CN202896298U - 一种电动汽车传动系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种电动汽车传动系统，包括：电机，所述电机具有输出轴；减速器，所述减速器具有箱体，所述减速器包括所述输出轴驱动、并和所述输出轴同轴设置的行星齿轮系，以及被所述行星齿轮系的输出端驱动旋转的差速器，所述差速器的中轴线和所述输出轴轴线平行设置。本实用新型的有益效果主要体现在：减速器输入级采用行星机构，使其振动力臂互相抵消，在高速运转时更加平稳；减速器输出级与差速器集成在一起，结构简单，占用空间少，使减速器整体结构紧凑，质量也更轻，整体运行平稳。
Description
技术领域
本实用新型涉及电动汽车领域，尤其涉及一种电动汽车传动系统。
背景技术
随着石油资源的日益紧缺及尾气排放对环境的影响日益恶劣，新能源汽车（特别是纯电动汽车）越来越受到人们的重视，国家近期也出台了多项鼓励措施，以进一步推动电动汽车技术的发展。电动汽车的驱动系统，以车载电源驱动电机并通过减速器将动力传递到车轮，驱动整车运行。目前，电动汽车的驱动系统通常由电机以及与之相连的固定速比的平行轴减速器（含差速器）构成，并通过两根半轴连接车轮。目前电动汽车，特别是纯电动汽车的减速器减速比往往在8～12之间，一般均采用两级传动形式，这导致了动力总成的体积较大、质量较重；而且，由于采用两级平行轴结构，造成减速器中心距较大，动力系统振动力臂较长，在高速运转时动力总成振动较大，整个传动系统的运转平稳性受到影响。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题为，提供一种结构紧凑，传动平稳的电动汽车传动系统。
本实用新型的目的通过提供以下一种电动汽车传动系统实现，包括：电机，所述电机具有输出轴；减速器，所述减速器具有箱体，所述减速器包括所述输出轴驱动、并和所述输出轴同轴设置的行星齿轮系，以及被所述行星齿轮系的输出端驱动旋转的差速器，所述差速器的中轴线和所述输出轴轴线平行设置。
优选的，所述减速器的箱体固连于电机；所述输出轴穿过减速器的箱体伸入减速器内，形成减速器的输入轴。
优选的，所述输出轴的起始端设有支承输出轴的轴承，所述输出轴伸入减速器内部的部分为挠性轴。
优选的，所述电机的端面上设有端盖，端盖上设有通孔，所述输出轴穿过所述通孔进入减速器，且所述通孔和所述输出轴之间轴向间隔的设置有两个骨架油封，所述两个骨架油封之间充有润滑脂。
优选的，所述行星齿轮系包括旋转固定的连接于输出轴的太阳轮；均布在太阳轮周向上、和太阳轮啮合的多个行星齿轮；供行星齿轮在其内周面上的齿上啮合滚动的内齿圈，内齿圈在其旋转方向上固定；通过轴承支撑在箱体内部可周向旋转的行星架，行星齿轮可旋转的穿设在行星架的行星销轴上。
优选的，所述行星架的输出端上旋转方向上固定的设有差速器主动齿轮，差速器主动齿轮和旋转方向上固定的设于差速器上的差速器从动齿轮啮合。
优选的，所述内齿圈可在垂直于其自身中轴线的平面内的各个方向上平移。
优选的，还包括固定滑块和滑动滑块，所述固定滑块相对箱体固定，且所述固定滑块和所述滑动滑块沿内齿圈中轴线方向相抵接并仅能在垂直于内齿圈中轴线的第一方向上相对滑动，所述内齿圈和所述滑动滑块沿内齿圈中轴线方向相抵接并仅能在垂直于内齿圈中轴线的第二方向上滑动，所述第一方向垂直于所述第二方向。
优选的，所述固定滑块和所述滑动滑块相抵接的两个抵接面，其中之一上设有在第一方向上间隔分布的两个凸台，其中另一上设有在在第一方向上间隔分布的两个凹槽；所述滑动滑块和所述内齿圈相抵接的两个抵接面，其中之一上设有在第二方向上间隔分布的两个凸台，其中另一上设有在在第二方向上间隔分布的两个凹槽。
优选的，所述箱体由沿箱体的纵长方向分箱的两个半箱体连接而成。
