CN109737186A - 一种电动方程式赛车轮边行星齿轮减速装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电动方程式赛车轮边行星齿轮减速装置，包括行星齿轮机构、双腹板行星架机构及齿轮箱体机构。本发明利用联排行星齿轮组的形式代替以往单行星排或者多行星排的形式，简化了减速装置结构，实现在电动方程式赛车有限轮边安装空间内中对减速装置的大速比的需求。

Description

一种电动方程式赛车轮边行星齿轮减速装置

技术领域

本发明涉及一种电动方程式赛车轮边行星齿轮减速装置，包括行星齿轮机构、双腹板行星架机构及齿轮箱体机构，利用联排行星齿轮组的形式代替以往单行星排或者多行星排的形式，简化了减速装置结构，实现在电动方程式赛车有限轮边安装空间内中对减速装置的大速比的需求。

背景技术

电动方程式赛车根据系统结构形式主要可分为：集中式驱动、分布式驱动。对于集中式驱动形式存在电机后备功率过大、效率低、重量大等缺陷。对于四轮边电机分布式驱动形式，它效率高、重量轻，能独立分配四轮扭矩，同时能够实现制动能量回收技术，因此四轮边电机分布式驱动形式正逐步取代集中式驱动形式。所以，为采用四轮边电机分布式驱动形式的电动方程式赛车设置一套轮边行星齿轮减速装置便成为该技术领域急需解决的技术问题。

而目前，最常用的轮边减速装置的方案采用的是标准一级行星齿轮减速装置或两级行星齿轮减速装置的方案，其采用一级减速形式或两级减速形式，但其存在以下问题：一级行星齿轮减速装置径向空间太大，两级行星齿轮减速装置效率低、重量大、成本高，难以适用于电动方程式赛车轮边行星齿轮减速装置的要求。

因此，如何提供一种径向空间小、效率高、重量轻、成本低的电动方程式赛车轮边行星齿轮减速装置成为了本领域技术人员需要解决的技术问题。

发明内容

本发明解决的技术问题在于提供一种径向空间小、效率高、重量轻、成本低的电动方程式赛车轮边行星齿轮减速装置。

本发明的电动方程式赛车轮边行星齿轮减速装置，包括：

行星齿轮机构、双腹板行星架机构及齿轮箱体机构；所述行星齿轮机构包括支撑于双腹板行星架机构的三组联排行星齿轮组、固定于电机输出轴的太阳轮及固定于齿轮箱体机构的内齿圈，所述三组联排行星齿轮组，每组包括有一联排行星轮、一行星齿轮轴、两滚针轴承以及两轴向止推自润滑垫片，所述联排行星轮由大行星轮端和小行星轮端组成一体，所述联排行星轮中的大行星轮端与太阳轮的外周相啮合，所述联排行星轮中的小行星轮端与内齿圈的内周相啮合，所述联排行星轮与所述太阳轮外啮合、与所述内齿圈内啮合并绕所述行星齿轮轴自转，所述联排行星齿轮组中的行星齿轮轴一端通过所述联排行星齿轮组中的一个所述滚针轴承与所述联排行星轮中的大行星轮端的内孔接触，所述联排行星轮组中的行星齿轮轴另一端通过所述联排行星齿轮组中的另一个所述滚针轴承与所述联排行星轮中的小行星轮端的内孔接触，所述两滚针轴承位于所述联排行星轮内孔中，所述联排行星齿轮组中的所述行星齿轮轴两端支撑在所述双腹板行星架机构的内孔中，一个所述轴向止推自润滑垫片位于所述行星齿轮轴与所述联排行星轮大行星轮端之间，另一个所述轴向止推自润滑垫片位于所述联排行星轮小行星轮端与轮毂行星架之间，所述太阳轮通过内花键形式固定于电机输出轴上，所述内齿圈外周面具有环绕设置的四个半圆键，内周面具有环绕设置的内齿，所述半圆键与所述齿轮箱体机构的半圆槽固定连接；所述双腹板行星架机构包括轮毂行星架、内部行星架、一对深沟球轴承及预紧螺母，所述轮毂行星架的内孔支撑所述联排行星齿轮组中的所述行星齿轮轴的一端，所述轮毂行星架通过第一连接件与所述内部行星架实现螺栓连接，所述内部行星架支撑所述联排行星齿轮组中的所述行星齿轮轴的另一端，一个所述深沟球轴承与所述轮毂行星架的外表面接触并支撑于所述齿轮箱箱体的一个轴承孔中，另一个所述深沟球轴承与所述内部行星架的外表面接触并支撑于所述齿轮箱箱体的另一个轴承孔中，所述预紧螺母与所述内部行星架螺纹连接；所述齿轮箱体机构包括齿轮箱箱体、电机连接盘、加油螺栓、放油螺栓及若干密封件，所述齿轮箱箱体的两个轴承内孔支撑所述一对深沟球轴承，所述齿轮箱箱体的一内周面固定所述内齿圈，所述电机连接盘用于连接电机与所述齿轮箱箱体，所述加油螺栓同所述放油螺栓位于所述齿轮箱箱体上，所述若干密封件位于齿轮箱箱体的密封部位防止润滑油的泄漏。

