| 专利名称： | 同轴电机变矩差速器总成 | ||
| 专利名称(英文)： | Torque conversion differential assembly of coaxial motor | ||
| 专利号： | CN201310432849.1 | 申请时间： | 20130922 |
| 公开号： | CN103448540A | 公开时间： | 20131218 |
| 申请人： | 襄阳群龙汽车部件股份有限公司; 王建东 | ||
| 申请地址： | 441003 湖北省襄樊市高新技术产业开发区新风路7号 | ||
| 发明人： | 岳国生; 王建东 | ||
| 分类号： | B60K17/16; B60K1/00; F16H57/023 | 主分类号： | B60K17/16 |
| 代理机构： | 武汉开元知识产权代理有限公司 42104 | 代理人： | 樊戎 |
| 摘要： | 本发明公开了一种同轴电机变矩差速器总成，包括电机分总成、变矩器分总成和差速器分总成，电机分总成包括电机壳体、分别安装在电机壳体两端的电机后端盖和电机前端盖以及活动安装在电机后端盖和电机前端盖上的转子轴，转子轴为中空结构；变矩器分总成包括变矩器壳体、变速机构和安装在变矩器壳体前端的变矩器端盖，变矩器壳体后端安装在电机前端盖上，转子轴前端通过传动机构与变速机构的输入端传动连接，变速机构的输出端固定在差速器分总成的壳体上，差速器分总成的输出B端安装在变矩器端盖上，差速器分总成的输出A端和输出B端与转子轴同轴布置。本发明底盘占用空间小且平衡性好，适用于车辆。 | ||
| 摘要(英文)： | The invention discloses a torque conversion differential assembly of a coaxial motor. The torque conversion differential assembly comprises a motor sub-assembly, a torque converter sub-assembly and a differential sub-assembly. The motor sub-assembly comprises a motor shell, a motor rear end cover, a motor front end cover and a rotor shaft, the motor rear end cover and the motor front end cover are respectively mounted at two ends of the motor shell, and the rotor shaft is movably mounted on the motor rear end cover and the motor front end cover and is of a hollow structure; the torque converter sub-assembly comprises a torque converter shell, a speed change mechanism and a torque converter end cover, the torque converter end cover is mounted at the front end of the torque converter shell, the rear end of the torque converter shell is mounted on the motor front end cover, the front end of the rotor shaft is in transmission