一種電機驅(qū)動的輪邊減速系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種電機驅(qū)動的輪邊減速系統(tǒng)，包括電動機（1）、輪轂（19），還包括一級減速機構(gòu)（101）和二級減速機構(gòu)（102），電動機（1）、一級減速機構(gòu)（101）、二級減速機構(gòu)（102）、輪轂（19）依次連接；二級減速機構(gòu)（102）為行星減速機構(gòu)，輪轂電機行星減速系統(tǒng)集成化高，裝配緊湊易維修，結(jié)構(gòu)簡單，可靠性強，加工制造容易，容易實現(xiàn)全輪驅(qū)動。
【專利說明】ー種電機驅(qū)動的輪邊減速系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于汽車零部件制造【技術(shù)領(lǐng)域】，具體地說，本發(fā)明涉及ー種電機驅(qū)動的輪邊減速系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]輪轂式電動汽車是ー種新興的驅(qū)動式電動汽車，有兩種基本形式:即直接驅(qū)動式電動輪和帶輪邊減速器電動輪。
[0003]無輪邊減速系統(tǒng)的直接驅(qū)動式電動輪，直接由電機內(nèi)傳子或外轉(zhuǎn)子驅(qū)動輪轂，起步和加速性能較差，系統(tǒng)響應(yīng)較慢。帶輪邊減速器的電動輪目前應(yīng)用較少，并且多為ー級減速驅(qū)動，而且常受電動機性能的約束，在特定場合無法產(chǎn)生足夠的驅(qū)動カ來驅(qū)動汽車。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的是提供一種采用電能作為動カ源、簡化了操縱機構(gòu)、提高了傳動效率，并產(chǎn)生足夠大的驅(qū)動カ的電機驅(qū)動的輪邊減速系統(tǒng)。
[0005]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:
[0006]ー種電機驅(qū)動的輪邊減速系統(tǒng)，包括電動機、輪轂，還包括一級減速機構(gòu)和ニ級減速機構(gòu)，電動機、ー級減速機構(gòu)、ニ級減速機構(gòu)、輪轂依次連接；ニ級減速機構(gòu)為行星減速機構(gòu)。
[0007]ー級減速機構(gòu)包括相互嚙合的圓柱齒輪和內(nèi)齒輪；圓柱齒輪與電動機的主軸固定連接；
[0008]內(nèi)齒輪的中心孔空套在階梯軸上；
[0009]ニ級減速機構(gòu)包括太陽輪、行星輪、齒圈、行星架；
[0010]太陽輪與內(nèi)齒輪固定連接；行星輪可轉(zhuǎn)動地安裝在行星架上，太陽輪與行星輪相嚙合；
[0011]行星架與階梯軸固定連接。
[0012]還包括外輪轂、減速器殼體、支架、減速器端蓋、制動鉗、制動盤；
[0013]減速器殼體與減速器端蓋共同組成密封的減速器箱體；
[0014]支架安裝于減速器殼體的外端；制動鉗安裝于減速器端蓋的外端；制動盤安裝在輪轂上；
[0015]齒圈固定安裝在減速器殼體內(nèi)。
[0016]階梯軸兩端通過第一圓錐滾子軸承和第二圓錐滾子軸承分別安裝在減速器殼體和減速器端蓋上，階梯軸通過花鍵與輪轂固定連接。
[0017]外輪轂通過輪轂螺栓與輪轂固定安裝連接。
[0018]階梯軸的一端通過輪轂螺母固定，并由輪轂防護端蓋密封。
[0019]行星架通過花鍵與階梯軸固定連接。
[0020]本發(fā)明的優(yōu)點在于，與傳統(tǒng)內(nèi)燃機車輛相比，在動カ源配置、底盤結(jié)構(gòu)等方面有其獨特的技術(shù)特征和優(yōu)勢，其有益技術(shù)效果主要體現(xiàn)在以下方面:
[0021]1、動カ控制由硬連接改為軟連接形式，通過電子線控技術(shù)，實現(xiàn)各電動輪從零到最大速度的無級變速和各電動輪間的差速控制，省略了傳統(tǒng)汽車所需的機械式操縱換檔裝置、離合器、變速器、傳動軸和機械差速器等，使得驅(qū)動系統(tǒng)和整車結(jié)構(gòu)簡潔、有效利用空間大、傳動效率提高。
