采用頂緊式張緊機構(gòu)的同步帶減速式輪邊電驅(qū)動系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種采用頂緊式張緊機構(gòu)的同步帶減速式輪邊電驅(qū)動系統(tǒng)。其中，擺臂殼體、從動同步帶輪、同步帶、主動同步帶輪、電機座、電機、端蓋、導(dǎo)向銷、張緊螺柱為一體化結(jié)構(gòu)，形成了一體化單擺臂同步帶減速式輪邊電驅(qū)動系統(tǒng)的減速箱體組件；殼體和從動同步帶輪的結(jié)構(gòu)進行了優(yōu)化設(shè)計，質(zhì)量得到了一定減輕。所述一體化單縱臂懸架輪邊減速箱體組件通過橡膠襯套與車架鉸接。電機的動力傳遞路線為主動帶輪、同步帶、從動同步帶輪、驅(qū)動軸、輪轂及輪輞。張緊機構(gòu)包括電機、電機座、主動同步帶輪、軸承、擺臂殼體、端蓋、張緊螺柱、導(dǎo)向銷。采用的張緊機構(gòu)，結(jié)構(gòu)簡單，安裝方便，可有效調(diào)節(jié)同步帶輪張緊力的大小，具有自鎖功能確保運行的可靠。
【專利說明】采用頂緊式張緊機構(gòu)的同步帶減速式輪邊電驅(qū)動系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于電動汽車底盤與傳動領(lǐng)域，具體涉及一種采用頂緊式張緊機構(gòu)的一體化單擺臂同步帶減速式輪邊電驅(qū)動系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]近年來，電動汽車成為了研究的熱門，出現(xiàn)了多種電動車的驅(qū)動形式。其中，以電動輪為代表的輪邊電驅(qū)動系統(tǒng)具有眾多優(yōu)點:驅(qū)動系統(tǒng)和整車結(jié)構(gòu)簡潔緊湊、可利用空間大、傳動鏈短、傳動效率高、各驅(qū)動輪的驅(qū)動電機獨立可控、可實現(xiàn)驅(qū)動力與制動力的快速調(diào)節(jié)、容易實現(xiàn)ABS、TCS、及ESP等功能。但是，傳統(tǒng)的輪邊驅(qū)動系統(tǒng)由于引入了輪轂電機(或者輪邊電機加上減速機構(gòu))，致使非簧載質(zhì)量顯著增加，引起整車簧載質(zhì)量與非簧載質(zhì)量之比的失衡，導(dǎo)致車輛行駛性能尤其是垂向性能惡化，而汽車非簧載質(zhì)量的大小直接影響到汽車的行駛平順性和車輪接地性，故該類輪邊電驅(qū)動系統(tǒng)不利于汽車平順性和車輪接地性。
[0003]為解決這一問題，國內(nèi)外做了大量的研究，主要方面是:高度集成的電動輪機電一體化研究、高功率密度電機的開發(fā)以及結(jié)構(gòu)方面的創(chuàng)新等。就結(jié)構(gòu)方面，發(fā)明專利201110053092.6提出了一種減小單擺臂懸架輪邊電驅(qū)動系統(tǒng)等效非簧載質(zhì)量結(jié)構(gòu)及方法，能有效減小電機等部件引起的等效非簧載質(zhì)量。本專利描述了一種采用頂緊式張緊機構(gòu)的一體化單擺臂同步帶減速式輪邊電驅(qū)動系統(tǒng)。張緊機構(gòu)簡潔有效。由于帶傳動本身質(zhì)量較小，而且殼體和帶輪進行了減重優(yōu)化，大大減小了非簧載質(zhì)量。
實用新型內(nèi)容
[0004]本實用新型綜合考慮非簧載質(zhì)量、帶傳動優(yōu)點、帶傳動張緊、集成性、可行性等因素，提出了一種采用頂緊式張緊機構(gòu)的同步帶減速式輪邊電驅(qū)動系統(tǒng)，該機構(gòu)大大減小了非簧載質(zhì)量。
