CN2690210Y - 用于电动客车的行星齿轮减速传动器 - Google Patents

用于电动客车的行星齿轮减速传动器 Download PDF

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Abstract

本实用新型公开了一种用于电动客车的行星齿轮减速传动器，由主动轴、输出轴、太阳齿轮、行星齿轮、环形齿轮、注油孔、行星轮架、行星齿轮套、隔离套、壳体和速度传感器组成。其采用2K－H型减速器，太阳齿轮两端设计为圆形，从而消除了因齿轮配合时的各种负荷而产生的噪音。在行星齿轮减速传动器底部设计了一个专用的润滑油存储底槽，改善了原有的润滑油量不足的缺点，使减速器自身磨损降低，也达到一定的降噪音目的。由于结构的改变降低了重量，提高了传动效率；并且具有更低的减速比，制造成本更低，具有更长的使用寿命。当其用在公交客车上使用时能够满足在满载情况下，在任何路况条件下都能使客车顺利起步、加速和运行。

Description

用于电动客车的行星齿轮减速传动器
技术领域
本实用新型涉及一种用于电动客车的行星齿轮减速传动器，特别是一种适用于中、大类型的电动车的行星齿轮减速传动器。
背景技术
目前8～11米的公交电动车客车，在设计上为了充分发挥电机的牵引能力，需要在牵引电机和主传动之间加一减速器。为了达到高效率所选用的变速齿轮传动形式是以NGW(2K-H)型(见机械出版社出版的《机械设计手册》第二版、第四卷中定义)为基础的减速方式。但2K-H型减速器有几点不能符合目前电动车上用的要求。1、传统2K-H型减速器当符合电动车300～450rpm的转速要求时的传动比大于3.5 2、传统2K-H的噪音约在70～80分贝，不符合城市内的低噪音要求 3、传统2K-H的重量约70公斤以上，而电动车要求尽量减少车身的自身重量。4、传统2K-H的润滑不够。
实用新型的技术内容
为克服上述缺陷，本实用新型的目的在于提出一种用于电动客车的行星齿轮减速传动器，其针对上述中、大型电动车减速器的要求，在保证传统2K-H型减速器效率的基础上将传动比修改到2.7左右，通过选择适当的压力角及采用轴齿浮动技术将噪音减少到60分贝以下，满足了的城市机动车低噪音要求。同时设计了一个专用的润滑油存储底槽，改善了原有的润滑油量不足的缺点，使减速器自身磨损降低，也达到一定的降噪音目的。由于结构的改变使得重量较原有的重量降低了约20％(目前减速器约为50公斤)。
为实现上述实用新型目的，本实用新型的用于电动客车的行星齿轮减速传动器，由主动轴、输出轴、太阳齿轮、行星齿轮、环形齿轮、注油孔、行星轮架、行星齿轮套、隔离套、壳体和速度传感器组成，其中，主动轴接收来自牵引电机输出的动力，行星齿轮减速传动器包括太阳轮，多个行星轮以及内齿轮，主动轴与行星齿轮减速传动器的太阳轮的轮轴相连，多个行星轮与太阳轮相啮合并绕太阳轮旋转，多个行星轮的行星齿轮轴与行星轮架转动相连，动力通过行星轮的行星齿轮轴传递给行星轮架输出给客车的动力轮，行星轮外侧与内齿轮相啮合。
本实用新型的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：首先行星齿轮减速传动器的传动效率高，通常在98～99％。
其次，传递同样的功率与扭矩时它的重量要轻得多，并且其所采用的降噪音技术使得本实用新型减速传动器更加安静。
再次就是其具有更低的减速比，制造成本更低，具有更长的使用寿命。
附图说明
为了使本实用新型的内容更容易被清楚的理解，下面根据本实用新型的具体实施例并结合附图，对本实用新型作进一步详细的说明，其中
图1是安装有本实用新型的行星齿轮减速传动器的电动客车的总体结构示意图；
图2是本实用新型的行星齿轮减速传动器的行星齿轮部分工作原理简图；
图3是本实用新型的行星齿轮减速传动器的结构示意图；
图4是本实用新型的行星齿轮减速传动器的行星齿轮部分的正视图；
图5是本实用新型的行星齿轮减速传动器的行星齿轮部分的正视图；
图6是本实用新型的行星齿轮减速传动器的剖面图；
图7是本实用新型的行星齿轮减速传动器的消噪音处理原理图。
具体实施方式
下面参照附图对本实用新型的具体实施方式进行详细说明，其中，不同实施例在不同的附图中的相似结构采用相同的附图标记进行说明。应当指出，下述详细说明仅仅是示例性的，不应当理解为对权利要求书中所要求保护的保护范围的一种严格的限制。
图1是安装有本实用新型的行星齿轮减速传动器的电动客车的总体结构示意图；图2是本实用新型的行星齿轮减速传动器的行星齿轮部分工作原理简图；图3是本实用新型的行星齿轮减速传动器的结构示意图；图4是本实用新型的行星齿轮减速传动器的行星齿轮部分的正视图；图5是本实用新型的行星齿轮减速传动器的行星齿轮部分的正视图；图6是本实用新型的行星齿轮减速传动器的剖面图；图7是本实用新型的行星齿轮减速传动器的消噪音处理原理图。