[0022]2、各車輪的驅(qū)動カ直接獨立可控，能快速響應(yīng)，正反轉(zhuǎn)靈活，瞬時動カ性能更為優(yōu)越，容易實現(xiàn)各輪的機電復(fù)合制動和制動能量回饋，還能對整車能源的高效利用實施最優(yōu)化控制和管理，節(jié)約能源。
[0023]3、整車布局和車身造型設(shè)計的自由度大大增加,將車架的承載功能和傳動功能分離，結(jié)構(gòu)大為簡化，容易實現(xiàn)相同底盤不同車身造型的產(chǎn)品多祥化和系列化，縮短了新車的開發(fā)周期，降低了開發(fā)成本。
[0024]4、在采用輪轂電機驅(qū)動系統(tǒng)的四輪車輛上，若進ー步導(dǎo)入線控四輪轉(zhuǎn)向技術(shù)(4WS)，能實現(xiàn)車輛轉(zhuǎn)向行駛高性能化，減小轉(zhuǎn)向半徑，甚至實現(xiàn)零轉(zhuǎn)向半徑，大大增加轉(zhuǎn)向靈便性。
[0025]5、車身上幾乎沒有大功率的運動部件，整車的振動、噪聲、熱輻射及舒適性得到極大改善。
[0026]改善汽車起步和加速性能，充分發(fā)揮輪邊驅(qū)動的優(yōu)勢，并產(chǎn)生足夠大的驅(qū)動カ驅(qū)動汽車，以應(yīng)用于特定的場合。提高驅(qū)動系統(tǒng)的輸出轉(zhuǎn)矩。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0027]圖1為本發(fā)明所涉及的輪轂電機行星減速系統(tǒng)原理圖；
[0028]圖2為本發(fā)明的輪轂電機整體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0029]圖3為圖2所示結(jié)構(gòu)的左視圖；
[0030]圖4為本發(fā)明的輪轂電機行星減速系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0031]圖5為本發(fā)明的輪轂結(jié)構(gòu)示意圖；
[0032]圖6為本發(fā)明的輪轂端面示意圖。
[0033]上述圖中的標記均為:
[0034]1、電動機，2、第一圓錐滾子軸承，3、支架，4、支架螺栓，5、減速器端蓋，6、圓柱齒輪，7、行星架，8、太陽輪，9、階梯軸花鍵，10、階梯軸，11、第二圓錐滾子軸承，12、內(nèi)齒輪，13、行星輪，14、齒圈，15、端蓋螺栓，16、減速器殼體，17、螺栓，18、制動鉗，19、輪轂，20、輪轂螺栓，21、花鍵，22、輪轂螺母，23、輪轂防護端蓋，24、外輪轂，25、制動盤，101、一級減速機構(gòu)，102、ニ級減速機構(gòu)。
【具體實施方式】
[0035]下面對照附圖，通過對實施例的描述，對本發(fā)明的【具體實施方式】作進ー步詳細的描述。
[0036]如圖1所示，為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)框圖。包括電動機1、輪轂19、ー級減速機構(gòu)、ニ級減速機構(gòu)，電動機1通過ー級減速機構(gòu)101、ニ級減速機構(gòu)102與輪轂19連接；ニ級減速機構(gòu)102為行星減速機構(gòu)。[0037]電動機安裝在減速器殼體上。
[0038]如圖2至圖6所示:
[0039]ー級減速機構(gòu)101安裝于電動機1 ー側(cè)，與電動機1連接傳動，采用齒輪齒圈嚙合傳動，由電動機1帶動，以實現(xiàn)ー級減速。
[0040]ー級減速機構(gòu)101包括相互嚙合的圓柱齒輪6和內(nèi)齒輪12 ;圓柱齒輪6與電動機1的主軸固定連接；內(nèi)齒輪12的中心孔空套在階梯軸10上。
[0041]ニ級減速機構(gòu)102包括太陽輪8、行星輪13、齒圈14、行星架7 ;太陽輪8與內(nèi)齒輪12固定連接；行星架7與階梯軸10采用周向固定連接。
