CN218761284U - 变速齿轮组件、变速箱、动力总成和车辆 - Google Patents
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Abstract
本申请提供一种变速齿轮组件、变速箱、动力总成和车辆,变速齿轮组件包括从动轮组,从动轮组包括固定齿轮、活动齿轮、从动轴和弹性件,固定齿轮和活动齿轮沿从动轴间隔排列,固定齿轮固定套设于从动轴,活动齿轮转动套设于从动轴,固定齿轮和活动齿轮相邻的端面分别设有固定周向限位件和活动周向限位件,固定周向限位件和活动周向限位件相互配合而存在沿固定齿轮周向的周向间隙;固定齿轮和活动齿轮分别包括第一啮合齿和第二啮合齿,主动轮通过同一齿槽带动第一啮合齿和第二啮合齿分别驱动固定齿轮和活动齿轮;弹性件连接于活动齿轮与固定齿轮或从动轴之间。本申请中的变速齿轮组件有利于减小因齿侧间隙造成的敲击噪音和齿轮磨损。
Description
技术领域
本申请涉及车辆技术领域,特别涉及一种变速齿轮组件、变速箱、动力总成和车辆。
背景技术
齿轮是车辆动力系统中的重要部件。在齿轮传动中,为了补偿齿轮的制造和装配误差、避免齿轮热变形导致的滞塞现象以及提供润滑空间,在相互啮合齿轮的非工作齿面之间通常留有齿侧间隙。当车辆加速或者滑行时,齿轮的非工作齿面变为工作齿面,由于齿侧间隙的存在,轮齿之间会发生冲击,进而产生敲击噪音,同时造成齿轮磨损,影响齿轮强度以及传动的工作平稳性。
实用新型内容
本申请提供一种能够降噪、避免齿轮磨损且结构紧凑的变速齿轮组件以及包含该变速齿轮组件的变速箱、动力总成和车辆。
第一方面,本申请提供了一种用于电动车的变速齿轮组件,所述变速齿轮组件包括从动轮组,所述从动轮组用于通过主动轮接收电动机提供的动力并传输给车轮以驱动车轮转动,所述从动轮组包括固定齿轮、活动齿轮、从动轴和弹性件,其中:
所述固定齿轮和所述活动齿轮沿所述从动轴间隔排列,所述固定齿轮固定套设于所述从动轴,所述活动齿轮转动套设于所述从动轴,所述固定齿轮和所述活动齿轮相邻的端面分别设有互相配合的固定周向限位件和活动周向限位件,所述固定周向限位件和所述活动周向限位件相互配合而存在沿所述固定齿轮周向的周向间隙,所述周向间隙用于限制所述活动齿轮相对所述固定齿轮转动的角度;
所述固定齿轮和所述活动齿轮分别包括第一啮合齿和第二啮合齿,所述第一啮合齿和所述第二啮合齿用于啮合所述主动轮的同一齿槽,所述主动轮通过所述同一齿槽带动所述第一啮合齿和所述第二啮合齿分别驱动所述固定齿轮和所述活动齿轮;
所述弹性件连接于所述活动齿轮与所述固定齿轮或所述从动轴之间,所述弹性件用于缓冲所述主动轮的同一齿槽与所述固定齿轮和所述活动齿轮的撞击。
在本方案中,固定齿轮和活动齿轮同轴且均与主动轮啮合,固定齿轮和活动齿轮沿固定齿轮的轴向排布,且固定齿轮和活动齿轮的端面相对设置。固定齿轮和活动齿轮同轴设置并通过固定周向限位件和活动周向限位件进行限位连接,使得固定齿轮和活动齿轮能够在主动轮的驱动下同步转动。固定周向限位件与活动周向限位件相互配合所存在的周向间隙,为固定齿轮和活动齿轮之间在周向上发生相对运动提供空间,而固定周向限位件和活动周向限位件则将固定齿轮和活动齿轮发生相对运动的空间限制在一定的范围。
其中,弹性件连接在固定齿轮和活动齿轮之间,此时弹性件在周向上保持压缩状态,配合周向间隙,使得当作用于从动轮组的外力无法抵消压缩的弹性件提供的弹性力时,固定齿轮和活动齿轮的啮合齿始终保持错位设置。当固定齿轮和活动齿轮保持错位设置时,当主动轮相对从动轮组的运动发生改变时,主动轮可先挤压活动齿轮再撞击固定齿轮,进而降低撞击固定齿轮的强度,降低噪声。
在本申请中,若不设置固定周向限位件和活动周向限位件,在弹性件的弹力作用下,固定齿轮和活动齿轮在固定齿轮的周向上会大幅度错位,或者无法与主动轮同时啮合转动。
若不设置周向间隙,则固定齿轮和活动齿轮相对固定,当固定齿轮和活动齿轮错位而抵接在主动轮的同一齿槽两侧时,主动轮会磨损固定齿轮和活动齿轮;当固定齿轮和活动齿轮不错位时,通过变速齿轮组件无法实现降噪的效果。
若不设置弹性件,由于周向间隙的存在,无论是否有外力作用于从动轮组,固定齿轮和活动齿轮错位的状态以及错位的幅度均无法保持在一个相对稳定的水平,影响从动轮组与主动轮的啮合效果以及变速齿轮组件整体的工作效率。
本申请中,通过变速齿轮组件的设置,当作用于从动轮组的外力超过压缩的弹性件提供的弹性力时,弹性件发生弹性压缩,使得从动轮组对主动轮产生反作用力,该反作用力用于抵消主动轮对于从动轮组施加的部分推动力,达到缓冲撞击的效果,使得主动轮对从动轮组的第一啮合齿和第二啮合齿的冲击力降低,从而实现降噪的效果,也有效避免从动轮组与主动轮之间因剧烈碰撞造成的磨损。此外,本申请提供的变速齿轮组件在结构上简约紧凑,有利于降低装配难度,减小安装成本。
在一种可能的实现方式中,所述变速齿轮组件还包括主动轮,所述主动轮包括主动轮的同一齿槽,其中,当所述主动轮相对所述从动轮组静止时,所述第一啮合齿与所述主动轮的同一齿槽的一侧抵接且与所述主动轮的同一齿槽的另一侧间隔,所述第二啮合齿与所述主动轮的同一齿槽的一侧间隔,且相较于所述第一啮合齿,所述第二啮合齿更靠近所述主动轮的同一齿槽的另一侧;当所述主动轮相对所述从动轮组转动时,所述主动轮通过所述主动轮齿槽带动所述第一啮合齿驱动所述固定齿轮,所述主动轮通过所述主动轮的同一齿槽带动所述第二啮合齿驱动所述活动齿轮:所述主动轮的同一齿槽的一侧用于推动所述第二啮合齿驱动所述活动齿轮向所述固定齿轮弹性压缩并相对所述固定齿轮沿周向移动,直至所述主动轮的同一齿槽的另一侧抵接所述第一啮合齿后,带动所述固定齿轮,从而驱动所述从动轮组转动。在本实现方式中,主动轮的同一齿槽通过推动第二啮合齿向固定齿轮弹性压缩并相对固定齿轮沿周向移动,以降低主动轮撞击固定齿轮的冲击力,进而实现降噪效果。
在一种可能的实现方式中,所述主动轮与所述从动轮组均采用斜齿圆柱齿轮。本方案使得主动轮与从动轮组啮合面积大,提升传动效果。在其他一些实现方式中,所述主动轮与所述从动轮组也可采用直齿圆柱齿轮。
在一种可能的实现方式中,所述主动轮与所述从动轮组的传动比大于1。在本实现方式中,变速齿轮组件为减速齿轮组件。示例性的,主动轮的齿轮数量小于固定齿轮和活动齿轮的齿轮数量,主动轮的半径小于固定齿轮和活动齿轮的半径,使得动力传递至从动轮组时减速。
在一种可能的实现方式中,所述固定周向限位件为限位凸台和限位凹槽中的一种,所述活动周向限位件为所述限位凸台和所述限位凹槽中的另一种,所述限位凸台位于所述限位凹槽内,所述限位凸台与所述限位凹槽的槽壁之间沿所述固定齿轮的周向具有所述周向间隙。
在本实现方式中,固定周向限位件为限位凹槽,活动周向限位件为限位凸台,限位凸台沿固定齿轮的周向的一侧与限位凹槽的槽壁之间具有周向间隙。在一实现方式中,限位凸台沿固定齿轮的周向的两侧均与限位凹槽的槽壁之间具有周向间隙,其中两侧的周向间隙的周向尺寸之和与仅一侧具有周向间隙的周向尺寸相等。在其他一些实现方式中,固定周向限位件为限位凸台,活动周向限位件为限位凹槽,限位凸台沿活动齿轮的周向的一侧与限位凹槽的槽壁之间具有周向间隙。