connection with an input end of the speed change mechanism, an output end of the speed change mechanism is fixed onto a shell of the differential sub-assembly, an output end B of the differential sub-assembly is mounted on the torque converter end cover, and an output end A and the output end B of the differential sub-assembly are coaxial with the rotor shaft. The torque conversion differential assembly has the advantages of small occupied space, good balance and applicability to vehicles. | ||
技术领域本发明涉及车辆驱动总成，特别是涉及一种同轴电机变矩差速器总成。
背景技术随着社会的快速发展，人们对电动车辆的功能要求越来越多，使用空间要求越来大，性能要求也越来越高。目前，一般电动车辆的驱动形式主要分为两种：一种是通过电机驱动传动箱，再由传动箱通过传动轴连接驱动挢进行行走作业，这种驱动形式存在底盘占用空间大，不利于车辆动力电池布置的问题；同时，相对地也减小了动力电池的占空比，从而使电动车辆续航里程变短，直接导致电动车辆的经济性下降和使用环境受限；另一种是通过电机直联传动箱，再由传动箱连接驱动挢进行行走作业，由于这种驱动形式将电机和传动箱都安装在驱动桥壳体上，所以其结构联接部位多，安装悬置复杂，工艺成本高；而且，由于车辆在行驶使会上下颠簸，所以电机和传动箱会绕着驱动桥上下摆动，从而导致整车的平衡性差。
发明内容本发明的目的是为了克服上述背景技术的不足，提供一种底盘占用空间小且平衡性好的同轴电机变矩差速器总成。为了实现以上目的，本发明提供的一种同轴电机变矩差速器总成，包括电机分总成、变矩器分总成和差速器分总成，所述电机分总成包括电机壳体、分别安装在所述电机壳体两端的电机后端盖和电机前端盖以及活动安装在所述电机后端盖和电机前端盖上的转子轴，所述转子轴为中空结构；所述变矩器分总成包括变矩器壳体、变速机构和安装在所述变矩器壳体前端的变矩器端盖，所述变矩器壳体后端安装在所述电机前端盖上，所述转子轴前端通过传动机构与所述变速机构的输入端传动连接，所述变速机构的输出端固定在所述差速器分总成的壳体上，所述差速器分总成的输出B端安装在所述变矩器端盖上，所述差速器分总成的输出A端和输出B端与所述转子轴同轴布置。通过转子轴将电机分总成的动力经变速机构变速变矩后传输到所述差速器分总成上，传输到所述差速器分总成上的动力一方面从所述差速器分总成的输出B端输出，另一方面从所述差速器分总成的输出A端输出，并可在所述中空结构的转子轴安装与所述差速器分总成的输出A端相连接的传动轴将动力从电机分总成的后端输出，由于所述差速器分总成的输出A端与所述转子轴同轴布置，所以从所述差速器分总成的输出B端输出的动力和从电机分总成的后端输出的动力也是同轴的，从而实现了将电机分总成的动力从本总成的两端同轴输出，平衡性好；而且，由于所述变速机构和差速器分总成集成在所述变矩器壳体内，并安装在所述电机前端盖上，所以结构紧凑，底盘占用空间小。