CN107128162A - 一种重载车辆用电动轮总成装置及汽车 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种重载车辆用电动轮总成装置，包括：轮毂电机和两级行星齿轮减速器。其中，轮毂电机包括左电机壳、右电机壳、电机转子、定子线圈和电机轴；两级行星齿轮减速器包括一级行星齿轮副和二级行星齿轮副。而一级行星齿轮副包括一级太阳轮、一级行星轮、一级行星轴、一级行星架和一级内齿圈；二级行星齿轮副，其包括二级太阳轮、二级行星轮、二级行星轴、二级行星架以及二级内齿圈。本发明还公开了一种汽车。本发明具有结构简单，技术实现容易，同时方便与整车实现集成的优点。
Description
技术领域
本发明涉及电动轮结构领域，具体涉及一种重载车辆用电动轮总成装置及汽车。
背景技术
电动汽车包括混合动力汽车、燃料电池汽车、纯电动汽车等，它具有节能、环保的特点，是新一代汽车技术的发展方向。目前所开发的电动汽车一般是在传统汽车底盘中通过改造动力传动系而成。如混合动力汽车是通过在传动系中加入驱动电机并借助动力合成器实现动力合成而驱动汽车。燃料电池汽车则是利用燃料电池输出的电能及辅助能源的电能给驱动电机提供动力驱动汽车。纯电动汽车则是通过动力电池为驱动电机提供电能驱动汽车。在所有电动汽车构型方案中，采用将电机直接与车轮集成的方案，即轮毂电机驱动方案或者称为“电动轮”，是最有利于整车性能提升的。电动轮驱动技术是提高电动汽车性能的一项关键技术，它给汽车带来巨大优势，使整车结构得到简化，各轮驱动力仅通过驱动电机即可实现独立控制而不必像传统汽车那样要对整车动力传动系及制动系进行综合控制才能实现车轮驱动力控制，电动轮驱动技术可以较低成本实现性能更好的汽车底盘控制技术并实现传统汽车底盘所无法实现的某些先进技术。
电动轮驱动技术在国外民用车领域已开始进入产品应用阶段。国外主要汽车公司均开发了电动轮驱动汽车，国内电动轮驱动电动汽车处于技术研究阶段。采用电动轮驱动的混合动力汽车技术已成为新一代军用车辆动力驱动技术的重要发展方向。美国、德国、法国、日本等均在进行军用混合动力技术的研究，无一例外地均采用了电动轮驱动+混合动力的方案。可见采用电动轮驱动已成为未来新一代电动汽车驱动系统发展的重要方向。而电动轮则是该技术的关键总成，采用该技术的汽车具有节能、高效回收制动能量、整车结构简化等优点。
但现在的电动轮驱动转矩不足，特别是大型汽车对电动轮转矩需求更大，而现有电动轮转矩小的特点大大阻碍了电动轮驱动技术的应用。目前轿车电动轮驱动一般采用直驱方案，该方案要输出低速大转矩，就必须要求电机输出大电流，这使得电机效率低下，散热低下，且技术上实现困难。对于目前采用减速驱动的电动轮方案，以ZF公司的轮边驱动桥为例，其存在结构不合理、占用空间大无法与车轮直接集成的问题。
申请号为201610269786.6专利申请中，虽然解决了原理及功能上的需求，但其在结构上如装配的复杂程度、轴承的支撑定位以及电机与轴承、电机与变速器间的密封方面还存在着不足之处。
发明内容
基于现有技术中的技术问题，本发明的目的是解决电机自身、电机与轴承、电机与减速器之间的密封性问题以及装配受力不合理的问题。
本发明提供的技术方案为：
一种重载车辆用电动轮总成装置，包括：
轮毂电机，其具有电机外壳；
一级行星齿轮副，其包括一级太阳轮、第一一级行星架、第二一级行星架和一级内齿圈；
所述一级太阳轮，其固定套设所述轮毂电机的电机轴，能够相对于所述电机轴同速转动；
二级行星齿轮副，其包括二级太阳轮、第一二级行星架、第二二级行星架以及二级内齿圈；
