CN113565941A - 差速器与电机高度集成结构 - Google Patents

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张慧
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Abstract

本发明属于驱动装置技术领域，尤其涉及一种差速器与电机高度集成结构。本发明针对现有技术中整体结构不够紧凑，需要较大的动力总成空间的问题，提供一种差速器与电机高度集成结构，包括差速器和电机，所述电机包括差速器和电机，用于输出动力的半轴与差速器驱动连接，所述差速器连接在电机上且差速器和电机至少共用一部分结构。本发明将差速器与电机相互集成，使得差速器与电机可共用一部分结构，从而使得整体结构紧凑，可节省的车辆动力总成空间的优势。

Description

差速器与电机高度集成结构
技术领域
本发明属于驱动装置技术领域，尤其涉及一种差速器与电机高度集成结构。
背景技术
电机，俗称马达，是指依据电磁感应定律实现电能转换或传递的一种电磁装置。差速器是能够使汽车左、右驱动轮实现以不同转速转动的机构。主要由左右半轴齿轮、两个行星齿轮及齿轮架组成。功用是当汽车转弯行驶或在不平路面上行驶时，使左右车轮以不同转速滚动，即保证两侧驱动车轮作纯滚动运动。差速器是为了调整左右轮的转速差而装置的。
现有技术中的电机和差速器大都独立设置，这就导致了整体结构不够紧凑，需要较大的动力总成空间的问题。
例如，中国发明专利公开了一种用于机动车的驱动装置[申请号：201680066980.2]，该发明专利包括所述驱动装置包括差速器和扭矩矢量分配单元，所述扭矩矢量分配单元具有电机，其中所述差速器具有第一行星齿轮组和第二行星齿轮组，所述第一行星齿轮组和所述第二行星齿轮组在共同的连接部上可转动地支承，其中所述第一行星齿轮组至少与第一太阳轮啮合，所述第二行星齿轮组至少与第二太阳轮啮合，并且这两个行星齿轮组至少成对地彼此啮合，并且其中至少所述第二太阳轮与所述扭矩矢量分配单元连接，以便在所述第一太阳轮和第二太阳轮之间再分配扭矩，其特征在于，所述第一行星齿轮组也与第三太阳轮啮合，其中所述第三太阳轮与所述扭矩矢量分配单元连接，以便在所述第一太阳轮和第二太阳轮之间再分配扭矩。
该发明专利的差速器和电机分别独立设置，故存在上述结构不够紧凑，需要较大的动力总成空间的问题。
发明内容
本发明的目的是针对上述问题，提供一种结构紧凑，可节省的车辆动力总成空间的差速器与电机高度集成结构。
为达到上述目的，本发明采用了下列技术方案：
一种差速器与电机高度集成结构，包括差速器和电机，所述差速器包括差速器外壳体，用于输出动力的半轴与差速器驱动连接，所述差速器安装在电机内且差速器外壳体构成所述电机的转轴。
在上述的差速器与电机高度集成结构中，所述电机包括电机外壳体，所述差速器外壳体旋转安装在电机外壳体的轴承室上。
在上述的差速器与电机高度集成结构中，所述电机外壳体内设有定子和可发生相对定子转动的转子，所述定子固定连接在电机外壳体上，所述差速器外壳***于电机外壳体内部且连接在转子上。
在上述的差速器与电机高度集成结构中，所述差速器外壳体内设有连接在差速器外壳体上的行星齿轮，半轴连接在差速器外壳体上，所述半轴端部设有半轴齿轮，所述半轴齿轮与行星齿轮相啮合。
在上述的差速器与电机高度集成结构中，所述行星齿轮位于转子内部。
在上述的差速器与电机高度集成结构中，所述半轴设有两根且对称连接在差速器外壳体的两侧。
在上述的差速器与电机高度集成结构中，所述行星齿轮设有两个且相对设置，每个行星齿轮均与两根半轴相啮合，所述行星齿轮与差速器外壳体转动连接且行星齿轮转动中心位于行星齿轮的轴心线上，两个行星齿轮之间可发生相对独立的转动。
在上述的差速器与电机高度集成结构中，两个行星齿轮中心的连线与两根半轴中心的连线相互垂直。
