双速减速器及汽车驱动桥的制作方法

1.本技术涉及汽车车桥领域，特别是涉及一种双速减速器及汽车驱动桥。


背景技术：

2.随着汽车领域的发展，出现了四轮驱动的驱动模式，发动机输出扭矩以固定的比例分配到前后轮，这种驱动模式能随时拥有较好的越野和操控性能，通过减速器、差速器将电机扭矩传递至汽车驱动桥的轮端。
3.相关技术中，通过电机直接驱动主动圆柱齿轮与从动圆柱齿轮啮合来实现减速。然而，该啮合方式减速较小，并且无法根据实际情况调整主动圆柱齿轮与从动圆柱齿轮之间的传动比。


技术实现要素：

4.基于此，有必要提供一种双速减速器和汽车驱动桥，以根据实际情况可以调整到不同的减速档位，实现良好的减速效果。
5.本技术一方面提供了一种双速减速器，该双速减速器包括：驱动组件，用于提供驱动力，驱动组件包括输入轴，输入轴在驱动力的作用下能够绕第一轴线转动；传动组件和主动圆柱齿轮，传动组件包括具有不同传动比的第一传动单元和第二传动单元，第一传动单元和第二传动单元位于主动圆柱齿轮沿与第一轴线彼此平行的第一方向的两端，主动圆柱齿轮能够在第一传动单元和第二传动单元的驱动下绕第一轴线转动；以及换挡件，套设于输入轴上，换挡件能够在外力作用下沿第一轴线移动；其中，换挡件在移动过程中具有第一状态和第二状态；在第一状态下，换挡件传动连接于第一传动单元，使输入轴能够驱动第一传动单元绕第一轴线转动；在第二状态下，换挡件传动连接于第二传动单元，使输入轴能够驱动第二传动单元绕第一轴线转动。
6.通过将第一传动单元和第二传动单元设置为具有不同的传动比，实际使用时可以根据路况调整换挡件在输入轴上的位置，选用合适的传动单元，以获取期望的减速效果。相比电机直接驱动主动圆柱齿轮啮合从动圆柱齿轮进行减速的方式，该双速减速器通过第一传动单元和第二传动单元将扭矩传输至主动圆柱齿轮，先对主动圆柱齿轮进行减速，再将经减速后的主动圆柱齿轮啮合从动圆柱齿轮，从而能够实现更好的减速效果，并且可以根据实际情况选用不同的传动比，以适用于不同路况的行驶，增强双速减速器的适用性。
7.在其中一个实施例中，第一传动单元包括第一齿圈、第一行星轮以及第一太阳轮，第一太阳轮啮合第一行星轮，第一行星轮啮合于第一太阳轮和第一齿圈之间，第一太阳轮和第一齿圈之间具有第一传动比，在第一状态下，换挡件传动连接第一太阳轮。
8.在其中一个实施例中，第二传动单元包括第二齿圈、第二行星轮以及第二太阳轮，第二太阳轮啮合第二行星轮，第二行星轮啮合于第二太阳轮和第二齿圈之间，第二太阳轮和第二齿圈之间具有第二传动比，在第二状态下，换挡件传动连接第二太阳轮。
9.在其中一个实施例中，第一传动单元还包括第一行星架，第二传动单元还包括第
二行星架，传动组件还包括行星轮轴，行星轮轴的一端连接于第一行星架，另一端经穿设第一行星轮、主动圆柱齿轮以及第二行星轮后连接于第二行星架。
10.在其中一个实施例中，双速减速器还包括壳体，第一齿圈与壳体固定连接，第二齿圈与壳体固定连接。
11.本技术的另一方面提供了一种汽车驱动桥，汽车驱动桥包括：前桥总成；后桥总成，后桥总成包括如上述的双速减速器；以及传动轴，前桥总成通过传动轴连接于后桥总成。
12.在其中一个实施例中，后桥总成还包括轴间差速器，轴间差速器能够在双速减速器的驱动下绕第二轴线转动，第二轴线平行于第一轴线。
13.在其中一个实施例中，后桥总成包括两个减速器，两个减速器沿第二方向设置于轴间差速器的两侧，第二方向垂直于第一方向。
14.在其中一个实施例中，轴间差速器包括从动圆柱齿轮，从动圆柱齿轮能够在双速减速器的作用下绕第二轴线运动，从动圆柱齿轮沿第二方向啮合主动圆柱齿轮。
15.在其中一个实施例中，主动圆柱齿轮的齿数少于从动圆柱齿轮的齿数。
附图说明
16.图1为本技术在一些实施例中的汽车驱动桥的剖视图。
17.图2为本技术在一些实施例中的双速减速器的剖视图。
18.图3为本技术在一些实施例中的双速减速器的爆炸图。
19.图4为本技术在一些实施例中的轴间差速器连接第二主动圆锥齿轮的剖视图。
20.图5为本技术在一些实施例中的轴间差速器连接第二主动圆锥齿轮的爆炸图。
具体实施方式
21.为使本技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本技术的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本技术。但是本技术能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本技术内涵的情况下做类似改进，因此本技术不受下面公开的具体实施例的限制。
22.在本技术的描述中，需要理解的是，若有出现这些术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等，这些术语指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。
23.此外，若有出现这些术语“第一”、“第二”，这些术语仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本技术的描述中，若有出现术语“多个”，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
