双电机冗余驱动机构及车辆驱动轮总成制造技术

本发明专利技术涉及一种双电机冗余驱动机构及车辆驱动轮总成，属于机械传动技术领域，特别涉及车辆的冗余驱动、控制技术；双电机冗余驱动机构由两个电机通过两组具备反向传动自锁特征的蜗杆副驱动两个锥齿轮输入动力，由双自由度轮系合成后输出动力，实现双电机、额定功率驱动，一个电机故障时，该电机施能失效、该组蜗杆副反向传动自锁，另一个电机单机冗余驱动；由双电机冗余驱动机构所形成的车辆驱动轮总成，实现了轻型车辆行驶冗余驱动，保障车辆的行驶安全性。行驶安全性。行驶安全性。

【技术实现步骤摘要】
双电机冗余驱动机构及车辆驱动轮总成


[0001]本专利技术涉及一种双电机冗余驱动机构及车辆驱动轮总成，属于机械传动
，特别涉及车辆的冗余驱动、控制技术。

技术介绍

[0002]机械传动系统中，动力合成、分解传动技术是近年来一个重要研究领域，双电机合成驱动系统，可以实现双动力合成驱动，也可以应用于双动力冗余驱动。
[0003]双动力合成驱动系统在新能源车上获得广泛应用，国内多个车辆生产厂家和研究单位进行了长期的攻关研究、获得了丰富的研究成果，专利技术专利“一种双动力驱动行走机构”CN200910092227.2，将两个驱动力组合在同一驱动行走机构中，主、辅驱动力通过差动轮系合成输出，驱动左、右车轮实现车辆的各种行驶状态，但由于其传动链长、结构复杂，未能获得实际生产应用；探索研究结构简单、工作稳定、可靠的双电机冗余驱动系统具有实用价值。

