專利名稱：一種電動汽車雙動力無級變速器的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明屬于電動汽車配件制造領域，具體地說，特別涉及電動汽車上的雙 動力無級變速器。 .
背景技術(shù)：
由于燃油汽車對環(huán)境的污染以及國際石油價格的不斷攀高，各汽車生產(chǎn)廠 家均加大了電動汽車的研究步伐。電動汽車的動力傳遞到車輪一般有兩種形式 一種是由電動機直接驅(qū)動差速器來驅(qū)動整車，另一種是通過電機一減速器連接 差速器來驅(qū)動車輪。電機直驅(qū)方式的動力性能不好，不太適合整車的大扭矩爬 坡和泥濘路面行駛；而電機+減速器的方案，雖然獲得了大扭矩，但又阻礙了汽 車高速運行的速度。'還有一種方案是增加一個變擋器，整車高速運行時采用小 傳動比i二4，低速運行時傳動比變換到i=8-10，但這種方案結(jié)構(gòu)復雜，需要自 動擋所需的離合器、同步器、變速箱、變速箱控制器等，裝配困難、重量重、 造價高，難以滿足電動汽車的經(jīng)濟性及整車成本要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于提供一種傳動比無級可變的電動汽車雙動
力無級變速器。
本發(fā)明的技術(shù)方案如下 一種電動汽車雙動力無級變速器，包括主動力電 機，所述主動力電機的殼體固定在連接體的左端，連接體的右端通過中殼體與端蓋固定；所述主動力電機的輸出軸伸入連接體內(nèi)，并與太陽齒輪的左端軸連 接，太陽齒輪支撐在輸入軸和行星架之間，該太陽齒輪與其外圍的行星齒輪嚙 合，行星齒輪通過軸承支承在行星齒輪軸上，該行星齒輪軸穿入行星架的左、 右內(nèi)孔中；所述行星齒輪同時還與齒圈的內(nèi)齒嚙合，該齒圈通過軸承支承在連 接體和端蓋上，在齒圈的外圓周上加工有蝸輪環(huán)，齒圈通過蝸輪環(huán)與蝸桿嚙合， 蝸桿通過軸承安裝在蝸桿殼體內(nèi)，并且蝸桿與調(diào)節(jié)電機的輸出軸同軸連接，該 調(diào)節(jié)電機的輸出軸與主動力電機的輸出軸在空間上垂直；所述行星架通過軸承 與連接體支承，該行星架的右端與變速輸出軸的左端固定，變速輸出軸通過軸 承支承在端蓋上，變速輸出軸的右端伸出端蓋外。
本發(fā)明具有具有三個自由度，即太陽齒輪、行星架和齒圈都可以作為輸入 或輸出。主動力電機運轉(zhuǎn)，將動力傳遞給太陽齒輪，太陽齒輪帶動與之嚙合的 行星齒輪公轉(zhuǎn)，當調(diào)節(jié)電機斷電不轉(zhuǎn)時，由于齒圈和蝸桿形成的蝸輪蝸桿傳動副 具有自鎖功能，對齒圈內(nèi)孔中嚙合的行星齒輪形成反作用驅(qū)動力，形成行星齒 輪的自轉(zhuǎn)，使得行星架以及與行星架固定的變速輸出軸得到減速后的動力輸出， 形成固定傳動比功能的減速器，這時電動汽車可運行在中速行駛；在主動力電 機運轉(zhuǎn)的同時，調(diào)節(jié)電機也運轉(zhuǎn)工作， 一方面主動力電機通過太陽齒輪帶動行 星齒輪運動，另一方面，調(diào)節(jié)電機帶動蝸桿旋轉(zhuǎn)，蝸桿通過齒圈減速后將動力 傳遞給行星齒輪，行星齒輪在太陽齒輪和齒圈的配合帶動下，形成傳動比可變 的合成運動，可獲得大扭矩，這時電動汽車動力性好，適合于爬坡或者在泥濘 的路面上行駛。
為了方便加工及裝配，并保證傳動的平穩(wěn)、可靠性，上述主動力電機的輸 出軸由左端插入輸人軸的內(nèi)孔中，該輸入軸通過軸承支承在連接體內(nèi)，輸入軸的右端伸入行星架中，并套進太陽齒輪的左端軸。
作為改進，在上述太陽齒輪與齒圈之間設置有2-8個按圓周均勻分布的行 星齒輪。