24.在本技术中，除非另有明确的规定和限定，若有出现术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等，这些术语应做广义理解。例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一
体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
25.在本技术中，除非另有明确的规定和限定，若有出现第一特征在第二特征“上”或“下”等类似的描述，其含义可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
26.需要说明的是，若元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。若一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。如若存在，本技术所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
27.汽车驱动桥处于汽车动力传动系的末端，用于传输由动力系统传来的动力，并将动力合理地分配给不同的驱动轮，另外还承受作用于路面和车架或车身之间的垂直力、纵向力和横向力。
28.参阅图1，图1示出了本技术在一些实施例中的汽车驱动桥的剖视图。在一些实施例中，汽车驱动桥包括前桥总成100、传动轴300和后桥总成200。前桥总成100通过传动轴300连接于后桥总成200，实现前后驱动轮的动力传输。
29.前桥总成100用于传递车架与前轮之间各向作用力及其所产生的弯矩和转矩，通常设置在车辆的前端。前桥总成100包括第一轮间差速器110、第一主动圆锥齿轮120以及未图示的第一轮边减速器。
30.第一轮间差速器110用于实现前驱动轮以不同的转速转动。第一轮间差速器110通过从动锥齿轮与第一主动圆锥齿轮120啮合，通过半轴齿轮的花键孔2与半轴的花键轴连接，半轴与第一轮边减速器连接，实现前驱动轮的动力传输。
31.第一主动圆锥齿轮120用于传递传动轴300与第一轮间差速器110之间的动力。
32.第一主动圆锥齿轮120设置有法兰结构，通过法兰结构与传动轴300螺栓连接。
33.后桥总成200用于传递车架和后轮之间各向作用力及其所产生的弯矩和转矩，通常设置在车辆的后端。本技术中的后桥总成200为主动桥，前桥总成100为从动桥。
34.在一些实施例中，后桥总成200包括双速减速器210、轴间差速器220、贯通轴230、第二轮间差速器240、第二主动圆锥齿轮250以及未图示的第二轮边减速器。第二轮间差速器240、第二主动圆锥齿轮250与第二轮边减速器的作用机理及连接关系同上述前桥总成100中的设置，在此不再赘述。
35.后桥总成200为集成式设置，使汽车驱动桥的传动机构的布置更加紧凑，便于降低汽车驱动桥的重量，实现轻量化的设计，同时降低汽车驱动桥的成本，有利于实现批量化生产和实际应用。
36.双速减速器210一方面为汽车驱动桥提供动力，另一方面使汽车驱动桥具有合适的输出转速。双速减速器210能够驱动轴间差速器220绕第二轴线x2转动，轴间差速器220转
动一方面带动贯通轴230转动为前桥总成100提供驱动力，另一方面带动第二主动圆锥齿轮250转动为后桥驱动轮提供动力。
37.贯通轴230沿第二轴线x2的一端连接轴间差速器220，另一端连接传动轴300，将后桥总成200产生的动力传递至前桥总成100。贯通轴230配置有法兰结构，通过法兰结构与传动轴300螺栓连接，实现将双速减速器210产生的动力传递至传动轴300。
38.下面对本技术实施例中提供的双速减速器210作详细介绍。
39.参阅图2和图3，图2和图3示出了本技术在一些实施例中的双速减速器的示意图。在一些实施例中，双速减速器210包括驱动组件211、主动圆柱齿轮212、传动组件以及换挡件215。双速减速器210通过传动组件间的传动比实现转速的降低，并将扭矩传输至轴间差速器220。
40.驱动组件211用于提供驱动力，包括电机2111和输入轴2112。电机2111用于汽车驱动桥的动力输入，通过电机2111产生动力来驱动车辆行驶。通常地，电机2111用于实现电能向机械能的转换，具有调速范围宽、起动转矩大、后备功率高、效率高、可靠性高等特点。
41.结合图1，两个双速减速器210可选用相同型号的电机2111，也可选用一大一小两个电机2111，在低速大扭矩的工况下大电机2111工作，在高速小扭矩的工况下小电机2111工作，可以保证车辆在运行时电机2111始终运行在自身的高效区内；也可选用相同功率的电机2111，两电机2111的高效区不同，一个在低转速下保证高效区，一个在高转速下保证高效区。根据不同工况，可以选用单电机2111工作，保证电机2111始终处于自身的高效区间。也可以选用双电机2111同时驱动，保证在各个工况下动力或转速始终充足，且最大程度地保证了电机2111运行在高效区内。
