CN117103985A - 一种用于电驱动工程车辆传动系统的差动机构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于电驱动工程车辆传动系统的差动机构，包括驱动电机、第一和第二行星减速机构、差动机构和制动器，第一和第二行星减速机构在驱动电机两侧均有安装与转子连接，行星减速机构包括太阳轮、行星轮、齿圈和行星架，差动机构包括两侧齿圈上的外齿轮和差动齿轮组，差动齿轮组包括差动变向惰轮、右差动齿轮、差动中间轴和左差动齿轮，差动齿轮组与左右两侧齿圈上外齿轮啮合，制动器与行星减速机构和驱动电机转子相连。本发明设计了两级行星减速和差动机构，利用行星减速机构的齿圈实现电机左侧与右侧的差动，降低差动机构中所有齿轮的转速，从而降低差动机构的温度及噪声，延长了传动系统的使用寿命，适用于多种转动系统。

Description

一种用于电驱动工程车辆传动系统的差动机构

技术领域

本发明涉及车辆传动系统的技术领域，尤其涉及一种用于电驱动工程车辆传动系统的差动机构。

背景技术

现有的电驱动工程车辆传动系统分几种型式，一是传统内燃车传动系统改制，将原与车桥连接的变速箱输入端发动机更换成电动机，由电动机替代发动机提供动力，经变速箱变速后传送到车桥行星差速器，再由行星差速器经半轴分配给两侧车轮；二是专门为电驱动工程车辆设计的变速箱，电动机经变速箱变速后传送到车桥行星差速器，再由行星差速器经半轴分配给两侧车轮；三是电机与车桥集成为一体的电驱动车桥，电动机动力输出直接连接行星差速器，再由行星差速器分配后传送至两侧行星减速机构，三种型式的共同特点是差动机构都是采用的传统的行星差速器。

传统的行星差速器在原理上没有任何问题，但受国内材料及加工精度等条件限制，目前存在转速不能过高，转速过高后存在噪声大和温度过高、寿命低的致命缺陷，制约了传统行星差速器在传动系统初级中的应用，例如专利CN204149860U电机驱动叉车的驱动桥，由于采用了左右相对独立的轮边行星减速机构，故而无法在后级采用行星差器，因此传统行星差速器成了这种传动系统推广的最大障碍。

发明内容

本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。

鉴于上述现有车辆传动系统中差动机构存在问题，提出了本发明，本发明解决的技术问题是：现有的行星差速器转速较低，转速过高后存在噪声大和温度过高、寿命低的致命缺陷，制约了在传动系统中的应用范围。

为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种用于电驱动工程车辆传动系统的差动机构，包括驱动电机、第一行星减速机构、第二行星减速机构、差动机构和制动器，在所述驱动电机的左右两侧对称且均设置第一行星减速机构和第二行星减速机构，所述第一行星减速机构与第二行星减速机构相连且包含的结构相同，二者均与所述驱动电机转子连接，其中所述第一级行星减速机构包括第一太阳轮、第一行星轮、第一齿圈和第一行星架，所述第一太阳轮与所述驱动电机转子连接并与所述第一级行星轮啮合，所述第一行星轮与第一行星架连接；所述差动机构包括两侧所述第一行星减速机构中第一齿圈上的外齿轮和和差动齿轮组，所述差动齿轮组包括差动变向惰轮、右差动齿轮、差动中间轴以及左差动齿轮，所述右差动齿轮与左差动齿轮通过所述差动中间轴连接，所述右侧第一齿圈的上外齿轮与差动变向惰轮啮合，差动变向惰轮与右差动齿轮啮合，左差动齿轮与左侧第一齿圈上外齿轮啮合；所述制动器的一端与壳体连接，另一端与第一行星减速机构连接，同时与所述驱动电机转子连接。

作为本发明所述的用于电驱动工程车辆传动系统的差动机构的一种优选方案，其中：所述制动器的一端与所述第一行星减速机构中的第一齿圈连接，再一端与所述第一行星减速机构中的第一太阳轮相连。

