一种减速器及轮边驱动机构及电动车辆的制作方法

文档序号:15373694发布日期:2018-09-07 23:12阅读:168来源:国知局

本发明涉及车辆领域,尤其涉及一种减速器及轮边驱动机构及电动车辆。



背景技术:

随着油气资源的不断匮乏,绿色能源的电动车辆得到迅速的发展,而随着电机技术的不断成熟,采用轮边驱动以及轮毂驱动的电动汽车得到越来越多的应用。对于采用轮边驱动机构的电动车辆尤其是客车来讲,很多功能都需要通过轮边驱动机构来实现,为了提升和优化电动车辆的各种性能,轮边驱动机构多向体积小、集成度高的方向发展。

传统的轮边驱动机构包括轮边电机和轮边减速器,轮边电机作为动力源,内部结构紧凑,运行环境要求较高,实现与其他部件集成的难度较大;轮边减速器虽然相比轮边电机对使用环境的要求相对较低,但是减速器大多只包含位于传动路径上的各个传动轴和传动齿轮,不具备可集成的部件。虽然大部分轮边驱动机构还在减速器内设置有驻车机构,通过驻车棘爪对设置在减速器传动轴上的驻车棘轮进行卡止实现驻车,但是考虑到要尽可能的减小驻车棘爪所受的作用力,驻车棘轮也多设置在输入轴或中间轴上,致使驻车棘轮周围可利用的空间较小,难以实现其他功能构件与驻车棘轮的集成。因此,如何提高轮边驱动机构的集成度成为进一步优化轮边驱动机构的屏障。



技术实现要素:

本发明提供了一种适用于轮边驱动机构的减速器,为轮边驱动机构的集成提供了基础构型;同时,本发明还提供了使用该减速器的轮边驱动机构和电动车辆。

本发明的减速器包括壳体,壳体上转动安装有用于轮毂传动连接的输出轴,输出轴上同轴固定设置有驻车棘轮,驻车棘轮用于与驻车棘爪配合,且在驻车棘爪动作时能够卡止驻车棘轮实现驻车,并能在车辆起步时解锁驻车棘轮。本发明的减速器一反常规的将驻车机构的驻车棘轮设置在输出轴上,距离轮毂较近,而且驻车棘轮的径向尺寸可以做大,为实现与abs传感器、电子驻车或者气动刹车的集成提供了基础。

进一步地,减速器还包括活动安装在壳体上的驻车棘爪,即将驻车棘爪集成在减速器上作为减速器的一部分,方便与驻车棘轮的配合。

更进一步地,驻车棘轮选用止转安装在输出轴上的盘形驻车棘轮,盘形驻车棘轮提供较大的轮径,为与其他功能件的集成提供便利。

当然,在设置时优选地将驻车棘轮设于壳体内部,通过减速器壳体对其提供保护,不仅提高可靠性,也保证了使用寿命。

在上述四种减速器的技术方案的基础上,减速器壳体上还安装有驻车马达,驻车马达可通过传动机构带动驻车棘爪动作从而实现驻车棘轮的卡止和解锁。通过驻车马达带动驻车棘爪能够使得棘爪反应更加迅速准确,提高了驻车的安全性。尤其是当驻车马达为电动马达时,棘爪响应速度快,与电动马达配套的部件较少,简化了减速器结构。

当采用驻车马达带动驻车棘爪动作时,可以使驻车棘爪转动装配在壳体上,通过驻车马达带动驻车棘爪实现转动动作较为方便,简化了马达与驻车棘爪之间的传动结构。当然,驻车棘爪转动装配时,其转动轴线的方向可以在空间中有多种设置方式,当驻车棘爪的转动轴线与驻车棘轮的轴线平行,且驻车棘爪与驻车棘轮处于同一平面时,结构更加紧凑,占用空间较小。