[0005]本實用新型的技術(shù)方案是:采用頂緊式張緊機構(gòu)的同步帶減速式輪邊電驅(qū)動系統(tǒng)包括輪輞、輪轂、制動盤、輪轂軸承、半軸套管、擺臂殼體、大深溝球軸承、從動同步帶輪、彈性減振器、電機、小深溝球軸承、電機座、主動同步帶輪、端蓋、橡膠襯套連接座、橡膠襯套、驅(qū)動軸、張緊螺柱、導(dǎo)向銷、車架、同步帶等。
[0006]其中，擺臂殼體、從動同步帶輪、大深溝球軸承、同步帶、主動同步帶輪、小深溝球軸承、電機座、端蓋、導(dǎo)向銷、張緊螺柱為一體化結(jié)構(gòu)，形成了一體化單擺臂同步帶減速式輪邊電驅(qū)動系統(tǒng)的減速箱體組件；其中的擺臂殼體和從動同步帶輪進行了結(jié)構(gòu)優(yōu)化和輕量化設(shè)計，得到了一種新的滿足結(jié)構(gòu)和強度要求的擺臂殼體結(jié)構(gòu)形式，殼體的重量得到了減輕，而且?guī)鲃颖旧淼刃Щ上沦|(zhì)量較小，因此大大減小了簧下質(zhì)量。所述的減速箱體組件通過橡膠襯套與車架彈性鉸接，整個輪邊減速箱體組件在工作時會以橡膠襯套與車架鉸接軸線為軸繞車架擺動。減速箱體組件具有單擺臂懸架的導(dǎo)向功能和輪邊減速器殼體的支撐功能。電機通過螺栓與電機座固連，實現(xiàn)與減速箱體的一體化連接，從而實現(xiàn)動力的輸出。主動帶輪軸兩端通過軸承分別支撐于電機座和端蓋內(nèi)。主動帶輪通過同步帶與從動帶輪實現(xiàn)動力的傳遞。從動同步帶輪通過矩形花鍵與驅(qū)動軸相連。驅(qū)動軸通過漸開線花鍵與輪轂連接，最終把動力傳遞給了輪輞。制動鉗安裝固接在半軸套管上。
[0007]本實用新型中的電機、電機座、主動同步帶輪、小深溝球軸承、端蓋、張緊螺柱、導(dǎo)向銷、擺臂殼體構(gòu)成了張緊機構(gòu)。電機通過螺栓與電機座固連成一體，主動同步帶輪裝上小深溝球軸承再裝到電機座和端蓋中，之后用螺釘將電機座與端蓋固聯(lián)在一起。電機、電機座、主動同步帶輪、小深溝球軸承以及端蓋組裝成一體化動力組件。整個一體化動力組件通過兩個導(dǎo)向銷(兩個導(dǎo)向銷方向平行)與擺臂殼體實現(xiàn)銷連接(擺臂殼體和電機座上有銷孔)，整個一體化動力組件可沿著導(dǎo)向銷的方向移動。張緊螺柱通過螺紋擰進擺臂殼體中，端部頂著電機座。當(dāng)需要張緊時，通過擰動張緊螺柱，張緊螺柱可以頂著電機座沿著導(dǎo)向銷的方向移動，電機座帶著整個一體化動力組件沿著導(dǎo)向銷的方向移動，從而實現(xiàn)同步帶輪之間的張緊。由于張緊螺柱和擺臂殼體螺紋孔采用的是細(xì)牙螺紋，具有自鎖功能，所以張緊后，不會產(chǎn)生移動，確保張緊機構(gòu)的可靠性。
[0008]本實用新型的擺臂殼體和從動同步帶輪，通過優(yōu)化結(jié)構(gòu)進行了輕量化設(shè)計，經(jīng)過有限元軟件分析驗證滿足強度和剛度的要求。整個系統(tǒng)的質(zhì)量得到了減輕，有利于減小汽車簧下質(zhì)量。
[0009]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的優(yōu)點在于:
[0010]( I)采用了頂緊式張緊機構(gòu)，張緊機構(gòu)簡單有效，具有自鎖功能，確保了張緊的有效性；
[0011](2)同步帶傳動具有運行平穩(wěn)、噪聲小、傳動比恒定等優(yōu)點。相比于輪邊驅(qū)動常用的齒輪傳動，其具有效率高、無需潤滑和密封、成本低、節(jié)省輪邊空間等突出優(yōu)點。
