CN215891020U - 带中间轴离合机构的电动汽车减速器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种带中间轴离合机构的电动汽车减速器，属于减速器技术领域，其包括输入轴套、差速器、中间轴和离合装置，输入轴套与空套在中间轴上的第二齿轮传动连接，差速器与固连在中间轴上的第三齿轮传动连接；离合装置包括离合毂、同步环、弹簧组件、离合套和电磁致动组件，离合毂与第二齿轮一体，其与同步环具有相同的外花键，离合套周向固定轴向可移动地套设在中间轴上，其具有内花键，并与同步环的外花键常啮合，电磁致动组件用于推动离合套轴向移动与离合毂啮合，从而使第二齿轮与中间轴结合实现动力传递。本实用新型既采用带同步环的离合装置，保证顺利啮合，又能缩短离合装置的行程，避免因致动器的行程较短而造成离合装置打滑。

Description

带中间轴离合机构的电动汽车减速器

技术领域

本实用新型涉及减速器技术领域，特别是一种带中间轴离合机构的电动汽车减速器。

背景技术

近年来，面对能源危机和环境恶化，人们对汽车的节能和环保的要求越来越高，因此电动汽车的开发已成为汽车工业研究和开发的重点。在现有电动汽车中，通常为了简化结构和降低成本，在电动汽车驱动电机与车轮轴之间的动力传递路径中并未设置离合装置，驱动电机始终通过减速器、差速器等与车轮轴保持传动连接。对于这种电动汽车，在车辆下坡等工况时，驱动电机转速可能会超过最高允许转速，导致电机传动系零部件（例如轴承）的磨损，缩短使用寿命，而且在电机达到一定转速以上时，也很难为车辆提供驱动力，反而被拖转耗能，降低车辆效率和增加燃料消耗。而对于电动四驱汽车，从四驱切换至二驱的方式是关闭其中一桥的驱动电机，上述结构的电动四驱汽车在切换至二驱后车轮轴的转动会反过来带动驱动电机旋转，同样会加剧零部件磨损和增加能耗。

公开号为CN112503108A的中国专利公开了一种中间轴离合机构，包括中间齿轮轴、可转动地套设在中间齿轮轴上的中间齿轮、离合器、致动结构和复位弹簧，中间齿轮用于联接至动力输入部件，中间齿轮轴用于联接至动力传递的目标部件；致动结构用于致动离合器结合或分离，离合器的结合状态致使转矩从中间齿轮传递到中间齿轮轴，分离状态则转矩传递中断。该中间轴离合机构可用于电动汽车变速箱或减速箱中，设置在驱动电机与车轮轴之间的动力传递路径中，在需要时切断驱动电机与车轮轴之间的传动连接，从而避免驱动电机因转速过大或被车轮轴反拖而造成零部件磨损和燃料消耗。

但是，在上述专利文献公开的最优选技术方案中，离合器为带有同步环的花键齿离合机构，致动结构为电磁致动的坡道式致动器，虽然同步环能够在离合器啮合前先达到一致的转速从而保证顺利啮合，避免出现齿间冲击和产生噪音，坡道式致动器功耗小、响应速度快、性能稳定可靠，但是带同步环的离合机构行程较长，坡道式致动器的行程较短，容易造成离合机构打滑，从而影响车辆正常行驶。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于克服上述问题，而提供一种带中间轴离合机构的电动汽车减速器，采用带同步环的离合装置，又能够克服这种离合装置行程长的问题。

本实用新型的技术方案是：

一种带中间轴离合机构的电动汽车减速器，包括减速器壳体，转动承设于减速器壳体内的输入轴套、差速器，以及传动连接在输入轴套与差速器之间的中间轴离合机构，所述输入轴套用于连接车辆的驱动电机，输入轴套上固连有第一齿轮，差速器壳上固连有第四齿轮，所述中间轴离合机构包括中间轴、空套在中间轴上的第二齿轮、固连在中间轴上的第三齿轮，以及离合装置，中间轴转动承设于减速器壳体内并与输入轴套平行设置，第二齿轮与第一齿轮啮合，第三齿轮与第四齿轮啮合；

