CN117128291A - 变速装置及车辆 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种变速装置和包括这种变速装置的车辆，该变速装置包括，输入轴；由输入轴驱动的第一太阳轮；多个双联行星轮，每个双联行星轮包括第一行星轮和第二行星轮，每个第一行星轮与第一太阳轮啮合；围绕每个第二行星轮并与每个第二行星轮啮合的齿圈；与每个第二行星轮啮合的第二太阳轮；行星架，行星架联接至输出轴；以及动力机构，动力机构联接至第二太阳轮。

Description

变速装置及车辆

技术领域

本申请涉及车辆驱动系统领域，具体涉及一种变速装置及具有这种装置的车辆。

背景技术

随着汽车行业的不断发展，车辆驱动系统也取得了快速的发展。出于环境保护等方面的考虑，并且伴随着各国家及地区对于排放要求的提高，电动汽车作为新能源汽车的重要发展方向之一，受到越来越多的重视，对其驱动系统也不断提出越来越高的要求。

电动汽车包括电池包以储存电能，电池包占据一定的空间和重量，此外，底盘、后备箱等部分也需要一定的布置空间，因此往往希望变速装置能够在尽量小的空间内提供尽可能大的动力输出。

在这一部分中提供的信息是为了一般地呈现本申请的背景的目的，因此可以包括不构成本领域的现有技术的信息。

发明内容

本申请的目的在于解决或至少缓解现有技术中所存在的问题。

根据本发明的一方面，提供一种变速装置，包括：

输入轴；

由所述输入轴驱动的第一太阳轮；

多个双联行星轮，每个双联行星轮包括同轴固定连接的第一行星轮和第二行星轮，每个第一行星轮围绕所述第一太阳轮并与所述第一太阳轮啮合；

围绕每个第二行星轮并与每个第二行星轮啮合的齿圈；

由每个第二行星轮围绕并与每个第二行星轮啮合的第二太阳轮；

行星架，每个双联行星轮可旋转地安装至偏心设置在所述行星架上的多个行星轮轴上，所述行星架联接至输出轴；以及

动力机构，所述动力机构的机构定子联接至所述行星架内部，所述动力机构的机构转子联接至所述第二太阳轮，并由所述机构定子围绕。

在根据本发明的变速装置中，可选地，所述动力机构为油泵，所述机构定子为油泵定子，所述机构转子为油泵转子。

在根据本发明的变速装置中，可选地，所述油泵转子与所述第二太阳轮同步转动，所述油泵定子与所述行星架同步转动。

在根据本发明的变速装置中，可选地，每个所述双联行星轮通过双联轴承安装至所述行星轮轴上。

在根据本发明的变速装置中，可选地，所述第二太阳轮通过第二太阳轮轴安装于所述行星架中，所述第二太阳轮、所述行星架以及所述第一太阳轮同轴布置。

在根据本发明的变速装置中，可选地，所述第一太阳轮设置于所述输入轴上，电机通过所述输入轴驱动所述变速装置。

在根据本发明的变速装置中，可选地，所述第一太阳轮与所述输入轴一体加工成型和/或所述第一太阳轮固定设置在所述输入轴上，所述第一太阳轮位于所述行星架内部。

在根据本发明的变速装置中，可选地，还包括壳体，所述壳体包括第一壳体、第二壳体、第三壳体，电机位于所述第一壳体内部，所述输入轴为电机轴，所述输入轴分别通过轴承支撑在所述第一壳体和所述第二壳体上，所述行星架分别通过轴承支撑在所述第二壳体和所述第三壳体上，所述齿圈固定在所述第三壳体上。

在根据本发明的变速装置中，可选地，所述行星架具有凸出部，所述凸出部设有内花键，所述行星架通过花键联接至所述输出轴。

根据本发明的另一方面，提供一种车辆，所述车辆包括根据以上所述的变速装置，所述行星架连接所述车辆的车轮。

附图说明

参照附图，本申请的公开内容将变得更易理解。本领域技术人员容易理解的是：这些附图仅仅用于说明的目的，而并非意在对本申请的保护范围组成限制。此外，图中类似的数字用以表示类似的部件，其中：

