行星排式变速器和车辆的制作方法

1.本发明涉及车辆技术领域，特别涉及一种行星排式变速器和车辆。


背景技术：

2.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，电动车的轻量化发展势在必行。
3.为保证电动车辆的续航里程，一般会在电动车辆中配备较大的电池以满足续航需求。如此，对电动车辆内其他零部件的减重要求也越来越高。
4.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，该变速器存在着重量大的问题。


技术实现要素：

5.本发明的主要目的是提供一种行星排式变速器，旨在提供一种轻量化的行星排式变速器。
6.为实现上述目的，本发明提出的行星排式变速器，包括电机、第一行星排、第二行星排、左半轴以及右半轴；
7.所述第一行星排包括第一太阳轮、第一行星轮、第一齿圈以及第一行星架，所述第一太阳轮与所述第一行星轮啮合，所述第一行星轮与所述第一齿圈啮合，所述第一行星轮安装于所述第一行星架；
8.所述第二行星排包括第二太阳轮、第二行星轮、第二齿圈以及第二行星架，所述第二太阳轮与所述第二行星轮啮合，所述第二行星轮与所述第二齿圈啮合，所述第二行星轮安装于所述第二行星架；
9.所述电机通过转子轴与所述第一太阳轮传动连接；
10.所述第一行星架与所述第二齿圈传动连接；
11.所述第二行星排与所述左半轴和所述右半轴连接，以传递所述电机的动力。
12.可选地，所述第二太阳轮与所述左半轴连接，所述第二行星架与所述右半轴连接。
13.可选地，所述第二太阳轮与所述右半轴连接，所述第二行星架与所述左半轴连接。
14.可选地，所述第一齿圈位于所述第一行星排远离所述第一太阳轮的外侧，并与所述行星排式变速器的静止部相对固定。
15.可选地，所述第一行星轮包括相连接的第一行星轮一和第一行星轮二，所述第一行星轮一与所述第一太阳轮啮合，所述第一行星轮二与所述第一齿圈啮合。
16.可选地，所述第一行星轮包括相连接的第一行星轮一和第一行星轮二，所述第一行星轮一与所述第一齿圈啮合，所述第一行星轮二与所述第一太阳轮啮合。
17.可选地，所述第一行星轮包括相连接的第一行星轮一和第一行星轮二，所述第一齿圈空套在所述转子轴的外部并与所述行星排式变速器的壳体相对固定，所述第一齿圈与所述第一行星轮一啮合，所述第一太阳轮与所述第一行星轮二啮合。
18.可选地，所述第二行星轮包括相啮合的第二行星轮一和第二行星轮二，所述第二行星轮一和所述第二行星轮二均安装于所述第二行星架，所述第二行星轮一与所述第二齿圈啮合，所述第二行星轮二与所述第二太阳轮啮合。
19.可选地，所述转子轴为空心轴，所述左半轴穿过所述转子轴。
20.本发明还提出一种车辆，包括所述的行星排式变速器。
21.本发明技术方案通过在行星排式变速器中设置相连接的第一行星排和第二行星排，电机的动力通过第一行星排、第二行星排传递至左半轴和右半轴。如此，一方面，相较于现有技术中采用平行轴加锥齿轮的变速器结构，减少了变速器所需的零件数量，从而使行星排式变速器的整体重量降低，使行星排式变速器的质量更轻，进而有利于车辆的轻量化。另一方面，相较于现有技术中平行轴加锥齿轮的变速器结构，减小了行星排式变速器的整体体积，降低了行星排式变速器的占用空间，使行星排式变速器的结构更加紧凑。
附图说明
22.为了更清楚地说明本发明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发明的一些实施例，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。
23.图1为本发明行星排式变速器一实施例的结构示意图；
24.图2为本发明行星排式变速器另一实施例的结构示意图；
25.图3为本发明行星排式变速器又一实施例的结构示意图；
26.图4为本发明行星排式变速器再一实施例的结构示意图。
27.附图标号说明：
28.标号名称标号名称10电机130第一齿圈11转子轴140第一行星架20左半轴200第二行星排30右半轴210第二太阳轮100第一行星排220第二行星轮110第一太阳轮221第二行星轮一120第一行星轮222第二行星轮二121第一行星轮一230第二齿圈122第一行星轮二240第二行星架
