電動汽車二擋變速驅(qū)動橋總成的制作方法
【專利摘要】一種電動汽車二擋變速驅(qū)動橋總成，涉及電動汽車專用變速驅(qū)動系統(tǒng),設(shè)有橋殼，橋殼上設(shè)有電動機、二檔變速器、主減速器、差速器，電動機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，差速器的兩個圓錐型中心輪分別連接電動汽車的左半軸和右半軸，左半軸和右半軸兩端設(shè)有驅(qū)動輪，電動機主軸軸線與左半軸、右半軸的軸線垂直，主減速器由兩個相互嚙合的錐齒輪組成，主減速器的主動錐齒輪設(shè)在二檔變速器的輸出軸上，主減速器的從動錐齒輪設(shè)在差速器殼體上。本實用新型結(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】電動汽車二擋變速驅(qū)動橋總成【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及電動汽車專用變速驅(qū)動系統(tǒng)，詳細(xì)講是一種具備兩個擋位變速功能的、適配能力強的電動汽車二擋變速驅(qū)動橋總成。
【背景技術(shù)】
[0002]我們知道，為了提高電動汽車最高行駛速度、對道路的適應(yīng)能力，發(fā)揮電動汽車動力系統(tǒng)布置靈活、簡單和輕量化的優(yōu)點，減小摩擦損耗，提高傳動效率、加速性能，人們研發(fā)了二檔變速型驅(qū)動橋式電動汽車。如圖1所示，現(xiàn)有的二檔變速型驅(qū)動橋的結(jié)構(gòu)為:橋殼上設(shè)有電動機、二檔變速器、主減速器、差速器，其中電動機主軸與左半軸、右半軸平行，電動機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，差速器的兩個行星輪主軸連接在差速器殼體上，主減速器由兩個相互嚙合的圓柱齒輪組成，主減速器的主動齒輪設(shè)在二檔變速器的輸出軸上，主減速器的從動齒輪設(shè)在差速器殼體上，差速器的兩個圓錐型中心輪(亦稱太陽輪)分別連接電動汽車的左半軸和右半軸，左半軸和右半軸兩端設(shè)有驅(qū)動輪。其動力傳遞路線是:電動機一變速器一主減速器一差速器一半軸—驅(qū)動輪。主要改進之處是把傳統(tǒng)電動汽車傳動比固定的減速器改成傳動比可以變化的變速器。變速器一般設(shè)置1、2兩個擋位，低速行駛時采用I擋，高速行駛時采用2擋。由于適當(dāng)?shù)財U展了速比寬度，既能較好地發(fā)揮電動機的動力輸出特性，又能滿足電動汽車對牽引力和速度的要求，增強了對道路的適應(yīng)能力。變速型驅(qū)動橋結(jié)構(gòu)緊湊、重量輕、布置靈活，性能方面兼顧電動汽車對大牽引力和高速度的要求，因此成為輕小型電動汽車傳動系統(tǒng)的理想配置。目前的這類變速型 驅(qū)動橋的結(jié)構(gòu)特點是:各擋變速齒輪機構(gòu)及主減速器齒輪副均采用平行軸齒輪傳動結(jié)構(gòu)設(shè)計，即:主減速器的主動、從動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、從動齒輪軸線(包括半軸)之間相互平行，總體上形成了電動機橫置，并與驅(qū)動橋形成“并聯(lián)”布置形式。這種“并聯(lián)”形式相對減小了動力總成(主要是電動機)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，電動機采用橫向布置也會帶來另外的問題:
[0003](I)電動機及變速總成占用了底盤驅(qū)動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，兩根半軸會因扭轉(zhuǎn)剛度的不一致導(dǎo)致左右驅(qū)動輪的牽引力出現(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)電動機橫向布置，使得承接電動機和驅(qū)動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，對殼體的強度和疲勞壽命影響更大。因此這種結(jié)構(gòu)不利于傳動裝置的輕量化和大功率動力裝置的配置；
[0005](3)主減速器主動齒輪和從動齒輪須采用圓柱形齒輪，當(dāng)需要更大的傳動比時，勢必會加大從動輪分度圓直徑(主動輪最小齒數(shù)有限制)或增加中間軸齒輪傳動比，使變速器中心距增大，拉長電動機與驅(qū)動橋之間的距離，使電動機橫向布置占用縱向空間小的優(yōu)勢不復(fù)存在。因此，這種布置結(jié)構(gòu)的拓展空間會受到限制，不利于大功率變速器的設(shè)計。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本實用新型的目的在于解決上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種電動機縱向布置，電動機主軸與電動汽車的左半軸、右半軸垂直，左半軸和右半軸長度相同，適配能力強、性能佳的電動汽車二擋變速驅(qū)動橋總成。
[0007]本實用新型解決上述現(xiàn)有技術(shù)的不足所采用的技術(shù)方案是:
[0008]—種電動汽車二擋變速驅(qū)動橋總成,設(shè)有橋殼,橋殼上設(shè)有電動機、二檔變速器、主減速器、差速器，電動機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，差速器的兩個圓錐型中心輪分別連接電動汽車的左半軸和右半軸，左半軸和右半軸兩端設(shè)有驅(qū)動輪，其特征在于所述的電動機主軸軸線與左半軸、右半軸的軸線垂直，主減速器由兩個相互嚙合的錐齒輪組成，主減速器的主動錐齒輪設(shè)在二檔變速器的輸出軸上，主減速器的從動錐齒輪設(shè)在差速器殼體上。本實用新型通過由兩個錐齒輪組成的主減速器使變速器軸線與主減速器從動齒輪軸線形成垂直，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總成，具有結(jié)構(gòu)緊湊，節(jié)省空間的優(yōu)點。
[0009]本實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)有一擋主動齒輪和二擋主動齒輪，輸出軸上經(jīng)軸承設(shè)有一擋從動齒輪和二擋從動齒輪，一擋從動齒輪和二擋從動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]本實用新型中所述的同步換擋裝置是在一擋從動齒輪和二擋從動齒輪之間的輸出軸上設(shè)有既隨輸出軸同步轉(zhuǎn)動又可軸向滑動的齒合套。一擋從動齒輪和二擋從動齒輪上與齒合套相對側(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下沿輸出軸作前、后移動，通過與一擋和二擋上的結(jié)合齒分別齒合來實現(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]本實用新型由于電動機軸線、變速器軸線與驅(qū)動橋軸線(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，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齒輪共軸，縮短了軸向尺寸，使動力及傳動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；更有效地降低電動汽車重載、起步和爬坡時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)有的電動汽車二擋變速驅(qū)動橋的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013]圖2是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]圖3是本實用新型中同步換擋裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】[0015]如圖2、圖3所示的電動汽車二擋變速驅(qū)動橋總成，設(shè)有橋殼9，橋殼9上設(shè)有電動機2、二檔變速器1、主減速器、差速器6，電動機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6兩個圓錐型中心輪11、10(亦稱太陽輪)分別連接電動汽車的左半軸13和右半軸7，左半軸13和右半軸7兩端設(shè)有驅(qū)動輪8，所述的電動機主軸軸線與左半軸、右半軸的軸線垂直，主減速器由兩個相互嚙合的錐齒輪組成，主減速器的主動錐齒輪14設(shè)在二檔變速器的輸出軸15上，主減速器的從動錐齒輪12設(shè)在差速器殼體上。本實用新型通過由兩個錐齒輪組成的主減速器使變速器軸線與主減速器從動齒輪軸線形成垂直，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總成。
[0016]本實用新型進一步改進，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)有一擋主動齒輪5和二擋主動齒輪4，輸出軸上經(jīng)軸承設(shè)有一擋從動齒輪16和二擋從動齒輪18，一擋從動齒輪和二擋從動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是在一擋從動齒輪16和二擋從動齒輪18之間的輸出軸15上設(shè)有既隨輸出軸同步轉(zhuǎn)動又可軸向滑動的齒合套23，齒合套內(nèi)的齒合套座與輸出軸采用花鍵相連，齒合套既可以相對輸出軸15作軸向滑動，又同時隨輸出軸15同步轉(zhuǎn)動。一擋從動齒輪和二擋從動齒輪上與齒合套相對側(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:當(dāng)電動汽車處于起步、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，需要電動機及傳動系統(tǒng)能夠提供足夠大的牽引力，這就需要傳動系能夠提供較大的總傳動比ia，利用傳動系的減速(指轉(zhuǎn)速)增扭作用，把電動機的輸出轉(zhuǎn)矩(即扭矩)進行放大，半軸把放大后的轉(zhuǎn)矩傳遞給驅(qū)動輪，再通過驅(qū)動輪與地面的摩擦作用，把轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)變?yōu)轵?qū)動力。