图1是根据本申请的变速装置的实施例的剖视图；

图2是根据本申请的行星架及行星轮的实施例的立体图。

参考标记列表

11 电机转子衬套

12 电机定子

20 输入轴

21 第一太阳轮

30 行星轮轴

31 第一行星轮

32 第二行星轮

40 第二太阳轮轴

41 第二太阳轮

42 动力机构定子/油泵定子

51 齿圈

61 第一壳体

62 第二壳体

63 第三壳体

70 行星架

81 第一轴承

82 第二轴承

83 第三轴承

84 第四轴承

85 第五轴承

86 第六轴承

87 第七轴承

88 第八轴承

91 内花键

具体实施方式

首先，需要说明的是，以下将以示例方式来说明根据本发明的变速装置以及车辆的组成、特点和优点等，但是应当理解的是，所有描述仅是为了举例说明而给出的，因此不应理解为对本发明形成任何的限制。在本文中，技术术语“第一”、“第二”仅是用于进行区分性表述目的而无意于表示它们的顺序和相对重要性，技术用语“连接(或相连等)”涵盖了特定部件直接连接至另一部件和/或间接连接至另一部件。此外，除非另有明确的规定和限定，技术术语“长”、“宽”、“高”、“上”、“顶”、“底”等指示的尺寸、方向或位置关系为基于附图所示的尺寸、方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不能理解为对本发明的限制。

此外，对于在本文所提及的实施例中予以描述或隐含的任意单个技术特征，或者被显示或隐含在附图中的任意单个技术特征，本发明仍然允许在这些技术特征(或其等同物)之间继续进行任意组合或者删减而不存在任何的技术障碍，由此获得可能未在本文中直接提及的本发明的更多其它实施例。另外，在本文中不再赘述已被本领域技术人员公知的一般事项。

图1示出根据本申请的变速装置的一个实施例的剖视图。变速装置优选地具有壳体，在图示实施例中，变速装置的壳体从右至左依次包括第一壳体61、第二壳体62和第三壳体63，第一壳体、第二壳体、第三壳体之间固定连接，例如通过螺栓连接，以用于支撑、安装其他零件或结构。在图示的实施例中，变速装置的动力源是电机，电机位于壳体内部。电机包括电机定子12和电机转子，电机转子衬套11与输入轴20连接，优选地通过花键和/或过盈配合连接，从而输入轴20可以将电机的动力以旋转运动的形式输出。值得说明的是，本文中的“输入”、“输出”是相对而言的，例如，输入轴20相对于电机而言实现的是动力的输出，输入轴20可以是电机的电机轴；输入轴20相对于输入轴20动力传输链下游的机构则是实现动力的输入。输入轴20通过第一轴承81、第二轴承82分别支撑在第一壳体61和第二壳体62上。第一轴承、第二轴承可以是球轴承，例如，第一轴承81为前球轴承，第二轴承82为后球轴承。在图示的实施例中，变速装置的输入轴20为电机的电机轴，备选地，输入轴20与电机轴也可以为两个不同的部件，并且输入轴20和电机轴之间可进行耦合。动力源通过输入轴20向变速装置输入动力，具体地，输入轴20在电机的作用下进行转动，并引起变速装置中的运动部件的运动。

在图1中，电机位于变速装置的壳体内部，但不应理解为变速装置必须包括/不包括电机，即，变速装置可以包括动力源(例如电机)，也可以不包括动力源。此外，电机也可以不位于变速装置的壳体内部。在变速装置的一个实施例中，电机属于变速装置的一部分，即变速装置自身具备动力源；但备选地，在其他实施例中，变速装置也可以不包括电机，例如，变速装置可连接外部动力源。

进一步参考图1，输入轴20上设有齿轮，称为第一太阳轮21，第一太阳轮21可在输入轴20上一体加工成型或可选地通过压装、焊接、键连接(例如，花键连接)等方式设置在输入轴20上。在图1的实施例中，输入轴20穿过第二壳体62，第一太阳轮21位于输入轴20左侧端部附件的位置处，并且第一太阳轮21位于第二壳体62的左侧，并且第一太阳轮21位于行星架70内，第二轴承82位于输入轴20上的第一太阳轮21的右侧。第一太阳轮21与第一行星轮31啮合。第一行星轮31与第二行星轮32为双联行星轮。在图1所示出的实施例中，第一行星轮31与第二行星轮32之间是相对固定的，该双联行星轮可通过一体加工成型，例如滚齿加工，也可通过装配形成，例如对齿后通过过盈压装焊接成型。第一行星轮31与第二行星轮32同轴布置，第二行星轮32的齿轮位于第一行星轮31左侧，且第一行星轮31的外径大于第二行星轮32。该双联行星轮设置于行星轮轴30之上，行星轮轴30设置于行星架70上，行星轮轴30与输入轴20平行布置。从图1中可以看出，行星轮轴30以其轴线距行星架70中心一定距离偏心地设置于行星架70上。具体地，双联行星轮通过第四轴承84支撑在行星轮轴30上，第四轴承84可以是双联滚针轴承。第二行星轮32分别与齿圈51和第二太阳轮41啮合，其中，第二行星轮32与齿圈51内啮合，第二行星轮32与第二太阳轮41外啮合。齿圈51是固定的，具体地，齿圈51可以固定于变速装置的壳体上，更具体地，齿圈51可以例如通过花键(例如外花键，该外花键还可用于定位)固定于变速装置的第三壳体63上。