在一种可能的实现方式中,所述周向间隙满足如下关系式:0<D1≦D2*R1/R2;其中,所述D1为所述周向间隙的周向尺寸值,所述D2为所述第一啮合齿和所述第二啮合齿在所述弹性件的作用下沿所述固定齿轮周向错开的最大周向距离值,所述R1为所述周向间隙处的半径值,所述R2为所述第一啮合齿到所述固定齿轮的轴线之间的垂直距离值,或者所述R2为所述第二啮合齿到所述活动齿轮的轴线之间的垂直距离值。在本实现方式中,周向间隙的周向尺寸值小于主动轮的同一齿槽的槽宽,周向间隙周向尺寸值小于第一啮合齿和第二啮合齿沿固定齿轮周向错开的周向距离值。在本实现方式中,固定周向限位件为限位凹槽,活动周向限位件为限位凸台。
其中,当D1=D2*R1/R2,由于周向间隙沿周向的两端所对应的圆周角与第一啮合齿和第二啮合齿沿固定齿轮周向错开的周向距离对应的圆周角相等,故周向间隙的周向尺寸值D1与第一啮合齿和第二啮合齿沿固定齿轮周向错开的周向距离值D2成比例关系。
其中,当D1<D2*R1/R2,由于弹性件安装于变速齿轮组件内时处于弹性压缩状态,故即使主动轮在周向上相对从动轮组移动时,弹性件沿周向的弹性力也将抵消部分主动轮向从动轮组施加的推动力,降低冲击强度,从而减小敲击噪音。
其中,D1>0,表示限位凸台沿固定齿轮的周向的一侧与限位凹槽的槽壁之间需要设置周向间隙,若不设置周向间隙,则固定齿轮和活动齿轮相对固定,当固定齿轮和活动齿轮错位时,主动轮会磨损固定齿轮和活动齿轮;当固定齿轮和活动齿轮不错位时,通过变速齿轮组件无法实现降噪的效果。
在一种可能的实现方式中,所述固定齿轮靠近所述活动齿轮的表面具有远离所述活动齿轮凹陷的第一安装槽,所述固定周向限位件位于所述第一安装槽的周侧,所述活动齿轮与所述第一安装槽围设呈收容空间,所述弹性件位于所述收容空间内且套设于所述从动轴,所述弹性件的一端与所述固定齿轮相对固定,所述弹性件的另一端与所述活动齿轮相对固定,以使得所述固定齿轮与所述活动齿轮在所述固定齿轮的周向上弹性连接。
在本实现方式中,主动轮旋转带动固定齿轮和活动齿轮旋转,固定齿轮与从动轴固定连接,从动轴用于接收来自固定齿轮传输的动力。将弹性件设置在第一安装槽内,能够减少变速齿轮组件在从动轴上占用的轴向尺寸,为其他部件安装在从动轴上提供空间。弹性件的两端分别与固定齿轮和活动齿轮固定,弹性件处于弹性压缩状态,使得固定齿轮和活动齿轮受到沿周向的弹性力,进而使得固定齿轮和活动齿轮在静止状态下能够保持错齿设置。
在本实现方式中,所述固定齿轮为工作齿轮,作为传输主动轮动力的主要齿轮,工作齿轮的材质可与主动轮相同;所述活动齿轮为具有降噪功能的非工作齿轮,活动齿轮为塑料材质,塑料材质的齿轮可以通过偏转变形来吸收冲击载荷的作用,能较好的分散错齿造成的局部负荷变化,且具有制造方便、成本低廉等优点。
在本实现方式中,固定周向限位件为限位凹槽,活动周向限位件为限位凸台,限位凹槽位于固定齿轮朝向活动齿轮的端面上,限位凸台位于限位凹槽内,且限位凸台与限位凹槽的侧壁具有周向间隙,为固定齿轮和活动齿轮之间在周向上发生相对运动提供空间。
在一种可能的实现方式中,所述弹性件为扭簧,所述扭簧包括扭簧主体和位于所述扭簧主体两端的第一伸出部和第二伸出部,所述第一安装槽的底壁设有向所述活动齿轮凸出的第一凸台,所述第一伸出部的周侧壁与所述第一凸台的侧壁弹性抵接,所述活动齿轮朝向所述固定齿轮的端面设有所述第二凸台,所述第二伸出部的周侧壁与所述第二凸台的侧壁弹性抵接。
设置第一伸出部与第一凸台的侧壁处弹性抵接,设置第二伸出部与第二凸台的侧壁处弹性抵接,相较于弹性件的端部与固定齿轮、活动齿轮弹性连接,前者有利于增加弹性件与固定齿轮、活动齿轮的弹性接触面积,提升整体的结构稳定性,避免第一伸出部和第二伸出部分别从第一凸台、第二凸台脱离。
在一种可能的实现方式中,所述第一伸出部和所述第二伸出部均沿与所述扭簧主体的径向和周向均相交的方向延伸。本方案能够使得弹性件安装于固定齿轮和活动齿轮之间时更加平稳。
在一种可能的实现方式中,所述固定齿轮与所述第一凸台、所述活动齿轮与所述第二凸台为一体成型结构。本方案有利于提升结构强度。
在一种可能的实现方式中,所述第一凸台设有第一凹槽,所述第一伸出部位于所述第一凹槽,且与所述第一凹槽的槽壁弹性抵接,所述第二凸台设有第二凹槽,所述第二伸出部位于所述第二凹槽,且与所述第二凹槽的槽壁弹性抵接。在本实现方式中,当第一伸出部位于第一凹槽时,第一伸出部的周侧壁同时与第一凹槽两侧的槽壁弹性抵接,当第二伸出部位于第二凹槽时,第二伸出部的周侧壁同时与第二凹槽两侧的槽壁弹性抵接,能有效减少外界环境对弹性件的干扰,保证从动轮组以及变速齿轮组件的传动平稳性。
在一种可能的实现方式中,所述活动齿轮靠近所述固定齿轮的表面具有远离所述固定齿轮凹陷的第二安装槽,所述活动周向限位件位于所述第二安装槽的周侧,所述固定齿轮与所述第二安装槽围设呈收容空间,所述弹性件位于所述收容空间内且套设于所述从动轴,所述弹性件的一端与所述固定齿轮相对固定,所述弹性件的另一端与所述活动齿轮相对固定,以使得所述固定齿轮与所述活动齿轮在所述固定齿轮的周向上弹性连接。
在本实现方式中,主动轮旋转带动固定齿轮和活动齿轮旋转,固定齿轮和活动齿轮与从动轴固定连接,从动轴用于接收来自固定齿轮和活动齿轮传输的动力。将弹性件设置在第二安装槽内,能够减少变速齿轮组件在从动轴上占用的轴向尺寸,为其他部件安装在从动轴上提供空间。弹性件的两端分别与固定齿轮和活动齿轮固定,弹性件处于弹性压缩状态,使得固定齿轮和活动齿轮受到沿周向的弹性力,进而使得固定齿轮和活动齿轮在静止状态下能够保持错齿设置。
在一种可能的实现方式中,所述扭簧包括扭簧主体和位于所述扭簧主体两端的第一伸出部和第二伸出部,所述固定齿轮朝向所述活动齿轮的端面设有第一凸台,所述第一伸出部与所述第一凸台朝向所述从动轴的侧壁弹性抵接,所述第二安装槽的底壁设有向所述固定齿轮凸出的第二凸台,所述第二伸出部与所述第二凸台朝向所述从动轴的侧壁弹性抵接,以提供所述活动齿轮与所述固定齿轮沿所述固定齿轮周向上的弹力。
设置第一伸出部与第一凸台的侧壁处弹性抵接,设置第二伸出部与第二凸台的侧壁处弹性抵接,相较于弹性件的端部与固定齿轮、活动齿轮弹性连接,前者有利于增加弹性件与固定齿轮、活动齿轮的弹性接触面积,提升整体的结构稳定性,避免第一伸出部和第二伸出部从凸台上脱离。
在一种可能的实现方式中,所述第一伸出部和所述第二伸出部均沿所述扭簧主体的径向延伸。本方案使得弹性件安装于固定齿轮和活动齿轮之间时更加平稳。
在一种可能的实现方式中,所述固定齿轮与所述第一凸台、所述活动齿轮与所述第二凸台为一体成型结构。本方案有利于提升从动轮组的结构强度。
