CN103707749B - 一种一体化单纵臂齿轮减速式轮边电驱动系统 - Google Patents

Abstract

本发明一种一体化单纵臂齿轮减速式轮边电驱动系统，采用驱动电机固定于车架，并与主动轮、行星轮、箱体以及单纵臂组装成一体化结构，减小了汽车的非簧载质量。A箱体、B箱体、单纵臂以及车架组成一个铰链四杆机构，当车轮在随机路面激励的作用下上下跳动时，单纵臂以及A、B箱体也会绕着各自的旋转轴线转动，该机构能够保证电机与从动行星轮（轮辋）之间的中心距因路面输入激励而变化时其传动比不变。本发明提出将电机动力传递给从动行星轮（轮辋）的新型轮边减速传动机构，它能保证电机与从动行星轮（轮辋）之间的传动比不随中心距而变化，但无需借助等速万向传动轴装置。本发明具有轮边减速机构简洁、传动效率高的优点。

Description

一种一体化单纵臂齿轮减速式轮边电驱动系统

技术领域

本发明属于电动汽车底盘与传动领域，具体涉及一种一体化单纵臂齿轮减速式轮边电驱动系统。

背景技术

随着电动汽车的不断兴起，出现了多种电动车的驱动形式。轮边电驱动系统由于其驱动系统和整车结构简洁、可利用空间大、传动效率高，各驱动轮驱动力可独立控制，有利于提高恶劣路面条件下的行驶性能而成为研究热点。但由于电机安装于驱动轮内，电动轮的轮边机构结构复杂，汽车非簧载质量大，不利于汽车平顺性和车轮接地性。

就结构方面而言，本专利提出了一种将电机动力传递给从动轮的一体化单纵臂齿轮减速式轮边电驱动系统。电机布置于车架，有利于完全消除簧下质量增加的缺点；从动行星轮（与轮辋固联）通过轮毂轴承支承于悬架单纵臂，随车轮相对于车架上下跳动，使得电机旋转轴线与从动轮（车轮）之间的中心距发生变化。该机构能保证电机与从动行星轮（轮辋，）之间的传动比不随中心距而变化，但无需借助等速万向传动轴装置。因此，本发明具有轮边减速机构简洁、传动效率高的优点。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种电机与从动行星轮（轮辋）之间传动比不随中心距而变化且能够有效减小非簧载质量的一种一体化单纵臂齿轮减速式轮边电驱动系统。

本发明的技术方案是：

一种一体化单纵臂齿轮减速式轮边电驱动系统，包括轮辋、半轴套管、轮毂轴承、轮毂、驱动轴、转轴、主动轮、行星轮、单纵臂、A箱体、B箱体、电机、轴承。

电机通过螺栓固定于车架，成为簧载质量的一部分。主动轮通过轴承安装支撑于A箱体内，A箱体可以通过小轴承外圈绕电机轴线旋转，构成旋转副。与主动轮啮合的行星轮通过轴承安装支撑于A箱体内，A箱体通过支撑转轴的轴承外圈绕转轴轴线旋转，构成旋转副。转轴上的另一行星轮通过轴承安装支撑于B箱体内，B箱体通过轴承外圈可以绕转轴轴线旋转，构成旋转副。驱动轴上的行星轮通过轴承安装支撑于B箱体内，B箱体通过轴承外圈可以绕驱动轴轴线旋转，构成旋转副。B箱体焊接有L形臂，用于支撑B箱体，其另一端通过轴承外圈可以绕转轴轴线旋转。单纵臂靠近轮辋一端通过螺栓与半轴套管连接，驱动轴通过轴承支撑于单纵臂内，单纵臂通过轴承外圈可以绕驱动轴轴线旋转形成旋转副；另一端以弹性橡胶铰与车架铰接。电机、主动轮、行星轮、箱体以及单纵臂组装成一体化结构。驱动轴与轮毂采用花键连接，轮毂通过螺栓连接将动力传递到轮辋。

本发明中，电机布置于车架，由于当车轮在随机路面激励的作用下上下跳动时，单纵臂以及A、B箱体也会随之摆动，其中单纵臂以及B箱体绕驱动轴转动，A箱体绕转轴转动，保证电机与车轮之间的变中心距动力传动；单纵臂、A箱体、B箱体以及车架构成的四杆机构和齿轮传动保证了电机与从动行星轮之间的中心距因路面输入激励而变化时其传动比不变；

本发明中，采用的中心距可变传动比不变的减速传动装置，可使得该轮边驱动系统方案可行。

本发明中，所述的传动装置设置合适的减速传动比可起到减速增扭的作用。

本发明中，所述的制动系统可以采用盘式制动或者鼓式制动。

本发明的优越功效在于：

（1）驱动电机固定于车架，并与主动轮、行星轮、箱体以及单纵臂组装成一体化结构，从而很大程度上减小了非簧载质量，提高了汽车的平顺性和车轮接地性。

（2）提出将电机动力传递给从动行星轮（轮辋）的新型轮边减速传动机构，它能保证电机与从动行星轮（轮辋）之间的传动比不随中心距而变化，但无需借助等速万向传动轴装置。因此，本发明具有轮边减速机构简洁、传动效率高的优点。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的电机与车架连接示意图；

