CN210889966U - 一种轮边减速机构及轮边驱动系统、电动车辆 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种轮边减速机构及轮边驱动系统、电动车辆，其中的轮边减速机构包括动力分流机构和行星减速机构，其中动力分流机构包括输入齿轮、分流齿轮以及输出内齿圈，输入齿轮用于与轮边电机传动连接，分流齿轮与输入齿轮啮合，分流齿轮与输出内齿圈传动连接；分流齿轮与输出内齿圈直接啮合实现传动连接，或者通过中间齿轮传动连接，行星减速机构的输入端与动力分流机构的输出内齿圈传动连接；通过在轮边减速机构中设置分流齿轮实现动力分流，分流传输路径上的传递齿轮所受载荷减小、传递齿轮间的冲击降低，提高了传递齿轮使用寿命，降低了动力分流机构的工作噪音，提高轮边减速机构的可靠性。

Description

一种轮边减速机构及轮边驱动系统、电动车辆

技术领域

本实用新型涉及一种车辆技术领域，尤其涉及一种轮边减速机构及轮边驱动系统、电动车辆。

背景技术

轮边驱动车辆无差速器，体积小、重量轻、效率高、集成度高、传递线路短、NVH性能好，整车可以实现宽通道，全低地板，三开门，在公交车领域有着广阔的前景。

传统纯电动客车为电机+车桥集中式驱动或电机+变速器+车桥集中式驱动，主减速器工作效率低，噪音大，体积大，质量重，轮边电机返拖力矩受限制且不能发挥电机制动能量最大回收能力，若增加减速器，传动级数多，效率低，且有档位换挡顿挫，制动不能换挡，影响制动回收效率。

ZF偏置桥虽可以实现低地板，宽通道，但仍需要主减速器改变力矩传递方向，主减速器工作效率低，噪声大，整车舒适性差，国外ZF轮边电驱桥采用的是电机+动力分流行星齿轮机构+行星排传动方案，比亚迪、汉德、方盛轮边电驱桥采用的为电机+单级或两级平行轴减速器+行星排方案，传动系统工作噪音大，可靠性低，故障率高，过道窄。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种工作噪音小、可靠性高的轮边减速机构，同时本实用新型的目的还在于提供使用上述轮边减速机构的轮边驱动系统及电动车辆。

为实现上述目的，本实用新型的轮边减速机构的技术方案为：

一种轮边减速机构，包括：

动力分流机构；

动力分流机构包括输入齿轮、分流齿轮以及输出内齿圈，输入齿轮用于与轮边电机传动连接，分流齿轮与输入齿轮啮合，分流齿轮与输出内齿圈传动连接；

分流齿轮与输出内齿圈直接啮合实现传动连接，或者通过中间齿轮传动连接；

行星减速机构，其输入端与动力分流机构的输出内齿圈传动连接。

有益效果：轮边减速机构的动力分流机构包括输入齿轮、分流齿轮以及输出内齿圈，通过在轮边减速机构中设置分流齿轮实现动力分流，分流传输路径上的传递齿轮所受载荷减小、传递齿轮间的冲击降低，提高了传递齿轮使用寿命，降低了动力分流机构的工作噪音，提高轮边减速机构的可靠性。

进一步的，分流齿轮与输出内齿圈直接啮合，输入齿轮、分流齿轮以及输出内齿圈在轴向上位于同一排；分流齿轮通过中间齿轮与输出内齿圈传动连接，输入齿轮、分流齿轮、中间齿轮及输出内齿圈在轴向上位于同一排。

有益效果：分流齿轮与输出内齿圈直接啮合，避免在分流齿轮与内齿圈之间设置中间齿轮，从而能够使分流齿轮与内齿圈之间的传动更加可靠；输入齿轮、分流齿轮以及输出内齿圈在轴向上位于同一排，由此避免了沿齿轮轴向空间布置齿轮，从而可以做到轴向空间最小；输入齿轮所在轴和输出内齿圈所在轴径向力可以部分抵消，支撑轴承受力好，有利于轴承选型设计，轴承寿命高；各齿轮参数可统一，齿轮容易加工，齿轮安装精度容易保证。

进一步的，分流齿轮有两个，两个分流齿轮和输出内齿圈直接啮合，输入齿轮的轴线与输出内齿圈的轴线位于第一平面，两个分流齿轮的轴线位于第二平面，所述第一平面和所述第二平面相互垂直。

