CN110450612A - 集成式电驱动总成 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种集成式电驱动总成，包括差速器、箱体、中间轴、中间常啮合齿轮、电机、输入齿轮、中间齿轮，箱体内设有第一安装室、第二安装室以及第三安装室，所述差速器位于第一安装室内，差速器的端部可旋转地支撑在箱体上，中间轴位于第二安装室中，中间轴的两端可旋转地支撑在箱体上，中间常啮合齿轮固定在中间轴上，中间常啮合齿轮与差速器配合，电机的一部分位于第三安装室中，电机与箱体连接，所述电机的扭矩输出端延伸到第二安装室内，输入齿轮固定于所述扭矩输出端，中间齿轮与输入齿轮啮合，中间齿轮固定在中间轴上。本发明具有降低成本以及减小安装空间的优点。

Description

集成式电驱动总成

技术领域

本发明涉及差速器技术领域，具体涉及一种集成式电驱动总成。

背景技术

随着电动汽车行业的快速发展，对零部件轻量化、零部件集成度和效率的要求越来越严格。当前市场，电机、控制器和减速器普遍分别单独制造，电机和变速器通过紧固件接合在一起，电机和控制器紧固件连接在一起。这种动力总成体积、外形尺寸大，同时，汽车内部的空间有限且受限，现有的电机、控制器和变速器的这种配置在汽车内占据了较大的空间，给车辆的总体布置带来困难，并且总成本相对较高，成本较高的电力驱动***缺乏竞争力。同时，现有技术方案减速机构与电机轴通过花键连接，长期运行下花键存在磨损失效的风险。且现有方案各个***版块单独制造，需要***接口及紧固件连接，整体集成度低且成本较高；同时电机与减速器通过花键连接，加工复杂且不利于轻量化，整个***集成度低。

发明内容

本发明提供一种降低成本以及减小安装空间的集成式电驱动总成。

实现上述目的的技术方案如下：

集成式电驱动总成，包括差速器、箱体、中间轴、中间常啮合齿轮、电机、输入齿轮、中间齿轮，箱体内设有第一安装室、第二安装室以及第三安装室，所述差速器位于第一安装室内，差速器的端部可旋转地支撑在箱体上，中间轴位于第二安装室中，中间轴的两端可旋转地支撑在箱体上，中间常啮合齿轮固定在中间轴上，中间常啮合齿轮与差速器配合，电机的一部分位于第三安装室中，电机与箱体连接，所述电机的扭矩输出端延伸到第二安装室内，输入齿轮固定于所述扭矩输出端，中间齿轮与输入齿轮啮合，中间齿轮固定在中间轴上。

本发明具有以下优点：

在本发明中，电机的扭矩输出端延伸到第二安装室内，输入齿轮固定于所述扭矩输出端，使得减速机构中的输入齿轮与电机的扭矩输出端不再使用花键连接，可有效解决花键连接存在磨损性的问题，提高动力总成的可靠性，延长其使用寿命。而且，对于现有方案的多轴承及两轴传动，此方案取消减速器输入轴，使得整个***结构更为紧凑，更利于当前方案的轻量化、小型化，从而实现低成本的目标。同时相对现有技术控制器壳体、减速器壳体、电机壳体的单独制造，且各个板块需通过紧固件等连接，整个***集成度低，此方案通过对***箱体的高度集成，成本更低。