所述二级太阳轮，其连接所述第一一级行星架，能够和所述第一一级行星架共同旋转；并且所述二级太阳轮可旋转的支撑在所述轮毂电机的电机轴上，能够相对于所述电机轴差速旋转；
所述一级内齿圈与所述第二二级行星架固定连接，所述二级内齿圈与所述电机外壳固定连接；所述电机外壳可旋转的支撑在所述电机轴上；
轮辋，其与所述第二二级行星架连接，能够随所述第二二级行星架转动，用于将旋转动力输出。
优选的是，还包括：
电机转子，其固定在所述轮毂电机的电机轴上；以及
电机绕组，其固定在所述电机外壳上。
优选的是，还包括：制动盘，其与所述轮毂电机的电机轴固定连接，并且内嵌到所述电机外壳的凹腔内部。
优选的是，所述电机外壳包括第一电机外壳和第二电机外壳，并且分别向内凹陷形成第一凹腔和第二凹腔，所述二级内齿圈固定到所述第一凹腔内，所述制动盘布置在所述第二凹腔内。
优选的是，所述一级行星齿轮副还包括：至少一个一级行星轮以及一级行星轴；
其中，所述电机轴与所述一级太阳轮通过渐开线花键连接，所述一级行星轮通过滚子支撑在所述一级行星轴上，所述一级行星轴固定在所述第一一级行星架和第二一级行星架上，所述一级行星架与所述一级行星轴通过挡圈卡合，所述一级内齿圈与所述第二二级行星架通过轴轴承盖板连接；
其中，在所述滚子之间设置套筒，在所述滚子和所述一级行星架之间设置L型挡块。
优选的是，所述二级行星齿轮副还包括：至少一个二级行星轮以及二级行星轴；
所述二级行星轮通过滚子支撑在所述二级行星轴上，所述二级行星架与所述二级行星轴通过挡圈卡合；
其中，在所述滚子之间设置套筒，在所述滚子和所述二级行星架之间设置L型挡块。
优选的是，所述一级行星齿轮副外侧设置轴承盖板，所述电机轴穿出所述电机外壳，一端可旋转的支撑在所述轴承端盖上，另一端可旋转的支撑在所述电机外壳上；以及
所述电机轴与所述轴承端盖之间通过圆锥滚子轴承旋转支撑，所述圆锥滚子轴承的轴向定位在所述电机轴的轴肩处，并且在所述第二电机外壳与所述电机轴的一端设置有密封装置。
优选的是，所述第一二级行星架和所述电机外壳均通过圆锥滚子轴承支撑在所述电机轴上；
其中，所述第一二级行星架与所述电机轴之间的圆锥滚子轴承的一端通过所述第一电机外壳与所述电机轴之间的圆锥滚子轴承进行对应定位安装，另一端通过所述第二二级行星架的凸台定位安装；以及
所述第一电机外壳、所述电机轴和所述圆锥滚子轴承之间设置J型油封，在所述第二二级行星架和所述二级内齿圈之间设置密封圈。
优选的是，还包括：
所述一级行星齿轮副和所述二级的外侧均设置密封盖板和密封垫片；
所述密封装置通过密封螺母和密封盘形成。
一种汽车，使用所述的重载车辆用电动轮总成装置进行驱动。
本发明与现有技术相比较所具有的有益效果：
1、本发明所述的带两级行星齿轮减速器的电动轮通过对轮毂电机和两级行星齿轮减速器的集成实现了电动汽车的电动轮驱动技术，解决了轮毂电机驱动转矩不足，难以应用于大型重载车辆的问题；
2、本发明所述的可输出大转矩的电动轮装置通过对两级行星齿轮减速器和轮毂电机的集成设计，充分利用轮毂电机本体空间，使集成两级行星齿轮减速器后，整机空间尺寸变化不大，可直接与车轮集成。使装备这种电动轮的电动汽车整车结构大为简化，无需复杂的传动系。同时电机后端布置的辅助制动器由于两级行星齿轮减速器的减速增扭作用，可以把其尺寸缩小置入电机左端凹腔内，另外由于可利用电机回馈制动转矩进行制动，减小了制动器的转矩负荷。综合而言，可以用较小的制动器，充分满足整车制动效能的要求；
3、通过本发明改变的一些部件的连接方式，使装置的集成与装配更加合理。加装了一些支撑部件，解决了装置在受力方面的问题。增加了密封装置，使电机自身、电机与轴承、电机与减速器之间的密封问题得到了解决。