29.本发明目的的实现、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
30.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
31.需要说明，本发明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。
32.另外，在本发明中涉及“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，也不在本发明要求的保护范围之内。
33.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，电动车的轻量化发展势在必行。
34.为保证电动车辆的续航里程，一般会在电动车辆中配备较大的电池以满足续航需求。如此，对电动车辆内其他零部件的减重要求也越来越高。
35.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，该变速器存在着重量大的问题。
36.鉴于此，本发明提出一种行星排式变速器。
37.请参照图1至图4，在本发明实施例中，该行星排式变速器包括电机10、第一行星排100、第二行星排200、左半轴20以及右半轴30。
38.第一行星排100包括第一太阳轮110、第一行星轮120、第一齿圈130以及第一行星架140，第一太阳轮110与第一行星轮120啮合，第一行星轮120与第一齿圈130啮合，第一行星轮120安装于第一行星架140。具体地，第一太阳轮110位于第一行星排100的中心位置，第一行星轮120与第一太阳轮110的外圈啮合，在第一太阳轮110的周向方向上，第一行星轮120可以设置有多组，在此不对第一行星轮120的组数做限制。第一行星轮120固定于第一行星架140上，第一行星架140为第一行星轮120提供固定支撑。同时第一行星轮120还与第一齿圈130的内圈啮合，也即第一行星轮120和相邻的第一太阳轮110、第一齿圈130处于常啮合的状态，从而实现三者之间的传动。
39.第二行星排200包括第二太阳轮210、第二行星轮220、第二齿圈230以及第二行星架240，第二太阳轮210与第二行星轮220啮合，第二行星轮220与第二齿圈230啮合，第二行星轮220安装于第二行星架240。具体地，第二太阳轮210位于第二行星排200的中心位置，第二行星轮220与第二太阳轮210的外圈啮合，在第二太阳轮210的周向方向上，第二行星轮220可以设置有多组，在此不对第二行星轮220的组数做限制。第二行星轮220固定于第二行星架240上，第二行星架240为第二行星轮220提供固定支撑。同时第二行星轮220还与第二齿圈230的内圈啮合，也即第二行星轮220和相邻的第二太阳轮210、第二齿圈230处于常啮合的状态，从而实现三者之间的传动。
40.电机10通过转子轴11与第一太阳轮110传动连接。具体地，电机10为行星排式变速器的动力源，电机10的动力通过转子轴11向行星排式变速器传递。电机10与第一行星排100的第一太阳轮110连接，在一实施例中，电机10的转子轴11与第一太阳轮110直接花键连接。当然也可以是电机10的转子轴11与高速轴花键连接，高速轴再与第一太阳轮110花键连接。
电机10与第一太阳轮110的连接，实现了电机10的动力向第一行星排100的传递。
41.第一行星架140与第二齿圈230传动连接。具体地，第一行星排100和第二行星排200之间通过第一行星架140和第二齿圈230实现传动连接，如此可实现电机10的动力通过第一行星排100传递至第二行星排200。
42.第二行星排200与左半轴20和右半轴30连接，以传递电机10的动力。具体地，半轴用于在行星排式差速器与驱动轮之间传递动力。左半轴20用于将电机10的动力传递至车辆的左车轮，右半轴30用于将电机10的动力传递至车辆的右车轮。也即，左半轴20和右半轴30为行星排式变速器的动力输出轴。左半轴20和右半轴30均与第二行星排200连接，电机10的动力通过第一行星排100、第二行星排200传递至左半轴20和右半轴30，从而实现车辆车轮的驱动。