所述离合装置包括依次设于第二齿轮一侧的离合毂、同步环、弹簧组件、离合套和电磁致动组件，所述离合毂一体形成于第二齿轮靠近离合套的端面上，离合毂具有第一外花键，所述同步环上设有与所述第一外花键相同的第二外花键，同步环与离合毂之间形成有相互配合的圆锥面，所述离合套周向固定轴向可移动地套设在中间轴上，随中间轴同步旋转，其靠近第二齿轮的一侧形成有用于容纳弹簧组件的第一凹槽，所述第一凹槽的内圆周面上设置有与第一外花键、第二外花键均配合的第一内花键，所述电磁致动组件用于推动离合套朝离合毂方向轴向移动致使第一内花键同时与第二外花键、第一外花键啮合，致使离合套与第二齿轮结合，从而使第二齿轮与中间轴结合而同步旋转，其特征在于：

离合套的第一内花键与同步环的第二外花键常啮合；

所述弹簧组件包括第一弹簧保持架、第二弹簧保持架、铆接销组和弹簧组，所述第一弹簧保持架与第二弹簧保持架平行设置且与中间轴同轴，所述铆接销组由3个以上沿弹簧保持架的圆周均布的铆接销组成，铆接销贯穿第一弹簧保持架、第二弹簧保持架将两者铆接在一起，所述弹簧组包括与铆接销一一对应的第一复位弹簧，所述第一复位弹簧套设在铆接销上，并始终以压缩状态保持在第一弹簧保持架和第二弹簧保持架之间；

所述同步环靠近离合毂的一端轴向延伸形成具有外锥面的环体，离合毂具有与所述外锥面相配合的内锥面，同步环的环体套设在离合毂内，同步环的第二外花键与离合毂的第一外花键相邻；所述第二齿轮靠近离合套的端面上还形成有第二凹槽，所述第二凹槽圆周面与离合毂的内锥面相连接，第二凹槽内设有第二复位弹簧，所述第二复位弹簧始终以压缩状态至少间接地抵接在同步环的环体与第二凹槽的槽底之间；电磁致动组件不工作时，第二复位弹簧作用于同步环使其远离离合毂，同时施加预紧力使同步环、弹簧组件、离合套与电磁致动组件轴向贴合在一起。

将离合套设置成与同步环常啮合，能明显缩短离合装置的行程，弹簧组件设置弹簧保持架以及设置第二复位弹簧是为了在离合装置分离状态时保证同步环与离合毂分离，从而保证第二齿轮不会因同步环与离合毂之间有摩擦力而带动离合套和中间轴转动，导致动力传递到差速器。

作为优化的，在上述的带中间轴离合机构的电动汽车减速器中，所述弹簧组件中弹簧组的初始压缩量所产生的压力大于离合套最大行程时第二复位弹簧压缩量所产生的压力。这样设置能保证离合套动作后，弹簧组件能迅速克服第二复位弹簧的压力将同步环压在离合毂上，使离合套与离合毂在啮合前先达到一致的转速，从而保证顺利啮合，以避免出现齿间冲击和发生噪音。

作为优化的，在上述的带中间轴离合机构的电动汽车减速器中，所述弹簧组件还包括定位销组，所述定位销组用于保持弹簧组件的径向位置，其由3个以上沿弹簧保持架圆周均布的定位销组成，离合套第一凹槽的槽底开设有与所述定位销的位置相匹配的定位槽，定位销的头部与同步环抵接，销部依次贯穿第一弹簧保持架、第二弹簧保持架后插设在所述定位槽中；所述弹簧组还包括与定位销一一对应的第三复位弹簧，所述第三复位弹簧套设在定位销上，并始终以压缩状态保持在第一弹簧保持架和第二弹簧保持架之间。

进一步的，在上述的带中间轴离合机构的电动汽车减速器中，所述定位槽的深度不小于离合套最大行程时定位销销部伸出第二弹簧保持架的长度。定位槽深度的设置给定位销提供足够的行程空间。

进一步的，在上述的带中间轴离合机构的电动汽车减速器中，所述第一凹槽的槽底开设有与铆接销的头部相匹配的行程槽，所述行程槽的深度不小于离合套最大行程时铆接销近离合套端伸出第二弹簧保持架的长度。行程槽的设置给铆接销提供足够的行程空间。

