CN115789219A - 两挡平行轴式电驱减速机构及具有其的车辆 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种两挡平行轴式电驱减速机构及具有其的车辆。机构包括：行星排，行星排至少包括太阳轮、行星轮、行星架、齿圈，太阳轮与驱动部连接；输入齿轮轴，输入齿轮轴上套设有太阳轮，输入齿轮轴与行星排同轴设置；中间齿轮轴，中间齿轮轴与输入齿轮轴通过第一齿轮副连接；差速器总成，差速器总成与中间齿轮轴通过第二齿轮副连接，差速器总成具有至少一个输出半轴；其中，输入齿轮轴上套设有滑动齿套，滑动齿套相对输入齿轮轴可滑动地设置，滑动齿套至少具有与太阳轮连接的第一工作位置和与行星架连接的第二工作位置。本方案通过应用一个行星排结构，提供高低两挡速比，使电机尽可能工作在高效率区间，能降低对电机的需求，改善整车经济性。

Description

两挡平行轴式电驱减速机构及具有其的车辆

技术领域

本发明涉及车辆电驱系统设计技术领域，具体而言，涉及一种两挡平行轴式电驱减速机构及具有其的车辆。

背景技术

目前，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。相对于传统燃油车，电动汽车具有零排放、低噪声的优点，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，减速机构作为电动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车减速机构，一般为单挡平行轴式，分为输入端、中间端和输出端，采用两级单一速比齿轮传递。由于驱动电机一般具有低速恒转矩和高速恒功率的特性，在很低的转速下就能产生很大的扭矩，不像内燃机车需要减速增扭来起步。然而，单挡减速器虽然可以获得比较直接的加速性能，和极为顺畅连续的加速感，但是在高速行驶时的能耗会增加的比较明显。

针对上述技术问题，目前尚未提出有效解决方案。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种两挡平行轴式电驱减速机构及具有其的车辆，以解决现有技术中的车辆电驱系统的速比单一的问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种两挡平行轴式电驱减速机构，包括：行星排，行星排至少包括太阳轮、行星轮、行星架、齿圈，行星轮为至少一个，太阳轮与驱动部连接；输入齿轮轴，输入齿轮轴上套设有太阳轮，输入齿轮轴与行星排同轴设置；中间齿轮轴，中间齿轮轴与输入齿轮轴通过第一齿轮副连接；差速器总成，差速器总成与中间齿轮轴通过第二齿轮副连接，差速器总成具有至少一个输出半轴；其中，输入齿轮轴上套设有滑动齿套，滑动齿套相对输入齿轮轴可滑动地设置，滑动齿套至少具有与太阳轮连接的第一工作位置和与行星架连接的第二工作位置。

进一步地，滑动齿套与太阳轮、滑动齿套与行星架均通过花键连接。

进一步地，第一齿轮副由输入齿轮轴与设置于中间齿轮轴上的中间齿轮啮合形成。

进一步地，第二齿轮副由中间齿轮轴与设置于差速器总成上的差速器齿轮啮合形成。

进一步地，行星轮为四个，四个行星轮沿齿圈的周向均匀分布设置。

进一步地，太阳轮与输入齿轮轴之间设置有滚针轴承。

进一步地，两挡平行轴式电驱减速机构还包括：壳体，壳体内设置有行星排、输入齿轮轴、中间齿轮轴和差速器总成，壳体包括前壳和后壳；其中，齿圈与前壳刚性连接，太阳轮通过第一深沟球轴承与前壳连接，输入齿轮轴的远离太阳轮的一端通过第二深沟球轴承与后壳连接。