[0042]ニ級減速機構(gòu)102采用行星排減速傳動，連接于ー級減速機構(gòu)101的輸出端，采用齒圈14固定，行星架7輸出的傳動方式，齒圈14固定安裝在減速器殼體上，可拆裝更換。
[0043]ニ級減速機構(gòu)102安裝于ー級減速機構(gòu)101與減速器端蓋5之間，采用單個行星排減速，
[0044]如圖1、圖2所示,本發(fā)明輪轂電機行星減速系統(tǒng)，包括電動機1、ー級減速系統(tǒng)101、ニ級減速系統(tǒng)102、減速器殼體16、減速器端蓋5、階梯軸10、第一圓錐滾子軸承2和第ニ圓錐滾子軸承11、輪轂19、外輪轂24、輪轂螺母22、制動鉗18、制動盤25、支架3、輪轂防護端蓋23、階梯軸花鍵9等。
[0045]ニ級減速機構(gòu)102的輸入端由ー級減速機構(gòu)101的輸出端內(nèi)齒輪12帶動，即直接將內(nèi)齒輪12的動カ傳至ニ級減速機構(gòu)102的輸入端太陽輪8，太陽輪8自由轉(zhuǎn)動，采用齒圈14安裝固定，行星架7輸出的傳動方式；齒圈14固定安裝，且可拆卸更換；行星架7為ニ級減速機構(gòu)102的輸出端，其動カ輸出至階梯軸10，采用花鍵連接傳動方式，由階梯軸花鍵9將轉(zhuǎn)矩由行星架7傳至階梯軸10，再由階梯軸10通過花鍵21將轉(zhuǎn)矩傳至輪轂19，最終傳至外輪轂24。
[0046]階梯軸10兩端由圓錐滾子軸承2和圓錐滾子軸承11支撐，第一圓錐滾子軸承2和第二圓錐滾子軸承11用于承受地面垂直載荷和車輛側(cè)傾時產(chǎn)生的軸向力，其分別安裝于減速器殼體16和減速器端蓋5上，由減速器端蓋5上的端蓋螺栓15固定安裝端蓋后，實現(xiàn)固定兩軸承的軸向位置；輪轂19安裝于階梯軸10上，通過花鍵21連接且傳遞階梯軸10的轉(zhuǎn)矩，并將輪轂19的外端與外輪轂24通過輪轂螺栓20固定連接，連接后將其外端由輪轂螺母22沿軸向固定；外輪轂24結(jié)構(gòu)簡單重量輕，易拆裝攜帶便于制造；輪轂螺母22采用防松設(shè)置，外端設(shè)置輪轂防護端蓋23。如圖3、圖4所示，在輪轂19和減速器端蓋5之間裝有制動機構(gòu)，包括制動鉗18和制動盤25，制動盤25安裝在輪轂19內(nèi)側(cè)，制動鉗18通過螺栓17固定安裝在減速器端蓋5上，制動鉗18和制動盤25通過摩擦實現(xiàn)輪轂19制動。
[0047]輪轂電機行星減速系統(tǒng)，包括減速器殼體16、減速器端蓋5、制動鉗18、制動盤25、輪轂19、外輪轂24、階梯軸10。
[0048]減速器殼體16和減速器端蓋5通過螺栓連接共同組成密封的箱體，且為ー級減速機構(gòu)101和ニ級減速機構(gòu)102的裝配機體，可實現(xiàn)液體潤滑。
[0049]制動鉗18固定安裝在減速器端蓋5上，制動盤25固定安裝在輪轂19上，通過摩擦實現(xiàn)輪轂制動。
[0050]輪轂19和外輪轂24通過螺栓連接為一體，一體化后的輪轂由輪轂螺母22固定安裝在階梯軸10上，并通過花鍵獲得階梯軸10的轉(zhuǎn)矩，輪轂螺母22外側(cè)設(shè)有防松裝置并有輪轂防護端蓋23。
[0051]圓錐滾子軸承安裝于階梯軸兩側(cè)，裝配在減速器殼體16和減速器端蓋5上，并通過減速器端蓋5和階梯軸10實現(xiàn)其軸向定位，并可承受一定的軸向力。
[0052]內(nèi)齒輪12與太陽輪8固定在一起或制造為一體化齒輪，
[0053]行星架7通過階梯軸花鍵9與階梯軸10周向固定連接；
[0054]還包括外輪轂24、減速器殼體16、支架3、減速器端蓋5、制動鉗18、制動盤25 ；
[0055]減速器殼體16與減速器端蓋5共同組成密封的減速器箱體；
[0056]支架3安裝于減速器殼體16的外端；通過支架螺栓4安裝。制動鉗18安裝于減速器端蓋5的外端；制動盤25安裝在輪轂19上；制動盤25由制動鉗18通過摩擦實現(xiàn)輪轂19的制動；
[0057]最終實現(xiàn)外輪轂24的制動控制。
[0058]齒圈14固定安裝在減速器殼體16內(nèi)。
[0059]電動機1先驅(qū)動ー級減速機構(gòu)101再驅(qū)動ニ級減速機構(gòu)102，