43.如此，通过在行星排式变速器中设置相连接的第一行星排100和第二行星排200，一方面，相较于现有技术中采用平行轴加锥齿轮的变速器结构，减少了变速器所需的零件数量，从而使行星排式变速器的整体重量降低，使行星排式变速器的质量更轻，进而有利于车辆的轻量化。另一方面，相较于现有技术中平行轴加锥齿轮的变速器结构，减小了行星排式变速器的整体体积，降低了行星排式变速器的占用空间，使行星排式变速器的结构更加紧凑。
44.本发明技术方案通过在行星排式变速器中设置相连接的第一行星排100和第二行星排200，电机10的动力通过第一行星排100、第二行星排200传递至左半轴20和右半轴30。如此，一方面，相较于现有技术中采用平行轴加锥齿轮的变速器结构，减少了变速器所需的零件数量，从而使行星排式变速器的整体重量降低，使行星排式变速器的质量更轻，进而有利于车辆的轻量化。另一方面，相较于现有技术中平行轴加锥齿轮的变速器结构，减小了行星排式变速器的整体体积，降低了行星排式变速器的占用空间，使行星排式变速器的结构更加紧凑。
45.进一步地，第二太阳轮210与左半轴20连接，第二行星架240与右半轴30连接。具体地，第二太阳轮210与左半轴20连接，也即电机10的动力通过第二太阳轮210传递至左半轴20，进而驱动左侧车轮；第二行星架240与右半轴30连接，也即电机10的动力通过第二行星架240传递至右半轴30，进而驱动右侧车轮。如此，通过第二太阳轮210和第二行星架240分别与左半轴20和右半轴30连接，使第二行星排200实现了差速器的功能。一方面通过第二排行星排齿轮组合实现左半轴20和右半轴30两端输出速比相等；另一方面，与传统锥齿轮的差速器一样，在转向情况下使车辆实现差速行驶。
46.进一步地，第二太阳轮210与右半轴30连接，第二行星架240与左半轴20连接。具体地，第二太阳轮210与右半轴30连接，也即电机10的动力通过第二太阳轮210传递至右半轴30，进而驱动右侧车轮；第二行星架240与左半轴20连接，也即电机10的动力通过第二行星架240传递至左半轴20，进而驱动左侧车轮。如此，通过第二太阳轮210和第二行星架240分别与右半轴30和左半轴20连接，使第二行星排200实现了差速器的功能。一方面通过第二排行星排齿轮组合实现左半轴20和右半轴30两端输出速比相等；另一方面，与传统锥齿轮的差速器一样，在转向情况下使车辆实现差速行驶。
47.进一步地，第一齿圈130位于第一行星排100远离第一太阳轮110的外侧，并与行星排式变速器的静止部相对固定。具体地，第一太阳轮110位于第一行星排100的中部，沿第一
太阳轮110的径向，第一齿圈130位于第一行星排100远离第一太阳轮110的外侧。也即沿第一太阳轮110的径向方向，第一太阳轮110、第一行星轮120、第一齿圈130依次两两啮合，从而实现三者之间的传动。同时第一齿圈130为制动件，第一齿圈130与行星排式变速器的静止部相对固定连接。行星排式变速器的静止部指的是行星排式变速器内的静止件，如行星排式变速器的壳体、电机定子、制动器毂等静止件。更具体地，第一齿圈130与行星排式变速器的壳体之间可以是花键连接，还可以是通过矩形齿连接。
48.进一步地，第一行星轮120包括相连接的第一行星轮一121和第一行星轮二122，第一行星轮一121与第一太阳轮110啮合，第一行星轮二122与第一齿圈130啮合。具体地，第一行星排100为nw型行星齿轮结构。第一行星轮120通过第一行星轮轴固定于第一行星架140，第一行星轮轴与第一太阳轮110的圆周方向相垂直，在第一行星轮轴上安装有第一行星轮一121和第一行星轮二122，第一行星轮一121和第一行星轮二122通过热套过盈配合成一个双联行星轮。第一行星轮二122位于第一行星轮一121远离电机10的一侧，第一行星轮一121与第一太阳轮110啮合，第一行星轮二122与第一齿圈130啮合。如此，电机10的动力通过第一太阳轮110、第一行星轮一121、第一行星轮二122、第一行星架140依次向第二行星排200传递，从而实现了电机10的动力在第一行星排100内的传递。如此，通过第一行星排100的设置实现了行星排式变速器的减速功能，电机10的动力经第一行星排100的传递后能实现降速增扭的作用。相连接的第一行星轮一121和第一行星轮二122的设置，提高了行星排式变速器的速比，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。
