变速器和车辆的制作方法

1.本发明涉及车辆技术领域，特别涉及一种变速器和车辆。


背景技术：

2.随着车辆行业的快速发展，人们对车辆性能的要求也越来越高，其中操控性是比较受关注的性能指标。
3.在现有的车辆变速器结构中，车辆在转弯或行驶路面两侧的附着力不同时，左右车轮的转速不同，此时左右车轮接收到的扭矩不能根据实际工况的不同进行主动调整，从而影响了车辆的驾驶性能。


技术实现要素：

4.本发明的主要目的是提供一种变速器，旨在提高车辆的驾驶性能。
5.为实现上述目的，本发明提出的变速器，包括第一电机、矢量电机、第一行星排、第二行星排、左半轴以及右半轴；
6.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；
7.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；
8.所述第一电机通过转子轴与所述第一太阳轮传动连接；
9.所述第一齿圈与所述第二太阳轮传动连接；
10.所述矢量电机与所述第一行星排或所述第二行星排连接；
11.所述第一行星架与所述左半轴连接；
12.所述第二齿圈与所述右半轴连接。
13.可选地，所述第一行星排与所述第二行星排沿所述变速器的径向排布，所述第一齿圈与所述第二太阳轮集成为一体结构。
14.可选地，所述矢量电机与所述第二齿圈连接。
15.可选地，所述第一行星排与所述第二行星排沿所述变速器的轴向排布。
16.可选地，所述矢量电机与所述第一齿圈连接。
17.可选地，所述矢量电机与所述第二齿圈连接。
18.可选地，所述矢量电机通过电机齿轮与所述第一齿圈或所述第二齿圈啮合。
19.可选地，所述第二行星架与所述变速器的静止部相对固定。
20.可选地，所述转子轴为空心轴，所述左半轴穿过所述转子轴。
21.本发明还提出一种车辆，包括所述的变速器。
22.本发明的一个技术方案通过在变速器中设置与第一行星排或第二行星排连接的
矢量电机，使供应到左半轴和右半轴的扭矩可以得到更合理的分配。如此，一方面，相连接的第一行星排和第二行星排可以同时实现变速和差速的功能，以满足车辆直线行驶和车辆转弯等不同的工况，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，从而使变速器的整体重量降低，使变速器的质量更轻，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，减小了变速器的整体体积，降低了变速器的占用空间，使变速器的结构更加紧凑。再一方面，通过在变速器中设置可以分配扭矩的矢量电机，从而可以调整车辆在转弯时供应到左半轴和右半轴的扭矩比例，从而改善车辆的驾驶性能，提高车辆的驾驶稳定性和灵敏性。
附图说明
23.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。
24.图1为本发明变速器一实施例的结构示意图；
25.图2为本发明变速器另一实施例的结构示意图；
26.图3为本发明变速器又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第一电机120第一行星轮11转子轴130第一齿圈20左半轴140第一行星架30右半轴200第二行星排40矢量电机210第二太阳轮41电机齿轮220第二行星轮100第一行星排230第二齿圈110第一太阳轮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.随着车辆行业的快速发展，人们对车辆性能的要求也越来越高，其中操控性是比较受关注的性能指标。
34.在现有的车辆变速器结构中，车辆在转弯或行驶路面两侧的附着力不同时，左右车轮的转速不同，此时左右车轮接收到的扭矩不能根据转速的不同主动进行调整，从而影响了车辆的驾驶稳定性。
35.鉴于此，本发明提出一种变速器。
36.请参照图1至图3，在本发明实施例中，该变速器，包括第一电机10、矢量电机40、第一行星排100、第二行星排200、左半轴20以及右半轴30。
37.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。
38.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。
39.第一电机10通过转子轴11与第一太阳轮110传动连接。具体地，第一电机10为变速器的动力源，第一电机10的动力通过转子轴11向变速器传递。第一电机10与第一行星排100的第一太阳轮110连接，在一实施例中，第一电机10的转子轴11与第一太阳轮110直接花键连接。当然也可以是第一电机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。第一电机10与第一太阳轮110的连接，实现了第一电机10的动力向第一行星排100的传递。
40.第一齿圈130与第二太阳轮210传动连接。具体地，第一行星排100和第二行星排200之间通过第一齿圈130和第二太阳轮210实现传动连接，如此可实现第一电机10的动力通过第一行星排100传递至第二行星排200。
41.矢量电机40与第一行星排100或第二行星排200连接。具体地，矢量电机40由可控
制旋转速度和旋转方向的电动机形成。矢量电机40可以调整车辆在转弯时供应到左半轴20和右半轴30的扭矩比例，从而使左车轮和右车轮接收由矢量控制组件分配后的驱动扭矩，从而改善车辆的驾驶性能，提高车辆的驾驶稳定性和灵敏性。矢量电机40与第一行星排100或第二行星排200连接，从而通过第一行星排100或第二行星排200调节分配至左半轴20和右半轴30的扭矩。
