CN216915521U - 变速器和车辆 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种变速器和车辆，其中变速器包括电机、减速组件、差速器、左半轴以及右半轴；所述电机的转子轴与所述减速组件传动连接；所述减速组件与所述差速器传动连接；所述差速器与所述左半轴和所述右半轴连接，以传递所述电机的动力。本实用新型技术方案提供了一种结构紧凑的变速器。

Description

变速器和车辆

技术领域

本实用新型涉及车辆技术领域，特别涉及一种变速器和车辆。

背景技术

目前，随着新能源车辆行业的发展，电动车辆已成为发展趋势。在电动车辆销量日益增长的趋势下，人们越来越关注电动车的发展。

目前电动车辆的变速器大多采用平行轴式的布局，同时使用传统锥齿轮差速器进行动力输出。但是，该变速器存在着体积大，占用空间大的问题。

实用新型内容

本实用新型的主要目的是提供一种变速器，旨在提供一种结构紧凑的变速器。

为实现上述目的，本实用新型提出的变速器，包括电机、减速组件、差速器、左半轴以及右半轴；

所述电机的转子轴与所述减速组件传动连接；

所述减速组件与所述差速器传动连接；

所述差速器与所述左半轴和所述右半轴连接，以传递所述电机的动力。

可选地，所述差速器为多摩擦片式差速器。

可选地，所述差速器为锥齿轮差速器，所述左半轴和所述右半轴均安装有用于与所述锥齿轮差速器相配合的耦合器。

可选地，所述减速组件为行星排机构，所述行星排机构包括太阳轮、行星轮、齿圈以及行星架，所述太阳轮与所述行星轮啮合，所述行星轮与所述齿圈啮合，所述行星轮安装于所述行星架；所述太阳轮与所述转子轴连接，所述齿圈与所述变速器的壳体相对固定，所述行星架与所述差速器的壳体连接。

可选地，所述齿圈与所述变速器的静止部相对固定。

可选地，所述行星轮包括相连接的行星轮一和行星轮二，所述太阳轮与所述行星轮一啮合，所述行星轮二与所述齿圈啮合，所述行星轮一和所述行星轮二均安装于所述行星架。

可选地，所述转子轴为空心轴，所述左半轴穿过所述转子轴。

可选地，所述减速组件包括多组齿轮副，所述差速器包括差速器齿圈，所述电机通过所述转子轴与所述齿轮副传动连接，所述齿轮副与所述差速器齿圈传动连接。

可选地，所述齿轮副包括相啮合的电机齿轮和输出齿轮副，所述输出齿轮副包括输出主动齿轮和输出从动齿轮，所述减速组件还包括输出轴，所述电机通过所述转子轴与所述电机齿轮连接，所述电机齿轮与所述输出从动齿轮啮合，所述输出从动齿轮通过所述输出轴与所述输出主动齿轮连接，所述输出主动齿轮与所述差速器齿圈啮合。

本实用新型还提出一种车辆，包括所述的变速器。

本实用新型的一个技术方案通过在变速器中设置传动连接的减速组件和差速器，减速组件用于将电机的动力进行减速增矩，实现减速的功能，并将减速增矩后的动力传递至差速器。差速器对减速组件传递来的动力进行分解，分别传递至左车轮和右车轮，从而实现车辆的差速行驶。如此，通过传动连接的减速组件和差速器，使变速器的整体结构更加的紧凑，降低了变速器的整体结构的体积，减小了变速器的占用空间。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本实用新型变速器一实施例的结构示意图；

图2为本实用新型变速器另一实施例的结构示意图；

图3为本实用新型变速器再一实施例的结构示意图。

附图标号说明：

本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本实用新型中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，全文中的“和/或”包括三个方案，以A和/或B为例，包括A技术方案、B技术方案，以及A和B同时满足的技术方案；另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

目前，随着新能源车辆行业的发展，电动车辆已成为发展趋势。在电动车辆销量日益增长的趋势下，人们越来越关注电动车的发展。目前电动车辆的变速器大多采用平行轴式的布局，同时使用传统锥齿轮差速器进行动力输出。但是，该变速器存在着体积大，占用空间大的问题。