作为本发明所述的用于电驱动工程车辆传动系统的差动机构的一种优选方案，其中：所述制动器与所述左右两侧的第一行星减速机构和第二行星减速机构及驱动电机均为同轴布置，所述的差动齿轮组中的差动变向惰轮及制动器可以放在电机的任何一侧，也可以放在同一侧。

作为本发明所述的用于电驱动工程车辆传动系统的差动机构的一种优选方案，其中：所述差动齿轮组中的差动变向惰轮可以两侧同时成对增加。

作为本发明所述的用于电驱动工程车辆传动系统的差动机构的一种优选方案，其中：所述第一行星减速机构和第二行星减速机构并排同轴设置，第二行星减速机构中的第二行星架与轮毂相连接，所述轮毂连接车轮。

作为本发明所述的用于电驱动工程车辆传动系统的差动机构的一种优选方案，其中：驱动电机、左右侧第一行星减速机构和第二行星减速机构中的第一和第二太阳轮以及两侧的轮毂沿同一中心线布置。

作为本发明所述的用于电驱动工程车辆传动系统的差动机构的一种优选方案，其中：所述差动齿轮组轴线与车桥轴线平行布置。

作为本发明所述的用于电驱动工程车辆传动系统的差动机构的一种优选方案，其中：所述驱动电机具有驱动模式和发电模式。

本发明的有益效果：本申请利用一种共轴式转向转接机构，集中设计了两级行星减速和差动机构，通过利用第一级行星减速机构的齿圈实现电机左侧与右侧的差动，降低了差动机构中所有齿轮的转速，从而降低了差动机构的温度及噪声，延长了传动系统的使用寿命，适用于多种转动系统，扩大应用范围。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，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性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中：

图1为本发明第一个实施例所述的一种用于电驱动工程车辆传动系统的差动机构的结构示意图；

图2为本发明第一个实施例所述的一种用于电驱动工程车辆传动系统多队差动变向惰轮的差动机构结构示意图。

附图各部件的标记如下：

驱动电机－1；第一行星减速机构－2；第一太阳轮－21；第一行星轮－22；第一齿圈－23；第一行星架－24；第二行星减速机构－3；第二太阳轮－31；第二行星轮－32；第二齿圈－33；第二行星架－34；差动机构－4；差动变向惰轮－411；右差动齿轮－412；差动中间轴－413；左差动齿轮－414；制动器－5；轮毂－6；车轮－7。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合说明书附图对本发明的具体实施方式做详细的说明，显然所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通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，都应当属于本发明的保护的范围。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

其次，此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。

本发明结合示意图进行详细描述，在详述本发明实施例时，为便于说明，表示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本发明保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。

同时在本发明的描述中，需要说明的是，术语中的“上、下、内和外”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发明和简化描述，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发明的限制。此外，术语“第一、第二或第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

本发明中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、可拆卸连接或一体式连接；同样可以是机械连接、电连接或直接连接，也可以通过中间媒介间接相连，也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，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面通过具体实施例，对本发明的技术方案作进一步的具体说明。本发明中，若非特指，所采用的原料和设备等均可从市场购得或是本领域常用的。下述实施例中的方法，如无特别说明，均为本领域的常规方法。

参照图1和2，一种用于电驱动工程车辆传动系统的差动机构，主要解决传统差动机构转速不能过高，否则会产生温度过高、噪音过大以及寿命低的问题，不便于应用在各种传动系统中。

具体地，参照图1，该机构包括驱动电机1、第一行星减速机构2、第二行星减速机构3、差动机构4和制动器5，在驱动电机1的两边均连接第一行星减速机构2和第二行星减速机构3，下述对驱动电机1的两侧分别进行说明。