附图说明
图1是本发明所述带两级行星齿轮减速器的电动轮的内部结构的主视图；
图2是本发明所述带两级行星齿轮减速器的电动轮的电机内部结构的主视图；
图3是本发明所述带两级行星齿轮减速器的电动轮的两级行星齿轮减速器结构的主视图；
图4a是本发明所述带两级行星齿轮减速器的电动轮的电机轴结构主视图；
图4b是本发明所述带两级行星齿轮减速器的电动轮的电机轴结构左视图；
图5a是本发明所述带两级行星齿轮减速器的电动轮的一级行星轴的主视图；
图5b是图5a中A-A处的剖面图；
图6a是本发明所述带两级行星齿轮减速器的电动轮的迷宫式密封盘的主视图；
图6b是图9a中A-A处的剖面图；
图7a是本发明所述带两级行星齿轮减速器的电动轮的二级右端行星架的主视图；
图7b是图7a中A-A处的剖面图；
图8a是本发明所述带两级行星齿轮减速器的电动轮的二级行星轴的主视图；
图8b是图8a中A-A处的剖面图；
图9a是本发明所述带两级行星齿轮减速器的电动轮的二级左端行星架的主视图；
图9b是图9a中A-A处的剖面图；
图10a是本发明所述带两级行星齿轮减速器的电动轮的一级左端行星架的主视图；
图10b是图10a中A-A处的剖面图。
图中：1.轮辋，2.右电机壳，3.左电机壳，4.电机绕组，5.电机转子，6.转子加强筋，7.J型无骨架橡胶油封，8.密封垫片，9.制动盘，10.圆锥滚子轴承，11.圆螺母用止动垫圈，12.圆螺母，13.电机轴，14.迷宫式密封盘，15.迷宫式密封圆螺母，16.圆螺母用止动垫圈，17.内六角圆柱头螺钉，18.标准型弹簧垫圈，19.六角头螺栓-B级，20.左电机壳加强筋，21.标准型弹簧垫圈，22.六角薄螺母，23.双头螺柱，24.圆锥滚子轴承，25.右电机壳加强筋，26.轮辋螺栓，27.二级右端行星架，28.带副唇内包骨架型密封圈，29.轮毂螺栓，30.一级内齿圈，31.标准型弹簧垫圈，32.六角薄螺母，33.双头螺柱，34.一级行星轮，35.一级行星轴，36.轴承盖板，37.一级太阳轮，38.圆锥滚子轴承，39.密封垫片，40.标准型弹簧垫圈，41.六角头螺栓-B级，42.圆螺母用止动垫圈，43.圆螺母，44.密封盖板，45.轴用弹性挡圈-A型，46.轴用弹性挡圈-A型，47.一级右端行星架，48.L型挡块，49.滚子，50.套筒，51.一级左端行星架，52.定制销，53.二级太阳轮，54.套筒，55.L型挡块，56.滚子，57.套筒，58.二级行星轮，59.二级行星轴，60.二级内齿圈，61.二级左端行星架，62.轴用弹性挡圈-A型。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
如图1所示，为实现上述功能，本发明提供了一种适用于大型重载车辆的电动轮装置，本发明所述的适用于重载车辆，是因为本发明采用了能够输出低转速、大转矩的轮毂电机结构。所述轮毂电机虽然采用内转子结构，但集成了一个两级行星齿轮减速机构，实现了降速增扭的作用；同时，两级行星齿轮减速机构布置在了所述左右电机壳的凹腔结构，结构紧凑。并且由于两级行星齿轮减速机构的存在，只需要在电机轴的一端配置上一个小型号的制动器即可满足整体电动轮较大的制动效能需求。这里所述的制动器中的制动盘通过渐开线花键固定连接在电机轴上，所述制动器的制动钳通过螺栓连接固定在所述左电机壳壳壁上。
