[发明专利]汽车用行星差速变速轴

说明书

本申请是一件分案申请，该分案申请所对应的母案申请号为201510294119.9，母案申请的名称为一种行星差速变速轴及变速系统，母案申请的申请日为2015-06-02。

技术领域

本发明涉及一种行星差速变速结构，特别涉及一种汽车用行星差速变速轴。

背景技术

行星差速器变速是利用差速器的差速原理，通过控制装置对行星差速器的差速状态进行控制实现的。但现有控制机构结构复杂，加工困难，制造成本高。另外，现有电动车通常都是通过控制电机正反转实现车辆前进和后退的行驶状态转换，但转换过程中由于车辆惯性作用，容易造成车辆行驶状态转换的冲击。为此，需要进一步改进。

发明内容

本发明目的第一目的就是针对现有技术的不足，提供一种行星差速变速轴，该变速轴通过简化控制装置结构，降低制造难度和成本。本发明的第二目的是提供一种包括行星差速变速轴的变速系统，以适应三轮车或四轮车驱动桥，进而降低车辆制造难度和成本。

为实现第一目的，本发明采用如下技术方案。

一种行星差速变速轴，包括由输入轮带动转动的输入轴，输入轴上设有圆锥齿轮传动的行星差速器，该行星差速器包括太阳轮、行星齿轮、行星架和构成输出端的输出轮，行星齿轮可转动的设在行星架上，行星差速器连接有变速控制装置；所述太阳轮同轴固定连接在输入轴上；所述行星齿轮由内行星轮和外行星轮组成，内行星轮和外行星轮呈同步转动的连接结构，内行星轮与太阳轮啮合，外行星轮与所述输出轮的输入端啮合；所述行星架和输出轮均同轴可转动的套装在输入轴上；所述变速控制装置用于在输入轮输入扭矩增大到设定值时，对所述行星架形成制动；或者在输入轴转速达到设定值时，解除对所述行星架的制动。

采用前述技术方案的本发明，变速控制装置包括两种控制方式，一是通过输入扭矩控制，二是通过输入转速控制；当采用输入扭矩控制时，在输入轮输入扭矩小于设定值时，行星架处于自由状态，太阳轮通过内行星轮带动行星架转动，内外行星轮随行星架公转，并由外行星轮带动输出轮与太阳轮形成同步转动，进而与输入轴同步转动；在输入轮的输入扭矩达到设定值时，变速控制装置形成对行星架的制动，此时，太阳轮带内外行星轮动同步自转，外行星轮带动输出轮转动，利用太阳轮、内外行星轮及输出轮之间的齿数比形成减速，输出轮低于与太阳轮等转速的输入轴转速，从而实现通过输入扭矩的方式实现变速。当采用输入转速控制时，在输入轴转速低于设定值时，行星架处于制动状态，其输出轮转速低于与太阳轮等转速的输入轴转速，当输入轴转速达到设定值时，行星架制动状态被解除，太阳轮通过内行星轮带动行星架转动，内外行星轮随行星架公转，并由外行星轮带动输出轮与太阳轮形成同步转动，进而与输入轴同步转动。

优选的，所述变速控制装置包括连接在输入轮与输入轴的轴颈之间的加载弹簧，输入轮上可转动的连接有制动盘，该制动盘上形成有由静止构件限制其转动的防转结构，制动盘与行星架之间设有一端面齿啮合的第一端面离合器结构；加载弹簧的弹性力用于使制动盘与行星架之间的所述第一端面离合器结构脱离；所述输入轮通过螺旋花键结构与输入轴连接，该螺旋花键结构的螺旋方向和角度具有在输入轮正向旋转时，输入轮对加载弹簧形成有压缩加载弹簧的运动趋势，以在输入扭矩增大到设定值时，输入轮克服加载弹簧的弹性力，使制动盘与行星架之间的所述第一端面离合器结构结合。

现有技术中，螺旋花键配合结构具有如下基本特性，其主要用于传递扭矩，同时具有小角度转动对应大范围移动的特性，因此，用于螺旋花键的螺旋升角都必然较大，可通过推动配合在花键轴的花键套移动实现花键套或花键轴转动。本方案利用螺旋花键配合结构的前述特性，当输入轮正转，且负载扭矩及相应输入扭矩较小时，输入轮正转对加载弹簧形成的压缩力不足以克服加载弹簧的预紧力，制动盘与行星架之间的所述第一端面离合器结构在加载弹簧预紧力作用下处于分离状态，从而形成行星架的自由状态，输出轮与太阳轮和输入轴同步转动。在输入轮正转且输入扭矩达到设定值时，输入轮正转对加载弹簧形成的压缩力克服加载弹簧的预紧力，并使制动盘与行星架之间的所述第一端面离合器结构处于结合状态，此时，制动盘对行星架形成制动，从而实现通过输入扭矩的方式实现变速。其结构简单、制造和使用成本低，并充分利用电机输出扭矩随负载扭矩的变化而自动变化的特性实现变速轴的自动变速。

进一步优选的，所述制动盘呈钟罩式结构，制动盘与行星架之间设有的所述第一端面离合器结构位于行星架端部。以形成在行星架端部的制动控制，其制动可靠。