一、行星齒輪傳動概述

1,、行星齒輪定義及分類

在平面輪系中主要根據(jù)輪系運轉(zhuǎn)時,，各齒輪的幾何軸線的相對位置是否發(fā)生變化分為兩大類，一類是定軸輪系,，一類是行星輪系,。

▲定軸輪系

▲行星輪系

行星輪系運轉(zhuǎn)時，組成該齒輪系的齒輪中至少有一個齒輪的幾何軸線位置不固定而繞著其他齒輪的幾何軸線旋轉(zhuǎn),，則該齒輪系中,，至少具有一個做行星運動的齒輪，顧名思義,，其既做自轉(zhuǎn)也做公轉(zhuǎn),。

行星齒輪傳動根據(jù)自由度的個數(shù)可分為簡單行星齒輪傳動和差動行星齒輪傳動，差動行星齒輪傳動結(jié)構(gòu)較復(fù)雜,，也可以實現(xiàn)較大的速比,，但是在新能源汽車行業(yè)應(yīng)用較少，故本文僅對簡單行星齒輪的應(yīng)用做探討,。

按齒輪的嚙合方式對行星齒輪傳動分類進行分類,，主要可以分為NGW、NW,、NN,、ZUWGN、NGWN等類型,，但是目前在新能源汽車傳動里用的較多的NGW型,，NW型也有少量應(yīng)用，NGW型和NW型的主要原理如下：

表1-1 NGW和NW型簡圖

2,、行星齒輪傳動的特點

行星齒輪傳動和定軸傳動相比,，它有許多獨特的特點：

1）體積小,，重量輕，結(jié)構(gòu)緊湊,，傳動的扭矩大,。由于其合理的應(yīng)用內(nèi)嚙合的齒輪副，因此結(jié)構(gòu)比較緊湊,，同時由于其多個行星輪圍繞中心輪在共同分擔(dān)載荷,，形成功率分流，使每個齒輪受的載荷較少,，因此可以將齒輪的體積做小,。此外在結(jié)構(gòu)上充分利用了內(nèi)嚙合齒輪本身的可容體積，進一步的縮小了其外廓尺寸,，使其體積小,，重量輕，且功率分流結(jié)構(gòu)提高了承載能力,。據(jù)有關(guān)文獻表明,，在傳動相同的載荷下，行星齒輪傳動的外廓尺寸和重量約為普通定軸齒輪的1/2～1/5,。

2）輸入輸出同軸,。行星齒輪傳動由于其結(jié)構(gòu)特點，可以實現(xiàn)輸入和輸出同軸,，即輸出軸和輸入軸均在同一軸線上,，使得動力傳遞不改變動力軸線的位置，有利于降低整個系統(tǒng)占用空間,。

3）易于實現(xiàn)小體積的變速,。由于行星齒輪有太陽輪、內(nèi)齒圈,、行星架等3個基本構(gòu)件,，固定其中一個，速比即確定了,，也就是同一套齒輪系,，不用增加其他齒輪就可以實現(xiàn)3個不同的速比,。如下表所示：

表1-2 固定不同構(gòu)件形成不同速比

當(dāng)然上述的情況中均可以將固定件松開與輸入件或輸出件固聯(lián)在一起形成速比為1的情況,。

4）傳動效率高。由于行星齒輪傳動結(jié)構(gòu)的對稱性,，即他具有數(shù)個均勻分布的行星輪,，使得他作用于中心輪的和轉(zhuǎn)件軸承中的反作用力能相互平衡，從而有利于提高傳動效率,，在傳動類型選擇恰當(dāng),，結(jié)構(gòu)布置合理的情況下,，其效率值可到達0.97~0.99。

5）傳動比大,?？梢詫崿F(xiàn)運動的合成與分解，只要適當(dāng)選擇行星齒輪傳動的類型及配齒方案,，便可以用較少的幾個齒輪而獲得很大的傳動比,，即使傳動比很大時也可以保持結(jié)構(gòu)緊湊、重量輕,、體積小的優(yōu)點,。

6）運動平穩(wěn)、抗沖擊和振動能力強,。由于采用了數(shù)個結(jié)構(gòu)相同的行星輪,，均勻地分布在中心輪周圍，從而可使行星輪與行星架的慣性力相互平衡,，同時,，參與嚙合的齒數(shù)增多，傳動也會相對平穩(wěn),，抗沖擊能力強,，工作較可靠。