42.参阅图2和图3，输入轴2112连接于电机2111，用于输入电机2111的动力，输入轴2112在电机2111驱动力的作用下能够绕第一轴线x1转动。具体地，输入轴2112为花键轴，电机2111设置有花键孔，输入轴2112通过花键轴连接花键孔实现与电机2111的连接。通常地，花键连接受力均匀，可承受较大的载荷，具有良好的导向性，有利于电机2111动力的传递。
43.为保证双速减速器210的长期运行，电机2111与输入轴2112之间还设置有轴承2113。轴承2113使电机2111与输入轴2112之间滑动阻力小、功率消耗小、减轻两者的磨损。轴承2113的外径与电机2111的孔径匹配，轴承2113的内径与输入轴2112的轴径匹配。轴承2113可选用滚针轴承、滚珠轴承、滚子轴承等。
44.为保证输入轴2112和电机2111之间的相对位置固定以及固定轴承2113的位置，电机2111和输入轴2112之间还设置有第一卡环2114和第二卡环2115。具体地，第一卡环2114用于轴承2113外径的轴向限位，第二卡环2115用于轴承2113内径的轴向限位。第一卡环2114和第二卡环2115的设置实现了输入轴2112和轴承2113的固定，保证动力传输的稳定。
45.传动组件能够传递输出轴2112的动力以驱动主动圆柱齿轮212绕第一轴线x1转动，传动组件包括第一传动单元213和第二传动单元214，第一传动单元213和第二传动单元214位于主动圆柱齿轮212沿与第一轴线x1彼此平行的第一方向s1的两端，第一传动单元213和第二传动单元214具有不同的传动比。传动组件为主动圆柱齿轮212先进行减速，再通过主动圆柱齿轮212对轴间差速器220进行减速，可以获得良好的减速效果。不同的传动比可以使双速减速器210具有不同的减速档位，在不同路况下通过减速档位的切换，得到合适的减速效果，保证行驶时动力的延续性以及适用于不同的路况行驶。
46.换挡件215套设于输入轴2112上，换挡件215的中心设置有花键孔，输入轴2112设置为花键轴，换挡件215通过花键轴连接花键孔套设于输入轴2112上。花键连接保证了输入轴2112与换挡件215之间动力的平稳传输。
47.换挡件215能够在外力的作用下在输入轴2112上沿第一轴线x1移动，换挡件215在移动过程中具有第一状态和第二状态，在第一状态下，换挡件215连接于第一传动单元213，使输入轴2112驱动第一传动单元213绕第一轴线x1转动，此时输入轴2112和主动圆柱齿轮212之间具有第一传动比；在第二状态下，换挡件215连接于第二传动单元214，使输入轴2112驱动第二传动单元214绕第一轴线x1转动，此时输入轴2112和主动圆柱齿轮212之间具有第二传动比。
48.在可行的实施例中，第一传动比大于第二传动比，当低速重载时，将换档件215切换至第一状态，使输入轴2112和主动圆柱齿轮212之间具有第一传动比，当高速轻载时，将换挡件215切换至第二状态，使输入轴2112和主动圆柱齿轮212之间具有第二传动比。
49.在一些实施例中，第一传动单元213配置于主动圆柱齿轮212在第一轴线x1上的靠近电机2111的一端，第一传动单元213包括第一太阳轮2131、第一行星轮2132以及第一齿圈2133，在第一状态下，换挡件215传动连接第一太阳轮2131，第一太阳轮2131啮合于第一行星轮2132，第一行星轮2132啮合于第一太阳轮2131和第一齿圈2133之间。
50.第一太阳轮2131沿第一轴线x1的中心设置有花键孔，部分换挡件215设置为花键轴，第一太阳轮2131能够通过花键轴与花键孔结合实现与换挡件215的传动连接。花键连接保证了换挡件215与第一太阳轮2131之间动力的平稳传输。
51.在一些实施例中，第二传动单元214配置于主动圆柱齿轮212在第一轴线x1上的远离电机2111的一端，第二传动单元214和第一传动单元213沿第一轴线x1相对设置。第二传动单元214包括第二太阳轮2141、第二行星轮2142以及第二齿圈2143，在第二状态下，第二太阳轮2141能够传动连接换挡件215，第二太阳轮2141啮合于第二行星轮2142，第二行星轮2142啮合于第二太阳轮2141和第二齿圈2143之间。需要注意的是，第一行星轮2132和第二行星轮2142的数量可以根据实际需要进行设置。
52.第二太阳轮2141沿第二轴线x1的中心设置有花键孔，部分换挡件215设置为花键轴，第二太阳轮2141能够通过花键轴与花键孔结合实现与换挡件215的传动连接。花键连接保证了换挡件215与第二太阳轮2141之间动力的平稳传输。
53.在一些实施例中，第一传动单元213还包括第一行星架2134，第二传动单元214还包括第二行星架2144，传动组件还包括行星轮轴215，行星轮轴215的一端连接于第一行星架2134，另一端经穿设第一行星轮2132、主动圆柱齿轮212以及第二行星轮2142后连接于第二行星架2144。通过行星轮轴215实现第一行星轮2132固定于第一行星架2134与主动圆柱齿轮212之间，第二行星轮2142固定于第二行星架2144和主动圆柱齿轮212之间。当第一行星轮2132或第二行星轮2142转动时，可以带动第一行星架2134和第二行星架2144转动，从而带动主动圆柱齿轮212的转动。行星轮轴215的数量与第一行星轮2132和第二行星轮2142的数量一致。
