專利名稱：行星差速傳動(dòng)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種尤其適用于車輛的行星差速傳動(dòng)裝置，特別是具有兩個(gè)驅(qū)動(dòng)輪的電動(dòng)車輛。
背景技術(shù)：
具有兩個(gè)驅(qū)動(dòng)輪和一單獨(dú)的動(dòng)力源的車輛需要將一單獨(dú)的驅(qū)動(dòng)軸分成兩個(gè)與相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)輪相關(guān)的半軸。還需要一差速齒輪以適應(yīng)例如轉(zhuǎn)彎時(shí)兩驅(qū)動(dòng)輪之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。還需要的是，將驅(qū)動(dòng)扭矩相等地分配在兩個(gè)驅(qū)動(dòng)輪之間，從而避免扭矩調(diào)整，尤其是在前輪驅(qū)動(dòng)的車輛中。
通常，一最終的驅(qū)動(dòng)減速齒輪，可能是一錐齒輪，與一傳統(tǒng)的錐齒輪差速齒輪相結(jié)合。這種設(shè)置并不非常緊湊。
電動(dòng)車輛通常只需要一單速的減速齒輪，因?yàn)橐浑妱?dòng)機(jī)的扭矩特征允許道路速度直接正比于電動(dòng)機(jī)速度。為了緊湊組件，希望一共軸的設(shè)置，在該共軸設(shè)置中，一個(gè)半軸軸向地通過電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子至關(guān)聯(lián)的驅(qū)動(dòng)輪。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明，提供了一種單速行星差速傳動(dòng)裝置，該單速行星差速傳動(dòng)裝置包括一外殼、一環(huán)形可轉(zhuǎn)動(dòng)輸入件、相對(duì)的兩個(gè)可轉(zhuǎn)動(dòng)輸出件、以及一行星齒輪系，該環(huán)形可轉(zhuǎn)動(dòng)輸入件在外殼中具有一轉(zhuǎn)動(dòng)軸線，兩個(gè)可轉(zhuǎn)動(dòng)輸出件在所述軸線上是相對(duì)的，其中一個(gè)適于被驅(qū)動(dòng)穿過所述輸入件，該行星齒輪系設(shè)置成圍繞所述輸入件，其中，所述輸入件包括一恒星齒輪，提供與恒星齒輪相嚙合的內(nèi)部行星齒輪，可轉(zhuǎn)動(dòng)地提供一內(nèi)部行星齒輪托架，該托架與與所述輸入件相關(guān)的輸出件固定在一起，提供在內(nèi)側(cè)與所述內(nèi)部行星齒輪、以及在外側(cè)與可在所述外殼的軸線上轉(zhuǎn)動(dòng)的外部行星齒輪相嚙合的一內(nèi)部環(huán)形齒輪，以及提供與所述外部行星齒輪相嚙合并連接至所述輸出件中的另一個(gè)的一外部環(huán)形齒輪。
這種設(shè)置提供了一種軸向長(zhǎng)度較短的單速傳動(dòng)裝置，并且其中，行星齒輪系的諸元件作為一差動(dòng)齒輪，以適應(yīng)相應(yīng)的輸出件的相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)在兩個(gè)驅(qū)動(dòng)輪之間給出一基本均等的扭矩分配。
較佳地，恒星齒輪、內(nèi)部行星齒輪和內(nèi)部環(huán)形齒輪設(shè)置于一基本共同的平面中。較佳地，內(nèi)部環(huán)形齒輪、外部行星齒輪和外部環(huán)形齒輪設(shè)置于一基本共同的平面中。在較佳的實(shí)施例中，恒星齒輪、行星齒輪和環(huán)形齒輪都設(shè)置于一基本共同的平面中。該設(shè)置的一特定優(yōu)點(diǎn)是，輸出件的內(nèi)端可設(shè)置成在一起非?？拷瑥亩试S使半軸長(zhǎng)度最大化，并在車輛中止移動(dòng)期間使半軸連接件最小化。
在較佳的實(shí)施例中提供了四個(gè)內(nèi)部行星齒輪和四個(gè)外部行星齒輪。
該設(shè)置還可包括一鎖定爪，該鎖定爪可接合而相對(duì)于外殼保持行星齒輪系的一元件，從而鎖住傳動(dòng)裝置并提供一停鎖功能。該爪例如可接合外部環(huán)形齒輪。
在一較佳的實(shí)施例中，恒星齒輪具有33個(gè)齒，內(nèi)部行星齒輪具有26個(gè)齒，內(nèi)部環(huán)形齒輪在內(nèi)側(cè)具有87個(gè)齒而在外側(cè)具有103個(gè)齒，外部行星齒輪具有19個(gè)齒，以及外部環(huán)形齒輪具有141個(gè)齒。這種設(shè)置提供了一7.24∶1的總齒輪比。
應(yīng)該意識(shí)到，內(nèi)部環(huán)形齒輪包括一內(nèi)部行星齒輪系的齒圈以及一外部行星齒輪系的恒星齒輪。此內(nèi)部環(huán)形齒輪在內(nèi)部和外部行星齒輪系的其它元件之間浮動(dòng)，從而給出一差動(dòng)齒輪的效果。
應(yīng)該理解，需要謹(jǐn)慎地選定齒輪比，從而保證一基本均等的扭矩分配，但在有經(jīng)驗(yàn)的傳動(dòng)裝置工程師的能力范圍內(nèi)計(jì)算哪種齒輪比合適，同時(shí)記住所需的最終驅(qū)動(dòng)減速比以及由連續(xù)的行星齒輪元件的尺寸所施加的約束，這是一個(gè)問題。
在一較佳的實(shí)施例中，根據(jù)本發(fā)明的一傳動(dòng)裝置的軸向長(zhǎng)度接近一傳統(tǒng)的最終驅(qū)動(dòng)/差動(dòng)單元的50％，且零件數(shù)量減少了約30％。在一小型車輛中，較短的軸向長(zhǎng)度是有利的，因?yàn)樗褂糜隈{駛和懸掛部件的空間最大化。
通過例如在輸出軸之間固定或控制速比，本發(fā)明還允許結(jié)合一鎖定或有限滑動(dòng)的差動(dòng)。這可以相對(duì)簡(jiǎn)單地完成，因?yàn)檩敵黾蔷o鄰的并且在相同的轉(zhuǎn)動(dòng)軸線上。


從下面僅僅通過附圖中的例子所示的一較佳實(shí)施例的描述中，本發(fā)明的特征將會(huì)顯而易見，其中圖1顯示了根據(jù)本發(fā)明的一傳動(dòng)裝置的一示意設(shè)置；以及圖2以軸向截面顯示了圖1的設(shè)計(jì)的一實(shí)際實(shí)施例。
具體實(shí)施例方式
參見圖1，一傳動(dòng)裝置具有一轉(zhuǎn)動(dòng)主軸線10，在該轉(zhuǎn)動(dòng)主軸線10上提供了具有一中空轉(zhuǎn)子(未顯示)的一電動(dòng)機(jī)11。該轉(zhuǎn)子直接連接至傳動(dòng)裝置的一中空輸入軸12，如圖所示，該輸入軸12包括一兩級(jí)行星傳動(dòng)裝置的恒星齒輪13，在該兩級(jí)行星傳動(dòng)裝置中，所有的主要齒輪部件設(shè)置在一基本共同的平面中。
一系列內(nèi)部行星齒輪14(通常是四個(gè))相嚙合地圍繞恒星齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，并被軸頸支承于通常的行星齒輪托架15上。該托架15聯(lián)接至一個(gè)驅(qū)動(dòng)軸16，該驅(qū)動(dòng)軸16通過輸入軸12和電動(dòng)機(jī)11，用于連接至一車輛的一驅(qū)動(dòng)輪。
圍繞行星齒輪14的是一內(nèi)部環(huán)形齒輪(齒圈)17，該內(nèi)部環(huán)形齒輪17在內(nèi)徑上具有與內(nèi)部行星齒輪14相嚙合的齒輪齒。此外，該內(nèi)部環(huán)形齒輪在外徑上具有齒輪齒，該齒輪齒則構(gòu)成一外部行星齒輪系的一恒星齒輪18。
一系列外部行星齒輪19(通常是四個(gè))相嚙合地圍繞恒星齒輪18轉(zhuǎn)動(dòng)，并被軸頸支承于一傳動(dòng)箱21的相對(duì)固定的套管20上。
一外部環(huán)形齒輪(齒圈)22與外部行星齒輪19相嚙合，并連接至另一驅(qū)動(dòng)軸23，該驅(qū)動(dòng)軸23用于連接至車輛的一第二驅(qū)動(dòng)輪。
在使用中，來自電動(dòng)機(jī)11的驅(qū)動(dòng)扭矩通過輸入軸12傳動(dòng)至恒星齒輪13。由內(nèi)部環(huán)形齒輪17提供的反扭矩引起內(nèi)部行星齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)并帶動(dòng)托架15和驅(qū)動(dòng)軸16。
外部恒星齒輪18也轉(zhuǎn)動(dòng)(隨著內(nèi)部環(huán)形齒輪17)，并通過外部行星齒輪19將扭矩傳動(dòng)至外部環(huán)形齒輪22。這些外部行星齒輪有效地提供有由傳動(dòng)箱21構(gòu)成的一固定托架。從而外部環(huán)形齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)并帶動(dòng)驅(qū)動(dòng)軸23。
應(yīng)該理解，兩個(gè)驅(qū)動(dòng)軸之間的速度平衡由與道路接觸的道路輪來控制。內(nèi)部環(huán)形齒輪17/外部恒星齒輪18是允許相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)軸的相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)(例如在車輛轉(zhuǎn)彎期間)的差動(dòng)齒輪。
將來自電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)扭矩分配在兩個(gè)行星齒輪系之間，并且扭矩平衡由選定的速比來指示。一均等的扭矩分配對(duì)于車輛在一基本共同的軸線上驅(qū)動(dòng)輪子是所希望的，但例如可選定其它扭矩分配，用于驅(qū)動(dòng)連接至一全輪驅(qū)動(dòng)車輛的不同軸線的諸軸，或者用于特殊的非汽車應(yīng)用。
圖1顯示了一經(jīng)請(qǐng)求即可結(jié)合的一停鎖爪24，從而將外部環(huán)形齒輪22鎖在傳動(dòng)箱21上。應(yīng)該意識(shí)到，通過防止外部環(huán)形齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，傳動(dòng)裝置將被鎖住而不動(dòng)，并因此可給一車輛提供一輪閘。
該設(shè)置也適于修正對(duì)差動(dòng)齒輪17/18的外部控制。應(yīng)該意識(shí)到，通過外部控制該齒輪17/18，可調(diào)整兩驅(qū)動(dòng)軸16、23之間的扭矩分配。制動(dòng)差動(dòng)齒輪17/18的一合適的裝置可以是一制動(dòng)帶、離合器或粘液耦合器。
通過將驅(qū)動(dòng)軸16、23的內(nèi)端設(shè)置成緊緊相鄰，與在內(nèi)部驅(qū)動(dòng)軸端之間的差動(dòng)齒輪的一傳統(tǒng)設(shè)置相比，該傳動(dòng)裝置提供車輛中止移動(dòng)期間的最小的驅(qū)動(dòng)軸連接。對(duì)于車輛輪距相對(duì)較窄的小型前輪驅(qū)動(dòng)車輛來說，這種設(shè)置具有特定的價(jià)值。此外，驅(qū)動(dòng)軸端的鄰近提供了一聯(lián)軸器的相對(duì)簡(jiǎn)單的形式，該聯(lián)軸器將驅(qū)動(dòng)軸鎖在一起或者限制其間的相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。因此，這種設(shè)置可提供一鎖定的差動(dòng)或一有限滑動(dòng)的差動(dòng)，這對(duì)于某些類型的車輛是有價(jià)值的。
在圖1的示意性實(shí)施例中，諸齒輪提供有下面的齒數(shù)，從而給出一基本的扭矩分配，而無需差動(dòng)齒輪17/18的外部控制。
內(nèi)部恒星齒輪13—33齒內(nèi)部行星齒輪14—26齒內(nèi)部環(huán)形齒輪17—87齒外部恒星齒輪18—103齒外部行星齒輪19—19齒外部環(huán)形齒輪22—141齒這些個(gè)別比率的總減速比是7.24∶1。
在圖2中顯示了用于一前輪驅(qū)動(dòng)車輛的一實(shí)際傳動(dòng)裝置設(shè)置，并且詳細(xì)顯示了傳動(dòng)箱11、軸承、軸封以及其它傳統(tǒng)部件。在適當(dāng)之處，零件采用了對(duì)應(yīng)于圖1的參考標(biāo)號(hào)；未顯示一停鎖設(shè)置。
應(yīng)該意識(shí)到，傳動(dòng)箱21直接螺栓連接至電動(dòng)機(jī)的箱體30，如圖所示。
權(quán)利要求
1.一種行星差速傳動(dòng)裝置，包括一外殼(21)、一環(huán)形可轉(zhuǎn)動(dòng)輸入件(12)、相對(duì)的兩個(gè)可轉(zhuǎn)動(dòng)輸出件(16、23)、以及一行星齒輪系，該環(huán)形可轉(zhuǎn)動(dòng)輸入件(12)在所述外殼中具有一轉(zhuǎn)動(dòng)軸線(10)，兩個(gè)可轉(zhuǎn)動(dòng)輸出件(16、23)在所述軸線(10)上是相對(duì)的，其中一個(gè)適于被驅(qū)動(dòng)穿過所述輸入件(12)，該行星齒輪系設(shè)置成圍繞所述輸入件(12)，其中，所述輸入件(12)包括一恒星齒輪(13)，提供與所述恒星齒輪(13)相嚙合的內(nèi)部行星齒輪(14)，可轉(zhuǎn)動(dòng)地提供一內(nèi)部行星齒輪托架(15)，該托架(15)與與所述輸入件(12)相關(guān)的輸出件(16)固定在一起，提供在內(nèi)側(cè)與所述內(nèi)部行星齒輪(14)、以及在外側(cè)與可在所述外殼的軸線(20)上轉(zhuǎn)動(dòng)的外部行星齒輪(19)相嚙合的一內(nèi)部環(huán)形齒輪(17)，以及提供與所述外部行星齒輪(19)相嚙合并連接至所述輸出件(23)中的另一個(gè)的一外部環(huán)形齒輪(22)。
2.如權(quán)利要求1所述的傳動(dòng)裝置，其特征在于，所述恒星齒輪(13)、內(nèi)部行星齒輪(14)和內(nèi)部環(huán)形齒輪(17)設(shè)置于一基本共同的平面中。
3.如權(quán)利要求1或2所述的傳動(dòng)裝置，其特征在于，所述內(nèi)部環(huán)形齒輪(17)、外部行星齒輪(19)和外部環(huán)形齒輪(22)設(shè)置于一基本共同的平面中。
4.如權(quán)利要求2或3所述的傳動(dòng)裝置，其特征在于，所述恒星齒輪(17)、行星齒輪(14、19)和環(huán)形齒輪(17、22)都設(shè)置于一基本共同的平面中。
5.如前述權(quán)利要求中的任意一項(xiàng)所述的傳動(dòng)裝置，其特征在于，提供四個(gè)內(nèi)部行星齒輪(14)和四個(gè)外部行星齒輪(19)。
6.如前述權(quán)利要求中的任意一項(xiàng)所述的傳動(dòng)裝置，其特征在于，還包括一鎖定爪(24)，該鎖定爪(24)可接合而相對(duì)于所述外殼(21)保持所述行星齒輪系的一元件，從而鎖住所述傳動(dòng)裝置并提供一停鎖功能。
7.如權(quán)利要求6所述的傳動(dòng)裝置，其特征在于，所述爪(24)接合所述外部環(huán)形齒輪(22)。
8.如前述權(quán)利要求中的任意一項(xiàng)所述的傳動(dòng)裝置，其特征在于，所述恒星齒輪(13)具有33個(gè)齒，所述內(nèi)部行星齒輪(14)具有26個(gè)齒，所述內(nèi)部環(huán)形齒輪(17)在內(nèi)側(cè)具有87個(gè)齒而在外側(cè)具有103個(gè)齒，所述外部行星齒輪(19)具有19個(gè)齒，以及所述外部環(huán)形齒輪(22)具有141個(gè)齒。
全文摘要
一種單速行星差速傳動(dòng)裝置允許一輸入軸(12)連接至兩個(gè)輸出軸(16、23)，且具有基本均等的扭矩分配。該傳動(dòng)裝置包括兩個(gè)行星齒輪系，這兩個(gè)行星齒輪系具有一共同的齒圈/恒星齒輪(17、18)，該齒圈/恒星齒輪(17、18)作為一差動(dòng)齒輪以適應(yīng)輸出軸(16、23)的速度變化。
文檔編號(hào)B60K1/00GK1964864SQ200580018753
公開日2007年5月16日 申請(qǐng)日期2005年6月8日 優(yōu)先權(quán)日2004年6月8日
發(fā)明者G·塞奇威克 申請(qǐng)人:里卡多英國(guó)有限公司