CN116428342A - 一种轻量化的减速箱装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种轻量化的减速箱装置,包括驱动电机、减速器外壳、换挡拨叉总成、减速器输入轴、输出空心轴及差速器总成,所述驱动电机的驱动轴连接减速器输入轴,所述减速器输入轴上设有主驱动轮、一挡主动轮及二挡主动轮,通过所述换挡拨叉总成轴向位移将控制主驱动轮分别与一挡主动轮、二挡主动轮进行啮合联动;所述输出空心轴的端部齿轮外周啮合连接有行星齿轮,且行星齿轮轴心连接有内置差速器总成的行星固定架,通过端部齿轮旋转驱动连接行星齿轮的行星固定架旋转,并带动内置的差速器总成驱动左侧半轴及右侧半轴转动,该减速箱装置去掉了传统中间轴及所连接的零件,降低了生产工艺复杂性,降低了加工及生产成本,进一步提升了传递效率。
Description
技术领域
本发明涉及减速器设备技术领域,特别是涉及一种轻量化的减速箱装置。
背景技术
传统单挡或多挡减速箱结构多是采用平行的三轴结构,即输入轴、中间轴及输出轴,通过三轴上不同直径齿轮相互啮合,实现动力传递以及扭矩改变,因此该结构的减速箱结构一般零件较多,且体积大、重量大,生产成本高,占用空间较大。对应的将传统单挡或多挡减速箱应用至整车内时,整车的车架刚度和体积也需要提升,随之整车总重也会增加,影响整车加速性能。同时当传统单挡或多挡减速箱布置在小型轿车上时,由于受内部空间限制,需要降低传输扭矩,以匹配适应轿车的内部空间,使得整车的动力性能受限,影响驾驶感。为此需涉及一种结构简化、动力传递性能高且小体积的减速箱结构,以降低减速器成本和重量,缩小布置空间占用,以提高适配性,使整车具有高动力性和经济型。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种轻量化的减速箱装置,其解决了现有减速箱结构复杂、高成本且大体积的问题,从而克服现有技术的不足。
为解决上述技术问题,本发明公开有一种轻量化的减速箱装置,包括驱动电机、减速器外壳、换挡拨叉总成、减速器输入轴、输出空心轴、差速器总成、左侧半轴及右侧半轴,其中所述减速器输入轴与输出空心轴相对平行设置于减速器外壳内,所述驱动电机固定于减速器外壳上,且所述驱动电机的驱动轴连接减速器输入轴,所述减速器输入轴上设有主驱动轮、一挡主动轮及二挡主动轮,所述主驱动轮固定连接于减速器输入轴的中部,所述一挡主动轮及二挡主动轮相对套设于主驱动轮的两侧,所述输出空心轴上则固定连接有一挡从动轮和二挡从动轮,且所述一挡主动轮与一挡从动轮啮合,所述二挡主动轮与二挡从动轮啮合;所述换挡拨叉总成固定于减速器外壳上,且通过所述换挡拨叉总成轴向位移将控制主驱动轮分别与一挡主动轮、二挡主动轮进行啮合联动;所述输出空心轴的一端同轴固定连接有端部齿轮,所述端部齿轮外周啮合连接有行星齿轮,且所述行星齿轮轴心连接有内置所述差速器总成的行星固定架,所述左侧半轴及右侧半轴分别安设至差速器总成两侧,通过端部齿轮旋转驱动连接行星齿轮的行星固定架旋转,并带动内置的差速器总成驱动左侧半轴及右侧半轴转动。
作为本发明的一种改进,所述换挡拨叉总成包括换挡电机、换挡毂、换挡毂轴、换挡拨叉及拨叉支撑座,所述换挡电机的驱动轴与换挡毂轴固定连接,所述换挡毂固定连接于换挡毂轴上,所述换挡毂表面设有用于轴向拨动换挡拨叉的毂槽,所述换挡拨叉保持轴向移动且连接于拨叉支撑座上,所述拨叉支撑座则固定于减速器外壳上,所述换挡拨叉的一端嵌合于换挡毂的毂槽内,另一端则连接有内齿套,所述内齿套位于主驱动轮外周,当换挡电机驱动换挡毂旋转时,通过换挡毂的毂槽与换挡拨叉配合将换挡毂周向旋转运动转化为换挡拨叉的轴向移动,进而共同带动内齿套沿轴向移动,通过内齿套使主驱动轮分别传动连接一挡主动轮或二挡主动轮。