技术实现思路

[0004]本专利技术目的是要提供一种双电机冗余驱动机构及车辆驱动轮总成，两个电机通过两组具备反向传动自锁特征的蜗杆副驱动两个锥齿轮输入动力，由双自由度轮系合成后输出动力，实现双电机、额定功率驱动，一个电机故障时，该电机施能失效、该组蜗杆副反向传动自锁，另一个电机单机冗余驱动。
[0005]为了达到本专利技术目的所采取的技术方案如下：双电机冗余驱动机构包括：第一锥齿轮（11）、第二锥齿轮（13）、系杆（16）、第三锥齿轮（14）分别绕同一轴线与箱体（17）转动连接，共同转动轴线L，第一锥齿轮与第二锥齿轮相同，行星锥齿轮（12）与系杆（16）转动连接、转动轴线与L垂直相交，行星锥齿轮（12）同时与第一锥齿轮（11）和第二锥齿轮（13）啮合传动，第三锥齿轮（14）与系杆（16）同转动轴线固连，第四锥齿轮（15）与箱体（17）转动连接、转动轴线与L垂直相交，第四锥齿轮（15）与第三锥齿轮（14）啮合传动，形成双自由度轮系；第一蜗轮（20）与第一锥齿轮（11）同转动轴线固连，第二蜗轮（21）与第二锥齿轮（13）同转动轴线固连，第一蜗轮（20）、第二蜗轮（21）分别绕同一轴线L在箱体（17）上独立转动，第一蜗杆（18）、第二蜗杆（19）分别与箱体（17）转动连接，两蜗杆转动轴线均与L垂直交错，第一蜗杆（18）和第一蜗轮（20）啮合传动，第二蜗杆（19）和第二蜗轮（21）啮合传动，第一电机（22）、第二电机（23）分别固定安装在箱体（17）上，第一电机（22）驱动第一蜗杆（18）转动，第二电机（23）驱动第二蜗杆（19）转动，第四锥齿轮（15）输出动力、输出转动轴线与L垂直；其中：第一蜗杆（18）和第一蜗轮（20）啮合传动形成第一蜗杆副、减速比Q，第二蜗杆（19）和第二蜗轮（21）啮合传动形成第二蜗杆副、减速比等于Q，第三锥齿轮齿数Z3、第四锥齿轮齿数Z4，第一电机输入扭矩N1、输入转速M1，第二电机输入扭矩N2、输入转速M2；工作时，双电机独立驱动两蜗杆，经各蜗杆副减速增扭，第一、二锥齿轮转动输入动力，双自由度
轮系合成后输出动力，行星锥齿轮相对系杆自转、并且与系杆共同绕L公转，第三锥齿轮转速等于系杆转速，第四锥齿轮输出转速M
O
=(M1+M2)Z3/(2QZ4)、输出扭矩N
O
=2Q(N1+N2)Z4/Z3，输出额定驱动功率P
O
=M1N1+M2N2；第一或者第二电机故障时、该电机施能失效，所对应的蜗杆副反向传动自锁，当M1=0、N1=0时，第四锥齿轮输出转速M
O
=M2Z3/(2QZ4)、输出扭矩N
O
=2QN2Z4/Z3，输出低驱动功率P
O
=M2N2；当M2=0、N2=0时，第四锥齿轮输出转速M
O
=M1Z3/(2QZ4)、输出扭矩N
O
=2QN1Z4/Z3，输出低驱动功率P
O
=M1N1，实现降功率冗余驱动。
[0006]上述的双电机冗余驱动机构中，第一锥齿轮（11）、行星锥齿轮（12）、第二锥齿轮（13）、第三锥齿轮（14）、第四锥齿轮（15）均为直齿圆锥齿轮。
[0007]上述的双电机冗余驱动机构中，行星锥齿轮的齿数与输出转速和输出扭矩无关，行星锥齿轮在系杆上绕L均布个数与输出扭矩成正比，选择行星锥齿轮个数为2、3、4、5或者6。
[0008]上述的双电机冗余驱动机构中，绕轴线L改变蜗杆副在箱体（17）上的安装方位，则改变双电机相对输出转动轴线O的方位，便于电机布置、安装和空间利用。
[0009]在双电机冗余驱动机构中，由第三圆柱齿轮（24）替换第三锥齿轮（14）、第四圆柱齿轮（25）替换第四锥齿轮（15），形成平行轴双电机冗余驱动机构，包括：第一锥齿轮（11）、第二锥齿轮（13）、系杆（16）、第三圆柱齿轮（24）分别绕同一轴线与箱体（17）转动连接，共同转动轴线L，第一锥齿轮与第二锥齿轮相同，行星锥齿轮（12）与系杆（16）转动连接、转动轴线与L垂直相交，行星锥齿轮（12）同时与第一锥齿轮（11）和第二锥齿轮（13）啮合传动，第三圆柱齿轮（24）与系杆（16）同转动轴线固连，第四圆柱齿轮（25）与箱体（17）转动连接、转动轴线与L平行，第四圆柱齿轮（25）与第三圆柱齿轮（24）啮合传动，形成双自由度轮系；第一蜗轮（20）与第一锥齿轮（11）同转动轴线固连，第二蜗轮（21）与第二锥齿轮（13）同转动轴线固连，第一蜗轮（