进一步地，中间齿轮轴的一端通过第三深沟球轴承固定在前壳上，中间齿轮轴的另一端通过第四深沟球轴承固定在后壳上。

进一步地，差速器总成的一端通过第一圆锥滚子轴承固定在前壳上，差速器总成的另一端通过第二圆锥滚子轴承固定在后壳上。

根据本发明的另一方面，提供了一种车辆，车辆具有两挡平行轴式电驱减速机构，两挡平行轴式电驱减速机构为上述的两挡平行轴式电驱减速机构。

应用本发明的技术方案，动力从行星排的太阳轮输入，通过滑动齿套的两种工作位置，提供高速直接挡和低速挡两种传动比，依次将动力传递到输入齿轮轴、中间齿轮轴、差速器总成和输出半轴，最后输出至车轮，通过应用一个行星排结构，提供高低两挡速比，两挡方案经济性较好，减速器换挡能够调节电机工作点，使电机尽可能工作在高效率区间，能降低对电机的需求，降低电机开发难度，改善整车经济性。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1示出了根据本发明的两挡平行轴式电驱减速机构的第一工作位置的实施例的结构示意图；

图2示出了根据本发明的两挡平行轴式电驱减速机构的第二工作位置的实施例的结构示意图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

10、行星排；11、太阳轮；12、滑动齿套；13、第一深沟球轴承；14、行星轮；15、行星架；16、齿圈；17、滚针轴承；

21、第二深沟球轴承；22、输入齿轮轴；23、齿轮轴前端花键；

31、第三深沟球轴承；32、第四深沟球轴承；33、中间齿轮轴；34、中间齿轮；

41、第一圆锥滚子轴承；42、第二圆锥滚子轴承；43、差速器总成。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

需要说明的是，本申请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术语在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施方式例如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。

现在，将参照附图更详细地描述根据本申请的示例性实施方式。然而，这些示例性实施方式可以由多种不同的形式来实施，并且不应当被解释为只限于这里所阐述的实施方式。应当理解的是，提供这些实施方式是为了使得本申请的公开彻底且完整，并且将这些示例性实施方式的构思充分传达给本领域普通技术人员，在附图中，为了清楚起见，有可能扩大了层和区域的厚度，并且使用相同的附图标记表示相同的器件，因而将省略对它们的描述。

结合图1至图2所示，根据本申请的具体实施例，提供了一种两挡平行轴式电驱减速机构。

两挡平行轴式电驱减速机构包括行星排10、输入齿轮轴22、中间齿轮轴33和差速器总成43，行星排10至少包括太阳轮11、行星轮14、行星架15、齿圈16，行星轮14为至少一个，太阳轮11与驱动部连接；输入齿轮轴22上套设有太阳轮11，输入齿轮轴22与行星排10同轴设置；中间齿轮轴33与输入齿轮轴22通过第一齿轮副50连接；差速器总成43与中间齿轮轴33通过第二齿轮副60连接，差速器总成43具有至少一个输出半轴；其中，输入齿轮轴22上套设有滑动齿套12，滑动齿套12相对输入齿轮轴22可滑动地设置，滑动齿套12至少具有与太阳轮11连接的第一工作位置和与行星架15连接的第二工作位置。

应用本实施例的技术方案，动力从行星排10的太阳轮11输入，通过滑动齿套12的两种工作位置，提供高速直接挡和低速挡两种传动比，依次将动力传递到输入齿轮轴22、中间齿轮轴33、差速器总成43和输出半轴，最后输出至车轮，通过应用一个行星排结构，提供高低两挡速比，两挡方案经济性较好，减速器换挡能够调节电机工作点，使电机尽可能工作在高效率区间，能降低对电机的需求，降低电机开发难度，改善整车经济性。

在本申请的一个示范性实施例中，差速器总成43具有两个输出半轴，两个输出半轴可以用于与车辆的前后轮或左右轮连接，实现动力的输出，输入齿轮轴22上设置有齿轮轴前端花键23，滑动齿套12通过齿轮轴前端花键23与输入齿轮轴22接合，具体地，滑动齿套12可通过一套拨叉结构(图中未示出)控制在第一工作位置和第二工作位置中移动切换。