54.第一行星架2134和第二行星架2144设置有周向的分布孔，行星轮轴215两端的轴径与分布孔的孔径相匹配。为减少行星轮轴215与第一行星轮2132、主动圆柱齿轮212以及第二行星轮2142的磨损，行星轮轴215与第一行星轮2132、主动圆柱齿轮212以及第二行星
轮2142之间均设置有轴承，轴承的内径与行星轮轴215中部的轴径相匹配，轴承的外径分别与第一行星轮2132、主动圆柱齿轮212以及第二行星轮2142的孔径相匹配。
55.为保证第一行星架2134和第二行星架2144的固定，第一行星架2134和第二行星架2144的中心沿第一轴线x1设置有连接孔，通过紧固件穿过第二行星架2144的连接孔和第一行星架2134的连接孔实现第一行星架和第二行星架之间的连接。紧固件可选用螺栓，连接孔可设置为螺纹孔，通过螺栓连接螺纹孔实现第一行星架2134和第二行星架2144之间的螺纹连接。
56.为减轻第一行星架2134与第一齿圈2133以及第二行星架2144与第二齿圈2143相对转动时的磨损，第一行星架2134与第一齿圈2133以及第二行星架2144与第二齿圈2143之间也设置有轴承，轴承的内径分别与第一行星架2134和第二行星架2144的轴径相匹配，轴承的外径分别与第一齿圈2133和第二齿圈2143的安装孔的孔径一致。
57.第一传动单元213沿第一轴线远离电机的方向依次设置第一齿圈2133、第一行星架2134、第一太阳轮2131和第一行星轮2132，第二传动单元213沿第一轴线远离电机的方向依次设置第二太阳轮2141和第二行星轮2142、第二行星架2144、第二齿圈2133。为防止第一太阳轮2131和第一行星轮2132与第一行星架2134、第一太阳轮2131和第一行星轮2132与主动圆柱齿轮212、第二太阳轮2141和第二行星轮2142与第一行星架2144、第二太阳轮2141和第二行星轮2142与主动圆柱齿轮212之间的挤压碰撞，保证双速减速器210的正常使用，在上述部件之间均设置有垫片。
58.在一些实施例中，双速减速器210还包括未图示的壳体，第一齿圈2133与壳体固定连接，第二齿圈2143与壳体固定连接。第一齿圈2133的固定使第一行星轮2132转动时会带动第一行星架2134转动，第二齿圈2143的固定使第二行星轮2142转动时会带动第二行星架2144转动，此时第一传动单元213以第一太阳轮2131为动力输入，以第一行星架2134为动力输出，第二传动单元214以第二太阳轮2141为动力输入，以第二行星架2144为动力输出，第一传动单元213的传动比为第一齿圈2133的齿数与第一太阳轮2131的齿数之比加一，第二传动单元214的传动比为第二齿圈2143的齿数与第二太阳轮2141的齿数之比加一。
59.双速减速器210的具体工作原理为：在第一状态下，换挡件215传动连接第一太阳轮2131，第一太阳轮2131带动第一行星轮2132转动，第一行星轮2132带动第一行星架2134和第二行星架2144转动，第一行星架2134和第二行星架2144驱动主动圆柱齿轮212沿第一轴线x1转动；在第二状态下，换挡件215传动连接第二太阳轮2141，第二太阳轮2141带动第二行星轮2142转动，第二行星轮2142带动第一行星架2134和第二行星架2144转动，第一行星架2134和第二行星架2144驱动主动圆柱齿轮212沿第一轴线x1转动。通过换挡件215在不同状态下连接关系的不同，实现输入轴2112与主动圆柱齿轮212之间具有不同的传动比，实现不同的减速效果，适用于不同的路况。该双速减速器210可以实现良好的减速效果，并且结构紧凑，节省空间。
60.结合图1，后桥总成200包括两个双速减速器210。两个双速减速器210沿第二方向s2设置于轴间差速器220的两侧，第二方向s2垂直于第一方向s1。两个双速减速器210的设置可以使两个双速减速器210同时驱动，保证车辆在正常行驶以及爬坡等各个工况下，均可保证动力或者转速始终充足，同时两个双速减速器210的设置，减少齿轮受到的径向弯矩，从而使齿轮的重量可以减小。
61.在一些实施例中，两个双速减速器210在第一方向s1上相对轴间差速器220的中心轴线对称设置。两个双速减速器210的对称设置便于动力的均匀传递，使汽车驱动桥在第二方向s2两侧的重量平衡，提升驱动桥的稳定性。进一步到实施例中，第一轴线x1平行于第二轴线x2，便于双速减速器210动力的传输，同时避免额外的扭矩产生，保证动力的传递效率以及轴间差速器220的正常运行。
62.轴间差速器220用于消除前桥总成100和后桥总成200的驱动轮的滑动现象，使前桥总成100和后桥总成200之间有可能具有不同的输入角速度，同时轴间差速器220将动力分配至贯通轴230和第二主动圆锥齿轮250，实现前桥总成100和后桥总成200的动力分配以及差速，不需再设置独立的分动器，减轻汽车驱动桥的重量。
63.下面对本技术实施例中提供的轴间差速器220作详细介绍。
64.参阅图4和图5，图4和图5示出了本技术在一些实施例中的轴间差速器连接第二主动圆锥齿轮的示意图。