作為優(yōu)選，在上述太陽齒輪與齒圈之間設置有3個按圓周均勻分布的行星齒輪。
為了使結(jié)構(gòu)更緊湊并有利于拆裝，上述調(diào)節(jié)電機的殼體與蝸桿殼體的端部 固定，蝸桿殼體通過螺釘與連接體及端蓋連接。
為了提高調(diào)節(jié)電機向蝸桿傳動的可靠性，上述調(diào)節(jié)電機的輸出軸伸入蝸桿 端部開設的內(nèi)孔中，'兩者緊配合。
本發(fā)明的有益效果是
1、 傳動比i無級可變，使主動力電機的轉(zhuǎn)速工作在4000轉(zhuǎn)/min以內(nèi)，達 到了電動汽車既適合低速大扭矩的要求，又符合高速機動性的需要。
2、 由于傳動比是無級調(diào)速，對主動力電機的轉(zhuǎn)速可根據(jù)路況進行速度和扭 矩補償，使主動力電機工作在一個節(jié)能的動耗內(nèi)，避免了主動力電機高速運轉(zhuǎn)， 保障了主動力電機的使用性能和使用壽命。
3、 不使用離合器、同步器、變速箱、變速箱控制器等部件，結(jié)構(gòu)簡單、裝 配容易、重量輕、造價低，能夠滿足電動汽車的經(jīng)濟性及整車成本要求。
4、 傳動平穩(wěn)、性能可靠、易于實施、適用面廣，可以在各種類型的電動汽 車上應用。


圖l為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。 圖2為圖1的A-A剖視圖。圖3為本發(fā)明的傳動原理圖。 圖4為傳動比i與調(diào)節(jié)電機轉(zhuǎn)速n的關聯(lián)圖。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步說明
如圖1、圖2所示，本發(fā)明由輸出軸1、端蓋2、行星齒輪軸3、行星齒輪4、 齒圈5、蝸桿6、蝸桿殼體7、太陽齒輪8、輸入軸9、連接體IO、中殼體ll、 調(diào)節(jié)電機12、主動力電機13、行星架14以及若干軸承、擋圈等附件組成。所 述主動力電機13的殼體通過螺釘固定在連接體10的左端，連接體10的右端通 過中殼體11與端蓋2固定，在中殼體ll內(nèi)設置有齒圈5、行星齒輪4、行星架 14和太陽齒輪8，其中行星齒輪4介于齒圈5與太陽齒輪8之間，數(shù)目為2-8 個，本實施例中優(yōu)選為3個，這3個行星齒輪4在圓周上均勻分布。
從圖l、圖2中可知，主動力電機13的輸出軸由左端插入輸入軸9的內(nèi)孔 中，該輸入軸9的左部通過兩個并列布置的軸承支承在連接體10內(nèi)，輸入軸9 的右端伸入行星架14中，并套進太陽齒輪8的左端軸，而太陽齒輪8的右端軸 通過軸承支承在行星架14右部的軸承室中。所述太陽齒輪8位于行星架14中， 該太陽齒輪8與其外圍的3個行星齒輪4同時嚙合，各行星齒輪4通過軸承支 承在行星齒輪軸3上，該行星齒輪軸3的左、右兩端分別穿入行星架14的左、 右內(nèi)孔中。行星架14左部的環(huán)形凸臺通過軸承與連接體10的內(nèi)孔支承，行星 架14右部的環(huán)形凸臺與端蓋2的內(nèi)孔間隙配合。所述行星架14的右端面與變 速輸出軸1的左端相固定，變速輸出軸1通過軸承支承在端蓋2上，變速輸出 軸1、太陽齒輪8的軸和主動力電機13的輸出軸三者的軸線在同一直線上，并 且變速輸出軸1的右端伸出端蓋2的右端面。從圖l、圖2中還可知，3個行星齒輪4同時還與齒圈5的內(nèi)齒嚙合，該齒 圈5內(nèi)孔的左部通過軸承支承在連接體10右端的臺階軸上，齒圈5內(nèi)孔的右部 通過軸承支承在端蓋2左端的臺階軸上。在齒圈5的外圓周上加工有蝸輪環(huán)， 齒圈5通過蝸輪環(huán)與蝸桿6嚙合，組成蝸輪蝸桿傳動副。所述蝸桿6位于蝸桿 殼體7內(nèi)，蝸桿6的兩端通過軸承與蝸桿殼體7支承，蝸桿殼體7通過螺釘與 連接體10及端蓋2固定。所述蝸桿殼體7的外端部與調(diào)節(jié)電機12的殼體固定， 調(diào)節(jié)電機12的輸出軸與主動力電機13的輸出軸在空間上垂直，并且調(diào)節(jié)電機 12的輸出軸伸入蝸桿6端部開設的內(nèi)孔中，兩者緊配合，軸線在同一直線上。