作为优选，所述联排行星轮采用大小行星齿轮一体式设计，并于所述联排行星轮的大行星轮端采用减重槽和减重孔的设计，同时在所述联排行星轮的大行星轮端做下安装标记。

作为优选，所述行星齿轮轴轴向开有一个轴向导油孔，所述行星齿轮轴周向开有一个径向导油孔。

作为优选，一个所述轴向止推自润滑垫片与所述联排行星轮大行星轮端之间留有间隙，另一个所述轴向止推自润滑垫片与所述联排行星轮小行星轮端之间留有间隙。

作为优选，所述行星齿轮机构还包括固定挡圈、第二连接件，所述固定于电机输出轴的太阳轮通过所述固定挡圈和所述第二连接件固定于电机输出轴上。

作为优选，所述内齿圈上设置有轴承挡肩，所述内齿圈同时通过螺纹连接于齿轮箱箱体上。

作为优选，所述双腹板行星架机构用于支撑所述行星齿轮机构中的三组联排行星齿轮组。

作为优选，所述轮毂行星架上还包括观察孔端盖、观察孔密封圈及孔用卡簧，所述孔用卡簧轴向固定所述观察孔端盖，所述观察孔密封圈密封所述观察孔端盖，所述轮毂行星架的外侧与轮辋通过螺栓连接，所述轮毂行星架与所述内部行星架分别有三个均布的内孔用于支撑所述联排行星齿轮组中的所述行星齿轮轴，所述轮毂行星架有三个均布的螺纹孔，通过所述螺纹孔用三个所述第一连接件与所述内部行星架实现螺栓连接，所述预紧螺母通过调整预紧距离调整所述一组深沟球轴承的预紧力。

作为优选，所述齿轮箱箱体一内周面具有环绕设置的四个半圆槽用于固定所述内齿圈，所述加油螺栓位于所述齿轮箱箱体的上部，所述放油螺栓位于所述齿轮箱箱体的下部，所述若干密封件包括位于所述轮毂行星架与所述齿轮箱箱体之间的骨架密封圈及位于所述电机连接盘与所述齿轮箱箱体之间的径向密封圈。

本发明的电动方程式赛车轮边行星齿轮减速装置与现有技术相比，具有以下有益效果：

轮边行星齿轮减速装置包括：行星齿轮机构、双腹板行星架机构及齿轮箱体机构，其中，行星齿轮机构包括支撑于双腹板行星架机构的三组联排行星齿轮组、固定于电机输出轴的太阳轮及固定于齿轮箱体机构的内齿圈，三组联排行星齿轮组中的联排行星轮的大行星轮与太阳轮外啮合，联排行星轮的小行星轮与内齿圈内啮合，能够有效地实现功率分流、传递扭矩、满足大传动比设计要求的同时减小行星齿轮机构的径向尺寸，提高传动效率，降低重量。在行星齿轮轴上开有轴向导油孔和径向导油孔，使润滑油能够通过导油孔流入滚针轴承内部，使滚针轴承能够润滑和冷却，使行星齿轮转动时噪音减少，并得到充分冷却。轴向止推自润滑垫片与联排行星轮大行星轮端及联排行星轮小行星轮端留有间隙，能够使得润滑油进入，减少不同转动部件之间相对滑磨。

双腹板行星架机构包括轮毂行星架、内部行星架、一对深沟球轴承及预紧螺母，双腹板行星架机构支撑三组联排行星齿轮组，并将行星齿轮机构的扭矩传递给轮毂行星架，最终传递到轮辋、轮胎上，通过第一连接件的螺栓连接能够方便联排行星齿轮组与双腹板行星架机构的装配。轮毂行星架上的观察孔端盖，在检修轮边行星齿轮减速装置时能够减少拆卸次数，精准定位问题位置。调整预紧螺母预紧距离调整深沟球轴承的预紧力，减少轴承承受负载。