在上述的差速器与电机高度集成结构中，所述行星齿轮的轴心线与转子的轴心线相重合；所述行星齿轮为圆锥齿轮。
与现有的技术相比，本发明的优点在于：
1、本发明将差速器与电机相互集成，使得差速器与电机可共用一部分结构，从而使得整体结构紧凑，可节省的车辆动力总成空间的优势。
2、本发明将差速器连接在电机的转子上，差速器的内部零部件例如行星齿轮等结构可设置在转子内部，从而进一步提高了集成程度，进一步节省了车辆动力总成的空间。
3、本发明将集成模块化的行星减速机构应用于驱动***中，适应了不同的扭矩输出需求，使动力总成的应用更加贴近用户需求，同时也缩短开发周期，降低了生产成本。
4、本发明在电机外壳体内设置有循环油道，润滑油通过循环油道的输送润滑差速器的同时，还可起到对电机降温的作用，从而可较好的应用于差速器与电机集成结构内，延长该结构的使用寿命。
5、本发明在润滑口和安装空腔之间还设有第二密封件，从而可防止润滑油泄漏至安装空腔内而影响电机转子、定子等电机内部结构，密封效果好。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是驱动总成的结构示意图；
图中：差速器1、电机2、轴承3、差速器外壳体11、行星齿轮12、半轴13、第一密封件14、润滑空腔15、导油槽16、搅油槽17、半轴齿轮18、第二密封件19、电机外壳体21、定子22、转子23、润滑口24、循环油道25、安装空腔26、驱动总成100、导油通道161、行星减速机构200、第一太阳轮201、第一行星轮202、第一框架203、第二太阳轮204、第二行星轮205、第二框架206、输出轴207、上循环油道251、下循环油道252。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细的说明。
实施例1
本实施例提供一种差速器与电机高度集成结构，如图1所示，包括驱动总成100和行星减速机构200，所述驱动总成100包括集成有差速器1的电机2，所述行星减速机构200与差速器1驱动连接。
使用时，驱动总成100输出的动力通过行星减速机构200减速后再传递至输出轴。故本发明将集成模块化的行星减速机构200应用于驱动***中，适应了不同的扭矩输出需求，使动力总成的应用更加贴近用户需求，同时也缩短开发周期，降低了生产成本。
具体的说，行星减速机构200为二级行星减速机构，即所述行星减速机构200包括与差速器1驱动连接的第一太阳轮201，所述第一太阳轮201与第一行星轮202相啮合，第一框架203一端与第一行星轮202的中心相连，另一端与第二太阳轮204驱动连接，所述第二太阳轮204与第二行星轮205相啮合，第二框架206一端与第二行星轮205的中心相连，另一端与输出轴207驱动连接。
使用时，动力通过差速器1输入至第一太阳轮201，再依次经过第一行星轮202、第一框架203、第二太阳轮204、第二行星轮205和第二框架206传递至输出轴207上。
优选地，所述第一太阳轮201与第二太阳轮204的轴心线相互重合。这样可以保证动力沿同一条直线传递，以保证动力传递过程的稳定性。
优选地，所述第一太阳轮201与第二太阳轮204的半径相等，所述第一行星轮202与第二行星轮205的半径相等，所述第一框架203与第二框架206的半径相等，所述第一太阳轮201的直径为第一行星轮202直径的1.0-1.5倍。这样可以保证行星减速机构200的减速比在优选范围内。
结合图1和图2所示，所述差速器1与行星减速机构200之间还设有半轴13，所述半轴13设有两根且对称连接在差速器1的两侧，所述行星减速机构200与半轴13一一对应连接。电机2的动力通过差速器1和两根半轴13传递至电动车的两个轮毂上。
优选地，所述半轴13的轴心线与行星减速机构200的轴心线相互重合。这样可以保证传动过程的稳定性。