本发明的轮边驱动机构包括轮边电机和与轮边电机传动连接的减速器,减速器包括壳体,壳体上转动安装有用于轮毂传动连接的输出轴,输出轴上同轴固定设置有驻车棘轮,轮边驱动机构还包括与驻车棘轮配合的驻车棘爪,驻车棘爪活动设置,且在驻车棘爪动作时能够卡止驻车棘轮实现驻车,并能在车辆起步时解锁驻车棘轮。本发明的轮边驱动机构的减速器一反常规的将驻车机构的驻车棘轮设置在输出轴上,距离轮毂较近,而且驻车棘轮的径向尺寸可以做大,为实现与abs传感器、电子驻车或者气动刹车的集成提供了基础。

进一步地,驻车棘爪活动安装在减速器壳体上,这样便于与减速器内的驻车棘轮配合。

更进一步地,驻车棘轮选用止转安装在输出轴上的盘形驻车棘轮,盘形驻车棘轮提供较大的轮径,为与其他功能件的集成提供便利。

当然,在设置时优选地将驻车棘轮设于壳体内部,通过减速器壳体对其提供保护,不仅提高可靠性,也保证了使用寿命。

在上述四种轮边驱动机构的技术方案的基础上,减速器壳体上还安装有驻车马达,驻车马达可通过传动机构带动驻车棘爪动作从而实现驻车棘轮的卡止和解锁。通过驻车马达带动驻车棘爪能够使得棘爪反应更加迅速准确,提高了驻车的安全性。尤其是当驻车马达为电动马达时,棘爪响应速度快,与电动马达配套的部件较少,简化了减速器结构。

当采用驻车马达带动驻车棘爪动作时,可以使驻车棘爪转动装配在壳体上,通过驻车马达带动驻车棘爪实现转动动作较为方便,简化了马达与驻车棘爪之间的传动结构。当然,驻车棘爪转动装配时,其转动轴线的方向可以在空间中有多种设置方式,当驻车棘爪的转动轴线与驻车棘轮的轴线平行,且驻车棘爪与驻车棘轮处于同一平面时,结构更加紧凑,占用空间较小。

电动车辆,包括车架,车架上安装有轮毂以及驱动轮毂转动的轮边驱动机构,轮边驱动机构包括轮边电机和与轮边电机传动连接的减速器,减速器包括壳体,壳体上转动安装有用于轮毂传动连接的输出轴,输出轴上同轴固定设置有驻车棘轮,轮边驱动机构还包括与驻车棘轮配合的驻车棘爪,驻车棘爪活动设置,且在驻车棘爪动作时能够卡止驻车棘轮实现驻车,并能在车辆起步时解锁驻车棘轮。本发明的轮边驱动机构的减速器一反常规的将驻车机构的驻车棘轮设置在输出轴上,距离轮毂较近,而且驻车棘轮的径向尺寸可以做大,为实现与abs传感器、电子驻车或者气动刹车的集成提供了基础。

进一步地,驻车棘爪活动安装在减速器壳体上,这样便于与减速器内的驻车棘轮配合。

更进一步地,驻车棘轮选用止转安装在输出轴上的盘形驻车棘轮,盘形驻车棘轮提供较大的轮径,为与其他功能件的集成提供便利。

当然,在设置时优选地将驻车棘轮设于壳体内部,通过减速器壳体对其提供保护,不仅提高可靠性,也保证了使用寿命。

在上述四种电动车辆的技术方案的基础上,减速器壳体上还安装有驻车马达,驻车马达可通过传动机构带动驻车棘爪动作从而实现驻车棘轮的卡止和解锁。通过驻车马达带动驻车棘爪能够使得棘爪反应更加迅速准确,提高了驻车的安全性。尤其是当驻车马达为电动马达时,棘爪响应速度快,与电动马达配套的部件较少,简化了减速器结构。

当采用驻车马达带动驻车棘爪动作时,可以使驻车棘爪转动装配在壳体上,通过驻车马达带动驻车棘爪实现转动动作较为方便,简化了马达与驻车棘爪之间的传动结构。当然,驻车棘爪转动装配时,其转动轴线的方向可以在空间中有多种设置方式,当驻车棘爪的转动轴线与驻车棘轮的轴线平行,且驻车棘爪与驻车棘轮处于同一平面时,结构更加紧凑,占用空间较小。

