双行星排变速器和车辆的制作方法

1.本发明涉及车辆技术领域，特别涉及一种双行星排变速器和车辆。


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双行星排变速器，旨在降低变速器的整体重量。
6.为实现上述目的，本发明提出的双行星排变速器，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、第一行星架以及第一齿圈；
8.所述第二行星排包括第二太阳轮一、第二行星轮以及第二太阳轮二，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；
9.所述电机与所述第一太阳轮传动连接；
10.所述第一齿圈与所述第二太阳轮一传动连接；
11.所述第一行星架与所述左半轴传动连接；
12.所述第二太阳轮二与所述右半轴传动连接。
13.可选地，所述第二行星轮一与所述第二太阳轮一外啮合，所述第二行星轮二与所述第二太阳轮二外啮合。
14.可选地，所述第二行星排还包括第二行星架，所述第二太阳轮一与所述第二行星轮一外啮合，所述第二行星轮一与所述第二行星轮二外啮合，所述第二行星轮二与所述第二太阳轮二外啮合，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。
15.可选地，所述第二行星排还包括固定于所述第二行星架的第二行星轮轴，所述第二行星轮一和所述第二行星轮二均通过所述第二行星轮轴安装于所述第二行星架。
16.可选地，所述第二行星架与所述双行星排变速器的静止部相连接。
17.可选地，所述第一行星排还包括第一行星轮，所述第一太阳轮与所述第一行星轮外啮合，所述第一行星轮与所述第一齿圈内啮合，所述第一行星轮安装于所述第一行星架。
18.可选地，所述第一行星排还包括固定于所述第一行星架的第一行星轮轴，所述第一行星轮通过所述第一行星轮轴安装于所述第一行星架。
19.可选地，所述电机包括转子轴，所述电机通过所述转子轴与所述第一太阳轮传动连接。
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，包括所述的双行星排变速器。
22.本发明的一个技术方案通过在双行星排变速器内设置通过第一齿圈和第二太阳轮一相连接的第一行星排和第二行星排，电机与第一太阳轮连接以实现动力的输入，第一行星架与左半轴连接，第二太阳轮二与右半轴连接，以实现动力的输出，从而使双行星排变速器同时实现变速和差速的功能。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，从而使双行星排变速器的整体重量降低，使双行星排变速器的重量更轻，提高了双行星排变速器的功率密度，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，减小了双行星排变速器的轴向尺寸，减小了双行星排变速器的整体体积，降低了双行星排变速器的占用空间，使双行星排变速器的结构更加紧凑。再一方面，相较于设置单独一个的行星轮，本发明在第二行星排中设置相啮合的第二行星轮一和第二行星轮二，可进一步的扩大双行星排变速器的速比范围，进而可允许双行星排变速器配置高转速低扭矩的轻量电机，进而进一步降低双行星排变速器的整体重量，在满足双行星排变速器的变速、差速功能需求的同时，进一步有利于双行星排的轻量化，进而有利于车辆的轻量化。
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为本发明双行星排变速器一实施例的结构示意图。
25.附图标号说明：
26.标号名称标号名称10电机140第一行星架11转子轴200第二行星排20左半轴210第二太阳轮一30右半轴220第二行星轮100第一行星排221第二行星轮一110第一太阳轮222第二行星轮二120第一行星轮230第二太阳轮二130第一齿圈240第二行星架
27.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
28.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。
29.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。
30.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。
31.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。
32.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。
33.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。
34.鉴于此，本发明提出一种双行星排变速器。
35.请参照图1，在本发明实施例中，该双行星排变速器包括电机10、第一行星排100、第二行星排200、左半轴20以及右半轴30。第一行星排100包括第一太阳轮110、第一行星架140以及第一齿圈130；第二行星排200包括第二太阳轮一210、第二行星轮220以及第二太阳轮二230，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；电机10与第一太阳轮110传动连接；第一齿圈130与第二太阳轮一210传动连接；第一行星架140与左半轴20传动连接；第二太阳轮二230与右半轴30传动连接。
36.具体地，电机10为双行星排变速器的动力源，用于向双行星排变速器输入动力，电机10的动力依次传递至第一行星排100和第二行星排200。第一行星排100的第一齿圈130与第二行星排200的第二太阳轮一210连接，在一实施例中，第一齿圈130与第二太阳轮一210分别通过花键与连接轴的两端连接，从而实现第一齿圈130与第二太阳轮一210之间的传动连接，进而实现第一行星排100和第二行星排200之间的传动连接。更具体地，电机10的动力通过第一太阳轮110传递给第一行星排100，再通过第一行星排100的第一齿圈130传递给第二行星排200的第二太阳轮一210，如此，实现了动力从第一行星排100传递至第二行星排200。