65.在一些实施例中，轴间差速器220包括从动圆柱齿轮221、行星架组222、齿圈组223和行星轮组224。双速减速器210输出的动力依次经从动圆柱齿轮221、行星架组222、行星轮组224和齿圈组223分别传输至第一输出件和第二输出件。齿圈组223和行星轮组224均采用圆柱齿轮结构，各圆柱齿轮均沿第二轴线x2设置，避免圆锥齿轮带来的轴间分力，同时避免轴间布置空间的增加，使轴间差速器220的内部结构更为紧凑，提升了轴间差速器220的可靠性。
66.结合图1，贯通轴230被配置为第一输出件，第二主动圆锥齿轮250被配置为第二输出件，轴间差速器220将动力分配至第一输出件230和第二输出件250，实现前桥总成100和后桥总成200的动力分配。
67.从动圆柱齿轮221，能够在双速减速器210的作用下绕第二轴线x2转动，结合图1和图2，从动圆柱齿轮221啮合主动圆柱齿轮212，实现动力和转矩的传输。采用双主动圆柱齿轮212共同驱动从动圆柱齿轮221，减少了齿轮副的径向弯矩。双主动圆柱齿轮212沿第二方向s2啮合从动圆柱齿轮221，使汽车驱动桥的结构紧凑。
68.在一些实施例中，主动圆柱齿轮212的齿数少于从动圆柱齿轮221的齿数，使双速减速器210与轴间差速器220之间的传动比大于1，从而轴间差速器220具有减速功能。与传统的单主动圆柱齿轮212驱动从动圆柱齿轮221相比，双主动圆柱齿轮212共同驱动从动圆柱齿轮221可实现较大的减速，保证了轴间差速器220的减速效果。
69.参阅图4和图5，行星架组222沿第二轴线x2传动连接从动圆柱齿轮221，用于传输从动圆柱齿轮221的动力。行星架组222的设置为行星轮组224提供了安装位置，并通过行星架组222将从动圆柱齿轮221的动力传输至行星轮组224。
70.在一些实施例中，行星架组222包括第三行星架2221和第四行星架2222，第三行星架2221与第四行星架2222分别配置于从动圆柱齿轮221在第二轴线x2上的两端，第三行星架2221沿第二轴线x2连接从动圆柱齿轮221和第四行星架2222。通过第三行星架2221连接从动圆柱齿轮221和第四行星架2222实现动力的传递，同时配置于从动圆柱齿轮221在第二轴线x2上的两端使行星轮组224可以与从动圆柱齿轮221连接。
71.具体到实施例中，从动圆柱齿轮221中心设置有花键孔，第三行星架2221的中心设置有花键轴，花键轴和花键孔沿第二轴线x2设置并位于同一轴线上，第三行星架2221通过
花键轴连接花键孔实现与从动圆柱齿轮221的连接。花键连接使第三行星架2221受力均匀，具有良好的导向性，有利于从动圆柱齿轮221的动力的传递。
72.为固定从动圆柱齿轮221和第三行星架2221的相对位置，轴间差速器220设置有第三卡环225。第三卡环225设置于第三行星架2221穿过花键孔一侧的花键轴上，实现从动圆柱齿轮221的轴向限位。
73.第三行星架2221和第四行星架2222之间通过紧固件226进行连接。第三行星架2221在第二轴线x2上设置有用于紧固件226穿过的连接孔，至少部分连接孔设置于花键轴中，紧固件226依次穿过第三行星架2221、从动圆柱齿轮221和第四行星架2222，实现第三行星架2221和第四行星架2222的固定连接。具体地，紧固件226选用螺栓，螺栓的轴径与第三行星架2221的连接孔251相匹配，第四行星架2222设置有与螺栓的螺纹径相匹配的螺纹孔，实现第三行星架2221和第四行星架2222的螺纹连接。螺纹连接结构简单，拆装方便，便于轴间差速器220的安装和后期的检修和维护。
74.齿圈组223，用于将行星轮组224传递的动力分别输出至第一输出件230和第二输出件250，实现双速减速器210的动力分配至前桥总成100和后桥总成200。齿圈组223的设置还实现行星轮组224绕齿圈组223进行公转，使行星轮组224可以将动力传输至齿圈组223，实现轴间差速器220内部的动力传递。
75.在一些实施例中，齿圈组223包括第三齿圈2231和第四齿圈2232，第三齿圈2231和第四齿圈2232被配置于行星架组222在第二轴线x2上的两端，第三齿圈2231连接第一输出件，第四齿圈2232连接第二输出件。第三齿圈2231和第四齿圈2232均为内齿圈，使得行星轮组224绕第三齿圈2231和第四齿圈2232运动。进一步地，第三齿圈2231和第四齿圈2232的内壁设置有周向分布的圆柱齿，用于与圆柱齿轮结构的行星轮组224啮合。
76.具体到实施例中，第三齿圈2231被配置于第三行星架2221在第二轴线x2上背离从动圆柱齿轮221的一端，第四齿圈2232被配置于第四行星架2222在第二轴线x2上背离从动圆柱齿轮221的一端。第三行星架2221连接第三齿圈2231并且容纳于第三齿圈2231中，第四行星架2222连接第四齿圈2232并且容纳于第四齿圈2232中。
77.为减轻第三齿圈2231和第三行星架2221以及第四齿圈2232和第四行星架2222之间的磨损，第三齿圈2231和第三行星架2221之间通过轴承连接，第四齿圈2232和第四行星架2222之间通过轴承连接。轴承的设置使得齿圈组223和行星架组222之间滑动阻力小、功率消耗小。