總之,，行星齒輪傳動具有重量小,、體積小、速比大,、傳遞扭矩大,、效率高等特點。除了以上有利的特點外,，行星齒輪在應(yīng)用過程中也會存在以下問題,。

1）結(jié)構(gòu)較復(fù)雜。相對于定軸齒輪傳動,，行星齒輪傳動結(jié)構(gòu)較復(fù)雜,，增加了行星架、行星輪,、行星輪軸,、行星輪軸承等零部件，零部件增多也意味著故障點的增加,，對質(zhì)量控制要求更高,。

2）散熱要求高。由于體積小,、散熱面積也小,，才需要合理的設(shè)計散熱來避免油溫過高,，同時行星架旋轉(zhuǎn)或內(nèi)齒輪的旋轉(zhuǎn)，由于離心力的作用,，齒輪油易在圓周方向形成油環(huán),，使中心的太陽輪潤滑油減少，影響太陽輪的潤滑,，而加注過多的潤滑油又會使攪油損失變大,，因此這是一個矛盾的地方，需要合理的設(shè)計齒輪的潤滑系統(tǒng),，保證各零部件合理的潤滑而又不會使攪油損失過大,。

3）成本高。由于行星齒輪傳動結(jié)構(gòu)較復(fù)雜,，零部件多,，裝配也復(fù)雜，所以其成本較高,。特別是其內(nèi)齒圈,，由于內(nèi)齒圈的結(jié)構(gòu)特點，其制齒過程無法采用外圓柱齒輪常用的效率較高的滾齒等工藝,，只能采用插齒,、拉齒或者車齒等工藝，特別是內(nèi)斜齒,，采用斜插需要專用的螺旋導(dǎo)軌或者數(shù)控插齒機且效率比較低,，采用拉齒或車齒前期的設(shè)備和工裝投入均非常高，其成本遠高于普通的外圓柱齒輪,。

4）NVH難度高,。由于內(nèi)齒圈的特點，其無法通過磨齒等工藝對齒輪的齒面進行最終處理達到較高的一個精度,，也無法通過齒輪對齒輪齒面進行微觀修形,，使得齒輪嚙合無法達到一個較理想的狀態(tài)， 提高其NVH水平的難度較高,。

總結(jié)：由于行星齒輪傳動的結(jié)構(gòu)特點,，有其特有的優(yōu)點和缺點，世界上沒有完美的東西,，任何東西都具有兩面性,，行星齒輪也一樣，在新能源上的應(yīng)用也是根據(jù)其優(yōu)點及缺點結(jié)合車型或產(chǎn)品的具體需求充分利用其優(yōu)點,，在其優(yōu)點和缺點之間做一個平衡,，為整車及客戶帶來價值,。

二,、行星齒輪傳動在新能源汽車上的應(yīng)用

目前新能源汽車無論是商用車還是乘用車其驅(qū)動形式按動力集中還是分布大致可以分為集中式驅(qū)動和分布式驅(qū)動,。

在新能源汽車領(lǐng)域，電機是主要的動力來源,。由于電機的體積,、重量、成本跟電機的扭矩是成正比的,，所以目前發(fā)展的趨勢是增加減速器或變速器的形式增大總成速比,，降低電機扭矩，電機高速化,，通過提高電機轉(zhuǎn)速來保證在功率不變化的情況下降低電機的體積,、重量及成本。有了減速或變速的需求,，行星齒輪傳動就有了應(yīng)用的場景,。因此無論是分布式驅(qū)動還是集中式驅(qū)動均有行星齒輪傳動應(yīng)用的場景，只是需求不同,，應(yīng)用特點不同而已,。

1、在乘用車上的應(yīng)用

（1）豐田普銳斯THS系統(tǒng)

第一代豐田混動系統(tǒng)（Toyota Hybrid System）THS I,，代號定義為P111,。單行星排動力分流：小電機MG1連接太陽輪，發(fā)動機連接行星架,，大電機MG2連接齒圈,，齒圈輸出。鏈條傳動：結(jié)構(gòu)緊湊,，無軸向沖擊,，兩級減速，差速器連接左右輪,。

