CN211599418U - 轮边动力系统的减速器、轮边动力系统及车辆 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及轮边动力系统的减速器、轮边动力系统及车辆。轮边动力系统的减速器，包括减速器壳体，所述减速器壳体上设有动力输入轴、中间轴和末级齿轮轴；动力输入轴，其上设有输入齿轮和换挡执行机构，输入齿轮空套在动力输入轴上，换挡执行机构用于选择性地与其中一只输入齿轮结合，以在动力输入轴与相应的输入齿轮之间传递扭矩；中间轴，其上设有中间从动齿轮，中间从动齿轮与各输入齿轮一一对应；末级齿轮轴，其上设有末级齿轮；所述中间轴上还设有中间主动齿轮，中间主动齿轮的直径小于中间从动齿轮的直径；末级齿轮与中间主动齿轮啮合，用于实现中间轴到末级齿轮轴的减速传动。上述方案解决了现有的减速器尺寸和重量较大的问题。

Description

轮边动力系统的减速器、轮边动力系统及车辆

技术领域

本实用新型涉及轮边动力系统的减速器、轮边动力系统及车辆。

背景技术

目前的一些特种车辆需要面对不同的使用场景，不同的使用场景对车辆的动力性能有不同的要求。例如对于同时具有水中模式和陆地模式的车辆，切换到陆地模式后往往首先需要面对近水泥泞路况或沙滩路况，该路况要求车辆的动力强劲，并且不同轮胎能够被自由控制、相互独立的动作。然后可能会面对越野或山地路况，此时要求车辆具有大速比、能够输出大扭矩，爬坡能力强、越野性能好。接着如果到平整路面后需要冲锋，则要求车辆能高速持续行驶。

以上要求若通过传统燃油动力系统来满足，那么首先需要大功率的发动机，这样会占用车辆的大部分重量；其次需要大量的分动齿轮箱输出到各轮胎动力，结构复杂。另外，为了满足越野、泥泞工况还需要各轮胎能自由控制，因此极难实现。

申请公布号为CN109572415A的中国专利申请公开了一种两挡轮边减速电驱桥，包括减速器，减速器为采用定轴齿轮的两级平行轴减速器，包括减速器壳体，减速器壳体上设有动力输入轴、中间轴和末级齿轮轴（即输出轴）。动力输入轴上设有输入齿轮，中间轴上设有中间从动齿轮，末级齿轮轴上设有末级齿轮。输入齿轮空套在动力输入轴上，动力输入轴上设有换挡执行机构，换挡执行机构用于选择性地与其中一只输入齿轮结合，以在动力输入轴与相应的输入齿轮之间传递扭矩，实现两挡变速。末级齿轮与其中一只中间从动齿轮啮合，用于实现减速器的动力输出，末级齿轮轴作为动力输出轴。末级齿轮轴上还连接有行星排，减速器和行星排形成两级变速，具有较大的变速比，能够适用于重载车辆。

但是，上述减速器的末级齿轮与一只中间从动齿轮啮合，该中间从动齿轮既要实现动力输入轴与中间轴之间的减速传动，又要实现中间轴与末级传动轴之间的减速传动，因此相应的输入齿轮、中间从动齿轮和末级齿轮需要依次增大，为了满足大速比传动，变速器的尺寸和重量均需要设置的较大，不利于减轻非簧载质量，会增加悬架负荷，增加对悬架的冲击，加剧动力系统的振动和损伤，影响NVH性能。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种轮边动力系统的减速器，解决现有的减速器尺寸和重量较大的问题；本实用新型的另一个目的是提供一种轮边动力系统，解决现有的轮边动力系统的减速器尺寸和重量较大导致的非簧载质量大的问题；同时，本实用新型的再一个目的是提供一种车辆，解决现有车辆的非簧载质量大、影响NVH性能的问题。

本实用新型中轮边动力系统的减速器采用如下技术方案：

轮边动力系统的减速器，包括：

减速器壳体，所述减速器壳体上设有动力输入轴、中间轴和末级齿轮轴；

动力输入轴，其上设有输入齿轮和换挡执行机构，输入齿轮空套在动力输入轴上，换挡执行机构用于选择性地与其中一只输入齿轮结合，以在动力输入轴与相应的输入齿轮之间传递扭矩；

