专利名称：行星差速传动装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种尤其适用于车辆的行星差速传动装置，特别是具有两个驱动轮的电动车辆。
背景技术：
具有两个驱动轮和一单独的动力源的车辆需要将一单独的驱动轴分成两个与相应的驱动轮相关的半轴。还需要一差速齿轮以适应例如转弯时两驱动轮之间的相对运动。还需要的是，将驱动扭矩相等地分配在两个驱动轮之间，从而避免扭矩调整，尤其是在前轮驱动的车辆中。
通常，一最终的驱动减速齿轮，可能是一锥齿轮，与一传统的锥齿轮差速齿轮相结合。这种设置并不非常紧凑。
电动车辆通常只需要一单速的减速齿轮，因为一电动机的扭矩特征允许道路速度直接正比于电动机速度。为了紧凑组件，希望一共轴的设置，在该共轴设置中，一个半轴轴向地通过电动机的转子至关联的驱动轮。
发明内容
根据本发明，提供了一种单速行星差速传动装置，该单速行星差速传动装置包括一外壳、一环形可转动输入件、相对的两个可转动输出件、以及一行星齿轮系，该环形可转动输入件在外壳中具有一转动轴线，两个可转动输出件在所述轴线上是相对的，其中一个适于被驱动穿过所述输入件，该行星齿轮系设置成围绕所述输入件，其中，所述输入件包括一恒星齿轮，提供与恒星齿轮相啮合的内部行星齿轮，可转动地提供一内部行星齿轮托架，该托架与与所述输入件相关的输出件固定在一起，提供在内侧与所述内部行星齿轮、以及在外侧与可在所述外壳的轴线上转动的外部行星齿轮相啮合的一内部环形齿轮，以及提供与所述外部行星齿轮相啮合并连接至所述输出件中的另一个的一外部环形齿轮。
这种设置提供了一种轴向长度较短的单速传动装置，并且其中，行星齿轮系的诸元件作为一差动齿轮，以适应相应的输出件的相对转动，同时在两个驱动轮之间给出一基本均等的扭矩分配。
较佳地，恒星齿轮、内部行星齿轮和内部环形齿轮设置于一基本共同的平面中。较佳地，内部环形齿轮、外部行星齿轮和外部环形齿轮设置于一基本共同的平面中。在较佳的实施例中，恒星齿轮、行星齿轮和环形齿轮都设置于一基本共同的平面中。该设置的一特定优点是，输出件的内端可设置成在一起非常靠近，从而允许使半轴长度最大化，并在车辆中止移动期间使半轴连接件最小化。
在较佳的实施例中提供了四个内部行星齿轮和四个外部行星齿轮。
该设置还可包括一锁定爪，该锁定爪可接合而相对于外壳保持行星齿轮系的一元件，从而锁住传动装置并提供一停锁功能。该爪例如可接合外部环形齿轮。
在一较佳的实施例中，恒星齿轮具有33个齿，内部行星齿轮具有26个齿，内部环形齿轮在内侧具有87个齿而在外侧具有103个齿，外部行星齿轮具有19个齿，以及外部环形齿轮具有141个齿。这种设置提供了一7.24∶1的总齿轮比。
应该意识到，内部环形齿轮包括一内部行星齿轮系的齿圈以及一外部行星齿轮系的恒星齿轮。此内部环形齿轮在内部和外部行星齿轮系的其它元件之间浮动，从而给出一差动齿轮的效果。
应该理解，需要谨慎地选定齿轮比，从而保证一基本均等的扭矩分配，但在有经验的传动装置工程师的能力范围内计算哪种齿轮比合适，同时记住所需的最终驱动减速比以及由连续的行星齿轮元件的尺寸所施加的约束，这是一个问题。
在一较佳的实施例中，根据本发明的一传动装置的轴向长度接近一传统的最终驱动/差动单元的50％，且零件数量减少了约30％。在一小型车辆中，较短的轴向长度是有利的，因为它使用于驾驶和悬挂部件的空间最大化。
