一种纯电动重型商用车三档变速桥动力传动系统的制作方法

1.本发明属于新能源重型商用车技术领域，涉及一种纯电动重型商用车三档变速桥动力传动系统。


背景技术：

2.新能源重型商用车动力传动系统，有三种新型电动桥：轮毂电机、轮边电机、中置电机驱动桥。上述的电驱动桥一般采用直驱减速，单档变速需要兼顾高低速性能，对电机的性能需求高，在低速行驶过程，电机的工作效率仅有60％～70％。
3.目前市场上多采用的动力传动系统有两种形式：一是电机、变速器、传动轴和电动车桥减速器总成分开布置，二是电机、可变速的带惰轮轴的减速器总成集成布置。其中前者的动力传动环节多，传动链长，传动效率低且体积大，布置困难；后者由于惰轮轴的存在，布置相对困难，且齿轮传动级较多，传动效率较低。所以重型商用车电驱动桥动力传动系统存在较大的改进空间。


技术实现要素：

4.本发明的目的是提供一种纯电动重型商用车三档变速桥动力传动系统，解决现有动力传动系统存在的动力传动环节多，传动链长，传动效率低且体积大，布置困难的问题。
5.本发明所采用的技术方案是，一种纯电动重型商用车三档变速桥动力传动系统，包括驱动电机、变速器、减速器和差速器；
6.所述变速器由三根平行轴、四套齿轮副和两套换档执行机构组成；
7.其中三根平行轴分别为第ⅰ轴、第ⅱ轴和第ⅲ轴，且所述第ⅰ轴包括同轴设置的第ⅰ轴段和第ⅱ轴段，第ⅰ轴段与驱动电机的输出轴端相连，所述第ⅰ轴段设置有结合齿a，结合齿a与所述第ⅱ轴段接合；
8.四套齿轮副分别为齿轮副ⅰ、齿轮副ⅱ、齿轮副ⅲ和齿轮副ⅳ；齿轮副ⅰ包括相互啮合的主动齿轮zⅰ1
和被动齿轮zⅰ2
；齿轮副ⅱ包括相互啮合的主动齿轮zⅱ1
和被动齿轮zⅱ2
；齿轮副ⅲ包括相互啮合的主动齿轮zⅲ1
和被动齿轮zⅲ2
；齿轮副ⅳ包括相互啮合的主动齿轮zⅰ1和被动齿轮zⅳ2
；主动齿轮zⅰ1
固定在第ⅰ轴段上，被动齿轮zⅰ2
固定在第ⅱ轴上；主动齿轮zⅱ1
固定在第ⅱ轴上，被动齿轮zⅱ2
空套在第ⅱ轴段上，被动齿轮zⅱ2
还设置有结合齿b；主动齿轮zⅲ1
固定在第ⅱ轴段上，被动齿轮zⅲ2
空套在第ⅲ轴上，被动齿轮zⅲ2
还设置有结合齿c；被动齿轮zⅳ2
空套在第ⅲ轴上，被动齿轮zⅳ2
还设置设置有结合齿d。
9.两套换档执行机构分别为第ⅰ套换档执行机构、第ⅱ套换档执行机构；
10.所述减速器包括常啮合齿轮副，所述常啮合齿轮副包括相互啮合的常啮合主动齿轮和常啮合被动齿轮，常啮合主动齿轮固定在第ⅲ轴上，所述常啮合被动齿轮固定在所述差速器上。
11.进一步地，所述所述第ⅰ套换档执行机构包括花键毂ⅰ和滑动啮合套ⅰ；所述第ⅱ套换档执行机构包括花键毂ⅱ和滑动啮合套ⅱ。所述花键毂ⅰ固定在第ⅱ轴段上，并布置在主
动齿轮zⅰ1
和被动齿轮zⅱ2
之间，所述滑动啮合套ⅰ与花键毂ⅰ滑动连接；所述花键毂ⅱ固定在第ⅲ轴上，并布置在被动齿轮zⅲ2
和被动齿轮zⅳ2
之间，所述滑动啮合套ⅱ与花键毂ⅱ滑动连接。
12.进一步地，驱动电机和齿轮副ⅰ的主动齿轮zⅰ1
同轴设置。
13.进一步地，所述齿轮副ⅰ、齿轮副ⅱ、齿轮副ⅲ、齿轮副ⅳ和常啮合齿轮副均为外啮合齿轮副，且齿轮均为斜齿圆柱齿轮。