中间轴，其上设有中间从动齿轮，中间从动齿轮与各输入齿轮一一对应；

末级齿轮轴，其上设有末级齿轮；

所述中间轴上还设有中间主动齿轮，中间主动齿轮的直径小于中间从动齿轮的直径；

末级齿轮与中间主动齿轮啮合，用于实现中间轴到末级齿轮轴的减速传动。

该技术方案的有益效果：采用上述技术方案，通过在中间轴上增加中间主动齿轮，能够单独通过中间主动齿轮与末级齿轮的啮合实现中间轴到末级齿轮轴的减速传动，与现有技术中末级齿轮直接与中间从动齿轮传动相比，在满足相同减速比的情况下，能够将中间主动齿轮的直径设置得更小，对应地，末级齿轮的直径也可以设置得更小，从而有利于减小减速器壳体的尺寸，也有利于避免由于减速器壳体尺寸较大导致的重量增加，能够实现更小的尺寸和更轻的质量。

作为一种优选的技术方案，所述中间主动齿轮设置在两个中间从动齿轮之间。

该技术方案的有益效果：采用上述技术方案，不论动力从哪一只中间从动齿轮传递，均能够较好地保证中间轴的受力均衡，有利于提高可靠性和减速器使用寿命。

作为一种优选的技术方案，所述换挡执行机构为同步器。

该技术方案的有益效果：采用上述技术方案，采用同步器作为换挡执行机构结构简单，有利于减小减速器的尺寸。

本实用新型中轮边动力系统采用如下技术方案：

轮边动力系统，包括：

减速器，减速器包括减速器壳体，所述减速器壳体上设有动力输入轴、中间轴和末级齿轮轴；

动力输入轴，其上设有输入齿轮和换挡执行机构，输入齿轮空套在动力输入轴上，换挡执行机构用于选择性地与其中一只输入齿轮结合，以在动力输入轴与相应的输入齿轮之间传递扭矩；

中间轴，其上设有中间从动齿轮，中间从动齿轮与各输入齿轮一一对应；

末级齿轮轴，其上设有末级齿轮；

轮边动力系统还包括：

电机，连接在减速器的动力输入轴上；

车轮安装座，供车轮转动装配；

所述中间轴上还设有中间主动齿轮，中间主动齿轮的直径小于中间从动齿轮的直径；

末级齿轮与中间主动齿轮啮合，用于实现中间轴到末级齿轮轴的减速传动。

该技术方案的有益效果：采用上述技术方案，通过在中间轴上增加中间主动齿轮，能够单独通过中间主动齿轮与末级齿轮的啮合实现中间轴到末级齿轮轴的减速传动，与现有技术中末级齿轮直接与中间从动齿轮传动相比，在满足相同减速比的情况下，能够将中间主动齿轮的直径设置得更小，对应地，末级齿轮的直径也可以设置得更小，从而有利于减小减速器壳体的尺寸，也有利于避免由于减速器壳体尺寸较大导致的重量增加，能够实现更小的尺寸和更轻的质量，解决现有的轮边动力系统的减速器尺寸和重量较大导致的非簧载质量大的问题，有利于提高NVH性能。

作为一种优选的技术方案，所述中间主动齿轮设置在两个中间从动齿轮之间。

该技术方案的有益效果：采用上述技术方案，不论动力从哪一只中间从动齿轮传递，均能够较好地保证中间轴的受力均衡，有利于提高可靠性和减速器使用寿命。

作为一种优选的技术方案，所述换挡执行机构为同步器。

该技术方案的有益效果：采用上述技术方案，采用同步器作为换挡执行机构结构简单，有利于减小减速器的尺寸。

作为一种优选的技术方案，轮边动力系统还包括半轴，半轴的一端与减速器的输出端传动连接，另一端用于与车轮传动连接；或者，减速器的输出端与车轮之间设有传动连杆，传动连杆的一端通过万向节与减速器的输出端传动连接，另一端用于与车轮传动连接。

该技术方案的有益效果：采用上述技术方案，设置的半轴或者传动连杆便于轮边动力系统的装配。

作为一种优选的技术方案，所述车轮安装座上设有行星排，行星排用于实现减速传动；

减速器的输出端与行星排的输入端通过半轴连接；或者，减速器的输出端与行星排的输入端之间设有传动连杆，传动连杆的两端通过万向节与减速器和行星排传动连接。

该技术方案的有益效果：采用上述技术方案，行星排能够使得轮边动力系统实现更大的速比，并且行星排与减速器分开布置便于减速器的制造。

本实用新型中车辆采用如下技术方案：

车辆，包括车架和轮边动力系统，轮边动力系统，包括：

减速器，减速器包括减速器壳体，所述减速器壳体上设有动力输入轴、中间轴和末级齿轮轴；

动力输入轴，其上设有输入齿轮和换挡执行机构，输入齿轮空套在动力输入轴上，换挡执行机构用于选择性地与其中一只输入齿轮结合，以在动力输入轴与相应的输入齿轮之间传递扭矩；