其中，滑动齿套12与太阳轮11、滑动齿套12与行星架15均通过花键连接。花键连接的方式可使得结构的承载能力更大，具有更好的受力传力性能，提升动力传递效率。

具体地，在本申请的实施例中，如图1所示，当滑动齿套12处于与太阳轮11连接的第一工作位置时，滑动齿套12的外侧花键与太阳轮11的内侧花键接合，此时动力经太阳轮11、滑动齿套12、输入齿轮轴22传递，将此时的挡位设定为直接挡，传动比为i₁₁，预设传动比i₁₁＝1；如图2所示，当滑动齿套12处于与行星架15连接的第二工作位置时，滑动齿套12的外侧花键与行星架15的内侧花键接合，此时动力经太阳轮11、行星轮14、行星架15、滑动齿套12、输入齿轮轴22传递，将此时的挡位设定为低速挡，传动比为i₁₂，预设传动比i₁₂<1。传递至输入齿轮轴22的动力将依次通过第一齿轮副50传递到中间齿轮轴33，又通过第二齿轮副60传递到差速器总成43，第一齿轮副50提供传动比i₂，第二齿轮副60提供传动比i₃，则直接挡传动比i_直接＝i₁₁×i₂×i₃，低速挡传动比i_低速＝i₁₂×i₂×i₃。在本实施例中，直接挡为高速挡，可以降低齿轮、花键等参数的设计要求。

具体地，第一齿轮副50由输入齿轮轴22与设置于中间齿轮轴33上的中间齿轮34啮合形成；第二齿轮副60由中间齿轮轴33与设置于差速器总成43上的差速器齿轮啮合形成。本实施例中的第一齿轮副50和第二齿轮副60设置可以利于电驱系统的结构小型化和轻量化，提升布置集成度，节省占用空间。

优选地，输入齿轮轴22的轴线、中间齿轮轴33的轴线与差速器总成43的输出半轴的轴线相互平行地设置。

优选地，行星轮14为四个，四个行星轮14沿齿圈16的周向均匀分布设置。通过设置四个行星轮14，使得本申请的行星排10结构的动力性能和功率更符合电驱系统运行要求，根据实际需要，也可以调整行星轮14的个数为2个、6个等。

进一步地，太阳轮11与输入齿轮轴22之间设置有滚针轴承17。由于滚针轴承17的尺寸较小且结构紧凑，在太阳轮11与输入齿轮轴22之间设置滚针轴承17，可以在增强结构的承载能力、提升动力性能的同时，避免结构体积过大的问题。

进一步地，两挡平行轴式电驱减速机构还包括壳体，壳体内设置有行星排10、输入齿轮轴22、中间齿轮轴33和差速器总成43，壳体包括前壳和后壳；其中，齿圈16与前壳刚性连接，太阳轮11通过第一深沟球轴承13与前壳连接，输入齿轮轴22的远离太阳轮11的一端通过第二深沟球轴承21与后壳连接。通过将齿圈16固定在前壳上，使得行星排10的输入与输出轴线同轴，降低结构布置难度，有利于减速机构小型化与轻量化，布置集成度较高。第一深沟球轴承13和第二深沟球轴承21可以实现对输入齿轮轴22和太阳轮11的径向和轴向定位，防止系统工作过程中发生跳动。

进一步地，中间齿轮轴33的一端通过第三深沟球轴承31固定在前壳上，中间齿轮轴33的另一端通过第四深沟球轴承32固定在后壳上。通过设置第三深沟球轴承31和第四深沟球轴承32，可以实现对中间齿轮轴33的径向和轴向定位的同时，有利于适应电驱系统的高速运转工况，具有良好的耐用性。

进一步地，差速器总成43的一端通过第一圆锥滚子轴承41固定在前壳上，差速器总成43的另一端通过第二圆锥滚子轴承42固定在后壳上。通过设置第一圆锥滚子轴承41和第二圆锥滚子轴承42，实现对差速器总成43的径向和轴向定位，圆锥滚子轴承体积较小重量较轻，具有良好的承载能力，使得差速器总成43装配后更适应于电驱系统的高速运转工况。

根据本申请的另一具体实施例，提供了一种车辆，车辆具有两挡平行轴式电驱减速机构，两挡平行轴式电驱减速机构为上述实施例中的两挡平行轴式电驱减速机构。

优选地，车辆为电动汽车。具有上述两挡平行轴式电驱减速机构的电动车，可以使电机尽可能工作在高效率区间，能降低对电机的需求，降低电机开发难度，提升电驱系统的运行效率、节省能耗，获得更高的经济性。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