[0012](3)帶傳動本身的質(zhì)量比較小，擺臂殼體和從動同步帶輪進行了結(jié)構(gòu)優(yōu)化之后，質(zhì)量又進一步得到了減輕，所以整套輪邊電驅(qū)動系統(tǒng)的簧下質(zhì)量得到了有效的降低，提高了汽車的平順性和接地性。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0014]圖2為本實用新型的張緊機構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖3為本實用新型的擺臂殼體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]附圖中標(biāo)號說明:
[0017]I——輪輞； 2——輪轂；3——制動盤；
[0018]4——輪轂軸承； 5——半軸套管；6——擺臂殼體；
[0019]7—大深溝球軸承；8—從動同步帶輪；9—彈性減振器；
[0020]10-電機；11-小深溝球軸承；12-電機座；
[0021]13-主動同步帶輪；14-端蓋；15-橡膠襯套連接座；
[0022]16——橡膠襯套； 17——車架；18——驅(qū)動軸；
[0023]19——張緊螺柱； 20、20’——導(dǎo)向銷；
[0024]21-同步帶。

【具體實施方式】
[0025]以下結(jié)合附圖1本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖、附圖2張緊機構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖、附圖3擺臂殼體結(jié)構(gòu)示意圖所示，對本實用新型作進一步描述。
[0026]采用頂緊式張緊機構(gòu)的同步帶減速式輪邊電驅(qū)動系統(tǒng)包括:輪輞1、輪轂2、制動盤3、輪轂軸承4、半軸套管5、擺臂殼體6、大深溝球軸承7、從動同步帶輪8、彈性減振器9、電機10、小深溝球軸承11、電機座12、主動同步帶輪13、端蓋14、橡膠襯套連接座15、橡膠襯套16、車架17、驅(qū)動軸18、張緊螺柱19、導(dǎo)向銷20、同步帶21。
[0027]在圖1中，電機10的電機軸通過漸開線花鍵與主動同步帶輪13連接。主動同步帶輪13裝上小深溝球軸承11，再裝到電機座12和端蓋14中，之后用螺釘將電機座12與端蓋14固聯(lián)在一起。這樣電機10、電機座12、小深溝球軸承11、主動同步帶輪13以及端蓋14組裝成一體化動力組件。主動同步帶輪13與從動同步帶輪8之間由同步帶21連接以傳遞動力。從動同步帶輪8與驅(qū)動軸18采用矩形花鍵連接以傳遞動力。驅(qū)動軸18通過大深溝球軸承7支撐于擺臂殼體6上。驅(qū)動軸18通過漸開線花鍵與輪轂2連接以傳遞動力。輪轂2安裝于輪轂軸承4內(nèi)，輪轂軸承4安裝在半軸套管5內(nèi)。半軸套管5與擺臂殼體6通過螺栓連接。輪輞1、輪轂2和制動盤3通過螺栓連接以傳遞動力到輪胎。
[0028]其中,擺臂殼體6、從動同步帶輪8、大深溝球軸承7、同步帶21、主動同步帶輪13、小深溝球軸承11、電機座12、端蓋14、導(dǎo)向銷20、張緊螺柱20為一體化結(jié)構(gòu)，形成了一體化單擺臂同步帶減速式輪邊電驅(qū)動系統(tǒng)的減速箱體組件；所述一體化單縱臂懸架輪邊減速箱體組件通過橡膠襯套16與車架17彈性鉸接，整個輪邊系統(tǒng)可繞橡膠襯套16與車架17連接軸線擺動。減速箱體組件具有單擺臂懸架的導(dǎo)向功能和輪邊減速器殼體的支撐功能。動力傳遞路線是:電機10、主動同步帶輪13、同步帶21、從動同步帶輪8、驅(qū)動軸18、輪轂2、輪輞I。