图1中所示的电动客车200在其前部布置有驱动动力轮100的动力装置，当然，驱动/动力轮可以是前轮，也可以是后轮，本领域技术人员应当可以理解这种动力轮或者驱动轮的设置可以根据实际情况或者设计上的不同需求加以改变，或者将本实用新型的动力装置布置用于四轮驱动的车辆上。
根据本实用新型的行星齿轮减速传动器R的一个实施例的示意图如图2所示，其由主动轴6、输出轴20、太阳齿轮23、行星齿轮16、环形齿轮14、注油孔21、行星轮架19、行星齿轮套17、隔离套7、壳体11、27和速度传感器50组成。
电机主轴6转动带动太阳轮23转动，太阳轮23转动与3个行星齿轮16啮合带动行星齿轮16相反转动，行星齿轮16与固定的环形齿轮14啮合，行星齿轮16的公转带动行星轴架12，19转动，此时轴12、架19的转动方向与太阳齿轮23的转动方向相同，通过速度传感器齿轮20与传感器的作用变换成所需要的实际转速输出到输出轴24转动实现减速旋转。通过螺栓28将主轴架与行星轮架固定，这样环齿14与太阳齿轮23的动作程度则不会超出固定卡的范围。
减速器中选择了三个同硬度系数的齿轮作为行星齿轮16，这样的目的在于当太阳齿轮23转动时，被带动的行星齿轮16可以根据不同转速要求精确定位。
该减速器的减速是通过太阳齿轮23被电机M以5400转/分钟转动牵引转动，通过合理的计算太阳齿轮23与行星齿轮16啮合的减速比，使行星齿轮16通过行星齿轮轴12、行星齿轮架19形成与太阳齿轮23相同的转向并构成减速差从而达到中型电动车所需要的300转/分钟的减速作用。
太阳齿轮23与行星齿轮16啮合，当太阳齿轮23转动时带动行星齿轮旋转，由于各个行星齿轮受力不会完全一致因此目磨损的程度不同而产生的配合间隙会有所不同，这样则破坏了行星齿轮16原有的啮合精度，本实用新型将太阳齿轮23与隔离套7和主轴架2，行星轮架19的配合构成一个旋转腔，当太阳齿轮23转动时同它配合的隔离套7形成一个浮动间隙，与之啮合的行星齿轮也可以浮动起来，从而实现自动的修正定位精度。
消除中、大型电动车减速器运行噪音是一主要指标，本实用新型消噪音处理主要采用的是浮动及固定法线方法(图6)。分别作用在太阳齿轮23和环形齿轮14上，从而消除了因齿轮配合时的各种负荷而产生噪音的主要部分。本实用新型将太阳齿轮23的两端设计成圆形，在与太阳齿轮23与隔离套7的连接腔中构成有一定的倾角空间，同样太阳齿轮23与行星轮架19的连接腔中也构成有一定的倾角间隙。当太阳齿轮23无论怎样倾斜与主轴6的轴心形成一个α有限可变角度时均保持一种直径D尺寸(如图7所示)因而直径法线被固定成为一个常数。这样太阳齿轮23从自由(不转动或停止)到有负荷时，没有轴向D尺寸的变化，形成不了冲击过大的负荷变化，因而减少了此处因负荷而产生的噪音。同样本实用新型将环形齿轮14的内齿设计成弧状，其原理同上。在与行星齿轮16啮合时也构成了一定的浮动，也起到了消除噪音的效果。
如图1所示，行星齿轮减速传动器3采用的是2K-H(NGW)类型，图1中所示乃是其结构简图。图中所示的行星齿轮减速传动器R是一个减速装置，用以降低电机M的转速，并且增加电机M的输出扭矩。其中电机M的输出端与行星齿轮减速传动器的太阳轮23的轮轴相连，太阳轮23与多个行星轮16相啮合并绕太阳轮23旋转，图中显示行星轮16的个数是3个，也可以为4个，行星轮16的行星齿轮轴12与行星轮架转动相连，动力通过行星轮16的行星齿轮轴12传递给行星轮架输出给动力轮100，行星轮16外侧与内齿轮14相啮合，其中图4、5中所示的是该行星齿轮减速传动器正面视图。
在一个具体实施例中，采用的电机参数为：
1.额定功率：45KW
2.最高转速：5400rpm
3.额定转速：1760rpm
4.峰值功率：90KW
5.最大扭矩：690N·M
6.实用扭矩：240N·M
轮系中各齿轮参数的计算：
 代号与公式     太阳齿轮     行星齿轮
 D＝mt.Zn     119.424     48.516
 Pt＝π.mt＝Pn/cosβ     11.718     11.718
 Sn＝π.mn/2     5.495     5.495
 St＝π.mt/2     5.859     5.859
 db＝d.cosαt
 ha＝hat.mt     3.732     3.732
 hf＝(hat+ct).mt     [8.397]     [8.397]
    4.665     4.665
 da＝d+2ha     126.888     55.98
 df＝d-2hf     110.094     39.186
 a1.2＝(d1+d2)/2                83.97