如图2所示，所述差速器1包括差速器外壳体11，用于输出动力的半轴13与差速器1驱动连接，所述差速器1安装在电机2内且差速器外壳体11构成所述电机2的转轴。具体的可通过以下安装方式实现，所述电机2包括电机外壳体21，所述差速器外壳体11旋转安装在电机外壳体21的轴承室上。将差速器外壳体11用作为构成电机2转轴的一部分，使得差速器1与电机2至少具有一部分的共用结构，即本发明将差速器1与电机2相互集成，使得差速器1与电机2可共用一部分结构，从而使得整体结构紧凑，可节省的车辆动力总成空间的优势。
其中，差速器1与电机2所共用的一部分结构除壳体外，也还可以是其他的零部件或结构。
优选地，所述电机2包括电机外壳体21，所述电机外壳体21内设有定子22和可发生相对定子22转动的转子23，所述定子22固定连接在电机外壳体21上，所述差速器1位于电机外壳体21内部且连接在转子23上。所述差速器1包括连接在转子23上的差速器外壳体11，所述差速器外壳体11内设有连接在差速器外壳体11上的行星齿轮12，还包括与行星减速机构200驱动连接的半轴13，所述半轴13远离行星减速机构200的一端连接在差速器外壳体11上，所述半轴13端部设有半轴齿轮18，所述半轴齿轮18与行星齿轮12相啮合。所述半轴13设有两根且对称连接在差速器外壳体11的两侧。
具体的说，行星齿轮12位于转子23内部，且所述行星齿轮12设有两个且相对设置，每个行星齿轮12均与两根半轴13相啮合，所述行星齿轮12与差速器外壳体11转动连接且行星齿轮12转动中心位于行星齿轮12的轴心线上，两个行星齿轮12之间可发生相对独立的转动。行星齿轮12可选用现有技术中的圆锥齿轮。
使用时，动力由集成在差速器外壳体11上的转子23，传递至差速器外壳体11上，当车辆直线行驶且左右驱动车轮转速相同时，整个差速器1内部结构相当于一个整体，各零件之间没有相对转动。当车辆转弯时，通过行星齿轮12围绕其自身轴线方向的自转，从而吸收阻力差，使得半轴齿轮18可以以不同的转速转动，最终传到至两边半轴13，提高车辆行驶的舒适性。本发明将差速器1连接在电机2的转子23上，差速器1的内部零部件例如行星齿轮12等结构可设置在转子23内部，从而进一步提高了集成程度，进一步节省了车辆动力总成的空间。而且安装更加方便，可利用螺栓直接实现安装连接。
优选地，两个行星齿轮12中心的连线与两根半轴13中心的连线相互垂直。这样可进一步保证两个行星齿轮12发挥吸收阻力差的效果，进一步提高车辆行驶的舒适性。
优选地，所述行星齿轮12的轴心线与转子23的轴心线相重合。
如图2所示，所述电机2与半轴13之间设有第一密封件14，第一密封件14靠近电机外侧，用于防止润滑油泄漏至电机2外侧。所述电机2包括电机外壳体21，电机外壳体21内具有安装空腔26，所述差速器1位于安装空腔26内，电机外壳体21内还设有循环油道25，所述循环油道25通过润滑口24与差速器1相连通，所述润滑口24与安装空腔26之间还设有第二密封件19，润滑口24位于第一密封件14与第二密封件19之间。第二密封件19靠近电机内侧，用于防止润滑油泄漏至安装空腔26内。故本发明相比于现有技术中，在润滑口24和安装空腔26之间还设有第二密封件19，从而可防止润滑油泄漏至安装空腔26内而影响电机2是转子23、定子22等电机内部结构，密封效果好
具体的说，所述差速器1包括内部具有润滑空腔15的差速器外壳体11，所述润滑口24与润滑空腔15相连通，循环油道25内的润滑油可通过润滑口24流至润滑空腔15内，实现润滑。所述第二密封件19位于差速器外壳体11与电机外壳体21之间，且第二密封件19的内表面与差速器外壳体11密封贴合，第二密封件19的外表面与电机外壳体21密封贴合。所述安装空腔26内还设有定子22和可发生相对定子22转动的转子23，所述定子22固定连接在电机外壳体21上，所述差速器外壳体11连接在转子23上。
