本發(fā)明涉及電動(dòng)輪結(jié)構(gòu)領(lǐng)域,具體涉及一種重載車輛用電動(dòng)輪總成裝置及汽車。
背景技術(shù):
電動(dòng)汽車包括混合動(dòng)力汽車、燃料電池汽車、純電動(dòng)汽車等,它具有節(jié)能、環(huán)保的特點(diǎn),是新一代汽車技術(shù)的發(fā)展方向。目前所開發(fā)的電動(dòng)汽車一般是在傳統(tǒng)汽車底盤中通過改造動(dòng)力傳動(dòng)系而成。如混合動(dòng)力汽車是通過在傳動(dòng)系中加入驅(qū)動(dòng)電機(jī)并借助動(dòng)力合成器實(shí)現(xiàn)動(dòng)力合成而驅(qū)動(dòng)汽車。燃料電池汽車則是利用燃料電池輸出的電能及輔助能源的電能給驅(qū)動(dòng)電機(jī)提供動(dòng)力驅(qū)動(dòng)汽車。純電動(dòng)汽車則是通過動(dòng)力電池為驅(qū)動(dòng)電機(jī)提供電能驅(qū)動(dòng)汽車。在所有電動(dòng)汽車構(gòu)型方案中,采用將電機(jī)直接與車輪集成的方案,即輪轂電機(jī)驅(qū)動(dòng)方案或者稱為“電動(dòng)輪”,是最有利于整車性能提升的。電動(dòng)輪驅(qū)動(dòng)技術(shù)是提高電動(dòng)汽車性能的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù),它給汽車帶來巨大優(yōu)勢,使整車結(jié)構(gòu)得到簡化,各輪驅(qū)動(dòng)力僅通過驅(qū)動(dòng)電機(jī)即可實(shí)現(xiàn)獨(dú)立控制而不必像傳統(tǒng)汽車那樣要對整車動(dòng)力傳動(dòng)系及制動(dòng)系進(jìn)行綜合控制才能實(shí)現(xiàn)車輪驅(qū)動(dòng)力控制,電動(dòng)輪驅(qū)動(dòng)技術(shù)可以較低成本實(shí)現(xiàn)性能更好的汽車底盤控制技術(shù)并實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)汽車底盤所無法實(shí)現(xiàn)的某些先進(jìn)技術(shù)。
電動(dòng)輪驅(qū)動(dòng)技術(shù)在國外民用車領(lǐng)域已開始進(jìn)入產(chǎn)品應(yīng)用階段。國外主要汽車公司均開發(fā)了電動(dòng)輪驅(qū)動(dòng)汽車,國內(nèi)電動(dòng)輪驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車處于技術(shù)研究階段。采用電動(dòng)輪驅(qū)動(dòng)的混合動(dòng)力汽車技術(shù)已成為新一代軍用車輛動(dòng)力驅(qū)動(dòng)技術(shù)的重要發(fā)展方向。美國、德國、法國、日本等均在進(jìn)行軍用混合動(dòng)力技術(shù)的研究,無一例外地均采用了電動(dòng)輪驅(qū)動(dòng)+混合動(dòng)力的方案。可見采用電動(dòng)輪驅(qū)動(dòng)已成為未來新一代電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)發(fā)展的重要方向。而電動(dòng)輪則是該技術(shù)的關(guān)鍵總成,采用該技術(shù)的汽車具有節(jié)能、高效回收制動(dòng)能量、整車結(jié)構(gòu)簡化等優(yōu)點(diǎn)。
但現(xiàn)在的電動(dòng)輪驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩不足,特別是大型汽車對電動(dòng)輪轉(zhuǎn)矩需求更大,而現(xiàn)有電動(dòng)輪轉(zhuǎn)矩小的特點(diǎn)大大阻礙了電動(dòng)輪驅(qū)動(dòng)技術(shù)的應(yīng)用。目前轎車電動(dòng)輪驅(qū)動(dòng)一般采用直驅(qū)方案,該方案要輸出低速大轉(zhuǎn)矩,就必須要求電機(jī)輸出大電流,這使得電機(jī)效率低下,散熱低下,且技術(shù)上實(shí)現(xiàn)困難。對于目前采用減速驅(qū)動(dòng)的電動(dòng)輪方案,以zf公司的輪邊驅(qū)動(dòng)橋?yàn)槔?,其存在結(jié)構(gòu)不合理、占用空間大無法與車輪直接集成的問題。
