專利名稱：用于電動車的兩速變速驅動橋齒輪箱的制作方法
技術領域：
本公開大體上涉及一種用于機動車的動力傳動裝置。更具體的，公開了一種用于 電動車的兩速變速驅動橋。
背景技術：
常規的兩速變速驅動橋可包括具有兩個螺旋驅動齒輪的輸入軸。輸入扭矩提供至 可轉動支撐在錐面滾子軸承上的輸入軸。通過在中間軸組件上的兩個位置之間滑動同步器 套筒實現速度選擇。最終驅動齒輪組的驅動小齒輪可能是中間軸組件的一部分。最終驅動 輸出齒輪附聯于斜面半軸齒輪差速器組件，其將輸出扭矩分配到車輛的左右輪上。盡管此 種類型的雙級減速齒輪箱在過去可能獲得令人滿意的功能，但是此種設計使得相對較大的 質量以相對較高的速度轉動。這樣，可能需要昂貴的平衡工序以保證其在需要的產品生命 周期中能安靜工作。此外，已知的兩速變速驅動橋需要制造和使用輸入軸、中間軸和差速器 架。這些構件中的每一個均由殼體以可轉動的方式支撐。與制造和支撐這些構件相關的成 本有可能變成不期望的負擔。另外，之前已知的變速驅動橋可能比期望的更重。
發明內容
一種用于從電動機向車輛的第一車軸和第二車軸傳遞動力的傳動裝置，包括適于 由電動機驅動的輸入軸以及第一行星齒輪組。第二行星齒輪組具有由第一行星齒輪組驅動 的第一構件、轉動受限制的第二構件、和第三構件。差速器組件具有適于驅動第一車軸的第 一半軸齒輪、適于驅動第二車軸的第二半軸齒輪以及與第一半軸齒輪和第二半軸齒輪嚙合 的一對小齒輪。第一離合器能夠操作以將第一構件與差速器組件驅動地互連。第二離合器 能夠操作以將第三構件與差速器組件驅動地互連。在另一種形式中，一種用于從電動機向車輛的第一車軸和第二車軸傳遞動力的傳 動裝置，包括適于由電動機驅動的輸入軸。第一行星齒輪組具有由輸入軸驅動的第一太陽 齒輪、轉動受限的第一齒圈、以及多個第一行星齒輪，所述多個第一行星齒輪可轉動地支撐 在第一齒輪架上并與第一太陽齒輪和第一齒圈嚙合。第二行星齒輪組具有由第一行星齒輪 組的第一齒輪架驅動的第二太陽齒輪、轉動受限的第二齒輪架、以及由第二齒輪架可轉動 地支撐的第二組和第三組行星齒輪。第二組行星齒輪中的每一個與第二太陽齒輪及第三組 行星齒輪中的一個嚙合。第三組行星齒輪中的每一個與第二齒圈嚙合。差速器組件具有適 于驅動第一車軸的第一半軸齒輪、適于驅動第二車軸的第二半軸齒輪、以及與第一半軸齒 輪和第二半軸齒輪嚙合的一對小齒輪。第一離合器能夠操作以將第二太陽齒輪與所述差速 器組件驅動地互連。第二離合器能夠操作以將第二齒圈與差速器組件驅動地互連。通過本文的說明，進一步的應用領域會變的顯而易見。應當理解，說明和特定樣例 僅用于示例的目的，并不限制本公開的范圍。
本文所示的附圖僅用于示例目的，并不以任何方式限制本公開的范圍。圖1是根據本發明的教導構造的變速驅動橋的符號圖；圖2是圖1中說明的變速驅動橋的剖切立體圖；以及圖3是說明另一個傳動裝置的符號圖。下文的說明本質上僅僅是示例性的，并不是要限制本公開、應用或使用。應理解， 在所有附圖中，相應參考數字指示類似或相應的零件或特征。 由示例電動機12驅動的兩速變速驅動橋10在圖1和2中示出。變速驅動橋10 包括輸入軸14，其可安裝成與電動機12的輸出軸16 —同轉動。變速驅動橋10可操作以 向第一車軸18和第二車軸20提供驅動扭矩。第一車軸18和第二車軸20驅動車輪(未顯 示)。動力從輸入軸14經過第一行星齒輪組22、第二行星齒輪組24、第一離合器26和第二 離合器28中的一個、鏈輪及鏈組件30以及差速器組件32傳遞。行星齒輪組22為簡單行星齒輪組，包括安裝成與輸入軸14 一同轉動的太陽齒輪 38。齒圈40與變速驅動橋10的殼體42耦聯以限制齒圈40的轉動。多個行星齒輪44以 可轉動的方式支撐在齒輪架46上。