在驱动电机1的右侧包括第一行星减速机构2和第二行星减速机构3，其中第一行星减速机构2包括第一太阳轮21、第一行星轮22、第一齿圈23和第一行星架24，该第一太阳轮21与驱动电机1的转子连接，第一行星轮22与第一行星架24连接，第一齿圈23与差动机构壳体间通过轴承连接；第二级行星减速机构3，包括第二太阳轮31、第二行星轮32、第二齿圈33和第二行星架34，其中第二太阳轮31与第一行星架24为同一个零件，第二行星轮32与第二行星架34连接，第二齿圈33与差动机构壳体固定连接，并且右侧的第一级行星减速机构2与第二级行星减速机构3并排同轴布置，第二行星架34与差动机构右侧的轮毂6连接，右侧轮毂6与右侧车轮7连接。

在驱动电机1的左侧同样包括第一行星减速机构2和第二行星减速机构3，并且左侧的第一行星减速机构2和第二行星减速机构3与驱动电机1的右侧的第一行星减速机构2和第二行星减速机构3二者结构和安装过程相同，在驱动电机1的左右两侧呈对称分布，并且左侧的第二行星架34与左侧轮毂6连接，左侧轮毂6与左侧车轮7连接，在电机的左右两侧分别设置第一第二行星减速机构，能够有效降低电机转速和负载惯性，避免产生转速过快的问题。

差动机构4包括左右两侧的第一齿圈23和差动齿轮组41，其中差动齿轮组41包括差动变向惰轮411、右差动齿轮412、差动中间轴413以及左差动齿轮414，右差动齿轮412与左差动齿轮414通过差动中间轴413连接，右侧第一齿圈23的上外齿轮与差动变向惰轮411啮合，差动变向惰轮411与右差动齿轮412啮合，左差动齿轮414与左侧第一齿圈23上外齿轮啮合，差动机构4与位于驱动电机1左右两侧的第一行星减速机构2相连，利用左右两侧第一行星减速机构2的齿圈，实现左侧与右侧的差动，降低了差动机构4所有齿轮的转速。

制动器5与差动机构的壳体和左侧的第一行星减速机构2相连接，其一端与壳体连接，另一端与左侧第一行星减速机构2中的第一齿圈23连接，再一端与第一太阳轮21相连，实施制动时，左侧第一太阳轮21及左侧第一齿圈23同时被制动，而与左侧第一太阳轮21相互连接的驱动电机的转子和右侧第一太阳轮21也同时被制动；而左侧第一齿圈23的制动也通过差动齿轮组41使右侧第一齿圈23得到了制动，从而同时实现了差动制动，具备差速锁功能。

该实施例还需说明的是，制动器5与左右两侧的第一行星减速机构2和第二行星减速机构3及驱动电机1均为同轴布置，的差动齿轮组42中的差动变向惰轮421及制动器5可以放在电机的任何一侧，也可以放在同一侧。

该实施例还需说明的是，参照图2，差动齿轮组41中的差动变向惰轮421可以两侧同时成对增加。

该实施例还需说明的是，驱动电机1、左右两侧的第一行星减速机构2和第二行星减速机构3中的第一和第二太阳轮以及两侧的轮毂6沿同一中心线布置。

该实施例还需说明的是，差动齿轮组41轴线与车桥轴线平行布置。

该实施例还需说明的是，驱动电机1具有驱动模式和发电模式。

根据上述的用于电驱动工程车辆传动系统的差动机构，其工作原理如下所示：驱动电机1打开开始工作，第一行星减速机构2在驱动电机1的作用两侧对驱动电机的转速进行减速，并且行星减速机构设置有两组，第二行星减速机构3与第一行星减速机构2相连接，进一步降低转速，第一行星减速机构2包括第一太阳轮21、第一行星轮22、第一齿圈23和第一行星架24，第一太阳轮21连接驱动电机1的转子输送电机的旋转，第一太阳轮21与第一行星轮22相连接，第一行星轮22与第一行星架24相连接，第一行星架24同样作为第二行星减速机构3的第二太阳轮31，使得第二行星减速机构3与第一行星减速机构2相连，第二行星减速机构3连接轮毂6和车轮7，通过两组行星减速机构将驱动电机1的转动传送至车轮；参照图1，第一齿圈23同样作为差动机构4的一部分设置在第一行星轮22的外围，位于驱动电机1右侧的第一齿圈23上的外齿轮与右侧的差动变向惰轮411啮合，差动变向惰轮411与右差动齿轮412啮合，左侧的第一齿圈23同样与左侧差动变向惰轮411啮合并与左差动齿轮414啮合，差动中间轴413连接左右两侧的动齿轮，构成差动机构将左右两侧的行星减速机构连接，利用减速机构的齿圈实现左右两侧的差动，降低了差动机构所有齿轮的转速，从而降低了差动机构的温度及噪声，延长了传动系统的使用寿命。

