行星机构、三挡变速器及三挡电动总成的制作方法

本发明属于汽车传动技术领域，特别是涉及一种行星机构、三挡变速器及三挡电动总成。

背景技术：

行星齿轮机构具有传动比大、体积小、工作平稳及承载能力大等特点。通过使用行星齿轮机构，能够在有限的空间内实现了不同的速比要求。例如，使用行星齿轮结构，可以得到空间紧凑及结构简单的三挡变速器。

现有的一种三挡变速器，输入轴与太阳轮相连，输入轴的前后两端各通过轴承转动支承在箱体上，这样，输入轴的前后两端均通过轴承实现了径向限位。

现有的三挡变速器，工作时，经常会出现行星架上的行星轮受载不均衡的情况，为了实现各行星轮之间载荷均匀分配，通常需要增加额外的均载装置，导致该三挡变速器结构复杂且成本高。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是：针对现有的三挡变速器结构复杂且成本高的问题，提供一种行星机构、三挡变速器及三挡电动总成。

为解决上述技术问题，一方面，本发明实施例提供一种行星机构，包括输入轴及行星齿轮机构，所述行星齿轮机构包括太阳轮、行星架及齿圈，所述太阳轮与所述行星架的行星轮外啮合传动，所述行星架上的行星轮与所述齿圈内啮合传动，所述太阳轮固定连接在所述输入轴的后端，所述输入轴的前端径向限位于一箱体内，所述输入轴的后端悬空，所述齿圈固定连接在所述箱体上，所述行星架转动支撑于所述箱体上。

可选地，所述输入轴的前端通过轴承转动支承于所述箱体上，所述输入轴的后端通过花键连接所述太阳轮。

可选地，所述行星架包括行星架前体、行星架中体及行星架后体，所述行星架前体固定连接在所述行星架中体的前侧，所述行星架后体固定连接在所述行星架中体的后侧，所述行星架中体和行星架后体之间固定连接有行星轴，所述行星轮空套在所述行星轴上。

可选地，所述行星架前体上安装有前部轴承，所述行星架后体上安装有后部轴承。

另外，本发明另一实施例提供一种三挡变速器，包括箱体、第一副轴、第二副轴、一挡主动齿轮、一挡从动齿轮、二挡主动齿轮、二挡从动齿轮、三挡主动齿轮、三挡主动齿轮、第一差速器主动齿轮、第二差速器主动齿轮、第一同步器、第二同步器及上述的行星机构；

所述一挡主动齿轮及二挡主动齿轮固定连接在所述行星架上，所述一挡从动齿轮及二挡从动齿轮空套在所述第一副轴上，所述第一差速器主动齿轮固定连接在所述第一副轴上，所述三挡主动齿轮固定连接在所述输入轴上，所述三挡从动齿轮固定连接在所述第二副轴上，所述第二差速器主动齿轮空套在所述第二副轴上，所述一挡主动齿轮与一挡从动齿轮啮合，所述二挡主动齿轮和二挡从动齿轮啮合，所述三挡主动齿轮与三挡从动齿轮啮合；

所述第一同步器用于控制所述第一副轴与所述一挡从动齿轮及二挡从动齿轮的脱开与接合，所述第二同步器用于控制所述第二副轴与所述第二差速器主动齿轮的脱开与接合。

可选地，所述输入轴、第一副轴及第二副轴相互平行，且所述第一副轴及第二副轴分别位于所述输入轴的两侧。

可选地，所述一挡主动齿轮、二挡主动齿轮及三挡主动齿轮沿所述输入轴的轴向向远离所述行星齿轮机构的方向依次排布；

所述一挡从动齿轮、二挡从动齿轮及第一差速器主动齿轮沿所述第一副轴的轴向向远离所述行星齿轮机构的方向依次排布；

所述第二差速器主动齿轮及三挡从动齿轮沿所述第二副轴的轴向向远离所述行星齿轮机构的方向依次排布。

可选地，所述第一同步器设置在所述第一副轴上且位于所述一挡从动齿轮及二挡从动齿轮之间；

所述第二同步器设置在所述第二副轴上且位于所述第二差速器主动齿轮远离所述三挡从动齿轮的一侧。

另外，本发明另一实施例提供一种三挡变速器，包括箱体、第一副轴、第二副轴、一挡主动齿轮、一挡从动齿轮、二挡主动齿轮、二挡从动齿轮、三挡主动齿轮、三挡主动齿轮、第一差速器主动齿轮、第二差速器主动齿轮、第一同步器、第二同步器及上述的行星机构；

