CN116101054A - 设置有三挡变速机构的电驱桥 - Google Patents

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CN116101054A CN202211600591.7A CN202211600591A CN116101054A CN 116101054 A CN116101054 A CN 116101054A CN 202211600591 A CN202211600591 A CN 202211600591A CN 116101054 A CN116101054 A CN 116101054A
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徐可
刘树成
李培浩
步进增
陈玉鹤
李强
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Abstract

提供了一种设置有三挡变速机构的电驱桥，包括动力输入装置；三挡变速机构；以及动力输出装置；其中，该三挡变速机构包括：中心轴，固定连接有第一动力输入齿轮和第一输出接合齿，且用于将第一动力输入齿轮的动力传递至第一输出接合齿；传动轴，可相对转动地套设于中心轴外，且一端固定连接箱体，另一端固定连接有双星行星排的太阳轮；第二动力输入齿轮，与双星行星排的行星架连接且用于将动力传递至该行星架；第二输出接合齿，用于接收来自行星架的动力；第三输出接合齿，用于接收来自双星行星排的齿圈的动力；以及接合齿套。该电驱桥换挡更加平滑，提高了驾驶操控舒适性。

Description

设置有三挡变速机构的电驱桥
技术领域
本发明涉及新能源汽车零部件领域，尤其涉及一种设置有三挡变速机构的电驱桥。
背景技术
新能源汽车越来越受到国家的重视。随着中型及重型商用车电驱动化技术的迭代发展，集成式电驱桥系统已经逐渐成为新一代中重型商用车的主流驱动形式。但是，目前的电驱桥存在传动效率低，重量大，传动结构复杂，成本高等问题。
因此，有必要研究一种设置有三挡变速机构的电驱桥来解决上述的一个或多个技术问题。
发明内容
为解决上述至少一个技术问题，根据本发明一方面，提供了一种设置有三挡变速机构的电驱桥，其特征在于包括：
动力输入装置，用于将电机的动力输入至三挡变速机构；
三挡变速机构，用于接收动力输入装置的动力并将该动力传递至动力输出装置；以及
动力输出装置，用于将动力输出至左右车轮；
其中，该三挡变速机构包括：
中心轴，固定连接有第一动力输入齿轮和第一输出接合齿，且用于将第一动力输入齿轮的动力传递至第一输出接合齿；
传动轴，可相对转动地套设于中心轴外，且一端固定连接箱体，另一端固定连接有双星行星排的太阳轮；
第二动力输入齿轮，与双星行星排的行星架连接且用于将动力传递至该行星架；
第二输出接合齿，用于接收来自行星架的动力；
第三输出接合齿，用于接收来自双星行星排的齿圈的动力；以及
接合齿套，用于可选择地将第一输出接合齿、第二输出接合齿或第三输出接合齿的动力传递至动力输出装置。
根据本发明又一方面，动力输出装置包括差速器，该差速器通过差速器壳体接收来自接合齿套的动力，并将该动力传递至第一输出半轴和第二输出半轴。
根据本发明又一方面，动力输出装置还包括减速行星排，该减速行星排用于接收来自接合齿套的动力并将该动力传递至差速器。
根据本发明又一方面，动力输入装置包括第一传动齿轮和第二传动齿轮，且经由该第一传动齿轮和第二传动齿轮将动力分别传递至第一动力输入齿轮和第二动力输入齿轮。
根据本发明又一方面，动力输入装置还包括连接轴，第一传动齿轮和第二传动齿轮固定连接于该连接轴。
根据本发明又一方面，所述动力输入装置还包括电机和第三传动齿轮，所述电机用于驱动第三传动齿轮，第三传动齿轮用于将动力传递至连接轴。
