CN102454711A - 一种新型集成化轮毂轴承单元 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种新型集成化轮毂轴承单元，包括带轴颈的法兰盘、与法兰盘固定连接的外圈、轴承座、内侧双列轴承和外侧双列轴承，所述法兰盘的轴颈外侧设置有沟道，所述外圈的内侧设置有双列沟道，所述的轴承座的内侧和外侧分别设置有沟道，轴承座设置在外圈和法兰盘之间，轴承座的轴颈端与法兰盘的轴颈端相对设置，与外圈的轴颈端也相对设置，所述的内侧双列轴承设置在法兰盘和轴承座之间，所述的外侧双列轴承设置在外圈和轴承座之间；所述的法兰盘和外圈连接处设置有膜片弹簧。本发明精度高、重量轻、电机输出动力稳定性好。

Description

一种新型集成化轮毂轴承单元
技术领域
传统汽车的轮内电机驱动系统采用的的是等速驱动轴传递动力给轮毂单元，使得轮毂轴承单元存在结构复杂，制作成本高，精度不高等缺点。当然现在有很多轮毂轴承单元也已经进行了改进，但是采用两套轴承承载传递系统，内圈、外圈、滚动体等部件组合在一起后无论是部件的加工精度、游隙标准，还是旋转精度都有很高的要求，这不公给制作带来了难度，同时对轴承内部游隙的准确控制直接关系到轮毂单元的承载能力、使用寿命和振动产生的噪声，因此，在很长一段时间内人们一直在对内圈进行改进设计。
中国专利文献（公开日：2009年11月25日，公开号：CN101588938A）公开了一种毂单元，该毂单元包括适于驱动车轮的电机，该毂单元包括：在电机和轮毂之间串联联接的至少两个行星齿轮，以及用于分别连接所述行星齿轮之一和将该行星齿轮之一从驱动地连接到电机的状态变为脱离连接的换档装置。
中国专利文献（公告日： 2005年6月22日，公告号：CN2705653Y）公开了一种等速万向节轮毂轴承单元，它是将安装在中间传动轴上的等速万向节、双列圆锥滚子轴承以及与高档轿车轮毂的连接件集成为一个整体，其中，等速万向节的外圆即为双列圆锥滚子轴承的内圈。
上述技术方案虽然取得了很大的进展，但是还是存在精度不高，轮毂单元体积大，驱动力传递不稳定等现象。
背景技术
本发明涉及汽车轮毂单元，尤其是涉及一种新型集成化轮毂轴承单元。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中轮毂轴承单元精度不高、体积大、驱动力传递不稳定等问题而提供一种新型集成化轮毂轴承单元。
本发明实现其技术目的所采用的技术方案是：一种新型集成化轮毂轴承单元，包括带轴颈的法兰盘、与法兰盘固定连接的外圈、轴承座、内侧双列轴承和外侧双列轴承，所述法兰盘的轴颈外侧设置有沟道，所述外圈的内侧设置有双列沟道，所述的轴承座的内侧和外侧分别设置有沟道，轴承座设置在外圈和法兰盘之间，轴承座的轴颈端与法兰盘的轴颈端相对设置，与外圈的轴颈端也相对设置，所述的内侧双列轴承设置在法兰盘和轴承座之间，所述的外侧双列轴承设置在外圈和轴承座之间；所述的法兰盘和外圈连接处设置有膜片弹簧。本发明将轮毂轴承单元进行集成化设置，将用于支撑电机的轴承与支撑轮毂轴承单元的轴承的轴承座设置为一体，在轴承座的内侧和外侧分别设置沟道结构，将支撑电机的双列轴承设置在轴承座的外侧和外圈的内侧，通过外圈为电机工作提供稳定的支撑环境，将电机输出的扭矩传递至轮毂轴承单元并直接驱动轮胎，本发明中由于轮内电机布置在轮辋内部，采用传统的等速驱动轴无法绕过悬挂零件将动力传递到轮毂轴承单元，所以采用外圈支撑方式将动力从悬挂零件外侧传递给轮毂轴承单元，同时由于电机本身也需要轴承来支撑并降低摩擦力矩，该外圈还能够对电机旋转提供稳定的支撑。由于电机动力的输出需要在电机转子和定子之间的气隙稳定的情况下进行，所以本发明为了保证电机有一个稳定的动力输出，法兰盘和外圈之间设置有膜片弹簧，通过膜片弹簧来传递动力，并通过其变形来避免因为轮毂轴承单元在使用过程中的偏斜导致电机转子和定子之间的气隙出现变化，防止外圈出现倾斜，从而保证电机的稳定工作。本发明一体化集成设计的轴承座，加工精度高，对于轮毂轴承单元的整体装配精度有很大的提高，并且可以有效的降低轴承单元的重量以达到轻量化和环保的效果，膜片弹簧结构的设置能够保证电机输出动力的稳定性。
