CN101707412B - 一种具有差速输出功能的驱动电机 - Google Patents
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Abstract
本发明为一种具有差速输出功能的驱动电机，该驱动电机由驱动电机外壳、水冷却系统、差速输出动力系统、和差速测量装置组成。可应用于专用运输车辆驱动领域或需要两端差速输出的工程应用领域。本发明采用差速输出动力系统，位于电机内部，从电机轴向的两端分别输出，根据负载需求实现两个输出端的差速输出。本发明专利的优点在于，用一个电机就可以实现两个方向的差速输出，节省空间，简化驱动系统。差速器的润滑采用湿式润滑，与驱动电机的转子腔分离。采用水冷系统，冷却系统效率高，可靠性高，对环境要求低，能够适应高温、高湿等恶劣环境。
Description
技术领域
本发明涉及驱动电机，尤其是涉及具有差速输出功能的驱动电机。
背景技术
目前，电机驱动技术已在车辆或设备驱动上广泛应用，体现出运行效率高、维护成本低的优势。车辆运行中每个车轮遇到的路面附着条件都有可能不同，同时在转向、坡道等条件下，每个车轮的输出转速和转矩均不同，对于机械传动系统来说，差速功能可以通过机械差速器实现，对于电驱动来说，特别是轮毂电机驱动形式，差速输出只能通过对两台电机的控制实现，对差速的控制精度依赖于对车轮转速等条件的检测，增加了控制系统的复杂程度。部分设备驱动系统中，也需要两端差速输出，如果采用串联差速器或两台电机单独输出，会增加系统的复杂程度，增加系统的体积。
研究设计新型带差速功能的驱动电机，采用集成化机械差速设计，在电机的输出端直接达到差速输出的目的。
到目前为止，在车辆驱动电机的文献资料中，未查到已公开发表的这种类型驱动电机的资料。
发明内容
本发明的目的在于设计一种具有两个输出端的驱动电机，该驱动电机不需要单独的控制系统，即可使输出端的输出转速和转矩实现差速输出。
为了实现本发明目的，提出一种具有差速输出功能的驱动电机，该驱动电机包括：驱动电机外壳、水冷却系统、差速输出动力系统、和差速测量装置。
差速输出动力系统包括：
第一输出半轴9，通过花键与输出半轴齿轮11连接；
第二输出半轴10，通过花键与输出半轴齿轮27连接；
一差速器，该差速器由差速器壳体，2个差速器行星齿轮，行星齿轮架组成，其中，所述差速器壳体通过转子固定法兰和螺栓与转子轴向固定。
所述驱动电机外壳，由第一端盖2，第二端盖3，第三端盖4，通过螺栓连接固定在驱动电机外壳的壳体的一端，第四端盖5，第五端盖6，第六端盖7，第七端盖8之间通过螺栓连接固定在驱动电机外壳的壳体的另一端构成驱动电机外壳。
所述水冷却系统，由冷却水槽和定子冷却水出入口组成，其中，所述冷却水槽固定于驱动电机外壳的壳体上，与定子冷却水出入口相连通。
所述差速器装于定子内部，与定子和定子线组固定于驱动电机外壳的壳体内部。
所述差速器壳体与第一端盖2，第四端盖5之间分别设有一对骨架密封圈，在第二输出半轴10与第六端盖7之间设有一对骨架密封圈，用于密封差速器内的润滑油流入定子与转子的空间。
所述第一输出半轴9与第三端盖4之间，第二输出半轴10与第七端盖8之间分别设有一对密封圈，用于密封减速器内的润滑油。
所述差速测量装置主要由一个旋转感应测速器21和另一个旋转感应测速器22构成，旋转感应测速器21、22分别通过螺栓成对固定安装在第一端盖2和第六端盖7上，由感应线圈组28，感应线圈组29，固定法兰和卡簧组成，其中，旋转感应测速器21的感应线圈组28与固定法兰通过螺栓固定在第一端盖2的内表面，旋转感应测速器22的感应线圈组29通过卡簧固定在第二输出半轴10上，用于测量差速器壳体和第二输出半轴10的转速。
所述第一端盖2上设有用于定子和转子，以及旋转感应测速器21的绕线出口，在第七端盖8上设有用于旋转感应测速器22的绕线出口。
所述第一输出半轴9与第二端盖3之间，第二输出半轴10与第五端盖6之间，第一端盖2与差速器壳体之间分别设有一对深沟球轴承；所述驱动电机外壳上设有固定孔用于安装和固定差速电机。
该驱动电机中的差速器还可设在驱动电机的一端，通过螺栓安装于转子外部，第一输出半轴9需要穿过转子内部的空间伸出。
本发明专利的优点在于，用一个电机就可以实现两个方向的差速输出，该驱动电机差速输出动力系统可将动力从电机轴向的两端分别输出，根据负载需求实现两个输出端的差速输出；节省空间，简化驱动系统。差速器的润滑采用湿式润滑，与驱动电机的转子腔分离。采用水冷系统，冷却系统效率高，可靠性高，对环境要求低，能够适应高温、高湿等恶劣环境。