εr＝εα+εβ＝εα+Bsinβ/π.mn
齿环：
 d＝mt.Z     216.456
 da＝mt.(Z-2ha)     188.600
 df＝mt.(Z+2ha+2c)     225.786
 P＝π.mt     11.718
 S＝π.mt/2     5.859
轴承的选择：
7020AC  1003150324  5000转/分
7021AC  1053160326  4800转/分
NK68/35  68382335  5300转/分
连接套小齿(内、外)
 m＝2   α＝208
 d＝m.Z   48
 ha＝ha*.m   2
 hf＝(ha*+C*).m     2.5
 h＝ha+hf     4.5
 da＝d+2ha     52
 df＝dl-2hf     43
 P＝π.m     6.28
 S＝π.m/2     3.14
 e＝[  ]     [3.14]
 C＝C*.m     0.5
 d环＝d     48
 da＝d环-2ha     44
 df＝d环+2ha     53
油封的选择
润滑选择
选用润滑油润滑：
(1)用II、III ATF油
用15W/30 CD级(优选)
本实用新型还可以优选：
本星系齿轮减速器齿轮模数不大于3.5
本减速器i34H＝2.7～2.8
行星齿轮个数：4
外侧齿轮Φmax＝203～214mm
齿宽：Bmax＝56mm
外壳尺寸：直径×宽度×总宽＝280×170×210mm
润滑选择：用车用ATF润滑油，浸入飞溅式润滑
在以往的减速器上润滑油量不够，本实用新型在减速器上增加了一个注油孔21，同时在减速器的底部装有润滑油存储底槽31。由于增加了润滑程度从而延长了减速器的使用寿命。选择的润滑油为ATF II、III油。为了防止齿轮旋转时润滑油被甩出，在主油孔21下方还设计了一个顺向的漏油档。
如果中、大型电动车上的减速器采用圆柱斜齿或直齿，这样会使得自重增加，体积笨重从而自身能量消耗也加大。本实用新型采用行星齿轮16从结构上使同效率减速器的体积减少、消耗降低。由于隔离套7的特殊设计，当太阳齿轮23转动时与隔离套的配合是浮动的，因此降低了轴承的旋转分力，所以在加工太阳齿轮23时可以采用轴承8、9、22与其配合可以采用普通滚针轴承。同时行星轮的用料量远远少于圆柱齿轮，不但重量轻而且也降低了减速传动器的成本。
附图中部分附图标记所表示的部件名称及相关参数如下：
1、M6*50
2、主轴架
3、螺钉M6*15
4、油封(B1051012硅胶)
5、油封(B6085110硅胶)
6、主轴
7、隔离套
8、轴承(NK68/35)
9、轴承(7021AC)
10、油封架
11、左壳体
12、行星齿轮轴
13、通气孔
14、环形齿轮
15、螺栓
16、行星齿轮
17、行星齿轮套
18、传感器孔
19、行星轮架
20、传感器齿轮
21、注油孔
22、轴承(7020AC)
23、太阳齿轮
24、输出轴
25、油封
26、垫圈
27、右壳体
28、长螺栓
29、螺钉
30、密封毡
31、润滑油存储底槽
32、放油孔
本实用新型提出了一种用于电动客车的行星齿轮减速传动器，该减速传动器R由主动轴6、输出轴20、太阳齿轮23、行星齿轮16、环形齿轮14、注油孔21、行星轮架19、行星齿轮套17、隔离套7、壳体11、27和速度传感器50组成，其中，主动轴6接收来自牵引电机M输出的动力，行星齿轮减速传动器R包括太阳轮23，多个行星轮16以及内齿轮14，主动轴6与行星齿轮减速传动器R的太阳轮23的轮轴相连，多个行星轮16与太阳轮23相啮合并绕太阳轮23旋转，多个行星轮16的行星齿轮轴12与行星轮架19转动相连，动力通过行星轮16的行星齿轮轴12传递给行星轮架19输出给客车200的动力轮100，行星轮16外侧与内齿轮14相啮合。
在上述用于电动客车的行星齿轮减速传动器中，太阳轮23的轮轴与主动轴6浮动相连。
在上述用于电动客车的行星齿轮减速传动器中，太阳轮23与主动轴6之间设置有一个隔离套7，太阳轮23在其与隔离套7的连接腔之间的端部为圆形。
在上述用于电动客车的行星齿轮减速传动器中，太阳轮23在其与行星齿轮16的行星轮架19的连接腔之间的端部为圆形。
在上述用于电动客车的行星齿轮减速传动器中，注油孔21设置在行星齿轮减速传动器R的顶部，在行星齿轮减速传动器R底部设置有润滑油存储底槽31。
在上述用于电动客车的行星齿轮减速传动器中，行星齿轮16的个数为3个或4个。
在上述用于电动客车的行星齿轮减速传动器中，主动轴6可转动的套设在主轴架2内，行星轮架19通过固定件28与主轴架2连接在一起。
在上述用于电动客车的行星齿轮减速传动器中，行星齿轮减速传动器R的减速比为2.7～2.8。