如上圖可以看到電機1（MG1）和電機2（MG2）中間隔了一個機械裝置,，稱為動力分流裝置（Power Split Device）PSD。這也是所有兩代豐田混動電驅(qū)系統(tǒng)一直堅持使用的單行星排動力分流系統(tǒng),。而發(fā)動機,、電機1、電機2實際上是同軸的通過動力分流裝置連接在一起的,。動力通過動力分流裝置再分配以后通過電機2傳輸?shù)搅塑囕喩?。其實動力分流裝置就是一組行星齒輪組。行星齒輪由太陽輪Sun Gear(縮寫S),，行星架Planetary Carrier（縮寫C）,，內(nèi)齒齒圈Ring Gear（縮寫R）組成。

如下即為豐田THS系統(tǒng)連接圖?？梢钥吹桨l(fā)動機連在行星架上,，電機1連在太陽輪上，電機2連在齒圈上并作為輸出軸,。

MG1電機,、MG2電機和行星排布置在同一軸線上；發(fā)動機輸出軸連接行星架,，并在軸內(nèi)部同時連接機械泵驅(qū)動軸,，也即當(dāng)發(fā)動機運轉(zhuǎn)時，機械泵才工作,，機械泵布置在變速器后端,；MG1電機通過內(nèi)花鍵連接太陽輪，位于行星排和發(fā)動機之間,；MG2電機通過外花鍵連接齒圈,，位于行星排另一側(cè)；

在2003年,，豐田推出了普銳斯第二代車型,，其搭載的混合動力總成為THS-Ⅱ，該套混動系統(tǒng)的代號定義為P112,，P112與P111的基本結(jié)構(gòu)相同,，其減速機構(gòu)部分仍然采用鏈傳動，后排兩級平行軸式減速,。

在2008年,，豐田推出了普銳斯第三代車型，其搭載的混合動力總成為THS-Ⅱ,。該套混動系統(tǒng)的代號定義為P410,。

雙行星排結(jié)構(gòu)，一個作為動力分配單元,，一個作為MG2減速單元,；雙電機同軸布置，MG2為電動機,，MG1為發(fā)電機,；取消鏈傳動，改用平行軸式兩級齒輪減速,；

P410的左箱體和右箱體之間為軸系結(jié)構(gòu),，主要包含動力分配行星排、MG2減速行星排和二級減速機構(gòu),。兩個行星排同軸布置,，動力分配行星排和MG2減速行星排共用同一個齒圈,，同時齒圈也作為輸出。

動力分配行星排：太陽輪與MG1連接,；行星架與發(fā)動機連接,；齒圈輸出。

MG2減速行星排：太陽輪與MG2連接,；行星架與箱體固定,；齒圈輸出,。

在2015年12月,，第四代普銳斯搭載THS-Ⅱ（P610）混合動力系統(tǒng)。其中動力分流行星排和前幾代相同,，將發(fā)動機的功率分配給整車和發(fā)電機的驅(qū)動功率,。

普銳斯前三代（豐田混合動力系統(tǒng)）均采用發(fā)動機和電機MG1在動力分配行星齒輪組同一側(cè)，電機MG2在另一側(cè),，三者同軸,。第四代Prius混合動力變速器P610，電機MG1（太陽輪）和發(fā)動機（行星架）依舊同軸,，但是分別在行星齒輪組兩側(cè),。電機MG2不再同軸，通過一個反轉(zhuǎn)從動齒輪減速,，并與行星齒輪組的齒圈結(jié)合,。

在P410的結(jié)構(gòu)中，功率分流行星排和減速行星排共用同一個齒圈,，齒圈的支撐軸承安裝在齒圈外側(cè),，在新的P610中，齒圈僅僅嚙合一組行星齒輪,，所以將軸承調(diào)整在齒圈內(nèi)部,，支撐在箱體上，從而為減小尺寸作出貢獻,。采用二級平行減速機構(gòu)代替P410原行星排減速機構(gòu),，減少嚙合點，從而降低機械損失,。