齿轮箱体机构包括齿轮箱箱体、电机连接盘、加油螺栓、放油螺栓及若干密封件，齿轮箱箱体的两个轴承内孔支撑一对深沟球轴承，齿轮箱箱体的一内周面固定内齿圈，保证转动构件的稳定。加油螺栓位于齿轮箱箱体的上部，放油螺栓位于齿轮箱箱体的下部，方便润滑油的维护。位于轮毂行星架与齿轮箱箱体之间的骨架密封圈，位于电机连接盘与齿轮箱箱体之间的第一密封圈，在保证行星齿轮机构的同时，保证润滑油不发生泄漏。

上述行星齿轮机构、双腹板行星架机构及齿轮箱体机构保证了径向空间小、效率高、重量轻、成本低的电动方程式赛车轮边行星齿轮减速装置的实现。

附图说明

图1为本发明所提供的电动方程式赛车轮边行星齿轮减速装置的外观图；

图2为本发明所提供的电动方程式赛车轮边行星齿轮减速装置的分解图；

图3为本发明所提供的电动方程式赛车轮边行星齿轮减速装置的局部立体剖面图；

图4为图2中的行星齿轮机构的分解图；

图5为图1中的主视剖面图。

图1-5中附图标记说明如下：

1行星齿轮机构，11联排行星齿轮组，111联排行星轮，1111大行星轮端，1112小行星轮端，112行星齿轮轴，113滚针轴承，114轴向止推自润滑垫片，12太阳轮，13固定挡圈，14第二连接件，15内齿圈；

2双腹板行星架机构，21轮毂行星架，22内部行星架，23深沟球轴承，24第一连接件，25预紧螺母，26观察孔端盖，27观察孔密封圈，28孔用卡簧；

3齿轮箱体机构，31齿轮箱箱体，32电机连接盘，33加油螺栓，34放油螺栓，35骨架密封圈，36径向密封圈。

具体实施方法

本发明的目的是提供一种电动方程式赛车轮边行星齿轮减速装置，所提供的轮边行星齿轮减速装置径向空间小、效率高、重量轻、成本低。

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

如图1-5所示，图1为本发明所提供的电动方程式赛车轮边行星齿轮减速装置的外观图，图2为本发明所提供的电动方程式赛车轮边行星齿轮减速装置的分解图，图3为本发明所提供的电动方程式赛车轮边行星齿轮减速装置的局部立体剖面图，图4为图2中的行星齿轮机构的分解图，图5为图1中的主视剖面图。

本具体实施方式中，如图1-3所示，电动方程式赛车轮边行星齿轮减速装置包括行星齿轮机构1、双腹板行星架机构2及齿轮箱体机构3；

该行星齿轮机构1包括支撑于双腹板行星架机构2上的三组联排行星齿轮组11、固定于电机输出轴的太阳轮12及固定于齿轮箱体机构的内齿圈15，三组联排行星齿轮组11，每组包括有一联排行星轮111、一行星齿轮轴112、两滚针轴承113以及两轴向止推自润滑垫片114。

如图4-5所示，联排行星轮111采用大小行星齿轮一体式设计，联排行星轮111由大行星轮端1111和小行星轮端1112组成一体，并于联排行星轮的大行星轮端1111采用减重槽和减重孔的设计，同时在联排行星轮的大行星轮端1111做下安装标记，大行星轮端1111与太阳轮12的外周相啮合，小行星轮端1112与内齿圈15的内周相啮合，联排行星轮111与太阳轮12外啮合、与内齿圈15内啮合并绕行星齿轮轴112自转，行星齿轮轴112一端通过一个滚针轴承113与联排行星轮111中的大行星轮端1111的内孔接触，行星齿轮轴112另一端通过另一个滚针轴承113与小行星轮端1112的内孔接触，行星齿轮轴112轴向开有一个轴向导油孔，周向开有一个径向导油孔，两滚针轴承113位于联排行星轮111内孔中，行星齿轮轴112两端支撑在双腹板行星架机构2的内孔中，一个轴向止推自润滑垫片114位于行星齿轮轴112与大行星轮端1111之间，另一个轴向止推自润滑垫片114位于小行星轮端1112与轮毂行星架21之间，轴向止推自润滑垫片114与大行星轮端1111之间留有间隙，另一个轴向止推自润滑垫片114与联排行星轮小行星轮端1112之间留有间隙，太阳轮12通过内花键形式周向固定于电机输出轴(图中未标记)上，行星齿轮机构还包括固定挡圈13、第二连接件14，太阳轮12通过第二连接件14压紧固定挡圈13被轴向固定于电机输出轴(图中未标记)上，内齿圈15外周面具有环绕设置的四个半圆键，内周面具有环绕设置的内齿，半圆键与齿轮箱体机构3的半圆槽固定连接，内齿圈15上设置有轴承挡肩，内齿圈15同时通过螺纹连接于齿轮箱箱体31上。