进一步的，在上述的带中间轴离合机构的电动汽车减速器中，所述铆接销与定位销等间距间隔排布。

进一步的，在上述的带中间轴离合机构的电动汽车减速器中，所述铆接销、定位销的数量均为3个。

进一步的，在上述的带中间轴离合机构的电动汽车减速器中，所述同步环的外锥面和离合毂的内锥面均设置为靠近离合套的环口直径大于靠近第二齿轮的环口直径。

进一步的，在上述的带中间轴离合机构的电动汽车减速器中，所述电磁致动组件包括依次同轴设于离合套远离第二齿轮一侧的凸轮盘、螺线管线圈，所述凸轮盘以相对于中间轴和减速器壳体可转动的方式被保持在减速器壳体内，其朝向离合套的端面上设有至少两个沿圆周分布的凹部，所述凹部的轴向深度沿周向方向变化，离合套朝向凸轮盘的端面上形成有与凸轮盘的凹部在数量、形状、位置上相互匹配的凸部，凸轮盘相对离合套转动可致使所述凸部沿凹部的周向方向移动爬升，从而带动离合套朝离合毂轴向移动致使离合套与第二齿轮结合，所述螺线管线圈与减速器壳体固定，螺线管线圈的通电可吸引凸轮盘致使凸轮盘相对离合套转动。电磁致动组件设置为螺线管线圈与相对转动致动结构结合的结构，能够以较低的电能消耗获得较大的推力带动离合套移动与第二齿轮结合，且响应速度快，性能稳定可靠。

本实用新型的有益效果是：1、在电动汽车下坡等工况时能切断驱动电机与车轮轴之间的传动连接，避免驱动电机因转速过高或被车轮轴反拖而造成的电机传动系零部件（例如轴承）磨损和燃料消耗，从而延长其使用寿命并减少能耗；而对于电动四驱汽车，能够在四驱切换二驱时切断驱动电机与车轮轴之间的转矩传递，同样减轻电机零部件磨损，降低能耗，提高车辆效率。2、采用带同步环的离合装置，能够保证离合装置顺利啮合，避免出现齿间冲击和发生噪音，又将离合套与同步环设置为常啮合，从而缩短离合装置的行程，避免因致动器的行程较短而造成离合装置打滑影响车辆正常行驶。

附图说明

图1为本实用新型实施例的结构示意图。

图2为图1中P处放大图。

图3为本实用新型实施例中弹簧组件的立体结构图。

图4为本实用新型实施例中弹簧组件的剖视图。

图中，1、减速器壳体；2、输入轴套；21、第一齿轮；3、差速器；31、第四齿轮；4、中间轴；41、第二齿轮；42、第三齿轮；43、离合毂；44、第二凹槽；5、同步环；6、弹簧组件；61、第一弹簧保持架；62、第二弹簧保持架；63、铆接销；64、定位销；65、第一复位弹簧；66、第三复位弹簧；7、离合套；71、第一凹槽；81、凸轮盘；82、螺线管线圈；9、第二复位弹簧。

具体实施方式

现结合附图和实施例对本实用新型作进一步的说明：

在本实用新型的描述中，需要理解的是，“左”、“右”、“内”、“外”等术语所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实用新型，而不是指示或暗示所指的装置或原件必须具有特定的方位，因此不能理解为对本实用新型的限制。

如图1所示，本实施例提供的一种带中间轴离合机构的电动汽车减速器，包括减速器壳体1，通过轴承转动承设于减速器壳体1内的输入轴套2、差速器3，以及传动连接在输入轴套2与差速器3之间的中间轴离合机构。输入轴套2用于连接车辆的驱动电机，输入轴套2上固连有第一齿轮21，差速器壳上固连有第四齿轮31。中间轴离合机构包括中间轴4、通过滚针轴承或滑套空套在中间轴上的第二齿轮41、固连在中间轴4上的第三齿轮42，以及离合装置。中间轴4通过轴承转动承设于减速器壳体1内并与输入轴套2平行设置，第二齿轮41与第一齿轮21啮合，第三齿轮42与第四齿轮31啮合，离合装置能够实现第二齿轮41与中间轴4一起转动的结合状态和第二齿轮41从中间轴4脱开的分离状态，并能在两种状态之间切换。离合装置结合状态时，驱动电机驱动输入轴套2旋转，依次通过第一齿轮21、第二齿轮41、中间轴4、第三齿轮42、第四齿轮31带动差速器3旋转，从而将驱动电机的动力传递到车轮轴，离合装置分离状态时，动力传递则断开。