图3为本发明的运动关系原理图。

具体实施方式

本发明主要包括轮辋3、半轴套管22、轮毂轴承23、轮毂2、驱动轴1、转轴13、主动轮11、行星轮16、行星轮5、行星轮18、单纵臂7、A箱体（9、10）、B箱体（19、20）、电机12、轴承8、轴承14、轴承15、轴承6、轴承4、轴承17、轴承21、车架24、L形臂101。

下面结合附图1、图2、图3对本发明进一步说明。

图1 为一种一体化单纵臂齿轮减速式轮边电驱动系统结构示意图。图2 为图1中A处的局部侧视图。电机12通过螺栓固定于车架24，成为簧载质量的一部分。主动轮11通过轴承8安装支撑于A箱体（9、10）内。A箱体可以通过轴承8外圈绕电机轴线旋转，构成旋转副。行星轮16通过轴承6、轴承15安装支撑于A箱体内，A箱体通过两轴承（6、15）外圈绕转轴13轴线旋转，构成旋转副，行星轮16通过平键与转轴13连接传递动力。行星轮5通过轴承4安装支撑于B箱体（19、20）内，B箱体通过轴承4外圈可以绕转轴13轴线旋转，构成旋转副，行星轮5通过平键与转轴13连接传递动力。行星轮18通过轴承17安装支撑于B箱体内，B箱体通过轴承17外圈可以绕驱动轴1轴线旋转，构成旋转副，行星轮18通过平键与驱动轴1连接传递动力。B箱体19焊接有L形臂101，用于支撑B箱体，其另一端通过轴承14外圈可以绕转轴13轴线旋转。单纵臂7一端与半轴套管22用螺栓连接，通过轴承21外圈可以绕驱动轴1轴线旋转形成旋转副，驱动轴1通过轴承21支撑于单纵臂7内；单纵臂7另一端以弹性橡胶铰与车架24铰接。驱动轴1与轮毂2采用花键连接，轮毂2通过轮毂轴承23支撑于半轴套管22内。轮毂2通过螺栓连接将动力传递到轮辋3。

图3为一体化单纵臂齿轮减速式轮边电驱动系统运动关系原理图。主要包括主动轮11、行星轮16、行星轮5、行星轮18、A箱体（9、10）、B箱体（19、20）、单纵臂7、电机12以及车架24。A箱体等效于AB杆，B箱体等效于BC杆，单纵臂7等效于CD杆，整个系统（A箱体、B箱体、单纵臂7和车架24）相当于一个铰链四杆机构。在该铰链四杆机构中，当在C点有一个垂向跳动输入时，CD杆绕D点转动，同时由于BC杆两端铰接，BC杆将绕轴心B点转动，AB杆将绕轴心A点转动，故AC中心距可随车轮跳动而变化，该铰链四杆机构（A箱体、B箱体、单纵臂7和车架24）和齿轮传动（主动轮11与行星轮16啮合；行星轮5与行星轮18啮合）保证了电机12与行星轮18（轮辋3）之间的中心距因路面输入激励而变化时其传动比不变，从而能够保证电机12与行星轮18（轮辋3）间动力传递的可靠性。

本发明中，选用中心距可变传动比不变的减速传动装置传递动力，可省去传统装置中的等速万向节半轴等，提高了传动效率，节省了空间。

本发明中，选取合适的传动比，可以起到减速增扭的作用。

本发明中，选用的制动部分可以采用盘式制动或者鼓式制动，只需加装相应的结构以安装制动钳或制动鼓即可。

Claims (2)

1.一种一体化单纵臂齿轮减速式轮边电驱动系统，包括轮辋、半轴套管、轮毂轴承、轮毂、驱动轴、转轴、主动轮、行星轮、单纵臂、A箱体、B箱体、电机、轴承；其特征在于：电机作为动力源将动力传递给主动轮，主动轮通过行星轮系将动力传递给车轮，主动轮通过两端轴承安装支撑在A箱体内，A箱体可以通过轴承外圈绕电机轴线旋转，构成旋转副；与主动轮啮合的行星轮通过轴承安装支撑于A箱体内，A箱体可随支撑转轴的两轴承外圈绕转轴轴线旋转，构成旋转副；位于转轴上的另一行星轮通过轴承安装支撑于B箱体内，B箱体可随轴承外圈绕转轴轴线旋转，构成旋转副；驱动轴上的行星轮通过轴承安装支撑于B箱体内，B箱体可随轴承外圈绕驱动轴轴线旋转，构成旋转副；B箱体焊接有L形臂，用于支撑B箱体，其另一端可随轴承外圈绕驱动轴轴线旋转；单纵臂靠近轮辋一端通过螺栓与半轴套管连接，通过轴承外圈可以绕驱动轴轴线旋转形成旋转副，驱动轴通过轴承支撑于单纵臂内；另一端以弹性橡胶铰与车架铰接；驱动轴与轮毂采用花键连接，轮毂通过螺栓连接将动力传递到轮辋。

2.如权利要求1所述的一种一体化单纵臂齿轮减速式轮边电驱动系统，其特征在于：驱动电机固定于车架，并与主动轮、行星轮、箱体以及单纵臂组装成一体化结构，A箱体、B箱体、单纵臂以及车架组成一个铰链四杆机构，当车轮在随机路面激励的作用下上下跳动时，单纵臂以及A、B箱体也会绕着各自的旋转轴线转动，该机构能够保证电机与从动行星轮之间的中心距因路面输入激励而变化时其传动比不变。