如图2及图5所示，双腹板行星架机构2包括轮毂行星架21、内部行星架22、一对深沟球轴承23及预紧螺母25，双腹板行星架机构2中的轮毂行星架21和内部行星架22用于支撑行星齿轮机构1中的三组联排行星齿轮组11，轮毂行星架21与内部行星架22分别有三个均布的内孔用于支撑行星齿轮轴112，轮毂行星架21有三个均布的螺纹孔，通过螺纹孔用三个第一连接件24与内部行星架22实现螺栓连接，能够方便联排行星齿轮组11与双腹板行星架机构2的装配，轮毂行星架21上还包括观察孔端盖26、观察孔密封圈27及孔用卡簧28，孔用卡簧28轴向固定观察孔端盖26，观察孔密封圈27密封观察孔端盖26，轮毂行星架21上的观察孔设计，在检修轮边行星齿轮减速装置时能够减少拆卸次数，精准定位问题位置，轮毂行星架21的外侧与轮辋(图中未标记)通过螺栓连接，内部行星架22支撑行星齿轮轴112的另一端，一个深沟球轴承23与轮毂行星架21的外表面接触并支撑于齿轮箱箱体31的一个轴承孔中，另一个深沟球轴承23与内部行星架22的外表面接触并支撑于齿轮箱箱体31的另一个轴承孔中，预紧螺母25与内部行星架22螺纹连接，预紧螺母25通过调整预紧距离调整一组深沟球轴承23的预紧力，减少深沟球轴承23承受负载。

如图1、图2及图5所示，齿轮箱体机构3包括齿轮箱箱体31、电机连接盘32、加油螺栓33、放油螺栓34，齿轮箱箱体31的两个轴承内孔支撑一对深沟球轴承23，齿轮箱箱体31一内周面具有环绕设置的四个半圆槽用于固定内齿圈15，电机连接盘32用于连接电机(图中未标记)与齿轮箱箱体31，加油螺栓33位于齿轮箱箱体31的上部，放油螺栓34位于齿轮箱箱体31的下部，密封件包括位于轮毂行星架21与齿轮箱箱体31之间的骨架密封圈35及位于电机连接盘32与齿轮箱箱体31之间的径向密封圈36。

本具体实施方式中，如图2及图4所示，当太阳轮12通过图未示出的电机输出轴转动时，三个联排行星齿轮组11伴随该太阳轮12同步转动，同时联排行星齿轮组11在与内齿圈的啮合下转动，进而带动双腹板行星架机构2转动，因此能够使动力由该太阳轮12传递至双腹板行星架机构2上的轮毂行星架21，联排行星轮111的大小行星轮设计，能够有效地实现功率分流、传递扭矩、满足大传动比设计要求的同时减小行星齿轮机构的径向尺寸，提高传动效率，降低重量。在行星齿轮轴112上开有轴向导油孔和径向导油孔，使润滑油能够通过导油孔流入滚针轴承113内部，使滚针轴承113能够润滑和冷却，使行星齿轮转动时噪音减少，并得到充分冷却。轴向止推自润滑垫片114与联排行星轮大行星轮端1111及联排行星轮小行星轮端1112留有间隙，能够使得润滑油进入，减少不同转动部件之间相对滑磨。

以上实施方式仅为本发明的示例性实施方式，不用于限制本发明，本发明的保护范围由权利要求书限定。本领域技术人员在本发明的实质和保护范围内，对本发明做出的各种修改或等同替换也落在本发明的保护范围内。

Claims (4)