通过例如在输出轴之间固定或控制速比，本发明还允许结合一锁定或有限滑动的差动。这可以相对简单地完成，因为输出件是紧邻的并且在相同的转动轴线上。
从下面仅仅通过附图中的例子所示的一较佳实施例的描述中，本发明的特征将会显而易见，其中图1显示了根据本发明的一传动装置的一示意设置；以及图2以轴向截面显示了图1的设计的一实际实施例。
具体实施例方式
参见图1，一传动装置具有一转动主轴线10，在该转动主轴线10上提供了具有一中空转子(未显示)的一电动机11。该转子直接连接至传动装置的一中空输入轴12，如图所示，该输入轴12包括一两级行星传动装置的恒星齿轮13，在该两级行星传动装置中，所有的主要齿轮部件设置在一基本共同的平面中。
一系列内部行星齿轮14(通常是四个)相啮合地围绕恒星齿轮转动，并被轴颈支承于通常的行星齿轮托架15上。该托架15联接至一个驱动轴16，该驱动轴16通过输入轴12和电动机11，用于连接至一车辆的一驱动轮。
围绕行星齿轮14的是一内部环形齿轮(齿圈)17，该内部环形齿轮17在内径上具有与内部行星齿轮14相啮合的齿轮齿。此外，该内部环形齿轮在外径上具有齿轮齿，该齿轮齿则构成一外部行星齿轮系的一恒星齿轮18。
一系列外部行星齿轮19(通常是四个)相啮合地围绕恒星齿轮18转动，并被轴颈支承于一传动箱21的相对固定的套管20上。
一外部环形齿轮(齿圈)22与外部行星齿轮19相啮合，并连接至另一驱动轴23，该驱动轴23用于连接至车辆的一第二驱动轮。
在使用中，来自电动机11的驱动扭矩通过输入轴12传动至恒星齿轮13。由内部环形齿轮17提供的反扭矩引起内部行星齿轮转动并带动托架15和驱动轴16。
外部恒星齿轮18也转动(随着内部环形齿轮17)，并通过外部行星齿轮19将扭矩传动至外部环形齿轮22。这些外部行星齿轮有效地提供有由传动箱21构成的一固定托架。从而外部环形齿轮转动并带动驱动轴23。
应该理解，两个驱动轴之间的速度平衡由与道路接触的道路轮来控制。内部环形齿轮17/外部恒星齿轮18是允许相应的驱动轴的相对转动(例如在车辆转弯期间)的差动齿轮。
将来自电动机的驱动扭矩分配在两个行星齿轮系之间，并且扭矩平衡由选定的速比来指示。一均等的扭矩分配对于车辆在一基本共同的轴线上驱动轮子是所希望的，但例如可选定其它扭矩分配，用于驱动连接至一全轮驱动车辆的不同轴线的诸轴，或者用于特殊的非汽车应用。
图1显示了一经请求即可结合的一停锁爪24，从而将外部环形齿轮22锁在传动箱21上。应该意识到，通过防止外部环形齿轮转动，传动装置将被锁住而不动，并因此可给一车辆提供一轮闸。
该设置也适于修正对差动齿轮17/18的外部控制。应该意识到，通过外部控制该齿轮17/18，可调整两驱动轴16、23之间的扭矩分配。制动差动齿轮17/18的一合适的装置可以是一制动带、离合器或粘液耦合器。
通过将驱动轴16、23的内端设置成紧紧相邻，与在内部驱动轴端之间的差动齿轮的一传统设置相比，该传动装置提供车辆中止移动期间的最小的驱动轴连接。对于车辆轮距相对较窄的小型前轮驱动车辆来说，这种设置具有特定的价值。此外，驱动轴端的邻近提供了一联轴器的相对简单的形式，该联轴器将驱动轴锁在一起或者限制其间的相对转动。因此，这种设置可提供一锁定的差动或一有限滑动的差动，这对于某些类型的车辆是有价值的。
在图1的示意性实施例中，诸齿轮提供有下面的齿数，从而给出一基本的扭矩分配，而无需差动齿轮17/18的外部控制。