作为本发明的进一步改进,所述减速器外壳包括换挡腔、减速腔及差速腔,所述减速器输入轴、输出空心轴、主驱动轮、一挡主动轮、二挡主动轮、一挡从动轮及二挡从动轮均安设于减速腔内;所述换挡拨叉总成中换挡毂、换挡毂轴、换挡拨叉及拨叉支撑座则位于换挡腔内;所述差速器总成、端部齿轮及行星齿轮均安设于差速腔内,且所述左侧半轴及右侧半轴的一端延伸至差速腔内,另一端则延伸出差速腔外侧。
作为本发明的一种改进,所述差速器总成包括左侧半轴齿轮、右侧半轴齿轮、左行星轮及右行星轮,其中所述左侧半轴齿轮与左侧半轴的端部通过花键连接,所述右侧半轴齿轮与右侧半轴的端部也通过花键连接;所述左行星轮及右行星轮分别通过齿轮轴连接于行星固定架上,所述左行星轮与左侧半轴齿轮啮合,所述右行星轮与右侧半轴齿轮啮合,且所述左行星轮与右行星轮之间部分啮合连接。
作为本发明的进一步改进,所述差速腔内壁固定设置有内齿圈,所述内齿圈与行星齿轮啮合,当输出空心轴所连接的端部齿轮旋转时,将驱动端部齿轮所啮合的行星齿轮进行旋转,由于行星齿轮同时也与内齿圈保持啮合,在内齿圈与端部齿轮共同作用下,所述行星齿轮将环绕端部齿轮的轴心进行旋转,进而驱动与行星齿轮轴心相连接的行星固定架旋转。
作为本发明的进一步改进,所述行星齿轮设有至少三组,且所述行星齿轮通过行星保持架均匀分布于端部齿轮的外周,所述行星保持架与行星固定架一体连接构成行星架总成,所述行星架总成的两端通过轴承连接于差速腔内壁。
作为本发明的进一步改进,所述左行星轮及右行星轮分别设有至少三组,所述左行星轮均匀分布于左侧半轴齿轮的外周,所述右行星轮均匀分布于右侧半轴齿轮的外周;所述左行星轮与左侧半轴齿轮的轴心距与所述右行星轮与右侧半轴齿轮的轴心距不相等。
作为本发明的进一步改进,所述左行星轮及右行星轮依次间隔设置。
作为本发明的进一步改进,所述左行星轮与左侧半轴齿轮的转速比与所述右行星轮与右侧半轴齿轮的转速比相等。
作为本发明的进一步改进,所述一挡主动轮与二挡主动轮均采用一体式的外花键齿轮,所述一挡主动轮包括第一外花键及同轴固定连接的一挡主齿轮,所述二挡主动轮包括第二外花键及同轴固定连接的二挡主齿轮,所述第一外花键、第二外花键及主驱动轮直径相同。
采用这样的设计后,本发明至少具有以下优点:
本发明中的减速箱装置去掉了传统中间轴及所连接的零件,降低了生产工艺复杂性,降低了加工及生产成本,同时由于减速箱没有中间轴等冗余的零件,可进一步提升了传递效率,此外去掉中间轴等冗余零件后也减小了减速箱重量,使得减速箱结构更紧凑,体积更小,所需布置空间更小,可适应多种车型,当减速箱应用于整车中时,由于减速箱重量轻,体积小,整车车架结构也会相应变得轻便,且缩减尺寸。从整体而言,本发明的减速箱装置提升了整车的轻量化能性能,降低电池能量损耗,延长续航,有利于提高动力性和经济性。
附图说明
上述仅是本发明技术方案的概述,为了能够更清楚了解本发明的技术手段,以下结合附图与具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。
图1是本发明实施例中减速箱装置的结构示意图。
图2是图1中A位置的放大结构示意图。
图3是本发明实施例中减速箱装置处于一挡状态下的动力传递示意图。
图4是本发明实施例中减速箱装置处于二挡状态下的动力传递示意图。
附图中附图标记的含义:
1-驱动电机;2-减速器输入轴;3-一挡主动轮;4-二挡主动轮;5-主驱动轮;6-输出空心轴;7-二挡从动轮;8-一挡从动轮;9-端部齿轮;10-行星齿轮;11-行星固定架;12-内齿圈;13-右行星轮的齿轮轴;14-右行星轮;15-右侧半轴齿轮;16-右侧半轴的外花键;17-右侧半轴;18-左行星轮的齿轮轴;19-左行星轮;20-左侧半轴齿轮;21-左侧半轴的外花键;22-左侧半轴;23-轴承;24-减速器外壳;24a-换挡腔;24b-减速腔;24c-差速腔;25-换挡电机;26-换挡毂轴;27-换挡毂;28-换挡拨叉;29-拨叉支撑座。
具体实施方式
本发明中所述实施例的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的部件或具有相同或类似功能的部件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,仅用于解释本发明,而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中,需要说明的是,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,可以是两个部件内部的联通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本发明的具体含义。
需提前声明的是,本实施例中“内侧”、“外侧”、“上”、“下”等方向性术语是基于附图当前所示方向,不作为对本发明的方位限制,若附图中产品方向发生改变,其方向性术语可随之进行调整。本实施例中“内侧”是指本实施例产品左右横置状态下偏向中间的一侧,“外侧”是指本实施例产品左右横置状态下偏离中间的一侧,“上”和“下”是指本实施例产品正常横置状态下上方及下方方位。
结合图1和图2所示,本实施例中具体公开有一种轻量化的减速箱装置,包括驱动电机1、减速器外壳24、换挡拨叉总成、减速器输入轴2、输出空心轴6、差速器总成、左侧半轴22及右侧半轴17。
具体的,本实施例中所述减速器外壳24包括换挡腔24a、减速腔24b及差速腔24c三个腔体,本实施例中所述减速腔24b内包含有减速器输入轴2、输出空心轴6、主驱动轮5、一挡主动轮3、二挡主动轮4、一挡从动轮8及二挡从动轮7;所述减速器输入轴2与输出空心轴6相对平行设置于减速器外壳24的减速腔24b内,所述驱动电机1固定于减速器外壳24上,且所述驱动电机1的驱动轴连接减速器输入轴2,所述减速器输入轴2上设有主驱动轮5、一挡主动轮3及二挡主动轮4,所述主驱动轮5固定连接于减速器输入轴2的中部,本实施例中所述主驱动轮5与减速器输入轴2一体连接,所述一挡主动轮3及二挡主动轮4相对套设于主驱动轮5的两侧。
所述换挡拨叉总成固定于减速器外壳24的换挡腔24a,且通过所述换挡拨叉总成轴向位移将控制主驱动轮5分别与一挡主动轮3、二挡主动轮4进行啮合联动;具体的,所述换挡拨叉总成包括换挡电机25、换挡毂27、换挡毂轴26、换挡拨叉28及拨叉支撑座29,所述换挡电机25的驱动轴与换挡毂轴26固定连接,所述换挡毂27固定连接于换挡毂轴26上,所述换挡毂27表面设有用于轴向拨动换挡拨叉28的毂槽,所述换挡拨叉28保持轴向移动且连接于拨叉支撑座29上,所述拨叉支撑座29则固定于减速器外壳24上,所述换挡拨叉28的一端嵌合于换挡毂27的毂槽内,另一端则连接有内齿套,所述内齿套位于主驱动轮5外周,当换挡电机25驱动换挡毂27旋转时,通过换挡毂27的毂槽与换挡拨叉28配合将换挡毂27周向旋转运动转化为换挡拨叉28的轴向移动,进而共同带动内齿套沿轴向移动,通过内齿套使主驱动轮5分别传动连接一挡主动轮3或二挡主动轮4。