申請?zhí)枮?01610269786.6專利申請中,雖然解決了原理及功能上的需求,但其在結(jié)構(gòu)上如裝配的復(fù)雜程度、軸承的支撐定位以及電機(jī)與軸承、電機(jī)與變速器間的密封方面還存在著不足之處。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
基于現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)問題,本發(fā)明的目的是解決電機(jī)自身、電機(jī)與軸承、電機(jī)與減速器之間的密封性問題以及裝配受力不合理的問題。
本發(fā)明提供的技術(shù)方案為:
一種重載車輛用電動(dòng)輪總成裝置,包括:
輪轂電機(jī),其具有電機(jī)外殼;
一級(jí)行星齒輪副,其包括一級(jí)太陽輪、第一一級(jí)行星架、第二一級(jí)行星架和一級(jí)內(nèi)齒圈;
所述一級(jí)太陽輪,其固定套設(shè)所述輪轂電機(jī)的電機(jī)軸,能夠相對于所述電機(jī)軸同速轉(zhuǎn)動(dòng);
二級(jí)行星齒輪副,其包括二級(jí)太陽輪、第一二級(jí)行星架、第二二級(jí)行星架以及二級(jí)內(nèi)齒圈;
所述二級(jí)太陽輪,其連接所述第一一級(jí)行星架,能夠和所述第一一級(jí)行星架共同旋轉(zhuǎn);并且所述二級(jí)太陽輪可旋轉(zhuǎn)的支撐在所述輪轂電機(jī)的電機(jī)軸上,能夠相對于所述電機(jī)軸差速旋轉(zhuǎn);
所述一級(jí)內(nèi)齒圈與所述第二二級(jí)行星架固定連接,所述二級(jí)內(nèi)齒圈與所述電機(jī)外殼固定連接;所述電機(jī)外殼可旋轉(zhuǎn)的支撐在所述電機(jī)軸上;
輪輞,其與所述第二二級(jí)行星架連接,能夠隨所述第二二級(jí)行星架轉(zhuǎn)動(dòng),用于將旋轉(zhuǎn)動(dòng)力輸出。
優(yōu)選的是,還包括:
電機(jī)轉(zhuǎn)子,其固定在所述輪轂電機(jī)的電機(jī)軸上;以及
電機(jī)繞組,其固定在所述電機(jī)外殼上。
優(yōu)選的是,還包括:制動(dòng)盤,其與所述輪轂電機(jī)的電機(jī)軸固定連接,并且內(nèi)嵌到所述電機(jī)外殼的凹腔內(nèi)部。
優(yōu)選的是,所述電機(jī)外殼包括第一電機(jī)外殼和第二電機(jī)外殼,并且分別向內(nèi)凹陷形成第一凹腔和第二凹腔,所述二級(jí)內(nèi)齒圈固定到所述第一凹腔內(nèi),所述制動(dòng)盤布置在所述第二凹腔內(nèi)。
優(yōu)選的是,所述一級(jí)行星齒輪副還包括:至少一個(gè)一級(jí)行星輪以及一級(jí)行星軸;
其中,所述電機(jī)軸與所述一級(jí)太陽輪通過漸開線花鍵連接,所述一級(jí)行星輪通過滾子支撐在所述一級(jí)行星軸上,所述一級(jí)行星軸固定在所述第一一級(jí)行星架和第二一級(jí)行星架上,所述一級(jí)行星架與所述一級(jí)行星軸通過擋圈卡合,所述一級(jí)內(nèi)齒圈與所述第二二級(jí)行星架通過軸軸承蓋板連接;
其中,在所述滾子之間設(shè)置套筒,在所述滾子和所述一級(jí)行星架之間設(shè)置l型擋塊。
優(yōu)選的是,所述二級(jí)行星齒輪副還包括:至少一個(gè)二級(jí)行星輪以及二級(jí)行星軸;
所述二級(jí)行星輪通過滾子支撐在所述二級(jí)行星軸上,所述二級(jí)行星架與所述二級(jí)行星軸通過擋圈卡合;
其中,在所述滾子之間設(shè)置套筒,在所述滾子和所述二級(jí)行星架之間設(shè)置l型擋塊。
優(yōu)選的是,所述一級(jí)行星齒輪副外側(cè)設(shè)置軸承蓋板,所述電機(jī)軸穿出所述電機(jī)外殼,一端可旋轉(zhuǎn)的支撐在所述軸承端蓋上,另一端可旋轉(zhuǎn)的支撐在所述電機(jī)外殼上;以及
所述電機(jī)軸與所述軸承端蓋之間通過圓錐滾子軸承旋轉(zhuǎn)支撐,所述圓錐滾子軸承的軸向定位在所述電機(jī)軸的軸肩處,并且在所述第二電機(jī)外殼與所述電機(jī)軸的一端設(shè)置有密封裝置。
優(yōu)選的是,所述第一二級(jí)行星架和所述電機(jī)外殼均通過圓錐滾子軸承支撐在所述電機(jī)軸上;
其中,所述第一二級(jí)行星架與所述電機(jī)軸之間的圓錐滾子軸承的一端通過所述第一電機(jī)外殼與所述電機(jī)軸之間的圓錐滾子軸承進(jìn)行對應(yīng)定位安裝,另一端通過所述第二二級(jí)行星架的凸臺(tái)定位安裝;以及
所述第一電機(jī)外殼、所述電機(jī)軸和所述圓錐滾子軸承之間設(shè)置j型油封,在所述第二二級(jí)行星架和所述二級(jí)內(nèi)齒圈之間設(shè)置密封圈。
優(yōu)選的是,還包括:
所述一級(jí)行星齒輪副和所述二級(jí)的外側(cè)均設(shè)置密封蓋板和密封墊片;
所述密封裝置通過密封螺母和密封盤形成。
一種汽車,使用所述的重載車輛用電動(dòng)輪總成裝置進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比較所具有的有益效果:
1、本發(fā)明所述的帶兩級(jí)行星齒輪減速器的電動(dòng)輪通過對輪轂電機(jī)和兩級(jí)行星齒輪減速器的集成實(shí)現(xiàn)了電動(dòng)汽車的電動(dòng)輪驅(qū)動(dòng)技術(shù),解決了輪轂電機(jī)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩不足,難以應(yīng)用于大型重載車輛的問題;
2、本發(fā)明所述的可輸出大轉(zhuǎn)矩的電動(dòng)輪裝置通過對兩級(jí)行星齒輪減速器和輪轂電機(jī)的集成設(shè)計(jì),充分利用輪轂電機(jī)本體空間,使集成兩級(jí)行星齒輪減速器后,整機(jī)空間尺寸變化不大,可直接與車輪集成。使裝備這種電動(dòng)輪的電動(dòng)汽車整車結(jié)構(gòu)大為簡化,無需復(fù)雜的傳動(dòng)系。同時(shí)電機(jī)后端布置的輔助制動(dòng)器由于兩級(jí)行星齒輪減速器的減速增扭作用,可以把其尺寸縮小置入電機(jī)左端凹腔內(nèi),另外由于可利用電機(jī)回饋制動(dòng)轉(zhuǎn)矩進(jìn)行制動(dòng),減小了制動(dòng)器的轉(zhuǎn)矩負(fù)荷。綜合而言,可以用較小的制動(dòng)器,充分滿足整車制動(dòng)效能的要求;
3、通過本發(fā)明改變的一些部件的連接方式,使裝置的集成與裝配更加合理。加裝了一些支撐部件,解決了裝置在受力方面的問題。增加了密封裝置,使電機(jī)自身、電機(jī)與軸承、電機(jī)與減速器之間的密封問題得到了解決。
附圖說明
圖1是本發(fā)明所述帶兩級(jí)行星齒輪減速器的電動(dòng)輪的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的主視圖;
圖2是本發(fā)明所述帶兩級(jí)行星齒輪減速器的電動(dòng)輪的電機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)的主視圖;
圖3是本發(fā)明所述帶兩級(jí)行星齒輪減速器的電動(dòng)輪的兩級(jí)行星齒輪減速器結(jié)構(gòu)的主視圖;
圖4a是本發(fā)明所述帶兩級(jí)行星齒輪減速器的電動(dòng)輪的電機(jī)軸結(jié)構(gòu)主視圖;
圖4b是本發(fā)明所述帶兩級(jí)行星齒輪減速器的電動(dòng)輪的電機(jī)軸結(jié)構(gòu)左視圖;
圖5a是本發(fā)明所述帶兩級(jí)行星齒輪減速器的電動(dòng)輪的一級(jí)行星軸的主視圖;
圖5b是圖5a中a-a處的剖面圖;
圖6a是本發(fā)明所述帶兩級(jí)行星齒輪減速器的電動(dòng)輪的迷宮式密封盤的主視圖;
圖6b是圖9a中a-a處的剖面圖;
圖7a是本發(fā)明所述帶兩級(jí)行星齒輪減速器的電動(dòng)輪的二級(jí)右端行星架的主視圖;
圖7b是圖7a中a-a處的剖面圖;
圖8a是本發(fā)明所述帶兩級(jí)行星齒輪減速器的電動(dòng)輪的二級(jí)行星軸的主視圖;
圖8b是圖8a中a-a處的剖面圖;
圖9a是本發(fā)明所述帶兩級(jí)行星齒輪減速器的電動(dòng)輪的二級(jí)左端行星架的主視圖;
圖9b是圖9a中a-a處的剖面圖;
圖10a是本發(fā)明所述帶兩級(jí)行星齒輪減速器的電動(dòng)輪的一級(jí)左端行星架的主視圖;
圖10b是圖10a中a-a處的剖面圖。
圖中:1.輪輞,2.右電機(jī)殼,3.左電機(jī)殼,4.電機(jī)繞組,5.電機(jī)轉(zhuǎn)子,6.轉(zhuǎn)子加強(qiáng)筋,7.j型無骨架橡膠油封,8.密封墊片,9.制動(dòng)盤,10.圓錐滾子軸承,11.圓螺母用止動(dòng)墊圈,12.圓螺母,13.電機(jī)軸,14.迷宮式密封盤,15.迷宮式密封圓螺母,16.圓螺母用止動(dòng)墊圈,17.內(nèi)六角圓柱頭螺釘,18.標(biāo)準(zhǔn)型彈簧墊圈,19.六角頭螺栓-b級(jí),20.左電機(jī)殼加強(qiáng)筋,21.標(biāo)準(zhǔn)型彈簧墊圈,22.六角薄螺母,23.雙頭螺柱,24.圓錐滾子軸承,25.右電機(jī)殼加強(qiáng)筋,26.輪輞螺栓,27.二級(jí)右端行星架,28.帶副唇內(nèi)包骨架型密封圈,29.