CN111059220A - 同轴多层多级中央驱动型电驱动系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种同轴多层多级中央驱动型电驱动系统，固定轴上以转动配合的方式套装有转动套，转动套的长度方向依次安装有动力源、输出部件和减速机构，动力源用于驱动转动套转动，输出部件转动套装在转动套上，减速机构用于将转动套的转动减速传递至输出部件，减速机构的减速轴上设有第一减速齿轮、滑套和弹性元件，滑套与第一减速齿轮相互靠近的一端分别设有弧形内凹结构和弧形外凸结构，弧形内凹结构与弧形外凸结构相互作用，能够驱动滑套在减速轴轴向移动，滑套上安装有用于检测其轴向位移的检测部件。有益效果是：机械传动效率高、平衡性好、操控性好、安全系数高、结构紧凑，可检测驱动系统的负载。

Description

同轴多层多级中央驱动型电驱动系统

技术领域

本发明属于涉及一种驱动系统，具体涉及一种同轴多层多级中央驱动型电驱动系统。

背景技术

减速器是一种由封闭在刚性壳体内的齿轮传动、蜗杆传动、齿轮-蜗杆传动所组成的独立部件，常用作原动件与工作机之间的减速传动装置。在原动机和工作机或执行机构之间起匹配转速和传递转矩的作用，在现代机械中应用极为广泛。

对于布置有减速机构的电驱动系统，动力源与减速机构普遍采用并排方式布置，存在整个驱动系统的结构过于庞大，整体受力平衡性差等缺陷。同时，由于上述驱动系统采用电机作为动力源，能够实时检测输出负载并反馈给电机，对于协调驱动系统的输出工况具有十分重要的作用。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种同轴多层多级中央驱动型电驱动系统，以解决电驱动系统结构复杂，整体平衡性差的技术问题，并能够实时检测驱动系统的输出负载。

为实现上述目的，本发明技术方案如下：

一种同轴多层多级中央驱动型电驱动系统，包括固定轴，其特征在于：所述固定轴上以转动配合的方式套装有转动套，所述转动套的长度方向依次安装有动力源、输出部件和减速机构，所述动力源用于驱动转动套转动，所述输出部件转动套装在转动套上，所述减速机构用于将转动套的转动减速传递至输出部件，且减速机构包括至少一根与固定轴平行设置的减速轴，在任意一根所述减速轴动力传递的方向上依次设有第一减速齿轮、滑套和弹性元件，其中滑套随减速轴同步转动，并能够沿减速轴轴向滑动，弹性元件施加迫使滑套朝第一减速齿轮方向滑动的力，所述第一减速齿轮与减速轴转动配合，滑套与第一减速齿轮相互靠近的一端分别设有弧形内凹结构和弧形外凸结构，弧形内凹结构与弧形外凸结构相互作用，能够驱动滑套在减速轴轴向移动，所述滑套上安装有用于检测其轴向位移的检测部件。

采用上述结构，电驱动系统工作时，动力源驱动转动套转动，转动套的转速经减速机构减速后驱动输出部件转动，即电驱动系统的传递路径。通过减速机构的设置，保证了动力源能够直接采用高速电机，提高了电驱动系统的机械传动效率，并且动力源和减速机构对称设置在输出部件的左右两侧，不仅实现了输出部件的中央驱动输出，而且系统的受力更加均衡。同时，减速轴上还设有负载检测装置，具体为：减速机构工作时，第一减速齿轮受前端动力源的驱动会转动，第一减速齿轮的转动经滑套传递给减速轴并驱动减速轴转动，减速轴再进行后续的减速传递，在此过程中，由于滑套与第一减速齿轮之间是通过弧形内凹结构和弧形外凸结构摩擦配合的，所以随着减速轴负载的增加，即滑套负载的增加，滑套会在减速轴上向左移动，然后检测部件即可测量出该滑套的位移量，并通过位移量来反映输出负载的实时大小。

作为优选：所述减速机构包括与转动套固接的输入齿轮，以及与输出部件固接的输出齿轮，所述减速轴远离第一减速齿轮的一端设有第二减速齿轮，第二减速齿轮与所述输出齿轮啮合，第一减速齿轮与所述输入齿轮啮合。采用上述结构，能够对电机进行二级减速。

作为优选：所述动力源为电机，其转子为空心转子，所述转动套通过花键固定连接在该空心转子内。采用上述结构，相当于整个高速电机直接套设在转动套上，可使电驱动系统的结构更加紧凑。

作为优选：所述滑套内圈设有内螺旋槽，减速轴上设有与内螺旋槽路径一致的外螺旋槽，外螺旋槽与内螺旋槽合围形成的滚动通道内容纳滚珠。采用上述结构，能够满足滚珠安装的需求，使滑套与减速轴之间形成滚珠丝杆连接的原理，不仅保证了滑套受负载时其能够在减速轴上做轴向移动，也保证了滑套随减速轴同步转动，使动力有效地传递。