有益效果：将分流齿轮的数量设计为两个，此时动力分流机构的齿轮数量为三个，内齿圈数量为一个，齿轮与内齿圈的参数更加容易统一，安装精度更加容易保证。

进一步的，输入齿轮位于两个分流齿轮之间，三者的轴线共面；

或者，输入齿轮的轴线与输出内齿圈的轴线位于所述第二平面的同侧；

或者，输入齿轮的轴线与输出内齿圈的轴线分别位于所述第二平面的异侧。

有益效果：有利于齿轮间相互作用的抵销，为相应的轴承提供更好的工况；还能使输入齿轮与分流齿轮的整体结构更加稳定，布局更加紧凑。

分流齿轮、输入齿轮和输出内齿圈在各自厚度方向上的中心平面均重合。

有益效果：齿轮间的啮合更加稳定，同时能够保证整体结构的紧凑性。

为实现上述目的，本实用新型的轮边驱动系统的技术方案为：

轮边驱动系统，包括轮边电机和与轮边电机传动连接的轮边减速机构，其中，轮边减速机构包括：

动力分流机构；

动力分流机构包括输入齿轮、分流齿轮以及输出内齿圈，输入齿轮用于与轮边电机传动连接，分流齿轮与输入齿轮啮合，分流齿轮与输出内齿圈传动连接；

分流齿轮与输出内齿圈直接啮合实现传动连接，或者通过中间齿轮传动连接；

行星减速机构，其输入端与动力分流机构的输出内齿圈传动连接。

有益效果：轮边减速机构的动力分流机构包括输入齿轮、分流齿轮以及输出内齿圈，通过在轮边减速机构中设置分流齿轮实现动力分流，分流传输路径上的传递齿轮所受载荷减小、传递齿轮间的冲击降低，提高了传递齿轮使用寿命，降低了动力分流机构的工作噪音，提高轮边减速机构的可靠性，从而使轮边驱动系统的工作噪音小，可靠性高。

进一步的，分流齿轮与输出内齿圈直接啮合，输入齿轮、分流齿轮以及输出内齿圈在轴向上位于同一排，分流齿轮通过中间齿轮与输出内齿圈传动连接，输入齿轮、分流齿轮、中间齿轮及输出内齿圈在轴向上位于同一排。

有益效果：分流齿轮与输出内齿圈直接啮合，避免在分流齿轮与内齿圈之间设置中间齿轮，从而能够使分流齿轮与内齿圈之间的传动更加可靠；输入齿轮、分流齿轮以及输出内齿圈在轴向上位于同一排，由此避免了沿齿轮轴向空间布置齿轮，从而可以做到轴向空间最小；输入齿轮所在轴和输出内齿圈所在轴径向力可以部分抵消，支撑轴承受力好，有利于轴承选型设计，轴承寿命高；各齿轮参数可统一，齿轮容易加工，齿轮安装精度容易保证。

进一步的，分流齿轮有两个，两个分流齿轮和输出内齿圈直接啮合，输入齿轮的轴线与输出内齿圈的轴线位于第一平面，两个分流齿轮的轴线位于第二平面，所述第一平面和所述第二平面相互垂直。

有益效果：将分流齿轮的数量设计为两个，此时动力分流机构的齿轮数量为三个，内齿圈数量为一个，齿轮与内齿圈的参数更加容易统一，安装精度更加容易保证。

进一步的，输入齿轮位于两个分流齿轮之间，三者的轴线共面；

或者，输入齿轮的轴线与输出内齿圈的轴线位于所述第二平面的同侧；

或者，输入齿轮的轴线与输出内齿圈的轴线分别位于所述第二平面的异侧。

有益效果：有利于齿轮间相互作用的抵销，为相应的轴承提供更好的工况；还能使输入齿轮与分流齿轮的整体结构更加稳定，布局更加紧凑。

分流齿轮、输入齿轮和输出内齿圈在各自厚度方向上的中心平面均重合。

有益效果：齿轮间的啮合更加稳定，同时能够保证整体结构的紧凑性。

为实现上述目的，本实用新型的电动车辆的技术方案为：

电动车辆，包括底盘以及安装在底盘上的车轮，还包括轮边桥壳减速箱体以及轮边驱动系统，轮边驱动系统驱动车轮转动，轮边驱动系统包括轮边电机和轮边减速机构，轮边电机固定在轮边桥壳减速箱体上，轮边电机与轮边减速机构传动连接，其中，轮边减速机构包括：