[0060]內(nèi)齒輪12與太陽輪8共同繞階梯軸10的軸線轉(zhuǎn)動，行星架7通過階梯軸花鍵9連接于階梯軸10，階梯軸花鍵9將動カ由行星架7傳至階梯軸10。
[0061]階梯軸10兩端通過第一圓錐滾子軸承2、第二圓錐滾子軸承11安裝在減速器殼體16和減速器端蓋5上，階梯軸10繞其軸線轉(zhuǎn)動，并通過花鍵21將動カ傳遞至輪轂19。
[0062]外輪轂24通過輪轂螺栓20與輪轂19固定安裝連接。
[0063]且裝配緊湊易固定，外輪轂24制造簡單重量輕，便于攜帶更換。
[0064]輪轂19與外輪轂24裝配為一體，軸端位置通過輪轂螺母22固定，外端由輪轂防護端蓋23密封保護。
[0065]裝配順序:如圖2所示，第一歩，將電動機1裝入減速器殼體16進行固定。第二歩，將第一圓錐滾子軸承2裝入減速器殼體16的軸承座，插入階梯軸10，再依次裝入一級減速機構(gòu)101和ニ級減速機構(gòu)102，再將第二圓錐滾子軸承11裝入階梯軸10的另ー側(cè)，蓋上減速器端蓋5并用端蓋螺栓15固定密封；從而完成輪轂電機行星減速系統(tǒng)的總體裝配。第三步，首先將制動鉗18安放在制動盤25上，制動盤25固定在輪轂19上，再將輪轂19通過花鍵21連接于階梯軸10上，通過輪轂螺母22固定其軸向位置，蓋上輪轂防護端蓋23。第四步，運用相關(guān)工具通過輪轂19的輪輻板面散熱孔將制動鉗18固定在減速器端蓋5上，最終將外輪轂24通過輪轂螺栓20固定連接在輪轂19上，從而完成整體裝配。
[0066]輪轂電機行星減速系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，傳動效率較高，通過ー級減速機構(gòu)101和ニ級減速機構(gòu)102可實現(xiàn)輪轂電機的雙極減速，傳動比大，從而容易實現(xiàn)電動機驅(qū)動整車。
[0067]輪轂電機行星減速系統(tǒng)不但能充分發(fā)揮電動機性能，加快系統(tǒng)響應(yīng)速度，還能使用雙級減速加大系統(tǒng)傳動比，大大增加系統(tǒng)輸出扭矩，在充分發(fā)揮電動機性能的同時產(chǎn)生足夠的驅(qū)動カ驅(qū)動汽車，同時有利于減輕電機負荷，緩和路面不平對電機所產(chǎn)生的沖擊，對提高電動輪整體壽命具有重要意義。
[0068]采用這樣的結(jié)構(gòu)后，與傳統(tǒng)內(nèi)燃機車輛相比，在動カ源配置、底盤結(jié)構(gòu)等方面有其獨特的技術(shù)特征和優(yōu)勢，其有益技術(shù)效果主要體現(xiàn)在以下方面:
[0069]1、動カ控制由硬連接改為軟連接形式，通過電子線控技術(shù)，實現(xiàn)各電動輪從零到最大速度的無級變速和各電動輪間的差速控制，省略了傳統(tǒng)汽車所需的機械式操縱換檔裝置、離合器、變速器、傳動軸和機械差速器等，使得驅(qū)動系統(tǒng)和整車結(jié)構(gòu)簡潔、有效利用空間大、傳動效率提高。
[0070]2、各車輪的驅(qū)動カ直接獨立可控，能快速響應(yīng)，正反轉(zhuǎn)靈活，瞬時動カ性能更為優(yōu)越，容易實現(xiàn)各輪的機電復(fù)合制動和制動能量回饋，還能對整車能源的高效利用實施最優(yōu)化控制和管理，節(jié)約能源。
[0071]3、整車布局和車身造型設(shè)計的自由度大大增加,將車架的承載功能和傳動功能分離，結(jié)構(gòu)大為簡化，容易實現(xiàn)相同底盤不同車身造型的產(chǎn)品多祥化和系列化，縮短了新車的開發(fā)周期，降低了開發(fā)成本。
[0072]4、在采用輪轂電機驅(qū)動系統(tǒng)的四輪車輛上，若進ー步導(dǎo)入線控四輪轉(zhuǎn)向技術(shù)(4WS)，能實現(xiàn)車輛轉(zhuǎn)向行駛高性能化，減小轉(zhuǎn)向半徑，甚至實現(xiàn)零轉(zhuǎn)向半徑，大大增加轉(zhuǎn)向靈便性。
[0073]5、車身上幾乎沒有大功率的運動部件，整車的振動、噪聲、熱輻射及舒適性得到極大改善。