作为优选：所述弧形内凹结构与弧形外凸结构以凸轮副的形式传动配合。采用上述结构，在滑套所受负载增加时，既保证了滑套能够朝远离第一减速齿轮的方向滑动，又保证了滑套与第一减速齿轮之间的动力传递。

作为优选：所述减速轴的两端通过第一轴承支承在电驱动系统的外壳体上，所述第一减速齿轮通过第二轴承转动套装在减速轴上。采用上述结构，便于装配，并能够满足传力传递的要求。

作为优选：所述输入齿轮转动套装在固定轴的端部，并与所述转动套的端部焊接连接。采用上述结构，便于转动套与输入齿轮之间的固定连接。

作为优选：所述转动套的中间位置转动套装有输出套，所述输出部件和输出齿轮均固套在该输出套上。采用上述结构，便于输出部件与输出齿轮之间的固定连接。

作为优选：所述输出套的两端通过深沟球轴承转动支承在电驱动系统的外壳体上。采用上述结构，便于安装。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

采用本发明提供的同轴多层多级中央驱动型电驱动系统，可以在中间进行动力输出，两边分别以同轴的方式布置电机和减速机构，具有机械传动效率高、平衡性好、操控性好、安全系数高、结构紧凑、制造成本低等技术优势，同时还能够实时检测驱动系统的输出负载，有利于电机根据输出负载的大小自适应的驱动系统的输出工况。

附图说明

图1为集成化电驱动系统传动路径的剖视图；

图2为图1中Ⅰ处的局部放大图。

具体实施方式

以下结合实施例和附图对本发明作进一步说明。

如图1和2所示，一种同轴多层多级中央驱动型电驱动系统，包括固定轴2，固定轴2用于支撑整个电驱动系统，固定轴2上套装有沿其长度方向延伸的转动套3，转动套3工作时相对于固定轴2转动运动，转动套3上从左至右依次设置有动力源4、输出部件5和减速机构6，集成化电驱动系统工作时，动力源4驱动转动套3转动，转动套3的转速经减速机构6减速后驱动输出部件5转动，即在电驱动系统的中间位置进行有效地动力输出，通过减速机构6的设置，保证了动力源4能够直接采用高速电机，提高了电驱动系统的机械传动效率，并且动力源4和减速机构6对称设置在输出部件5的左右两侧，使得电驱动系统的整体结构更为紧凑，保证了整体的受力平衡性。

进一步的，动力源4优选采用高速电机，高速电机的转子为空心转子4a，转动套3通过花键7固套在空心转子4a内，基于此结构布局，电机是包围在转动套3周向的，充分利用空间位置，使得结构更加紧凑。

如图2所示，减速机构6包括与转动套3平行设置的减速轴6c，减速轴6c两端通过第一轴承6p支承在电驱动系统的外壳体上，减速轴6c的两端还分别设有第一减速齿轮6d和第二减速齿轮6e，其中第一减速齿轮6d通过第二轴承6q与减速轴6c转动配合，第二减速齿轮6e一体成型在减速轴6c端部位置，减速轴6c在第一减速齿轮6d和第二减速齿轮6e之间还安装有滑套6f和弹性元件6g，减速机构6工作时，滑套6f随减速轴6c同步转动，并能够沿减速轴6c轴向滑动，弹性元件6g抵接在第二减速齿轮6e与滑套6f之间，并施加迫使滑套6f朝第一减速齿轮6d方向滑动的力，滑套6f与第一减速齿轮6d相互靠近的一端分别设有弧形内凹结构6h和弧形外凸结构6i，弧形内凹结构6h与弧形外凸结构6i相互作用，并以凸轮副的形式传递运动。转动套3上还固定连接有与第一减速齿轮6d啮合的输入齿轮6a，转动套3的中间位置转动套装有输出套8，输出套8上固套有上述输出部件5和输出齿轮6b，该输出齿轮6b与第二减速齿轮6e啮合。

基于上述结构布置，电驱动系统的动力传递路径为：高速电机→空心转子4a→转动套3→输入齿轮6a→第一减速齿轮6d→滑套6f→减速轴6c→第二减速齿轮6e→输出齿轮6b→输出套8→输出部件5，即动力从左端传递至右端，再从右端传递至中间位置进行输出。针对此动力传递方式，特别适用于用于两轮车的中置式轮毂电机驱动系统。

在上述动力传递过程中，由于滑套6f与第一减速齿轮6d之间是通过凸轮副的形式传动配合的，随着减速轴6c负载的增加，即滑套6f负载的增加，滑套6f会在减速轴6c上向左移动，所以可以通过在滑套6f上安装检测部件6j测量滑套6f的位移量，从而通过位移量来反映输出负载的实时大小。

进一步的，为实现位移量的检测，电驱动系统的外壳体上设有与检测部件6j相匹配的接收端，滑套6f转动时，通过检测部件6j与接收端之间的位移差即能够实现检测部件6j的位移检测。