附图说明

图1为本发明中的集成式电驱动总成的示意图；

图2为本发明中的差速器的结构示意图；

图3为本发明中的差速器的剖面结构示意图；

图4为本发明中的差速器壳体的示意图；

图5为在图2的基础上隐藏了差速器壳体和轴承后的示意图；

图6为图5的剖面结构示意图；

附件中的标记：

A为差速器，10为差速器壳体，11为腔体，12为第一安装孔，13为第二安装孔，14为限位凸缘，15为颈部；

20为半轴齿轮，21为第一环形槽；

30为轴，31为卡圈槽，32为卡圈，

40为传动齿轮；

50为差速器输入齿轮，51为环状部；

60为轴承；

70为第一隔离部件，71为第一延伸部，72为第一弧形过渡部，73为第二延伸部，74为第二弧形过渡部；

80为第二隔离部件；

90为箱体，90a为控制器安装室，91为第一安装室，92为第二安装室，93为第三安装室，94为中间轴，95为中间轴轴承，96为中间常啮合齿轮，97为输入齿轮，98为中间齿轮，99为电机本体，B为扭矩输出端，100为电机右轴承，101为电机左轴承，102为转轴，103为油封，104为轴套，105为电机后端盖，106为内水套。

具体实施方式

如图1所示，本发明的集成式电驱动总成，包括差速器A、箱体90、中间轴94、中间常啮合齿轮96、电机、输入齿轮97、中间齿轮98，下面对各部分以及它们之间的关系进行详细说明：

如图2所示，差速器A包括差速器壳体10、半轴齿轮20，半轴（图中未示出）、轴30、传动齿轮40、差速器输入齿轮50，下面对每部分以及它们之间的关系进行详细地说明：

如图1至图3所示，差速器壳体10具有中空的腔体11，所述差速器壳体10的腔体11优选设置为球形的腔体，球体的腔体11可使得装配在该腔体中的半轴齿轮20和传动齿轮40与差速器壳体10之间具有更大的配合面，使得半轴齿轮20和传动齿轮40的稳定性更好。差速器壳体10的两端分别设有第一安装孔12，差速器壳体10的周面上设有两个相对的第二安装孔13。 差速器壳体10的外部形状优选采用球体，这种形状的差速器壳体10使得差速器壳体10具有占用空间小的特点。

如图2至图4所示，半轴齿轮20位于所述差速器壳体10的中空腔体11内，半轴齿轮20为两个，半轴齿轮20优先采用锥齿轮，半轴齿轮20面对差速器壳体10的腔体11的内壁面的表面为球面，这样利于半轴齿轮20与腔体11的配合。

如图2至图3所示，半轴的一端与半轴齿轮20固定连接，半轴的另一端穿过差速器壳体10上的第一安装孔12后该半轴活动地设置在差速器壳体10上。

如图2、图3以及图5所示，轴30的两端分别设置在差速器壳体10的周面上的第二安装孔13中，轴30与第二安装孔12间隙配合，轴30的两端分别设有卡圈槽31，轴30的端部穿过所述第二安装孔13后，将卡圈32安装在卡圈槽31中，使轴30的端部获得轴向限位，从而限制轴30轴向窜动。第二安装孔13的轴向与第一安装孔12的轴向相互垂直。

如图2至图4所示，传动齿轮40设置在所述轴30上，轴30上安装了两个传动齿轮40，传动齿轮40与所述半轴齿轮20相互啮合。所述半轴齿轮20和传动齿轮40均为两个，两个半轴20齿轮对称布置，两个传动齿轮40对称布置，两个半轴齿轮20和两个传动齿轮40相互啮合后，半轴齿轮20与传动齿轮40相互形成轴向限位。两个传动齿轮40被半轴齿轮20撑开，使得半轴齿轮20对两个传动齿轮40的一端形成了限位的作用，防止传动齿轮40沿轴30的轴向移动。而传动齿轮40的另一端，则受到差速器壳体10的限制，这样，传动齿轮40的两端分别受到轴向限位，从而避免了传动齿轮40轴向移动。由于半轴齿轮20为两个，且分别在轴30的两侧，半轴齿轮20分别与两个传动齿轮40啮合，从而使两个传动齿轮40的受力平衡。半轴齿轮20的一端通过差速器壳体10限位，同时，动齿轮40对半轴齿轮20产生反向的限制作用，使得半轴齿轮20的另一端获得限位。