為此，本實用新型把變速器中的一擋的傳動比igl設(shè)計為最大，由igl與主減速器的傳動比U的乘積得到總傳動比ia，即i3=iglXio，總傳動比ia值達到最大，因此車輛低速行駛時采用一擋工作。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，推動齒合套完成與一擋從動齒輪的結(jié)合齒完全齒合，使一擋主動齒輪與一擋從動齒輪形成一擋傳動齒輪副，得到一擋傳動比igl ;當(dāng)車輛低速運行工況結(jié)束進入巡航車速(車速u > 25 km)或高速行駛階段時，車輛需要傳動系能夠輸出更高的轉(zhuǎn)速，對牽引力的需求相對降低，因此需要傳動系統(tǒng)能夠降低總傳動比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，二擋的傳動比ig2值較低，使總傳動比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，推動齒合套完成與二擋從動齒輪的結(jié)合齒完全齒合，使二擋主動齒輪與二擋從動齒輪形成二擋傳動齒輪副，得到二擋傳動比ig2，從而實現(xiàn)ia=ii2乂U =最小值的目標(biāo)。
[0018]本實用新型由于電動機軸線、變速器軸線與驅(qū)動橋軸線(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:
[0019](I)動力及傳動總成呈縱向“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)提高了機體疲勞壽命和承載能力，亦有利于實現(xiàn)變速器的輕量化；[0020](2)軸線垂直傳動(電動機、變速器的軸線與主減速器從動輪軸線、驅(qū)動橋軸線垂直)結(jié)構(gòu)設(shè)計，可把主減速器設(shè)置在驅(qū)動橋的中間位置，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，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齒輪共軸，縮短了軸向尺寸，使動力及傳動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)傳動效率高。本實用新型的二級變速速比寬度更大，系列產(chǎn)品可提供的總傳動比忍=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)傳動效率。使車輛具備了更強的適應(yīng)能力；
[0023](5)更有效地降低電動汽車重載、起步和爬坡時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、車速高。速比寬泛的兩擋變速，使電動機的動力特性得到了比較充分的發(fā)揮。目前的變速型驅(qū)動橋，擋位間傳動比的比值多在1.8左右，本實用新型通過采用先進同步技術(shù)可以使比值達到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，使二擋變速驅(qū)動橋整體結(jié)構(gòu)緊湊、質(zhì)量輕。通過調(diào)整 1、2擋傳動比和主減速比，可形成不同總傳動比系列產(chǎn)品?？善ヅ渥畲蠊β?0kW的電動機，能為總質(zhì)量3000kg以下不同車型提供配套。
【權(quán)利要求】
1.一種電動汽車二擋變速驅(qū)動橋總成,設(shè)有橋殼，橋殼上設(shè)有電動機、二檔變速器、主減速器、差速器，電動機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，差速器的兩個圓錐型中心輪分別連接電動汽車的左半軸和右半軸，左半軸和右半軸兩端設(shè)有驅(qū)動輪，其特征在于所述的電動機主軸軸線與左半軸、右半軸的軸線垂直，主減速器由兩個相互嚙合的錐齒輪組成，主減速器的主動錐齒輪設(shè)在二檔變速器的輸出軸上，主減速器的從動錐齒輪設(shè)在差速器殼體上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動汽車二擋變速驅(qū)動橋總成，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)有一擋主動齒輪和二擋主動齒輪，輸出軸上經(jīng)軸承設(shè)有一擋從動齒輪和二擋從動齒輪，一擋從動齒輪和二擋從動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所述的電動汽車二擋變速驅(qū)動橋總成，其特征在于所述的同步換擋裝置是在一擋從動齒輪和二擋從動齒輪之間的輸出軸上設(shè)有既隨輸出軸同步轉(zhuǎn)動又可軸向滑動的齒合套，一擋從動齒輪和二擋從動齒輪上與齒合套相對側(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】B60K17/04GK203580592SQ201320683679
【公開日】2014年5月7日 申請日期: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 申請人:崔勝民