輪轂螺栓,30.一級(jí)內(nèi)齒圈,31.標(biāo)準(zhǔn)型彈簧墊圈,32.六角薄螺母,33.雙頭螺柱,34.一級(jí)行星輪,35.一級(jí)行星軸,36.軸承蓋板,37.一級(jí)太陽輪,38.圓錐滾子軸承,39.密封墊片,40.標(biāo)準(zhǔn)型彈簧墊圈,41.六角頭螺栓-b級(jí),42.圓螺母用止動(dòng)墊圈,43.圓螺母,44.密封蓋板,45.軸用彈性擋圈-a型,46.軸用彈性擋圈-a型,47.一級(jí)右端行星架,48.l型擋塊,49.滾子,50.套筒,51.一級(jí)左端行星架,52.定制銷,53.二級(jí)太陽輪,54.套筒,55.l型擋塊,56.滾子,57.套筒,58.二級(jí)行星輪,59.二級(jí)行星軸,60.二級(jí)內(nèi)齒圈,61.二級(jí)左端行星架,62.軸用彈性擋圈-a型。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)說明,以令本領(lǐng)域技術(shù)人員參照說明書文字能夠據(jù)以實(shí)施。
如圖1所示,為實(shí)現(xiàn)上述功能,本發(fā)明提供了一種適用于大型重載車輛的電動(dòng)輪裝置,本發(fā)明所述的適用于重載車輛,是因?yàn)楸景l(fā)明采用了能夠輸出低轉(zhuǎn)速、大轉(zhuǎn)矩的輪轂電機(jī)結(jié)構(gòu)。所述輪轂電機(jī)雖然采用內(nèi)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu),但集成了一個(gè)兩級(jí)行星齒輪減速機(jī)構(gòu),實(shí)現(xiàn)了降速增扭的作用;同時(shí),兩級(jí)行星齒輪減速機(jī)構(gòu)布置在了所述左右電機(jī)殼的凹腔結(jié)構(gòu),結(jié)構(gòu)緊湊。并且由于兩級(jí)行星齒輪減速機(jī)構(gòu)的存在,只需要在電機(jī)軸的一端配置上一個(gè)小型號(hào)的制動(dòng)器即可滿足整體電動(dòng)輪較大的制動(dòng)效能需求。這里所述的制動(dòng)器中的制動(dòng)盤通過漸開線花鍵固定連接在電機(jī)軸上,所述制動(dòng)器的制動(dòng)鉗通過螺栓連接固定在所述左電機(jī)殼殼壁上。
兩級(jí)行星齒輪減速機(jī)構(gòu)是由一、二級(jí)行星齒輪副組成的;其中,本發(fā)明所述的一級(jí)行星齒輪副由一個(gè)一級(jí)太陽輪37、五個(gè)一級(jí)行星輪34、五個(gè)一級(jí)行星軸35、左右各一個(gè)一級(jí)行星架51、47和一個(gè)一級(jí)內(nèi)齒圈30組成。其中,所述一級(jí)太陽輪37和所述電機(jī)軸13通過漸開線花鍵連接固定,同轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動(dòng);所述一級(jí)行星輪34通過滾子49支撐在一級(jí)行星軸35上;所述一級(jí)行星軸35固定在左右兩個(gè)一級(jí)行星架上51、47;所述一級(jí)行星輪34同時(shí)和所述一級(jí)內(nèi)齒圈30嚙合;所述一級(jí)左端行星架51通過定制銷52與所述二級(jí)太陽輪53連接。本發(fā)明所述的二級(jí)行星齒輪副由一個(gè)二級(jí)太陽輪53、五個(gè)二級(jí)行星輪58、五個(gè)二級(jí)行星軸59、左右各一個(gè)二級(jí)行星架61、27和一個(gè)二級(jí)內(nèi)齒圈組60成。其中,所述二級(jí)太陽輪53與所述一級(jí)左端行星架51連接,并且空套在所述電機(jī)軸13上,所述二級(jí)太陽輪53與所述電機(jī)軸13差速轉(zhuǎn)動(dòng);所述二級(jí)右端行星架27通過螺栓33連接與所述一級(jí)內(nèi)齒圈30固定一起,同轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動(dòng);所述二級(jí)右端行星架27同時(shí)通過螺栓29連接與輪輞1固定一起,同轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動(dòng);所述一級(jí)內(nèi)齒圈30與所述二級(jí)右端行星架27同時(shí)作為減速器部分的轉(zhuǎn)矩輸出件;所述二級(jí)內(nèi)齒圈60壓裝在所述右電機(jī)殼2凹腔里面,跟所述右電機(jī)殼2成為固定件;所述整個(gè)二級(jí)行星齒輪副內(nèi)嵌到所述右電機(jī)殼2凹腔里,同時(shí),所述迷宮式密封結(jié)構(gòu)和所述制動(dòng)盤9內(nèi)嵌到所述左電機(jī)殼3凹腔里,所述整體電動(dòng)輪尺寸并沒有因?yàn)榧蓛杉?jí)行星齒輪減速機(jī)構(gòu)和制動(dòng)器而增加多少。