在一种可能的实现方式中,所述固定齿轮的轴向尺寸大于所述活动齿轮的轴向尺寸。在本实现方式中,固定齿轮为工作齿轮,活动齿轮为非工作齿轮。在一实现方式中,固定齿轮的轴向尺寸值为30-35mm,活动齿轮的轴向尺寸值为2-3mm,变速齿轮组件中的主动轮的轴向尺寸值为40mm。将固定齿轮的轴向尺寸设置大于活动齿轮的轴向尺寸,使得固定齿轮可作为传输动力的工作齿轮,进而不会因为增加了活动齿轮而影响传输动力的效率。在一些实现方式中,固定齿轮、活动齿轮的轴向尺寸可根据需要来设置。
在一种可能的实现方式中,所述变速齿轮组件还包括卡簧,所述卡簧在所述变速齿轮组件的两侧套紧于所述从动轴,使得所述变速齿轮组件在所述从动轴的轴向上固定。通过设置卡簧,有利于变速齿轮组件在传动时不发生轴向运动,保证变速齿轮组件的传动平稳性。
第二方面,本申请提供了一种变速箱,包括动力输入轴、车轮驱动轴和如第一方面任意一种实现方式所述的变速齿轮组件,所述主动轮套设于所述动力输入轴且与所述动力输入轴固定连接,所述动力输入轴用于连接所述电动机,用于接收所述电动机传输的动力,所述从动轮组与所述车轮驱动轴传动连接,用于将所述动力传输至所述车轮驱动轴,以驱动车轮转动。本方案在变速箱中采用第一方面任意一种实现方式所述的变速齿轮组件,由于所述变速齿轮组件具有降噪、避免齿轮磨损且结构紧凑等优点,有利于提高变速箱的使用寿命,降低变速箱的装配难度。
第三方面,本申请提供了一种动力总成,包括电动机和如第二方面所述的变速箱,所述电动机与所述动力输入轴固定连接,用于向所述动力输入轴输出动力。本方案采用如第二方面所述的变速箱,有利于保证动力总成整体的工作效率以及稳定性。
第四方面,本申请提供了一种车辆,包括车本体、车轮和如第二方面所述的变速箱,所述变速箱安装于所述车本体,且所述变速箱的车轮驱动轴与所述车轮传动连接;或者包括车本体、车轮和如第三方面所述的动力总成,所述动力总成安装于所述车本体,且所述动力总成的车轮驱动轴与所述车轮传动连接。本方案在车辆中采用如第二方面所述的变速箱,或者如第三方面所述的动力总成,能够降低车辆的噪音,提升乘客体验。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案,下面将对本申请实施例中所需要使用的附图进行说明。
图1是本申请一实施例提供的车辆的结构示意图;
图2是本申请一实施例提供的动力总成的结构示意图;
图3是本申请一实施例提供的动力总成的结构示意图;
图4是本申请一实施例提供的动力总成的结构示意图;
图5是本申请一实施例提供的变速齿轮组件的结构示意图;
图6是图5所示的变速齿轮组件的局部放大图;
图7是本申请一实施例提供的变速齿轮组件的爆炸图;
图8是本申请一实施例提供的变速齿轮组件中的固定齿轮的结构示意图;
图9是本申请一实施例提供的变速齿轮组件的结构示意图;
图10是本申请一实施例提供的变速齿轮组件沿A-A的剖面图;
图11是本申请一实施例提供的变速齿轮组件的局部示意图;
图12是本申请一实施例提供的变速齿轮组件的局部示意图;
图13是本申请一实施例提供的变速齿轮组件的局部示意图;
图14是本申请一实施例提供的变速齿轮组件的局部示意图;
图15是本申请一实施例提供的变速齿轮组件的局部示意图;
图16是本申请一实施例提供的固定齿轮、弹性件和从动轴的结构示意图;
图17是本申请一实施例提供的活动齿轮和弹性件的结构示意图;
图18是本申请一实施例提供的扭簧的结构示意图;
图19是本申请一实施例提供的从动轮组与扭簧沿A-A的剖面图;
图20是本申请一实施例提供的活动齿轮、弹性件和从动轴的结构示意图;
图21是本申请一实施例提供的固定齿轮和弹性件的结构示意图;
图22是本申请一实施例提供的变速齿轮组件的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行描述,显然,所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。
本文中,术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中,除非另有说明,“多个”的含义是两个或两个以上。
此外,本文中,“上”、“下”等方位术语是相对于附图中的结构示意置放的方位来定义的,应当理解到,这些方向性术语是相对的概念,它们用于相对于的描述和澄清,其可以根据结构所放置的方位的变化而相应地发生变化。
为方便理解,下面先对本申请实施例所涉及的英文简写和有关技术术语进行解释和描述。
传动比:是机构中两转动构件角速度的比值,也称速比。例如主动轮与变速齿轮组件的传动比,是指主动轮的角速度与变速齿轮组件的角速度的比值。
传动连接:是指两个部件通过相互固定连接的方式、或者通过一个或者两个以上的齿轮部件啮合的方式,使得两个部件之间的运动能够相互传递。例如电动机与动力输入轴传动连接,使得电动机能够驱动动力输入轴运动。
本申请提供一种用于电动车的变速齿轮组件,变速齿轮组件包括从动轮组,从动轮组用于通过主动轮接收电动机提供的动力并传输给车轮以驱动车轮转动,从动轮组包括固定齿轮、活动齿轮、从动轴和弹性件,其中:固定齿轮和活动齿轮沿从动轴间隔排列,固定齿轮固定套设于从动轴,活动齿轮转动套设于从动轴,固定齿轮和活动齿轮相邻的端面分别设有互相配合的固定周向限位件和活动周向限位件,固定周向限位件和活动周向限位件相互配合而存在沿固定齿轮周向的周向间隙,周向间隙用于限制活动齿轮相对固定齿轮转动的角度;固定齿轮和活动齿轮分别包括第一啮合齿和第二啮合齿,第一啮合齿和第二啮合齿用于啮合主动轮的同一齿槽,主动轮通过同一齿槽带动第一啮合齿和第二啮合齿分别驱动固定齿轮和活动齿轮;弹性件连接于活动齿轮与固定齿轮或从动轴之间,弹性件用于缓冲主动轮的同一齿槽与固定齿轮和活动齿轮的撞击。本申请中的变速齿轮组件有利于减小因齿侧间隙造成的敲击噪音和齿轮磨损。此外,本申请提供的变速齿轮组件在结构上简约紧凑,有利于降低装配难度,减小安装成本。
本申请的变速齿轮组件可应用于车辆中的变速箱中,变速齿轮组件用于实现变速箱中的动力传输,动力源通过变速箱为车辆的车轮提供动力。包含本申请变速齿轮组件的变速箱可应用于车辆中的动力总成中,通过动力总成为车辆的车轮提供动力。
请参阅图1,图1为本申请一实施例提供的车辆1的结构示意图。车辆1包括车本体10、车轮11和动力总成2,动力总成2安装于车本体10。其中动力总成2包含了本申请的变速齿轮组件,采用本申请的变速齿轮组件可降低车辆1的噪音,提升整车品质。其中,车辆是指以动力装置驱动或者牵引,供上道路行驶的人员乘用或者用于运送物品以及进行工程专项作业的轮式车辆。车辆包括三轮或者四轮的车辆,车辆包括轿车、越野车、客车、货车等,车辆也包括各种具有特定功能的专项作业车,例如工程抢险车、洒水车、吸污车、水泥搅拌车、起重车、医疗车等。车辆还可以为能够行驶的机器人。在本实施例中,车辆1为汽车。动力总成2能够驱动车轮11转动。其中,车辆1的车轮11可以为3个,也可以为3个以上,本申请对此不作限制。在一实施方式中,车辆1还可以包括一个以上动力总成2,本申请对此不作限制。