两级行星齿轮减速机构是由一、二级行星齿轮副组成的；其中，本发明所述的一级行星齿轮副由一个一级太阳轮37、五个一级行星轮34、五个一级行星轴35、左右各一个一级行星架51、47和一个一级内齿圈30组成。其中，所述一级太阳轮37和所述电机轴13通过渐开线花键连接固定，同转速转动；所述一级行星轮34通过滚子49支撑在一级行星轴35上；所述一级行星轴35固定在左右两个一级行星架上51、47；所述一级行星轮34同时和所述一级内齿圈30啮合；所述一级左端行星架51通过定制销52与所述二级太阳轮53连接。本发明所述的二级行星齿轮副由一个二级太阳轮53、五个二级行星轮58、五个二级行星轴59、左右各一个二级行星架61、27和一个二级内齿圈组60成。其中，所述二级太阳轮53与所述一级左端行星架51连接，并且空套在所述电机轴13上，所述二级太阳轮53与所述电机轴13差速转动；所述二级右端行星架27通过螺栓33连接与所述一级内齿圈30固定一起，同转速转动；所述二级右端行星架27同时通过螺栓29连接与轮辋1固定一起，同转速转动；所述一级内齿圈30与所述二级右端行星架27同时作为减速器部分的转矩输出件；所述二级内齿圈60压装在所述右电机壳2凹腔里面，跟所述右电机壳2成为固定件；所述整个二级行星齿轮副内嵌到所述右电机壳2凹腔里，同时，所述迷宫式密封结构和所述制动盘9内嵌到所述左电机壳3凹腔里，所述整体电动轮尺寸并没有因为集成两级行星齿轮减速机构和制动器而增加多少。
进一步讲，如图1所示，从电机转子输出的转矩一共有两条功率传递路径到达轮辋部分。一条是：从电机转子5到一级太阳轮37，再到一级行星轮34，然后到一级内齿圈30，最后到轮辋；另一条是：从电机转子5到一级太阳轮37，再到一级行星轮34，然后到一级行星轴35，然后到一级左端行星架51，再到二级太阳轮53，然后到二级行星轮58，再到二级行星轴59，再到二级右端行星架，最后到轮辋输出。
在另一种实施例中，电动轮结构中还包括：电机转子5，电机绕组4，其中电机转子5通过螺钉固定在轮毂电机的电机轴13上，电机绕组贴在右电机壳2上。
在另一种实施例中，电动轮结构中还包括制动盘9，制动盘9通过渐开线花键固定在所述电机轴13上。
在另一种实施例中，左右电机壳向内凹嵌形成凹腔，其中所述二级行星齿轮副内嵌到右电机壳2的凹腔内，所述迷宫式密封结构14-15和制动盘9内嵌到左电机壳3的凹腔内。
在另一种实施例中，一级行星齿轮副还包括：十个滚子49、五个套筒50、十个L型挡块48和五个轴用弹性挡圈-A型46。其中，每两个滚子49支撑一个一级行星轮34于一个一级行星轴35上；一个套筒50位于两个滚子之间间隔开两个滚子49；两个L型挡块48分别位于两个滚子49外侧，一边顶着滚子49，一边顶着一级行星轮34侧面，用于滚子的轴向定位；然后两个L型挡块48的另一侧面分别贴在一级左右行星架47、51上；其中一级右端行星架47的另一侧通过轴用弹性挡圈46卡在一级行星轴35上；一级行星轴35在一级右端行星架装配处实行变径处理，能够和轴用弹性挡圈46一起作用，防止一级行星轴35的轴向串动；一级左端行星架51小径处与二级太阳轮53通过定制销52精密连接；这样，一级行星轮34的轴向定位就通过套筒50、滚子49、L型挡块48、左右一级行星架和轴用弹性挡圈46保证了；所述一级内齿圈的轴向定位通过与之相连的二级右端行星架27还有轴承盖板36实现。