49.进一步地，第一行星轮120包括相连接的第一行星轮一121和第一行星轮二122，第一行星轮一121与第一齿圈130啮合，第一行星轮二122与第一太阳轮110啮合。具体地，第一行星排100为nw型行星齿轮结构。第一行星轮120通过第一行星轮轴固定于第一行星架140，第一行星轮轴与第一太阳轮110的圆周方向相垂直，在第一行星轮轴上安装有第一行星轮一121和第一行星轮二122，第一行星轮一121和第一行星轮二122通过热套过盈配合成一个双联行星轮。第一行星轮二122位于第一行星轮一121远离电机10的一侧，第一行星轮一121与第一齿圈130啮合，第一行星轮二122与第一太阳轮110啮合。如此，电机10的动力通过第一太阳轮110、第一行星轮二122、第一行星架140依次向第二行星排200传递，从而实现了电机10的动力在第一行星排100内的传递。如此，通过第一行星排100的设置实现了行星排式变速器的减速功能，电机10的动力经第一行星排100的传递后能实现降速增扭的作用。第一行星排100的设置，提高了行星排式变速器的速比，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。
50.进一步地，第一行星轮120包括相连接的第一行星轮一121和第一行星轮二122，第一齿圈130空套在转子轴11的外部并与行星排式变速器的壳体相对固定，第一齿圈130与第一行星轮一121啮合，第一太阳轮110与第一行星轮二122啮合。具体地，第一行星排100为nw型行星齿轮结构。第一行星轮120通过第一行星轮轴固定于第一行星架140，第一行星轮轴与第一太阳轮110的圆周方向相垂直，在第一行星轮轴上安装有第一行星轮一121和第一行星轮二122，第一行星轮一121和第一行星轮二122通过热套过盈配合成一个双联行星轮，第一行星轮二122位于第一行星轮一121远离电机10的一侧。第一齿圈130通过滚针轴承空套安装于转子轴11的外部，并可在转子轴11上周向旋转。也即在转子轴11的轴向方向上，第一
齿圈130位于电机10和第一太阳轮110之间，第一齿圈130与第一行星轮一121啮合，且第一齿圈130与行星排式变速器的壳体相对固定。第一齿圈130与行星排式变速器的壳体可以是通过花键或矩形齿连接。
51.进一步地，第二行星轮220包括相啮合的第二行星轮一221和第二行星轮二222，第二行星轮一221和第二行星轮二222均安装于第二行星架240，第二行星轮一221与第二齿圈230啮合，第二行星轮二222与第二太阳轮210啮合。具体地，第二行星轮220通过第二行星轮轴固定于第二行星架240，第二行星轮轴固定在第二行星架240。第二行星轮一221和第二行星轮二222分别通过各自对应的第二行星轮轴安装于第二行星架240。第二行星轮一221和第二行星轮二222处于常啮合状态，电机10的动力通过第一行星排100传递给第二齿圈230后，依次向第二行星轮一221、第二行星轮二222、第二太阳轮210传递。车辆的左半轴20和右半轴30分别与第二太阳轮210和第二行星架240连接，或左半轴20和右半轴30分别与第二行星架240和第二太阳轮210连接，从而实现电机10的动力向车轮的传递。第二行星轮220包括第二行星轮一221和第二行星轮二222，如此在差速的工况下，使得转速高的一侧的获得较高的扭矩，转速低的一侧获得较低的扭矩，从而满足差速的需求。另一方面使第二行星排200的结构更加紧凑，从而使行星排式变速器的整体结构更加紧凑。
52.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，并可相对于转子轴11自由转动，从而向左侧车轮传递动力。如此，使得行星排式变速器的整体结构更加紧凑。