所述一挡主动齿轮及二挡主动齿轮空套在所述行星架上，所述一挡从动齿轮及二挡从动齿轮固定连接在所述第一副轴上，所述第一差速器主动齿轮固定连接在所述第一副轴上，所述三挡主动齿轮固定连接在所述输入轴上，所述三挡从动齿轮固定连接在所述第二副轴上，所述第二差速器主动齿轮空套在所述第二副轴上，所述一挡主动齿轮与一挡从动齿轮啮合，所述二挡主动齿轮和二挡从动齿轮啮合，所述三挡主动齿轮与三挡从动齿轮啮合；

所述第一同步器用于控制所述行星架与所述一挡主动齿轮及二挡主动齿轮的脱开与接合，所述第二同步器用于控制所述第二副轴与所述第二差速器主动齿轮的脱开与接合。

可选地，所述第一同步器设置在所述行星架上且位于所述一挡主动齿轮及二挡主动齿轮之间；

所述第二同步器设置在所述第二副轴上且位于所述第二差速器主动齿轮远离所述三挡从动齿轮的一侧。

另外，本发明另一实施例提供一种三挡变速器，包括箱体、第一副轴、第二副轴、一挡主动齿轮、一挡从动齿轮、二挡主动齿轮、二挡从动齿轮、三挡主动齿轮、三挡主动齿轮、第一差速器主动齿轮、第二差速器主动齿轮、第一同步器、第二同步器及上述的行星机构；

所述一挡主动齿轮及二挡主动齿轮固定连接在所述行星架上，所述一挡从动齿轮及二挡从动齿轮空套在所述第一副轴上，所述第一差速器主动齿轮固定连接在所述第一副轴上，所述三挡主动齿轮固定连接在所述输入轴上，所述三挡从动齿轮空套在所述第二副轴上，所述第二差速器主动齿轮固定连接在所述第二副轴上，所述一挡主动齿轮与一挡从动齿轮啮合，所述二挡主动齿轮和二挡从动齿轮啮合，所述三挡主动齿轮与三挡从动齿轮啮合；

所述第一同步器用于控制所述第一副轴与所述一挡从动齿轮及二挡从动齿轮的脱开与接合，所述第二同步器用于控制所述第二副轴与所述三挡从动齿轮的脱开与接合。

可选地，所述第一同步器设置在所述第一副轴上且位于所述一挡从动齿轮及二挡从动齿轮之间；

所述第二同步器设置在所述第二副轴上且位于所述第二差速器主动齿轮与所述三挡从动齿轮之间。

另外，本发明另一实施例提供一种三挡变速器，包括箱体、第一副轴、第二副轴、一挡主动齿轮、一挡从动齿轮、二挡主动齿轮、二挡从动齿轮、三挡主动齿轮、三挡主动齿轮、第一差速器主动齿轮、第二差速器主动齿轮、第一同步器、第二同步器及上述的行星机构；

所述一挡主动齿轮及二挡主动齿轮空套在所述行星架上，所述一挡从动齿轮及二挡从动齿轮固定连接在所述第一副轴上，所述第一差速器主动齿轮固定连接在所述第一副轴上，所述三挡主动齿轮固定连接在所述输入轴上，所述三挡从动齿轮空套在所述第二副轴上，所述第二差速器主动齿轮固定连接在所述第二副轴上，所述一挡主动齿轮与一挡从动齿轮啮合，所述二挡主动齿轮和二挡从动齿轮啮合，所述三挡主动齿轮与三挡从动齿轮啮合；

所述第一同步器用于控制所述行星架与所述一挡主动齿轮及二挡主动齿轮的脱开与接合，所述第二同步器用于控制所述第二副轴与所述三挡从动齿轮的脱开与接合。

可选地，所述第一同步器设置在所述行星架上且位于所述一挡主动齿轮及二挡主动齿轮之间；

所述第二同步器设置在所述第二副轴上且位于所述第二差速器主动齿轮与所述三挡从动齿轮之间。

另外，本发明另一实施例提供一种三挡电动总成，包括电机、差速器及上述的三挡变速器，所述输入轴的前端与所述电机的输出轴连接，所述差速器上设置有同时与所述第一差速器主动齿轮及第二差速器主动齿轮啮合的差速器从动齿轮。