作为优选，所述的轴承座为分体式结构，由轴承座本体和外半圈构成，所述的轴承座本体的内侧设置有两列沟道，所述两列沟道的沟道圆弧方向相反，分别朝向轴承座本体的轴颈端和连接端，所述轴承座本体的外侧轴颈与连接端过渡连接处设置有一列轴承沟道，轴承沟道方向朝向轴颈端，所述的外半圈的外端设置有一列外半圈沟道，所述的外半圈沟道与轴承沟道相对设置。采用该结构加工制作安装方便，结构简单紧凑且能够保证加工精度，能够有效地防止轴向窜动。
作为优选，所述轴承座本体的轴颈端设置有卷边，所述的卷边边内侧面与轴承座轴颈端轴肩构成轴承座凹槽，所述的外半圈设置在轴承座凹槽内，外半圈与轴承座凹槽底面过盈配合。该结构有利于轴承的装配和外半圈与轴承座的固定连接，防止轴向窜动，保证动力的传递。
作为优选，所述的法兰盘为分体式结构，由法兰盘本体和内半圈构成，所述法兰盘本体的轴颈端设置有折弯边，所述的折弯边的翻边内侧面与法兰盘本体的轴肩构成法兰凹槽，所述的内半圈设置在法兰凹槽内，内半圈与法兰凹槽底面过盈配合。该结构有利于轴承的装配和内半圈与法兰盘的固定连接，防止轴向窜动，保证动力的传递。
作为优选，所述外圈的连接端交错设置有法兰连接孔和转子轴连接孔。该结构能够保证外圈的连接端分别与法兰盘和转子轴固定连接，保证电机动力的稳定传递。
作为优选，所述法兰盘的盘体上交错设置有轮辋连接孔和外圈连接孔。该结构能够保证法兰盘分别与外圈和轮辋固定连接，使整个轮毂轴承单元保持稳定并能够延长轮毂单元的寿命。
作为优选，所述的膜片弹簧通过连接件设置在法兰连接孔和外圈连接孔之间。本发明中通过在法兰盘和外圈之间设置膜片弹簧，当轮毂轴承单元在使用过程中出现偏斜导致电机转子和定子之间的气隙出现变化时，通过该组膜片弹簧的变形来防止外圈出现倾斜，从而保证电机的稳定工作。
作为优选，所述的外圈轴颈端部与轴承座的连接端处设置有轴承密封盖。设置轴承密封盖结构是为了保证内部轴承的密封性，提高轴承的使用寿命。
作为优选，所述的轴承座连接端设置有定子支架连接孔，轴承座连接端内部设置有传感器，所述的传感器的外端面与轴承座的内壁为过盈连接，所述的传感器的接触片压贴在内半圈的外端面上。该结构是为了使轴承座的连接端能够与定子支撑架固定连接，使整个轮毂轴承单元与电机传动系统紧密配合，使力的传递更加稳定可靠。
作为优选，外圈内侧的两列沟道设置方向相反，分别朝向外圈的连接端和轴颈端，所述外侧双列轴承分别设置在外圈内侧的两列沟道与轴承座外侧轴承沟道及外半圈的外半圈沟道内；所述内侧双列轴承分别设置在轴承座内侧双列沟道与法兰盘外侧沟道及内半圈外端的沟道内。本发明中采用外圈和轴承座及法兰盘结构，使整个轮毂轴承单元结构紧凑、加工方便，结构简单重量轻，且传递动力的效果好。该结构可以广泛用于电动汽车轮内电机驱动系统。
本发明的有益效果是：采用外圈支撑方式将动力从悬挂零件外侧传递给轮毂轴承单元，同时该外圈还能够对电机旋转提供稳定的支撑，法兰盘和外圈之间设置有膜片弹簧，通过膜片弹簧来传递动力，并通过其变形来避免因为轮毂轴承单元在使用过程中的偏斜导致电机转子和定子之间的气隙出现变化，防止外圈出现倾斜，从而保证电机的稳定工作。本一体化集成设计的轴承座，加工精度高，对于轮毂轴承单元的整体装配精度有很高的提高，并且可以有效的降低轴承单元的重量以达到轻量化和环保的效果，膜片弹簧结构的设置能够保证电机输出动力的稳定性。
附图说明
图1是本发明新型集成化轮毂轴承单元的一种结构示意图；
图2是本发明新型集成化轮毂轴承单元的一种安装结构图。