在上述方案中，所述传动机构包括固定安装在所述转子轴前端的输入齿轮和活动安装在所述电机前端盖上的第一中间轴齿轮；所述变速机构包括第一变速齿轮、活动安装在所述变矩器壳体上的第二中间轴齿轮和第二变速齿轮，所述第一变速齿轮为内外双联齿结构，所述第二变速齿轮为内齿盘形结构，所述第一变速齿轮的一端活动安装在所述转子轴前端的端头处，所述第一变速齿轮的另一端活动安装在所述差速器分总成的输出A端，所述第二变速齿轮的盘侧部分固定安装在所述差速器分总成的壳体上；所述输入齿轮通过所述第一中间轴齿轮与所述第一变速齿轮的内齿圈传动连接，所述第一变速齿轮的外齿圈通过所述第二中间轴齿轮与所述第二变速齿轮传动连接。当然，所述变速机构也可为一级变速机构或三级变速机构等，具体变速变矩级数可根据实际需要设计。在上述方案中，所述第一变速齿轮的一端通过同轴定位轴承安装在所述转子轴前端的端头处，所述第一变速齿轮的另一端通过差速器同轴悬置轴承安装在所述差速器分总成的输出A端上。这样，所述第一变速齿轮的轴孔起到了定位所述差速器分总成的输出A端的作用，保证了所述差速器分总成的输出A端与所述转子轴的同轴度。在上述方案中，所述同轴定位轴承和差速器同轴悬置轴承之间设有隔套和挡圈，所述挡圈定位安装在所述第一变速齿轮的轴孔内，所述隔套安装在所述挡圈的一侧。所述隔套和挡圈起定位所述同轴定位轴承和差速器同轴悬置轴承的作用。当然，也可采用其他结构的定位机构。在上述方案中，所述第一中间轴齿轮至少为一个，所述第二中间轴齿轮至少为一个。所述第一中间轴齿轮和第二中间轴齿轮的数量可根据传输的力矩大小、速度高低和力传递的平稳性等因素设计。在上述方案中，所述第一中间轴齿轮为双联齿结构，所述第一中间轴齿轮的一端与所述输入齿轮常啮合，所述第一中间轴齿轮的另一端与所述第一变速齿轮的内齿圈常啮合。通过采用双联齿结构的第一中间轴齿轮提高了减速比，从而提高变矩变速效果。当然，所述第一中间轴齿轮也可为单齿结构，对应地，所述第二中间轴齿轮也可为双联齿结构。在上述方案中，所述转子轴内设有同轴布置的同轴传动轴，所述同轴传动轴一端固定插装在所述差速器分总成的输出A端内，所述同轴传动轴另一端活动安装在所述电机后端盖上并向外延伸。通过在所述中空结构的转子轴内加设同轴布置的同轴传动轴，实现了将所述差速器分总成的输出A端的动力从所述电机分总成的后端输出，从而使电机分总成的动力从本总成的两端同轴输出，平衡性好且无需另外加设传动轴将所述差速器分总成的输出A端的动力引出。在上述方案中，所述同轴传动轴的延伸端固定套装有传动套，所述传动套活动安装在所述电机后端盖上。这样，动力直接可以通过所述传动套向外传输，无需加设额外的动力输出机构。在上述方案中，所述电机后端盖、电机前端盖和变矩器端盖各自的内外连接面上分别设有内置静密封组件的合装止口。当然，也可采用其他密封结构。在上述方案中，所述转子轴与所述电机后端盖和电机前端盖的连接处分别设有旋转密封组件。当然，也可采用其他密封组件。本发明的优点在于：1、通过转子轴将电机分总成的动力经变速机构变速变矩后传输到所述差速器分总成上，传输到所述差速器分总成上的动力一方面从所述差速器分总成的输出B端输出，另一方面从所述差速器分总成的输出A端输出，并可在所述中空结构的转子轴安装与所述差速器分总成的输出A端相连接的传动轴将动力从电机分总成的后端输出，由于所述差速器分总成的输出A端与所述转子轴同轴布置，所以从所述差速器分总成的输出B端输出的动力和从电机分总成的后端输出的动力也是同轴的，从而实现了将电机分总成的动力从本总成的两端同轴输出，平衡性好；2、由于所述变速机构和差速器分总成集成在所述变矩器壳体内，并安装在所述电机前端盖上，所以结构紧凑，底盘占用空间小；3、所述第一变速齿轮的轴孔起到了定位所述差速器分总成的输出A端的作用，保证了所述差速器分总成的输出A端与所述转子轴的同轴度；4、所述第一中间轴齿轮和第二中间轴齿轮的数量分别为三个且沿圆周方向均匀布置，这样动力传递更平稳；5、通过在所述中空结构的转子轴内加设同轴布置的同轴传动轴，实现了将所述差速器分总成的输出A端的动力从所述电机分总成的后端输出，从而使电机分总成的动力从本总成的两端同轴输出，平衡性好且无需另外加设传动轴将所述差速器分总成的输出A端的动力引出。