进一步的,所述一挡主动轮3与二挡主动轮4均采用一体式的外花键齿轮,所述一挡主动轮3包括第一外花键及同轴固定连接的一挡主齿轮,所述二挡主动轮4包括第二外花键及同轴固定连接的二挡主齿轮,当换挡电机25驱动换挡毂27旋转时,通过换挡毂27的毂槽与换挡拨叉28配合将换挡毂27周向旋转运动转化为换挡拨叉28的轴向移动,换挡拨叉28驱动内齿套沿轴向移动,由于所述第一外花键、第二外花键及主驱动轮5直径相同,因此通过拨动内齿套左移或右移,则使得主驱动轮5通过内齿套分别与第一外花键或第二外花键进行传动连接,进而带动分别带动一挡主齿轮或二挡主齿轮旋转。
本实施例中所述输出空心轴6上固定连接有一挡从动轮8和二挡从动轮7,且所述一挡主动轮3与一挡从动轮8啮合,所述二挡主动轮4与二挡从动轮7啮合;通过与所述输出空心轴6固定连接的一挡从动轮8或二挡从动轮7,可将减速器输入轴2的动力传递至所述输出空心轴6上,而所述输出空心轴6的一端同轴固定连接有端部齿轮9,端部齿轮9将随输出空心轴6一同旋转;所述端部齿轮9外周啮合连接有行星齿轮10,且所述行星齿轮10的轴心连接有内置所述差速器总成的行星固定架11,所述左侧半轴22及右侧半轴17分别安设至差速器总成两侧。
更详细的,本实施例中所述差速腔24c内壁固定设置有内齿圈12,所述内齿圈12与行星齿轮10啮合,当输出空心轴6所连接的端部齿轮9旋转时,将驱动端部齿轮9所啮合的行星齿轮10进行旋转,由于行星齿轮10同时也与内齿圈12保持啮合,在内齿圈12与端部齿轮9共同作用下,所述行星齿轮10将环绕端部齿轮9的轴心进行旋转,进而驱动与行星齿轮10轴心相连接的行星固定架11旋转。更进一步的,本实施例中所述行星齿轮10设有至少三组,且所述行星齿轮10通过行星保持架均匀分布于端部齿轮9的外周,所述行星保持架与行星固定架11一体连接构成行星架总成,所述行星架总成的两端通过轴承23连接于差速腔24c内壁。本实施例中通过端部齿轮9旋转将驱动连接行星齿轮10转动,行星保持架及行星固定架11将随之旋转,并带动内置的差速器总成驱动左侧半轴22及右侧半轴17转动。本实施例中所述差速器总成、端部齿轮9及行星齿轮10均位于差速腔24c内,且所述左侧半轴22及右侧半轴17的一端延伸至差速腔24c内,另一端则延伸出差速腔24c外侧,例如本实施例中左侧半轴22延伸出差速腔24c左侧,而右侧半轴17则穿过输出空心轴6的中心,上述结构紧凑,极大减小了减速箱装置的体积。
具体的,本实施例中所述差速器总成采用行星排差速器结构,具体包括左侧半轴齿轮20、右侧半轴齿轮15、左行星轮19及右行星轮14,其中所述左侧半轴齿轮20与左侧半轴22的端部通过花键连接,所述右侧半轴齿轮15与右侧半轴17的端部也通过花键连接;所述左行星轮19及右行星轮14分别通过齿轮轴18或齿轮轴13连接于行星固定架11上,所述左行星轮19与左侧半轴齿轮20啮合,所述右行星轮14与右侧半轴齿轮15啮合,且所述左行星轮19与右行星轮14之间部分啮合连接。
而更为详细的,本实施例中为确保差速器总成稳定输出动力,所述左行星轮19及右行星轮14分别设有至少三组,所述左行星轮19均匀分布于左侧半轴齿轮20的外周,所述右行星轮14均匀分布于右侧半轴齿轮15的外周;本实施例中所述左行星轮19与左侧半轴齿轮20的轴心距与所述右行星轮14与右侧半轴齿轮15的轴心距不相等,且所述左行星轮19及右行星轮14依次间隔设置,但所述左行星轮19与左侧半轴齿轮20的转速比与所述右行星轮14与右侧半轴齿轮15的转速比相等。采用上述结构可最大化利用差速器内部空间,同时也可满足差速功能。