78.结合图1，第三齿圈2231的中心在第二轴线x2上背离从动圆柱齿轮221的一端配置有花键孔，贯通轴230在第二轴线x2上至少部分设置为花键轴，通过花键轴结合花键孔，实现第三齿圈2231和贯通轴230之间的连接，保证动力的稳定传输。通过贯通轴230和传动轴300将动力传递至前桥总成100的驱动轮。
79.第四齿圈2232的中心在第二轴线x2上背离从动圆柱齿轮221的一端配置有花键孔，第二主动圆锥齿轮250在第二轴线x2上至少部分配置为花键轴，通过花键轴结合花键孔，实现第四齿圈2232和第二主动圆锥齿轮250之间的连接，保证动力的稳定传输，通过第二主动圆锥齿轮250将动力传递至后桥总成的驱动轮。
80.为固定第四齿圈2232和第二主动圆锥齿轮250的相对位置，第四齿圈2232和第二主动圆锥齿轮250之间还通过紧固件227连接。第二主动圆锥齿轮250的中心在第二轴线x2
上设置有用于紧固件227穿过的连接孔251，紧固件227穿过连接孔251与第四齿圈2232的螺纹孔2232c相连，实现第四齿圈2232和第二主动圆锥齿轮250的连接和固定。具体地，紧固件227选用螺栓，螺栓的轴径与第二主动圆锥齿轮250的连接孔251的孔径相匹配。螺纹连接结构简单，拆装方便，便于安装和后期的检修和维护。
81.参阅图4和图5，行星轮组224用于传输行星架组222的动力至齿圈组223，行星架组222能够带动行星轮组224转动，行星轮组能够带动齿圈组223转动。
82.在一些实施例中，行星轮组224包括第三行星轮2241和第四行星轮2242，第三行星轮2241和第四行星轮2242分别沿第二轴线x2穿设于从动圆柱齿轮221，第三行星轮2241和第四行星轮2242均为圆柱齿轮，第三行星轮2241啮合于第三齿圈2231和第四行星轮2242之间，具体地，第三行星轮2241在第二轴线x2上的一端啮合第三齿圈2231，第三行星轮2241在第二轴线x2上的另一端啮合第四行星轮2242和第四齿圈2232，第四行星轮2242啮合第四齿圈2232。第三行星轮2241能够驱动第三齿圈2231转动将动力输出至第一输出件230，第四行星轮2242能够驱动第四齿圈2232转动将动力输出至第二输出件250。
83.在一些实施例中，第三行星架2221和第四行星架2222周向间隔设置有均布孔，第三行星轮2241穿过均布孔沿第二轴线x2连接第三行星架2221和第四行星架2222，第四行星轮2242穿过均布孔沿第二轴线x2连接第三行星架2221和第四行星架2222。均布孔用于行星轮组224穿过以实现行星轮组224与行星架组222的连接。均布孔的排布根据行星轮组224的分布进行设置。通过均布孔的设置实现行星轮组224和行星架组222的连接，从而使行星架组222能够带动行星轮组224转动。
84.行星轮组224的设置使行星架组222的动力可以分配至第三齿圈2231和第四齿圈2232，使轴间差速器220实现动力分配。同时行星轮组224的不同转动状态，使轴间差速器220实现对于前桥总成100和后桥总成200的差速功能。
85.通过第三行星轮2241啮合第三齿圈2231，第四行星轮2242啮合第四齿圈2232，当第一输出件230和第二输出件250转速相同时，第三行星轮2241绕第三齿圈2231公转，第四行星轮2242绕第四齿圈2232公转，当第一输出件230和第二输出件250转速不同时，第三行星轮2241和第四行星轮2242公转的同时绕不同的方向自转，使第三齿圈2231和第四齿圈2232的转速不同，以消除各桥驱动轮的滑动现象，实现轴间差速器220的差速功能。
86.在一些实施例中，第三行星轮2241在第二轴线x2上的两侧设置有第一传动件2241a和第二传动件2241b，第一传动件2241a和第二传动件2241b均为圆柱齿轮，第一传动件2241a和第二传动件2241b分别配置于从动圆柱齿轮221在第二轴线x2上两端，其中第一传动件2241a用于啮合第三齿圈2231，第二传动件2241b用于啮合第四行星轮2242。
87.第三行星轮2241通过第一传动件2241a和第二传动件2241b分别与第三齿圈2231和第四行星轮2242啮合，实现将第三行星轮2241的动力传输至第三齿圈2231，第四行星轮2242将动力传输至第四齿圈2232，实现行星轮组224的动力传递至齿圈组223，进而实现轴间差速器220将动力分配至第一输出件230和第二输出件250。
88.在一些实施例中，为实现第一传动件2241a和第二传动件2241b的连接，第三行星轮2241还包括行星轮轴2241c，行星轮轴2241c沿第二轴线x2穿设第一传动件2241a、第二传动件2241b以及从动圆柱齿轮221，行星轮轴2241c在第二轴线x2上背离的两端穿过均布孔连接第三行星架2221和第四行星架2222。具体地，行星轮轴2241c在第二轴线x2上的两端分
别连接第三行星架2221和第四行星架2222，行星轮轴2241c两端的轴径与第三行星架2221和第四行星架2222的均布孔的孔径相匹配，行星轮轴2241c中部的轴径与第一传动件2241a和第二传动件2241b的孔径相匹配。行星轮轴2241c的设置实现第三行星轮2241和行星架组222的连接，从而使行星架组222的动力可以传输至第三行星轮2241，带动第三行星轮2241在第三齿圈2231中进行转动。