中间轴，其上设有中间从动齿轮，中间从动齿轮与各输入齿轮一一对应；

末级齿轮轴，其上设有末级齿轮；

轮边动力系统还包括：

电机，连接在减速器的动力输入轴上；

车轮安装座，供车轮转动装配；

所述中间轴上还设有中间主动齿轮，中间主动齿轮的直径小于中间从动齿轮的直径；

末级齿轮与中间主动齿轮啮合，用于实现中间轴到末级齿轮轴的减速传动。

该技术方案的有益效果：采用上述技术方案，通过在中间轴上增加中间主动齿轮，能够单独通过中间主动齿轮与末级齿轮的啮合实现中间轴到末级齿轮轴的减速传动，与现有技术中末级齿轮直接与中间从动齿轮传动相比，在满足相同减速比的情况下，能够将中间主动齿轮的直径设置得更小，对应地，末级齿轮的直径也可以设置得更小，从而有利于减小减速器壳体的尺寸，也有利于避免由于减速器壳体尺寸较大导致的重量增加，能够实现更小的尺寸和更轻的质量，解决现有车辆的非簧载质量大、影响NVH性能的问题。

作为一种优选的技术方案，所述中间主动齿轮设置在两个中间从动齿轮之间。

该技术方案的有益效果：采用上述技术方案，不论动力从哪一只中间从动齿轮传递，均能够较好地保证中间轴的受力均衡，有利于提高可靠性和减速器使用寿命。

作为一种优选的技术方案，所述换挡执行机构为同步器。

该技术方案的有益效果：采用上述技术方案，采用同步器作为换挡执行机构结构简单，有利于减小减速器的尺寸。

作为一种优选的技术方案，轮边动力系统还包括半轴，半轴的一端与减速器的输出端传动连接，另一端用于与车轮传动连接；或者，减速器的输出端与车轮之间设有传动连杆，传动连杆的一端通过万向节与减速器的输出端传动连接，另一端用于与车轮传动连接。

该技术方案的有益效果：采用上述技术方案，设置的半轴或者传动连杆便于轮边动力系统的装配。

作为一种优选的技术方案，所述车轮安装座上设有行星排，行星排用于实现减速传动；

减速器的输出端与行星排的输入端通过半轴连接；或者，减速器的输出端与行星排的输入端之间设有传动连杆，传动连杆的两端通过万向节与减速器和行星排传动连接。

该技术方案的有益效果：采用上述技术方案，行星排能够使得轮边动力系统实现更大的速比，并且行星排与减速器分开布置便于减速器的制造。

附图说明

图1是本实用新型中轮边动力系统的实施例1的结构示意图，同时也是本实用新型中轮边动力系统的减速器的实施例1的使用状态示意图；

图2是本实用新型中轮边动力系统的实施例2的结构示意图；

图3是本实用新型中轮边动力系统的实施例3的结构示意图；

图4是本实用新型中轮边动力系统的实施例4的结构示意图；

图5是本实用新型中轮边动力系统的实施例5的结构示意图。

图中相应附图标记所对应的组成部分的名称为：1-电机，2-减速器，3-传动连杆，4-车轮，5-减速器壳体，6-动力输入轴，7-一挡输入齿轮，8-二挡输入齿轮，9-中间轴，10-一挡从动齿轮，11-二挡从动齿轮，12-中间主动齿轮，13-末级齿轮轴，14-末级齿轮，15-换挡执行机构，16-行星排，17-万向节，19-半轴。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型，即所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明的是，本实用新型的具体实施方式中可能出现的术语“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，可能出现的术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由可能出现的语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，可能出现的术语“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；可以是直接连接，也可以是通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，可能出现的术语“设有”应做广义理解，例如，“设有”的对象可以是本体的一部分，也可以是与本体分体布置并连接在本体上，该连接可以是可拆连接，也可以是不可拆连接。对于本领域技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

以下结合实施例对本实用新型作进一步的详细描述。

本实用新型中轮边动力系统的实施例1，该轮边动力系统是一种轮边两挡AMT动力系统，用于具有水中模式和陆地模式的车辆。如图1所示，轮边动力系统包括电机1、减速器2、传动连杆3和车轮4。作为公知常识，AMT（Automated Mechanical Transmission）即电控机械式自动变速器，依靠自动化控制模拟手动变速换挡过程。