本發(fā)明的工作原理如下
如圖l、圖2并結(jié)合圖3所示，控制主動力電機13運轉(zhuǎn)，主動力電機13的 輸出軸通過輸入軸9將動力傳遞給太陽齒輪8，太陽齒輪8帶動與之嚙合的3個 行星齒輪4公轉(zhuǎn)，此時當調(diào)節(jié)電機12斷電不轉(zhuǎn)時，由于齒圈5和蝸桿6形成的 蝸輪蝸桿傳動副具有自鎖功能，對齒圈5內(nèi)孔中嚙合的行星齒輪4形成反作用 驅(qū)動力，形成行星齒輪4的自轉(zhuǎn)，使得行星架14以及與行星架14固定的變速 輸出軸1得到減速后的動力輸出，形成固定傳動比功能的減速器，這時電動汽 車可運行在中速行駛；在主動力電機13運轉(zhuǎn)的同時，調(diào)節(jié)電機12也運轉(zhuǎn)工作， 一方面主動力電機13通過太陽齒輪8帶動行星齒輪4運動，另一方面，調(diào)節(jié)電 機12帶動蝸桿6旋轉(zhuǎn)，蝸桿6通過齒圈5減速后將動力傳遞給行星齒輪4，行 星齒輪4在太陽齒輪8和齒圈5的配合帶動下，形成傳動比可變的合成運動， 可獲得大扭矩，這時電動汽車動力性好，適合于爬坡或者在泥濘的路面上行駛。
如圖3、圖4所示，太陽齒輪8的齒數(shù)Zl=24， 3個行星齒輪4的齒數(shù)Z2=24 X3，齒圈5的齒數(shù)Z3=24X7，主動力電機13的轉(zhuǎn)速nl=4000 r/min，調(diào)節(jié)電機12的轉(zhuǎn)速n3=-200 200 r/min; 傳動比計算轉(zhuǎn)化機構(gòu)中g(shù):
nl — w// —— z3 w3 - "http:// zl
1 + 7m3
nH= (nH為系桿轉(zhuǎn)速)
所以傳動比i恥"1 8"1 32(KK)
wi/ wl + 7w3 4000 + 7 3
1) 當n3二0， ilH二8
2) 當n3二200， ilH=5. 9
3) 當n3=-200， ilH二12.3
由圖4可以看出，當調(diào)節(jié)電機12帶動蝸桿6、齒圈5減速時，在不同的轉(zhuǎn) 速、轉(zhuǎn)向時變速器的傳動比i是變化的。調(diào)節(jié)電機12的轉(zhuǎn)速ri3為-200時，傳 動比i最大；調(diào)節(jié)電機12的轉(zhuǎn)速n3為200時，傳動比'i最??；當調(diào)節(jié)電機12 的轉(zhuǎn)速n3從-200向0變化的過程中，傳動比i逐漸減??；當調(diào)節(jié)電機12的轉(zhuǎn) 速n3從0向200變化的過程中，傳動比i也逐漸減小。由此可見，本發(fā)明能夠 實現(xiàn)無級變速，對主動力電機13的轉(zhuǎn)速可根據(jù)路況進行速度和扭矩補償，這樣 電動汽車既適合低速大扭矩的要求，又符合高速機動性的需要。
權(quán)利要求