42.第一行星架140与左半轴20连接；第二齿圈230与右半轴30连接。具体地，半轴用于在变速器与驱动轮之间传递动力。左半轴20用于将第一电机10的动力传递至车辆的左车轮，右半轴30用于将第一电机10的动力传递至车辆的右车轮。也即，左半轴20和右半轴30为变速器的动力输出轴。左半轴20与第一行星排100的第一行星架140连接，右半轴30与第二行星排200的第二齿圈230连接，第一电机10的动力通过第一行星排100传递至左半轴20，通过第二行星排200传递至右半轴30，从而实现车辆车轮的驱动。
43.如此，通过在变速器中设置相连接的第一行星排100和第二行星排200，可同时实现变速、差速的功能，以满足车辆直线行驶和车辆转弯等不同的工况。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，从而使变速器的整体重量降低，使变速器的质量更轻，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，减小了变速器的整体体积，降低了变速器的占用空间，使变速器的结构更加紧凑。再一方面，通过在变速器中设置可以分配扭矩的矢量电机40，从而可以调整车辆在转弯时供应到左半轴20和右半轴30的扭矩比例，从而改善了车辆的驾驶性能，提高了车辆的驾驶稳定性和灵敏性。
44.本发明的一个技术方案通过在变速器中设置与第一行星排100或第二行星排200连接的矢量电机40，使供应到左半轴20和右半轴30的扭矩可以得到更合理的分配。如此，一方面，相连接的第一行星排100和第二行星排200可以同时实现变速和差速的功能，以满足车辆直线行驶和车辆转弯等不同的工况，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，从而使变速器的整体重量降低，使变速器的质量更轻，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，减小了变速器的整体体积，降低了变速器的占用空间，使变速器的结构更加紧凑。再一方面，通过在变速器中设置可以分配扭矩的矢量电机40，从而可以调整车辆在转弯时供应到左半轴20和右半轴30的扭矩比例，从而改善车辆的驾驶性能，提高车辆的驾驶稳定性和灵敏性。
45.进一步地，第一行星排100与第二行星排200沿变速器的径向排布，第一齿圈130与第二太阳轮210集成为一体结构。具体地，变速器的轴向即左半轴20和右半轴30的轴向方向，变速器的径向为与轴向相垂直的方向。第一行星排100的各部件沿变速器的径向分布，第二行星排200的各部件沿变速器的径向分布，第一行星排100和第二行星排200沿变速器的径向排布。同时使第一齿圈130与第二太阳轮210集成为一体结构，也即第一齿圈130与第二太阳轮210为共用齿轮，从而进一步地节省了零件数量，降低了变速器的整体质量，有利于变速器的轻量化。第一行星排100和第二行星排200的径向分布也节省了变速器的轴向长度，使得变速器可以布置在轴向空间较小的机舱，从而扩大了变速器的适用范围。
46.更进一步地，矢量电机40与第二齿圈230连接。具体地，在一实施例中，第一行星排100与第二行星排200沿变速器的径向排布，第一齿圈130与第二太阳轮210集成为一体结
构，此时矢量电机40可以与第二齿圈230连接。如此，矢量电机40可以通过第二齿圈230向右半轴30和左半轴20分配扭矩，从而实现通过矢量电机40分配左半轴20和右半轴30之间的扭矩比例，进而提高车辆的驾驶性能，提高车辆的驾驶稳定性和灵敏性。当然，矢量电机40还可以与第一齿圈130连接，也即矢量电机40可以连接在第一齿圈130和第二太阳轮210共用的齿轮上。如此，矢量电机40可以通过第一齿圈130向左半轴20和右半轴30分配扭矩。
47.进一步地，第一行星排100与第二行星排200沿变速器的轴向排布。具体地，变速器的轴向即左半轴20和右半轴30的轴向方向，变速器的径向为与轴向方向相垂直的方向。第一行星排100的各部件沿变速器的径向分布，第二行星排200的各部件沿变速器的径向分布，第一行星排100和第二行星排200沿变速器的轴向排布。如此设置使得变速器的结构更加紧凑，有利于变速器在机舱内的布置。
48.更进一步地，矢量电机40与第一齿圈130连接。具体地，在一实施例中，第一行星排100与第二行星排200沿变速器的轴向排布，矢量电机40与第一齿圈130连接。如此，矢量电机40可以通过第一齿圈130向左半轴20和右半轴30分配扭矩，从而实现通过矢量电机40分配左半轴20和右半轴30之间的扭矩比例，进而提高车辆的驾驶性能，提高车辆的驾驶稳定性和灵敏性。
49.更进一步地，矢量电机40与第二齿圈230连接。具体地，在一实施例中，第一行星排100与第二行星排200沿变速器的轴向排布，矢量电机40与第二齿圈230连接。如此，矢量电机40可以通过第二齿圈230向左半轴20和右半轴30分配扭矩，从而实现通过矢量电机40分配左半轴20和右半轴30之间的扭矩比例，进而提高车辆的驾驶性能，提高车辆的驾驶稳定性和灵敏性。
50.进一步地，矢量电机40通过电机齿轮41与第一齿圈130或第二齿圈230啮合。具体地，矢量电机40与第一齿圈130或第二齿圈230的连接通过电机齿轮41实现，电机齿轮41与第一齿圈130或第二齿圈230啮合，同时矢量电机40的转子轴与电机齿轮41花键连接，从而使矢量电机40的扭矩通过矢量电机40的转子轴传递至电机齿轮41，进而传递至第一齿圈130或第二齿圈230。