动力分流机构；

动力分流机构包括输入齿轮、分流齿轮以及输出内齿圈，输入齿轮用于与轮边电机传动连接，分流齿轮与输入齿轮啮合，分流齿轮与输出内齿圈传动连接；

分流齿轮与输出内齿圈直接啮合实现传动连接，或者通过中间齿轮传动连接；

行星减速机构，其输入端与动力分流机构的输出内齿圈传动连接。

有益效果：轮边减速机构的动力分流机构包括输入齿轮、分流齿轮以及输出内齿圈，通过在轮边减速机构中设置分流齿轮实现动力分流，分流传输路径上的传递齿轮所受载荷减小、传递齿轮间的冲击降低，提高了传递齿轮使用寿命，降低了动力分流机构的工作噪音，提高轮边减速机构的可靠性，从而使电动车辆的工作噪音小、可靠性高。

进一步的，分流齿轮与输出内齿圈直接啮合，输入齿轮、分流齿轮以及输出内齿圈在轴向上位于同一排。

有益效果：分流齿轮与输出内齿圈直接啮合，避免在分流齿轮与内齿圈之间设置中间齿轮，从而能够使分流齿轮与内齿圈之间的传动更加可靠；输入齿轮、分流齿轮以及输出内齿圈在轴向上位于同一排，由此避免了沿齿轮轴向空间布置齿轮，从而可以做到轴向空间最小；输入齿轮所在轴和输出内齿圈所在轴径向力可以部分抵消，支撑轴承受力好，有利于轴承选型设计，轴承寿命高；各齿轮参数可统一，齿轮容易加工，齿轮安装精度容易保证。

进一步的，分流齿轮有两个，两个分流齿轮和输出内齿圈直接啮合，输入齿轮的轴线与输出内齿圈的轴线位于第一平面，两个分流齿轮的轴线位于第二平面，所述第一平面和所述第二平面相互垂直。

有益效果：将分流齿轮的数量设计为两个，此时动力分流机构的齿轮数量为三个，内齿圈数量为一个，齿轮与内齿圈的参数更加容易统一，安装精度更加容易保证。

进一步的，输入齿轮位于两个分流齿轮之间，三者的轴线共面；

或者，输入齿轮的轴线与输出内齿圈的轴线位于所述第二平面的同侧；

或者，输入齿轮的轴线与输出内齿圈的轴线分别位于所述第二平面的异侧。

有益效果：有利于齿轮间相互作用的抵销，为相应的轴承提供更好的工况；还能使输入齿轮与分流齿轮的整体结构更加稳定，布局更加紧凑。

分流齿轮、输入齿轮和输出内齿圈在各自厚度方向上的中心平面均重合。

有益效果：齿轮间的啮合更加稳定，同时能够保证整体结构的紧凑性。

分流齿轮转动装配在轮边电机的机壳上。

有益效果：使分流齿轮的设置更加稳定。

分流齿轮转动装配在底盘的轮边桥壳减速箱体上。

有益效果：使分流齿轮的设置更加稳定。

附图说明

图1为本实用新型中电动车辆的实施例一中的轮边驱动系统的结构原理图；

图2为图1中电动车辆的实施例一中的轮边驱动系统的动力分流机构的齿轮分布图；

图3为本实用新型中电动车辆的实施例二中的轮边驱动系统的动力分流机构的齿轮分布图；

图4为本实用新型中电动车辆的实施例三中的轮边驱动系统的动力分流机构的齿轮分布图；

图5为本实用新型中电动车辆的实施例四中的轮边驱动系统的结构原理图。

图中：1-第二级行星排行星轮；2-第二级行星排行星架；3-第二级行星排齿圈；4-轴管；5-轮毂轴承单元；6-行星排太阳轮轴；7-轮胎；8-轮辋；9-制动器；10-轮边桥壳减速箱体；11-输出内齿圈；12-分流齿轮轮架；13-输入齿轮；14-轮边电机；15-制动盘；16-轮毂；17-分流齿轮。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的实施方式作进一步说明。

本实用新型的电动车辆的具体实施例一，电动车辆包括底盘和安装在底盘上的车轮，电动车辆还包括轮边桥壳减速箱体10以及轮边驱动系统，轮边驱动系统驱动车轮转动，如图1所示，轮边驱动系统的构成可以总结为驱动装置+动力分流机构+行星减速机构，其中，动力分流机构+行星减速机构构成本系统的核心，即轮边减速机构。本实施例中，驱动装置采用的是轮边电机14，轮边电机14的作用是为整个驱动系统的运转提供旋转动力。轮边电机14固定在轮边桥壳减速箱体10上。