每個行星齒輪44與太陽齒輪38和齒圈40處于嚙合驅 動接合狀態。輸入軸14及太陽齒輪38通過軸承48在殼體42內可轉動地支撐。基于前述 構造，行星齒輪組22在輸入提供至太陽齒輪38并且由齒輪架46提供輸出的情況下可用作 為減速裝置。在圖1所示的實施方式中，可以設想行星齒輪組22提供約5. 70 1的齒輪 減速比。應當理解，可以使用其他齒輪減速比，而不脫離本公開的范圍。行星齒輪組24是由行星齒輪組22驅動的復雜行星齒輪組。具體來說，行星齒輪 組24包括安裝成可與行星齒輪組22的齒輪架46 —同轉動的太陽齒輪50。行星齒輪組24 還包括齒圈52、第一組行星齒輪54、第二組行星齒輪56和齒輪架58。第一組和第二組行星 齒輪54、56中的每一個可轉動地支撐在齒輪架58上。行星齒輪54中的每一個定位成與太 陽齒輪50嚙合接合。行星齒輪56中的每一個定位成與齒圈52和一個行星齒輪54嚙合接 合。齒輪架58與殼體42耦聯并轉動受限。行星齒輪組24如上述構造以保證齒圈52與太 陽齒輪50同向轉動。第一離合器26選擇性地操作以使太陽齒輪50與鏈輪及鏈組件30驅動地互連。類 似地，第二離合器28選擇性地操作以使齒圈52與鏈輪及鏈組件30驅動地互連。變速驅動 橋10構造為兩速動力傳動機構。這樣，變速驅動橋10可以在低檔模式下工作，也可在高檔 模式下工作，還可以處于空檔模式。高檔模式工作可以通過致動第一離合器26并將太陽齒 輪50與鏈輪及鏈組件30驅動互連而得到。第二離合器28是斷開的并且此時不傳遞扭矩。 在高檔模式中，行星齒輪組24不提供齒輪減速，僅經過行星齒輪組22以直接檔或1 1的 比傳遞扭矩。為使變速驅動橋10在低檔模式下工作，第一離合器26被斷開，從而不傳遞扭矩， 同時第二離合器28接合以從齒圈52向鏈輪及鏈組件30傳遞扭矩。在圖1所示的實施方 式中，可設想在變速驅動橋10工作在低檔模式下時，行星齒輪組24提供約1.93 1的齒 輪減速比。通過同時斷開第一離合器26和第二離合器28可獲得空檔模式。
第一離合器26包括安裝成與太陽齒輪50 —同轉動的鼓60。轂62安裝成可與鏈 輪及鏈組件30的驅動鏈輪63 —同轉動。第一組離合器片64帶有花鍵，與鼓60 —同轉動。 第二組離合器片66帶有花鍵，與轂62 —同轉動。第一組離合器片64與第二組離合器片66 相互交錯使得施加到離合器組上的外力可以使力矩經過第一離合器26傳遞。第二離合器28包括安裝成與齒圈52 —同轉動的鼓70。轂72安裝成可與驅動鏈 輪63—同轉動。第一組離合器片74帶有花鍵，與鼓70—同轉動。第二組離合器片76安 裝成與轂72—同轉動。第一組離合器片74與第二組離合器片76相互交錯。在受到外部 壓縮力時，第一離合器片74與第二離合器片76接合使力矩經過第二離合器28傳遞。
驅動鏈輪63、轂62和轂72安裝成能夠與由軸承82可轉動地支撐于殼體42內的 驅動軸80—同轉動。從動鏈輪84安裝成能夠與第二車軸20—同轉動。鏈86將驅動鏈輪 63與從動鏈輪84驅動地互連。在圖1所示的樣例中，驅動鏈輪63包括37個齒，而從動鏈 輪84包括47個齒以提供約1.27 1的減速比。差速器組件32包括安裝成與第一車軸18 —同轉動的第一半軸齒輪90。第二半 軸齒輪92安裝成與第二車軸20—同轉動。小齒輪94由架96可轉動地支撐。每個小齒輪 94與第一半軸齒輪90和第二半軸齒輪92驅動地嚙合接合。基于前述各種部件的減速比， 變速驅動橋10提供了約14. 00 1的低檔齒輪比和約7. 24 1的高檔齒輪比。圖3圖示了另一個變速驅動橋200。變速驅動橋200與變速驅動橋10大體相似。因 此，類似元件會保留之前使用的參考數字。