本发明的工作过程如下：首先，所述电机分总成的动力从所述转子轴经输入齿轮传递到所述第一中间轴齿轮上；然后，动力再由所述第一中间轴齿轮经所述第一变速齿轮传递到所述第二中间轴齿轮上；接着，动力再由所述第二中间轴齿轮经所述第二变速齿轮传递到所述差速器分总成上；最后，动力一方面从所述差速器分总成的输出B端直接输出，另一方面从所述差速器分总成的输出A端经所述同轴传动轴输出。本发明与现有技术对比，充分显示其优越性在于：一方面由于所述电机分总成、变矩器分总成和差速器分总成三者的动力传输均在同一轴线上，所以本总成的平衡性好；另一方面，由于所述变速机构和差速器分总成集成在所述变矩器壳体内，并安装在所述电机前端盖上，且动力直接从本总成的两端输出，所以结构紧凑，便于整车的底盘布置且底盘占用空间小等。附图说明图1为本发明的结构示意图；图2为本发明的一种装配结构示意图；图3为本发明的另一种装配结构示意图。图中：电机分总成1，电机壳体1a，转子轴1b，电机后端盖1c，电机前端盖1d，合装止口1e，旋转密封组件1f，变矩器分总成2，变矩器壳体2a，变速机构2b，第一变速齿轮2b1，第二中间轴齿轮2b2，第二变速齿轮2b3，同轴定位轴承2b4，差速器同轴悬置轴承2b5，隔套2b6，挡圈2b7，变矩器端盖2c，差速器分总成3，传动机构4，输入齿轮4a，第一中间轴齿轮4b，同轴传动轴5，传动套5a，外联桥壳6，外联止口6a，轴管7，外联制动器轮毂分总成8，半轴8a，外联传动防护壳9，外联制动器轮毂分总成10，等速传动轴10a，悬架分总成11。
具体实施方式下面结合附图及实施例对本发明作进一步的详细描述，但该实施例不应理解为对本发明的限制。本实施例提供了一种同轴电机变矩差速器总成，包括电机分总成1、变矩器分总成2和差速器分总成3，所述电机分总成1包括电机壳体1a、分别安装在所述电机壳体1a两端的电机后端盖1c和电机前端盖1d以及活动安装在所述电机后端盖1c和电机前端盖1d上的转子轴1b，所述转子轴1b为中空结构；所述变矩器分总成2包括变矩器壳体2a、安装在所述变矩器壳体2a内的变速机构2b和安装在所述变矩器壳体2a前端的变矩器端盖2c，所述变矩器壳体2a后端安装在所述电机前端盖1d上，所述差速器分总成3安装在所述变矩器壳体2a内，所述转子轴1b前端通过传动机构4与所述变速机构2b的输入端传动连接，所述变速机构2b的输出端固定在所述差速器分总成3的壳体上，所述差速器分总成3的输出B端安装在所述变矩器端盖2c上，所述差速器分总成3的输出A端和输出B端与所述转子轴1b同轴布置。通过转子轴1b将电机分总成1的动力经变速机构2b变速变矩后传输到所述差速器分总成3上，传输到所述差速器分总成3上的动力一方面从所述差速器分总成3的输出B端直接输出，另一方面从所述差速器分总成3的输出A端输出，并可在所述中空结构的转子轴1b安装与所述差速器分总成3的输出A端相连接的传动轴将动力从电机分总成1的后端输出，由于所述差速器分总成3的输出A端与所述转子轴1b同轴布置，所以从所述差速器分总成3的输出B端输出的动力和从电机分总成1的后端输出的动力也是同轴的，从而实现了将电机分总成1的动力从本总成的两端同轴输出，平衡性好；而且，由于所述变速机构2b和差速器分总成3集成在所述变矩器壳体2a内，并安装在所述电机前端盖1d上，所以结构紧凑，底盘占用空间小。