上。
4.根据权利要求2所述的电动汽车减速装置，其特征在于，
所述中间端(20)还包括第一法兰(25)、第二法兰(26)、齿轮(28)、第二齿轮轴(29)以及第一调整垫片(27)；所述齿轮(28)通过花键刚性连接在所述第二齿轮轴(29)上，所述第二齿轮轴(29)通过第一圆柱滚子轴承(21)固定在前壳体(61)上，并通过所述第二圆柱滚子轴承(22)固定在所述后壳体(71)上。
5.根据权利要求4所述的电动汽车减速装置，其特征在于，
所述第一法兰(25)和所述第二法兰(26)通过花键分别与位于所述第二齿轮轴(29)两侧的内孔连接；
所述第一平面推力轴承(23)位于所述第一法兰(25)和所述第一端盖(62)之间，所述第一端盖(62)压合在所述第一平面推力轴承(23)上，并通过多个第一螺栓(63)固定在所述前壳体(61)上；
所述第二平面推力轴承(24)放置于所述第二法兰(26)上，所述第一调整垫片(27)位于所述第二平面推力轴承(24)右侧，并通过所述第二端盖(72)压合；所述第二端盖(72)通过所述多个第二螺栓(73)固定在所述后壳体(71)上。
6.根据权利要求2所述的电动汽车减速装置，其特征在于，
所述输出端(30)还包括齿轮及差速器总成(34)和第二调整垫片(33)，所述齿轮及差速器总成(34)通过所述第一串联角接触球轴承(31)固定在所述前壳体(61)上，并通过所述第二串联角接触球轴承(32)固定在所述后壳体(71)上，所述第二串联角接触球轴承(32)与所述后壳体(71)之间设置所述第二调整垫片(33)。
7.根据权利要求6所述的电动汽车减速装置，其特征在于，
所述第一齿轮副(40)由所述第一齿轮轴(13)和齿轮(28)啮合形成；所述第二齿轮副(50)由第二齿轮轴(29)和齿轮及差速器总成(34)啮合形成。
8.根据权利要求7所述的电动汽车减速装置，其特征在于，动力电机产生的动力从所述输入端(10)，通过所述第一齿轮副(40)传递到所述中间端(20)，再由所述第二齿轮副(50)将动力传递到所述输出端(30)，最后动力从所述输出端(30)的两侧传递给半轴和车轮。
9.根据权利要求4所述的电动汽车减速装置，其特征在于，
所述第一调整垫片(27)用于减小所述中间端(20)装配后产生的间隙。
10.根据权利要求6所述的电动汽车检索装置，其特征在于，
所述第二调整垫片(33)用于调节所述输出端(30)两侧的所述第一串联角接触球轴承(31)或所述第二串联角接触球轴承(32)。
11.一种电动汽车，其特征在于，所述电动汽车包括权利要求1至10中任一项所述的电动汽车减速装置。
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