（2）Audi e-tron

前橋和后橋上各裝有一個電機,，這兩個電機通過各自的減速器將驅(qū)動力傳至車輪。

在前橋上力矩傳遞是通過以平行軸方式布置的輸入軸和輸出軸來實現(xiàn)的,。在后橋則是通過同軸式結(jié)構(gòu)來傳遞力矩的,。

由具有兩級減速的單級減速器負責(zé)降低前橋和后橋上的轉(zhuǎn)速，從而提高扭矩,。

在這兩個減速箱中使用了行星齒輪式輕結(jié)構(gòu)差速器,，用于實現(xiàn)同一車橋上兩個車輪之間的轉(zhuǎn)速補償。減速器是沒有空轉(zhuǎn)位置的，也就是說車輪與電機轉(zhuǎn)子軸之間總是有動力傳遞的,。

• 前橋單級減速器—OMA

擁有雙級減速比和最新的行星齒輪式輕結(jié)構(gòu)差速器,。扭矩轉(zhuǎn)換分為兩級：第一個減速級是采用簡單行星齒輪副從太陽輪軸傳至行星齒輪和行星架；第二個減速級是借助圓柱齒輪機構(gòu)把扭矩從行星架傳至差速器,。

行星齒輪式輕結(jié)構(gòu)差速器的一個特點,，就是它需要很小的軸向空間。

第一個減速比中的行星架可通過駐車鎖來鎖住,，這樣的話,，駐車鎖齒輪就與行星架連接在一起。

• 行星齒輪式結(jié)構(gòu)差速器

奧迪公司首次采用了SCHAEFFLER公司生產(chǎn)的行星齒輪式結(jié)構(gòu)差速器,。這種結(jié)構(gòu)的在于它別適合用于Audi e-tron的電驅(qū)動機構(gòu),。軸向空間很小但可傳遞扭矩很大；重量明顯降低了（與傳統(tǒng)的錐齒輪差速器相比）,。

這是一種開放式圓柱齒輪差速器,，它會把輸入力矩均等地分配到兩個輸出端。

這個驅(qū)動力經(jīng)圓柱齒輪2被傳至差速器殼體,。差速器殼體被用作行星架,，它又會把力矩等量地傳至行星齒輪。寬行星齒輪和窄行星齒輪彼此嚙合在一起,，用作差速器齒輪,，會把力矩分配到兩個太陽輪上，并在轉(zhuǎn)彎時負責(zé)所需的車輪轉(zhuǎn)速補償,。窄差速齒輪與小太陽輪1嚙合,；寬差速齒輪與太陽輪2嚙合。

這種行齒輪式輕結(jié)構(gòu)的差速器的一個重用特點是：結(jié)構(gòu)寬度非常小,。具體說這是通過使用兩個不同大小的太陽輪來實現(xiàn)的,。為了能把力矩均等地傳至兩側(cè)，齒輪的幾何形狀是這樣設(shè)計的：這兩個太陽輪的齒數(shù)是相同的,。由于小太陽輪的齒根相比較而言要窄,，所以就把齒輪加寬了一些．以便能承受負荷。

2.3 后橋單級減速器—OMB

擁有同軸結(jié)構(gòu)雙減速比和行星齒輪式結(jié)構(gòu)差速器,。該差速器與OMA的行星齒輪式差速器基本相同,。這個雙級扭矩轉(zhuǎn)換是采用塔輪來實現(xiàn)的。第一個減速級是采用塔輪從太陽輪傳至塔輪的大圓柱齒輪,。第二個減速級是通過塔輪的小圓柱齒輪（它支承在固定不動的齒圈上并驅(qū)動行星架）來實現(xiàn)的,。力矩通過行星架直接傳至行星齒輪式輕結(jié)構(gòu)差速器。

行星架分為兩個平面：在第一個平面內(nèi)與塔輪嚙合,；在第二個平面內(nèi)與差速器的行星齒輪（寬和窄）嚙合,，并由此構(gòu)成差速器殼體,。

（3）本田I-MMD (Intelligent?Multi-Mode?Drive)

I-MMD系統(tǒng)與豐田公司的第二代混合動力THS-II（Toyota?Hybrid?System II）系統(tǒng)（混聯(lián)式，利用行星齒輪結(jié)構(gòu)作為發(fā)動機與雙電機的動力耦合裝置）不同,，I-MMD系統(tǒng)采用了超越離合器來實現(xiàn)發(fā)動機驅(qū)動發(fā)電機或者驅(qū)動車輪的自動切換,。