应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (8)

1.一种用于电驱动工程车辆传动系统的差动机构，其特征在于：包括驱动电机(1)、第一行星减速机构(2)、第二行星减速机构(3)、差动机构(4)和制动器(5)，

在所述驱动电机(1)的左右两侧均设置第一行星减速机构(2)和第二行星减速机构(3)，所述第一行星减速机构(2)与第二行星减速机构(3)相连且包含的结构相同，第一行星减速机构(2)与所述驱动电机(1)转子连接，其中所述第一级行星减速机构(2)包括第一太阳轮(21)、第一行星轮(22)、第一齿圈(23)和第一行星架(24)，所述第一太阳轮(21)与所述驱动电机(1)转子连接并与所述第一级行星轮(22)啮合，所述第一行星轮(22)与第一行星架(24)连接；

所述差动机构(4)包括位于左右两侧的第一齿圈(23)和差动齿轮组(41)，所述差动齿轮组(41)包括差动变向惰轮(411)、右差动齿轮(412)、差动中间轴(413)以及左差动齿轮(414)，所述右差动齿轮(412)与左差动齿轮(414)通过所述差动中间轴(413)连接，所述右侧第一齿圈(23)的上外齿轮与差动变向惰轮(411)啮合，差动变向惰轮(411)与右差动齿轮(412)啮合，左差动齿轮(414)与左侧第一齿圈上(23)外齿轮啮合；

所述制动器(5)的一端与壳体连接，另一端与第一行星减速机构(2)连接，同时与所述驱动电机(1)转子连接。

2.如权利要求1所述的用于电驱动工程车辆传动系统的差动机构，其特征在于：所述制动器(5)的一端与所述第一行星减速机构(2)中的第一齿圈(23)连接，再一端与所述第一行星减速机构(2)中的第一太阳轮(21)相连。

3.如权利要求1或2所述的用于电驱动工程车辆传动系统的差动机构，其特征在于：所述制动器(5)与所述左右两侧的第一行星减速机构(2)和第二行星减速机构(3)及驱动电机(1)均为同轴布置，所述的差动齿轮组(42)中的差动变向惰轮(421)及制动器(5)可以放在电机的任何一侧，也可以放在同一侧。

4.如权利要求1所述的用于电驱动工程车辆传动系统的差动机构，其特征在于：所述差动齿轮组(41)中的差动变向惰轮(421)可以两侧同时成对增加。

5.如权利要求1所述的用于电驱动工程车辆传动系统的差动机构，其特征在于：所述第一行星减速机构(2)和第二行星减速机构(3)并排同轴设置，第二行星减速机构(3)中的第二行星架(34)与轮毂(6)相连接，所述轮毂(6)连接车轮(7)。

6.如权利要求5所述的用于电驱动工程车辆传动系统的差动机构，其特征在于：驱动电机(1)、左右侧第一行星减速机构(2)和第二行星减速机构(3)中的第一和第二太阳轮以及两侧的轮毂(6)沿同一中心线布置。

7.如权利要求1所述的用于电驱动工程车辆传动系统的差动机构，其特征在于：所述差动齿轮组(41)轴线与车桥轴线平行布置。

8.如权利要求1所述的用于电驱动工程车辆传动系统的差动机构，其特征在于：所述驱动电机(1)具有驱动模式和发电模式。