51.进一步地，第二行星架240与变速器的静止部相对固定。具体地，第二行星架240为固定件，第二行星排200通过第二行星架240与变速器的静止部相对固定，第二行星架240为第二行星排200提供了固定和支撑，进而也提高的第一行星排100的安装稳定性。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，第二行星架240与变速器的壳体采用花键连接或矩形齿连接。如此，相较于现有技术中，行星排的结构强度不足的问题，本发明提高了第一行星排100和第二行星排200的结构强度。
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，第一电机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，使得变速器的整体结构更加紧凑。
53.第一电机10为变速器的动力源，用于向变速器提供动力。更具体地，第一电机10包括定子和转子，转子通过转子轴11向变速器输出扭矩。第一电机10扭矩经第一行星排100传递至第二行星排200，在第一电机10扭矩的作用下第一行星排100和第二行星排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。同时，矢量电机40
可以根据实际工况需求通过第一行星排100和第二行星排200向左半轴20和右半轴30分配扭矩，以对左半轴20和右半轴30接收的扭矩进行矢量控制。
54.请参照图1，在一实施例中，第一行星排100与第二行星排200沿变速器的轴向排布，矢量电机40与第一齿圈130连接。此时，第一电机10的扭矩在左半轴20的传递路径为：第一电机10-第一太阳轮110-第一行星轮120-第一行星架140-左半轴20；第一电机10的扭矩在右半轴30的传递路径为：第一电机10-第一太阳轮110-第一行星轮120-第一齿圈130-第二太阳轮210-第二行星轮220-第二齿圈230-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。此时矢量电机40空转，即矢量电机40旋转但不工作，从而实现车辆的直线行驶。此时，第一行星架140的转速与第二齿圈230的转速相等，从而使与第一行星架140连接的左半轴20、与第二齿圈230连接的右半轴30的转速相等，从而实现左半轴20和右半轴30的转速和扭矩相等。
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，通过第一行星排100和第二行星排200的差速调节，使第一行星架140上升的速度值等于第二齿圈230下降的速度值。此时，如果转向不足，矢量电机40通过第一齿圈130向第一行星架140施加正方向上调节的第一扭矩，同时向第二齿圈230施加负方向上调节的第二扭矩，且第一扭矩和第二扭矩的大小相同，从而使左侧车轮获得足够的扭矩，使得车辆顺利右转，提高车辆的转弯敏捷性。如果转向过度，矢量电机40通过第一齿圈130向第一行星架140施加负方向上调节的第二扭矩，同时向第二齿圈230施加正方向上调节的第一扭矩，且第一扭矩和第二扭矩的大小相同，从而使左侧车轮的扭矩降低，使得车辆顺利右转，增强车辆的转弯稳定性。值得注意的是，正方向指的是能使车轮转动速度得以提高的转动方向，负方向指的是能使车轮转动速度得以下降的转动方向。
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，通过第一行星排100和第二行星排200的差速调节，使第一行星架140下降的速度值等于第二齿圈230上升的速度值。此时，如果转向不足，矢量电机40通过第一齿圈130向第一行星架140施加负方向上调节的第二扭矩，同时向第二齿圈230施加正方向上调节的第一扭矩，且第一扭矩和第二扭矩的大小相同，从而使右侧车轮获得足够的扭矩，使得车辆顺利左转，提高车辆的转弯敏捷性。如果转向过度，矢量电机40通过第一齿圈130向第一行星架140施加正方向上调节的第一扭矩，同时向第二齿圈230施加负方向上调节的第二扭矩，且第一扭矩和第二扭矩的大小相同，从而使右侧车轮的扭矩降低，使得车辆顺利左转，增强车辆的转弯稳定性。
58.如此，在车辆转弯的同时可以控制矢量电机40的输出扭矩，在转向不足的情况下，可以控制矢量电机40向高转速的车轮提供正方向上调节的扭矩，从而提高车辆的转弯灵敏性。在转向过度的情况下，可以控制矢量电机40向高转速的车轮提供负方向上调节的扭矩，从而提高车辆的稳定性。矢量电机40的设置，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。
59.请参照图2，在一实施例中，第一行星排100与第二行星排200沿变速器的径向排布，第一齿圈130与第二太阳轮210集成为一体结构，矢量电机40与第二齿圈230连接。此时，第一电机10的扭矩在左半轴20的传递路径为：第一电机10-第一太阳轮110-第一行星轮
120-第一行星架140-左半轴20；第一电机10的扭矩在右半轴30的传递路径为：第一电机10-第一太阳轮110-第一行星轮120-第一齿圈130(第二太阳轮210)-第二行星轮220-第二齿圈230-右半轴30。矢量电机40对扭矩的矢量控制与上述相似，在此不再赘述。
60.本发明还提出一种车辆，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。
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。