如图2至图3所示，所述差速器输入齿轮50套在差速器壳体10的周面上，沿着差速器输入齿轮50与差速器壳体10的周向将差速器输入齿轮50与差速器壳体10固定，差速器输入齿轮50与差速器壳体10优先采用焊接。差速器输入齿轮50优选采用斜齿轮。差速器输入齿轮50与变速器的动力输出齿轮（图中未示出）啮合，变速器输出的动力传递到差速器输入齿轮50，从而使差速器工作。

如图2至图4所示，优选地，所述差速器壳体10的周面上设有限位凸缘14，该限位凸缘14与差速器输入齿轮50的轴向端面形成抵顶，从而限位凸缘14对差速器输入齿轮50的轴向形成限位，而且限位凸缘14对差速器输入齿轮50的安装的稳定性起到了帮助作用。环位凸缘14呈环状，环位凸缘14与差速器壳体10整体成型。

如图2至图4所示，所述差速器输入齿轮50的两端设有沿轴向延伸的环状部51，该环状部51与所述限位凸缘14过盈配合后，再将差速器输入齿轮50与差速器壳体10焊接固定。环状部51的内圆与限位凸缘14过盈配合，这样的配合，当差速器工作时，不但可以承受一部分周向作用力，使得差速器输入齿轮50与差速器壳体10的焊接部位承受的周向作用力减力，对焊接处形成了保护作用，而且还使得差速器输入齿轮50与差速器壳体10的装配更加稳固。

如图2至图3所示，还包括轴承60，所述差速器壳体10的两端分别设有位于环绕在第一安装孔12周围的颈部15，所述轴承60安装在颈部15上，当在第一安装孔12的周围绕设置颈部15后，颈部15呈圆环状，颈部15的内孔与第一安装孔12结合成一体，使得支撑半轴的部分获得增加，颈部15优先采用与差速器壳体10整体成型的结构，使得半轴的稳定性获得提升。

如图3、图5及图6所示，还包括摩擦系数小于差速器壳体10以及半轴齿轮20的第一隔离部件70，第一隔离部件70位于差速器壳体10与半轴齿轮20之间，第一隔离部件70一端与差速器壳体10间隙配合，第一隔离部件70的另一端与半轴齿轮20间隙配合。第一隔离部件70的摩擦系数小于差速器壳体10以及半轴齿轮20，可以降低差速器壳体10以及半轴齿轮20的磨损，同时，第一隔离部件70还起到了调整差速器壳体10以及半轴齿轮20之间间隙的作用，以及调节半轴齿轮20与传动齿轮40之间的间隙的作用，使装配的精度获得提高，进而提升传动的稳定性。

如图3、图5及图6所示，所述第一隔离部件70的一端设有第一延伸部71，所述第一安装孔12为台阶孔，第一延伸部71间隙配合在第一安装孔12的大径孔中；第一延伸部71沿着第一隔离部件70的轴向延伸，第一延伸部71与第一隔离部件70之间设有第一弧形过渡部72，通过第一延伸部71与第一安装孔12的配合，使第一隔离部件70的位置获得保持。

如图3、图5及图6所示，第一隔离部件70的另一端设有第二延伸部73，所述半轴齿轮20的周面上设有第一环形槽21，第二延伸部73与第一环形槽21间隙配合。第一环形槽21沿着第一隔离部件70的轴向延伸，第二延伸部73与第一隔离部件70之间设有第二弧形过渡部74，通过第二延伸部73进一步地使第一隔离部件70的位置获得保持。

如图3、图5及图6所示，还包括摩擦系数小于差速器壳体10以及传动齿轮40的第二隔离部件80，第二隔离部件80位于差速器壳体10与传动齿轮40之间。第二隔离部件80的摩擦系数小于差速器壳体10以及半轴齿轮20，可以降低差速器壳体10以及半轴齿轮20的磨损，同时，第二隔离部件80还起到了调整差速器壳体10以及半轴齿轮20之间间隙的作用，以及调节传动齿轮40与半轴齿轮20之间的间隙的作用，使装配的精度获得提高，进而提升传动的稳定性。