20）、第二蜗轮（21）分别绕同一轴线L在箱体（17）上独立转动，第一蜗杆（18）、第二蜗杆（19）分别与箱体（17）转动连接，两蜗杆转动轴线均与L垂直交错，第一蜗杆（18）和第一蜗轮（20）啮合传动，第二蜗杆（19）和第二蜗轮（21）啮合传动，第一电机（22）、第二电机（23）分别固定安装在箱体（17）上，第一电机（22）驱动第一蜗杆（18）转动，第二电机（23）驱动第二蜗杆（19）转动，第四圆柱齿轮（25）输出动力、输出转动轴线与L平行；其中：第一蜗杆（18）和第一蜗轮（20）啮合传动形成第一蜗杆副、减速比Q，第二蜗杆（19）和第二蜗轮（21）啮合传动形成第二蜗杆副、减速比等于Q，第三圆柱齿轮（24）齿数K3、第四圆柱齿轮（25）齿数K4，第一电机（22）输入扭矩N1、输入转速M1，第二电机（23）输入扭矩N2、输入转速M2；工作时，双电机独立驱动两蜗杆，经各蜗杆副减速增扭，第一、二锥齿轮转动输入动力，双自由度轮系合成后输出动力，行星锥齿轮相对系杆自转、并且与系杆共同绕L公转，第三圆柱齿轮转速等于系杆转速，第四圆柱齿轮输出转速M
O
=(M1+M2)K3/(2QK4)、输出扭矩N
O
=2Q(N1+N2)K4/K3，输出额定驱动功率P
O
=M1N1+M2N2；第一或者第二电机故障时、该电机施能失效，所对应的蜗杆副反向传动自锁，当M1=0、N1=0时，第四圆柱齿轮输出转速M
O
=M2K3/(2QK4)、输出扭矩N
O
=2QN2K4/K3，输出低驱动功率P
O
=M本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.双电机冗余驱动机构，其特征在于，包括：第一锥齿轮、第二锥齿轮、系杆、第三锥齿轮分别绕同一轴线与箱体转动连接，共同转动轴线L，第一锥齿轮与第二锥齿轮相同，行星锥齿轮与系杆转动连接、转动轴线与L垂直相交，行星锥齿轮同时与第一锥齿轮和第二锥齿轮啮合传动，第三锥齿轮与系杆同转动轴线固连，第四锥齿轮与箱体转动连接、转动轴线与L垂直相交，第四锥齿轮与第三锥齿轮啮合传动，形成双自由度轮系；第一蜗轮与第一锥齿轮同转动轴线固连，第二蜗轮与第二锥齿轮同转动轴线固连，第一蜗杆、第二蜗杆分别与箱体转动连接，两蜗杆转动轴线均与L垂直交错，第一蜗杆和第一蜗轮啮合传动，第二蜗杆和第二蜗轮啮合传动，第一电机、第二电机分别固定安装在箱体上，第一电机驱动第一蜗杆转动，第二电机驱动第二蜗杆转动，第四锥齿轮输出动力、输出转动轴线与L垂直；其中：第一蜗杆和第一蜗轮啮合传动形成第一蜗杆副、减速比Q，第二蜗杆和第二蜗轮啮合传动形成第二蜗杆副、减速比等于Q，第三锥齿轮齿数Z3、第四锥齿轮齿数Z4，第一电机输入扭矩N1、输入转速M1，第二电机输入扭矩N2、输入转速M2；工作时，双电机独立驱动两蜗杆，经各蜗杆副减速增扭，第一、二锥齿轮转动输入动力，双自由度轮系合成后输出动力，第四锥齿轮输出转速M
O
=(M1+M2)Z3/(2QZ4)、输出扭矩N
O
=2Q(N1+N2)Z4/Z3，输出额定驱动功率P
O
=M1N1+M2N2；第一或者第二电机故障时、该电机施能失效，所对应的蜗杆副反向传动自锁，当M1=0、N1=0时，第四锥齿轮输出转速M
O
=M2Z3/(2QZ4)、输出扭矩N
O
=2QN2Z4/Z3，输出低驱动功率P
O
=M2N2；当M2=0、N2=0时，第四锥齿轮输出转速M
O
=M1Z3/(2QZ4)、输出扭矩N
O
=2QN1Z4/Z3，输出低驱动功率P
O
=M1N1，实现降功率冗余驱动。2.根据权利要求1所述的双电机冗余驱动机构，其特征在于，所述的第一锥齿轮、行星锥齿轮、第二锥齿轮、第三锥齿轮、第四锥齿轮均为直齿圆锥齿轮。3.根据权利要求1所述的双电机冗余驱动机构，其特征在于，所述的行星锥齿轮在系杆上绕L均布个数与输出扭矩成正比，选择行星锥齿轮个数为2、3、4或者5。4.一种双电机冗余驱动机构，其特征在于，包括：第一锥齿轮、第二锥齿轮、系杆、第三圆柱齿轮分别绕同一轴线与箱体转动连接，共同转动轴线L，第一锥齿轮与第二锥齿轮相同，行星锥齿轮与系杆转动连接、转动轴线与L垂直相交，行星锥齿轮同时与第一锥齿轮和...

【专利技术属性】
技术研发人员：王亚，魏文军，李海涛，
申请(专利权)人：高偌霖，
类型：发明
国别省市：