如图1和2所示，离合装置包括依次设于第二齿轮41左侧的离合毂43、同步环5、弹簧组件6、离合套7和电磁致动组件。离合毂43一体形成于第二齿轮41的左侧端面上，离合毂43具有第一外花键，同步环5上设有与第一外花键相同的第二外花键，同步环5与离合毂43之间形成有相互配合的圆锥面。离合套7周向固定轴向可移动地套设在中间轴4上，随中间轴4同步旋转，离合套7的右侧形成有用于容纳弹簧组件6的第一凹槽71，第一凹槽71的内圆周面上设置有与第一外花键、第二外花键均配合的第一内花键。电磁致动组件用于推动离合套7朝离合毂43方向轴向移动致使第一内花键同时与第二外花键、第一外花键啮合，致使离合套7与第二齿轮42结合，从而使第二齿轮42与中间轴4结合而同步旋转。

电磁致动组件包括依次同轴设于离合套7左侧的凸轮盘81、螺线管线圈82，凸轮81盘以相对于中间轴4和减速器壳体1可转动的方式被保持在减速器壳体1内，其朝向离合套7的端面上设有至少两个沿圆周分布的凹部，凹部的轴向深度沿周向方向变化，离合套7朝向凸轮盘81的端面上形成有与凸轮盘81的凹部在数量、形状、位置上相互匹配的凸部。在无其他外力影响的情况下，凸轮盘81的凹部与离合套7的凸部紧密贴合，凸轮盘81随离合套7同步旋转，而凸轮盘81相对离合套7转动可致使凸部沿凹部的周向方向移动爬升，从而带动离合套7轴向向右移动致使离合套7与第二齿轮41结合。在本实施例中，凹部和凸部的数量均为3个。螺线管线圈82与减速器壳体1固定，一根导线伸入减速器壳体1内与螺线管线圈82电连接，螺线管线圈82的通电可吸引凸轮盘81致使凸轮盘81相对离合套7转动。

如图2所示，为了缩短上述离合装置的行程，离合套7的第一内花键与同步环5的第二外花键设置为常啮合。但是由于离合套7与同步环5常啮合，因此在离合装置分离状态时，若同步环5与离合毂43之间有摩擦力，则第二齿轮41会带动同步环5、离合套7及中间轴4发生转动，导致动力传递到差速器3，为了避免这种情况发生，本申请对弹簧组件6和同步环5进行了设计。

如图2、图3和图4，弹簧组件6包括第一弹簧保持架61、第二弹簧保持架62、铆接销组、定位销组和弹簧组。第一弹簧保持架61与第二弹簧保持架62平行设置且与中间轴4同轴；铆接销组由3个以上沿弹簧保持架的圆周均布的铆接销63组成，铆接销63贯穿第一弹簧保持架61、第二弹簧保持架62将两者铆接在一起；定位销组用于保持弹簧组件的径向位置，其由3个以上沿弹簧保持架圆周均布的定位销64组成，离合套7第一凹槽71的槽底开设有与定位销64的位置相匹配的定位槽，定位销64的头部与同步环5抵接，销部依次贯穿第一弹簧保持架61、第二弹簧保持架62后插设在定位槽中；弹簧组包括分别与铆接销63、定位销64一一对应的第一复位弹簧65、第三复位弹簧66，第一复位弹簧65、第三复位弹簧66分别套设在铆接销63、定位销64上，并始终以压缩状态保持在第一弹簧保持架61和第二弹簧保持架62之间。借由这样的结构设计，第一复位弹簧65、第三复位弹簧66在初始压缩量时，整个弹簧组件对外不施加压力。在本实施例中，铆接销63、定位销64的数量均为3个，且铆接销63与定位销64等间距间隔排布。在上述结构中，定位槽的深度不小于离合套7最大行程时定位销64销部伸出第二弹簧保持架62的长度，另外，第一凹槽71的槽底还开设有与铆接销63的头部相匹配的行程槽，行程槽的深度不小于离合套7最大行程时铆接销63近离合套7端伸出第二弹簧保持架62的长度。