根据本发明又一方面，所述中心轴为中空轴，第一输出半轴从该中心轴内穿过。
根据本发明又一方面，第三传动齿轮与第一传动齿轮或第二传动齿轮啮合，或者第三传动齿轮与设置于传动轴的第四传动齿轮啮合。
根据本发明又一方面，第二动力输入齿轮固定连接于该行星架的外周。
根据本发明又一方面，第一动力输入齿轮和第二动力输入齿轮设置于双星行星排的第一侧，第一输出接合齿、第二输出接合齿和第三输出接合齿设置于双星行星排的第二侧。
本发明可以获得以下一个或多个技术效果：
1.电机与双星行星排配合，提高了电机功率的利用率；
2.采用第二对齿轮副结构配合原两挡的换挡电机及其执行机构实现了第三挡，可以做到第二挡第三挡之间的速度阶比适中，换挡更加平滑，提高了驾驶操控舒适性；
3.可有效提高承载能力，系统更紧凑。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1为根据本发明的一种优选实施例的设置有三挡变速机构的电驱桥的示意图。
图2-4为根据本发明的一种优选实施例的设置有三挡变速机构的电驱桥的动力传递路线示意图。
图5为根据本发明的另一种优选实施例的设置有三挡变速机构的电驱桥的示意图。
具体实施方式
下面结合附图，通过优选实施例来描述本发明的最佳实施方式，这里的具体实施方式在于详细地说明本发明，而不应理解为对本发明的限制，在不脱离本发明的精神和实质范围的情况下，可以做出各种变形和修改，这些都应包含在本发明的保护范围之内。
实施例1
根据本发明一种优选实施方式，参见图1-5，提供了一种设置有三挡变速机构的电驱桥，其特征在于包括：
动力输入装置，用于将电机M1的动力输入至三挡变速机构；
三挡变速机构，用于接收动力输入装置的动力并将该动力传递至动力输出装置；以及
动力输出装置，用于将动力输出至左右车轮。
其中，该三挡变速机构包括：
中心轴11，固定连接有第一动力输入齿轮10和第一输出接合齿12，且用于将第一动力输入齿轮10的动力传递至第一输出接合齿12；
传动轴35，可相对转动地套设于中心轴11外，且一端固定连接箱体4，另一端固定连接有双星行星排的太阳轮19；
第二动力输入齿轮14，与双星行星排的行星架15连接且用于将动力传递至该行星架15；
第二输出接合齿16，用于接收来自行星架14的动力；
第三输出接合齿21，用于接收来自双星行星排的齿圈20的动力；以及
接合齿套22，用于可选择地将第一输出接合齿12、第二输出接合齿16或第三输出接合齿21的动力传递至动力输出装置。
根据本发明又一优选实施方式，参见图5，动力输出装置包括差速器32，该差速器32通过差速器壳体31接收来自接合齿套22的动力，并将该动力传递至第一输出半轴34和第二输出半轴33。
根据本发明又一优选实施方式，参见图1，动力输出装置还包括减速行星排，该减速行星排用于接收来自接合齿套22的动力并将该动力传递至差速器32。
根据本发明又一优选实施方式，动力输入装置包括第一传动齿轮9和第二传动齿轮13，且经由该第一传动齿轮9和第二传动齿轮13将动力分别传递至第一动力输入齿轮10和第二动力输入齿轮14。
根据本发明又一优选实施方式，动力输入装置还包括连接轴8，第一传动齿轮9和第二传动齿轮13固定连接于该连接轴8。
根据本发明又一优选实施方式，所述动力输入装置还包括电机M1和第三传动齿轮6，所述电机用于驱动第三传动齿轮6，第三传动齿轮6用于将动力传递至连接轴8。
根据本发明又一优选实施方式，所述中心轴11为中空轴，第一输出半轴34从该中心轴11内穿过。
根据本发明又一优选实施方式，第三传动齿轮6与第一传动齿轮9或第二传动齿轮13啮合，或者第三传动齿轮6与设置于传动轴8的第四传动齿轮7啮合。
根据本发明又一优选实施方式，第二动力输入齿轮14固定连接于该行星架15的外周。