图中：1、法兰盘，110、法兰盘本体，101、折弯边，102、轴肩，103、法兰凹槽，104、轮辋连接孔，105、外圈连接孔，2、外圈，202、法兰连接孔，203、转子轴连接孔，3、轴承座，31、轴承座本体，301、卷边，302、轴承座颈端轴肩，303、轴承座凹槽，304、定子支架连接孔，4、外半圈、5、内半圈、6、内侧双列轴承，7、外侧双列轴承，8、膜片弹簧，9、轴承密封盖，10、传感器，11、转子轴，12、定子支架，13、轮辋。
具体实施方式                       
下面通过具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体说明。
实施例1：
在图1所示的实施例中，一种新型集成化轮毂轴承单元，包括带轴颈的法兰盘1、与法兰盘1固定连接的外圈2、轴承座3、内侧双列轴承6和外侧双列轴承7，所述法兰盘1的轴颈外侧设置有沟道，所述外圈2的内侧设置有双列沟道，所述的轴承座3的内侧和外侧分别设置有沟道，轴承座3设置在外圈2和法兰盘1之间，轴承座3的轴颈端与法兰盘1的轴颈端相对设置，与外圈2的轴颈端也相对设置，所述的内侧双列轴承6设置在法兰盘1和轴承座3之间，所述的外侧双列轴承7设置在外圈2和轴承座3之间；所述的法兰盘1和外圈2连接处设置有膜片弹簧8。所述的外圈2轴颈端部与轴承座3的连接端处设置有轴承密封盖9。
所述的轴承座3为分体式结构，由轴承座本体31和外半圈4构成，所述的轴承座本体31的内侧设置有两列沟道，所述两列沟道的沟道圆弧方向相反，分别朝向轴承座本体31的轴颈端和连接端，所述轴承座本体31的外侧轴颈与连接端过渡连接处设置有一列轴承沟道，轴承沟道方向朝向轴颈端，所述的外半圈4的外端设置有一列外半圈沟道，所述的外半圈沟道与轴承沟道相对设置。
所述轴承座本体31的轴颈端设置有卷边301，所述的卷边301边内侧面与轴承座轴颈端轴肩302构成轴承座凹槽303，所述的外半圈4设置在轴承座凹槽303内，外半圈4与轴承座凹槽303底面过盈配合。
所述的法兰盘1为分体式结构，由法兰盘本体110和内半圈5构成，所述法兰盘本体110的轴颈端设置有折弯边101，所述的折弯边101的翻边内侧面与法兰盘本体110的轴肩102构成法兰凹槽103，所述的内半圈5设置在法兰凹槽103内，内半圈5与法兰凹槽103底面过盈配合。
所述外圈2的连接端交错设置有法兰连接孔202和转子轴连接孔203。所述法兰盘1的盘体上交错设置有轮辋连接孔104和外圈连接孔105。所述的膜片弹簧8通过连接件设置在法兰连接孔202和外圈连接孔105之间。
所述的轴承座3连接端设置有定子支架连接孔304，轴承座3连接端内部设置有传感器10，所述的传感器10的外端面与轴承座3的内壁为过盈连接，所述的传感器10的接触片压贴在内半圈5的外端面上。
外圈2内侧的两列沟道设置方向相反，分别朝向外圈2的连接端和轴颈端，所述外侧双列轴承7分别设置在外圈2内侧的两列沟道与轴承座3外侧轴承沟道及外半圈4的外半圈沟道内；所述内侧双列轴承6分别设置在轴承座3内侧双列沟道与法兰盘外侧沟道及内半圈5外端的沟道内。
如图2所示，本发明具体实施例中该集成化轮毂轴承单元设置在轮辋13的内部，可以广泛应用于电动汽车轮内电机驱动系统。该轮毂轴承单元中外圈2的连接端通过连接螺栓与转子轴11固定连接在一起，用于支撑电机旋转，能够有效地将动力从悬挂零件外侧传递到轮毂单元，同时该外圈2对于电机本身也起到了轴承支撑，有效地降低了摩擦力矩；法兰盘1的盘体通过连接螺栓与轮辋13固定连接在一起，使该轮毂轴承单元与轮辋13稳定地连接在一起，外圈2与法兰盘1之间的膜片弹簧8能够在轮毂轴承单元使用过程中出现偏斜导致电机转子和定子之间的气隙变化时，传递动力，并通过其变形来防止外圈2出现倾斜，从而保证电机的稳定工作。轴承座3的连接端通过连接螺栓与定子支架12固定连接在一起，这样的结构能够有效地防止该轮毂轴承单元轴向窜动，提高了轴向的承载能力，该轮毂轴承单元结构在提高精度的前提下，有效的降低了轮毂轴承单元的重量、达到了轻量化和环保的效果。