同步环5的结构具体为，其右端轴向延伸形成具有外锥面的环体，离合毂43具有与该外锥面相配合的内锥面，同步环5的外锥面和离合毂43的内锥面均设置为靠近离合套7的环口直径大于靠近第二齿轮41的环口直径，同步环5的环体套设在离合毂43内，同步环5的第二外花键与离合毂43的第一外花键相邻。第二齿轮41的左端面上还形成有第二凹槽44，第二凹槽44圆周面与离合毂43的内锥面相连接，第二凹槽44内设有第二复位弹簧9，第二复位弹簧9始终以压缩状态至少间接地抵接在同步环5的环体与第二凹槽44的槽底之间。在本实施例中，第二复位弹簧9与同步环5环体的右端面之间还设有垫圈。电磁致动组件不工作时，第二复位弹簧9作用于同步环5使其远离离合毂43，同时施加预紧力使同步环5、弹簧组件6、离合套43与电磁致动组件的凸轮盘81轴向贴合在一起。

为了保证离合套7动作后，弹簧组件6能迅速克服第二复位弹簧9的压力将同步环5压在离合毂43上，从而使离合套7与离合毂43在啮合前先达到一致的转速，弹簧组件6中弹簧组的初始压缩量所产生的压力大于离合套7最大行程时第二复位弹簧9压缩量所产生的压力。

本实施例的工作原理如下：

驱动电机驱动输入轴套2，并通过第一齿轮21带动第二齿轮41旋转，螺线管线圈82不通电时，离合装置处于分离状态，第二齿轮41在中间轴4上空转，动力无法传递到差速器3；

螺线管线圈82通电时，吸引凸轮盘81致使其相对离合套7转动，从而推动离合套7向右移动，同时压缩弹簧组件6产生较大轴向压力，以克服第二复位弹簧9的压力迅速将同步环5向右压在离合毂43上，同步环5的外锥面与离合毂43的内锥面紧密接触摩擦，使得离合套7、同步环5与离合毂43达到一致的转速后啮合在一起，致使离合套7与第二齿轮41结合，从而使第二齿轮41与中间轴4结合而同步旋转，中间轴4再经由第三齿轮42、第四齿轮31带动差速器3旋转，实现将驱动电机的动力传递到车轮轴；

断开螺线管线圈82的供电后，凸轮盘81失去吸引力，在弹簧组件6的作用力下，离合套7轴向向左移动直至离合套7与第二齿轮41脱离，同时第二复位弹簧9推动同步环5使其远离离合毂43，第二齿轮41恢复空转，动力传递断开。

最后，可以理解的是，对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本实用新型的技术构思做出其它各种相应的改变与变形，而所有这些改变与变形都应属于本实用新型权利要求的保护范围。

Claims (9)

1.一种带中间轴离合机构的电动汽车减速器，包括减速器壳体，转动承设于减速器壳体内的输入轴套、差速器，以及传动连接在输入轴套与差速器之间的中间轴离合机构，所述输入轴套用于连接车辆的驱动电机，输入轴套上固连有第一齿轮，差速器壳上固连有第四齿轮，所述中间轴离合机构包括中间轴、空套在中间轴上的第二齿轮、固连在中间轴上的第三齿轮，以及离合装置，中间轴转动承设于减速器壳体内并与输入轴套平行设置，第二齿轮与第一齿轮啮合，第三齿轮与第四齿轮啮合；

所述离合装置包括依次设于第二齿轮一侧的离合毂、同步环、弹簧组件、离合套和电磁致动组件，所述离合毂一体形成于第二齿轮靠近离合套的端面上，离合毂具有第一外花键，所述同步环上设有与所述第一外花键相同的第二外花键，同步环与离合毂之间形成有相互配合的圆锥面，所述离合套周向固定轴向可移动地套设在中间轴上，随中间轴同步旋转，其靠近第二齿轮的一侧形成有用于容纳弹簧组件的第一凹槽，所述第一凹槽的内圆周面上设置有与第一外花键、第二外花键均配合的第一内花键，所述电磁致动组件用于推动离合套朝离合毂方向轴向移动致使第一内花键同时与第二外花键、第一外花键啮合，致使离合套与第二齿轮结合，从而使第二齿轮与中间轴结合而同步旋转，其特征在于：