進(jìn)一步講,如圖1所示,從電機(jī)轉(zhuǎn)子輸出的轉(zhuǎn)矩一共有兩條功率傳遞路徑到達(dá)輪輞部分。一條是:從電機(jī)轉(zhuǎn)子5到一級(jí)太陽輪37,再到一級(jí)行星輪34,然后到一級(jí)內(nèi)齒圈30,最后到輪輞;另一條是:從電機(jī)轉(zhuǎn)子5到一級(jí)太陽輪37,再到一級(jí)行星輪34,然后到一級(jí)行星軸35,然后到一級(jí)左端行星架51,再到二級(jí)太陽輪53,然后到二級(jí)行星輪58,再到二級(jí)行星軸59,再到二級(jí)右端行星架,最后到輪輞輸出。
在另一種實(shí)施例中,電動(dòng)輪結(jié)構(gòu)中還包括:電機(jī)轉(zhuǎn)子5,電機(jī)繞組4,其中電機(jī)轉(zhuǎn)子5通過螺釘固定在輪轂電機(jī)的電機(jī)軸13上,電機(jī)繞組貼在右電機(jī)殼2上。
在另一種實(shí)施例中,電動(dòng)輪結(jié)構(gòu)中還包括制動(dòng)盤9,制動(dòng)盤9通過漸開線花鍵固定在所述電機(jī)軸13上。
在另一種實(shí)施例中,左右電機(jī)殼向內(nèi)凹嵌形成凹腔,其中所述二級(jí)行星齒輪副內(nèi)嵌到右電機(jī)殼2的凹腔內(nèi),所述迷宮式密封結(jié)構(gòu)14-15和制動(dòng)盤9內(nèi)嵌到左電機(jī)殼3的凹腔內(nèi)。
在另一種實(shí)施例中,一級(jí)行星齒輪副還包括:十個(gè)滾子49、五個(gè)套筒50、十個(gè)l型擋塊48和五個(gè)軸用彈性擋圈-a型46。其中,每兩個(gè)滾子49支撐一個(gè)一級(jí)行星輪34于一個(gè)一級(jí)行星軸35上;一個(gè)套筒50位于兩個(gè)滾子之間間隔開兩個(gè)滾子49;兩個(gè)l型擋塊48分別位于兩個(gè)滾子49外側(cè),一邊頂著滾子49,一邊頂著一級(jí)行星輪34側(cè)面,用于滾子的軸向定位;然后兩個(gè)l型擋塊48的另一側(cè)面分別貼在一級(jí)左右行星架47、51上;其中一級(jí)右端行星架47的另一側(cè)通過軸用彈性擋圈46卡在一級(jí)行星軸35上;一級(jí)行星軸35在一級(jí)右端行星架裝配處實(shí)行變徑處理,能夠和軸用彈性擋圈46一起作用,防止一級(jí)行星軸35的軸向串動(dòng);一級(jí)左端行星架51小徑處與二級(jí)太陽輪53通過定制銷52精密連接;這樣,一級(jí)行星輪34的軸向定位就通過套筒50、滾子49、l型擋塊48、左右一級(jí)行星架和軸用彈性擋圈46保證了;所述一級(jí)內(nèi)齒圈的軸向定位通過與之相連的二級(jí)右端行星架27還有軸承蓋板36實(shí)現(xiàn)。
在另一種實(shí)施例中,二級(jí)行星齒輪副還包括:十個(gè)滾子56、五個(gè)長套筒57、五個(gè)短套筒54、十個(gè)l型擋塊55和五個(gè)軸用彈性擋圈-a型62。其中,每兩個(gè)滾子56支撐一個(gè)二級(jí)行星輪58于一個(gè)二級(jí)行星軸59上;一個(gè)長套筒57位于兩個(gè)滾子56之間間隔開兩個(gè)滾子56;兩個(gè)l型擋塊55分別位于兩個(gè)滾子56外側(cè),一邊頂著滾子56,一邊頂著二級(jí)行星輪58側(cè)面,用于滾子的軸向定位;然后兩個(gè)l型擋塊55的另一側(cè)面分別貼在二級(jí)左右行星架61、27上;其中二級(jí)左端行星架61的另一側(cè)通過軸用彈性擋圈62卡在二級(jí)行星軸59上;二級(jí)行星軸59在二級(jí)左端行星架裝配處實(shí)行變徑處理,能夠和軸用彈性擋圈62一起作用,防止二級(jí)行星軸59的軸向串動(dòng);二級(jí)右端行星架27與l型擋塊55之間間隔著一個(gè)短套筒54用于軸向定位;這樣,二級(jí)行星輪58的軸向定位就通過短套筒54、長套筒57、滾子56、l型擋塊55、左右二級(jí)行星架和軸用彈性擋圈62保證了;所述二級(jí)內(nèi)齒圈60一側(cè)定在右電機(jī)殼2的加強(qiáng)筋25上,實(shí)現(xiàn)預(yù)定位,并且通過壓裝的方式,由預(yù)緊力實(shí)現(xiàn)具體運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)候的軸向定位和周向差速轉(zhuǎn)動(dòng)限制;