Claims (10)

1.一种新型集成化轮毂轴承单元，包括带轴颈的法兰盘（1）、与法兰盘（1）固定连接的外圈（2）、轴承座（3）、内侧双列轴承（6）和外侧双列轴承（7），所述法兰盘（1）的轴颈外侧设置有沟道，所述外圈（2）的内侧设置有双列沟道，其特征在于：所述的轴承座（3）的内侧和外侧分别设置有沟道，轴承座（3）设置在外圈（2）和法兰盘（1）之间，轴承座（3）的轴颈端与法兰盘（1）的轴颈端相对设置，与外圈（2）的轴颈端也相对设置，所述的内侧双列轴承（6）设置在法兰盘（1）和轴承座（3）之间，所述的外侧双列轴承（7）设置在外圈（2）和轴承座（3）之间；所述的法兰盘（1）和外圈（2）连接处设置有膜片弹簧（8）。
2.根据权利要求1所述的一种新型集成化轮毂轴承单元，其特征在于：所述的轴承座（3）为分体式结构，由轴承座本体（31）和外半圈（4）构成，所述的轴承座本体（31）的内侧设置有两列沟道，所述两列沟道的沟道圆弧方向相反，分别朝向轴承座本体（31）的轴颈端和连接端，所述轴承座本体（31）的外侧轴颈与连接端过渡连接处设置有一列轴承沟道，轴承沟道方向朝向轴颈端，所述的外半圈（4）的外端设置有一列外半圈沟道，所述的外半圈沟道与轴承沟道相对设置。
3.根据权利要求2所述的一种新型集成化轮毂轴承单元，其特征在于：所述轴承座本体（31）的轴颈端设置有卷边（301），所述的卷边（301）边内侧面与轴承座轴颈端轴肩（302）构成轴承座凹槽（303），所述的外半圈（4）设置在轴承座凹槽（303）内，外半圈（4）与轴承座凹槽（303）底面过盈配合。
4.根据权利要求1所述的一种新型集成化轮毂轴承单元，其特征在于：所述的法兰盘（1）为分体式结构，由法兰盘本体（110）和内半圈（5）构成，所述法兰盘本体（110）的轴颈端设置有折弯边（101），所述的折弯边（101）的翻边内侧面与法兰盘本体（110）的轴肩（102）构成法兰凹槽（103），所述的内半圈（5）设置在法兰凹槽（103）内，内半圈（5）与法兰凹槽（103）底面过盈配合。
5.根据权利要求1所述的一种新型集成化轮毂轴承单元，其特征在于：所述外圈（2）的连接端交错设置有法兰连接孔（202）和转子轴连接孔（203）。
6.根据权利要求1所述的一种新型集成化轮毂轴承单元，其特征在于：所述法兰盘（1）的盘体上交错设置有轮辋连接孔（104）和外圈连接孔（105）。
7.根据权利要求5或6所述的一种新型集成化轮毂轴承单元，其特征在于：所述的膜片弹簧（8）通过连接件设置在法兰连接孔（202）和外圈连接孔（105）之间。
8.根据权利要求1所述的一种新型集成化轮毂轴承单元，其特征在于：所述的外圈（2）轴颈端部与轴承座（3）的连接端处设置有轴承密封盖（9）。
9.根据权利要求1所述的一种新型集成化轮毂轴承单元，其特征在于：所述的轴承座（3）连接端设置有定子支架连接孔（304），轴承座（3）连接端内部设置有传感器（10），所述的传感器（10）的外端面与轴承座（3）的内壁为过盈连接，所述的传感器（10）的接触片压贴在内半圈（5）的外端面上。
10.根据权利要求1或2或4或5或6或8或9所述的一种新型集成化轮毂轴承单元，其特征在于：外圈（2）内侧的两列沟道设置方向相反，分别朝向外圈（2）的连接端和轴颈端，所述外侧双列轴承（7）分别设置在外圈（2）内侧的两列沟道与轴承座（3）外侧轴承沟道及外半圈（4）的外半圈沟道内；所述内侧双列轴承（6）分别设置在轴承座（3）内侧双列沟道与法兰盘外侧沟道及内半圈（5）外端的沟道内。
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