37.半轴用于在双行星排变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侧车轮，右半轴30用于将电机10的动力传递至车辆的右侧车轮。也即，左半轴20和右半轴30为双行星排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的第二太阳轮二230连接，电机10的动力通过第一行星排100传递至左半轴20，电机10的动力通过第一行星排100和第二行星排200传递至右半轴30，从而实现车辆车轮的驱动。
38.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和第二行星轮二222两者之间外啮合，也即第二行星轮220为双星结构。如此，相较于
设置单独一个的行星轮，通过设置相啮合的第二行星轮一221和第二行星轮二222可进一步的扩大双行星排变速器的速比范围，进而可允许双行星排变速器配置高转速低扭矩的轻量电机10，进而进一步降低双行星排变速器的整体重量，在满足双行星排变速器的变速、差速功能需求的同时，进一步有利于双行星排的轻量化，进而有利于车辆的轻量化。
39.当然，双行星排变速器的动力源还可以是燃油发动机、甲醇发动机等，也即双行星排变速器可以应用在燃油车辆、纯电车辆、混动车辆、新能源车辆等不同类型的车辆中。
40.如此，通过在双行星排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，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，从而使双行星排变速器的整体重量降低，使双行星排变速器的重量更轻，提高了双行星排变速器的功率密度，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，减小了双行星排变速器的轴向尺寸，减小了双行星排变速器的整体体积，降低了双行星排变速器的占用空间，使双行星排变速器的结构更加紧凑。再一方面，相较于现有技术中采用平行轴加锥齿轮的变速器结构，利用双行星排实现变速，扩大了速比范围，从而扩大了电机10的转速范围，进而满足不同的设计要求，扩大了变速器的适用范围。
41.本发明的一个技术方案通过在双行星排变速器内设置通过第一齿圈130和第二太阳轮一210相连接的第一行星排100和第二行星排200，电机10与第一太阳轮110连接以实现动力的输入，第一行星架140与左半轴20连接，第二太阳轮二230与右半轴30连接，以实现动力的输出，从而使双行星排变速器同时实现变速和差速的功能。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，从而使双行星排变速器的整体重量降低，使双行星排变速器的重量更轻，提高了双行星排变速器的功率密度，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，减小了双行星排变速器的轴向尺寸，减小了双行星排变速器的整体体积，降低了双行星排变速器的占用空间，使双行星排变速器的结构更加紧凑。再一方面，相较于设置单独一个的行星轮，本发明在第二行星排200中设置相啮合的第二行星轮一221和第二行星轮二222，可进一步的扩大双行星排变速器的速比范围，进而可允许双行星排变速器配置高转速低扭矩的轻量电机10，进而进一步降低双行星排变速器的整体重量，在满足双行星排变速器的变速、差速功能需求的同时，进一步有利于双行星排的轻量化，进而有利于车辆的轻量化。
42.进一步地，第二行星轮一221与第二太阳轮一210外啮合，第二行星轮二222与第二太阳轮二230外啮合。具体地，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外啮合，第二行星轮一221与第二太阳轮一210外啮合，第二行星轮二222与第二太阳轮二230外啮合。更具体地，第二太阳轮二230为外齿结构，即在第二太阳轮二230的外周壁设有啮合齿，用于与第二行星轮二222啮合连接。如此，第二太阳轮二230位于第二行星轮二222靠近第二太阳轮一210的一侧，也即第二太阳轮二230位于第二行星排200的内部。
43.进一步地，第二行星排200还包括第二行星架240，第二太阳轮一210与第二行星轮一221外啮合，第二行星轮一221与第二行星轮二222外啮合，第二行星轮二222与第二太阳轮二230外啮合，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。具体地，第二太阳轮一210位于第二行星排200的中心位置，第二行星轮220与第二太阳轮一210的外圈
啮合，在第二太阳轮一210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。更具体地，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与第二太阳轮一210的外圈啮合，第二行星轮二222与第二太阳轮二230的外圈啮合，也即第二行星轮一221和第二行星轮二222与相邻的第二太阳轮一210、第二太阳轮二230处于常啮合的状态，从而实现动力在第二行星排200内的传动。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上，第二行星架240为第二行星轮220提供了固定和支撑。