附图说明

图1为本发明的减速器的一种实施例的立体图;

图2为abs与p档驻车集成的原理图;

图3为另一种实施例中abs与p档驻车集成的原理图。

图中:1.abs传感器;2.驻车棘爪;3.驻车棘轮;4.驻车马达;5.减速器壳体;6.输出轴;7.计数孔。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施方式作进一步说明。

本发明提供了减速器的多种实施方式。如实施例一,适用于轮边减速机构的轮边减速器包括减速器壳体,减速器壳体上转动安装有传动轴,传动轴有输入轴、输出轴,在减速器为多级减速时,传动轴还包括中间轴。其中,输入轴与轮边驱动机构的轮边电机的输出端传动连接,输出轴用于与轮毂传动连接。减速器的输出轴上同轴固定设置有驻车棘轮,驻车棘轮用于与驻车棘爪配合,驻车棘爪在动作时能够卡止驻车棘轮,从而对输出轴锁止实现驻车,并能在车辆起步时动作实现驻车棘轮的解锁。

在实施例一的基础上,可以进一步对减速器进行限定,即减速器还包括活动安装在壳体上的驻车棘爪,也就是说,驻车棘爪作为减速器的一部分,集成在减速器壳体上,这样便于与驻车棘轮的配合,结构更加紧凑。

在实施例一或实施例二的基础上,可以进一步限定驻车棘轮的形式并衍生出减速器的实施例三。在实施例二中,驻车棘轮为止转安装在输出轴上的盘形驻车棘轮。驻车棘轮设置为止转安装在输出轴上的盘形驻车棘轮相比于直接将输出轴设置为齿轮轴的方式,加工起来较为方便,而且采用盘形驻车棘轮能够使得驻车棘轮的轮径做大,为与其他功能件的集成提供便利。

在实施例一或者实施例二的基础上还可以得到进一步优化的第四种减速器的实施例,即将驻车棘轮设置在减速器壳体内部。这样能够通过减速器壳体对其提供保护,不仅提高可靠性,也保证了使用寿命。

在上述的多种减速器的实施例的基础上,还可以不断细化得到更优更具体的实施方式。例如在实施例五中,减速器壳体上可以安装驻车马达,驻车马达可通过传动机构带动驻车棘爪动作从而实现驻车棘轮的卡止和解锁。通过驻车马达带动驻车棘爪能够使得棘爪反应更加迅速准确,提高了驻车的安全性。尤其是当驻车马达转动装配在壳体上时,通过驻车马达带动驻车棘爪动作将更为方便。比如,当驻车棘爪的转动轴线与驻车棘轮的轴线平行,且驻车棘爪与驻车棘轮处于同一平面上时,驻车马达只需带动驻车棘爪摆动一定角度即可使驻车棘爪的爪部卡入和脱出驻车棘轮的轮槽。

驻车马达可以为液压马达和电动马达,在选用时,优选地可以采用电动马达,通过电动马达带动棘爪动作,棘爪响应速度快,与电动马达配套的部件较少,简化了减速器结构。

此外,本发明还具体提供了一种abs与驻车集成的减速器的实施例。减速器的结构如图1~2所示,包括减速器壳体5,减速器壳体5上转动安装有传动轴,传动轴包括与轮边电机的输出轴传动连接的输入轴以及与轮毂传动连接的输出轴6,输入轴与输出轴通过减速齿轮组实现减速。减速齿轮组可以为设置在输入轴和输出轴上的一对直接啮合的齿轮,当然,也可以包括转动装配在壳体上的不限于一个的中间传动轴,中间传动轴上分别并列设置过渡齿轮,过渡齿轮分别与输入轴和输出轴上的齿轮啮合传动。