减速器2构成一级减速机构，包括减速器壳体5，减速器壳体5上设有动力输入轴6、中间轴9和末级齿轮轴13，末级齿轮轴13构成减速器2的动力输出轴。电机1连接在动力输入轴6上，与动力输入轴6同轴布置。动力输入轴6上设有两只输入齿轮，分别为一挡输入齿轮7和二挡输入齿轮8，一挡输入齿轮7和二挡输入齿轮8的齿数不同。中间轴9上设有三只中间齿轮，分别为两只中间从动齿轮和一只中间主动齿轮12，两只中间从动齿轮分别为一挡从动齿轮10和二挡从动齿轮11，中间主动齿轮12设置在两只中间从动齿轮之间。末级齿轮轴13上设有一只末级齿轮14。

一挡输入齿轮7和二挡输入齿轮8均空套在动力输入轴6上，动力输入轴6上还设有换挡执行机构15。换挡执行机构15与TCU（Transmission Control Unit，自动变速箱控制单元，为现有技术）连接，采用同步器，同步器的接合套能够被换挡拨叉拨动，用于选择性地与其中一只输入齿轮结合以在动力输入轴6与相应的输入齿轮之间传递扭矩。具体地，接合套拨到右边时与一挡输入齿轮7连接，实现系统的一挡传动；接合套拨到中间位置时与两只输入齿轮均断开，动力与电机1断开实现空挡滑行；接合套拨到左边位置时与二挡输入齿轮8连接，实现系统的二挡传动。当然，在其他实施例中，换挡执行机构15也可以采用现有技术中定轴齿轮减速器2中广泛应用的其他形式的换挡执行机构15，例如离合器。

三只中间齿轮均固定在中间轴9上，末级齿轮14固定在末级齿轮轴13上。一挡从动齿轮10和二挡从动齿轮11分别与一挡输入齿轮7和二挡输入齿轮8啮合，中间主动齿轮12与末级齿轮14啮合，用于实现中间轴9到末级齿轮轴13的减速传动。末级齿轮轴13靠近车轮4的一端露出减速器壳体5，形成减速器的输出端。

轮边动力系统还包括车轮安装座，本实施例中车轮安装座由轴管（轴管未在图中示出，为现有结构）形成，轴管用于固定连接于车辆的悬架上，供车轮4转动装配。轴管上设有行星排16，减速器2的输出端与行星排16的输入端之间设有传动连杆3，传动连杆3的两端分别通过万向节17与减速器2和行星排16传动连接，行星排16构成二级减速机构，用于实现减速传动。利用行星排16作为减速机构为现有技术，具体结构此处不再详细说明。本实施例中，行星排16的太阳轮为输入端，行星架为输出端，齿圈固定连接在轴管上。

使用时，轮边动力系统的减速器2和电机1固定在车架上，作为簧载质量，减速器2的输出端（即末端齿轮轴）通过万向节17与传动连杆3连接，传动连杆3的另一端通过万向节17向车轮4传递动力。在需要高速行驶时，接合套拨到左边位置时与二挡输入齿轮8连接，实现系统的二挡传动，可满足平整路况高速行驶要求；而需要大扭矩时，接合套拨到右边时与一挡输入齿轮7连接，实现系统的一挡传动，与行星排16串联实现大速比，可满足超大扭矩输出需求，满足爬坡、越野性能要求。

本实用新型中轮边动力系统的实施例2，如图2所示，本实施例与实施例1的不同之处在于，实施例1中，轴管上设置有行星排16，减速器2与行星排16之间通过传动连杆3和万向节17传动连接；而本实施例中，减速器2的输出端（对应于末级齿轮轴13）与车轮4之间通过半轴19直接连接（图中半轴19左侧的圈体表示半轴19与末级齿轮轴13通过花键、法兰等结构直接连接）。同时，由于半轴19的两端是直接连接在减速器2的输出端（对应于末级齿轮轴13）与车轮4之间，因此减速器2需要采用簧下安装形式。采用簧下安装形式会一定程度地增大非簧载质量、增加非簧载部件的加速度、增加悬架负荷，并且会增大悬架受到的冲击、加剧动力系统的振动和损伤，影响NVH性能，但是由于本实用新型中的减速器2尺寸和质量较小，因此影响较小。

本实用新型中轮边动力系统的实施例3，如图3所示，本实施例与实施例1的不同之处在于，实施例1中，减速器2与轴管上的行星排16之间通过传动连杆3和万向节17传动连接，而本实施例中，减速器2的输出端（对应于末级齿轮轴13）与轴管上的行星排16之间通过半轴19直接连接。