请参阅图2和图3,图2为本申请一实施例提供的动力总成2的结构示意图,图3为本申请一实施例提供的动力总成2的结构示意图,动力总成2包括变速箱3和动力源,其中动力源用于输出动力,在本实施例中,动力源为电动机20(如图2所示),电动机20用于输出动力,为驱动车轮11转动提供动力,变速箱3能够变更电动机20与车轮11之间的传动比。本申请提供的变速箱3能够应用于车辆1或者动力总成2中,其中包含本申请变速箱3的动力总成2也可应用于车辆1中。
在一种可能的实现方式中,变速箱3包括动力输入轴30、车轮驱动轴31和变速齿轮组件4(如图3所示),电动机20的电机输入轴21与变速箱3的动力输入轴30固定连接,用于向动力输入轴30输出动力,并通过变速齿轮组件4向车轮驱动轴31传递动力。车轮驱动轴31的一端用于与车轮11传动连接(未图示),以驱动车轮11转动。
其中,变速齿轮组件4中的主动轮500套设于动力输入轴30且与动力输入轴30固定连接(如图3所示),电动机20能够带动动力输入轴30转动,进而带动主动轮500旋转。变速齿轮组件4中的从动轮组400与主动轮500啮合,主动轮500旋转带动从动轮组400旋转。从动轮组400与车轮驱动轴31传动连接,车轮驱动轴31的一端用于与车轮11传动连接,车轮驱动轴31在接收电动机20输出的动力后向车轮11提供动力,此时动力总成2为纯电动总成。在本实施例中,动力总成2中的变速箱3与电动机20可以是分体式的或者集成为一体式的。
请继续参阅图3,在一种可能的实施方式中,从动轮组400套设于变速齿轮组件4的从动轴600,从动轴600与车轮驱动轴31传动连接,在从动轴600上还设有二级主动轮700,大盘齿轮800安装于车轮驱动轴31上并与车轮驱动轴31传动连接,二级主动轮700与大盘齿轮800啮合。电动机20输出动力,依次经由电机输入轴21、动力输入轴30、主动轮500、从动轮组400、二级主动轮700、大盘齿轮800和车轮驱动轴31传输后,向车轮11提供动力,以驱动车轮11转动。其中,从动轮组400通过二级主动轮700和大盘齿轮800与车轮驱动轴31传动连接。在本实施例中,变速齿轮组件4为二级减速齿轮,二级减速齿轮既能满足减速需求又能节约空间尺寸。在一些实施方式中,在动力总成2空间足够大的情况下,变速齿轮组件4也可以为三级或者三级以上减速齿轮。
请参阅图4,图4为本申请一实施例提供的动力总成2的结构示意图,在一种可能的实现方式中,动力总成2还包括发动机22和发电机23。其中,发动机22用于输出动力。例如,发动机22可以为汽油机,也可以为柴油机。发动机22与变速箱3中的另一个动力输入轴30传动连接,用于向所述的另一个动力输入轴30输出动力,发动机22通过变速箱3向车轮11提供动力。变速箱3与发电机23传动连接,发电机23通过变速箱3与发动机22传动连接。发动机22输出的动力通过变速箱3传输给发电机23。需要说明的是,在图3中提供的动力总成2包括发动机22和发电机23,此时动力总成2为混合动力驱动系统。
在一种可能的实现方式中,动力总成2还包括MCU、OBC、DC-DC、PDU和BCU中的至少一种。其中MCU为电机控制器,英文全称为Motor Control Unit;OBC为车载充电器,英文全称为On-Board Charger;DC-DC为直流转换器;PDU为电源分配单元,英文全称为PowerDistribution Unit;BCU为电池控制单元,英文全称Battery Control Unit。其中,动力总成2可根据需要集成上述部件中的至少一种。
动力总成2在运行时,在变速箱3中的变速齿轮组件4中相互啮合的主动轮500与从动轮组400之间通常设有齿侧间隙,以补偿齿轮的制造和装配误差、避免滞塞现象以及提供润滑空间。然而由于齿侧间隙的存在,当车辆1加速、滑行或者速度发生波动时,主动轮500与从动轮组400之间会发生冲击,进而产生敲击噪音,同时造成齿轮磨损,影响齿轮强度以及传动的工作平稳性。
本申请中,通过改进变速齿轮组件4,能够有效缓解主动轮500与从动轮组400之间的冲击,从而减小因齿侧间隙造成的敲击噪音和齿轮磨损。
下面将详细介绍本申请的变速齿轮组件4。
请参阅图5至图7,图5为本申请一实施例提供的变速齿轮组件4的结构示意图,图6为图5所示的变速齿轮组件4的局部放大图,图7为本申请一实施例提供的变速齿轮组件4的爆炸图。
本申请一实施例提供一种用于电动车的变速齿轮组件4,变速齿轮组件包括从动轮组400(如图5所示),从动轮组400用于通过主动轮500接收电动机20提供的动力并传输给车轮11以驱动车轮11转动,从动轮组400包括固定齿轮410、活动齿轮420、弹性件430和从动轴600(如图7所示),其中:固定齿轮410和活动齿轮420沿从动轴600间隔排列(如图5所示),固定齿轮410固定套设于从动轴600,活动齿轮420转动套设于从动轴600。其中,固定齿轮410和活动齿轮420同轴且均与主动轮500啮合以传送动力(如图5所示),固定齿轮410与从动轴600固定连接,使得固定齿轮410能够带动从动轴600旋转,活动齿轮420与从动轴600转动连接,使得活动齿轮420能够相对从动轴600旋转。
请结合图7至图11,图8为本申请一实施例提供的变速齿轮组件4中的固定齿轮410的结构示意图,图9为本申请一实施例提供的变速齿轮组件4的结构示意图,图10为本申请一实施例提供的变速齿轮组件4沿A-A的剖面图,图11为本申请一实施例提供的变速齿轮组件4的局部示意图。
在本实施例中,固定齿轮410和活动齿轮420相邻的端面分别设有互相配合的固定周向限位件411和活动周向限位件421(如图7和图8所示),固定周向限位件411和活动周向限位件421相互配合而存在沿固定齿轮周向C的周向间隙d(如图10和图11所示),周向间隙d用于限制活动齿轮420相对固定齿轮410转动的角度(如图11所示)。其中,固定齿轮410朝向活动齿轮420的端面设有固定周向限位件411(如图8所示),活动齿轮420朝向固定齿轮410的端面设有活动周向限位件421(如图7所示),在本实施例中,固定周向限位件411为限位凹槽4110,活动周向限位件421为限位凸台4210,限位凸台4210与限位凹槽4110的槽壁之间沿固定齿轮410的周向C具有周向间隙d(如图10和图11所示),以使活动齿轮420能够相对固定齿轮410沿固定齿轮410的周向移动。在一实施例中,固定齿轮410和活动齿轮420相对设置的端面能够贴合(如图9所示),当固定齿轮410和活动齿轮420沿轴向O贴合时,限位凸台4210位于限位凹槽4110内。
其中,可将活动周向限位件421沿周向C的尺寸设置小于固定周向限位件411沿周向C的尺寸,使得活动周向限位件421与固定周向限位件411的槽壁之间具有周向间隙d,使得活动周向限位件421能够相对固定周向限位件411沿周向C在周向间隙d的范围内活动。周向间隙d限制活动齿轮420相对固定齿轮410转动的角度,具体地,周向间隙d使得活动齿轮420在一定角度范围内转动,例如活动齿轮420的转动范围可根据周向间隙d的尺寸来调整。示例性的,参阅图11,活动齿轮420的转动角度范围为0至α。