本实用新型的有益效果主要体现在：减速器输入级采用行星机构，使其振动力臂互相抵消，在高速运转时更加平稳；减速器输出级与差速器集成在一起，结构简单，占用空间少，使减速器整体结构紧凑，质量也更轻，整体运行平稳。同时，行星齿轮系上的固定滑块、浮动滑块及内齿圈共同作用，可以让内齿圈在周向完全浮动，结合输入轴的挠性变形，使行星机构的均载效果更加良好。
附图说明
图1为本实用新型的具体实施方式的整体剖视图。
图2为本实用新型的具体实施方式的水平剖视图。
图3为本实用新型的具体实施方式的沿电机轴线的竖直剖视图。
图4为本实用新型的具体实施方式的均载机构的立体图。
图5为本实用新型的具体实施方式的均载机构的分解图。
| 1、 半箱体 | 2、 固定滑块 |
| 3、 浮动滑块 | 4、 内齿圈 |
| 5、 上限位机构 | 6、 差速器 |
| 7、 差速器从动齿轮 | 8、 半箱体 |
| 9、 差速器主动齿轮 | 10、下限位机构 |
| 11、行星架 | 12、行星齿轮 |
| 13、锥轴承 | 14、端盖 |
| 15、输出轴 | 16、圆柱轴承 |
| 17、骨架油封 | 18、圆柱轴承 |
| 19、太阳轮 | 20、圆柱轴承 |
| 21、滚针轴承 | 22、行星销轴 |
| 100、电机 | 101、减速器 |
| 201、固定滑块凸台 | 202、螺栓 |
| 301、浮动滑块凸台 | 302、浮动滑块凹槽 |
| 401、内齿圈凹槽 |
具体实施方式
如图1，本实用新型的具体实施方式提供了一种使用在纯电动汽车上的电动汽车传动系统，其包括电机100以及与电机100一体设置的减速器101。减速器101的箱体固定连接在电机100，具体为电机100的端部上，即箱体可以直接连接电机100并同时构成电机100的端盖，也可以以连接在电机100的端盖上的方式间接的固定连接电机100，还可以连接在电机100的端部上并将电机100的端盖整体收容在减速器101内。在本具体实施方式中，减速器101的箱体通过螺栓和电机100的壳体相连，将电机的端盖14收容在减速器101内。
继续参照图1，减速器101采用竖直分箱结构，所述箱体由沿箱体的纵长方向分箱的两个半箱体连接而成，包括左半侧的半箱体1和右半侧的半箱体8，它们通过螺栓连接。箱体内部包括减速齿轮组和差速器6，电机100的输出轴15输出的扭矩经减速齿轮组放大后由差速器6传递给车轮，以驱动整车运动。
结合图1、图2和图3，由于电机100和减速器101的集成设置，电机100的输出轴15直接伸入到减速器101的内部，作为减速器101的输入轴使用。具体的，端盖14大致为环形，通过螺栓202等连接件固定连接到电机100的端部上。端盖14的中央具有一个通孔，输出轴15从该通孔穿过伸入到减速器101中。该通孔的轴向上具有一定的长度，通孔中靠近电机的一侧收容有一用于支承输出轴15的起始端的轴承，在此处具体为圆柱轴承16；通孔中靠近减速器101的一侧收容有两个轴向间隔设置的骨架油封17，两个骨架油封17之间填满了润滑脂，以增加密封的可靠性。
箱体，此处具体为半箱体1则通过螺栓等连接件连接到电机100的外侧边缘法兰上，将端盖14等收容于减速器101内。
继续参照图1、图2和图3，减速器101中的减速齿轮组主要由作为输入级(即高速级)的行星齿轮系和作为输出级(即低速级)的连接差速器的差速器从动齿轮7组成。行星齿轮系的中心轴线和电机的输出轴轴线同轴设置，差速器的中轴线和输出轴的中轴线平行设置。