2016款雅閣混動車采用了電動無級變速器E-CVT，E-CVT內(nèi)部并無傳統(tǒng)的液力變矩器,、齒輪或帶輪等變速結(jié)構(gòu),，但保留了主減速器及差速器總成。E-CVT內(nèi)部集成了發(fā)電機,、驅(qū)動電動機,、扭轉(zhuǎn)減振器、超越離合器,、超越離合器齒輪,、四根平行軸及齒輪等部件,。

2016款雅閣混動車的I-MMD系統(tǒng)采用了超越離合器,，超越離合器為液壓驅(qū)動的離合器（濕式多片式），位于輸入軸的末端,。通過超越離合器改變動力傳遞路徑,，從而實現(xiàn)在驅(qū)動發(fā)電機和驅(qū)動車輪之間切換發(fā)動機的動力。

當(dāng)超越離合器不工作（分離）,，若發(fā)動機運行時,，發(fā)動機動力將通過扭轉(zhuǎn)減振器→輸入軸→輸入軸齒輪→發(fā)電機軸齒輪→發(fā)電機軸→發(fā)電機，實現(xiàn)發(fā)動機驅(qū)動發(fā)電機發(fā)電,。當(dāng)超越離合器工作（接合）,，發(fā)動機運行時，發(fā)動機動力將通過扭轉(zhuǎn)減振器→輸入軸→超越離合器→超越齒輪→副軸齒輪→副軸→主減速器驅(qū)動齒輪→主減速器從動齒輪→差速器→半軸→前輪,，實現(xiàn)將發(fā)動機動力傳遞給前輪（驅(qū)動輪）,。另外，當(dāng)超越離合器工作（接合）且發(fā)動機運行時,，發(fā)動機還將同時驅(qū)動發(fā)電機轉(zhuǎn)動（空轉(zhuǎn)）,。

（4）捷豹I-PACE

絕大多數(shù)電動車的電動機偏置于傳動軸上，通過斜面齒輪連接來驅(qū)動車輪,，而I-Pace使用了行星齒輪組,，這樣既節(jié)省了空間，又在一定程度上提升了效率,。

減速器為雙聯(lián)行星排結(jié)構(gòu),，與奧迪e-tron的后驅(qū)減速器類似，該行星排結(jié)構(gòu)中的行星架同樣集成了差速器殼體的結(jié)構(gòu)功能,，不同點是I-PACE的差速器屬于錐齒輪差速器,，Y向尺寸與重量相比e-tron更大一些,。

單速行星齒輪組減速比為9：1，轉(zhuǎn)差離合器的布置則考慮到差速變化,。因此,，沒有笨重的變速箱或差速器。前后橋各集成一個輕型永磁電動機,，與單速行星齒輪組減速器和開放式差速器（有基于制動的轉(zhuǎn)矩矢量代替鎖止差速器）同軸連接,，以實現(xiàn)最大的緊湊性，當(dāng)I-Pace不斷調(diào)整其前后平衡以適應(yīng)路況時,，可將扭矩即時精確地分配到所有四個車輪,。在電機輸出軸直接帶動了同軸的行星排用于降低轉(zhuǎn)速。同軸設(shè)計的優(yōu)勢是能夠盡可能提升電驅(qū)動系統(tǒng)的集成度,、降低系統(tǒng)重量,。

（5）某2擋變速器應(yīng)用

由于行星齒輪傳動的特點，一套行星齒輪可以較容易的實現(xiàn)結(jié)構(gòu)緊湊體積小的2擋變速器,。其原理如下圖所示,。

▲2AT變速器原理簡圖

其采用一套NGW型行星齒輪，其有兩個換擋元件：一個離合器C1,、一個制動器B1,；當(dāng)C1分離，B1結(jié)合時,，為一個NGW型減速器,，速比為i=Zb/Za+1；當(dāng)C1結(jié)合,，B1分離速比為1,，當(dāng)B1和C1均分離時，為空擋,。