89.在一些实施例中，第三行星轮2241还包括轴承2241d，轴承2241d穿设于行星轮轴2241c上，在第二轴线x2上配置于第一传动件2241a和第二传动件2241b之间，从动圆柱齿轮221与第三行星轮2241通过轴承2241d连接。轴承2241d的设置减轻行星轮轴2241c对于从动圆柱齿轮221的磨损，减少轴间差速器220的功率损耗。轴承2241d的外径与从动圆柱齿轮221的结合孔的孔径匹配，内径与行星轮轴2241c中部的轴径匹配。轴承2241d选用滚针轴承，滚针轴承摩擦阻力小，功率消耗小，机械效率高，磨损小，使用寿命长。在其他实施例中轴承2241d还可以选用滚珠轴承、滚子轴承等。
90.在一些实施例中，第四行星轮2242在第二轴线x2上的一侧设置有第三传动件2242a，第三传动件2242a配置于第四行星轮2242在第二轴线x2上的一端，第三传动件2242a用于啮合第三行星轮2241和第四齿圈2232。第四行星轮2242通过第三传动件2242a和第四齿圈2232的圆柱齿孔2232a啮合，实现将动力传输至第四齿圈2232，进而将动力传输至第二输出件250。第三传动件2242a通过与第三行星轮2241一端的第二传动件2241b啮合，当第三齿圈2231和第四齿圈2232转速不一致时，第三行星轮2241和第四行星轮2242可以绕不同的预设方向自转，实现轴间差速器220的差速功能。需要注意的是，第一传动件2241a、第二传动件2241b和第三传动件2242a根据实际需要设置，齿数、齿距等规格可以相同，也可以不同。
91.进一步地，在一些实施例中，为实现第四行星轮2241与行星架组222的连接，第四行星轮2242还包括行星轮轴2242b，行星轮轴2242b沿第二轴线x2穿设第三传动件2242a以及从动圆柱齿轮221，行星轮轴2242b在第二轴线x2上的两端连接行星架组222。具体地，行星轮轴2242b在第二轴线x2上背离的两端分别连接第三行星架2221和第四行星架2222，行星轮轴2242b两端的轴径与第三行星架2221和第四行星架2222的均布孔的尺寸相匹配，行星轮轴2242b中部的轴径与第三传动件2242a的孔径相匹配。行星轮轴2242b的设置实现第四行星轮2242和第三行星架2221以及第四行星轮2242和第四行星架2222的连接，从而使行星架组222的动力可以传输至第四行星轮2242，带动第四行星轮2242在第四齿圈2232中进行转动。
92.在一些实施例中，参阅图1和图5，在其中一个实施例中，第一输出件230和第二输出件250沿第二轴线x2设置，第一输出件230的中心轴线、第二输出件250的中心轴线以及轴间差速器220的中心轴线重合。具体来说，贯通轴230和第二主动圆锥齿轮250沿第二轴线x2设置，并且贯通轴230的中心轴线和第二主动圆锥齿轮250的中心轴线在同一轴线上。该设置使汽车驱动桥的结构紧凑，便于动力的直接传送，避免额外的动力损失。同轴设置节省了前桥总成100和后桥总成200的布置空间，减轻汽车驱动桥的整体重量，提高传动效率。
93.在一些实施例中，第一输出件230和第二输出件250输出时第三行星轮2241和第四行星轮2242具有第一转动状态和第二转动状态，在第一转动状态下，第一输出件230和第二输出件250的速度相同，第三齿圈2231和第四齿圈2232转速相同，第三行星轮2241绕第三齿
圈2231和第四齿圈2232公转，第四行星轮2242绕第四齿圈2232公转；在第二转动状态下，第一输出件230和第二输出件250速度不同，第三齿圈2231和第四齿圈2232转速不同，第三行星轮2241在绕第三齿圈2231和第四齿圈2232公转的同时绕预设方向自转，第四行星轮2242在绕第四齿圈2232公转的同时绕与预设方向相反的方向自转。
94.具体地，第一转动状态为汽车正常运行时的状态，第三齿圈2231和第四齿圈2232之间没有转速差，第三行星轮2241绕着第三齿圈2231公转，第四行星轮2242绕着第四齿圈2232公转。
95.第二转动状态为汽车在转向或打滑等路况下的状态，第三齿圈2231和第四齿圈2232之间存在转速差，第三行星轮2241在绕着第三齿圈2231公转的同时绕预设方向自转，第四行星轮2242在绕着第四齿圈2232公转的同时绕与预设方向相反的方向自转，第三行星轮2241和第四行星轮2242的自转带动第三齿圈2231和第四齿圈2232向相反的方向转动，从而实现轴间差速器220的差速功能。在可行的实施例中，第三齿圈2231为正向旋转，与第三齿圈2231啮合的第三行星轮2241正向旋转，与第三齿圈2231啮合的第四行星轮2242反向旋转，与第四行星轮2242啮合的第四齿圈2232反向旋转，第三齿圈2231和第四齿圈2232的转动方向相反，实现第三齿圈2231和第四齿圈2232具有转速差。
96.实际使用时，电机211产生的动力带动输入轴212转动，输入轴212带动换挡件215转动，当汽车低速重载行驶时，换挡件215带动第一传动单元213转动，第一传动单元213带动主动圆柱齿轮212转动，当汽车高速轻载行驶时，换挡件215带动第二传动单元214转动，第二传动单元214带动主动圆柱齿轮212转动，主动圆柱齿轮212带动从动圆柱齿轮221转动，从动圆柱齿轮221带动第三行星架2221和第四行星架2222转动，第三行星架2221和第四行星架2222转动带动第三行星轮2241绕第三齿圈2231转动以及第四行星轮2242绕第四齿圈2232转动，第三齿圈2231转动带动贯通轴230转动，贯通轴230转动带动传动轴300转动，从而将动力传输至前桥总成100以及前桥总成100的驱动轮，第四齿圈2232转动带动第二主动圆锥齿轮250转动，从而将动力传输至后桥总成200的驱动轮。