在另一种实施例中，二级行星齿轮副还包括：十个滚子56、五个长套筒57、五个短套筒54、十个L型挡块55和五个轴用弹性挡圈-A型62。其中，每两个滚子56支撑一个二级行星轮58于一个二级行星轴59上；一个长套筒57位于两个滚子56之间间隔开两个滚子56；两个L型挡块55分别位于两个滚子56外侧，一边顶着滚子56，一边顶着二级行星轮58侧面，用于滚子的轴向定位；然后两个L型挡块55的另一侧面分别贴在二级左右行星架61、27上；其中二级左端行星架61的另一侧通过轴用弹性挡圈62卡在二级行星轴59上；二级行星轴59在二级左端行星架装配处实行变径处理，能够和轴用弹性挡圈62一起作用，防止二级行星轴59的轴向串动；二级右端行星架27与L型挡块55之间间隔着一个短套筒54用于轴向定位；这样，二级行星轮58的轴向定位就通过短套筒54、长套筒57、滚子56、L型挡块55、左右二级行星架和轴用弹性挡圈62保证了；所述二级内齿圈60一侧定在右电机壳2的加强筋25上，实现预定位，并且通过压装的方式，由预紧力实现具体运转时候的轴向定位和周向差速转动限制；
在另一种实施例中，由地面传到车轮，再由车轮到轮辋1间传递的轴向串动趋势由两部分抵消。其中，当轮辋1产生向车轮外侧轴向力时，该力通过轮毂螺栓29传递到二级右端行星架27上，再由二级右端行星架27传递到一级内齿圈30上，然后到轴承盖板36上，再到圆锥滚子轴承38上，然后通过圆螺母用止动垫圈42和圆螺母43传递到电机轴13上，然后该力通过电机轴13的外端再传递到电机轴13的内端上，电机轴13的内端同样装配有圆螺母用止动垫圈16和密封圆螺母15，所以该力通过这两个零件传递到了圆锥滚子轴承10上，最后传递到了固定件左电机壳3上；当轮辋1产生向车轮内侧轴向力时，该力通过轮毂螺栓29传递到二级右端行星架27上，再由二级右端行星架27传递到短套筒54上，然后由短套筒54到L型挡块55，再由L型挡块55传递到二级行星轮58上，然后出来还是一个L型挡块55，接着传递到二级左端行星架61上，再由二级左端行星架61把这个轴向力传递到圆锥滚子轴承24上，最后通过圆锥滚子轴承24传递到固定件右电机壳2上。
在另一种实施例中，来自地面对轮胎的垂直反作用力通过轮毂螺栓29传递到两级行星齿轮减速器中，再通过两级行星齿轮减速器分别传递到与二级左端行星架61接触的圆锥滚子轴承24和与轴承盖板接触的圆锥滚子轴承38上，然后通过这两个圆锥滚子轴承传递到电机轴13上，再通过电机轴13分别传递到与左电机壳3接触的圆锥滚子轴承10和与右电机壳2接触的圆锥滚子轴承24上，最后通过这两个圆锥滚子轴承传递到固定件左右电机壳上。
在另一种实施例中，一级行星轮34和二级行星轮58均设置五个，均布在各自的行星齿轮机构中，以传递较大的转矩，同时保证足够的齿面接触疲劳强度和齿根弯曲强度。
本发明还提供了一种汽车，使用本发明所述的电动轮结构进行驱动汽车。
综上所述，本发明改变了二级内齿圈60与电机外壳的连接方式，使之更易于装配；增加了轴承与电机、电机与减速器之间的密封，使结构更加合理；改变了轴承的安装位置及安装方式，使结构受力更加合理。
其中，二级内齿圈60压装在右电机壳2凹腔里，与右电机壳2成为固定件，二级右端行星架27与轮辋1通过螺栓连接固定一起，作为两级行星齿轮减速机构唯一的输出端。
其中，一级行星齿轮副相对于二级行星齿轮副的另一侧有轴承盖板36和密封盖板44，左电机壳3与电机轴13的左端之间有迷宫式密封装置，迷宫式密封圆螺母15和迷宫式密封盘14组合形成一个迷宫式密封结构，保证轮毂电机内部脂润滑在左电机壳3的密封。
在圆锥滚子轴承24、右电机壳2和电机轴13之间形成一个腔室以装配一个J型无骨架橡胶油封7，保证了整个两级行星齿轮减速器部分的内侧密封，在二级右端行星架27靠近右电机壳2的侧壁和二级内齿圈60的外圆柱面之间增加了一个带副唇内包骨架型密封圈28，实现对两级行星齿轮减速器部分的一部分密封。