變速驅動橋200構造成向第一車軸18和第二車軸 20提供驅動扭矩，以及通過推進軸202將驅動扭矩傳遞到第二驅動線路，提供一種全時四輪 驅動裝置。行星齒輪組22、鏈輪及鏈組件30以及差速器組件32與之前說明的大體相同。行星齒輪組204接收來自行星齒輪組22的齒輪架46的扭矩。行星齒輪組204包 括安裝成與行星齒輪組22的齒輪架46 —同轉動的齒圈206。太陽齒輪208與殼體42耦 聯，并且轉動受限。多個行星齒輪210可轉動地支撐在齒輪架212上。每個行星齒輪210 與齒圈206和太陽齒輪208驅動地嚙合接合。第一離合器214選擇性地將齒輪架212與驅 動鏈輪63驅動地互連。第二離合器216選擇性地將齒圈206與驅動鏈輪63驅動地互連。 應當明白，行星齒輪組204可被構造成簡單行星齒輪組，因為當太陽齒輪208轉動受限時， 齒圈206與齒輪架212轉動方向相同。第一離合器214包括安裝成與齒輪架212 —同轉動的轂218。鼓220安裝成與驅 動鏈輪63—同轉動。第一組離合器片222與轂218花鍵接合。第二組離合器片224與鼓 220花鍵接合。在壓縮力施加到第一離合器片222與第二離合器片224上時，扭矩通過第一 離合器214傳遞。第二離合器216包括安裝成與齒圈206 —同轉動的鼓230。第一組離合器片232 與鼓230花鍵接合。轂234安裝成與驅動鏈輪63—同轉動。第二組離合器片236與轂234 花鍵接合。通過向第一離合器片232與第二離合器片236施加壓縮力，扭矩可通過第二離 合器216傳遞。增速齒輪組240包括安裝成與驅動軸80—同轉動的小齒輪242以及與小齒輪242 嚙合接合的齒圈244。增速齒輪組240通過推進軸202為第二驅動線路提供驅動扭矩。齒 輪組240構造成超速傳動或增速齒輪組，使得推進軸202能夠包括縮小的直徑以向另一組 從動輪傳遞扭矩。縮小的直徑能夠減少質量以及與平衡較大直徑推進軸相關的挑戰。應當明白，增速齒輪組240還可 耦聯于變速驅動橋10的驅動軸80以提供四輪驅動能力。
此外，上文的討論僅僅公開和說明了本公開的示例性實施方式。本領域的普通技 術人員能從這樣的討論及附圖和權利要求書中很容易地認識到，在不脫離所附權利要求限 定的公開的精神和范圍內，能夠做出多種改變、改進以及變型。
權利要求
一種用于從電動機向車輛的第一車軸和第二車軸傳遞動力的傳動裝置，所述傳動裝置包括適于由所述電動機驅動的輸入軸；第一行星齒輪組；第二行星齒輪組，其具有由所述第一行星齒輪組驅動的第一構件、轉動受限的第二構件以及第三構件；差速器組件，其具有適于驅動所述第一車軸的第一半軸齒輪、適于驅動所述第二車軸的第二半軸齒輪、以及與所述第一半軸齒輪和所述第二半軸齒輪嚙合的一對小齒輪；第一離合器，其能夠操作以將所述第一構件與所述差速器組件驅動地互連；以及第二離合器，其能夠操作以將所述第三構件與所述差速器組件驅動地互連。
2.如權利要求1所述的傳動裝置，其中，所述第二行星齒輪組的所述第一構件與所述 第三構件沿相同的方向轉動。
3.如權利要求2所述的傳動裝置，其中，所述第二行星齒輪組的所述第一構件為齒圈。
4.如權利要求3所述的傳動裝置，其中，所述第二行星齒輪組的所述第二構件為太陽 齒輪。
5.如權利要求4所述的傳動裝置，其中，所述第二行星齒輪組的所述第三構件為齒輪 架，所述齒輪架可轉動地支撐與所述齒圈和所述太陽齒輪嚙合的行星齒輪。
6.如權利要求5所述的傳動裝置，其中，所述第一行星齒輪組包括由所述輸入軸驅動 的太陽齒輪以及驅動所述第二行星齒輪組的所述第一構件的齒輪架。
7.如權利要求1所述的傳動裝置，進一步包括由所述第二行星齒輪組驅動并驅動所述 差速器組件的減速單元。