再如图2所示，滑套6f内圈设有内螺旋槽6k，减速轴6c上设有与内螺旋槽6k路径一致的外螺旋槽6m，外螺旋槽6m与内螺旋槽6k合围形成的滚动通道内容纳滚珠6n。这设置能够满足滚珠6n安装的需求，使滑套6f与减速轴6c之间形成滚珠丝杆连接的原理，不仅保证了滑套6f受负载时其能够在减速轴6c上做轴向移动，也保证了滑套6f随减速轴6c同步转动，使动力有效地传递。

为实现转动套3与输入齿轮6a之间的固定连接，输入齿轮6a以焊接方式安装在转动套3的端部，且输入齿轮6a通过轴承转动安装在固定轴2的右端，同时这样设计还可方便产品装配。

为便于装配输出套8，输出套8的两端通过深沟球轴承8a转动支承在电驱动系统的外壳体上，输出套8的内部为中空结构，并套设于转动套3上，输出部件5和输出齿轮6b均通过花键形式固套在输出套8上。

输出套8的内圈转动套设在转动套3上，转动套3的内圈又转动套设在固定轴2上，实现了同轴多层多级式装配，使得系统的结构更加紧凑，并有利于降低制造成本。

最后需要说明的是，上述描述仅仅为本发明的优选实施例，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不违背本发明宗旨及权利要求的前提下，可以做出多种类似的表示，这样的变换均落入本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种同轴多层多级中央驱动型电驱动系统，包括固定轴(2)，其特征在于：所述固定轴(2)上以转动配合的方式套装有转动套(3)，所述转动套(3)的长度方向依次安装有动力源(4)、输出部件(5)和减速机构(6)，所述动力源(4)用于驱动转动套(3)转动，所述输出部件(5)转动套装在转动套(3)上，所述减速机构(6)用于将转动套(3)的转动减速传递至输出部件(5)，且减速机构(6)包括至少一根与固定轴(2)平行设置的减速轴(6c)，在任意一根所述减速轴(6c)动力传递的方向上依次设有第一减速齿轮(6d)、滑套(6f)和弹性元件(6g)，其中滑套(6f)随减速轴(6c)同步转动，并能够沿减速轴(6c)轴向滑动，弹性元件(6g)施加迫使滑套(6f)朝第一减速齿轮(6d)方向滑动的力，所述第一减速齿轮(6d)与减速轴(6c)转动配合，滑套(6f)与第一减速齿轮(6d)相互靠近的一端分别设有弧形内凹结构(6h)和弧形外凸结构(6i)，弧形内凹结构(6h)与弧形外凸结构(6i)相互作用，能够驱动滑套(6f)在减速轴(6c)轴向移动，所述滑套(6f)上安装有用于检测其轴向位移的检测部件(6j)。

2.根据权利要求1所述的同轴多层多级中央驱动型电驱动系统，其特征在于：所述减速机构(6)包括与转动套(3)固接的输入齿轮(6a)，以及与输出部件(5)固接的输出齿轮(6b)，所述减速轴(6c)远离第一减速齿轮(6d)的一端设有第二减速齿轮(6e)，第二减速齿轮(6e)与所述输出齿轮(6b)啮合，第一减速齿轮(6d)与所述输入齿轮(6a)啮合。

3.根据权利要求2所述的同轴多层多级中央驱动型电驱动系统，其特征在于：所述动力源(4)为电机，其转子为空心转子(4a)，所述转动套(3)通过花键(7)固定连接在该空心转子(4a)内。

4.根据权利要求1或2或3所述的同轴多层多级中央驱动型电驱动系统，其特征在于：所述滑套(6f)内圈设有内螺旋槽(6k)，减速轴(6c)上设有与内螺旋槽(6k)路径一致的外螺旋槽(6m)，外螺旋槽(6m)与内螺旋槽(6k)合围形成的滚动通道内容纳滚珠(6n)。

5.根据权利要求4所述的同轴多层多级中央驱动型电驱动系统，其特征在于：所述弧形内凹结构(6h)与弧形外凸结构(6i)以凸轮副的形式传动配合。

6.根据权利要求5所述的同轴多层多级中央驱动型电驱动系统，其特征在于：所述减速轴(6c)的两端通过第一轴承(6p)支承在电驱动系统的外壳体上，所述第一减速齿轮(6d)通过第二轴承(6q)转动套装在减速轴(6c)上。

7.根据权利要求1或2或3所述的同轴多层多级中央驱动型电驱动系统，其特征在于：所述输入齿轮(6a)转动套装在固定轴(2)的端部，并与所述转动套(3)的端部焊接连接。

8.根据权利要求7所述的同轴多层多级中央驱动型电驱动系统，其特征在于：所述转动套(3)的中间位置转动套装有输出套(8)，所述输出部件(5)和输出齿轮(6b)均固套在该输出套(8)上。

9.根据权利要求8所述的同轴多层多级中央驱动型电驱动系统，其特征在于：所述输出套(8)的两端通过深沟球轴承(8a)转动支承在电驱动系统的外壳体上。

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