44.更进一步地，第二行星排200还包括固定于第二行星架240的第二行星轮轴，第二行星轮一221和第二行星轮二222均通过第二行星轮轴安装于第二行星架240。具体地，第二行星架240上固定有第二行星轮轴，第二行星轮220通过第二行星轮轴安装在第二行星架240上。第二行星轮220沿第二太阳轮一210的周向可以设置有多组，第二行星轮轴与第二行星轮220的数量保持一致，使得每一组第二行星轮220均通过其对应的第二行星轮轴安装于第二行星架240，从而实现第二行星轮220与第二行星架240之间的连接。更具体地，第二行星轮220包括第二行星轮一221和第二行星轮二222，相对应地，第二行星轮轴也包括第二行星轮轴一和第二行星轮轴二，以使第二行星轮一221通过第二行星轮轴一安装于第二行星架240，第二行星轮二222通过第二行星轮轴二安装于第二行星架240。
45.进一步地，第二行星架240与双行星排变速器的静止部相连接。具体地，第二行星架240与双行星排变速器的静止部相连接，从而限制第二行星架240的旋转，使第二行星架240成为静止件。同时第二行星架240的固定为双行星排变速器提供了定位和支撑，相较于现有技术中的行星排的结构强度不足的问题，提升了双行星排变速器的结构强度。在一实施例中，第二行星架240与双行星排变速器的壳体采用花键连接，如此，保证了第二行星架240与双行星排变速器的壳体之间的连接稳定性和牢靠性。当然，第二行星架240与双行星排变速器的壳体之间还可以采用矩形齿等方式连接。当然，双行星排变速器的静止部还可以是电机定子、制动器毂等静止件。
46.进一步地，第一行星排100还包括第一行星轮120，第一太阳轮110与第一行星轮120外啮合，第一行星轮120与第一齿圈130内啮合，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安装于第一行星架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。
47.更进一步地，第一行星排100还包括固定于第一行星架140的第一行星轮轴，第一行星轮120通过第一行星轮轴安装于第一行星架140。具体地，第一行星架140上固定有第一行星轮轴，第一行星轮120通过第一行星轮轴安装在第一行星架140上。第一行星轮120沿第一太阳轮110的周向可以设置有多组，第一行星轮轴与第一行星轮120的数量保持一致，使得每一组第一行星轮120均通过其对应的第一行星轮轴安装于第一行星架140，从而实现第一行星轮120与第一行星架140之间的连接。
48.进一步地，电机10包括转子轴11，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与第一太阳轮110通过电机10的转子轴11花键连接，如此，电机10的动力通过转子轴11传递至第一太阳轮110，从而传递至第一行星排100、第二行星排200，进而传递至左半轴20和右半轴30。当然电机10的转子轴11还可以与高速轴花键连接，高速轴再与第一太阳轮110花键连接，以将电机10的动力传递给第一太阳轮110，进而传递给第一行星排100。另外，电机10还可以与第一行星排100为一体结构，转子轴11与电机10的转子花键连接。
49.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，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，使得双行星排变速器的整体结构更加紧凑。
50.在一实施例中，电机10为双行星排变速器的动力源，用于向双行星排变速器提供动力。更具体地，电机10包括定子和转子，转子通过转子轴11向双行星排变速器输出扭矩。电机10的扭矩经第一行星排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。如此，通过第一行星排100和第二行星排200实现减速、差速，以满足车辆车轮端的转速要求。
51.如此，左半轴20的扭矩传递路径为：电机10(正)-第一太阳轮110(正)-第一行星轮120(反)-第一行星架140(正)-左半轴20(正)；右半轴30的扭矩传递路径为：电机10(正)-第一太阳轮110(正)-第一行星轮120(反)-第一齿圈130(反)-第二太阳轮一210(反)-第二行星轮一221(正)-第二行星轮二222(反)-第二太阳轮二230(正)-右半轴30(正)。值得注意地是，正指的是正方向，反指的是反方向，也即当电机10输出一个正方向的扭矩时，经第一行星排100和第二行星排200的传递，使得左半轴20和右半轴30均获得正方向的扭矩。
52.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。通过调节第一行星排100和第二行星排200的齿数配比，使第一行星架140的转速与第二太阳轮二230的转速相同，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。具体地，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，向第一行星架140传递较大的转速，向第二太阳轮二230传递较小的转速。此时通过第一行星排100和第二行星排200的齿轮配比，使第一行星架140上升的速度值等于第二太阳轮二230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。
53.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。具体地，当车辆左转时，左侧车轮的转速比右侧车轮的转速低，经左半轴20和右半轴30的传递后，向第一行星架140传递较小的转速，向第二太阳轮二230传递较大的转速。此时通过第一行星排100和第二行星排200的齿轮配比，使第一行星架140下降的速度值等于第二太阳轮二230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。
54.本发明还提出一种车辆，该车辆包括双行星排变速器，该双行星排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。
55.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。