上述传动机构4包括固定安装在所述转子轴1b前端的输入齿轮4a和活动安装在所述电机前端盖1d上的第一中间轴齿轮4b；所述变速机构2b包括第一变速齿轮2b1、活动安装在所述变矩器壳体2a上的第二中间轴齿轮2b2和第二变速齿轮2b3，具体地，所述第二中间轴齿轮2b2通过圆柱定位销定位安装在所述变矩器壳体2a上，所述第一变速齿轮2b1为内外双联齿结构，所述第二变速齿轮2b3为内齿盘形结构，所述第一变速齿轮2b1的一端活动安装在所述转子轴1b前端的端头处，所述第一变速齿轮2b1的另一端活动安装在所述差速器分总成3的输出A端，所述第二变速齿轮2b3的盘侧部分通过罗双固定安装在所述差速器分总成3的壳体上，所述差速器分总成3通过所述第二变速齿轮2b3和变矩器端盖2c安装在所述变矩器壳体2a内；所述输入齿轮4a通过所述第一中间轴齿轮4b与所述第一变速齿轮2b1的内齿圈传动连接，所述第一变速齿轮2b1的外齿圈通过所述第二中间轴齿轮2b2与所述第二变速齿轮2b3传动连接。当然，所述变速机构2b也可为一级变速机构或三级变速机构等，具体变速变矩级数可根据实际需要设计。上述第一变速齿轮2b1的一端通过同轴定位轴承2b4安装在所述转子轴1b前端的端头处，所述同轴定位轴承2b4与所述输入齿轮4a的端面相抵，所述第一变速齿轮2b1的另一端通过差速器同轴悬置轴承2b5安装在所述差速器分总成3的输出A端上。这样，所述第一变速齿轮2b1的轴孔起到了定位所述差速器分总成3的输出A端的作用，保证了所述差速器分总成3的输出A端与所述转子轴1b的同轴度。上述同轴定位轴承2b4和差速器同轴悬置轴承2b5之间设有隔套2b6和挡圈2b7，所述挡圈2b7定位安装在所述第一变速齿轮2b1的轴孔内，所述隔套2b6安装在所述挡圈2b7的一侧。所述隔套2b6和挡圈2b7起定位所述同轴定位轴承2b4和差速器同轴悬置轴承2b5的作用。当然，也可采用其他结构的定位机构。上述第一中间轴齿轮4b至少为一个，所述第二中间轴齿轮2b2至少为一个。所述第一中间轴齿轮4b和第二中间轴齿轮2b2的数量可根据传输的力矩大小、速度高低和力传递的平稳性等因素设计。上述第一中间轴齿轮4b为双联齿结构，所述第一中间轴齿轮4b的一端与所述输入齿轮4a常啮合，所述第一中间轴齿轮4b的另一端与所述第一变速齿轮2b1的内齿圈常啮合。通过采用双联齿结构的第一中间轴齿轮4b提高了减速比，从而提高变矩变速效果。当然，所述第一中间轴齿轮4b也可为单齿结构，对应地，所述第二中间轴齿轮2b也可为双联齿结构。上述转子轴1b内设有同轴布置的同轴传动轴5，所述同轴传动轴5一端通过花键插装在所述差速器分总成3的输出A端内，所述同轴传动轴5另一端活动安装在所述电机后端盖1c上并向外延伸。通过在所述中空结构的转子轴1b内加设同轴布置的同轴传动轴5，实现了将所述差速器分总成3的输出A端的动力从所述电机分总成1的后端输出，从而使电机分总成1的动力从本总成的两端同轴输出，平衡性好且无需另外加设传动轴将所述差速器分总成3的输出A端的动力引出。为减小所述电机分总成1的电磁场对所述同轴传动轴5高速自转的影响，可采用磁透性材料制造所述同轴传动轴5。上述同轴传动轴5的延伸端通过花键套装有传动套5a，所述传动套5a活动安装在所述电机后端盖1c上。这样，动力直接可以通过所述传动套5a向外传输，无需加设额外的动力输出机构。上述电机后端盖1c、电机前端盖1d和变矩器端盖2c各自的内外连接面上分别设有内置静密封组件的合装止口1e。当然，也可采用其他密封结构。所述转子轴1b与所述电机后端盖1c和电机前端盖1d的连接处分别设有旋转密封组件1f。当然，也可采用其他密封组件。本总成在实际使用时需配合带外联制动器轮毂的轴管与外联桥壳的组合结构或外联制动器轮毂与等速传动轴的组合结构一起组成驱动桥。所述带外联制动器轮毂的轴管与外联桥壳的组合结构和外联制动器轮毂与等速传动轴的组合结构的具体结构如下：上述带外联制动器轮毂的轴管与外联桥壳的组合结构包括外联桥壳6、轴管7和带半轴8a的外联制动器轮毂分总成8，所述轴管7的直径与带半轴8a的外联制动器轮毂分总成8的连接端口直径相配合，所述轴管7一端与所述外联制动器轮毂分总成8固定连接，所述轴管7另一端与所述外联桥壳6的一端固定连接，所述外联桥壳6另一端设有用于连接安装的外联止口6a，所述外联桥壳6另一端安装在所述电机后端盖1c或/和所述变矩器端盖2c上。