1.一种电动方程式赛车轮边行星齿轮减速装置，其特征在于，包括行星齿轮机构(1)、双腹板行星架机构(2)及齿轮箱体机构(3)；

所述行星齿轮机构(1)包括支撑于双腹板行星架机构(2)的三组联排行星齿轮组(11)、固定于电机输出轴的太阳轮(12)及固定于齿轮箱体机构(3)的内齿圈(15)，所述三组联排行星齿轮组(11)，每组包括有一联排行星轮(111)、一行星齿轮轴(112)、两滚针轴承(113)以及两轴向止推自润滑垫片(114)，所述联排行星轮(111)由大行星轮端(1111)和小行星轮端(1112)组成一体，所述联排行星轮(111)中的大行星轮端(1111)与太阳轮(12)的外周相啮合，所述联排行星轮(111)中的小行星轮端(1112)与内齿圈(15)的内周相啮合，所述联排行星轮(111)与所述太阳轮(12)外啮合、与所述内齿圈(15)内啮合并绕所述行星齿轮轴(112)自转，所述联排行星齿轮组(11)中的行星齿轮轴(112)一端通过所述联排行星齿轮组(11)中的一个所述滚针轴承(113)与所述联排行星轮(11)中的大行星轮端(1111)的内孔接触，所述联排行星轮组(11)中的行星齿轮轴(112)另一端通过所述联排行星齿轮组(11)中的另一个所述滚针轴承(113)与所述联排行星轮(111)中的小行星轮端(1112)的内孔接触，所述两滚针轴承(113)位于所述联排行星轮(111)内孔中，所述联排行星齿轮组(11)中的所述行星齿轮轴(112)两端支撑在所述双腹板行星架机构(2)的内孔中，一个所述轴向止推自润滑垫片(114)位于所述行星齿轮轴(112)与所述联排行星轮(111)大行星轮端(1111)之间，另一个所述轴向止推自润滑垫片(114)位于所述联排行星轮(111)小行星轮端(1112)与轮毂行星架(21)之间，所述太阳轮(12)通过内花键形式固定于电机输出轴上，所述内齿圈(15)外周面具有环绕设置的四个半圆键，内周面具有环绕设置的内齿，所述半圆键与所述齿轮箱体机构的半圆槽固定连接；

所述双腹板行星架机构(2)包括轮毂行星架(21)、内部行星架(22)、一对深沟球轴承(23)及预紧螺母(25)，所述轮毂行星架(21)的内孔支撑所述联排行星齿轮组(11)中的所述行星齿轮轴(112)的一端，所述轮毂行星架(21)通过第一连接件(24)与所述内部行星架(22)实现螺栓连接，所述内部行星架(22)支撑所述联排行星齿轮组(11)中的所述行星齿轮轴(112)的另一端，一个所述深沟球轴承(23)与所述轮毂行星架(21)的外表面接触并支撑于所述齿轮箱箱体(31)的一个轴承孔中，另一个所述深沟球轴承(23)与所述内部行星架(22)的外表面接触并支撑于所述齿轮箱箱体(31)的另一个轴承孔中，所述预紧螺母(25)与所述内部行星架(22)螺纹连接；

所述齿轮箱体机构(3)包括齿轮箱箱体(31)、电机连接盘(32)、加油螺栓(33)、放油螺栓(34)及若干密封件，所述齿轮箱箱体(31)的两个轴承内孔支撑所述一对深沟球轴承(23)，所述齿轮箱箱体(31)的一内周面固定所述内齿圈(15)，所述电机连接盘(32)用于连接电机与所述齿轮箱箱体(31)，所述加油螺栓(33)同所述放油螺栓(34)位于所述齿轮箱箱体(31)上，所述若干密封件位于齿轮箱箱体的密封部位防止润滑油的泄漏。

2.根据权利要求1所述的电动方程式赛车轮边行星齿轮减速装置，其特征在于，所述联排行星轮(111)，采用大小行星齿轮一体式设计，并于所述联排行星轮(111)的大行星轮端(1111)采用减重槽和减重孔的设计，同时在所述联排行星轮(111)的大行星轮端(1111)做下安装标记。

3.根据权利要求1所述的电动方程式赛车轮边行星齿轮减速装置，其特征在于，所述内齿圈(15)上设置有轴承挡肩，所述内齿圈(15)同时通过螺纹连接于齿轮箱箱体(31)上。

4.根据权利要求1所述的电动方程式赛车轮边行星齿轮减速装置，其特征在于，所述轮毂行星架(21)上还包括观察孔端盖(26)、观察孔密封圈(27)及孔用卡簧(28)，所述孔用卡簧(28)轴向固定所述观察孔端盖(26)，所述观察孔密封圈(27)密封所述观察孔端盖(26)，所述轮毂行星架(21)的外侧与轮辋通过螺栓连接，所述轮毂行星架(21)与所述内部行星架(22)分别有三个均布的内孔用于支撑所述联排行星齿轮组(11)中的所述行星齿轮轴(112)，所述轮毂行星架(21)有三个均布的螺纹孔，通过所述螺纹孔用三个所述第一连接件(24)与所述内部行星架(22)实现螺栓连接，所述预紧螺母(25)通过调整预紧距离调整所述一组深沟球轴承(23)的预紧力。