53.电机10为行星排式变速器的动力源，用于向行星排式变速器提供动力。更具体地，电机10包括定子和转子，转子通过转子轴11向行星排式变速器输出扭矩。电机10扭矩经第一行星排100传递至第二行星排200，在电机10扭矩的作用下第二行星排200转动，进而带动左半轴20和右半轴30转动，进而驱动车辆的左侧车轮和右侧车轮。如此，通过第一行星排100实现减速，通过第二行星排200实现差速，以满足车辆车轮端的转速要求。
54.在一实施例中，第二太阳轮210与左半轴20连接，第二行星架240与右半轴30连接，其中第二行星轮220包括相啮合的第二行星轮一221和第二行星轮二222。此时左半轴20的扭矩传递路径为：电机10-第一太阳轮110-第一行星轮120-第一行星架140-第二齿圈230-第二行星轮一221-第二行星轮二222-第二太阳轮210-左半轴20。右半轴30的扭矩传递路径为：电机10-第一太阳轮110-第一行星轮120-第一行星架140-第二齿圈230-第二行星轮一221-第二行星架240-右半轴30。
55.当车辆直行时，左侧车轮和右侧车轮需要具有相同的转速和扭矩。电机10的扭矩经第一行星排100减速增扭后传递至第二行星排200，使第二行星架240的转速与第二太阳轮210的转速相同，从而使右半轴30和左半轴20输出的转速和扭矩相同。
56.当车辆左侧输出转速较高时，左侧车轮的转速和扭矩比右侧车轮的转速和扭矩要高。当车辆右转时，左侧车轮的转速比右侧车轮的转速高，经左半轴20和右半轴30的传递后，向第二太阳轮210传递较大的转速，向第二行星架240传递较小的转速，此时通过第二齿圈230和第二太阳轮210的齿数配比，使第二太阳轮210上升的速度值等于第二行星架240下降的速度值，从而使左半轴20输出较高的转速和较大的转矩，使右半轴30输出较低的转速和较小的转矩。
57.当车辆右侧输出转速较高时，右侧车轮的转速和扭矩比左侧车轮的转速和扭矩要
高。当车辆左转时，右侧车轮的转速比左侧车轮的转速高，经左半轴20和右半轴30的传递后，向第二太阳轮210传递较小的转速，向第二行星架240传递较大的转速，此时通过第二齿圈230和第二太阳轮210的齿数配比，使第二太阳轮210下降的速度值等于第二行星架240上升的速度值，从而使左半轴20输出较低的转速和较小的转矩，使右半轴30输出较高的转速和较大的转矩。
58.在另一实施例中，第二太阳轮210与右半轴30连接，第二行星架240与左半轴20连接，其中第二行星轮220包括相啮合的第二行星轮一221和第二行星轮二222。此时左半轴20的扭矩传递路径为：电机10-第一太阳轮110-第一行星轮120-第一行星架140-第二齿圈230-第二行星轮一221-第二行星架240-左半轴20。右半轴30的扭矩传递路径为：电机10-第一太阳轮110-第一行星轮120-第一行星架140-第二齿圈230-第二行星轮一221-第二行星轮二222-第二太阳轮210-右半轴30。具体的差速原理与上述相同，在此不再赘述。
59.本发明还提出一种车辆，该车辆包括行星排式变速器，该行星排式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。
60.如此，行星排式变速器通过第一行星排100实现变速功能，通过第二行星排200实现差速功能，从而减小了传动部件的体积和质量，极大的提高了行星排式变速器的功率密度。通过第一行星排100和第二行星排200的设置，可实现速比范围更广，使行星排式变速器能承载的电机10转速范围更大，从而满足不同的设计需求，进而扩大车辆的适用范围。同时，也使得行星排式变速器的轴向结构更为紧凑，使得行星排式变速器的整体质量更轻，从而有利于车辆的轻量化。
61.以上所述仅为本发明的可选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明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发明的专利保护范围内。