鉴于此，本实用新型提出一种变速器。

请参照图1至图3，在本实用新型实施例中，该变速器包括电机10、减速组件、差速器、左半轴20以及右半轴30。电机10的转子轴11与减速组件传动连接，减速组件与差速器传动连接，差速器与左半轴20和右半轴30连接，以传递电机10的动力。

具体地，电机10为变速器的动力源，用于向变速器传递动力。在一实施例中，电机10通过转子轴11与减速组件花键连接，当然，转子轴11与减速组件之间还可以设置有传动轴，电机10的动力通过转子轴11传递至传动轴，传动轴再将电机10的动力传递给减速组件。转子轴11与传动轴之间可以是花键连接，也可以是装配连接。减速组件用于将电机10的动力进行减速增矩，进而将减速增矩后的动力传递至差速器。差速器与左半轴20和右半轴30连接，用于实现左车轮和右车轮的差速，将动力源输出轴上的一个固定转速分解成不同的转速，分别传递至左车轮和右车轮，从而实现车辆的差速行驶。

本实用新型的一个技术方案通过在变速器中设置传动连接的减速组件和差速器，减速组件用于将电机10的动力进行减速增矩，实现减速的功能，并将减速增矩后的动力传递至差速器。差速器对减速组件传递来的动力进行分解，分别传递至左车轮和右车轮，从而实现车辆的差速行驶。如此，通过传动连接的减速组件和差速器，使变速器的整体结构更加的紧凑，降低了变速器的整体结构的体积，减小了变速器的占用空间。

请参照图1和图2，进一步地，差速器为多摩擦片式差速器100。具体地，在一实施例中，差速器采用多摩擦片式差速器100。多摩擦片式差速器100包括差速器壳体120，差速器壳体120与减速组件连接并可在减速组件的带动下转动。差速器壳体120内设置有多组第一摩擦片130，第一摩擦片130可随差速器壳体120的转动而转动。多摩擦片式差速器100的两侧分别连接有左半轴20和右半轴30，左半轴20和右半轴30伸入差速器壳体120内的一端均设置有多组第二摩擦片21。沿半轴的轴向方向，第一摩擦片130和第二摩擦片 21可以咬合，当第一摩擦片130与第二摩擦片21咬合后，左半轴20和右半轴30可随差速器壳体120的转动而转动。第一摩擦片130和第二摩擦片21 的咬合程度可根据具体的工况进行改变，且左半轴20上的第二摩擦片21与第一摩擦片130的咬合程度与右半轴30上的第二摩擦片21与第一摩擦片130 的咬合程度可以不一致，从而实现多摩擦片式差速器100向左半轴20和右半轴30传递的动力的不同，进而实现车辆的差速行驶。第一摩擦片130和第二摩擦片21的组数可以根据需求进行设置，在此不对第一摩擦片130和第二摩擦片21的组数做限制。

当车辆直线行驶时，车辆的左半轴20和右半轴30输出的转速和扭矩一致，此时，左半轴20上的第二摩擦片21与第一摩擦片130的咬合程度与右半轴30上的第二摩擦片21与第一摩擦片130的咬合程度一致，从而使左半轴20和右半轴30输出的转速和扭矩一致。

当车辆右转时，车辆的左侧车轮的转速比右侧车轮的转速高，此时如果转向不够，则使左半轴20上的第二摩擦片21与第一摩擦片130的咬合程度比右半轴30上的第二摩擦片21与第一摩擦片130的咬合程度高，从而使左半轴20获得较高的转速和扭矩，从而提高车辆的转弯灵敏性。此时如果转向过度，则使左半轴20上的第二摩擦片21与第一摩擦片130的咬合程度比右半轴30上的第二摩擦片21与第一摩擦片130的咬合程度低，从而使右半轴 30获得较高的转速和扭矩，从而提高车辆的转弯稳定性。

当车辆左转时，车辆的右侧车轮的转速比左侧车轮的转速高，此时如果转向不足，则使右半轴30上的第二摩擦片21与第一摩擦片130的咬合程度比左半轴20上的第二摩擦片21与第一摩擦片130的咬合程度高，从而使右半轴30获得较高的转速和扭矩，从而提高车辆的转弯灵敏性。此时如果转向过度，则使右半轴30上的第二摩擦片21与第一摩擦片130的咬合程度比左半轴20上的第二摩擦片21与第一摩擦片130的咬合程度低，从而使左半轴 20获得较高的转速和扭矩，从而提高车辆的转弯稳定性。