其中，电机轴13一共有四个圆锥滚子轴承，分别用于电机轴与电机壳、电机轴与两级行星齿轮减速器之间的支撑，位于右电机壳与电机轴间支撑的轴承与所述位于二级左端行星架与电机轴间支撑的轴承挨在一起安装，从车轮传递过来的轴向力通过这两个轴承直接传递到右电机壳上；其中，二级左端行星架61通过轴承支撑在电机轴13上。
实施例
下面再结合附图1～10对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书能够据以实施。
如附图1所示为本发明的集成了两级行星齿轮减速器的电动轮总成机构，轮毂电机的电机轴13通过渐开线花键与一级太阳轮37连接，其中一级太阳轮37一端由轴肩定位，另一端由轴用弹性挡圈-A型45定位；然后一级太阳轮37与均布在周围的五个一级行星轮34啮合；一级行星轮34又分别通过各自的一级行星轴35、滚子49、套筒50、L型挡块48支撑和定位在一级左端行星架51和一级右端行星架47之间；然后五个一级行星轮34都与一级内齿圈30啮合；一级内齿圈30左右两端分别跟二级右端行星架27和轴承盖板36通过螺栓连接固定一起；一级左端行星架51通过定制销52与二级太阳轮53固定一起；二级太阳轮53与轮毂电机的电机轴13间隙配合，空套在上面；二级太阳轮53与均布在其周围的五个二级行星轮58啮合传动；二级行星轮58又分别通过各自的二级行星轴59、短套筒54、L型挡块55、滚子56、长套筒57支撑和定位在二级左端行星架61和二级右端行星架27之间；然后五个二级行星轮58都与二级内齿圈60啮合传动；二级内齿圈压装在右电机壳2凹腔内，随右电机壳2成为固定件；二级右端行星架27通过螺栓连接分别和一级内齿圈30和轮辋1固定在一起；同时二级右端行星架27靠近右电机壳2的侧壁和二级内齿圈60的外圆柱面形成一个装配带副唇内包骨架型密封圈的空间，实现对两级行星齿轮减速器部分的一部分密封；轴承盖板36与轮毂电机电机轴13之间通过圆锥滚子轴承38承载和定位；而圆锥滚子轴承38的轴向定位同时依靠电机轴13轴肩、圆螺母用止动垫圈42和圆螺母43进行保证。两级行星齿轮减速器的外侧密封通过密封盖板44和密封垫片39保证；二级左端行星架61通过圆锥滚子轴承24支撑和定位在轮毂电机的电机轴13上；圆锥滚子轴承24有两个，背靠背安装在一起，大小、型号一致，然后通过右电机壳2承载和定位；在圆锥滚子轴承24、右电机壳2和电机轴13之间形成一个腔室以装配一个J型无骨架橡胶油封7，这样，对于整个两级行星齿轮减速器部分的内侧密封就得到保证，减速器内部的油润滑将无法干扰电机内部的脂润滑；左电机壳3通过圆锥滚子轴承10支撑和定位在电机轴13上；圆锥滚子轴承10通过圆螺母用止动垫圈16和迷宫式密封圆螺母15固定和预紧在电机轴13上；同时迷宫式密封圆螺母15和迷宫式密封盘14组合形成一个迷宫式密封结构，保证轮毂电机内部脂润滑在左电机壳3处的密封；最后制动盘9通过渐开线花键、圆螺母用止动垫圈11和圆螺母12固定、预紧在电机轴13内侧。
如附图2所示为本发明的轮毂电机结构部分，右电机壳2通过圆锥滚子轴承24支撑在电机轴13上；左电机壳3通过圆锥滚子轴承10支撑在电机轴13上；左电机壳3的密封依靠位于圆锥滚子轴承10外侧的迷宫式密封结构保证；右电机壳2的密封依靠圆锥滚子轴承24内侧的J型无骨架橡胶油封7保证；支撑右电机壳的圆锥滚子轴承24左端通过电机轴肩定位，右端通过背对背安装的轴承24预紧。电机转子5通过内六角圆柱头螺钉固定在电机轴13上；电机绕组4贴在右电机壳2上。