附图说明
图1是本发明具有差速输出功能的驱动电机的结构示意图；
图2是本发明具有差速输出功能的驱动电机的旋转感应测速器21的局部放大示意图；
图3是本发明具有差速输出功能的驱动电机的旋转感应测速器22的局部放大示意图；
图4是本发明具有差速输出功能的驱动电机的应用实施例的示意图。
其中
具体实施方式
图1是本发明结构示意图，如图1所示：本发明的具有差速输出功能的驱动电机的结构为：
第一端盖2，第二端盖3，第三端盖4，通过螺栓连接固定在驱动电机外壳的壳体1的一端，第四端盖5，第五端盖6，第六端盖7，第七端盖8之间通过螺栓连接固定在驱动电机外壳的壳体1的另一端构成驱动电机外壳。冷却水槽19固定于驱动电机外壳的壳体1上，与定子冷却水出入口20相连通形成水冷却系统，用于降低电机内温度。
第一输出半轴9通过花键与输出半轴齿轮11连接，第二输出半轴10通过花键与输出半轴齿轮27连接，定子12和定子线组13固定于驱动电机外壳的壳体1内部，转子14通过转子固定法兰15和螺栓轴向固定于差速器壳体16上。
差速器由差速器壳体16，2个差速器行星齿轮17，行星齿轮架18组成，装于定子12内部；旋转感应测速器21和旋转感应测速器22分别通过螺栓成对固定安装在第一端盖2和第六端盖7上。第一端盖2上装有用于定子12和转子14，以及旋转感应测速器21的绕线出口23，在第七端盖8上装有用于旋转感应测速器22的绕线出口23。
第一输出半轴9与第三端盖4之间，第二输出半轴10与第七端盖8之间分别设有一对密封圈25，用于密封差速器内的润滑油；差速器壳体16与第一端盖2，第四端盖5之间分别设有一对骨架密封圈24，第二输出半轴10与第六端盖7之间设有一对骨架密封圈24，用于密封差速器内的润滑油流入定子12与转子14空间。
图2是具有差速输出功能的驱动电机的旋转感应测速器21的局部放大示意图；图3是具有差速输出功能的驱动电机的旋转感应测速器22的局部放大示意图，如图所示：
差速测量装置主要由一个旋转感应测速器21和另一个旋转感应测速器22构成。旋转感应测速器21、22由感应线圈组28，感应线圈组29，固定法兰30和卡簧31组成，旋转感应测速器21的感应线圈组28与固定法兰30通过螺栓固定在第一端盖2的内表面，旋转感应测速器22的感应线圈组29通过卡簧31固定在第二输出半轴10上，用于测量差速器壳体16和第二输出半轴10的转速。感应线圈组28和感应线圈组29主要由内、外两个线圈组成，分别安装于转子与定子上的，两个线圈间有较小径向间隙，但并不接触。两个线圈本身由螺栓等固定于其它零件上，线圈有导线引出电机机壳，用于输出转速信号。
图4是具有差速输出功能的驱动电机的一个应用实施例的示意图，如图4所示：
第一端盖2，第二端盖3，第三端盖4，通过螺栓连接固定在驱动电机外壳的壳体1的一端，第四端盖5，第五端盖6，第六端盖7，第七端盖8之间通过螺栓连接固定在驱动电机外壳的壳体1的另一端构成驱动电机外壳。冷却水槽19固定于驱动电机外壳的壳体1上，与定子冷却水出入口20相连通形成水冷却系统，用于降低电机内温度。
第一输出半轴9通过花键与输出半轴齿轮11连接，第二输出半轴10通过花键与输出半轴齿轮27连接，定子12和定子线组13固定于驱动电机外壳的壳体1内部，转子14通过转子固定法兰15和螺栓轴向固定于差速器壳体16上，转子轴32固接在转子上，用于输出转矩。
差速器由差速器壳体16，2个差速器行星齿轮17，行星齿轮架18组成，装于转子14外部；一个旋转感应测速器21和另一个旋转感应测速器22分别通过螺栓固定安装在第一端盖2和第六端盖7上。第一端盖2上装有用于定子12和转子14，以及旋转感应测速器21的绕线出口23，在第七端盖8上装有用于旋转感应测速器22的绕线出口23。
第一输出半轴9与第三端盖4之间，第二输出半轴10与第七端盖8之间分别设有一对密封圈25，用于密封差速器内的润滑油，差速器壳体16与第一端盖2，第四端盖5之间分别设有一对骨架密封圈24，第二输出半轴10与第六端盖7之间设有一对骨架密封圈24，用于密封差速器内的润滑油流入定子12与转子14空间。
实施例1
以附图1为应用实施例示意图，结合附图2、3，对本发明的一种具有差速输出功能的驱动电机做详细说明如下：