其中,固定齿轮410和活动齿轮420同轴设置并通过活动周向限位件421和固定周向限位件411进行限位连接,使得固定齿轮410和活动齿轮420能够在主动轮500的驱动下同步转动。活动周向限位件421与固定周向限位件411相互配合而存在周向间隙d(如图10所示),为固定齿轮410和活动齿轮420之间在周向C上发生相对运动提供空间,而活动周向限位件421和固定周向限位件411则将固定齿轮410和活动齿轮420发生相对运动的空间限制在一定的范围。
请继续参阅图11,固定齿轮410和活动齿轮420分别包括第一啮合齿412和第二啮合齿422,第一啮合齿412和第二啮合齿422用于啮合主动轮500的同一齿槽510(如图11所示),主动轮500通过同一齿槽510带动第一啮合齿412和第二啮合齿422分别驱动固定齿轮410和活动齿轮420。其中,在活动齿轮420和固定齿轮410与主动轮500的啮合处,第一啮合齿412和第二啮合齿422位于主动轮500的同一齿槽510中(如图11所示)。
其中,当主动轮500相对从动轮组400静止时,第一啮合齿412与主动轮500的同一齿槽510的一侧BB’抵接且与主动轮500的同一齿槽510的另一侧DD’间隔(如图11所示),第二啮合齿422与主动轮500的同一齿槽510的一侧BB’间隔(如图11所示),且相较于第一啮合齿412,第二啮合齿422更靠近主动轮500的同一齿槽510的另一侧DD’;当主动轮500相对从动轮组400转动时,主动轮500通过主动轮500的同一齿槽510带动第一啮合齿412驱动固定齿轮410,主动轮500通过主动轮500的同一齿槽510带动第二啮合齿422驱动活动齿轮420:主动轮500的同一齿槽510的DD’侧用于推动第二啮合齿422驱动活动齿轮420向固定齿轮410弹性压缩并相对固定齿轮410沿周向C移动,直至主动轮500的同一齿槽510的另一侧DD’抵接第一啮合齿412后,带动固定齿轮410,从而驱动从动轮组400转动。
在本实施方式中,主动轮500与从动轮组400均采用斜齿圆柱齿轮,在其他一些实施方式中,主动轮500与从动轮组400也可采用直齿圆柱齿轮,本领域技术人员能够根据实际需求对齿轮的种类进行选择,本申请对此不作限制。
在本实施方式中,主动轮500与从动轮组400的传动比大于1,示例性的,主动轮500的齿轮数量小于固定齿轮410和活动齿轮420的齿轮数量,主动轮500的半径小于固定齿轮410和活动齿轮420的半径,使得动力传递至从动轮组400时减速。
请继续参阅图7和图10,弹性件430连接于活动齿轮420与固定齿轮410或从动轴600之间,弹性件430用于缓冲主动轮500的同一齿槽510与固定齿轮410和活动齿轮420的撞击。在图7所示的实施例中,弹性件430弹性连接在活动齿轮420和固定齿轮410之间(结合图7和图10所示),以提供固定齿轮410和活动齿轮420沿周向C的弹力,使得固定齿轮410的啮合齿和活动齿轮420的啮合齿在固定齿轮410的周向C上能够错位设置(如图6所示)。在一些实施方式中,弹性件430弹性连接在活动齿轮420和从动轴600之间,使得活动齿轮420与从动轴600之间具有周向弹力。
其中,弹性件430连接在活动齿轮420和固定齿轮410或从动轴600之间(结合图7和图10所示),此时弹性件430在周向C上保持压缩状态,配合活动周向限位件421和固定周向限位件411之间的周向间隙d,使得当作用于从动轮组400的外力无法抵消压缩的弹性件430提供的弹性力时,固定齿轮410和活动齿轮420的啮合齿始终保持错位设置。当固定齿轮410和活动齿轮420保持错位设置时,当主动轮500相对从动轮组400的运动发生改变时,主动轮500可先挤压活动齿轮420再撞击固定齿轮410,进而降低撞击固定齿轮410的强度,缓冲主动轮500的同一齿槽510的槽壁撞击第一啮合齿412和第二啮合齿422的速度,降低噪声。
在本申请中,若不设置活动周向限位件421和固定周向限位件411,在弹性件430的弹力作用下,固定齿轮410和活动齿轮420在固定齿轮410的周向C上会大幅度错位,或者无法与主动轮500同时啮合转动。
若不设置周向间隙d,则固定齿轮410和活动齿轮420相对固定,当固定齿轮410和活动齿轮420错位而抵接在主动轮500的同一齿槽510两侧时,主动轮500会磨损固定齿轮410和活动齿轮420;当固定齿轮410和活动齿轮420不错位时,通过变速齿轮组件4无法实现降噪的效果。
若不设置弹性件430,由于周向间隙d的存在,无论是否有外力作用于从动轮组400,固定齿轮410和活动齿轮420错位的状态以及错位的幅度均无法保持在一个相对稳定的水平,影响从动轮组400与主动轮500的啮合效果以及变速齿轮组件4整体的工作效率。
本申请中,通过变速齿轮组件4的设置,当作用于从动轮组400的外力超过压缩的弹性件430提供的弹性力时,弹性件430发生弹性压缩,使得从动轮组400对主动轮500产生反作用力,该反作用力用于抵消主动轮500对于从动轮组400施加的部分推动力,达到缓冲撞击的效果,使得主动轮500对从动轮组400的第一啮合齿412和第二啮合齿422的冲击力降低,从而实现降噪的效果,也有效避免从动轮组400与主动轮500之间因剧烈碰撞造成的磨损。此外,本申请提供的变速齿轮组件4在结构上简约紧凑,有利于降低装配难度,减小安装成本。请继续参阅图11,在一种可能的实现方式中,固定周向限位件411为限位凸台4210和限位凹槽4110中的一种,活动周向限位件421为限位凸台4210和限位凹槽4110中的另一种,限位凸台4210位于限位凹槽4110内,限位凸台4210与限位凹槽4110的槽壁之间沿固定齿轮410的周向C具有周向间隙d。
在本实施方式中,如图11所示,固定周向限位件411为限位凹槽4110,活动周向限位件421为限位凸台4210,限位凸台4210沿固定齿轮410的周向C的一侧与限位凹槽4110的槽壁之间具有周向间隙d。在一实施方式中,限位凸台4210沿固定齿轮410的周向C的两侧均与限位凹槽4110的槽壁之间具有周向间隙d,其中两侧的周向间隙d的周向尺寸之和与仅一侧具有周向间隙d的周向尺寸相等。在其他一些实施方式中,固定周向限位件411为限位凸台4210,活动周向限位件421为限位凹槽4110,限位凸台4210沿活动齿轮420的周向C的一侧与限位凹槽4110的槽壁之间具有周向间隙d。
下面结合图11至图14介绍本申请一实施例提供的从动轮组400与主动轮500的工作过程。