在另一種實(shí)施例中,由地面?zhèn)鞯杰囕?,再由車輪到輪輞1間傳遞的軸向串動(dòng)趨勢由兩部分抵消。其中,當(dāng)輪輞1產(chǎn)生向車輪外側(cè)軸向力時(shí),該力通過輪轂螺栓29傳遞到二級(jí)右端行星架27上,再由二級(jí)右端行星架27傳遞到一級(jí)內(nèi)齒圈30上,然后到軸承蓋板36上,再到圓錐滾子軸承38上,然后通過圓螺母用止動(dòng)墊圈42和圓螺母43傳遞到電機(jī)軸13上,然后該力通過電機(jī)軸13的外端再傳遞到電機(jī)軸13的內(nèi)端上,電機(jī)軸13的內(nèi)端同樣裝配有圓螺母用止動(dòng)墊圈16和密封圓螺母15,所以該力通過這兩個(gè)零件傳遞到了圓錐滾子軸承10上,最后傳遞到了固定件左電機(jī)殼3上;當(dāng)輪輞1產(chǎn)生向車輪內(nèi)側(cè)軸向力時(shí),該力通過輪轂螺栓29傳遞到二級(jí)右端行星架27上,再由二級(jí)右端行星架27傳遞到短套筒54上,然后由短套筒54到l型擋塊55,再由l型擋塊55傳遞到二級(jí)行星輪58上,然后出來還是一個(gè)l型擋塊55,接著傳遞到二級(jí)左端行星架61上,再由二級(jí)左端行星架61把這個(gè)軸向力傳遞到圓錐滾子軸承24上,最后通過圓錐滾子軸承24傳遞到固定件右電機(jī)殼2上。
在另一種實(shí)施例中,來自地面對輪胎的垂直反作用力通過輪轂螺栓29傳遞到兩級(jí)行星齒輪減速器中,再通過兩級(jí)行星齒輪減速器分別傳遞到與二級(jí)左端行星架61接觸的圓錐滾子軸承24和與軸承蓋板接觸的圓錐滾子軸承38上,然后通過這兩個(gè)圓錐滾子軸承傳遞到電機(jī)軸13上,再通過電機(jī)軸13分別傳遞到與左電機(jī)殼3接觸的圓錐滾子軸承10和與右電機(jī)殼2接觸的圓錐滾子軸承24上,最后通過這兩個(gè)圓錐滾子軸承傳遞到固定件左右電機(jī)殼上。
在另一種實(shí)施例中,一級(jí)行星輪34和二級(jí)行星輪58均設(shè)置五個(gè),均布在各自的行星齒輪機(jī)構(gòu)中,以傳遞較大的轉(zhuǎn)矩,同時(shí)保證足夠的齒面接觸疲勞強(qiáng)度和齒根彎曲強(qiáng)度。
本發(fā)明還提供了一種汽車,使用本發(fā)明所述的電動(dòng)輪結(jié)構(gòu)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)汽車。
綜上所述,本發(fā)明改變了二級(jí)內(nèi)齒圈60與電機(jī)外殼的連接方式,使之更易于裝配;增加了軸承與電機(jī)、電機(jī)與減速器之間的密封,使結(jié)構(gòu)更加合理;改變了軸承的安裝位置及安裝方式,使結(jié)構(gòu)受力更加合理。
其中,二級(jí)內(nèi)齒圈60壓裝在右電機(jī)殼2凹腔里,與右電機(jī)殼2成為固定件,二級(jí)右端行星架27與輪輞1通過螺栓連接固定一起,作為兩級(jí)行星齒輪減速機(jī)構(gòu)唯一的輸出端。
其中,一級(jí)行星齒輪副相對于二級(jí)行星齒輪副的另一側(cè)有軸承蓋板36和密封蓋板44,左電機(jī)殼3與電機(jī)軸13的左端之間有迷宮式密封裝置,迷宮式密封圓螺母15和迷宮式密封盤14組合形成一個(gè)迷宮式密封結(jié)構(gòu),保證輪轂電機(jī)內(nèi)部脂潤滑在左電機(jī)殼3的密封。
在圓錐滾子軸承24、右電機(jī)殼2和電機(jī)軸13之間形成一個(gè)腔室以裝配一個(gè)j型無骨架橡膠油封7,保證了整個(gè)兩級(jí)行星齒輪減速器部分的內(nèi)側(cè)密封,在二級(jí)右端行星架27靠近右電機(jī)殼2的側(cè)壁和二級(jí)內(nèi)齒圈60的外圓柱面之間增加了一個(gè)帶副唇內(nèi)包骨架型密封圈28,實(shí)現(xiàn)對兩級(jí)行星齒輪減速器部分的一部分密封。
其中,電機(jī)軸13一共有四個(gè)圓錐滾子軸承,分別用于電機(jī)軸與電機(jī)殼、電機(jī)軸與兩級(jí)行星齒輪減速器之間的支撐,位于右電機(jī)殼與電機(jī)軸間支撐的軸承與所述位于二級(jí)左端行星架與電機(jī)軸間支撐的軸承挨在一起安裝,從車輪傳遞過來的軸向力通過這兩個(gè)軸承直接傳遞到右電機(jī)殼上;其中,二級(jí)左端行星架61通過軸承支撐在電機(jī)軸13上。
實(shí)施例
下面再結(jié)合附圖1~10對本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)說明,以令本領(lǐng)域技術(shù)人員參照說明書能夠據(jù)以實(shí)施。