如此，通过多摩擦片式差速器100实现了差速器的矢量控制功能，可以根据具体的行驶工况，提高车辆的驾驶性能，实现车辆转弯的灵敏性和稳定的最佳优化。

当车辆的一侧车轮处于打滑等工况时，为使车辆运行，必须使左半轴20 和右半轴30输出同样的扭矩和转速。此时通过调整左半轴20上的第二摩擦片21与第一摩擦片130的咬合程度，与右半轴30上的第二摩擦片21与第一摩擦片130的咬合程度一致，从而实现左半轴20和右半轴30输出同样的扭矩和转速，进而实现了差速器的限滑差速锁功能，提高了车辆的脱困性能。通过采用多摩擦片式差速器100，其扭矩分配比传统锥齿轮差速器更精准，提高了变速器的功率密度。

另外，多摩擦片式差速器100的左半轴20和右半轴30的配合，相较于现有技术中锥齿轮差速器，使得左半轴20和右半轴30的密封效果更好，可以通过仅在左半轴20和右半轴30上涂抹密封油的方式实现左半轴20和右半轴30的自密封功能，从而提高了变速器的密封效果。再一方面，相较于现有技术中锥齿轮差速器，多摩擦片式差速器100通过多组摩擦片的工作同时实现了差速、矢量控制以及差速锁等功能，采用的零部件更少，使得变速器的轴向结构更为紧凑，质量更轻。

请参照图3，进一步地，差速器为锥齿轮差速器200，左半轴20和右半轴30均安装有用于与锥齿轮差速器200相配合的耦合器300。具体地，锥齿轮差速器200包括差速器外壳210、行星齿轮组和半轴齿轮组。沿半轴的轴向方向设有第一虚拟轴线，在与半轴垂直的方向设有第二虚拟轴线。行星齿轮组包括设在差速器外壳210内相对两侧的两个行星齿轮221，两行星齿轮221 可绕第一虚拟轴线自转。半轴齿轮组包括相对设置的左半轴齿轮231和右半轴齿轮232，左半轴齿轮231和右半轴齿轮232均与两行星齿轮221相啮合，且左半轴齿轮231和右半轴齿轮232可绕第二虚拟轴线自转。左半轴齿轮231 与左半轴20连接，以向左半轴20传递扭矩；右半轴齿轮232与右半轴30连接，以向右半轴30传递扭矩。在车辆行驶过程中，在电机10动力的作用下，差速器外壳210绕第二虚拟轴线旋转，从而带动两行星齿轮221绕第一虚拟轴线自转，进而带动与两行星齿轮221相啮合的左半轴齿轮231和右半轴齿轮232绕第二虚拟轴线转动，进而带动左半轴20和右半轴30旋转，从而驱动车辆的车轮。

左半轴20和右半轴30上均安装有耦合器300，耦合器300包括耦合外壳 310和设于耦合外壳310内的耦合片320，耦合器300外壳与减速组件固定连接。在一实施例中，减速组件为行星排结构，耦合外壳310与行星排的行星架440固定连接。耦合器300内的耦合片320套设在左半轴20和右半轴30 上，且可沿半轴的轴向方向左右滑动，以与耦合外壳310进行不同程度的耦合。

当直线行驶时，左半轴20和右半轴30需要输出相同的转速和扭矩时，左半轴20上的耦合器300和右半轴30上的耦合器300耦合程度一致，从而使左半轴20和右半轴30输出的转速和扭矩相同。

当车辆右转时，车辆的左侧车轮的转速比右侧车轮的转速高，此时如果转向不够，则使左半轴20上的耦合器300的耦合度比右半轴30上的耦合器 300的耦合度高，从而使左半轴20获得较高的转速和扭矩，从而提高车辆的转弯灵敏性。此时如果转向过度，则使左半轴20上的耦合器300的耦合度比右半轴30上的耦合器300的耦合度低，从而使右半轴30获得较高的转速和扭矩，从而提高车辆的转弯稳定性。