根据本发明又一优选实施方式，第一动力输入齿轮10和第二动力输入齿轮14设置于双星行星排的第一侧，第一输出接合齿12、第二输出接合齿16和第三输出接合齿21设置于双星行星排的第二侧。
根据本发明又一优选实施方式，电机M1通过电机轴5连接齿轮6，齿轮6与齿轮7啮合，齿轮7与传动轴8、齿轮9、齿轮13刚性连接，齿轮9与齿轮10啮合，齿轮10与轴11、输出接合齿12刚性连接，齿轮13与齿轮14啮合，齿轮14与行星架15、输出接合齿16刚性连接，内行星轮17、外行星轮18在行星架15的约束下既有绕行星架15中央轴线的公转也有绕自身齿轮轴线的自转，内行星轮17与太阳轮19啮合，太阳轮19与箱体4固定，内行星轮17与外行星轮18啮合，外行星轮18与内齿圈20啮合，内齿圈20与输出接合齿21刚性连接，接合齿套22与拨叉23相连，拨叉23固定在换挡传动杆24上，同时拨叉23与花键套26径向固定轴向保持相对滑动，换挡电机25驱动换挡传动杆24进行左右滑动进行换挡。输出接合齿21和输出接合齿16、输出接合齿12分布在接合齿套22两侧，分别作为换挡挡位的第一位置、第二位置和第三位置，花键套26与太阳轮27同轴刚性连接，太阳轮27与行星轮28啮合，行星轮28与内齿圈29啮合，内齿圈29与箱体4固定，行星轮28在行星架30的约束下既有绕行星架30中央轴线的公转也有绕自身行星轮轴自身轴线的自转，行星架30与差速器壳31刚性连接，差速器壳31驱动差速器32，差速器32将动力传至第一半轴33、第二半轴34然后传至轮边。
优选地，双星行星排的太阳轮19经由轴35连接于箱体4。第二输出接合齿16经由轴36连接于双星行星排的行星架15。第三输出接合齿21经由轴37连接于双星行星排的齿圈20。
本发明的工作原理如下。
一挡(低速挡)：结合图2，电机M1输出扭矩通过电机轴5连接传递到齿轮6，齿轮6与齿轮7啮合，齿轮7与齿轮13刚性连接，齿轮13通过齿轮啮合连接将动力传递到齿轮14，齿轮14与行星架15刚性连接，换挡电机25驱动换挡传动杆24，换挡驱动杆24带动拨叉23和接合齿套22沿花键套26轴向滑动，接合齿套22与输出接合齿21接合，达到第一挡位位置，内齿圈20与输出接合齿21刚性连接，太阳轮19固定，行星架15带动内行星轮17、外行星轮18绕中央轴线转动、内行星轮17与太阳轮19啮合，外行星轮18与内行星轮17啮合，外行星轮18与内齿圈20啮合，此时行星架15、内行星轮17、外行星轮18和内齿圈20组成的行星排结构处于减速传动状态，内齿圈20与花键套26、太阳轮27刚性连接，太阳轮27与行星轮28啮合，行星轮28与内齿圈29啮合，内齿圈29固定，行星轮28带动行星架30绕中央轴线转动，行星架30与差速器壳31刚性连接，通过差速器32将动力分别传递到第一输出半轴33和第二输出半轴34，最后输出到轮边。
二挡(中速挡)：结合图3，电机M1输出扭矩通过电机轴5连接传递到齿轮6，齿轮6与齿轮7啮合，齿轮7与齿轮13刚性连接，齿轮13通过齿轮啮合连接将动力传递到齿轮14，齿轮14与行星架15刚性连接，换挡电机25驱动换挡传动杆24，换挡驱动杆24带动拨叉23和接合齿套22沿花键套26轴向滑动，接合齿套22与输出接合齿16接合，达到第二挡位位置，使得太阳轮19固定，行星架15带动内行星轮17、外行星轮18绕中央轴线转动，此时行星架15、内行星轮17与外行星轮18组成的行星排结构处于直接传动状态。行星架15、花键套26与太阳轮27刚性连接，太阳轮27与行星轮28啮合，行星轮28与内齿圈29啮合，内齿圈29固定，行星轮28带动行星架30绕中央轴线转动，行星架30与差速器壳31刚性连接，通过差速器32将动力分别传递到第一输出半轴33和第二输出半轴34，最后输出到轮边。