其中，第一密封件14和第二密封件19均可选用现有技术中常用于密封的具体结构，例如可以是油封。
如图2所示，所述差速器外壳体11与电机外壳体21之间还设有用于减小两者之间摩擦力轴承3，轴承3也位于第一密封件14和第二密封件19之间。这样可以降低差速器外壳体11与电机外壳体21之间的摩擦力，降低磨损。
优选地，电机2为盘式电机。由于盘式电机具有较小的轴向长度，这样也可以使得两个轴承3之间的距离较窄。
如图2所示，所述密封件14、19呈环形，且密封件14、19的轴心线与半轴13的轴心线相重合。这样可以进一步保证使用时的密封效果。
优选地，所述电机外壳体21内还设有循环油道25，所述循环油道25的端部与润滑口24相连通。本发明在电机外壳体21内设置有循环油道25，润滑油通过循环油道25的输送润滑差速器1的同时，还可起到对电机2降温的作用。
进一步优选地，所述循环油道25设有若干条，且循环油道25沿半轴13的轴心线周向均匀分布。这样设置循环油道25的位置可以保证对电机外壳体21降温效果的均匀性。
具体的说，所述润滑口24设有至少四个，且至少两个润滑口24位于半轴13上方，至少两个润滑口24位于半轴13下方，所述循环油道25包括位于半轴13上方的上循环油道251和位于半轴13下方的下循环油道252，两个位于半轴13上方的润滑口24通过上循环油道251相连通，两个位于半轴13下方的润滑口24通过下循环油道252相连通。
如图2所示，所述润滑口24与润滑空腔15之间通过导油槽16相连通，所述导油槽16设置在差速器1内表面上且向差速器1内部凹陷或所述导油槽16设置在半轴13外表面上且向半轴13内部凹陷。即导油槽16可设置在差速器1的内表面也可设置在半轴13的外表面。
优选地，所述导油槽16呈螺旋状延伸，导油槽16的轴心线与半轴13的轴心线相重合。
优选地，所述导油槽16设置在半轴13外表面，每根半轴13上至少设有两条导油槽16，且每条导油槽16的进油口所处位置不相同。例如，导油槽16设置有两条，两条导油槽16的进油口位置在半轴13表面相差90度的距离，这样可以方便将不同方向的润滑油导入导油槽16内。
如图2所示，所述导油槽16包括若干根依次连通的导油通道161，所述导油通道161中心线与半轴13轴心线的夹角为45-75度。导油通道161设置在这个角度范围内，可兼具导油效果好和加工难度低的优势。优选地，导油通道161中心线与半轴13轴心线的夹角为60度。
如图2所示，还包括设置在差速器外壳体11和/或半轴13上的搅油槽17。即搅油槽17可设置在差速器外壳体11上也可设置在半轴13上，或同时设置在差速器外壳体11和半轴13上。当搅油槽17设置在差速器外壳体11上时，搅油槽17具有若干个且搅油槽17沿半轴13轴心线周向均匀分布；当搅油槽17设置在半轴13上时，搅油槽17具有若干个且搅油槽17沿半轴13轴心线周向均匀分布。搅油槽17均匀设置可保证差速器外壳体11和半轴13的质量分布均匀，从而确保转动过程的稳定性。
使用过程中，导油槽16使润滑油在差速器外壳体11内部形成轴向运动，而使其在差速器外壳体11和电机外壳体21之间不断地循环；再通过搅油槽17搅油，使润滑油产生离心力，从而进入电机外壳体21内部的循环油道25内，加快润滑油的循环。
本发明对搅油槽17的具***置不作限定，只要能起到转动时加速润滑油流动的效果即可。但优选地，所述搅油槽17位于润滑口24的正上方或正下方。
实施例2
本实施例提供一种差速器与电机高度集成结构，其具体结构与实施例1中的具体结构大致相同，不同之处仅在于差速器1与电机2的具体集成方式上，具体的说，所述电机2包括电机外壳体21，所述差速器1包括差速器外壳体11，所述差速器外壳体11固定连接在电机外壳体21上，且差速器外壳体11和电机外壳体21共用一部分壳体。该实施例中采用的是将差速器1集成在电机2外侧的方式，差速器1的差速器外壳体11与电机2的电机外壳体21具有部分共用结构，即差速器1和电机2共用部分壳体。