离合套的第一内花键与同步环的第二外花键常啮合；

所述弹簧组件包括第一弹簧保持架、第二弹簧保持架、铆接销组和弹簧组，所述第一弹簧保持架与第二弹簧保持架平行设置且与中间轴同轴，所述铆接销组由3个以上沿弹簧保持架的圆周均布的铆接销组成，铆接销贯穿第一弹簧保持架、第二弹簧保持架将两者铆接在一起，所述弹簧组包括与铆接销一一对应的第一复位弹簧，所述第一复位弹簧套设在铆接销上，并始终以压缩状态保持在第一弹簧保持架和第二弹簧保持架之间；

所述同步环靠近离合毂的一端轴向延伸形成具有外锥面的环体，离合毂具有与所述外锥面相配合的内锥面，同步环的环体套设在离合毂内，同步环的第二外花键与离合毂的第一外花键相邻；所述第二齿轮靠近离合套的端面上还形成有第二凹槽，所述第二凹槽圆周面与离合毂的内锥面相连接，第二凹槽内设有第二复位弹簧，所述第二复位弹簧始终以压缩状态至少间接地抵接在同步环的环体与第二凹槽的槽底之间；电磁致动组件不工作时，第二复位弹簧作用于同步环使其远离离合毂，同时施加预紧力使同步环、弹簧组件、离合套与电磁致动组件轴向贴合在一起。

2.根据权利要求1所述的带中间轴离合机构的电动汽车减速器，其特征在于：所述弹簧组件中弹簧组的初始压缩量所产生的压力大于离合套最大行程时第二复位弹簧压缩量所产生的压力。

3.根据权利要求2所述的带中间轴离合机构的电动汽车减速器，其特征在于：所述弹簧组件还包括定位销组，所述定位销组用于保持弹簧组件的径向位置，其由3个以上沿弹簧保持架圆周均布的定位销组成，离合套第一凹槽的槽底开设有与所述定位销的位置相匹配的定位槽，定位销的头部与同步环抵接，销部依次贯穿第一弹簧保持架、第二弹簧保持架后插设在所述定位槽中；所述弹簧组还包括与定位销一一对应的第三复位弹簧，所述第三复位弹簧套设在定位销上，并始终以压缩状态保持在第一弹簧保持架和第二弹簧保持架之间。

4.根据权利要求3所述的带中间轴离合机构的电动汽车减速器，其特征在于：所述定位槽的深度不小于离合套最大行程时定位销销部伸出第二弹簧保持架的长度。

5.根据权利要求3所述的带中间轴离合机构的电动汽车减速器，其特征在于：所述第一凹槽的槽底开设有与铆接销的头部相匹配的行程槽，所述行程槽的深度不小于离合套最大行程时铆接销近离合套端伸出第二弹簧保持架的长度。

6.根据权利要求3所述的带中间轴离合机构的电动汽车减速器，其特征在于：所述铆接销与定位销等间距间隔排布。

7.根据权利要求3所述的带中间轴离合机构的电动汽车减速器，其特征在于：所述铆接销、定位销的数量均为3个。

8.根据权利要求1所述的带中间轴离合机构的电动汽车减速器，其特征在于：所述同步环的外锥面和离合毂的内锥面均设置为靠近离合套的环口直径大于靠近第二齿轮的环口直径。

9.根据权利要求1所述的带中间轴离合机构的电动汽车减速器，其特征在于：所述电磁致动组件包括依次同轴设于离合套远离第二齿轮一侧的凸轮盘、螺线管线圈，所述凸轮盘以相对于中间轴和减速器壳体可转动的方式被保持在减速器壳体内，其朝向离合套的端面上设有至少两个沿圆周分布的凹部，所述凹部的轴向深度沿周向方向变化，离合套朝向凸轮盘的端面上形成有与凸轮盘的凹部在数量、形状、位置上相互匹配的凸部，凸轮盘相对离合套转动可致使所述凸部沿凹部的周向方向移动爬升，从而带动离合套朝离合毂轴向移动致使离合套与第二齿轮结合，所述螺线管线圈与减速器壳体固定，螺线管线圈的通电可吸引凸轮盘致使凸轮盘相对离合套转动。

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