CN111525732B - 通轴式轮毂电机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种通轴式轮毂电机，包括通轴、设于通轴上的轮毂壳体及沿通轴依次设置的电机机芯、行星减速机构和离合器；电机机芯为外转子内定子结构，行星减速机构包括同转子固定并套于通轴上的太阳齿轮、固定在通轴上的行星支架、由行星轴枢转安装至行星支架上并围绕太阳齿轮的若干行星齿轮，各行星齿轮均为双联齿轮，包括同轴一体相连的大齿轮和小齿轮，大齿轮与太阳齿轮啮合；轮毂壳体上靠近离合器的一端固定有伸入内部的连接轴套，离合器的内圈与连接轴套通过螺纹连接固定，而离合器的外圈上一体设有沿通轴的轴向延伸的延伸环，其内周成型或固定有与各行星齿轮的小齿轮啮合的内齿圈。本发明直径能做的更小，结构更紧凑，也更易装配。

Description

通轴式轮毂电机

技术领域

本发明涉及一种通轴式轮毂电机。

背景技术

轮毂电机是主要应用于电动助力车上的动力核心部件，目前行业内对于轮毂电机的发展以小型化（结构紧凑，直径小）和输出扭矩大为主流趋势。

众所周知轮毂电机减小尺寸的方式是增大减速比，而增大减速比的方式通常主要是减小行星减速传动机构中太阳齿轮的齿数，而通常行业内为了进一步减小太阳齿轮的齿数，采用的方式是将轮毂电机的主轴做成两段式，这样就确保位于中间的太阳齿轮直径不会受主轴直径限制。

但这种主轴两段式的轮毂电机缺点也比较明显，两侧半轴的支撑强度较低，限制了输出扭矩，此外部件多，制造成本高，且装配时需要校正两侧半轴和中间机芯轴之间的同心度，对于部件加工精度高，装配工艺也复杂，导致生产效率低下。

为此目前行业内采用较多的是通轴内转子轮毂电机，这种轮毂电机的结构特点是主轴采用一根通轴，将定子和转子以及行星减速机构均装配在这根通轴上。相比原先的方案，结构更简单，也更易装配加工。然而现有的通轴内转子轮毂电机在结构上依旧暴露出如下缺陷：

1）往往将行星减速机构与离合器整合设计，例如市面上常见的这类轮毂电机通常将行星轴固定至离合器外圈上，虽然结构是紧凑了，但这也导致行星减速机构和离合器的制造、装配非常繁琐，极大的降低生产效率。

2）并且由于将行星轴安装至离合器上，为了考虑离合器的支撑强度，往往会将离合器直径做大，相应的容纳离合器的轮毂壳体也要增大，这就造成无法将轮毂电机直径进一步做小。

3）将行星减速机构设计至离合器上，不仅增大了行星减速机构的外径，也造成与行星齿轮配合的内齿圈的尺寸增大，进而造成安装内齿圈的轮毂壳体直径无法进一步缩减，内部结构也依旧不够优化，体积较大。

发明内容

本发明目的是：提供一种通轴式轮毂电机，其能够将直径做的更小，结构更紧凑，也更易装配，能够提高装配效率。

本发明的技术方案是：一种通轴式轮毂电机，包括通轴、两端均通过壳体轴承安装在通轴上的轮毂壳体及设于轮毂壳体内的电机机芯、行星减速机构和离合器；其特征在于电机机芯、行星减速机构和离合器依次沿通轴的轴向设置，其中电机机芯为外转子内定子结构，包括固定至通轴上的定子和采用转子轴承装配至通轴上的转子，而行星减速机构包括同转子固定并套设于通轴上的太阳齿轮、固定在通轴上的行星支架、通过行星轴枢转安装至行星支架上并围绕太阳齿轮的若干行星齿轮，每个行星齿轮均为双联齿轮，包括同轴一体相连的大齿轮和小齿轮，其中大齿轮与太阳齿轮啮合；轮毂壳体上靠近离合器的一端固定有伸入内部的连接轴套，该连接轴套内周通过壳体轴承装配于通轴上；而离合器包括内圈和外圈，内圈与连接轴套通过螺纹配合连接固定，而外圈上一体成型有沿通轴的轴向延伸的延伸环，该延伸环内周成型或固定有与各行星齿轮的小齿轮啮合的内齿圈。