如图1所示，箱体90内设有第一安装室91、第二安装室92以及第三安装室93，箱体90上还设有控制器安装室90a，控制器安装室90a设置于第三安装室93的一侧。所述差速器A位于第一安装室91内，差速器A的端部可旋转地支撑在箱体90上，差速器A的两端分别通过轴承60支撑在箱体90上，当有扭矩作用于差速器输入齿轮50上时，使得差速器壳体10能够转动。中间轴94位于第二安装室92中，中间轴94的两端可旋转地支撑在箱体90上，中间轴94的两端分别通过中间轴轴承95支撑在箱体90上。中间常啮合齿轮96固定在中间轴94上，中间常啮合齿轮96上的孔为光孔，中间常啮合齿轮96上采用热压方式与中间轴94固定。中间常啮合齿轮96与差速器配合，中间常啮合齿轮96与差速器中的差速器输入齿轮50啮合。

如图1所示，本发明中的箱体将电机壳体、控制器壳体一起集成形成箱体90，取消现有技术中的减速器右箱体、电机壳体、控制器壳体；同时将减速器内部输入轴取消，电机的扭矩输出端直接与减速器中的输入齿轮连接，取消了花键连接；相对于现有的三轴承、四轴承方案，本方案电机扭矩输出端与减速器的输入齿轮整个传递过程只需要两个轴承支撑。

如图1所示，电机的一部分位于第三安装室93中，电机与箱体90连接，所述电机的扭矩输出端B延伸到第二安装室92内，输入齿轮97固定于所述扭矩输出端，输入齿轮97以过盈热压的方式与扭矩输出端B固定。

如图1所示，中间齿轮98与输入齿轮啮合，中间齿轮98固定在中间轴94上。中间轴94上设有轴肩，中间轴94的一端通过轴肩轴向限位，中间轴94的另一端通过中间轴轴承95轴向限位。

如图1所示，所述电机包括电机本体99、电机右轴承100、电机左轴承101，电机右轴承100固定在电机后端盖105上，电机后端盖105与箱体90固定，电机左轴承101固定在箱体90上，电机本体99包括具有所述扭矩输出端B的转轴102，转轴102的一端与电机右轴承100配合，转轴102的另一端与电机左轴承101配合。

如图1所示，还包括油封103以及对电机左轴承101形成限位的轴套104，油封103套在转轴102上，油封103与电机左轴承101的一端配合，轴套104套在转轴102的另一端，轴套104与转轴102间隙配合，轴套104的一端与电机左轴承101的另一端配合，轴套104的另一端与输入齿轮的一端抵顶。通过油封103可以防止第二腔室92内的润滑油进入第三腔室中，避免润滑油进入电机内部。

如图1所示，还包括用于电机冷却的内水套106，内水套106与箱体90通过摩擦焊接固定成一体。内水套106位于第三安装室93中且与箱体90固定，内水套106环绕在电机周围，内水套106与转轴102之间的中空部分用于安装电机的定子及转子等组件。内水套106的外周面上设有多个环形凸起，这些环形凸起沿内水套106的轴向间隔布置，相邻两个环形凸起之间形成供水流动的通道，环形凸起上设有缺口，以便于相邻两个通道相互贯通。

本发明的工作过程为：电机侧转子转动，带动转轴102转动，将动力传递到减速器的输入齿轮97，输入齿轮97与中间齿轮98相啮合，实现动力传递；中间轴94与差速器输入齿轮50相啮合，将动力传递至差速器A，差速器A通过内部的传动齿轮40和半轴齿轮20将动力传输到半轴，半轴将动力传递到整车，从而实现整个***的动力传递。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本专利作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (10)