在上述用于电动客车的行星齿轮减速传动器中，行星齿轮减速传动器R采用ATF润滑油，润滑方式为飞溅式润滑。
在上述用于电动客车的行星齿轮减速传动器中，ATF润滑油为II、III ATF润滑油，采用15W/30 CD级。
显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为清楚地说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而这些属于本实用新型的精神所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种用于电动客车的行星齿轮减速传动器，该减速传动器由主动轴(6)、输出轴(20)、太阳齿轮(23)、行星齿轮(16)、环形齿轮(14)、注油孔(21)、行星轮架(19)、行星齿轮套(17)、隔离套(7)、壳体(11、27)和速度传感器(50)组成，其中，所述主动轴(6)接收来自牵引电机(M)输出的动力，其特征在于：所述行星齿轮减速传动器包括太阳轮(23)，多个行星轮(16)以及内齿轮(14)，所述主动轴(6)与所述行星齿轮减速传动器的所述太阳轮(23)的轮轴相连，所述多个行星轮(16)与所述太阳轮(23)相啮合并绕所述太阳轮(23)旋转，所述多个行星轮(16)的行星齿轮轴(12)与行星轮架(19)转动相连，动力通过所述行星轮(16)的行星齿轮轴(12)传递给所述行星轮架(19)输出给客车(200)的动力轮(100)，所述行星轮(16)外侧与所述内齿轮(14)相啮合。
2.如权利要求1所述的用于电动客车的行星齿轮减速传动器，其特征在于，所述太阳轮(23)的轮轴与主动轴(6)浮动相连。
3.如权利要求2所述的用于电动客车的行星齿轮减速传动器，其特征在于，所述太阳轮(23)与主动轴(6)之间设置有一个隔离套(7)，所述太阳轮(23)在其与所述隔离套(7)的连接腔之间的端部为圆形。
4.如权利要求1～3之一所述的用于电动客车的行星齿轮减速传动器，其特征在于，所述太阳轮(23)在其与所述行星齿轮(16)的所述行星轮架(19)的连接腔之间的端部为圆形。
5.如权利要求1所述的用于电动客车的行星齿轮减速传动器，其特征在于，所述注油孔(21)设置在所述行星齿轮减速传动器的顶部，在所述行星齿轮减速传动器底部设置有润滑油存储底槽(31)。
6.如权利要求1所述的用于电动客车的行星齿轮减速传动器，其特征在于，所述行星齿轮(16)的个数为3个或4个。
7.如权利要求1所述的用于电动客车的行星齿轮减速传动器，其特征在于，所述主动轴(6)可转动的套设在主轴架(2)内，所述行星轮架(19)通过固定件(28)与主轴架(2)连接在一起。
8.如权利要求1所述的用于电动客车的行星齿轮减速传动器，其特征在于，所述行星齿轮减速传动器的减速比为2.7～2.8。
9.如权利要求1所述的用于电动客车的行星齿轮减速传动器，其特征在于，所述行星齿轮减速传动器采用ATF润滑油，润滑方式为飞溅式润滑。
10.如权利要求9所述的用于电动客车的行星齿轮减速传动器，其特征在于，所述ATF润滑油为II、IIIATF润滑油，采用15W/30 CD级。
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Address after: 100176 8 Hongda North Road, Beijing economic and Technological Development Zone

Patentee after: Beijing Jiajie Boda Electric Vehicle Co., Ltd.

Address before: 100176, Beijing economic and Technological Development Zone Hongda North Road No. 1, building 8, 3 floor

Patentee before: Jiajieyuan Technology Development Co., Ltd., Beijing

C57 Notification of unclear or unknown address
DD01 Delivery of document by public notice

Addressee: Hu Shenglong

Document name: Notification of Termination of Patent Right

C19 Lapse of patent right due to non-payment of the annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee