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電動(dòng)汽車二擋變速驅(qū)動(dòng)橋總成的制作方法

文檔序號(hào):3876081閱讀:202來源:國知局
電動(dòng)汽車二擋變速驅(qū)動(dòng)橋總成的制作方法
【專利摘要】一種電動(dòng)汽車二擋變速驅(qū)動(dòng)橋總成,涉及電動(dòng)汽車專用變速驅(qū)動(dòng)系統(tǒng),設(shè)有橋殼,橋殼上設(shè)有電動(dòng)機(jī)、二檔變速器、主減速器、差速器,電動(dòng)機(jī)主軸與二檔變速器輸入軸相連,二檔變速器輸出軸經(jīng)主減速器與差速器殼體相連,差速器的兩個(gè)圓錐型中心輪分別連接電動(dòng)汽車的左半軸和右半軸,左半軸和右半軸兩端設(shè)有驅(qū)動(dòng)輪,電動(dòng)機(jī)主軸軸線與左半軸、右半軸的軸線垂直,主減速器由兩個(gè)相互嚙合的錐齒輪組成,主減速器的主動(dòng)錐齒輪設(shè)在二檔變速器的輸出軸上,主減速器的從動(dòng)錐齒輪設(shè)在差速器殼體上。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)緊湊、節(jié)省空間左、右半軸幾何尺寸一致,有利于產(chǎn)品生產(chǎn)和降低成本。
【專利說明】電動(dòng)汽車二擋變速驅(qū)動(dòng)橋總成【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及電動(dòng)汽車專用變速驅(qū)動(dòng)系統(tǒng),詳細(xì)講是一種具備兩個(gè)擋位變速功能的、適配能力強(qiáng)的電動(dòng)汽車二擋變速驅(qū)動(dòng)橋總成。
【背景技術(shù)】
[0002]我們知道,為了提高電動(dòng)汽車最高行駛速度、對(duì)道路的適應(yīng)能力,發(fā)揮電動(dòng)汽車動(dòng)力系統(tǒng)布置靈活、簡單和輕量化的優(yōu)點(diǎn),減小摩擦損耗,提高傳動(dòng)效率、加速性能,人們研發(fā)了二檔變速型驅(qū)動(dòng)橋式電動(dòng)汽車。如圖1所示,現(xiàn)有的二檔變速型驅(qū)動(dòng)橋的結(jié)構(gòu)為:橋殼上設(shè)有電動(dòng)機(jī)、二檔變速器、主減速器、差速器,其中電動(dòng)機(jī)主軸與左半軸、右半軸平行,電動(dòng)機(jī)主軸與二檔變速器輸入軸相連,二檔變速器輸出軸經(jīng)主減速器與差速器殼體相連,差速器的兩個(gè)行星輪主軸連接在差速器殼體上,主減速器由兩個(gè)相互嚙合的圓柱齒輪組成,主減速器的主動(dòng)齒輪設(shè)在二檔變速器的輸出軸上,主減速器的從動(dòng)齒輪設(shè)在差速器殼體上,差速器的兩個(gè)圓錐型中心輪(亦稱太陽輪)分別連接電動(dòng)汽車的左半軸和右半軸,左半軸和右半軸兩端設(shè)有驅(qū)動(dòng)輪。其動(dòng)力傳遞路線是:電動(dòng)機(jī)一變速器一主減速器一差速器一半軸—驅(qū)動(dòng)輪。主要改進(jìn)之處是把傳統(tǒng)電動(dòng)汽車傳動(dòng)比固定的減速器改成傳動(dòng)比可以變化的變速器。變速器一般設(shè)置1、2兩個(gè)擋位,低速行駛時(shí)采用I擋,高速行駛時(shí)采用2擋。由于適當(dāng)?shù)財(cái)U(kuò)展了速比寬度,既能較好地發(fā)揮電動(dòng)機(jī)的動(dòng)力輸出特性,又能滿足電動(dòng)汽車對(duì)牽引力和速度的要求,增強(qiáng)了對(duì)道路的適應(yīng)能力。變速型驅(qū)動(dòng)橋結(jié)構(gòu)緊湊、重量輕、布置靈活,性能方面兼顧電動(dòng)汽車對(duì)大牽引力和高速度的要求,因此成為輕小型電動(dòng)汽車傳動(dòng)系統(tǒng)的理想配置。目前的這類變速型 驅(qū)動(dòng)橋的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是:各擋變速齒輪機(jī)構(gòu)及主減速器齒輪副均采用平行軸齒輪傳動(dòng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),即:主減速器的主動(dòng)、從動(dòng)齒輪采用圓柱型齒輪,變速器的輸入軸、輸出軸和主減速器主動(dòng)、從動(dòng)齒輪軸線(包括半軸)之間相互平行,總體上形成了電動(dòng)機(jī)橫置,并與驅(qū)動(dòng)橋形成“并聯(lián)”布置形式。這種“并聯(lián)”形式相對(duì)減小了動(dòng)力總成(主要是電動(dòng)機(jī))占用車身縱向長度的尺寸,有利于電池組在車身底盤中部的布置和安裝。但另一方面,電動(dòng)機(jī)采用橫向布置也會(huì)帶來另外的問題:
[0003](I)電動(dòng)機(jī)及變速總成占用了底盤驅(qū)動(dòng)橋安裝處的大部分橫向空間,使得主減速器難以安裝在驅(qū)動(dòng)橋的中間位置,形成偏置,造成橋內(nèi)左、右兩根半軸的長度不一致,當(dāng)加載后,兩根半軸會(huì)因扭轉(zhuǎn)剛度的不一致導(dǎo)致左右驅(qū)動(dòng)輪的牽引力出現(xiàn)一定的偏差,從而降低了最大牽引力和行駛的穩(wěn)定性;
[0004](2)電動(dòng)機(jī)橫向布置,使得承接電動(dòng)機(jī)和驅(qū)動(dòng)橋的變速器殼體承受較大的扭轉(zhuǎn)載荷,特別是顛簸造成沖擊載荷,對(duì)殼體的強(qiáng)度和疲勞壽命影響更大。因此這種結(jié)構(gòu)不利于傳動(dòng)裝置的輕量化和大功率動(dòng)力裝置的配置;
[0005](3)主減速器主動(dòng)齒輪和從動(dòng)齒輪須采用圓柱形齒輪,當(dāng)需要更大的傳動(dòng)比時(shí),勢(shì)必會(huì)加大從動(dòng)輪分度圓直徑(主動(dòng)輪最小齒數(shù)有限制)或增加中間軸齒輪傳動(dòng)比,使變速器中心距增大,拉長電動(dòng)機(jī)與驅(qū)動(dòng)橋之間的距離,使電動(dòng)機(jī)橫向布置占用縱向空間小的優(yōu)勢(shì)不復(fù)存在。因此,這種布置結(jié)構(gòu)的拓展空間會(huì)受到限制,不利于大功率變速器的設(shè)計(jì)。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本實(shí)用新型的目的在于解決上述現(xiàn)有技術(shù)的不足,提供一種電動(dòng)機(jī)縱向布置,電動(dòng)機(jī)主軸與電動(dòng)汽車的左半軸、右半軸垂直,左半軸和右半軸長度相同,適配能力強(qiáng)、性能佳的電動(dòng)汽車二擋變速驅(qū)動(dòng)橋總成。
[0007]本實(shí)用新型解決上述現(xiàn)有技術(shù)的不足所采用的技術(shù)方案是:
[0008]—種電動(dòng)汽車二擋變速驅(qū)動(dòng)橋總成,設(shè)有橋殼,橋殼上設(shè)有電動(dòng)機(jī)、二檔變速器、主減速器、差速器,電動(dòng)機(jī)主軸與二檔變速器輸入軸相連,二檔變速器輸出軸經(jīng)主減速器與差速器殼體相連,差速器的兩個(gè)圓錐型中心輪分別連接電動(dòng)汽車的左半軸和右半軸,左半軸和右半軸兩端設(shè)有驅(qū)動(dòng)輪,其特征在于所述的電動(dòng)機(jī)主軸軸線與左半軸、右半軸的軸線垂直,主減速器由兩個(gè)相互嚙合的錐齒輪組成,主減速器的主動(dòng)錐齒輪設(shè)在二檔變速器的輸出軸上,主減速器的從動(dòng)錐齒輪設(shè)在差速器殼體上。本實(shí)用新型通過由兩個(gè)錐齒輪組成的主減速器使變速器軸線與主減速器從動(dòng)齒輪軸線形成垂直,從而在總體上形成變速器軸線與驅(qū)動(dòng)橋軸線呈垂直結(jié)構(gòu);變速器與主減速器共用同一殼體和支撐結(jié)構(gòu),使變速器和主減速器及差速器集成為一體,形成一完整的二擋變速傳動(dòng)總成,具有結(jié)構(gòu)緊湊,節(jié)省空間的優(yōu)點(diǎn)。
[0009]本實(shí)用新型中所述的二檔變速器是在變速器殼體內(nèi)平行的設(shè)有輸入軸和輸出軸,輸入軸上設(shè)有一擋主動(dòng)齒輪和二擋主動(dòng)齒輪,輸出軸上經(jīng)軸承設(shè)有一擋從動(dòng)齒輪和二擋從動(dòng)齒輪,一擋從動(dòng)齒輪和二擋從動(dòng)齒輪之間的輸出軸上設(shè)有同步換擋裝置。結(jié)構(gòu)簡單、不易磨損,使用壽命長。
[0010]本實(shí)用新型中所述的同步換擋裝置是在一擋從動(dòng)齒輪和二擋從動(dòng)齒輪之間的輸出軸上設(shè)有既隨輸出軸同步轉(zhuǎn)動(dòng)又可軸向滑動(dòng)的齒合套。一擋從動(dòng)齒輪和二擋從動(dòng)齒輪上與齒合套相對(duì)側(cè)設(shè)有與齒合套相配合的結(jié)合齒,齒合套經(jīng)撥叉與換擋桿相連。齒合套在撥叉的推動(dòng)下沿輸出軸作前、后移動(dòng),通過與一擋和二擋上的結(jié)合齒分別齒合來實(shí)現(xiàn)一、二擋的換擋,此結(jié)構(gòu)的同步換擋裝置結(jié)構(gòu)簡單,不易損壞,維修簡單、方便,使用壽命長。
[0011]本實(shí)用新型由于電動(dòng)機(jī)軸線、變速器軸線與驅(qū)動(dòng)橋軸線(即左半軸和右半軸的軸線)呈垂直結(jié)構(gòu),可把主減速器設(shè)置在驅(qū)動(dòng)橋的中間位置,使左、右半軸的受力更加合理,扭轉(zhuǎn)剛度趨于一致,保證了最大牽引力和行駛穩(wěn)定性的提高,同時(shí),左、右半軸幾何尺寸一致,有利于產(chǎn)品生產(chǎn)和降低成本;變速器輸出軸與主減速器主動(dòng)齒輪共軸,縮短了軸向尺寸,使動(dòng)力及傳動(dòng)總成沿車身縱向的總尺寸縮短,結(jié)構(gòu)更緊湊,有利于電池組或其它部件、總成的安裝布置;更有效地降低電動(dòng)汽車重載、起步和爬坡時(shí)的電流和高速行駛電流,降低了電池負(fù)荷,有利于延長電池壽命、增加續(xù)駛里程。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1是現(xiàn)有的電動(dòng)汽車二擋變速驅(qū)動(dòng)橋的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013]圖2是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]圖3是本實(shí)用新型中同步換擋裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】[0015]如圖2、圖3所示的電動(dòng)汽車二擋變速驅(qū)動(dòng)橋總成,設(shè)有橋殼9,橋殼9上設(shè)有電動(dòng)機(jī)2、二檔變速器1、主減速器、差速器6,電動(dòng)機(jī)2主軸與二檔變速器I的輸入軸3相連,二檔變速器輸出軸15經(jīng)主減速器與差速器6的殼體相連,差速器6兩個(gè)圓錐型中心輪11、10(亦稱太陽輪)分別連接電動(dòng)汽車的左半軸13和右半軸7,左半軸13和右半軸7兩端設(shè)有驅(qū)動(dòng)輪8,所述的電動(dòng)機(jī)主軸軸線與左半軸、右半軸的軸線垂直,主減速器由兩個(gè)相互嚙合的錐齒輪組成,主減速器的主動(dòng)錐齒輪14設(shè)在二檔變速器的輸出軸15上,主減速器的從動(dòng)錐齒輪12設(shè)在差速器殼體上。本實(shí)用新型通過由兩個(gè)錐齒輪組成的主減速器使變速器軸線與主減速器從動(dòng)齒輪軸線形成垂直,從而在總體上形成變速器軸線與驅(qū)動(dòng)橋軸線呈垂直結(jié)構(gòu);變速器與主減速器共用同一殼體和支撐結(jié)構(gòu),使變速器和主減速器及差速器集成為一體,形成一完整的二擋變速傳動(dòng)總成。
[0016]本實(shí)用新型進(jìn)一步改進(jìn),所述的二檔變速器是在變速器殼體內(nèi)平行的設(shè)有輸入軸3和輸出軸15,輸入軸上設(shè)有一擋主動(dòng)齒輪5和二擋主動(dòng)齒輪4,輸出軸上經(jīng)軸承設(shè)有一擋從動(dòng)齒輪16和二擋從動(dòng)齒輪18,一擋從動(dòng)齒輪和二擋從動(dòng)齒輪之間的輸出軸上設(shè)有同步換擋裝置17 ;同步換擋裝置17是在一擋從動(dòng)齒輪16和二擋從動(dòng)齒輪18之間的輸出軸15上設(shè)有既隨輸出軸同步轉(zhuǎn)動(dòng)又可軸向滑動(dòng)的齒合套23,齒合套內(nèi)的齒合套座與輸出軸采用花鍵相連,齒合套既可以相對(duì)輸出軸15作軸向滑動(dòng),又同時(shí)隨輸出軸15同步轉(zhuǎn)動(dòng)。一擋從動(dòng)齒輪和二擋從動(dòng)齒輪上與齒合套相對(duì)側(cè)設(shè)有與齒合套相配合的結(jié)合齒19、21,齒合套23經(jīng)撥叉20與換擋桿22相連。此結(jié)構(gòu)的同步換擋裝置結(jié)構(gòu)簡單,不易磨損、損壞,維修簡單、方便,使用壽命長。
[0017]工作時(shí):當(dāng)電動(dòng)汽車處于起步、低速(車速u≤25 km)或爬陡坡等工況(以下統(tǒng)一簡稱為低速工況)時(shí),需要電動(dòng)機(jī)及傳動(dòng)系統(tǒng)能夠提供足夠大的牽引力,這就需要傳動(dòng)系能夠提供較大的總傳動(dòng)比ia,利用傳動(dòng)系的減速(指轉(zhuǎn)速)增扭作用,把電動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩(即扭矩)進(jìn)行放大,半軸把放大后的轉(zhuǎn)矩傳遞給驅(qū)動(dòng)輪,再通過驅(qū)動(dòng)輪與地面的摩擦作用,把轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)變?yōu)轵?qū)動(dòng)力。為此,本實(shí)用新型把變速器中的一擋的傳動(dòng)比igl設(shè)計(jì)為最大,由igl與主減速器的傳動(dòng)比U的乘積得到總傳動(dòng)比ia,即i3=iglXio,總傳動(dòng)比ia值達(dá)到最大,因此車輛低速行駛時(shí)采用一擋工作。操作原理是,駕駛員通過操縱換擋桿、撥叉和同步同步換擋裝置,推動(dòng)齒合套完成與一擋從動(dòng)齒輪的結(jié)合齒完全齒合,使一擋主動(dòng)齒輪與一擋從動(dòng)齒輪形成一擋傳動(dòng)齒輪副,得到一擋傳動(dòng)比igl ;當(dāng)車輛低速運(yùn)行工況結(jié)束進(jìn)入巡航車速(車速u > 25 km)或高速行駛階段時(shí),車輛需要傳動(dòng)系能夠輸出更高的轉(zhuǎn)速,對(duì)牽引力的需求相對(duì)降低,因此需要傳動(dòng)系統(tǒng)能夠降低總傳動(dòng)比i3,通過加速(指轉(zhuǎn)速)減扭作用提高車速。為此,變速器轉(zhuǎn)入二擋工作,二擋的傳動(dòng)比ig2值較低,使總傳動(dòng)比i3=ig2Xic)值隨之降低,因此使輸出轉(zhuǎn)速提高。操作原理是,駕駛員通過操縱換擋桿、撥叉和同步同步換擋裝置,推動(dòng)齒合套完成與二擋從動(dòng)齒輪的結(jié)合齒完全齒合,使二擋主動(dòng)齒輪與二擋從動(dòng)齒輪形成二擋傳動(dòng)齒輪副,得到二擋傳動(dòng)比ig2,從而實(shí)現(xiàn)ia=ii2乂U =最小值的目標(biāo)。
[0018]本實(shí)用新型由于電動(dòng)機(jī)軸線、變速器軸線與驅(qū)動(dòng)橋軸線(即左半軸和右半軸的軸線)呈垂直結(jié)構(gòu),存在如下優(yōu)點(diǎn):
[0019](I)動(dòng)力及傳動(dòng)總成呈縱向“串聯(lián)”結(jié)構(gòu)形式,大大改善了變速器殼體的受力情況,使其不再承受較大的扭轉(zhuǎn)載荷。合理的受力結(jié)構(gòu)提高了機(jī)體疲勞壽命和承載能力,亦有利于實(shí)現(xiàn)變速器的輕量化;[0020](2)軸線垂直傳動(dòng)(電動(dòng)機(jī)、變速器的軸線與主減速器從動(dòng)輪軸線、驅(qū)動(dòng)橋軸線垂直)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),可把主減速器設(shè)置在驅(qū)動(dòng)橋的中間位置,使左、右半軸的受力更加合理,扭轉(zhuǎn)剛度趨于一致,保證了最大牽引力和行駛穩(wěn)定性的提高,同時(shí),左、右半軸幾何尺寸一致,有利于產(chǎn)品生產(chǎn)和降低成本;
[0021](3)變速器輸出軸與主減速器主動(dòng)齒輪共軸,縮短了軸向尺寸,使動(dòng)力及傳動(dòng)總成沿車身縱向的總尺寸縮短,有利于電池組或其它部件、總成的安裝布置;
[0022](4)傳動(dòng)效率高。本實(shí)用新型的二級(jí)變速速比寬度更大,系列產(chǎn)品可提供的總傳動(dòng)比忍=3.536^15.519可選??筛鶕?jù)不同的載荷和行駛工況采用不同的擋位,大大提高了系統(tǒng)傳動(dòng)效率。使車輛具備了更強(qiáng)的適應(yīng)能力;
[0023](5)更有效地降低電動(dòng)汽車重載、起步和爬坡時(shí)的電流和高速行駛電流,降低了電池負(fù)荷,有利于延長電池壽命、增加續(xù)駛里程;
[0024](6)爬坡能力強(qiáng)、車速高。速比寬泛的兩擋變速,使電動(dòng)機(jī)的動(dòng)力特性得到了比較充分的發(fā)揮。目前的變速型驅(qū)動(dòng)橋,擋位間傳動(dòng)比的比值多在1.8左右,本實(shí)用新型通過采用先進(jìn)同步技術(shù)可以使比值達(dá)到2.9以上,車輛的爬坡能力大于30%、最高車速超過IOOkm/h ;
[0025](7) 二擋變速器與主減速器(含差速器)采用集成化設(shè)計(jì),使二擋變速驅(qū)動(dòng)橋整體結(jié)構(gòu)緊湊、質(zhì)量輕。通過調(diào)整 1、2擋傳動(dòng)比和主減速比,可形成不同總傳動(dòng)比系列產(chǎn)品??善ヅ渥畲蠊β?0kW的電動(dòng)機(jī),能為總質(zhì)量3000kg以下不同車型提供配套。
【權(quán)利要求】
1.一種電動(dòng)汽車二擋變速驅(qū)動(dòng)橋總成,設(shè)有橋殼,橋殼上設(shè)有電動(dòng)機(jī)、二檔變速器、主減速器、差速器,電動(dòng)機(jī)主軸與二檔變速器輸入軸相連,二檔變速器輸出軸經(jīng)主減速器與差速器殼體相連,差速器的兩個(gè)圓錐型中心輪分別連接電動(dòng)汽車的左半軸和右半軸,左半軸和右半軸兩端設(shè)有驅(qū)動(dòng)輪,其特征在于所述的電動(dòng)機(jī)主軸軸線與左半軸、右半軸的軸線垂直,主減速器由兩個(gè)相互嚙合的錐齒輪組成,主減速器的主動(dòng)錐齒輪設(shè)在二檔變速器的輸出軸上,主減速器的從動(dòng)錐齒輪設(shè)在差速器殼體上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動(dòng)汽車二擋變速驅(qū)動(dòng)橋總成,其特征在于所述的二檔變速器是在變速器殼體內(nèi)平行的設(shè)有輸入軸和輸出軸,輸入軸上設(shè)有一擋主動(dòng)齒輪和二擋主動(dòng)齒輪,輸出軸上經(jīng)軸承設(shè)有一擋從動(dòng)齒輪和二擋從動(dòng)齒輪,一擋從動(dòng)齒輪和二擋從動(dòng)齒輪之間的輸出軸上設(shè)有同步換擋裝置。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電動(dòng)汽車二擋變速驅(qū)動(dòng)橋總成,其特征在于所述的同步換擋裝置是在一擋從動(dòng)齒輪和二擋從動(dòng)齒輪之間的輸出軸上設(shè)有既隨輸出軸同步轉(zhuǎn)動(dòng)又可軸向滑動(dòng)的齒合套,一擋從動(dòng)齒輪和二擋從動(dòng)齒輪上與齒合套相對(duì)側(cè)設(shè)有與齒合套相配合的結(jié)合齒,齒合套經(jīng)撥叉與換擋桿相連。
【文檔編號(hào)】B60K17/04GK203580592SQ201320683679
【公開日】2014年5月7日 申請(qǐng)日期:2013年11月1日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月1日
【發(fā)明者】崔勝民, 宋金平 申請(qǐng)人:崔勝民
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