本实用新型中轮边动力系统的实施例4，如图4所示，本实施例与实施例2的不同之处在于，实施例2中，减速器2的输出端（对应于末级齿轮轴13）与车轮4之间通过半轴19直接连接；而本实施例中，减速器2的输出端（对应于末级齿轮轴13）与车轮4之间通过传动连杆3和万向节17传动连接；同时，装配时减速器2固定在车架上，作为簧载质量。

本实用新型中轮边动力系统的实施例5，如图5所示，本实施例与实施例1的不同之处在于，实施例1中，所述中间主动齿轮12设置在两个中间从动齿轮之间，而本实施例中，所有中间从动齿轮均设置在中间主动齿轮12的轴向一侧，并且中间主动齿轮12设置在靠近车轮4的一侧。当然，在其他实施例中，中间主动齿轮12也可以设置在远离车轮4的一侧。

在上述实施例中，输入齿轮设有两只，在其他实施例中，根据使用需求，也可以设置三只或更多输入齿轮，对应地，中间轴9上设置对应数量的中间从动齿轮。

本实用新型中轮边动力系统的减速器的实施例：轮边动力系统的减速器2的实施例即上述轮边动力系统的任一实施例中记载的减速器2，具体结构此处不再重复说明。

本实用新型中车辆的实施例：该车辆是一种具有水中模式和陆地模式的车辆，包括车架和轮边动力系统，其中轮边动力系统为上述轮边动力系统的任一实施例中记载的边动力系统，具体结构此处不再重复说明。

以上所述，仅为本申请的较佳实施例，并不用以限制本申请，本申请的专利保护范围以权利要求书为准，凡是运用本申请的说明书及附图内容所作的等同结构变化，同理均应包含在本申请的保护范围内。

Claims (9)

1.轮边动力系统的减速器，包括：

减速器壳体，所述减速器壳体上设有动力输入轴、中间轴和末级齿轮轴；

动力输入轴，其上设有输入齿轮和换挡执行机构，输入齿轮空套在动力输入轴上，换挡执行机构用于选择性地与其中一只输入齿轮结合，以在动力输入轴与相应的输入齿轮之间传递扭矩；

中间轴，其上设有中间从动齿轮，中间从动齿轮与各输入齿轮一一对应；

末级齿轮轴，其上设有末级齿轮；

其特征在于：

所述中间轴上还设有中间主动齿轮，中间主动齿轮的直径小于中间从动齿轮的直径；

末级齿轮与中间主动齿轮啮合，用于实现中间轴到末级齿轮轴的减速传动。

2.根据权利要求1所述的减速器，其特征在于，所述中间主动齿轮设置在两个中间从动齿轮之间。

3.根据权利要求1或2所述的减速器，其特征在于，所述换挡执行机构为同步器。

4.轮边动力系统，包括：

减速器，减速器包括减速器壳体，所述减速器壳体上设有动力输入轴、中间轴和末级齿轮轴；

动力输入轴，其上设有输入齿轮和换挡执行机构，输入齿轮空套在动力输入轴上，换挡执行机构用于选择性地与其中一只输入齿轮结合，以在动力输入轴与相应的输入齿轮之间传递扭矩；

中间轴，其上设有中间从动齿轮，中间从动齿轮与各输入齿轮一一对应；

末级齿轮轴，其上设有末级齿轮；

轮边动力系统还包括：

电机，连接在减速器的动力输入轴上；

车轮安装座，供车轮转动装配；

其特征在于：

所述中间轴上还设有中间主动齿轮，中间主动齿轮的直径小于中间从动齿轮的直径；

末级齿轮与中间主动齿轮啮合，用于实现中间轴到末级齿轮轴的减速传动。

5.根据权利要求4所述的轮边动力系统，其特征在于，所述中间主动齿轮设置在两个中间从动齿轮之间。

6.根据权利要求4或5所述的轮边动力系统，其特征在于，所述换挡执行机构为同步器。

7.根据权利要求4或5所述的轮边动力系统，其特征在于，轮边动力系统还包括半轴，半轴的一端与减速器的输出端传动连接，另一端用于与车轮传动连接；或者，减速器的输出端与车轮之间设有传动连杆，传动连杆的一端通过万向节与减速器的输出端传动连接，另一端用于与车轮传动连接。

8.根据权利要求4或5所述的轮边动力系统，其特征在于，所述车轮安装座上设有行星排，行星排用于实现减速传动；

减速器的输出端与行星排的输入端通过半轴连接；或者，减速器的输出端与行星排的输入端之间设有传动连杆，传动连杆的两端通过万向节与减速器和行星排传动连接。

9.车辆，包括车架和轮边动力系统，其特征在于，所述轮边动力系统为权利要求4至8中任一权利要求所述的轮边动力系统。

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