适于电动车辆使用的三挡行星变速机构的制作方法

本发明属于机械传动技术领域，具体涉及一种适于电动车辆使用的三挡行星变速机构。

背景技术：

电动车辆因其节能环保、动力性好、起步平稳、可无级变速、制动能量可回收等优点，成为了当前车辆主要发展方向之一。小型汽车功率等级较低、路况简单，一般电动机动力特性即能满足其行驶需求，因此大多数小型汽车取消了变速器。但对于大型车辆，如大客车、货车、装甲车等，其自身质量较大，需要的驱动功率较大，且行驶路况复杂，一般的电机输出特性无法同时满足其爬陡坡和高速行驶需求，因此多采用两到三个挡位的变速器，既能扩大电机传动范围，结构又简单紧凑便于布置。

技术实现要素：

(一)要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题是：如何在紧凑空间的约束下，设计一个较少挡位变速器，有效增加电动车辆传动范围的同时，还能降低电机高转速需求。

(二)技术方案

为解决上述技术问题，本发明提供一种适于电动车辆使用的三挡行星变速机构，所述三挡行星变速机构包括第一行星排PG1、第二行星排PG2、第一制动器B1、第二制动器B2和离合器CL；

所述第一行星排PG1为内外啮合单星排，包括：第一太阳轮S1、第一行星架C1、第一齿圈R1和4个第一行星轮P1，4个第一行星轮P1支撑在第一行星架C1上；所述4个第一行星轮P1与第一太阳轮S1外啮合，同时与第一齿圈R1内啮合；

所述第二行星排PG2为内外啮合单星排，包括第二太阳轮S2、第二行星架C2、第二齿圈R2和4个第二行星轮P2，4个第二行星轮P2支撑在第二行星架C2上；所述4个第二行星轮P2与第二太阳轮S2外啮合，同时与第二齿圈R2内啮合；

输入轴通过1个轴承支撑在变速箱壳体上，分别与第一太阳轮S1、第二行星架C2以及离合器CL的内毂通过花键直接或间接相联；

输出轴通过1个轴承支撑在变速箱壳体上，与第一行星架C1相联；第一行星架C1与第二齿圈R2相联；

所述第一齿圈R1与第一制动器B1内毂相联；

所述第二太阳轮S2分别与第二制动器B2内毂以及离合器CL外毂相联；

所述第一制动器B1外毂与变速箱壳体相联；

所述第二制动器B2外毂与变速箱壳体相联；

所述变速箱工作过程中，当第一制动器B1结合，第二制动器B2和离合器CL分离时为一挡；当离合器CL结合，第一制动器B1和第二制动器B2分离时为二挡；当第二制动器B2结合，第一制动器B1和离合器CL分离时为三挡。

(三)有益效果

与现有技术相比较，本发明具备如下有益效果：(1)利用两个行星排、两个换挡制动器、一个换挡离合器，能实现三个挡位，包括大传动比的一挡、直接挡(二挡)和超速挡(三挡)，传动范围较大，挡阶比也较大，在满足电动车辆爬陡坡需求的同时，降低了高速工况下电机转速需求；(2)传动方案精巧，结构简单，便于紧凑型设计。

附图说明

图1为本发明三挡行星变速机构传动简图。

图2为本发明三挡行星变速机构结构图。

具体实施方式

为使本发明的目的、内容、和优点更加清楚，下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。

为解决现有技术的问题，本发明提供一种适于电动车辆使用的三挡行星变速机构，如图1所示，所述三挡行星变速机构包括第一行星排PG1、第二行星排PG2、第一制动器B1、第二制动器B2和离合器CL；

所述第一行星排PG1为内外啮合单星排，包括：第一太阳轮S1、第一行星架C1、第一齿圈R1和4个第一行星轮P1，4个第一行星轮P1支撑在第一行星架C1上；所述4个第一行星轮P1与第一太阳轮S1外啮合，同时与第一齿圈R1内啮合；