[0029]在圖2中，電機10(圖1所示的電機10)、主動同步帶輪13、小深溝球軸承11、電機座12、端蓋14 (圖1所示的端蓋14)、導(dǎo)向銷20、張緊螺柱19、擺臂殼體6共同構(gòu)成了張緊機構(gòu)。電機10與電機座12的端面通過螺栓固連成一體，主動同步帶輪13裝上小深溝球軸承11裝到電機座12和端蓋14中，之后用螺釘將電機座12與端蓋14固聯(lián)在一起。這樣電機10、電機座12、主動同步帶輪13、小深溝球軸承11以及端蓋14組裝成一體化動力組件。整個一體化動力組件通過兩個導(dǎo)向銷20、20’(兩個導(dǎo)向銷方向平行)與擺臂殼體6實現(xiàn)銷連接(擺臂殼體6和電機座12上有銷孔)，整個一體化動力組件可沿著導(dǎo)向銷20、20’的方向移動。張緊螺柱19通過螺紋擰進擺臂殼體6中，其端部頂著電機座12。當(dāng)需要張緊時，通過擰動張緊螺柱19，使張緊螺柱19頂著電機座12沿著導(dǎo)向銷20的方向移動，電機座12帶著整個一體化動力組件沿著導(dǎo)向銷20的方向移動，增大了主動同步帶輪13和從動同步帶輪8之間的距離，從而實現(xiàn)同步帶輪之間的張緊。由于張緊螺柱19和擺臂殼體殼體6螺紋孔采用的是細(xì)牙螺紋，具有自鎖功能，所以張緊后，不會產(chǎn)生移動，確保張緊機構(gòu)的可靠性。綜上，可見本套張緊機構(gòu)具有結(jié)構(gòu)簡單、安裝加工方便、可有效調(diào)節(jié)同步帶輪張緊力的大小、具有自鎖功能等優(yōu)點。
[0030]圖3為所用擺臂殼體6的結(jié)構(gòu)示意圖，通過結(jié)構(gòu)優(yōu)化和輕量化設(shè)計，其基本外形如圖所示。采用結(jié)構(gòu)優(yōu)化和輕量化設(shè)計后，得到了一種新的滿足結(jié)構(gòu)和強度要求的擺臂殼體結(jié)構(gòu)形式，殼體質(zhì)量得到了一定減輕，并且以同步帶傳動作為減速方式的輪邊驅(qū)動系統(tǒng)本身的非簧載質(zhì)量就比較小，所以設(shè)計的一體化單擺臂同步帶減速式輪邊電驅(qū)動系統(tǒng)的非簧載質(zhì)量得到了有效的減小。采用同步齒形帶傳動，中心距不受帶輪大小的限制，同時可有效使電機的質(zhì)心盡量靠近車架，也可以有效降低了簧下質(zhì)量，提高了汽車的平順性和接地性。
【權(quán)利要求】
1.采用頂緊式張緊機構(gòu)的同步帶減速式輪邊電驅(qū)動系統(tǒng)，至少包括輪輞、輪轂、制動盤、輪轂軸承、半軸套管、擺臂殼體、大深溝球軸承、從動同步帶輪、彈性減振器、電機、小深溝球軸承、電機座、主動同步帶輪、端蓋、橡膠襯套連接座、橡膠襯套、驅(qū)動軸、張緊螺柱、導(dǎo)向銷、車架、同步帶，其特征在于:所述電機通過螺栓與電機座固連成一體，所述的主動同步帶輪通過兩端軸承分別支撐在所述的電機座和所述的端蓋內(nèi)，所述的電機、電機座、主動同步帶輪、小深溝球軸承以及端蓋組裝成一體化動力組件；所述的一體化動力組件通過所述的導(dǎo)向銷連接到所述的擺臂殼體上；當(dāng)需要張緊時，通過擰動所述的張緊螺柱，讓所述的張緊螺柱頂著所述的電機座，所述的電機座帶著整個一體化動力組件沿著所述導(dǎo)向銷的方向移動，從而實現(xiàn)同步帶輪之間的張緊。
【文檔編號】B60K7/00GK204161113SQ201420566542
【公開日】2015年2月18日 申請日期:2014年9月29日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月29日
【發(fā)明者】陳辛波, 王 忠, 李堅勤, 孫浩棋, 許乃文, 張姍, 沈方巖 申請人:同濟大學(xué)