动力分流机构包括输入齿轮13、分流齿轮17、输出内齿圈11，还包括各齿轮配套的轴和轴承。输入齿轮13与轮边电机14连接，用于接受轮边电机14的动力，在本实施例中，输入齿轮13与轮边电机14的电机轴是同轴的，二者之间通过联轴器连接，当然，在其他实施例中，只要是能够接受到轮边电机的动力，输入齿轮还可以偏置于轮边电机的电机轴的径向一侧，此种情况下，输入齿轮可通过齿轮或齿轮传动机构与轮边电机的电机轴传动连接。分流齿轮17安装在分流齿轮轮架12上，分流齿轮轮架12固定在轮边电机14的机壳上。

如图2所示，分流齿轮17有两个，输入齿轮13位于两分流齿轮17之间，并且输入齿轮13分别与两分流齿轮17啮合，两个分流齿轮17又同时与输出内齿圈11啮合，这样，输入齿轮13接收到的动力就能够通过两分流齿轮17分流传递至输出内齿圈11。分流齿轮17、输入齿轮13和输出内齿圈11在轴向上位于同一排，并且，输入齿轮13与输出内齿圈11的轴线在同一平面上，设定该平面为第一平面，两分流齿轮17的轴线在同一平面上，设定该平面为第二平面，第一平面与第二平面之间互相垂直，由此可在轮边驱动系统运行的过程中，各齿轮之间的径向相互作用可部分抵消，从而起到保护齿轮、齿轮轴以及相应支撑轴承的作用。并且，输入齿轮13的轴线位于第二平面的下方，输出内齿圈11的轴线位于第二平面的上方，也即输入齿轮13的轴线和输出内齿圈11的轴线分别位于第二平面的两侧。为了保证齿轮间的啮合更加稳定，同时能够保证整体结构的紧凑性，分流齿轮17、输入齿轮13和输出内齿圈11在各自厚度方向上的中心平面均重合。

轮边桥壳减速箱体10构成支撑臂，在使用时，可以与相应的电动车辆的悬架连接，并且，轮边桥壳减速箱体10固定在轴管4的一个端部，轴管4通过轮毂轴承单元5转动装配在电动车辆的轮毂16中。

行星减速机构为第二级行星排，行星减速机构的行星排太阳轮轴6穿过轴管4与动力分流机构的输出内齿圈11传动连接，以接收动力分流机构传来的动力，在本实用新型中，行星排太阳轮轴6与输出内齿圈11同轴线设置，其他实施例中，只要能够满足两者之间动力传递的需要，行星排太阳轮轴还可以通过齿轮或者齿轮机构等其他形式与输出内齿圈传动连接，第二级行星排齿圈3固定在轴管4的另一端处，第二级行星排行星架2与轮毂16之间相对固定。

该电动车辆的轮边驱动系统工作时的动力传递的过程如下：轮边电机14旋转并带动输入齿轮13转动，输入齿轮13通过两分流齿轮17将接收到的动力分流，输出内齿圈11进而将两分流齿轮17上的动力汇聚，然后通过行星排太阳轮轴6传递给第二级行星排，由于第二级行星排齿圈3是固定的，行星排太阳轮轴6进而将动力传递给第二级行星排行星轮1、第二级行星排行星架2，最后通过第二级行星排行星架2带动与之固定的轮毂16、轮辋8以及轮胎7旋转，当需要刹车时，通过制动器室控制制动器9即可实现对车轮的制动。

本实用新型电动车辆的具体实施例二，本实施例与电动车辆的具体实施例一的区别在于，本实施例中，输入齿轮13、分流齿轮17和输出内齿圈11的传动关系如图3所示，其中，动力分流机构的输入齿轮13位于两分流齿轮17之间，两分流齿轮17的轴线位于同一平面内，且输入齿轮13的轴线位于两分流齿轮17的轴线所在平面的上方，输出内齿圈11的轴线也位于两分流齿轮17的轴线所在平面的上方，也就是输入齿轮13的轴线与输出内齿圈11的轴线位于两分流齿轮17的轴线所在平面的同一侧。

本实用新型电动车辆的具体实施例三，本实施例与电动车辆的具体实施例一的区别在于，本实施例中，输入齿轮13、分流齿轮17和输出内齿圈11的传动关系如图4所示，其中，动力分流机构的输入齿轮13位于两分流齿轮17之间，输入齿轮13的轴线与两分流齿轮17的轴线均共面，输出内齿圈11的轴线位于两分流齿轮17的轴线所在平面的上方。

本实用新型电动车辆的具体实施例四，本实施例与电动车辆的具体实施例一的区别在于，如图5所示，分流齿轮17安装在分流齿轮轮架12上，分流齿轮轮架12固定在底盘的轮边桥壳减速箱体10上。