本实施例中减速箱装置通过换挡拨叉总成进行一挡与二挡切换,当减速箱装置处于一挡位置时,如图3所示,驱动电机1带动减速器输入轴2旋转,此时减速器输入轴2上内齿套与第一外花键通过内外花键方式接合传递扭矩,通过一挡主动轮3与一挡从动轮8啮合传递扭矩至输出空心轴6,通过输出空心轴6上端部齿轮9与行星齿轮10啮合,同时固定在差速腔24c内壁的内齿圈12与行星齿轮10啮合,将输出空心轴6的扭矩传递至行星固定架11,由于差速器总成中右行星轮14的齿轮轴和左行星轮19的齿轮轴固定在行星固定架11上,当行星固定架11旋转时,可将扭矩传递到差速器总成的右行星轮14和左行星轮19,使得右行星轮14和左行星轮19分别环绕行星固定架11的旋转中心旋转,由于右行星轮14和右侧半轴齿轮15啮合,则将扭矩通过右侧半轴齿轮15的内花键传递到右侧半轴的外花键16,最终扭矩传递到右侧半轴17上;同理左行星轮19和左侧半轴齿轮20啮合,将扭矩通过左侧半轴齿轮20的内花键传递到左侧半轴的外花键21,最终将扭矩传递到左侧半轴22上。
同理的,当减速箱装置处于二挡位置时,如图4所示,驱动电机1带动减速器输入轴2旋转,此时减速器输入轴2上内齿套与第二外花键通过内外花键方式接合传递扭矩,通过二挡主动轮4与二挡从动轮7啮合传递扭矩至输出空心轴6,通过输出空心轴6上端部齿轮9与行星齿轮10啮合,同时固定在差速腔24c内壁的内齿圈12与行星齿轮10啮合,将输出空心轴6的扭矩传递至行星固定架11,由于差速器总成中右行星轮14的齿轮轴和左行星轮19的齿轮轴固定在行星固定架11上,当行星固定架11旋转时,可将扭矩传递到差速器总成的右行星轮14和左行星轮19,使得右行星轮14和左行星轮19分别环绕行星固定架11的旋转中心旋转,由于右行星轮14和右侧半轴齿轮15啮合,则将扭矩通过右侧半轴齿轮15的内花键传递到右侧半轴的外花键16,最终扭矩传递到右侧半轴17上;同理左行星轮19和左侧半轴齿轮20啮合,将扭矩通过左侧半轴齿轮20的内花键传递到左侧半轴的外花键21,最终将扭矩传递到左侧半轴22上。
本实施例中一挡主动轮3相比二挡主动轮4直径小,因此在同等转速下,一挡动力的扭矩高于二挡,因此在应用于汽车内时,可适配高速或低速状态进行切换,以适应不同行车环境。
以上所述,仅是本发明的较佳实施例而已,并非对本发明作任何形式上的限制,本领域技术人员利用上述揭示的技术内容做出些许简单修改、等同变化或修饰,均落在本发明的保护范围内。
Claims (10)
1.一种轻量化的减速箱装置,包括驱动电机、减速器外壳、换挡拨叉总成、减速器输入轴、输出空心轴、差速器总成、左侧半轴及右侧半轴,其特征在于,所述减速器输入轴与输出空心轴相对平行设置于减速器外壳内,所述驱动电机固定于减速器外壳上,且所述驱动电机的驱动轴连接减速器输入轴,所述减速器输入轴上设有主驱动轮、一挡主动轮及二挡主动轮,所述主驱动轮固定连接于减速器输入轴的中部,所述一挡主动轮及二挡主动轮相对套设于主驱动轮的两侧,所述输出空心轴上则固定连接有一挡从动轮和二挡从动轮,且所述一挡主动轮与一挡从动轮啮合,所述二挡主动轮与二挡从动轮啮合;所述换挡拨叉总成固定于减速器外壳上,且通过所述换挡拨叉总成轴向位移将控制主驱动轮分别与一挡主动轮、二挡主动轮进行啮合联动;所述输出空心轴的一端同轴固定连接有端部齿轮,所述端部齿轮外周啮合连接有行星齿轮,且所述行星齿轮轴心连接有内置所述差速器总成的行星固定架,所述左侧半轴及右侧半轴分别安设至差速器总成两侧,通过端部齿轮旋转驱动连接行星齿轮的行星固定架旋转,并带动内置的差速器总成驱动左侧半轴及右侧半轴转动。