[0074]改善汽車起步和加速性能，充分發(fā)揮輪邊驅(qū)動的優(yōu)勢，并產(chǎn)生足夠大的驅(qū)動カ驅(qū)動汽車，以應(yīng)用于特定的場合。提高驅(qū)動系統(tǒng)的輸出轉(zhuǎn)矩。
[0075]上面結(jié)合附圖對本發(fā)明進行了示例性描述，顯然本發(fā)明具體實現(xiàn)并不受上述方式的限制，只要采用了本發(fā)明的方法構(gòu)思和技術(shù)方案進行的各種非實質(zhì)性的改進，或未經(jīng)改進將本發(fā)明的構(gòu)思和技術(shù)方案直接應(yīng)用于其它場合的，均在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種電機驅(qū)動的輪邊減速系統(tǒng)，包括電動機(1)、輪轂(19)，其特征在于:還包括一級減速機構(gòu)(101)和ニ級減速機構(gòu)(102)，所述電動機(1)、ー級減速機構(gòu)(101)、ニ級減速機構(gòu)(102)、輪轂(19)依次連接；所述的ニ級減速機構(gòu)(102)為行星減速機構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的ー種電機驅(qū)動的輪邊減速系統(tǒng)，其特征在于: 所述ー級減速機構(gòu)(101)包括相互嚙合的圓柱齒輪(6)和內(nèi)齒輪(12);所述的圓柱齒輪(6)與電動機(1)的主軸固定連接； 所述的內(nèi)齒輪(12)的中心孔空套在階梯軸(10)上； 所述ニ級減速機構(gòu)(102)包括太陽輪(8)、行星輪(13)、齒圈(14)、行星架(7)； 所述太陽輪(8)與所述的內(nèi)齒輪(12)固定連接；所述行星輪(13)可轉(zhuǎn)動地安裝在行星架(7)上，太陽輪(8)與行星輪(13)相嚙合； 所述的行星架(7)與所述的階梯軸(10)固定連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的ー種電機驅(qū)動的輪邊減速系統(tǒng)，其特征在于: 還包括外輪轂(24)、減速器殼體(16)、支架(3)、減速器端蓋(5)、制動鉗(18)、制動盤(25)； 所述減速器殼體(16)與減速器端蓋(5)共同組成密封的減速器箱體； 所述支架(3 )安裝于減速器殼體(16 )的外端；所述制動鉗(18 )安裝于減速器端蓋(5 )的外端；所述制動盤(25)安裝在輪轂(19)上； 所述齒圈(14)固定安裝在減速器殼體(16)內(nèi)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的ー種電機驅(qū)動的輪邊減速系統(tǒng)，其特征在于:所述階梯軸(10)兩端通過第一圓錐滾子軸承(2)和第二圓錐滾子軸承(11)分別安裝在減速器殼體(16)和減速器端蓋(5)上，所述階梯軸(10)通過花鍵(21)與輪轂(19)固定連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的ー種電機驅(qū)動的輪邊減速系統(tǒng)，其特征在于:所述外輪轂(24)通過輪轂螺栓(20)與輪轂(19)固定安裝連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的ー種電機驅(qū)動的輪邊減速系統(tǒng)，其特征在于:所述的階梯軸(10)的一端通過輪轂螺母(22)固定，并由輪轂防護端蓋(23)密封。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的ー種電機驅(qū)動的輪邊減速系統(tǒng)，其特征在于:所述行星架(7)通過階梯軸花鍵(9)與階梯軸(10)固定連接。
【文檔編號】B60K17/04GK103448537SQ201310356248
【公開日】2013年12月18日 申請日期:2013年8月15日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月15日
【發(fā)明者】時培成, 孫陽敏, 陳陸俊 申請人:安徽工程大學(xué)