1.集成式电驱动总成，包括差速器、箱体、中间轴、中间常啮合齿轮、电机、输入齿轮、中间齿轮，箱体内设有第一安装室、第二安装室以及第三安装室，所述差速器位于第一安装室内，差速器的端部可旋转地支撑在箱体上，中间轴位于第二安装室中，中间轴的两端可旋转地支撑在箱体上，中间常啮合齿轮固定在中间轴上，中间常啮合齿轮与差速器配合，电机的一部分位于第三安装室中，电机与箱体连接，其特征在于，所述电机的扭矩输出端延伸到第二安装室内，输入齿轮固定于所述扭矩输出端，中间齿轮与输入齿轮啮合，中间齿轮固定在中间轴上。

2.根据权利要求1所述的集成式电驱动总成，其特征在于，还包括用于电机冷却的内水套，该内水套位于第三安装室中且与箱体固定，内水套环绕在电机周围。

3.根据权利要求1所述的集成式电驱动总成，其特征在于，所述电机包括电机本体、电机右轴承、电机左轴承，电机左轴承固定在箱体上，电机本体包括具有所述扭矩输出端的转轴，转轴的一端与电机右轴承配合，转轴的另一端与电机左轴承配合；

还包括油封以及对电机左轴承形成限位的轴套，油封套在转轴上，油封与电机左轴承的一端配合，轴套套在转轴的另一端，轴套的一端与电机左轴承的另一端配合，轴套的另一端与输入齿轮的一端抵顶。

4.根据权利要求1所述的集成式电驱动总成，其特征在于，中间常啮合齿轮采用热压方式与中间轴固定，输入齿轮采用热压的方式与扭矩输出端固定。

5.根据权利要求1至4之一所述的集成式电驱动总成，其特征在于，所述差速器包括：

差速器壳体，差速器壳体具有中空的腔体，差速器壳体的两端分别设有第一安装孔，差速器壳体的周面上设有两个相对的第二安装孔；

半轴齿轮，半轴齿轮位于所述差速器壳体的中空腔体内；

半轴，半轴的一端与半轴齿轮固定连接，半轴的另一端穿过差速器壳体上的第一安装孔后该半轴活动地设置在差速器壳体上；

轴，轴的两端分别设置在差速器壳体的周面上的第二安装孔中；

传动齿轮，传动齿轮设置在所述轴上，传动齿轮与所述半轴齿轮相互啮合；

差速器输入齿轮，所述差速器输入齿轮套在差速器壳体的周面上，沿着差速器输入齿轮与差速器壳体的周向将差速器输入齿轮与差速器壳体固定。

6.根据权利要求5所述的集成式电驱动总成，其特征在于，所述差速器壳体的周面上设有限位凸缘，该限位凸缘与差速器输入齿轮的轴向端面形成抵顶。

7.根据权利要求6所述的集成式电驱动总成，其特征在于，所述差速器输入齿轮的两端设有沿轴向延伸的环状部，该环状部与所述限位凸缘过盈配合后，再将差速器输入齿轮与差速器壳体焊接固定。

8.根据权利要求5所述的集成式电驱动总成，其特征在于，还包括摩擦系数小于差速器壳体以及半轴齿轮的第一隔离部件，第一隔离部件位于差速器壳体与半轴齿轮之间，第一隔离部件一端与差速器壳体间隙配合，第一隔离部件的另一端与半轴齿轮间隙配合。

9.根据权利要求8所述的集成式电驱动总成，其特征在于，所述第一隔离部件的一端设有第一延伸部，所述第一安装孔为台阶孔，第一延伸部间隙配合在第一安装孔的大径孔中；

第一隔离部件的另一端设有第二延伸部，所述半轴齿轮的周面上设有第一环形槽，第二延伸部与第一环形槽间隙配合。

10.根据权利要求5所述的集成式电驱动总成，其特征在于，还包括摩擦系数小于差速器壳体以及传动齿轮的第二隔离部件，第二隔离部件位于差速器壳体与传动齿轮之间。