电机100的输出轴15同时作为减速器1及行星齿轮系的输入轴，行星齿轮系包括旋转固定的连接于输出轴15的太阳轮19，均布在太阳轮19周向上、和太阳轮19啮合的多个行星齿轮12，供行星齿轮12在其内周面上的齿上啮合滚动的内齿圈4，内齿圈在其旋转方向上固定，通过轴承支撑在箱体内部可周向旋转的行星架11，行星齿轮12可旋转的穿设在行星架11的行星销轴22上，旋转方向上固定的设于行星架11的输出端上的差速器主动齿轮9。差速器主动齿轮9和旋转方向上固定的设于差速器6上的差速器从动齿轮7啮合，带动其旋转，以完成电机输出的速度降低，扭矩放大传递给差速器6的任务。差速器6与电动汽车的左右车轮半轴连接，将动力传递到车轮上。在本具体实施方案中，仅设有一级行星减速机构，但是本领域技术人员可以根据具体设计需要设置多级的行星减速机构，在此不进行赘述。通过将电机100的输出轴15直接集成到减速器1的内部，并且设置和输出轴15同轴的行星齿轮系减速机构，该方案不仅显著的降低了传动系统的体积和重量，减少了零件使用和中间装配环节，提高了传动系统的匹配精度；相比于水平平行布置多级减速齿轮的方案，本方案还缩短了电机2的输出轴15和差速器6的中心轴线之间轴间距，使传动更加稳定。
具体的，前述的太阳轮19通过花键结构和输出轴15的轴端相连，并通过弹簧挡圈结构轴向固定；行星架11通过轴承支承于减速器内，其一端通过圆柱轴承18支承于前述的端盖14上，另一端通过圆柱轴承20支承于箱体上，此处具体为半箱体8上。行星架11的输入端具有3个行星销轴22，其上一一对应的设有3个行星齿轮12，行星齿轮12和行星销轴22之间设有滚针轴承21，以使行星齿轮12平滑的绕行星销轴22的中轴线旋转。内齿圈4旋转方向上固定且轴向上固定的设置在减速器101中。一个上限位机构5和一个下限位机构6分别在内齿圈的径向上的两侧抵接于内齿圈的端面上，对内齿圈4进行轴向定位。通过将输出轴15上的太阳轮19与三个行星齿轮12同时啮合，输出轴15受力均衡，因此在高速运转时更加平稳。
通过上述方式的设置，当电机100的输出轴15旋转时，即带动太阳轮19同轴旋转，太阳轮19则驱动行星齿轮12旋转，因为行星齿轮12同时还啮合于内齿圈4的内齿上，且内齿圈4不能旋转，因此个行星齿轮12沿内齿圈4的内齿爬行，在自转的同时绕太阳轮19公转，进而带动行星架11和太阳轮19同轴的旋转，行星架11输出端的差速器主动齿轮9也同轴旋转，最终驱动差速器从动齿轮7和差速器6旋转，实现减速输出和扭矩放大。
差速器6的两端各通过一个轴承支承于箱体中，轴承的轴承座可以一体成型于箱体上，也可以通过螺栓等连接件固定连接于箱体上。在本实施方式中，具体的，为了便于装配和定位调节，差速器6的一端通过一个锥轴承13支承于一体成型于半箱体1上的轴承座上，另一端通过一个锥轴承13支承于固定连接于半箱体8上的轴承座上。
参照图4和图5，为了补偿制造误差，使各行星轮均衡分担载荷，本具体实施方式中还包括一种均载机构。在本具体实施方式中，输出轴15伸入到减速器101内部的部分为挠性轴，在运转时，可根据受力变化实现部分挠性变形，同时均载机构中设置浮动的内齿圈4，它们共同作用实现均载。
具体的，均载机构包括端盖14；固定连接在端盖14上的固定滑块2；和固定滑块2沿内齿圈中轴线方向相抵接，仅能够相对固定滑块2沿图5中所示第一方向X-X滑动的浮动滑块3；以及和浮动滑块3沿内齿圈中轴线方向相抵接，仅能够相对浮动滑块3沿图5中所使第二方向Y-Y滑动的内齿圈4。第一方向X-X垂直于第二方向Y-Y。
在本实施例中，端盖14为电机的端盖，然而其也可以为一体设置或固定连接于减速器箱体或其他箱体上的端盖，这些具体设置不会影响本实用新型的实施，只需端盖本身相对箱体固定即可。这样，固定滑块2相对箱体固定的设置，具体为通过螺栓202固定连接在端盖14上，容易想到，固定滑块2亦可以一体成型于端盖14上。固定滑块2大体成环形，其和浮动滑块3配接的环形端面上具有两个位于环形端面直径上，即第一方向X-X上的间隔分布固定滑块凸台201，而浮动滑块3上和固定滑块2配接的环形端面上则对应的具有两个位于自身环形端面直径上，即第一方向X-X上间隔分布的浮动滑块凹槽302，固定滑块凸台201和浮动滑块凹槽302相配接，则固定滑块2和浮动滑块3能够沿第一方向X-X相对滑动，但彼此不能相对旋转运动。类似的，浮动滑块3和内齿圈4相抵接的各自端面上分别具有两个浮动滑块凸台301，和对应相配的设置的两个内齿圈凹槽401。两个间隔分布的浮动滑块凸台301的连线方向（即第一方向X-X）和两个间隔分布的浮动滑块凹槽302的连线方向（即第二方向Y-Y）相互垂直。所以，当浮动滑块凸台301和内齿圈凹槽401相配接，则浮动滑块3和内齿圈4能够沿第二方向Y-Y相对滑动，但彼此不能相对旋转运动。