14.本发明的有益效果是：
15.本发明过对纯电动重型商用车多档传动系统设计，通过采用三根平行轴、四套齿轮副机构和两套换档执行机构组成的高集成多级三档变速器，实现大速比的同时，具有轴向宽度短、电机前悬小、结构紧凑、重量轻、节省空间的优点，而且零部件减少、传动效率高、换档效率高、调速响应快，既保证了高可靠性又实现了成本最优。
附图说明
16.图1是本发明纯电动重型商用车三档变速桥动力传动系统示意图；
17.图2是本发明纯电动重型商用车三档变速桥动力传动系统第一种动力传递路线示意图；
18.图3是本发明纯电动重型商用车三档变速桥动力传动系统第二种动力传递路线示意图；
19.图4是本发明纯电动重型商用车三档变速桥动力传动系统第三种动力传递路线示意图；
20.图中，1.驱动电机，2.被动齿轮zⅳ2
，3.轮副ⅳ，4.主动齿轮zⅰ1
，5.第ⅰ轴，6.第ⅰ轴段，7.结合齿a，8.齿轮副ⅰ，9.变速器，10.第ⅱ轴，11.被动齿轮zⅰ2
，12.主动齿轮zⅱ1
，13.齿轮副ⅱ，14.滑动啮合套ⅰ，15.结合齿b，16.第ⅱ轴段，17.主动齿轮zⅲ1
，18.花键毂ⅰ，19.齿轮副ⅲ，20.第ⅰ套换档执行机构，21.被动齿轮zⅱ2
，22.花键毂ⅱ，23.被动齿轮zⅲ2
，24.结合齿c，25.滑动啮合套ⅱ，26.第ⅱ套换档执行机构，27.结合齿d，28.常啮合被动齿轮，29.减速器，30.差速器，31.半轴，32.常啮合齿轮副，33.第ⅲ轴，34.常啮合主动齿轮。
具体实施方式
21.下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。
22.如图1所示：一种纯电动重型商用车三档变速桥动力传动系统，包括驱动电机1、变速器9、减速器29和差速器30；
23.所述变速器9由三根平行轴、四套齿轮副和两套换档执行机构组成；
24.其中三根平行轴分别为第ⅰ轴5、第ⅱ轴10和第ⅲ轴33，且所述第ⅰ轴5包括同轴设置的第ⅰ轴段6和第ⅱ轴段16，第ⅰ轴段6与驱动电机1的输出轴端相连，所述第ⅰ轴段6设置有结合齿a7，结合齿a7与所述第ⅱ轴段16接合；
25.四套齿轮副分别为齿轮副ⅰ8、齿轮副ⅱ13、齿轮副ⅲ19和齿轮副ⅳ3；齿轮副ⅰ8包括相互啮合的主动齿轮zⅰ1
4和被动齿轮zⅰ2
11；齿轮副ⅱ13包括相互啮合的主动齿轮zⅱ1
12和被动齿轮zⅱ2
21；齿轮副ⅲ19包括相互啮合的主动齿轮zⅲ1
17和被动齿轮zⅲ2
23；齿轮副ⅳ3包括相互啮合的主动齿轮zⅰ14和被动齿轮zⅳ2
2；主动齿轮zⅰ1
4固定在第ⅰ轴段6上，被动
齿轮zⅰ2
11固定在第ⅱ轴10上；主动齿轮zⅱ1
12固定在第ⅱ轴10上，被动齿轮zⅱ2
21空套在第ⅱ轴段16上，被动齿轮zⅱ2
21还设置有结合齿b15；主动齿轮zⅲ1
17固定在第ⅱ轴段16上，被动齿轮zⅲ2
23空套在第ⅲ轴33上，被动齿轮zⅲ2
23还设置有结合齿c24；被动齿轮zⅳ2
2空套在第ⅲ轴33上，被动齿轮zⅳ2
2还设置设置有结合齿d27。
26.两套换档执行机构分别为第ⅰ套换档执行机构20、第ⅱ套换档执行机构26；