在較小體積內(nèi)實現(xiàn)了一個兩擋的變速器,，此變速器需要兩個活塞，一個離合器活塞,，一個制動器活塞,。如果不需要空擋，只有1擋和2擋,，則只需要一個活塞就可以,，一個活塞同時控制離合器與制動器，活塞推出與不推出兩個狀態(tài)分別對應(yīng)兩個擋位,，例如,，在活塞內(nèi)沒有油壓，活塞未推出時,，C1為常閉狀態(tài),，B1為常開狀態(tài),，活塞內(nèi)建立油壓時，活塞推出,，緩慢使C1分離,，并使B1結(jié)合，此結(jié)構(gòu)理論上可降低一部分成本,，由于其制動器及離合器結(jié)合或分離的過程是一起進行的,，如何通過機械來保證分離和結(jié)合時機對前期標(biāo)定要求較高。

▲某2AT樣機

2,、在商用車上的應(yīng)用

（1）公交車單減應(yīng)用

目前電動公交車主流的動力形式是電機直驅(qū),，即通過一個大扭矩電機通過一個傳動軸與后橋相連，目前這種結(jié)構(gòu)形式最主要的問題是體積大,、重量重,、成本高。通過應(yīng)用行星齒輪減速器,，利用其輸入輸出同軸,、結(jié)構(gòu)緊湊、傳遞扭矩大等特點,，僅用單級減速器即可以較好的實現(xiàn)降低體積,、降低重量,、降低成本的目標(biāo),。且對原直驅(qū)的安裝布置不造成影響。其原理簡圖如下：

▲單級行星齒輪減速原理圖

▲直驅(qū)電機                ▲單級減速方案

由直驅(qū)大電機改為行星單級減速方案后,，主要參數(shù)對比見下表：

表2-1  直驅(qū)電機和單級行星齒輪減速器方案

從上表對比可以看出,，采用單級行星齒輪減速器的可以大幅度的降低電機重量和成本，雖然增加單級行星減速器增加了部分的重量和成本,，但是系統(tǒng)重量降低了100kg,，成本降低了約4000元。

此減速器如果采用平行軸定軸齒輪傳動,，由于減速器輸入扭矩大,，轉(zhuǎn)速高，輸入軸的軸承較難選擇,，且要實現(xiàn)同軸輸出結(jié)構(gòu)上較復(fù)雜,。采用行星齒輪傳動是較好的選擇，充分利用了輸入輸出同軸,、結(jié)構(gòu)緊湊,、傳遞扭矩大的特點。

（2）同軸電機橋應(yīng)用

集成電機橋目前主要有平行軸方案和同軸方案,，同軸方案相比與平行軸方案,，有集成度高,、體積小、占用空間小,、重量輕等特點,。目前同軸集成橋的減速器有平行軸定軸齒輪傳動和行星齒輪傳動等方案，行星齒輪傳動相比平行軸定軸齒輪傳動體積更小,、更緊湊,，傳遞扭矩更大，同時由于行星齒輪徑向力可以相互抵消,，高速的大軸承較容易選擇,。

▲平行軸定軸同軸橋

▲行星齒輪同軸橋

在同軸橋中，由于左右兩個半軸要穿過電機軸和減速器輸入軸,，電機軸需要做成空心軸,，當(dāng)整橋需求輸出扭矩較大時，半軸直徑隨之變大,，電機軸直徑也隨之變大,，電機軸大了后，電機的軸承及輸入軸的軸承也隨之變大,，軸承直徑變大后需要采用小的滾子來滿足高速化的要求,，如果采用平行軸定軸且無對稱分流布置結(jié)構(gòu)的軸系，其輸入軸的軸承將會是一個瓶頸,，即要求軸承內(nèi)徑要大,、要滿足高速、承載徑向力等能力要求大,，這種軸承較難選擇,，而采用行星齒輪傳動由于徑向力相互抵消，無徑向承載力的要求,，這樣軸承就較好的滿足要求,。

如果同軸橋應(yīng)用的車型更大，則需要的扭矩更大,，需要更高的速比時,，行星齒輪傳動較好的可以滿足要求，通過采用雙級行星齒輪或者NW型行星齒輪可以較容易的實現(xiàn)大的速比而保持緊湊的體積,，而采用定軸齒輪傳動則較難在較小的體積內(nèi)滿足大速比的要求,。