97.当汽车转向或者打滑时，第三齿圈2231和第四齿圈2232产生转速差，相应第三行星轮2241和第四行星轮2242发生转向相反的自转，适配于第三齿圈2231和第四齿圈2232产生的转速差，消除前桥总成100和后桥总成200的驱动轮的滑动现象，使前桥总成100和后桥总成200之间有可能具有不同的输入角速度。
98.以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
99.以上所述实施例仅表达了本技术的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本技术构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本技术的保护范围。因此，本技术专利的保护范围应以所附权利要求为准。

技术特征：
1.一种双速减速器，其特征在于，所述双速减速器包括：驱动组件，用于提供驱动力；所述驱动组件包括输入轴，所述输入轴在所述驱动力的作用下能够绕第一轴线转动；传动组件和主动圆柱齿轮，所述传动组件包括具有不同传动比的第一传动单元和第二传动单元；所述第一传动单元和所述第二传动单元位于所述主动圆柱齿轮沿第一方向的两端，所述第一方向与所述第一轴线彼此平行，所述主动圆柱齿轮能够在所述第一传动单元和所述第二传动单元的驱动下绕所述第一轴线转动；以及换挡件，套设于所述输入轴上，所述换挡件能够在外力作用下沿所述第一轴线移动；其中，所述换挡件在移动过程中具有第一状态和第二状态；在所述第一状态下，所述换挡件传动连接于所述第一传动单元，使所述输入轴能够驱动所述第一传动单元绕所述第一轴线转动；在所述第二状态下，所述换挡件传动连接于所述第二传动单元，使所述输入轴能够驱动所述第二传动单元绕所述第一轴线转动。2.根据权利要求1所述的双速减速器，其特征在于，所述第一传动单元包括第一齿圈、第一行星轮以及第一太阳轮，所述第一太阳轮啮合所述第一行星轮，所述第一行星轮啮合于所述第一太阳轮和所述第一齿圈之间；在所述第一状态下，所述换挡件传动连接所述第一太阳轮。3.根据权利要求2所述的双速减速器，其特征在于，所述第二传动单元包括第二齿圈、第二行星轮以及第二太阳轮，所述第二太阳轮啮合所述第二行星轮，所述第二行星轮啮合于所述第二太阳轮和所述第二齿圈之间；在所述第二状态下，所述换挡件传动连接所述第二太阳轮。4.根据权利要求3所述的双速减速器，其特征在于，所述第一传动单元还包括第一行星架，所述第二传动单元还包括第二行星架，所述传动组件还包括行星轮轴，所述行星轮轴的一端连接于所述第一行星架，另一端经穿设所述第一行星轮、所述主动圆柱齿轮以及所述第二行星轮后连接于所述第二行星架。5.根据权利要求3或4所述的双速减速器，其特征在于，所述双速减速器还包括壳体，所述第一齿圈与所述壳体固定连接，所述第二齿圈与所述壳体固定连接。6.一种汽车驱动桥，其特征在于，所述汽车驱动桥包括：前桥总成；后桥总成，所述后桥总成包括如权利要求1-5任一项所述的双速减速器；以及传动轴，所述前桥总成通过所述传动轴连接于所述后桥总成。7.根据权利要求6所述的汽车驱动桥，其特征在于，所述后桥总成还包括轴间差速器，所述轴间差速器能够在所述双速减速器的驱动下绕第二轴线转动，所述第二轴线平行于所述第一轴线。8.根据权利要求6所述的汽车驱动桥，其特征在于，所述后桥总成包括两个减速器，所述两个减速器沿第二方向设置于所述轴间差速器的两侧；所述第一方向和所述第二方向彼此垂直。9.根据权利要求7或8所述的汽车驱动桥，其特征在于，所述轴间差速器包括从动圆柱齿轮，所述从动圆柱齿轮能够在所述双速减速器的作用下绕所述第二轴线运动，所述从动
圆柱齿轮沿第二方向啮合于所述主动圆柱齿轮；所述第一方向和所述第二方向彼此垂直。10.根据权利要求9所述的汽车驱动桥，其特征在于，所述主动圆柱齿轮的齿数少于所述从动圆柱齿轮的齿数。

技术总结
本申请涉及一种双速减速器，该双速减速器包括：驱动组件，包括输入轴，输入轴在驱动力的作用下能够绕第一轴线转动；传动组件和主动圆柱齿轮，包括具有不同传动比的第一传动单元和第二传动单元，主动圆柱齿轮能够在第一传动单元和第二传动单元的驱动下绕第一轴线转动；以及换挡件，套设于输入轴上，换挡件能够在外力的作用下沿第一轴线移动，换挡件在移动过程中具有第一状态和第二状态。该双速减速器通过第一传动单元和第二传动单元将扭矩传输至主动圆柱齿轮，能够实现良好的减速效果，并且可以根据实际情况选用不同的传动比，以适用于不同路况的行驶，增强双速减速器的适用性。增强双速减速器的适用性。增强双速减速器的适用性。


技术研发人员：冯涛 刘亮
受保护的技术使用者：一汽解放汽车有限公司
技术研发日：2023.05.17
技术公布日：2023/8/4