驱动电机外壳的壳体1为电机固定部件，差速器装于定子内部，与定子12和定子线组13固定于驱动电机外壳的壳体1内部，电机转子14与差速器壳体16固定在一起；电机转子14的输出转动首先输出给差速器的壳体16，经过第一输出半轴9、第二输出半轴10将动力输出，当第一输出半轴9和第二输出半轴10两端的载荷相同时，差速器行星齿轮17与行星轮架18相对于差速器壳体16是静止的，当两端的输出载荷有差别时，差速器行星齿轮17分别与输出半轴齿轮11和输出半轴齿轮27之间发生啮合转动，行星轮架18一同转动，第一输出半轴9转速(VA)与第二输出半轴10转速(VB)与电机转子14即差速器壳体16的转速(VZ)之间的关系为：
VZ＝(VA+VB)/2 公式1
差速输出的最大变动范围：当VA(或VB)＝0时，VB(或VA)＝2VZ。
第一旋转感应测速器21和第二旋转感应测速器22，用于差速器壳体16和第二输出半轴10的转速测量，差速器壳体16与转子14是固定的，一个旋转感应测速器21处测得的转速就是定子12与转子14之间的转速，另一个旋转感应测速器22处测得的转速是第二输出半轴10与第六端盖7之间的转速，也就是第二输出半轴10与定子12之间的转速。一个旋转感应测速器21处测得的转速是VZ，另一个旋转感应测速器22处测得的转速是VB，VA可以由公式1计算得到。
实施例2
如图4所示，本实施例与上述实施例1的工作过程和工作原理相同，其区别于实施例1的是差速器安装在驱动电机的一端，通过螺栓安装于转子14外部，第一输出半轴9穿过转子14内部的空间伸出。
Claims (6)
1.一种具有差速输出功能的驱动电机，该驱动电机包括：驱动电机外壳、水冷却系统、差速输出动力系统，其特征在于，所述差速输出动力系统包括：
第一输出半轴(9)，通过花键与输出半轴齿轮(11)连接；
第二输出半轴(10)，通过花键与输出半轴齿轮(27)连接；
一差速器，该差速器由差速器壳体(16)，2个差速器行星齿轮(17)，行星齿轮架(18)组成，其中，所述差速器壳体(16)通过转子固定法兰(15)和螺栓与转子(14)轴向固定；
所述驱动电机外壳是由第一端盖(2)，第二端盖(3)，第三端盖(4)通过螺栓连接固定在驱动电机外壳的壳体(1)的一端，第四端盖(5)，第五端盖(6)，第六端盖(7)，第七端盖(8)之间通过螺栓连接固定在驱动电机外壳的壳体(1)的另一端构成驱动电机外壳；
所述水冷却系统，由冷却水槽(19)和定子冷却水出入口(20)组成，其中，所述冷却水槽(19)固定于驱动电机外壳的壳体(1)上，与定子冷却水出入口(20)相连通；
所述驱动电机设有差速测量装置，该差速测量装置由两对旋转感应测速器(21、22)分别通过螺栓成对固定安装在第一端盖(2)和第六端盖(7)上构成，用于测量差速器壳体(16)和第二输出半轴(10)的转速。
2.根据权利要求1所述的具有差速输出功能的驱动电机，其特征在于，所述差速器装于定子(12)内部，与定子(12)和定子线组(13)固定于驱动电机外壳的壳体(1)内部。
3.根据权利要求1所述的具有差速输出功能的驱动电机，其特征在于，所述差速器设在驱动电机的一端，通过螺栓安装于转子(14)外部；所述第一输出半轴(9)穿过转子(14)内部的空间伸出。
4.根据权利要求1所述的具有差速输出功能的驱动电机，其特征在于，所述一个旋转感应测速器(21)是由感应线圈组(28)与固定法兰(30)通过螺栓固定在第一端盖(2)的内表面构成，其绕线出口(23)设在第一端盖(2)上；所述另一个旋转感应测速器(22)是由感应线圈组(29)通过卡簧(31)固定在第二输出半轴(10)上构成，其绕线出口(23)设在第七端盖(8)上。
5.根据权利要求1所述的具有差速输出功能的驱动电机，其特征在于，所述差速器壳体(16)与第一端盖(2)，第四端盖(5)之间分别设有一对骨架密封圈(24)，在第二输出半轴(10)与第六端盖(7)之间设有一对骨架密封圈(24)，用于密封差速器内的润滑油流入定子(12)与转子(14)的空间。
6.根据权利要求1所述的具有差速输出功能的驱动电机，其特征在于，在第一输出半轴(9)与第三端盖(4)之间，第二输出半轴(10)与第七端盖(8)之间分别设有一对密封圈(25)，用于密封差速器内的润滑油。
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