本发明实施例的行星机构、三挡变速器及三挡电动总成，太阳轮固定连接在输入轴的后端，输入轴的前端径向限位于一箱体内，输入轴的后端悬空(不设径向限位)。工作时，当行星轮受载不均衡时，由于输入轴为长轴且后端不做径向限位，此时悬空的输入轴后端(连同太阳轮)将会浮动，自动寻找平衡位置，直至各行星轮之间载荷均匀分配位为止。即，太阳轮可实现浮动均载，使得该行星机构运行平稳，能够减小冲击及降低噪音，提高行星机构的使用寿命。且没有增加额外的均载装置，使得该行星机构结构简单且成本低。

此外，通过使用行星齿轮机构，使得该三挡变速器及三挡电动总成能够获得很大的传动比范围，且三个挡位的速比可以灵活调整，能够获得满足各工况需要的速比。另外，本发明实施例的三挡变速器及三挡电动总成，一挡速比很大，车辆能够达到很大的爬坡度；三挡速比很小，能够实现车辆高速行驶；二挡速比可根据工况设置，使三个速比的级差合理，换挡舒适，电机长时间工作在高效区。

附图说明

图1是本发明一实施例提供的三挡电动总成的结构简图；

图2是本发明一实施例提供的三挡电动总成一挡动力传递示意图；

图3是本发明一实施例提供的三挡电动总成二挡动力传递示意图；

图4是本发明一实施例提供的三挡电动总成三挡动力传递示意图；

图5是本发明另一实施例提供的三挡电动总成的结构简图；

图6是本发明另一实施例提供的三挡电动总成的结构简图；

图7是本发明另一实施例提供的三挡电动总成的结构简图；

图8是本发明一实施例提供的行星机构的示意图。

说明书中的附图标记如下：

1、输入轴；2、电机；3、太阳轮；4、行星架；401、行星架前体；402、行星架中体；403、行星架后体；5、行星轮；6、齿圈；7、一挡主动齿轮；8、二挡主动齿轮；9、一挡从动齿轮；10、二挡从动齿轮；11、第一副轴；12、第一同步器；13、第一差速器主动齿轮；14、差速器从动齿轮；15、三挡主动齿轮；16、三挡从动齿轮；17、第二副轴；18、第二差速器主动齿轮；19、第二同步器；20、深沟球轴承；21、深沟球轴承；22、垫圈；23、螺母；24、连接螺栓；25、销轴；26、连接螺栓；27、行星轴；28、滚针轴承；29、前部轴承；30、后部轴承。

具体实施方式

为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下接合附图及实施例，对本发明进行进一步的详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1所示，本发明一实施例提供的三挡电动总成，包括电机2、差速器(图中未示出)及三挡变速器。

本实施例中，所述三挡变速器包括箱体(图中未示出)、输入轴1、第一副轴11、第二副轴17、行星齿轮机构、一挡主动齿轮7、一挡从动齿轮9、二挡主动齿轮8、二挡从动齿轮10、三挡主动齿轮15、三挡从动齿轮16、第一差速器主动齿轮13、第二差速器主动齿轮18、第一同步器12及第二同步器19。

其中，输入轴1及行星齿轮机构组成行星机构。

本实施例中，行星齿轮机构均为内外啮合的单星排。具体地，如图1及图8所示，所述行星齿轮机构包括太阳轮3、行星架4及齿圈6，行星架4中包含大于三个的行星轮5，太阳轮3与行星架4上的行星轮5外啮合传动，行星轮5与齿圈6内啮合传动。所述太阳轮3固定连接在所述输入轴1的后端，所述齿圈6固定在所述箱体上，所述行星架4可通过轴承转动连接支撑于所述箱体上。所述输入轴1的前端与所述电机2的输出轴连接，所述差速器上设置有同时与所述第一差速器主动齿轮13及第二差速器主动齿轮18啮合的差速器从动齿轮14。此处，输入轴1的前端是指输入轴1靠近电机2的一端，输入轴1的的后端是指输入轴1背离电机2的一端。