1、一種電動汽車雙動力無級變速器，包括主動力電機(13)，其特征在于所述主動力電機(13)的殼體固定在連接體(10)的左端，連接體(10)的右端通過中殼體(11)與端蓋(2)固定；所述主動力電機(13)的輸出軸伸入連接體(10)內(nèi)，并與太陽齒輪(8)的左端軸連接，太陽齒輪(8)安裝在行星架(14)中，該太陽齒輪(8)與其外圍的行星齒輪(4)嚙合，行星齒輪(4)通過軸承支承在行星齒輪軸(3)上，該行星齒輪軸(3)穿入行星架(14)的左、右內(nèi)孔中；所述行星齒輪(4)同時還與齒圈(5)的內(nèi)齒嚙合，該齒圈(5)通過軸承支承在連接體(10)和端蓋(2)上，在齒圈(5)的外圓周上加工有蝸輪環(huán)，齒圈(5)通過蝸輪環(huán)與蝸桿(6)嚙合，蝸桿(6)通過軸承安裝在蝸桿殼體(7)內(nèi)，并且蝸桿(6)與調(diào)節(jié)電機(12)的輸出軸同軸連接，該調(diào)節(jié)電機(12)的輸出軸與主動力電機(13)的輸出軸在空間上垂直；所述行星架(14)通過軸承與連接體(10)支承，該行星架(14)的右端與變速輸出軸(1)的左端固定，變速輸出軸(1)通過軸承支承在端蓋(2)上，變速輸出軸(1)的右端伸出端蓋(2)外。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的電動汽車雙動力無級變速器，其特征在于所述 主動力電機(13)的輸出軸由左端插入輸入軸(9)的內(nèi)孔中，該輸入軸(9) 通過軸承支承在連接體(10)內(nèi)，輸入軸(9)的右端伸入行星架(14)中，并 套進太陽齒輪(8)的左端軸。
3、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的電動汽車雙動力無級變速器，其特征在于在所 述太陽齒輪(8)與齒圈(5)之間設置有2-8個按圓周均勻分布的行星齒輪(4)。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的電動汽車雙動力無級變速器，其特征在于在所述太陽齒輪(8)與齒圈(5)之間設置有3個按圓周均勻分布的行星齒輪(4)。
5、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的電動汽車雙動力無級變速器，其特征在于所述 調(diào)節(jié)電機(12)的殼體與蝸桿殼體(7)的端部固定，蝸桿殼體(7)通過螺釘 與連接體(10)及端蓋(2)連接。
6、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的電動汽車雙動力無級變速器，其特征在于所述 調(diào)節(jié)電機(12)的輸出軸伸入蝸桿(6)端部開設的內(nèi)孔中，兩者緊配合。
全文摘要
一種電動汽車雙動力無級變速器，主動力電機的輸出軸伸入連接體內(nèi)，并與太陽齒輪的左端軸連接，太陽齒輪與其外圍的行星齒輪嚙合，該行星齒輪的軸穿入行星架的左、右內(nèi)孔中；行星齒輪同時還與齒圈的內(nèi)齒嚙合，該齒圈通過蝸輪環(huán)與蝸桿嚙合，蝸桿與調(diào)節(jié)電機的輸出軸同軸連接；所述行星架的右端與變速輸出軸的左端固定，變速輸出軸的右端伸出端蓋外。本發(fā)明傳動比無級可變，使主動力電機的轉(zhuǎn)速工作在4000轉(zhuǎn)/min以內(nèi)，達到了電動汽車既適合低速大扭矩的要求，又符合高速機動性的需要，具有結(jié)構(gòu)簡單、裝配容易、重量輕、造價低、傳動平穩(wěn)、性能可靠、易于實施、適用面廣等特點，能夠滿足電動汽車的經(jīng)濟性及整車成本要求。
文檔編號F16H3/42GK101598194SQ20091010424
公開日2009年12月9日 申請日期2009年7月3日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月3日
發(fā)明者捷 胡, 許南紹 申請人:胡 捷;許南紹