如附图3所示为本发明的两级行星齿轮减速器结构，轮毂电机的电机轴13通过渐开线花键与一级太阳轮37连接，其中一级太阳轮37一端由轴肩定位，另一端由轴用弹性挡圈-A型45定位；然后一级太阳轮37与均布在周围的五个一级行星轮34啮合；一级行星轮34又分别通过各自的一级行星轴35、滚子49、套筒50、L型挡块48支撑和定位在一级左端行星架51和一级右端行星架47之间；然后五个一级行星轮34都与一级内齿圈30啮合；一级内齿圈30左右两端分别跟二级右端行星架27和轴承盖板36通过螺栓连接固定一起；一级左端行星架51通过定制销52与二级太阳轮53固定一起；二级太阳轮53与轮毂电机的电机轴13间隙配合，空套在上面；二级太阳轮53与均布在其周围的五个二级行星轮58啮合传动；二级行星轮58又分别通过各自的二级行星轴59、短套筒54、L型挡块55、滚子56、长套筒57支撑和定位在二级左端行星架61和二级右端行星架27之间；然后五个二级行星轮58都与二级内齿圈60啮合传动；二级右端行星架27通过螺栓连接和一级内齿圈30固定在一起；同时二级右端行星架27靠近右电机壳2的侧壁和二级内齿圈60的外圆柱面形成一个装配带副唇内包骨架型密封圈的空间，实现对两级行星齿轮减速器部分的径向密封；轴承盖板36与轮毂电机电机轴13之间通过圆锥滚子轴承38承载和定位；而圆锥滚子轴承38的轴向定位同时依靠电机轴13轴肩、圆螺母用止动垫圈42和圆螺母43进行保证。两级行星齿轮减速器的外侧密封通过密封盖板44和密封垫片39保证；二级左端行星架61通过圆锥滚子轴承24支撑和定位在轮毂电机的电机轴13上，该圆锥滚子轴承24左端通过背对背安装的电机壳轴承24定位，右端则通过二级左端行星架61上的凸台定位。
如附图4a、4b所示为电机轴13的结构，其中螺栓段a主要用于装配圆螺母用止动垫圈11和圆螺母12；渐开线花键段b主要用于装配制动盘9；螺栓段c主要用于装配圆螺母用止动垫圈16和迷宫式密封圆螺母15；螺栓孔段d作为与电机转子5固定连接部分；渐开线花键段e用于连接电机轴13和一级太阳轮37；螺栓段f用于装配圆螺母用止动垫圈42和圆螺母43。
如附图5a、5b所示为一级行星轴35的结构。
如附图6a、6b所示为迷宫式密封盘14的结构，通过螺钉固定在左电机壳上，并且迷宫式密封盘14与电机轴13间隙配合。
如附图7a、7b所示为二级右端行星架27的结构，通孔a用于套在二级行星轴59上；螺栓孔b用于与一级内齿圈30和轴承盖板36的连接；螺栓孔c用于与轮辋的固定连接。
如附图8a、8b所示为二级行星轴59的结构。
如附图9a、9b所示为二级左端行星架61的结构，其中，小径a处与圆锥滚子轴承24的外圈配合；通孔b与二级行星轴59配合。
如附图10a、10b所示为一级左端行星架51的结构，通孔a与一级行星轮34配合；通孔b与二级太阳轮53通过定制销固定连接。
具体工作方式
下面结合附图1对本发明工作过程进行详细描述：
参阅图1，本发明所述重载车辆用电动轮总成结构整体上是将一个两级行星齿轮减速器集成到一个轮毂电机上，再将这个集成件整装到一个22寸轮辋中。左右电机壳2、3与悬架固定一起，电机转子5通过螺钉带动电机轴13旋转，电机轴13通过渐开线花键带动一级太阳轮37转动，然后有两条功率传递路线：通过一级太阳轮37、一级行星轮34、一级内齿圈30作为第一条功率输出路线；通过一级太阳轮、一级行星轴35、一级左端行星架51、二级太阳轮53、二级行星轮58、二级行星轴59、二级右端行星架27作为第二条功率输出路线。这两条路线连接轮辋，然后把转矩传递到车轮上，进而驱动汽车行驶。
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。
Claims (10)
1.一种重载车辆用电动轮总成装置，其特征在于，包括：
轮毂电机，其具有电机外壳；