如附圖1所示為本發(fā)明的集成了兩級(jí)行星齒輪減速器的電動(dòng)輪總成機(jī)構(gòu),輪轂電機(jī)的電機(jī)軸13通過漸開線花鍵與一級(jí)太陽輪37連接,其中一級(jí)太陽輪37一端由軸肩定位,另一端由軸用彈性擋圈-a型45定位;然后一級(jí)太陽輪37與均布在周圍的五個(gè)一級(jí)行星輪34嚙合;一級(jí)行星輪34又分別通過各自的一級(jí)行星軸35、滾子49、套筒50、l型擋塊48支撐和定位在一級(jí)左端行星架51和一級(jí)右端行星架47之間;然后五個(gè)一級(jí)行星輪34都與一級(jí)內(nèi)齒圈30嚙合;一級(jí)內(nèi)齒圈30左右兩端分別跟二級(jí)右端行星架27和軸承蓋板36通過螺栓連接固定一起;一級(jí)左端行星架51通過定制銷52與二級(jí)太陽輪53固定一起;二級(jí)太陽輪53與輪轂電機(jī)的電機(jī)軸13間隙配合,空套在上面;二級(jí)太陽輪53與均布在其周圍的五個(gè)二級(jí)行星輪58嚙合傳動(dòng);二級(jí)行星輪58又分別通過各自的二級(jí)行星軸59、短套筒54、l型擋塊55、滾子56、長套筒57支撐和定位在二級(jí)左端行星架61和二級(jí)右端行星架27之間;然后五個(gè)二級(jí)行星輪58都與二級(jí)內(nèi)齒圈60嚙合傳動(dòng);二級(jí)內(nèi)齒圈壓裝在右電機(jī)殼2凹腔內(nèi),隨右電機(jī)殼2成為固定件;二級(jí)右端行星架27通過螺栓連接分別和一級(jí)內(nèi)齒圈30和輪輞1固定在一起;同時(shí)二級(jí)右端行星架27靠近右電機(jī)殼2的側(cè)壁和二級(jí)內(nèi)齒圈60的外圓柱面形成一個(gè)裝配帶副唇內(nèi)包骨架型密封圈的空間,實(shí)現(xiàn)對兩級(jí)行星齒輪減速器部分的一部分密封;軸承蓋板36與輪轂電機(jī)電機(jī)軸13之間通過圓錐滾子軸承38承載和定位;而圓錐滾子軸承38的軸向定位同時(shí)依靠電機(jī)軸13軸肩、圓螺母用止動(dòng)墊圈42和圓螺母43進(jìn)行保證。兩級(jí)行星齒輪減速器的外側(cè)密封通過密封蓋板44和密封墊片39保證;二級(jí)左端行星架61通過圓錐滾子軸承24支撐和定位在輪轂電機(jī)的電機(jī)軸13上;圓錐滾子軸承24有兩個(gè),背靠背安裝在一起,大小、型號(hào)一致,然后通過右電機(jī)殼2承載和定位;在圓錐滾子軸承24、右電機(jī)殼2和電機(jī)軸13之間形成一個(gè)腔室以裝配一個(gè)j型無骨架橡膠油封7,這樣,對于整個(gè)兩級(jí)行星齒輪減速器部分的內(nèi)側(cè)密封就得到保證,減速器內(nèi)部的油潤滑將無法干擾電機(jī)內(nèi)部的脂潤滑;左電機(jī)殼3通過圓錐滾子軸承10支撐和定位在電機(jī)軸13上;圓錐滾子軸承10通過圓螺母用止動(dòng)墊圈16和迷宮式密封圓螺母15固定和預(yù)緊在電機(jī)軸13上;同時(shí)迷宮式密封圓螺母15和迷宮式密封盤14組合形成一個(gè)迷宮式密封結(jié)構(gòu),保證輪轂電機(jī)內(nèi)部脂潤滑在左電機(jī)殼3處的密封;最后制動(dòng)盤9通過漸開線花鍵、圓螺母用止動(dòng)墊圈11和圓螺母12固定、預(yù)緊在電機(jī)軸13內(nèi)側(cè)。
如附圖2所示為本發(fā)明的輪轂電機(jī)結(jié)構(gòu)部分,右電機(jī)殼2通過圓錐滾子軸承24支撐在電機(jī)軸13上;左電機(jī)殼3通過圓錐滾子軸承10支撐在電機(jī)軸13上;左電機(jī)殼3的密封依靠位于圓錐滾子軸承10外側(cè)的迷宮式密封結(jié)構(gòu)保證;右電機(jī)殼2的密封依靠圓錐滾子軸承24內(nèi)側(cè)的j型無骨架橡膠油封7保證;支撐右電機(jī)殼的圓錐滾子軸承24左端通過電機(jī)軸肩定位,右端通過背對背安裝的軸承24預(yù)緊。電機(jī)轉(zhuǎn)子5通過內(nèi)六角圓柱頭螺釘固定在電機(jī)軸13上;電機(jī)繞組4貼在右電機(jī)殼2上。