请参阅图12,图12为本申请一实施例提供的变速齿轮组件4的局部示意图,在一实施方式中,当车辆1正常行驶时,主动轮500沿顺时针旋转,将扭矩传递给从动轮组400,带动从动轮组400沿逆时针旋转。其中第一啮合齿412和第二啮合齿422在固定齿轮410的轴向上重叠,固定齿轮410、活动齿轮420均与主动轮500的同一齿槽510的BB’侧抵接,此时,固定周向限位件411为限位凹槽4110,活动周向限位件421为限位凸台4210,限位凸台4210与限位凹槽4110一侧的槽壁抵接,限位凸台4210沿固定齿轮410的周向的右侧与限位凹槽4110另一侧的槽壁之间具有周向间隙d。需要说明得是,主动轮500的同一齿槽510是指第一啮合齿412和第二啮合齿422位于主动轮500的相同的齿槽,该齿槽即为主动轮500的同一齿槽510。
请结合参阅图11和图12,在一实施方式中,当车辆1由正常行驶变为静止状态时,即由图12的状态变为图11的状态,变速齿轮组件4未处于传动状态,从动轮组400和主动轮500静止,弹性件430的弹性力使得第一啮合齿412与第二啮合齿422不再处于重叠状态而产生沿周向C的错位运动,其中第一啮合齿412与主动轮500的同一齿槽510的BB’侧抵接,第二啮合齿422与主动轮500的同一齿槽510的DD’侧具有极小的齿侧间隙或者没有齿侧间隙,固定周向限位件411为限位凹槽4110,活动周向限位件421为限位凸台4210,此时,限位凸台4210沿固定齿轮410的周向C的两侧均与限位凹槽4110的槽壁之间具有部分周向间隙d,或者限位凸台4210沿固定齿轮410的周向C的左侧与限位凹槽4110的槽壁之间具有部分周向间隙d。在本实施例中,设置限位凸台4210沿固定齿轮410的周向C的两侧均与限位凹槽4110的槽壁之间具有部分周向间隙d,相较于限位凸台4210与限位凹槽4110在一侧抵接,前者使得第二啮合齿422在主动轮500的同一齿槽510的DD’侧发生磨损时能够在一定范围内自动补偿增大的齿侧间隙,从而提升变速齿轮组件4的耐用性。
请结合参阅图11和图13,图13为本申请一实施例提供的变速齿轮组件4的局部示意图,在一实施方式中,当车辆1由静止状态变为倒车时,即由图11的状态变为图13的状态,主动轮500沿逆时针旋转,主动轮500的同一齿槽510的DD’侧对活动齿轮420施加推动力,该推动力需先克服弹性件430弹性压缩施加的反作用力,进而推动第二啮合齿422相对固定齿轮410沿周向移动,直至主动轮500的同一齿槽510的DD’侧抵接第一啮合齿412后,将扭矩传递给固定齿轮410,最终使得从动轮组400逆时针转动,此时,固定周向限位件411为限位凹槽4110,活动周向限位件421为限位凸台4210,限位凸台4210沿固定齿轮410的周向C的左侧与限位凹槽4110的槽壁之间具有周向间隙d。若不使用本实施例的变速齿轮组件4,从动轮组400与主动轮500之间将存在较大且不可调整的齿侧间隙,由于在主动轮500沿逆时针转动的瞬间,从动轮组400与主动轮500仍保持之前主动轮500沿顺时针方向转动的啮合状态(即从动轮组400与主动轮500的同一齿槽510的BB’侧抵接而与主动轮500的同一齿槽510的DD’侧间隔,如图12所示),主动轮500的同一齿槽510的DD’侧将越过齿侧间隙冲击第一啮合齿412,从而产生敲击噪音,并造成齿轮磨损,而在本实施方式中,主动轮500的同一齿槽510的DD’侧需要克服固定齿轮410和活动齿轮420之间的弹力,进而可缓冲主动轮500的同一齿槽510的DD’侧对第一啮合齿412的冲击,降低噪音。
请结合参阅图12和图14,图14为本申请一实施例提供的变速齿轮组件4的局部示意图,在一实施方式中,当车辆1由正常行驶变为滑行时,即由图12的状态变为图14的状态,主动轮500与动力源切断连接,而从动轮组400仍利用惯性逆时针转动,在车辆1变为滑行状态的瞬间,由于主动轮500的同一齿槽510的BB’侧不再对从动轮组400施加推动力,弹性件430的弹性力使得第二啮合齿422回到车辆1静止时的状态(如图11所示),即第二啮合齿422抵先抵接主动轮500的同一齿槽510的DD’侧,弹性件430的弹性力缓冲从动轮组400冲击主动轮500的同一齿槽510的DD’侧的作用力,降低噪声,从动轮组400推动主动轮500顺时针转动。此时,固定周向限位件411为限位凹槽4110,活动周向限位件421为限位凸台4210,限位凸台4210沿固定齿轮410的周向的左侧与限位凹槽4110的槽壁之间具有周向间隙d。若不使用本实施例的变速齿轮组件4,从动轮组400与主动轮500之间将存在较大且不可调整的齿侧间隙,由于在从动轮组400相对主动轮500沿周向移动的瞬间,从动轮组400与主动轮500仍保持之前主动轮500沿顺时针方向转动的啮合状态(即从动轮组400与主动轮500的同一齿槽510的BB’侧抵接而与主动轮500的同一齿槽510的DD’侧间隔),主动轮500的同一齿槽510的DD’侧将越过齿侧间隙冲击从动轮组400,从而产生敲击噪音,并造成齿轮磨损。
在一实施方式中,当车辆1速度发生波动时,若从动轮组400与主动轮500之间存在较大的齿侧间隙,主动轮500的同一齿槽510与第一啮合齿412、第二啮合齿422之间的往复冲击将造成敲击噪音,并对变速齿轮组件4造成磨损。而采用本实施例提供的变速齿轮组件4则能有效改善敲击噪音和齿轮磨损,车辆1速度发生波动时,弹性件430用于限制活动齿轮420相对固定齿轮410转动的幅度,主动轮500驱动活动齿轮420顺时针转动时活动齿轮420带动弹性件430收缩或拉伸,主动轮500驱动活动齿轮420逆时针转动时活动齿轮420带动弹性件430拉伸或压缩,进而可降低齿轮敲击噪音。其中,本实施例中对于从动轮组400与主动轮500之间运动关系的具体说明,可参见图11至图14所述的实施例部分,此处不做赘述。
请参阅图15,图15为本申请一实施例提供的变速齿轮组件4的局部示意图。在一种可能的实现方式中,周向间隙d满足如下关系式:0<D1≦D2*R1/R2;其中,D1为周向间隙d的周向尺寸值,D2为第一啮合齿412和第二啮合齿422在弹性件430的作用下沿固定齿轮410周向错开的最大周向距离值,R1为周向间隙d处的半径值,R2为第一啮合齿412到固定齿轮410的轴线之间的垂直距离值,或者R2为第二啮合齿422到活动齿轮420的轴线之间的垂直距离值。在本实施例中,周向间隙d的周向尺寸值小于主动轮500的同一齿槽510的槽宽,周向间隙d的周向尺寸值D1小于第一啮合齿412和第二啮合齿422沿固定齿轮410周向错开的周向距离值D2。
其中,当D1=D2*R1/R2,由于周向间隙d沿周向的两端所对应的圆周角与第一啮合齿412和第二啮合齿422沿固定齿轮410周向错开的周向距离对应的圆周角均为α,故周向间隙d的周向尺寸值D1与第一啮合齿412和第二啮合齿422沿固定齿轮410周向错开的周向距离值D2成比例关系。
其中,当D1<D2*R1/R2,由于弹性件430安装于变速齿轮组件4内时处于弹性压缩状态,故即使主动轮500在周向上相对从动轮组400移动时,弹性件430沿周向的弹性力也将抵消部分主动轮500向从动轮组400施加的推动力,降低冲击强度,从而减小敲击噪音。