实施例一中，分流齿轮与输出内齿圈直接啮合，输入齿轮、分流齿轮以及输出内齿圈在轴向上位于同一排，其他实施例中，分流齿轮与输出内齿圈直接啮合，并且分流齿轮和输出内齿圈在轴向上位于同一排，而输入齿轮与分流齿轮在轴向上没有位于同一排，此时，输入齿轮与分流齿轮之间设置有中间传动轮，该中间传动轮同轴设置的两个齿轮，其中一个齿轮与输入齿轮啮合，另一个齿轮分别与两个分流齿轮啮合。

实施例一中，分流齿轮的数量为两个，其他实施例中，分流齿轮的数量还可以为三个以上，此种情况下，可通过增加齿轮来将每个分流齿轮上的动力汇聚到输出内齿圈上。

实施例一中，分流齿轮、输入齿轮和输出内齿圈在各自厚度方向上的中心平面均重合；其他实施例中，分流齿轮、输入齿轮和输出内齿圈在各自厚度方向上的中心平面也可以不重合。

本实施例一中，分流齿轮与输出内齿圈直接啮合，其他实施例中，分流齿轮还可以通过相应的中间齿轮与输出内齿圈传动连接，仅需要保证它们在一排即可，这种方式同样能够在一定程度上抵消不同齿轮之间在径向上的相互作用。

本实用新型的轮边驱动系统的具体实施例，轮边驱动系统与电动车辆中的轮边驱动系统的结构相同，不再赘述。

本实用新型的轮边减速机构的具体实施例，轮边减速机构与电动车辆中的轮边减速机构的结构相同，不再赘述。

Claims (9)

1.一种轮边减速机构，其特征是，包括：

动力分流机构；

动力分流机构包括输入齿轮（13）、分流齿轮（17）以及输出内齿圈（11），输入齿轮（13）用于与轮边电机（14）传动连接，分流齿轮（17）与输入齿轮（13）啮合，分流齿轮（17）与输出内齿圈（11）传动连接；

分流齿轮（17）与输出内齿圈（11）直接啮合实现传动连接，或者通过中间齿轮传动连接；

行星减速机构，其输入端与动力分流机构的输出内齿圈（11）传动连接。

2.根据权利要求1所述的轮边减速机构，其特征是，当分流齿轮（17）与输出内齿圈（11）直接啮合时，输入齿轮（13）、分流齿轮（17）以及输出内齿圈（11）在轴向上位于同一排；当分流齿轮（17）通过中间齿轮与输出内齿圈（11）传动连接时，输入齿轮（13）、分流齿轮（17）、中间齿轮及输出内齿圈（11）在轴向上位于同一排。

3.根据权利要求1所述的轮边减速机构，其特征是，分流齿轮（17）有两个，两个分流齿轮（17）和输出内齿圈（11）直接啮合，输入齿轮（13）的轴线与输出内齿圈（11）的轴线位于第一平面，两个分流齿轮（17）的轴线位于第二平面，所述第一平面和所述第二平面相互垂直。

4.根据权利要求3所述的轮边减速机构，其特征是，

输入齿轮（13）位于两个分流齿轮（17）之间，三者的轴线共面；

或者，输入齿轮（13）的轴线与输出内齿圈（11）的轴线位于所述第二平面的同侧；

或者，输入齿轮（13）的轴线与输出内齿圈（11）的轴线分别位于所述第二平面的异侧。

5.根据权利要求2或3或4所述的轮边减速机构，其特征是，分流齿轮（17）、输入齿轮（13）和输出内齿圈（11）在各自厚度方向上的中心平面均重合。

6.轮边驱动系统，其特征是，包括：

轮边电机（14）；

轮边减速机构；

轮边电机（14）与轮边减速机构传动连接，轮边减速机构为如权利要求1-5任意一项所述的轮边减速机构。

7.电动车辆，其特征是，包括：

底盘；

车轮；

轮边桥壳减速箱体（10）；

轮边驱动系统，包括轮边电机（14）和轮边减速机构，轮边电机（14）固定在轮边桥壳减速箱体（10）上，轮边电机（14）与轮边减速机构传动连接，轮边减速机构为如权利要求1-5中任意一项所述的轮边减速机构；

车轮安装在底盘上，轮边驱动系统驱动车轮转动。

8.根据权利要求7所述的电动车辆，其特征是，分流齿轮（17）转动装配在轮边电机（14）的机壳上。

9.根据权利要求7所述的电动车辆，其特征是，分流齿轮（17）转动装配在底盘的轮边桥壳减速箱体（10）上。

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