8.如權利要求7所述的傳動裝置，其中，所述減速單元包括由所述第一離合器和所述 第二離合器中的一個選擇性地驅動的驅動鏈輪、從動鏈輪、以及將所述驅動鏈輪和所述從 動鏈輪驅動地互連的柔性驅動構件。
9.如權利要求8所述的傳動裝置，其中，所述從動鏈輪安裝成與所述第二半軸齒輪一 同轉動。
10.如權利要求9所述的傳動裝置，其中，所述第一半軸齒輪和所述第二半軸齒輪繞與 所述輸入軸的轉動軸線大致平行并且偏移的公共軸線轉動。
11.如權利要求1所述的傳動裝置，進一步包括由所述第一離合器和所述第二離合器 中的一個驅動的增速齒輪組，所述增速齒輪組適于向第三車軸傳遞扭矩。
12.如權利要求1所述的傳動裝置，其中，所述第二行星齒輪組的所述第一構件為由所 述第一行星齒輪組驅動的太陽齒輪。
13.如權利要求1所述的傳動裝置，其中，所述第二行星齒輪組的所述第二構件為齒輪^K O
14.如權利要求1所述的傳動裝置，其中，所述第二行星齒輪組的所述第三構件為齒圈。
15.一種從電動機向車輛的第一車軸和第二車軸傳遞動力的傳動裝置，所述傳動裝置 包括適于由所述電動機驅動的輸入軸；第一行星齒輪組，其具有由所述輸入軸驅動的第一太陽齒輪、轉動受限的第一齒圈、以 及多個第一行星齒輪，所述多個第一行星齒輪可轉動地支撐在第一齒輪架上并與所述第一 太陽齒輪和所述第一齒圈嚙合；第二行星齒輪組，其具有由所述第一行星齒輪組的所述第一齒輪架驅動的第二太陽齒 輪、轉動受限的第二齒輪架、以及由所述第二齒輪架可轉動地支撐的第二組和第三組行星 齒輪，所述第二組行星齒輪中的每一個與所述第二太陽齒輪及所述第三組行星齒輪中的一 個嚙合，所述第三組行星齒輪中的每一個與所述第二齒圈嚙合； 差速器組件，其具有適于驅動所述第一車軸的第一半軸齒輪、適于驅動所述第二車軸 的第二半軸齒輪、以及與所述第一半軸齒輪和所述第二半軸齒輪嚙合的一對小齒輪；第一離合器，其能夠操作以將所述第二太陽齒輪與所述差速器組件驅動地互連；以及第二離合器，其能夠操作以將所述第二齒圈與所述差速器組件驅動地互連。
16.如權利要求15所述的傳動裝置，進一步包括由所述第二行星齒輪組驅動并驅動所 述差速器組件的減速單元。
17.如權利要求16所述的傳動裝置，其中，所述減速單元包括由所述第一離合器和所 述第二離合器中的一個選擇性地驅動的驅動鏈輪、從動鏈輪、以及將所述驅動鏈輪和所述 從動鏈輪驅動地互連的柔性驅動構件。
18.如權利要求17所述的傳動裝置，其中所述從動鏈輪安裝成與所述第二半軸齒輪一 同轉動。
19.如權利要求18所述的傳動裝置，其中，所述第一半軸齒輪和所述第二半軸齒輪繞 與所述輸入軸的轉動軸線大致平行并且偏移的公共軸線轉動。
20.如權利要求19所述的傳動裝置，其中，所述第一離合器和所述第二離合器為摩擦片罔合器。
21.如權利要求15所述的傳動裝置，進一步包括由所述第一離合器和所述第二離合器 中的一個驅動的增速齒輪組，所述增速齒輪組適于向第三車軸傳遞扭矩。
全文摘要
一種用于從電動機向車輛的第一軸和第二軸傳遞動力的傳動裝置，包括適于由電動機驅動的輸入軸以及第一行星齒輪組。第二行星齒輪組具有由第一行星齒輪組驅動的第一構件、轉動受限的第二構件、和第三構件。差速器組件具有適于驅動第一軸的第一半軸齒輪、適于驅動第二軸的第二半軸齒輪以及與第一半軸齒輪和第二半軸齒輪嚙合的一對小齒輪。第一離合器能夠操作以將第一構件與差速器組件驅動地互連。第二離合器能夠操作以將第三構件與差速器組件驅動地互連。
文檔編號F16H47/00GK101868655SQ200880116797
公開日2010年10月20日 申請日期2008年11月18日 優先權日2007年11月20日
發明者大衛·W·文森 申請人:麥格納動力系美國有限公司