第二太阳轮41固定设置于第二太阳轮轴40上，第二太阳轮轴40支撑于行星架70，第二太阳轮轴40与输入轴20同轴布置。具体地，第二太阳轮41可以通过花键(例如内花键)固定连接在第二太阳轮轴40上，第二太阳轮轴40可通过第七轴承87、第八轴承88支撑在行星架70上。在图1中所示出的实施例中，第七轴承87位于第八轴承88左侧，第八轴承88位于第二太阳轮41左侧。其中，第七轴承87可以是球轴承，第八轴承88可以是滑动轴承。第二太阳轮41可以为动力机构输送动力，该动力机构可以在车辆上进一步提供动力输送。例如，该动力机构可以是机械泵，例如油泵。具体地，第二太阳轮41可以引起动力机构转子的运动，例如第二太阳轮41可以固定连接动力机构转子，例如动力机构转子可以固设于第二太阳轮轴40上，或者备选地，动力机构转子可以连接第二太阳轮41，例如设置在第二太阳轮41上，从而动力机构转子可以与第二太阳轮41同步转动。动力机构定子42可连接行星架70，例如设置于行星架70上，具体地，动力机构定子42可固定于行星架70上并与行星架70同步转动。从而，在动力机构转子/第二太阳轮41与动力机构定子42之间存在转速差。当动力机构是油泵时，该动力机构转子是油泵转子，该动力机构定子是油泵定子。油泵转子和油泵定子可以位于行星架内部，进一步地，油泵可以位于行星架内部。则油泵转子和油泵定子可以位于变速装置内，进一步地油泵可以位于变速装置内。同样的，动力机构定子和动力机构转子可以位于行星架内部，进一步地，动力机构可以位于行星架内部。油泵通过油泵转子与油泵定子42之间的转速差可向变速装置或变速装置以外的部件输送润滑油以用于润滑和冷却，保证润滑冷却系统的运行。通过调节变速装置的速比设计，可以改变动力机构转子与定子之间的转速差，以适应动力机构不同的动力需求。

行星架70通过其自身的转动可向外输出动力。具体地，行星架70可具有内花键91，行星架70可通过内花键91连接输出轴，该输出轴向外传输动力。可选地，行星架70在图1中的左侧具有凸出部，该凸出部上设有内花键91。行星架70通过第三轴承83、第六轴承86分别支撑在第二壳体62和第三壳体63上，并通过第五轴承85进行轴向限位，第三轴承83可以是球轴承，第五轴承85可以是推力轴承，第六轴承86可以是滚子轴承。

动力源/电机的动力通过输入轴20、经由双联齿轮和齿圈51传递至行星架70，行星架70通过输出轴将动力向外传递，例如传递至车轮。另一方面，双联齿轮通过第二太阳轮41将动力传递到动力机构，为动力机构提供动力。通过本申请的装置，利用一个动力输入可以得到两个动力输出，同时实现扭矩输出以及满足油泵的动力需求，获得高度集成的机械油泵结构，减小装置尺寸、结构紧凑，扭矩密度大，本发明的齿轴布局采用双联行星轮，可实现更高的速比，能更好匹配电机高速化，可利用较小的电机扭矩输入获得更大的轴扭距，提高了整车动力性能。