当车辆左转时，车辆的右侧车轮的转速比右侧车轮的转速高，此时如果转向不够，则使右半轴30上的耦合器300的耦合度比左半轴20上的耦合器 300的耦合度高，从而使左半轴20输出较高的转速和扭矩，从而提高车辆的转弯灵敏性。此时如果转向过度，则使右半轴30上的耦合器300的耦合度比左半轴20上的耦合器300的耦合度低，从而使右半轴30输出较高的转速和扭矩，从而提高车辆的转弯稳定性。

如此，通过耦合器300的设置实现了锥齿轮差速器200的矢量控制功能，可以根据具体的行驶工况，提高车辆的驾驶性能，实现车辆转弯的灵敏性和稳定的最佳优化。

当车辆的一侧车轮处于打滑等工况时，为使车辆运行，必须使左半轴20 和右半轴30输出同样的扭矩和转速。此时通过调整左半轴20上的耦合器300 的耦合度与右半轴30上的耦合器300的耦合度一致，从而实现左半轴20和右半轴30输出同样的转速和扭矩，进而实现了差速器的限滑差速锁功能，提高了车辆的脱困性能。通过采用耦合器300和锥齿轮差速器200的配合，其扭矩分配比传统锥齿轮差速器更精准。

请参照图1和图3，进一步地，减速组件为行星排机构400，行星排机构 400包括太阳轮410、行星轮420、齿圈430以及行星架440，太阳轮410与行星轮420啮合，行星轮420与齿圈430啮合，行星轮420安装于行星架440；太阳轮410与转子轴11连接，齿圈430与变速器的壳体相对固定，行星架440 与差速器壳体120连接。具体地，行星轮420与太阳轮410和齿圈430处于常啮合状态，电机10的动力通过太阳轮410输入到行星排中，并从太阳轮410 传递到行星轮420、行星架440，进而传递至差速器。行星排的设置可以对电机10传递的动力进行减速增扭，从而满足车辆的行驶需求。

更进一步地，齿圈430与变速器的静止部相对固定。具体地，齿圈430 为静止件，行星排机构400通过齿圈430与变速器的静止部固定连接，齿圈 430为行星排机构400提供了固定和支撑。变速器的静止部指的是变速器内的静止件，如变速器的壳体、电机定子、制动器毂等静止件。在一实施例中，齿圈430与变速器的壳体采用花键连接或矩形齿连接。

更进一步地，行星轮420包括相连接的行星轮一421和行星轮二422，太阳轮410与行星轮一421啮合，行星轮二422与齿圈430啮合，行星轮一421和行星轮二422均安装于行星架440。具体地，行星轮420为NW型行星齿轮221结构。行星轮420通过行星轮420轴固定于行星架440，行星轮420轴与太阳轮410的圆周方向相垂直，在行星轮420轴上安装有行星轮一421和行星轮二422，行星轮一421和行星轮二422通过热套过盈配合成一个双联行星轮420。行星轮二422位于行星轮一421远离电机10的一侧，行星轮一421与太阳轮410啮合，行星轮二422与齿圈430啮合。如此，电机10的动力通过太阳轮410、行星轮一421、行星轮二422、行星架440依次向变速器传递，从而实现了电机10的动力在行星排内的传递。如此，通过行星排的设置实现了变速器的减速功能，电机10的动力经行星排的传递后能实现降速增扭的作用。相连接的行星轮一421和行星轮二422的设置，提高了变速器的速比，扩大了速比范围，从而使其可承载电机10的转速范围更大，从而满足不同的设计要求。

更进一步地，转子轴11为空心轴，左半轴20穿过转子轴11。具体地，电机10的转子轴11为空心轴，左半轴20穿过转子轴11的中部空心，同时左半轴20可相对于转子轴11自由转动，从而向左侧车轮传递动力。如此，使得变速器的整体结构更加紧凑。

请参照图2，进一步地，减速组件包括多组齿轮副，差速器包括差速器齿圈110，电机10通过转子轴11与齿轮副传动连接，齿轮副与差速器齿圈110 传动连接。具体地，减速组件包括多组齿轮副，电机10的动力通过转子轴11 传递至齿轮副，经过齿轮副的减速后，传递至与齿轮副相啮合的变速器齿圈 430，进而传递至差速器。多组齿轮副的设置实现了对电机10动力的减速增矩，从而满足车辆的行驶需求。