减速器在其输出轴6上设有与其同步转动的驻车棘轮3,驻车棘轮3位于减速器壳体5的内部并被减速器壳体所保护,减速器壳体5上安装有与驻车棘轮3的外周轮齿所对应设置的abs传感器1,在驻车棘轮3随输出轴6转动时,abs传感器通过读取驻车棘轮外周的轮齿检测轮毂也就是车轮的转速,并传递给abs控制器实现abs功能。

减速器壳体5上安装有驻车马达4,减速器壳体5的内部转动装配有驻车棘爪2,驻车棘爪2的转动轴线与驻车棘轮3的转动轴线相平行,且驻车棘爪与驻车棘轮共处一个平面,驻车马达直接或者间接驱动驻车棘爪转动从而实现驻车棘爪与驻车棘轮的卡止和解锁。这样在驻车马达4通过传动结构带动驻车棘爪转动时,驻车棘爪的爪部能够与驻车棘轮啮合并对驻车棘轮进行挡止,从而对轮毂锁止,实现驻车。当然,为了保证驻车响应速度,方便结构设计,驻车马达优选采用电动马达,电动马达连接有接线端子,通过接线端子与控制器连接即可。

为了优化abs传感器的测速功能,驻车棘轮选用多齿数的、具备读齿功能的驻车棘轮,abs传感器选用耐高温不受油品杂质影响的传感器,这样测速精度可达到(1/80)转以上。此外,为保证p档驻车的安全可靠,在进行设计时,要求校核在上坡或下坡坡度小于32%,而且车速小于2km/h时保证车辆安全停住,如果车速超过5km/h则不允许驻车棘爪锁止。在1/3坡路上,解除p挡时,需验证能否顺利实现驻车棘爪与驻车棘轮脱离。关于驻车棘轮的设计,需通过abs传感器技术协议中对齿形的要求修正齿轮的齿数、齿距、齿槽宽、转换比、尺长、齿高、齿顶跳动误差等关键参数,保障abs传感器在运行时监测可靠有效。

以上提供的实施方式中,驻车棘轮的轮齿不仅可与驻车棘爪卡止实现安全驻车,还作为计数结构与abs传感器配合实现轮速检测,实现了abs功能与安全驻车的集成化设计,减小了轮边驱动机构的体积。当然,在其他abs与驻车集成的减速器的实施方式中,驻车棘轮的轮齿可以仅用于与驻车棘爪卡止实现驻车,可在驻车棘轮的端面设置计数齿或计数孔或计数槽等模数式设置的连续凹凸结构作为计数结构与abs传感器配合实现abs传感器对轮速的检测,相应地,此时abs传感器的检测头需要与驻车棘轮端面相对,如图3所示的结构,即为在驻车棘轮端面设置计数孔7作为计数结构的情况;或者在读齿要求与驻车安全要求有较大区别时,可在驻车棘轮的外周面轴向并列设置两圈轮齿,两圈轮齿的齿数和所在圆的直径可以相同,也可以不同,两圈轮齿分别对应于驻车棘爪和abs传感器,并分别用于实现驻车和测速。

当然,本发明的减速器并不仅限于上述几种实施方式,例如在驻车棘爪采用转动装配的方式设置在减速器壳体内时,其转动轴线也可以与驻车棘轮的转动轴线垂直,甚至,驻车棘爪也可以导向装配在减速器壳体内,通过直线动作实现与驻车棘轮的卡止和解锁,此时,驱动驻车棘爪动作的可以为马达,也可以为直线电机、电磁铁和伸缩缸等。

本发明的电动车辆包括车架以及安装在车架上的轮毂(未在图中显示),车架上安装有轮边驱动机构,轮边驱动机构带动轮毂转动从而驱动车辆行驶。其中,轮边驱动机构包括轮边电机(未在图中显示)和与轮边电机传动连接的减速器,减速器的实施方式已在上面描述,此处不再赘述。

本发明的轮边驱动机构包括轮边电机(未在图中显示)和与轮边电机传动连接的减速器,减速器的实施方式已在上面描述,此处不再赘述。

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