图2示出根据本申请的行星架70及行星轮的一个实施例。从图2中可看出，第一行星轮31的数量为三个，三个第一行星轮31的整体外轮廓超出行星架70的外径。图2中箭头的方向为行星架70的示例转动方向，从图中的方向看该箭头指示逆时针的转动方向。下面对本申请的变速装置的运动过程进行一种示例性说明，以图1中沿从右向左看的方向为参考，输入轴20在电机的带动下转动，输入轴20逆时针转动，则第一太阳轮21逆时针转动，由于双联行星轮中的第一行星轮31与第一太阳轮21啮合，且第二行星轮32与齿圈51啮合，且齿圈51固定，因而双联行星轮发生顺时针的自转和逆时针的公转，其公转带动行星架70发生逆时针的转动，其中动力机构定子/油泵定子42跟随行星架70进行逆时针转动；第二太阳轮41与第二行星轮32啮合，第二太阳轮41在第二行星轮32的作用下进行逆时针转动，动力机构转子/油泵转子跟随第二太阳轮41进行逆时针转动。行星架70的转动向外输出转动扭矩，同时动力机构定子/油泵定子42与动力机构转子/油泵转子之间的转速差促使动力机构/油泵输送动力/润滑油。由此可知，通过设计变速装置中各啮合副的齿数比，可改变油泵定子和油泵转子之间转速差，由此影响油泵的润滑油输送，当动力机构为其他机构时，同理可以改变其动力输出。此外，通过对不同啮合副之间的齿数比进行设计，还可以降低齿轮啮合振动，从而改善驱动装置的NVH(噪声、振动与声振粗糙度(Noise、Vibration、Harshness))性能。具体地，可通过调节各啮合副之间的齿数比来使其发生的振动尽可能地相互抵消，从而改善NVH性能。

本发明所公开的变速装置可用于车辆，具体地，可用于具有电机的新能源车辆，包括但不限于：纯电动力车辆、混合动力车辆。车辆上可以采用一个或两个或更多个本发明所公开的变速装置，例如，可以将两个上述变速装置集成设计于车辆中，所采用的两个变速装置可以采用对称设计方案，可采用双电机驱动的模式；备选地，本发明的变速装置也可作为独立驱动单元使用，例如可通过增加差速零部件来使用。此外，本发明的变速装置还能够实现动能回收，以便将动能逆向储存为电能。例如，在车辆减速或滑行过程中，车轮可通过本发明的变速装置将动能传递至变速装置，并通过电机结构逆向发电以实现动能回收。

本申请以上所描述的具体实施例仅为了更清楚地描述本申请的原理，其中清楚地示出或描述了各个部件而使本发明的原理更容易理解。在不脱离本申请的范围的情况下，本领域的技术人员可容易地对本申请进行各种修改或变化。故应当理解的是，这些修改或者变化均应包含在本申请的专利保护范围之内。

Claims (10)

1.一种变速装置，包括：

输入轴；

由所述输入轴驱动的第一太阳轮；

多个双联行星轮，每个双联行星轮包括同轴固定连接的第一行星轮和第二行星轮，每个第一行星轮围绕所述第一太阳轮并与所述第一太阳轮啮合；

围绕每个第二行星轮并与每个第二行星轮啮合的齿圈；

由每个第二行星轮围绕并与每个第二行星轮啮合的第二太阳轮；

行星架，每个双联行星轮可旋转地安装至偏心设置在所述行星架上的多个行星轮轴上，所述行星架联接至输出轴；以及

动力机构，所述动力机构的机构定子联接至所述行星架内部，所述动力机构的机构转子联接至所述第二太阳轮，并由所述机构定子围绕。

2.根据权利要求1所述的变速装置，其特征在于，所述动力机构为油泵，所述机构定子为油泵定子，所述机构转子为油泵转子。

3.根据权利要求2所述的变速装置，其特征在于，所述油泵转子与所述第二太阳轮同步转动，所述油泵定子与所述行星架同步转动。

4.根据权利要求1所述的变速装置，其特征在于，每个所述双联行星轮通过双联轴承安装至所述行星轮轴上。

5.根据权利要求1所述的变速装置，其特征在于，所述第二太阳轮通过第二太阳轮轴安装于所述行星架中，所述第二太阳轮、所述行星架以及所述第一太阳轮同轴布置。

6.根据权利要求1所述的变速装置，其特征在于，所述第一太阳轮设置于所述输入轴上，电机通过所述输入轴驱动所述变速装置。

7.根据权利要求6所述的变速装置，其特征在于，所述第一太阳轮与所述输入轴一体加工成型和/或所述第一太阳轮固定设置在所述输入轴上，所述第一太阳轮位于所述行星架内部。

8.根据权利要求1所述的变速装置，其特征在于，还包括壳体，所述壳体包括第一壳体、第二壳体、第三壳体，电机位于所述第一壳体内部，所述输入轴为电机轴，所述输入轴分别通过轴承支撑在所述第一壳体和所述第二壳体上，所述行星架分别通过轴承支撑在所述第二壳体和所述第三壳体上，所述齿圈固定在所述第三壳体上。

9.根据权利要求1所述的变速装置，其特征在于，所述行星架具有凸出部，所述凸出部设有内花键，所述行星架通过花键联接至所述输出轴。

10.一种车辆，其特征在于，所述车辆包括根据权利要求1-9中任一项所述的变速装置，所述行星架连接所述车辆的车轮。