内部恒星齿轮13—33齿内部行星齿轮14—26齿内部环形齿轮17—87齿外部恒星齿轮18—103齿外部行星齿轮19—19齿外部环形齿轮22—141齿这些个别比率的总减速比是7.24∶1。
在图2中显示了用于一前轮驱动车辆的一实际传动装置设置，并且详细显示了传动箱11、轴承、轴封以及其它传统部件。在适当之处，零件采用了对应于图1的参考标号；未显示一停锁设置。
应该意识到，传动箱21直接螺栓连接至电动机的箱体30，如图所示。
权利要求
1.一种行星差速传动装置，包括一外壳(21)、一环形可转动输入件(12)、相对的两个可转动输出件(16、23)、以及一行星齿轮系，该环形可转动输入件(12)在所述外壳中具有一转动轴线(10)，两个可转动输出件(16、23)在所述轴线(10)上是相对的，其中一个适于被驱动穿过所述输入件(12)，该行星齿轮系设置成围绕所述输入件(12)，其中，所述输入件(12)包括一恒星齿轮(13)，提供与所述恒星齿轮(13)相啮合的内部行星齿轮(14)，可转动地提供一内部行星齿轮托架(15)，该托架(15)与与所述输入件(12)相关的输出件(16)固定在一起，提供在内侧与所述内部行星齿轮(14)、以及在外侧与可在所述外壳的轴线(20)上转动的外部行星齿轮(19)相啮合的一内部环形齿轮(17)，以及提供与所述外部行星齿轮(19)相啮合并连接至所述输出件(23)中的另一个的一外部环形齿轮(22)。
2.如权利要求1所述的传动装置，其特征在于，所述恒星齿轮(13)、内部行星齿轮(14)和内部环形齿轮(17)设置于一基本共同的平面中。
3.如权利要求1或2所述的传动装置，其特征在于，所述内部环形齿轮(17)、外部行星齿轮(19)和外部环形齿轮(22)设置于一基本共同的平面中。
4.如权利要求2或3所述的传动装置，其特征在于，所述恒星齿轮(17)、行星齿轮(14、19)和环形齿轮(17、22)都设置于一基本共同的平面中。
5.如前述权利要求中的任意一项所述的传动装置，其特征在于，提供四个内部行星齿轮(14)和四个外部行星齿轮(19)。
6.如前述权利要求中的任意一项所述的传动装置，其特征在于，还包括一锁定爪(24)，该锁定爪(24)可接合而相对于所述外壳(21)保持所述行星齿轮系的一元件，从而锁住所述传动装置并提供一停锁功能。
7.如权利要求6所述的传动装置，其特征在于，所述爪(24)接合所述外部环形齿轮(22)。
8.如前述权利要求中的任意一项所述的传动装置，其特征在于，所述恒星齿轮(13)具有33个齿，所述内部行星齿轮(14)具有26个齿，所述内部环形齿轮(17)在内侧具有87个齿而在外侧具有103个齿，所述外部行星齿轮(19)具有19个齿，以及所述外部环形齿轮(22)具有141个齿。
全文摘要
一种单速行星差速传动装置允许一输入轴(12)连接至两个输出轴(16、23)，且具有基本均等的扭矩分配。该传动装置包括两个行星齿轮系，这两个行星齿轮系具有一共同的齿圈/恒星齿轮(17、18)，该齿圈/恒星齿轮(17、18)作为一差动齿轮以适应输出轴(16、23)的速度变化。
文档编号B60K1/00GK1964864SQ200580018753
公开日2007年5月16日 申请日期2005年6月8日 优先权日2004年6月8日
发明者G·塞奇威克 申请人:里卡多英国有限公司