优选地，如图8所示，所述输入轴1的前端径向限位于所述箱体内，所述输入轴1的后端悬空(不设径向限位)，以使得所述输入轴1的后端连同太阳轮3可以浮动。这样，工作时，当行星轮受载不均衡时，由于输入轴为长轴且后端不做径向限位，此时悬空的输入轴后端(连同太阳轮)将会浮动，自动寻找平衡位置，直至各行星轮之间载荷均匀分配位为止。即，太阳轮可实现浮动均载，使得该行星机构运行平稳，能够减小冲击及降低噪音，提高行星机构的使用寿命。

如图1所示，所述一挡主动齿轮7及二挡主动齿轮8固定连接在所述行星架4上，所述一挡从动齿轮9及二挡从动齿轮10通过滚针轴承空套在所述第一副轴11上，所述第一差速器主动齿轮13固定连接在所述第一副轴11上，所述三挡主动齿轮15固定连接在所述输入轴1上，所述三挡从动齿轮16固定连接在所述第二副轴17上，所述第二差速器主动齿轮18通过滚针轴承空套在所述第二副轴17上，所述一挡主动齿轮7与一挡从动齿轮9啮合，所述二挡主动齿轮8和二挡从动齿轮10啮合，所述三挡主动齿轮15与三挡从动齿轮16啮合。

本实施例中，所述第一同步器12用于控制所述第一副轴11与所述一挡从动齿轮9及二挡从动齿轮10的脱开与接合，所述第二同步器19用于控制所述第二副轴17与所述第二差速器主动齿轮18的脱开与接合。

本实施例中，如图8所示，所述输入轴1为齿轮轴，其上一体加工有一个挡位齿轮(即三挡主动齿轮15)。所述输入轴1的前端通过深沟球轴承20、21转动支承于在箱体上。所述输入轴1的后端通过花键连接所述太阳轮3，太阳轮3通过垫圈22和螺母23锁紧在所述输入轴1上。

此外，在一替代实施例中，太阳轮3与输入轴1也可以做成一体结构。

如图8所示，所述行星架4包括行星架前体401、行星架中体402及行星架后体403，所述行星架前体401设成空心轴结构，其上设有两个挡位齿轮(即上述的一挡主动齿轮7及二挡主动齿轮8)。所述行星架前体401通过连接螺栓24固定连接在所述行星架中体402的前侧，所述行星架后体403通过销轴25及连接螺栓26固定连接在所述行星架中体402的后侧，所述行星架中体402和行星架后体403之间固定连接有行星轴27，所述行星轮5通过滚针轴承28空套在所述行星轴27上。此处，行星架中体402的前侧是指行星架中体402靠近输入轴1的前端的一侧，行星架中体402的后侧是指行星架中体402背离输入轴1的前端的一侧。

另外，如图8所示，所述行星架前体401上安装有前部轴承29，所述行星架后体403上安装有后部轴承30。前部轴承29及后部轴承30安装在箱体上，以实现行星架4与箱体的转动连接。前部轴承29及后部轴承30可以采用圆锥滚子轴承。

本实施例中，所述输入轴1、第一副轴11及第二副轴17相互平行，且所述第一副轴11及第二副轴17分别位于所述输入轴1的两侧。

本实施例中，所述一挡主动齿轮7、二挡主动齿轮8及三挡主动齿轮15沿所述输入轴1的轴向向远离所述行星齿轮机构的方向依次排布。所述一挡从动齿轮9、二挡从动齿轮10及第一差速器主动齿轮13沿所述第一副轴11的轴向向远离所述行星齿轮机构的方向依次排布。所述第二差速器主动齿轮18及三挡从动齿轮16沿所述第二副轴17的轴向向远离所述行星齿轮机构的方向依次排布。

本实施例中，所述第一同步器12设置在所述第一副轴11上且位于所述一挡从动齿轮9及二挡从动齿轮10之间。所述第二同步器19设置在所述第二副轴17上且位于所述第二差速器主动齿轮18远离所述三挡从动齿轮16的一侧。

本实施例的三挡变速器的挡位控制方法如下：

空挡：第一同步器12和第二同步器19均处于脱离啮合状态，此时，第一副轴11与一挡从动齿轮9及二挡从动齿轮10脱开，无动力输出，变速器处于空挡状态。

一挡：第二同步器19处于脱离啮合状态，第二副轴17与第二差速器主动齿轮18脱开，第一同步器12向上挂挡，与一挡从动齿轮9接合，使得第一副轴11与一挡从动齿轮9接合，第一副轴11随着一挡从动齿轮9转动。此时，来自电机2的动力由输入轴1经过太阳轮3再到行星轮5，再到行星架4，再通过与行星架4固定连接的一挡主动齿轮7传递到一挡从动齿轮9，一挡从动齿轮9带动第一副轴11转动，动力最终从第一副轴11上的第一差速器主动齿轮13传递到差速器从动齿轮14。一挡动力传递路线如图2中的黑色粗实线箭头所示。