所述第二行星排PG2为内外啮合单星排，包括第二太阳轮S2、第二行星架C2、第二齿圈R2和4个第二行星轮P2，4个第二行星轮P2支撑在第二行星架C2上；所述4个第二行星轮P2与第二太阳轮S2外啮合，同时与第二齿圈R2内啮合；

输入轴通过1个轴承支撑在变速箱壳体上，分别与第一太阳轮S1、第二行星架C2以及离合器CL的内毂通过花键直接或间接相联；

输出轴通过1个轴承支撑在变速箱壳体上，与第一行星架C1相联；第一行星架C1与第二齿圈R2相联；

所述第一齿圈R1与第一制动器B1内毂相联；

所述第二太阳轮S2分别与第二制动器B2内毂以及离合器CL外毂相联；

所述第一制动器B1外毂与变速箱壳体相联；

所述第二制动器B2外毂与变速箱壳体相联；

所述变速箱工作过程中，当第一制动器B1结合，第二制动器B2和离合器CL分离时为一挡；当离合器CL结合，第一制动器B1和第二制动器B2分离时为二挡；当第二制动器B2结合，第一制动器B1和离合器CL分离时为三挡。

下面结合具体实施例来详细描述本发明。

实施例

如图1及图2所示，本实施例提供一种适于电动车辆使用的三挡行星变速机构，包括：两个行星排、两个制动器和一个离合器；

第一行星排PG1为内外啮合单星排，由第一太阳轮S1、第一行星架C1、第一齿圈R1和4个第一行星轮P1组成，4个第一行星轮P1支撑在第一行星架C1上，第一行星轮P1与第一太阳轮S1外啮合，同时与第一齿圈R1内啮合。

第二行星排PG2也为内外啮合单星排，由第二太阳轮S2、第二行星架C2、第二齿圈R2和4个第二行星轮P2组成，4个第二行星轮P2支撑在第二行星架C2上，第二行星轮P2与第二太阳轮S2外啮合，同时与第二齿圈R2内啮合。

第一行星排PG1和第二行星排PG2的特性参数以及第一太阳轮S1、第一齿圈R1、第一行星轮P1、第二太阳轮S2、第二齿圈R2、第二行星轮P2的齿数以及变位系数如表1所示。

表1各行星排结构参数

电机功率从输入轴输入到变速机构，经过变速机构变换速度后再由输出轴传递给下一级传动机构，下面对各个挡位的实现进行说明。

(1)结合第一制动器B1实现一挡

当车辆行驶阻力较大时(如爬坡、越野工况下)，第一制动器B1结合，第二制动器B2和离合器CL分离，第一齿圈R1通过第一制动器B1与变速箱壳体相联，其转速为零，本行星变速机构换入一挡。动力通过输入轴传递给第一太阳轮S1，由第一行星架C1传递给输出轴，此挡位下第二行星排PG2不工作。

2结合离合器CL实现二挡

车辆起步及常用工况下，离合器CL结合，第一制动器B1和第二制动器B2分离，第二太阳轮S2、第二行星架C2和第一太阳轮S1通过离合器CL相联，转速相等，第一行星排PG1和第二行星排PG2均整体回转，本行星变速机构换入二挡。

3结合第二制动器B2实现三挡

高速行驶工况下，第二制动器B2结合，第一制动器B1和离合器CL分离，第二太阳轮S2通过第二制动器B2与变速箱壳体相联，其转速为零，本行星变速机构换入三挡。动力通过输入轴传递给第二行星架C2，由第二齿圈R2经由第一行星架C1传递给输出轴，此挡位下第一行星排PG1不传递转矩。

表2为此行星变速机构挡位和传动比，此表描述了实现各个挡位所需结合的操纵件，以及传动比计算公式。

表2各挡位下的传动比

图2给出了参照上述方法设计出来的变速箱结构图，为了便于与图1所示传动简图对照，简化了某些部件，可以看出其结构紧凑，支撑型式简单。其中，k1、k2——第一行星排的特性参数k1＝2.48、第二行星排的特性参数k2＝2.33。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。