27.所述减速器29包括常啮合齿轮副32，所述常啮合齿轮副32包括相互啮合的常啮合主动齿轮34和常啮合被动齿轮28，常啮合主动齿轮34固定在第ⅲ轴33上，所述常啮合被动齿轮28固定在所述差速器30上。
28.所述第ⅰ套换档执行机构20包括花键毂ⅰ18和滑动啮合套ⅰ14；所述第ⅱ套换档执行机构26包括花键毂ⅱ22和滑动啮合套ⅱ25。所述花键毂ⅰ18固定在第ⅱ轴段16上，并布置在主动齿轮zⅰ1
4和被动齿轮zⅱ2
21之间，所述滑动啮合套ⅰ14与花键毂ⅰ18滑动连接；所述花键毂ⅱ22固定在第ⅲ轴33上，并布置在被动齿轮zⅲ2
23和被动齿轮zⅳ2
2之间，所述滑动啮合套ⅱ25与花键毂ⅱ22滑动连接。
29.驱动电机1和齿轮副ⅰ8的主动齿轮zⅰ1
4同轴设置。
30.所述齿轮副ⅰ8、齿轮副ⅱ13、齿轮副ⅲ19、齿轮副ⅳ3和常啮合齿轮副32均为外啮合齿轮副，且齿轮均为斜齿圆柱齿轮。
31.通过换档执行机构执行相互组合的换档动作，驱动电机输出的动力经过变速器的变速调扭，实现多级三档变速并传递动力给减速器，减速器进一步实现降速增扭后将动力传递给差速器，差速器的两个输出端将动力输出给两个半轴，半轴将动力传递给与其相连的车轮，从而驱动车辆行驶。
32.如图2所示，三档变速动力传动系统，第一种传递路线为：所述第ⅰ套换档执行机构20的滑动啮合套ⅰ14向左侧移动，与所述齿轮副ⅱ13的被动齿轮zⅱ2
21结合齿b15啮合，所述第ⅱ套换档执行机构26的滑动啮合套ⅱ25向左侧移动，与所述齿轮副ⅲ19的被动齿轮zⅲ2
23结合齿c24啮合，所述齿轮副ⅱ13的主动齿轮zⅱ1
12和被动齿轮zⅱ2
21传递动力，所述齿轮副ⅲ19的主动齿轮zⅲ1
17和被动齿轮zⅲ2
23传递动力。所述驱动电机1输出的动力经过齿轮副ⅰ8、齿轮副ⅱ13、轮副ⅲ19将动力传递给减速器29，减速器29进一步实现降速增扭后将动力传递给差速器30后输出动力，最终实现了四级减速；
33.如图3所示，三档变速动力传动系统，第二种传递路线为：所述第ⅰ套换档执行机构20的滑动啮合套ⅰ14向右侧移动，与所述第ⅰ轴段6的结合齿a7啮合，所述第ⅱ套换档执行机构26的滑动啮合套ⅱ25向左侧移动，与所述齿轮副ⅲ19的被动齿轮zⅲ2
23结合齿c24啮合，所述第ⅰ轴段6和第ⅱ轴段16同步转动，所述齿轮副ⅲ19的主动齿轮zⅲ1
17和被动齿轮zⅲ2
23传递动力。所述驱动电机1输出的动力经过齿轮副ⅲ19将动力传递给减速器29，减速器29进一步实现降速增扭后将动力传递给差速器30后输出动力，最终实现了二级减速；
34.如图4所示，三档变速动力传动系统，第三种传递路线为：所述第ⅰ套换档执行机构20的滑动啮合套ⅰ14设置为不与所述第ⅰ轴段6的结合齿a7和所述齿轮副ⅱ13的被动齿轮zⅱ2
21结合齿b15啮合状态，所述第ⅱ套换档执行机构26的滑动啮合套ⅱ25向右侧移动，与所述齿轮副ⅳ3的被动齿轮zⅳ2
2结合齿d27啮合，所述齿轮副ⅳ3的主动齿轮zⅰ14和被动齿轮zⅳ2
2传递动力。所述驱动电机1输出的动力经过齿轮副ⅳ3将动力传递给减速器29，减速器29进一步实现降速增扭后将动力传递给差速器30后输出动力，最终实现了二级减速。