其中,D1>0,表示限位凸台4210沿固定齿轮410的周向的一侧与限位凹槽4110的槽壁之间需要设置周向间隙d,若不设置周向间隙d,则固定齿轮410和活动齿轮420相对固定,当固定齿轮410和活动齿轮420错位时,主动轮500会磨损固定齿轮410和活动齿轮420;当固定齿轮410和活动齿轮420不错位时,通过变速齿轮组件4无法实现降噪的效果。
请参阅图16和图17,图16为本申请一实施例提供的固定齿轮410、弹性件430和从动轴600的结构示意图,图17为本申请一实施例提供的活动齿轮420和弹性件430的结构示意图,在一种可能的实现方式中,固定齿轮410靠近活动齿轮420的表面具有远离活动齿轮420凹陷的第一安装槽413(如图16所示),固定周向限位件411位于第一安装槽413的周侧(如图16所示),活动齿轮420与第一安装槽413围设呈收容空间,弹性件430位于收容空间内且套设于从动轴600(如图16所示),弹性件430的一端与固定齿轮410相对固定(如图16所示),弹性件430的另一端与活动齿轮420相对固定(如图17所示)。以使得固定齿轮410与活动齿轮420在固定齿轮410的周向上弹性连接。
在本实施方式中,主动轮500旋转带动固定齿轮410和活动齿轮420旋转,固定齿轮410和活动齿轮420与从动轴600固定连接,从动轴600用于接收来自固定齿轮410和活动齿轮420传输的动力。将弹性件430设置在第一安装槽413内,能够减少变速齿轮组件4在从动轴600上占用的轴向尺寸,为其他部件安装在从动轴600上提供空间。弹性件430的两端分别与固定齿轮410和活动齿轮420固定,弹性件430处于弹性压缩状态,使得固定齿轮410和活动齿轮420受到沿周向的弹性力,进而使得固定齿轮410和活动齿轮420在静止状态下能够保持错齿设置。
在本实施方式中,固定齿轮410为工作齿轮,作为传输主动轮500动力的主要齿轮,工作齿轮的材质可与主动轮500相同;活动齿轮420为具有降噪功能的非工作齿轮,活动齿轮420为塑料材质,塑料材质的齿轮可以通过偏转变形来吸收冲击载荷的作用,能较好的分散错齿造成的局部负荷变化,且具有制造方便、成本低廉等优点。
在本实施方式中,固定周向限位件411为限位凹槽4110,活动周向限位件421为限位凸台4210,限位凹槽4110位于固定齿轮410朝向活动齿轮420的端面上,限位凸台4210位于限位凹槽4110内,且限位凸台4210与限位凹槽4110的侧壁具有周向间隙d。
请结合参阅图16至图18,图18为本申请一实施例提供的扭簧431的结构示意图,在一种可能的实现方式中,弹性件430为扭簧431,扭簧431包括扭簧主体4310和位于扭簧主体4310两端的第一伸出部4311和第二伸出部4312(如图18所示),第一安装槽413的底壁设有向活动齿轮420凸出的第一凸台414(如图16所示),第一伸出部4311的周侧壁与第一凸台414的侧壁弹性抵接(如图16所示),活动齿轮420朝向固定齿轮410的端面设有第二凸台423(如图17所示),第二伸出部4312的周侧壁与第二凸台423的侧壁弹性抵接(如图17所示),以提供活动齿轮420与固定齿轮410沿固定齿轮410周向上的弹力。
设置第一伸出部4311与第一凸台414的侧壁处弹性抵接,设置第二伸出部4312与第二凸台423的侧壁处弹性抵接,相较于弹性件430的端部与固定齿轮410、活动齿轮420弹性连接,前者有利于增加弹性件430与固定齿轮410、活动齿轮420的弹性接触面积,提升整体的结构稳定性,避免第一伸出部4311和第二伸出部4312分别从第一凸台414、第二凸台423脱离。
在一实施方式中,第一伸出部4311和第二伸出部4312均沿与扭簧主体4310的径向和周向均相交的方向延伸,使得弹性件430安装于固定齿轮410和活动齿轮420之间时更加平稳。
在一实施方式中,固定齿轮410与第一凸台414、活动齿轮420与第二凸台423为一体成型结构,有利于提升结构强度。
请参阅图19,图19为本申请一实施例提供的从动轮组400与扭簧431沿A-A的剖面图,在一种可能的实现方式中,第一凸台414设有第一凹槽4140,第一伸出部4311位于第一凹槽4140,且与第一凹槽4140的槽壁弹性抵接,第二凸台423设有第二凹槽4230,第二伸出部4312位于第二凹槽4230,且与第二凹槽4230的槽壁弹性抵接。当第一伸出部4311位于第一凹槽4140时,第一伸出部4311的周侧壁同时与第一凹槽4140两侧的槽壁弹性抵接,当第二伸出部4312位于第二凹槽4230时,第二伸出部4312的周侧壁同时与第二凹槽4230两侧的槽壁弹性抵接,能有效减少外界环境对弹性件430的干扰,保证从动轮组400以及变速齿轮组件4的传动平稳性。
请参阅图20和图21,图20为本申请一实施例提供的活动齿轮420、弹性件430和从动轴600的结构示意图,图21为本申请一实施例提供的固定齿轮410和弹性件430的结构示意图。在一种可能的实现方式中,活动齿轮420靠近固定齿轮410的表面具有远离固定齿轮410凹陷的第二安装槽424(如图20所示),活动周向限位件421位于第二安装槽424的周侧(如图20所示),固定齿轮410与第二安装槽424围设呈收容空间,弹性件430位于收容空间内且套设于从动轴600(如图20所示),弹性件430的一端与固定齿轮410相对固定(如图20所示),弹性件430的另一端与活动齿轮420相对固定(如图21所示)。以使得固定齿轮410与活动齿轮420在固定齿轮410的周向上弹性连接。
在本实施方式中,主动轮500旋转带动固定齿轮410和活动齿轮420旋转,固定齿轮410和活动齿轮420与从动轴600固定连接,从动轴600用于接收来自固定齿轮410和活动齿轮420传输的动力。将弹性件430设置在第二安装槽424内,能够减少变速齿轮组件4在从动轴600上占用的轴向尺寸,为其他部件安装在从动轴600上提供空间。弹性件430的两端分别与固定齿轮410和活动齿轮420固定,弹性件430处于弹性压缩状态,使得固定齿轮410和活动齿轮420受到沿周向的弹性力,进而使得固定齿轮410和活动齿轮420在静止状态下能够保持错齿设置。
在本实施方式中,活动周向限位件421为限位凸台4210,固定周向限位件411为限位凹槽4110,限位凹槽4110位于固定齿轮410朝向活动齿轮420的端面上,限位凸台4210位于限位凹槽4110内,且限位凸台4210与限位凹槽4110的侧壁具有周向间隙d。
请结合参阅图18、图20和图21,在一种可能的实现方式中,扭簧431包括扭簧主体4310和位于扭簧主体4310两端的第一伸出部4311和第二伸出部4312(如图18所示),固定齿轮410朝向活动齿轮420的端面设有第一凸台414(如图21所示),第一伸出部4311与第一凸台414朝向从动轴600的侧壁弹性抵接(如图21所示),第二安装槽424的底壁设有向固定齿轮410凸出的第二凸台423(如图20所示),第二伸出部4312与第二凸台423朝向从动轴600的侧壁弹性抵接(如图20所示)。