上述外联桥壳6为喇叭状结构，所述喇叭状结构的外联桥壳6的小头端与所述轴管7焊接，所述喇叭状结构的外联桥壳6的大头端与所述电机后端盖1c或/和所述变矩器端盖2c相连，所述外联止口6a布置在所述喇叭状结构的外联桥壳6的大头端。具体装配时，先将所述带外联制动器轮毂的轴管与外联桥壳的组合结构的半轴8a插装在所述传动套5a内，然后再通过螺栓将外联桥壳6安装在所述电机后端盖1c或/和所述变矩器端盖2c上即可。上述外联制动器轮毂与等速传动轴的组合结构包括外联传动防护壳9和带等速传动轴10a的外联制动器轮毂分总成10，所述外联制动器轮毂分总成10连接端口处的防尘罩套装在所述外联传动防护壳9的一端，所述外联传动防护壳9的另一端设有用于连接安装的外联止口6a，所述外联传动防护壳9的另一端安装在所述电机后端盖1c或/和所述变矩器端盖2c上。上述外联传动防护壳9为喇叭状结构，所述喇叭状结构的外联传动防护壳9的小头端与所述外联制动器轮毂分总成10相连，所述喇叭状结构的外联传动防护壳9的大头端与所述电机后端盖1c或/和所述变矩器端盖2c相连，所述外联止口6a布置在所述喇叭状结构的外联传动防护壳9的大头端。具体装配时，先将所述带外联制动器轮毂的轴管与外联桥壳的组合结构的等速传动轴10a插装在所述传动套5a内，然后再通过螺栓将外联桥壳6安装在所述电机后端盖1c或/和所述变矩器端盖2c上即可。当然，所述外联制动器轮毂分总成10还需悬架分总成11定位。本发明通过转子轴1b将电机分总成1的动力经变速机构2b变速变矩后传输到所述差速器分总成3上，传输到所述差速器分总成3上的动力一方面从所述差速器分总成3的输出B端输出，另一方面从所述差速器分总成3的输出A端输出，并可在所述中空结构的转子轴1b安装与所述差速器分总成3的输出A端相连接的传动轴将动力从电机的后端输出，由于所述差速器分总成3的输出A端与所述转子轴1b同轴布置，所以从所述差速器分总成3的输出B端输出的动力和从电机的后端输出的动力也是同轴的，从而实现了将电机分总成1的动力从本总成的两端同轴输出，平衡性好；同时，由于所述变速机构2b和差速器分总成3集成在所述变矩器壳体2a内，并安装在所述电机前端盖1d上，所以结构紧凑，底盘占用空间小；而且，所述第一变速齿轮2b1的轴孔起到了定位所述差速器分总成3的输出A端的作用，保证了所述差速器分总成3的输出A端与所述转子轴1b的同轴度；同时，所述第一中间轴齿轮4b和第二中间轴齿轮2b2的数量分别为三个且沿圆周方向均匀布置，这样动力传递更平稳；最后，通过在所述中空结构的转子轴1b内加设同轴布置的同轴传动轴5，实现了将所述差速器分总成3的输出A端的动力从所述电机分总成1的后端输出，从而使电机分总成1的动力从本总成的两端同轴输出，平衡性好且无需另外加设传动轴将所述差速器分总成3的输出A端的动力引出。本发明的工作过程如下：首先，所述电机分总成1的动力从所述转子轴1b经输入齿轮4a传递到所述第一中间轴齿轮4b上；然后，动力再由所述第一中间轴齿轮4b经所述第一变速齿轮2b1传递到所述第二中间轴齿轮2b2上；接着，动力再由所述第二中间轴齿轮2b2经所述第二变速齿轮2b3传递到所述差速器分总成3上；最后，动力一方面从所述差速器分总成3的输出B端直接输出，另一方面从所述差速器分总成3的输出A端经所述同轴传动轴5输出。本发明一方面由于所述电机分总成1、变矩器分总成2和差速器分总成3三者的动力传输均在同一轴线上，所以本总成的平衡性好；另一方面，由于所述变速机构2b和差速器分总成3集成在所述变矩器壳体2a内，并安装在所述电机前端盖1d上，且动力直接从本总成的两端输出，所以结构紧凑，便于整车的底盘布置且底盘占用空间小等。以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