2.根据权利要求1所述的减速箱装置,其特征在于,所述换挡拨叉总成包括换挡电机、换挡毂、换挡毂轴、换挡拨叉及拨叉支撑座,所述换挡电机的驱动轴与换挡毂轴固定连接,所述换挡毂固定连接于换挡毂轴上,所述换挡毂表面设有用于轴向拨动换挡拨叉的毂槽,所述换挡拨叉保持轴向移动且连接于拨叉支撑座上,所述拨叉支撑座则固定于减速器外壳上,所述换挡拨叉的一端嵌合于换挡毂的毂槽内,另一端则连接有内齿套,所述内齿套位于主驱动轮外周,当换挡电机驱动换挡毂旋转时,通过换挡毂的毂槽与换挡拨叉配合将换挡毂周向旋转运动转化为换挡拨叉的轴向移动,进而共同带动内齿套沿轴向移动,通过内齿套使主驱动轮分别传动连接一挡主动轮或二挡主动轮。
3.根据权利要求2所述的减速箱装置,其特征在于,所述减速器外壳包括换挡腔、减速腔及差速腔,所述减速器输入轴、输出空心轴、主驱动轮、一挡主动轮、二挡主动轮、一挡从动轮及二挡从动轮均安设于减速腔内;所述换挡拨叉总成中换挡毂、换挡毂轴、换挡拨叉及拨叉支撑座则位于换挡腔内;所述差速器总成、端部齿轮及行星齿轮均安设于差速腔内,且所述左侧半轴及右侧半轴的一端延伸至差速腔内,另一端则延伸出差速腔外侧。
4.根据权利要求1所述的减速箱装置,其特征在于,所述差速器总成包括左侧半轴齿轮、右侧半轴齿轮、左行星轮及右行星轮,其中所述左侧半轴齿轮与左侧半轴的端部通过花键连接,所述右侧半轴齿轮与右侧半轴的端部也通过花键连接;所述左行星轮及右行星轮分别通过齿轮轴连接于行星固定架上,所述左行星轮与左侧半轴齿轮啮合,所述右行星轮与右侧半轴齿轮啮合,且所述左行星轮与右行星轮之间部分啮合连接。
5.根据权利要求3所述的减速箱装置,其特征在于,所述差速腔内壁固定设置有内齿圈,所述内齿圈与行星齿轮啮合,当输出空心轴所连接的端部齿轮旋转时,将驱动端部齿轮所啮合的行星齿轮进行旋转,由于行星齿轮同时也与内齿圈保持啮合,在内齿圈与端部齿轮共同作用下,所述行星齿轮将环绕端部齿轮的轴心进行旋转,进而驱动与行星齿轮轴心相连接的行星固定架旋转。
6.根据权利要求1所述的减速箱装置,其特征在于,所述行星齿轮设有至少三组,且所述行星齿轮通过行星保持架均匀分布于端部齿轮的外周,所述行星保持架与行星固定架一体连接构成行星架总成,所述行星架总成的两端通过轴承连接于差速腔内壁。
7.根据权利要求4所述的减速箱装置,其特征在于,所述左行星轮及右行星轮分别设有至少三组,所述左行星轮均匀分布于左侧半轴齿轮的外周,所述右行星轮均匀分布于右侧半轴齿轮的外周;所述左行星轮与左侧半轴齿轮的轴心距与所述右行星轮与右侧半轴齿轮的轴心距不相等。
8.根据权利要求7所述的减速箱装置,其特征在于,所述左行星轮及右行星轮依次间隔设置。
9.根据权利要求7所述的减速箱装置,其特征在于,所述左行星轮与左侧半轴齿轮的转速比与所述右行星轮与右侧半轴齿轮的转速比相等。
10.根据权利要求1所述的减速箱装置,其特征在于,所述一挡主动轮与二挡主动轮均采用一体式的外花键齿轮,所述一挡主动轮包括第一外花键及同轴固定连接的一挡主齿轮,所述二挡主动轮包括第二外花键及同轴固定连接的二挡主齿轮,所述第一外花键、第二外花键及主驱动轮直径相同。
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