设置第一伸出部4311与第一凸台414的侧壁处弹性抵接,设置第二伸出部4312与第二凸台423的侧壁处弹性抵接,相较于弹性件430的端部与固定齿轮410、活动齿轮420弹性连接,前者有利于增加弹性件430与固定齿轮410、活动齿轮420的弹性接触面积,提升整体的结构稳定性,避免第一伸出部4311和第二伸出部4312从凸台上脱离。
在一实施方式中,第一伸出部4311和第二伸出部4312均沿扭簧主体4310的径向延伸,使得弹性件430安装于固定齿轮410和活动齿轮420之间时更加平稳。
在一实施方式中,固定齿轮410与第一凸台414、活动齿轮420与第二凸台423为一体成型结构,有利于提升结构强度。
请参阅图22,图22为本申请一实施例提供的变速齿轮组件4的结构示意图,在一种可能的实现方式中,固定齿轮410的轴向尺寸大于活动齿轮420的轴向尺寸。其中,固定齿轮410的轴向尺寸值为D3,活动齿轮420的轴向尺寸值为D4。在本实施例中,固定齿轮410为工作齿轮,活动齿轮420为非工作齿轮,D3>D4。在一实施方式中,固定齿轮410的轴向尺寸值D3为30-35mm,活动齿轮420的轴向尺寸值D4为2-3mm,变速齿轮组件4中的主动轮500的轴向尺寸值D5为40mm。将固定齿轮410的轴向尺寸设置大于活动齿轮420的轴向尺寸,使得固定齿轮410可作为传输动力的工作齿轮,进而不会因为增加了活动齿轮420而影响传输动力的效率。在一些实施方式中,固定齿轮410、活动齿轮420的轴向尺寸可根据需要来设置。
请继续参阅图22,在一种可能的实现方式中,变速齿轮组件4还包括卡簧900,卡簧900在变速齿轮组件4的两侧套紧于从动轴600,使得变速齿轮组件4在从动轴600的轴向O上固定。通过设置卡簧900,有利于变速齿轮组件4在传动时不发生轴向运动,保证变速齿轮组件4的传动平稳性。
以上对本申请实施例所提供的变速齿轮组件、变速箱、动力总成和车辆进行了详细介绍,本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施例进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想;同时,对于本领域的一般技术人员,依据本申请的思想,在具体实施例及应用范围上均会有改变之处,综上所述,本说明书内容不应理解为对本申请的限制。
Claims (10)
1.一种用于电动车的变速齿轮组件,其特征在于,所述变速齿轮组件包括从动轮组,所述从动轮组用于通过主动轮接收电动机提供的动力并传输给车轮以驱动车轮转动,所述从动轮组包括固定齿轮、活动齿轮、从动轴和弹性件,其中:
所述固定齿轮和所述活动齿轮沿所述从动轴间隔排列,所述固定齿轮固定套设于所述从动轴,所述活动齿轮转动套设于所述从动轴,所述固定齿轮和所述活动齿轮相邻的端面分别设有互相配合的固定周向限位件和活动周向限位件,所述固定周向限位件和所述活动周向限位件相互配合而存在沿所述固定齿轮周向的周向间隙,所述周向间隙用于限制所述活动齿轮相对所述固定齿轮转动的角度;
所述固定齿轮和所述活动齿轮分别包括第一啮合齿和第二啮合齿,所述第一啮合齿和所述第二啮合齿用于啮合所述主动轮的同一齿槽,所述主动轮通过所述同一齿槽带动所述第一啮合齿和所述第二啮合齿分别驱动所述固定齿轮和所述活动齿轮;
所述弹性件连接于所述活动齿轮与所述固定齿轮或所述从动轴之间,所述弹性件用于缓冲所述主动轮的所述同一齿槽与所述固定齿轮和所述活动齿轮的撞击。
2.根据权利要求1所述的变速齿轮组件,其特征在于,所述固定周向限位件为限位凸台和限位凹槽中的一种,所述活动周向限位件为所述限位凸台和所述限位凹槽中的另一种,所述限位凸台位于所述限位凹槽内,所述限位凸台与所述限位凹槽的槽壁之间沿所述固定齿轮的周向具有所述周向间隙。
3.根据权利要求2所述的变速齿轮组件,其特征在于,所述周向间隙满足如下关系式:
0<D1≦D2*R1/R2;
其中,所述D1为所述周向间隙的周向尺寸值,所述D2为所述第一啮合齿和所述第二啮合齿在所述弹性件的作用下沿所述固定齿轮周向错开的最大周向距离值,所述R1为所述周向间隙处的半径值,所述R2为所述第一啮合齿到所述固定齿轮的轴线之间的垂直距离值,或者所述R2为所述第二啮合齿到所述活动齿轮的轴线之间的垂直距离值。
4.根据权利要求1-3任一项所述的变速齿轮组件,其特征在于,所述固定齿轮靠近所述活动齿轮的表面具有远离所述活动齿轮凹陷的第一安装槽,所述固定周向限位件位于所述第一安装槽的周侧,所述活动齿轮与所述第一安装槽围设呈收容空间,所述弹性件位于所述收容空间内且套设于所述从动轴,所述弹性件的一端与所述固定齿轮相对固定,所述弹性件的另一端与所述活动齿轮相对固定。
5.根据权利要求1-3任一项所述的变速齿轮组件,其特征在于,所述活动齿轮靠近所述固定齿轮的表面具有远离所述固定齿轮凹陷的第二安装槽,所述活动周向限位件位于所述第二安装槽的周侧,所述固定齿轮与所述第二安装槽围设呈收容空间,所述弹性件位于所述收容空间内且套设于所述从动轴,所述弹性件的一端与所述固定齿轮相对固定,所述弹性件的另一端与所述活动齿轮相对固定。
6.根据权利要求4所述的变速齿轮组件,其特征在于,所述弹性件为扭簧,所述扭簧包括扭簧主体和位于所述扭簧主体两端的第一伸出部和第二伸出部,所述第一安装槽的底壁设有向所述活动齿轮凸出的第一凸台,所述第一伸出部的周侧壁与所述第一凸台的侧壁弹性抵接,所述活动齿轮朝向所述固定齿轮的端面设有第二凸台,所述第二伸出部的周侧壁与所述第二凸台的侧壁弹性抵接,以提供所述活动齿轮与所述固定齿轮沿所述固定齿轮周向上的弹力;或者
所述第一凸台设有第一凹槽,所述第一伸出部位于所述第一凹槽,且与所述第一凹槽的槽壁弹性抵接,所述第二凸台设有第二凹槽,所述第二伸出部位于所述第二凹槽,且与所述第二凹槽的槽壁弹性抵接,以提供所述活动齿轮与所述固定齿轮沿所述固定齿轮周向上的弹力。
7.根据权利要求1-6任一项所述的变速齿轮组件,其特征在于,所述固定齿轮的轴向尺寸大于所述活动齿轮的轴向尺寸。
8.一种变速箱,其特征在于,包括动力输入轴、车轮驱动轴和如权利要求1-7任一项所述的变速齿轮组件,所述主动轮套设于所述动力输入轴且与所述动力输入轴固定连接,所述动力输入轴用于连接所述电动机,用于接收所述电动机传输的动力,所述从动轮组与所述车轮驱动轴传动连接,用于将所述动力传输至所述车轮驱动轴,以驱动车轮转动。
9.一种动力总成,其特征在于,包括电动机和如权利要求8所述的变速箱,所述电动机与所述动力输入轴固定连接,用于向所述动力输入轴输出动力。
10.一种车辆,其特征在于,包括车本体、车轮和如权利要求8所述的变速箱,所述变速箱安装于所述车本体,且所述变速箱的车轮驱动轴与所述车轮传动连接;或者
包括车本体、车轮和如权利要求9所述的动力总成,所述动力总成安装于所述车本体,且所述动力总成的车轮驱动轴与所述车轮传动连接。
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