实施例3
本实施例提供一种差速器与电机高度集成结构，其具体结构与实施例1中的具体结构大致相同，不同之处仅在于差速器1与电机2的具体集成方式上，具体的说，还包括壳体，所述差速器1和所述电机2均位于壳体内，电机2的输出轴与差速器1的输入轴相连接。该实施例中采用的是将差速器1和电机2共同设置在一个大的壳体内，壳体为差速器1和电机2二者的共用结构，在壳体内，差速器1和电机2二者仍通过输出轴和输入轴相连接。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。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。
尽管本文较多地使用了差速器1、电机2、轴承3、差速器外壳体11、行星齿轮12、半轴13、第一密封件14、润滑空腔15、导油槽16、搅油槽17、半轴齿轮18、第二密封件19、电机外壳体21、定子22、转子23、润滑口24、循环油道25、安装空腔26、驱动总成100、导油通道161、行星减速机构200、第一太阳轮201、第一行星轮202、第一框架203、第二太阳轮204、第二行星轮205、第二框架206、输出轴207、上循环油道251、下循环油道252等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。

Claims (9)

1.一种差速器与电机高度集成结构，包括差速器(1)和电机(2)，所述差速器(1)包括差速器外壳体(11)，用于输出动力的半轴(13)与差速器(1)驱动连接，其特征在于：所述差速器(1)安装在电机(2)内且差速器外壳体(11)构成所述电机(2)的转轴。
2.如权利要求1所述的差速器与电机高度集成结构，其特征在于：所述电机(2)包括电机外壳体(21)，所述差速器外壳体(11)旋转安装在电机外壳体(21)的轴承室上。
3.如权利要求2所述的差速器与电机高度集成结构，其特征在于：所述电机外壳体(21)内设有定子(22)和可发生相对定子(22)转动的转子(23)，所述定子(22)固定连接在电机外壳体(21)上，所述差速器外壳体(11)位于电机外壳体(21)内部且连接在转子(23)上。
4.如权利要求3所述的差速器与电机高度集成结构，其特征在于：所述差速器外壳体(11)内设有连接在差速器外壳体(11)上的行星齿轮(12)，半轴(13)连接在差速器外壳体(11)上，所述半轴(13)端部设有半轴齿轮(18)，所述半轴齿轮(18)与行星齿轮(12)相啮合。
5.如权利要求4所述的差速器与电机高度集成结构，其特征在于：所述行星齿轮(12)位于转子(23)内部。
6.如权利要求4所述的差速器与电机高度集成结构，其特征在于：所述半轴(13)设有两根且对称连接在差速器外壳体(11)的两侧。
7.如权利要求6所述的差速器与电机高度集成结构，其特征在于：所述行星齿轮(12)设有两个且相对设置，每个行星齿轮(12)均与两根半轴(13)相啮合，所述行星齿轮(12)与差速器外壳体(11)转动连接且行星齿轮(12)转动中心位于行星齿轮(12)的轴心线上，两个行星齿轮(12)之间可发生相对独立的转动。
8.如权利要求6所述的差速器与电机高度集成结构，其特征在于：两个行星齿轮(12)中心的连线与两根半轴(13)中心的连线相互垂直。
9.如权利要求4所述的差速器与电机高度集成结构，其特征在于：所述行星齿轮(12)的轴心线与转子(23)的轴心线相重合；所述行星齿轮(12)为圆锥齿轮。
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