二挡：第二同步器19处于脱离啮合状态，第二副轴17与第二差速器主动齿轮18脱开，第一同步器12向下挂挡，与二挡从动齿轮10接合，以使得第一副轴11与二挡从动齿轮10接合。此时，来自电机2的动力由输入轴1经过太阳轮3再到行星轮5，再到行星架4，再通过与行星架4固定连接的二挡主动齿轮8传递到二挡从动齿轮10，二挡从动齿轮10带动第一副轴11转动，动力最终从第一副轴11上的第一差速器主动齿轮13传递到差速器从动齿轮14。二挡动力传递路线如图3中的黑色粗实线箭头所示。

三挡：第一同步器12处于脱离啮合状态，第一副轴11与一挡从动齿轮9及二挡从动齿轮10脱开，第二同步器19向下挂挡，与第二差速器主动齿轮18接合。此时，来自电机2的动力由输入轴1经过三挡主动齿轮15传递到三挡从动齿轮16，三挡从动齿轮16带动第二副轴17转动，再经过第二副轴17上的第二差速器主动齿轮18传递到差速器从动齿轮14。三挡动力传递路线如图4中的黑色粗实线箭头所示。

本发明实施例的行星机构、三挡变速器及三挡电动总成，太阳轮固定连接在输入轴的后端，输入轴的前端径向限位于一箱体内，输入轴的后端悬空(不设径向限位)。工作时，当行星轮受载不均衡时，由于输入轴为长轴且后端不做径向限位，此时悬空的输入轴后端(连同太阳轮)将会浮动，自动寻找平衡位置，直至各行星轮之间载荷均匀分配位为止。即，太阳轮可实现浮动均载，使得该行星机构运行平稳，能够减小冲击及降低噪音，提高行星机构的使用寿命。且没有增加额外的均载装置，使得该行星机构结构简单且成本低。

此外，通过使用行星齿轮机构，使得该三挡变速器及三挡电动总成能够获得很大的传动比范围，且三个挡位的速比可以灵活调整，能够获得满足各工况需要的速比。另外，本发明实施例的三挡变速器及三挡电动总成，一挡速比很大，车辆能够达到很大的爬坡度；三挡速比很小，能够实现车辆高速行驶；二挡速比可根据工况设置，使三个速比的级差合理，换挡舒适，电机长时间工作在高效区。

图5所示为本发明另一实施例提供的三挡电动总成的结构简图。与图1所示实施例相比，其区别在于，所述一挡主动齿轮7及二挡主动齿轮8通过滚针轴承空套在所述行星架4上，所述一挡从动齿轮9及二挡从动齿轮10则固定连接在所述第一副轴11上，对应地，将所述第一同步器12设置在所述行星架4上且位于所述一挡主动齿轮7及二挡主动齿轮8之间。与图1所示实施例不同，此处，所述第一同步器12用于控制所述行星架4与所述一挡主动齿轮7及二挡主动齿轮8的脱开与接合。

图6所示为本发明另一实施例提供的三挡电动总成的结构简图。与图1所示实施例相比，其区别在于，所述三挡从动齿轮16通过滚针轴承空套在所述第二副轴17上，所述第二差速器主动齿轮18则固定连接在所述第二副轴17上，对应地，将所述第二同步器19设置在所述三挡从动齿轮16和第二差速器主动齿轮18之间。与图1所示实施例不同，此处，所述第二同步器19用于控制所述第二副轴17与所述三挡从动齿轮16的脱开与接合。

图7所示为本发明另一实施例提供的三挡电动总成的结构简图。与图2所示实施例相比，其区别在于，所述三挡从动齿轮16通过滚针轴承空套在所述第二副轴17上，所述第二差速器主动齿轮18则固定连接在所述第二副轴17上，对应地，将所述第二同步器19设置在所述三挡从动齿轮16和第二差速器主动齿轮18之间。与图2所示实施例不同，此处，所述第二同步器19用于控制所述第二副轴17与所述三挡从动齿轮16的脱开与接合。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。