请继续参照图2，更进一步地，齿轮副包括相啮合的电机齿轮510和输出齿轮副，输出齿轮副包括输出主动齿轮521和输出从动齿轮522，减速组件还包括输出轴530，电机10通过转子轴11与电机齿轮510连接，电机齿轮510 与输出从动齿轮522啮合，输出从动齿轮522通过输出轴530与输出主动齿轮521连接，输出主动齿轮521与差速器齿圈110啮合。具体地，电机齿轮 510通过花键或热装的方式固定于转子轴11上，输出主动齿轮521和输出从动齿轮522均通过花键或热装的方式固定于输出轴530上，从而使得电机10 的动力通过转子轴11、电机齿轮510、输出从动齿轮522、输出轴530、输出主动齿轮521，依次传递至差速器齿圈110。如此，通过齿轮副的设置实现了电机10动力的减速增矩，从而满足车辆的行驶需求。同时，使得变速器的轴向结构更紧凑，质量更轻。

本实用新型还提出一种车辆，该车辆包括变速器，该变速器的具体结构参照上述实施例，由于本车辆采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。

以上所述仅为本实用新型的可选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的发明构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种变速器，其特征在于，包括电机、减速组件、差速器、左半轴以及右半轴；

所述电机的转子轴与所述减速组件传动连接；

所述减速组件与所述差速器传动连接；

所述差速器与所述左半轴和所述右半轴连接，以传递所述电机的动力。

2.如权利要求1所述的变速器，其特征在于，所述差速器包括差速器壳体，所述差速器壳体与所述减速组件连接并可在所述减速组件的带动下转动，所述差速器壳体内设置有多组第一摩擦片，所述第一摩擦片可随所述差速器壳体的转动而转动，所述左半轴和所述右半轴伸入所述差速器壳体内的一端均设置有多组第二摩擦片，所述第一摩擦片和所述第二摩擦片可以咬合，当所述第一摩擦片与所述第二摩擦片咬合后，所述左半轴和所述右半轴可随所述差速器壳体的转动而转动。

3.如权利要求1或2所述的变速器，其特征在于，所述左半轴和所述右半轴均安装有用于与所述差速器相配合的耦合器。

4.如权利要求3所述的变速器，其特征在于，所述减速组件为行星排机构，所述行星排机构包括太阳轮、行星轮、齿圈以及行星架，所述太阳轮与所述行星轮啮合，所述行星轮与所述齿圈啮合，所述行星轮安装于所述行星架；所述太阳轮与所述转子轴连接，所述齿圈与所述变速器的壳体相对固定，所述行星架与所述差速器的壳体连接。

5.如权利要求4所述的变速器，其特征在于，所述齿圈与所述变速器的静止部相对固定。

6.如权利要求4所述的变速器，其特征在于，所述行星轮包括相连接的行星轮一和行星轮二，所述太阳轮与所述行星轮一啮合，所述行星轮二与所述齿圈啮合，所述行星轮一和所述行星轮二均安装于所述行星架。

7.如权利要求4所述的变速器，其特征在于，所述转子轴为空心轴，所述左半轴穿过所述转子轴。

8.如权利要求1所述的变速器，其特征在于，所述减速组件包括多组齿轮副，所述差速器包括差速器齿圈，所述电机通过所述转子轴与所述齿轮副传动连接，所述齿轮副与所述差速器齿圈传动连接。

9.如权利要求8所述的变速器，其特征在于，所述齿轮副包括相啮合的电机齿轮和输出齿轮副，所述输出齿轮副包括输出主动齿轮和输出从动齿轮，所述减速组件还包括输出轴，所述电机通过所述转子轴与所述电机齿轮连接，所述电机齿轮与所述输出从动齿轮啮合，所述输出从动齿轮通过所述输出轴与所述输出主动齿轮连接，所述输出主动齿轮与所述差速器齿圈啮合。

10.一种车辆，其特征在于，包括如权利要求1至9任一项所述的变速器。

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