三挡(高速挡)：结合图4，电机M1输出扭矩通过电机轴5连接传递到齿轮6，齿轮6与齿轮7啮合，齿轮7与齿轮9刚性连接，齿轮9通过齿轮啮合连接将动力传递到齿轮10，齿轮10与输出接合齿12刚性连接，换挡电机25驱动换挡传动杆24，换挡驱动杆24带动拨叉23和接合齿套22沿花键套26轴向滑动，接合齿套22与输出接合齿12接合，达到第三挡位位置，齿轮10、花键套26与太阳轮27刚性连接，太阳轮27与行星轮28啮合，行星轮28与内齿圈29啮合，内齿圈29固定，行星轮28带动行星架30绕中央轴线转动，行星架30与差速器壳31刚性连接，通过差速器32将动力分别传递到第一输出半轴33和第二输出半轴34，最后输出到轮边。
本发明可以获得以下一个或多个技术效果：
1.电机与双星行星排配合，提高了电机功率的利用率；
2.采用第二对齿轮副结构配合原两挡的换挡电机及其执行机构实现了第三挡，可以做到第二挡第三挡之间的速度阶比适中，换挡更加平滑，提高了驾驶操控舒适性；
3.可有效提高承载能力，系统更紧凑。
本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护的范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.一种设置有三挡变速机构的电驱桥，其特征在于包括：
动力输入装置，用于将电机的动力输入至三挡变速机构；
三挡变速机构，用于接收动力输入装置的动力并将该动力传递至动力输出装置；以及
动力输出装置，用于将动力输出至左右车轮；
其中，该三挡变速机构包括：
中心轴，固定连接有第一动力输入齿轮和第一输出接合齿，且用于将第一动力输入齿轮的动力传递至第一输出接合齿；
传动轴，可相对转动地套设于中心轴外，且一端固定连接箱体，另一端固定连接有双星行星排的太阳轮；
第二动力输入齿轮，与双星行星排的行星架连接且用于将动力传递至该行星架；
第二输出接合齿，用于接收来自行星架的动力；
第三输出接合齿，用于接收来自双星行星排的齿圈的动力；以及
接合齿套，用于可选择地将第一输出接合齿、第二输出接合齿或第三输出接合齿的动力传递至动力输出装置。
2.根据权利要求1所述的设置有三挡变速机构的电驱桥，其特征在于动力输出装置包括差速器，该差速器通过差速器壳体接收来自接合齿套的动力，并将该动力传递至第一输出半轴和第二输出半轴。
3.根据权利要求2所述的设置有三挡变速机构的电驱桥，其特征在于动力输出装置还包括减速行星排，该减速行星排用于接收来自接合齿套的动力并将该动力传递至差速器。
4.根据权利要求1-3任一项所述的设置有三挡变速机构的电驱桥，其特征在于动力输入装置包括第一传动齿轮和第二传动齿轮，且经由该第一传动齿轮和第二传动齿轮将动力分别传递至第一动力输入齿轮和第二动力输入齿轮。
5.根据权利要求4所述的设置有三挡变速机构的电驱桥，其特征在于所述动力输入装置还包括连接轴，第一传动齿轮和第二传动齿轮固定连接于该连接轴。
6.根据权利要求5所述的设置有三挡变速机构的电驱桥，其特征在于所述动力输入装置还包括电机和第三传动齿轮，所述电机用于驱动第三传动齿轮，第三传动齿轮用于将动力传递至连接轴。
7.根据权利要求3所述的设置有三挡变速机构的电驱桥，其特征在于所述中心轴为中空轴，第一输出半轴从该中心轴内穿过。
8.根据权利要求6所述的设置有三挡变速机构的电驱桥，其特征在于第三传动齿轮与第一传动齿轮或第二传动齿轮啮合，或者第三传动齿轮与设置于传动轴的第四传动齿轮啮合。
9.根据权利要求8所述的设置有三挡变速机构的电驱桥，其特征在于第二动力输入齿轮固定连接于该行星架的外周。
10.根据权利要求9所述的设置有三挡变速机构的电驱桥，其特征在于第一动力输入齿轮和第二动力输入齿轮设置于双星行星排的第一侧，第一输出接合齿、第二输出接合齿和第三输出接合齿设置于双星行星排的第二侧。
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