▲雙級行星齒輪同軸傳動原理

▲NW型行星齒輪同軸傳動原理

NW型相比雙級行星齒輪傳動只用了一個內(nèi)齒圈，內(nèi)齒圈的成本相比會低一點,，但是NW型的行星輪需要用塔輪結(jié)構(gòu),，対齒是一個考驗生產(chǎn)工藝的問題。

（3）在分布式驅(qū)動上的應(yīng)用

分布式驅(qū)動驅(qū)動即將動力分散布置,，一個車可能有2個以上的動力,，輪邊驅(qū)動作為分布式驅(qū)動的一員,，由于其動力系統(tǒng)布置在輪邊，空間有限,，對驅(qū)動系統(tǒng)的體積,、重量有很高的要求，基于這種需求,，結(jié)合行星齒輪傳動體積小,、重量輕、結(jié)構(gòu)緊湊,、傳遞扭矩大的特點,，其在輪邊驅(qū)動的舞臺上大顯身手。

在輪邊驅(qū)動系統(tǒng)中,，由于其速比較大,，一般會采用多級齒輪傳動，一級轉(zhuǎn)速高,，扭矩小,，二級扭矩大轉(zhuǎn)速低，基于這種特點,，輪邊驅(qū)動中一般會采用一級平行軸齒輪傳動+二級行星齒輪傳動的傳動系統(tǒng),，為充分利用空間，將行星齒輪傳動布置在輪輞的中心孔內(nèi),，作為輪邊減速器,，充分利用其有限的輪內(nèi)空間。

▲ZF AVE130輪邊驅(qū)動系統(tǒng)

如上圖所示,，其輪邊減速器主要包含太陽輪軸,、行星輪、輪減殼,、內(nèi)齒圈、齒圈支架等組成,。其輪減殼與行星架集成在一起,，行星輪軸為懸臂結(jié)構(gòu)，有效的降低了輪邊減速器的體積,。

由于行星輪邊減速器布置在輪輞中心孔內(nèi),，其外徑受限于輪輞中心孔的大小，因此內(nèi)齒圈的不能做的太大,。同時太陽輪軸要將一級減速器的力矩傳遞至輪邊,，其半軸的作用，因此其半軸的直徑也不能太小,，也就是說太陽輪的直徑不能太小,，而輪邊行星減速器的速比與內(nèi)齒圈的及太陽輪的大小有直接關(guān)系,，在一定扭矩下，其可選的速比有一個范圍,，目前已知的ZF的做的是比較大的達到5.818,，在較小的體積內(nèi)實現(xiàn)了較大速比，充分利用了行星齒輪傳動的優(yōu)點,。

ZF AVE130的一級減速器,，其官方的介紹材料中將其稱為動力分流行星齒輪傳動結(jié)構(gòu)，雖然其從結(jié)構(gòu)上算是一個動力分流定軸齒輪傳動,，不算是一個嚴(yán)格意義上的行星齒輪傳動結(jié)構(gòu),，但其實它也是從行星齒輪結(jié)構(gòu)演變過來的。

▲ZF AVE130一級減速器

其可以理解為2個行星輪的行星傳動機構(gòu),，輸入軸為行星輪,，輸出軸為內(nèi)齒圈，動力從行星輪輸入時,，動力一路經(jīng)過行星輪與內(nèi)齒圈的嚙合直接傳遞給了內(nèi)齒圈,，一路經(jīng)過太陽輪再經(jīng)過另一個行星輪傳遞給了內(nèi)齒圈，實現(xiàn)了動力分流,，同時在較小的空間內(nèi)實現(xiàn)了大速比,，也使輸入軸齒輪、輸出軸齒輪徑向力受力平衡,。

▲行星齒輪向動力分流演變

三,、總結(jié)

行星齒輪傳動其固有的特點既有優(yōu)勢也有缺點，只有結(jié)合車型和產(chǎn)品的具體需求,，充分利用其優(yōu)勢來平衡其缺點,，即可以給產(chǎn)品和客戶帶來價值，產(chǎn)品設(shè)計沒有說哪種方案一定是好的,，最終要結(jié)合不同方案的特點及產(chǎn)品的需求來進行評估和應(yīng)用,，應(yīng)用得當(dāng)即會有價值,。