如附圖3所示為本發(fā)明的兩級(jí)行星齒輪減速器結(jié)構(gòu),輪轂電機(jī)的電機(jī)軸13通過漸開線花鍵與一級(jí)太陽輪37連接,其中一級(jí)太陽輪37一端由軸肩定位,另一端由軸用彈性擋圈-a型45定位;然后一級(jí)太陽輪37與均布在周圍的五個(gè)一級(jí)行星輪34嚙合;一級(jí)行星輪34又分別通過各自的一級(jí)行星軸35、滾子49、套筒50、l型擋塊48支撐和定位在一級(jí)左端行星架51和一級(jí)右端行星架47之間;然后五個(gè)一級(jí)行星輪34都與一級(jí)內(nèi)齒圈30嚙合;一級(jí)內(nèi)齒圈30左右兩端分別跟二級(jí)右端行星架27和軸承蓋板36通過螺栓連接固定一起;一級(jí)左端行星架51通過定制銷52與二級(jí)太陽輪53固定一起;二級(jí)太陽輪53與輪轂電機(jī)的電機(jī)軸13間隙配合,空套在上面;二級(jí)太陽輪53與均布在其周圍的五個(gè)二級(jí)行星輪58嚙合傳動(dòng);二級(jí)行星輪58又分別通過各自的二級(jí)行星軸59、短套筒54、l型擋塊55、滾子56、長套筒57支撐和定位在二級(jí)左端行星架61和二級(jí)右端行星架27之間;然后五個(gè)二級(jí)行星輪58都與二級(jí)內(nèi)齒圈60嚙合傳動(dòng);二級(jí)右端行星架27通過螺栓連接和一級(jí)內(nèi)齒圈30固定在一起;同時(shí)二級(jí)右端行星架27靠近右電機(jī)殼2的側(cè)壁和二級(jí)內(nèi)齒圈60的外圓柱面形成一個(gè)裝配帶副唇內(nèi)包骨架型密封圈的空間,實(shí)現(xiàn)對兩級(jí)行星齒輪減速器部分的徑向密封;軸承蓋板36與輪轂電機(jī)電機(jī)軸13之間通過圓錐滾子軸承38承載和定位;而圓錐滾子軸承38的軸向定位同時(shí)依靠電機(jī)軸13軸肩、圓螺母用止動(dòng)墊圈42和圓螺母43進(jìn)行保證。兩級(jí)行星齒輪減速器的外側(cè)密封通過密封蓋板44和密封墊片39保證;二級(jí)左端行星架61通過圓錐滾子軸承24支撐和定位在輪轂電機(jī)的電機(jī)軸13上,該圓錐滾子軸承24左端通過背對背安裝的電機(jī)殼軸承24定位,右端則通過二級(jí)左端行星架61上的凸臺(tái)定位。
如附圖4a、4b所示為電機(jī)軸13的結(jié)構(gòu),其中螺栓段a主要用于裝配圓螺母用止動(dòng)墊圈11和圓螺母12;漸開線花鍵段b主要用于裝配制動(dòng)盤9;螺栓段c主要用于裝配圓螺母用止動(dòng)墊圈16和迷宮式密封圓螺母15;螺栓孔段d作為與電機(jī)轉(zhuǎn)子5固定連接部分;漸開線花鍵段e用于連接電機(jī)軸13和一級(jí)太陽輪37;螺栓段f用于裝配圓螺母用止動(dòng)墊圈42和圓螺母43。
如附圖5a、5b所示為一級(jí)行星軸35的結(jié)構(gòu)。
如附圖6a、6b所示為迷宮式密封盤14的結(jié)構(gòu),通過螺釘固定在左電機(jī)殼上,并且迷宮式密封盤14與電機(jī)軸13間隙配合。
如附圖7a、7b所示為二級(jí)右端行星架27的結(jié)構(gòu),通孔a用于套在二級(jí)行星軸59上;螺栓孔b用于與一級(jí)內(nèi)齒圈30和軸承蓋板36的連接;螺栓孔c用于與輪輞的固定連接。
如附圖8a、8b所示為二級(jí)行星軸59的結(jié)構(gòu)。
如附圖9a、9b所示為二級(jí)左端行星架61的結(jié)構(gòu),其中,小徑a處與圓錐滾子軸承24的外圈配合;通孔b與二級(jí)行星軸59配合。
如附圖10a、10b所示為一級(jí)左端行星架51的結(jié)構(gòu),通孔a與一級(jí)行星輪34配合;通孔b與二級(jí)太陽輪53通過定制銷固定連接。
具體工作方式
下面結(jié)合附圖1對本發(fā)明工作過程進(jìn)行詳細(xì)描述:
參閱圖1,本發(fā)明所述重載車輛用電動(dòng)輪總成結(jié)構(gòu)整體上是將一個(gè)兩級(jí)行星齒輪減速器集成到一個(gè)輪轂電機(jī)上,再將這個(gè)集成件整裝到一個(gè)22寸輪輞中。左右電機(jī)殼2、3與懸架固定一起,電機(jī)轉(zhuǎn)子5通過螺釘帶動(dòng)電機(jī)軸13旋轉(zhuǎn),電機(jī)軸13通過漸開線花鍵帶動(dòng)一級(jí)太陽輪37轉(zhuǎn)動(dòng),然后有兩條功率傳遞路線:通過一級(jí)太陽輪37、一級(jí)行星輪34、一級(jí)內(nèi)齒圈30作為第一條功率輸出路線;通過一級(jí)太陽輪、一級(jí)行星軸35、一級(jí)左端行星架51、二級(jí)太陽輪53、二級(jí)行星輪58、二級(jí)行星軸59、二級(jí)右端行星架27作為第二條功率輸出路線。這兩條路線連接輪輞,然后把轉(zhuǎn)矩傳遞到車輪上,進(jìn)而驅(qū)動(dòng)汽車行駛。
盡管本發(fā)明的實(shí)施方案已公開如上,但其并不僅僅限于說明書和實(shí)施方式中所列運(yùn)用,它完全可以被適用于各種適合本發(fā)明的領(lǐng)域,對于熟悉本領(lǐng)域的人員而言,可容易地實(shí)現(xiàn)另外的修改,因此在不背離權(quán)利要求及等同范圍所限定的一般概念下,本發(fā)明并不限于特定的細(xì)節(jié)和這里示出與描述的圖例。