一级行星齿轮副，其包括一级太阳轮、第一一级行星架、第二一级行星架和一级内齿圈；
所述一级太阳轮，其固定套设所述轮毂电机的电机轴，能够相对于所述电机轴同速转动；
二级行星齿轮副，其包括二级太阳轮、第一二级行星架、第二二级行星架以及二级内齿圈；
所述二级太阳轮，其连接所述第一一级行星架，能够和所述第一一级行星架共同旋转；并且所述二级太阳轮可旋转的支撑在所述轮毂电机的电机轴上，能够相对于所述电机轴差速旋转；
所述一级内齿圈与所述第二二级行星架固定连接，所述二级内齿圈与所述电机外壳固定连接；所述电机外壳可旋转的支撑在所述电机轴上；
轮辋，其与所述第二二级行星架连接，能够随所述第二二级行星架转动，用于将旋转动力输出。
2.如权利要求1所述的重载车辆用电动轮总成装置，其特征在于，还包括：
电机转子，其固定在所述轮毂电机的电机轴上；以及
电机绕组，其固定在所述电机外壳上。
3.如权利要求2所述的重载车辆用电动轮总成装置，其特征在于，还包括：制动盘，其与所述轮毂电机的电机轴固定连接，并且内嵌到所述电机外壳的凹腔内部。
4.如权利要求3所述的重载车辆用电动轮总成装置，其特征在于，所述电机外壳包括第一电机外壳和第二电机外壳，并且分别向内凹陷形成第一凹腔和第二凹腔，所述二级内齿圈固定到所述第一凹腔内，所述制动盘布置在所述第二凹腔内。
5.如权利要求4中任一项所述的重载车辆用电动轮总成装置，其特征在于，所述一级行星齿轮副还包括：至少一个一级行星轮以及一级行星轴；
其中，所述电机轴与所述一级太阳轮通过渐开线花键连接，所述一级行星轮通过滚子支撑在所述一级行星轴上，所述一级行星轴固定在所述第一一级行星架和第二一级行星架上，所述一级行星架与所述一级行星轴通过挡圈卡合，所述一级内齿圈与所述第二二级行星架通过轴承盖板连接；
其中，在所述滚子之间设置套筒，在所述滚子和所述一级行星架之间设置L型挡块。
6.如权利要求5所述的重载车辆用电动轮总成装置，其特征在于，所述二级行星齿轮副还包括：至少一个二级行星轮以及二级行星轴；
所述二级行星轮通过滚子支撑在所述二级行星轴上，所述二级行星架与所述二级行星轴通过挡圈卡合；
其中，在所述滚子之间设置套筒，在所述滚子和所述二级行星架之间设置L型挡块。
7.如权利要求4-6中任一项所述的重载车辆用电动轮总成装置，其特征在于，所述一级行星齿轮副外侧设置轴承盖板，所述电机轴穿出所述电机外壳，一端可旋转的支撑在所述轴承端盖上，另一端可旋转的支撑在所述电机外壳上；以及
所述电机轴与所述轴承端盖之间通过圆锥滚子轴承旋转支撑，所述圆锥滚子轴承的轴向定位在所述电机轴的轴肩处，并且在所述第二电机外壳与所述电机轴的一端设置有密封装置。
8.如权利要求7所述的重载车辆用电动轮总成装置，其特征在于，所述第一二级行星架和所述电机外壳均通过圆锥滚子轴承支撑在所述电机轴上；
其中，所述第一二级行星架与所述电机轴之间的圆锥滚子轴承的一端通过所述第一电机外壳与所述电机轴之间的圆锥滚子轴承进行对应定位安装，另一端通过所述第二二级行星架的凸台定位安装；以及
所述第一电机外壳、所述电机轴和所述第一电机外壳与所述电机轴之间的圆锥滚子轴承之间设置J型油封，在所述第二二级行星架和所述二级内齿圈之间设置密封圈。
9.如权利要求8所述的重载车辆用电动轮总成装置，其特征在于，还包括：
所述一级行星齿轮副和所述二级的外侧均设置密封盖板和密封垫片；
所述密封装置通过密封螺母和密封盘形成。
10.一种汽车，其特征在于，使用如权利要求1-9中所述的重载车辆用电动轮总成装置进行驱动。
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20170905 |