因为前述的第一方向X-X和第二方向Y-Y均位于相互平行的环形端面内，所以，通过上述的设置，当端盖14，固定滑块2，浮动滑块3，内齿圈4组装定位后，内齿圈4可沿第一方向X-X和第二方向Y-Y运动，即能够在垂直于其自身中轴线的平面内的任意方向上平移，但是不能相对于自身中轴线旋转。本领域技术人员容易理解，前述的各个凸台和凹槽的具体设置位置可以有多种变化形式，只要在固定滑块2和浮动滑块3相抵接的两个端面内凸凹相配接，并且在浮动滑块3和内齿圈4相抵接的两个端面内凸凹相配接即可。
本实用新型并不限于前述实施方式，本领域技术人员在本实用新型技术精髓的启示下，还可能做出其他变更，但只要其实现的功能与本实用新型相同或相似，均应属于本实用新型的保护范围。
Claims (10)
1.一种电动汽车传动系统，包括：电机，所述电机具有输出轴；减速器，所述减速器具有箱体，其特征在于，
所述减速器包括所述输出轴驱动、并和所述输出轴同轴设置的行星齿轮系，以及被所述行星齿轮系的输出端驱动旋转的差速器，所述差速器的中轴线和所述输出轴轴线平行设置。
2.根据权利要求1所述的一种电动汽车传动系统，其特征在于，所述减速器的箱体固连于电机；所述输出轴穿过减速器的箱体伸入减速器内，形成减速器的输入轴。
3.根据权利要求2所述的一种电动汽车传动系统，其特征在于，所述输出轴的起始端设有支承输出轴的轴承，所述输出轴伸入减速器内部的部分为挠性轴。
4.根据权利要求2所述的一种电动汽车传动系统，其特征在于，所述电机的端面上设有端盖，端盖上设有通孔，所述输出轴穿过所述通孔进入减速器，且所述通孔和所述输出轴之间轴向间隔的设置有两个骨架油封，所述两个骨架油封之间充有润滑脂。
5.根据权利要求1所述的一种电动汽车传动系统，其特征在于，所述行星齿轮系包括旋转固定的连接于输出轴的太阳轮；均布在太阳轮周向上、和太阳轮啮合的多个行星齿轮；供行星齿轮在其内周面上的齿上啮合滚动的内齿圈，内齿圈在其旋转方向上固定；通过轴承支撑在箱体内部可周向旋转的行星架，行星齿轮可旋转的穿设在行星架的行星销轴上。
6.根据权利要求5所述的一种电动汽车传动系统，其特征在于，所述行星架的输出端上旋转方向上固定的设有差速器主动齿轮，差速器主动齿轮和旋转方向上固定的设于差速器上的差速器从动齿轮啮合。
7.根据权利要求5所述的一种电动汽车传动系统，其特征在于，所述内齿圈可在垂直于其自身中轴线的平面内的各个方向上平移。
8.根据权利要求7所述的一种电动汽车传动系统，其特征在于，还包括固定滑块和滑动滑块，所述固定滑块相对箱体固定，且所述固定滑块和所述滑动滑块沿内齿圈中轴线方向相抵接并仅能在垂直于内齿圈中轴线的第一方向上相对滑动，所述内齿圈和所述滑动滑块沿内齿圈中轴线方向相抵接并仅能在垂直于内齿圈中轴线的第二方向上滑动，所述第一方向垂直于所述第二方向。
9.根据权利要求8所述的一种电动汽车传动系统，其特征在于，所述固定滑块和所述滑动滑块相抵接的两个抵接面，其中之一上设有在第一方向上间隔分布的两个凸台，其中另一上设有在在第一方向上间隔分布的两个凹槽；所述滑动滑块和所述内齿圈相抵接的两个抵接面，其中之一上设有在第二方向上间隔分布的两个凸台，其中另一上设有在在第二方向上间隔分布的两个凹槽。
10.根据权利要求1所述的一种电动汽车传动系统，其特征在于，所述箱体由沿箱体的纵长方向分箱的两个半箱体连接而成。
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