除上述以外，还需要说明的是在本说明书中所谈到的“一个实施例”、“另一个实施例”、“实施例”等，指的是结合该实施例描述的具体特征、结构或者特点包括在本申请概括性描述的至少一个实施例中。在说明书中多个地方出现同种表述不是一定指的是同一个实施例。进一步来说，结合任一实施例描述一个具体特征、结构或者特点时，所要主张的是结合其他实施例来实现这种特征、结构或者特点也落在本发明的范围内。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种两挡平行轴式电驱减速机构，其特征在于，包括：

行星排(10)，所述行星排(10)至少包括太阳轮(11)、行星轮(14)、行星架(15)、齿圈(16)，所述行星轮(14)为至少一个，所述太阳轮(11)与驱动部连接；

输入齿轮轴(22)，所述输入齿轮轴(22)上套设有所述太阳轮(11)，所述输入齿轮轴(22)与所述行星排(10)同轴设置；

中间齿轮轴(33)，所述中间齿轮轴(33)与所述输入齿轮轴(22)通过第一齿轮副(50)连接；

差速器总成(43)，所述差速器总成(43)与所述中间齿轮轴(33)通过第二齿轮副(60)连接，所述差速器总成(43)具有至少一个输出半轴；

其中，所述输入齿轮轴(22)上套设有滑动齿套(12)，所述滑动齿套(12)相对所述输入齿轮轴(22)可滑动地设置，所述滑动齿套(12)至少具有与所述太阳轮(11)连接的第一工作位置和与所述行星架(15)连接的第二工作位置。

2.根据权利要求1所述的两挡平行轴式电驱减速机构，其特征在于，所述滑动齿套(12)与所述太阳轮(11)、所述滑动齿套(12)与所述行星架(15)均通过花键连接。

3.根据权利要求1所述的两挡平行轴式电驱减速机构，其特征在于，所述第一齿轮副(50)由所述输入齿轮轴(22)与设置于所述中间齿轮轴(33)上的中间齿轮(34)啮合形成。

4.根据权利要求1所述的两挡平行轴式电驱减速机构，其特征在于，所述第二齿轮副(60)由中间齿轮轴(33)与设置于所述差速器总成(43)上的差速器齿轮啮合形成。

5.根据权利要求1所述的两挡平行轴式电驱减速机构，其特征在于，所述行星轮(14)为四个，四个所述行星轮(14)沿所述齿圈(16)的周向均匀分布设置。

6.根据权利要求1所述的两挡平行轴式电驱减速机构，其特征在于，所述太阳轮(11)与所述输入齿轮轴(22)之间设置有滚针轴承(17)。

7.根据权利要求1所述的两挡平行轴式电驱减速机构，其特征在于，所述两挡平行轴式电驱减速机构还包括：

壳体，所述壳体内设置有所述行星排(10)、所述输入齿轮轴(22)、所述中间齿轮轴(33)和所述差速器总成(43)，所述壳体包括前壳和后壳；

其中，所述齿圈(16)与所述前壳刚性连接，所述太阳轮(11)通过第一深沟球轴承(13)与所述前壳连接，所述输入齿轮轴(22)的远离所述太阳轮(11)的一端通过第二深沟球轴承(21)与所述后壳连接。

8.根据权利要求7所述的两挡平行轴式电驱减速机构，其特征在于，所述中间齿轮轴(33)的一端通过第三深沟球轴承(31)固定在所述前壳上，所述中间齿轮轴(33)的另一端通过第四深沟球轴承(32)固定在所述后壳上。

9.根据权利要求7所述的两挡平行轴式电驱减速机构，其特征在于，所述差速器总成(43)的一端通过第一圆锥滚子轴承(41)固定在所述前壳上，所述差速器总成(43)的另一端通过第二圆锥滚子轴承(42)固定在所述后壳上。

10.一种车辆，所述车辆具有两挡平行轴式电驱减速机构，其特征在于，所述两挡平行轴式电驱减速机构为权利要求1-9中任一项所述的两挡平行轴式电驱减速机构。

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