进一步的，本发明中所述连接轴套外周设有外螺纹，而离合器的所述内圈内周上设有与外螺纹配合连接的内螺纹。

更进一步的，本发明中所述轮毂壳体由轮毂凹壳和轮毂端盖固定构成，轮毂凹壳和轮毂端盖上均设有供所述通轴穿过的轴孔，其中轮毂凹壳的轴孔内成型有轴承座以安装壳体轴承；而轮毂端盖的轴孔内周成型有一圈卡环，卡入设于连接轴套外周上的一圈卡槽内以固定所述连接轴套，并且连接轴套内端也成型有轴承座以安装壳体轴承。

进一步的，本发明中所述行星支架通过键槽配合固定至通轴上，通轴上通过设置卡槽嵌装有一定位卡圈，行星支架一端与定位卡圈相抵，而另一端则与装在连接轴套内的壳体轴承相抵。这样设计使得轮毂壳体的内部机构在轴向上更紧凑，以便于缩减轮毂电机的整体体积。

进一步的，本发明中所述定子包括环形支架和固定在环形支架上的定子线圈，而转子包括转子飞轮罩和固定在转子飞轮罩内壁上与定子线圈配合的磁钢，转子飞轮罩通过所述转子轴承装配于通轴上；并且通轴上铣有与环形支架内周通过键槽配合固定的一圈凸台，转子轴承与凸台之间抵设有一平面轴承。这样设计同样是为了使得轮毂壳体的内部机构在轴向上更紧凑，结构得到优化，以便于缩减轮毂电机的整体体积。

进一步的，本发明中所述行星齿轮为尼龙齿轮，而所述太阳齿轮为粉末冶金齿轮。

进一步的，本发明中所述行星齿轮关于太阳齿轮呈中心对称分布。

更为优选的，本发明中所述行星齿轮的数量为3个。

本发明的优点是：

1）本发明的结构改进中，采用外转子内定子结构的电机机芯，将行星减速机构的太阳齿轮连接至转子上，同时将离合器同行星支架独立分开设计，将内齿圈设计到离合器的外圈上，而将内圈与专门设置在轮毂壳体上的连接轴套螺纹配合连接，这既能保证本发明电机整体结构的紧凑，又极大的便利于部件装配，能够提高装配效率。

2）本发明中的离合器相比现有技术采用独立设计，其外圈上设计沿通轴的轴向延伸的延伸环，再在延伸环上设置内齿圈与行星减速机构内的行星齿轮啮合，这样行星减速机构、离合器和内齿圈的外径都能得到缩减，且由于内齿圈不再与轮毂壳体关联，故轮毂壳体本身的外径也能相应减小，从而使得轮毂电机整体的直径能够进一步做小。

3）本发明中的离合器内圈采用螺纹配合连接至专门的连接轴套上，不仅安装方便，而且也确保了离合器具有足够支撑强度，这样我们无需象现有技术那样将离合器直径做大，相应的容纳离合器的轮毂壳体体积也能减小，进而缩减轮毂电机整体的体积。

附图说明

下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：

图1为本发明的结构示意图。

其中：1、通轴；1a、凸台；2、壳体轴承；3、轮毂壳体；3a、轮毂凹壳；3b、轮毂端盖；A、电机机芯；4、转子；4a、转子飞轮罩；4b、磁钢；5、定子；5a、环形支架；5b、定子线圈；6、转子轴承；B、行星减速机构；7、太阳齿轮；8、行星支架；9、行星轴；10、行星齿轮；10a、大齿轮；10b、小齿轮；11、连接轴套；C、离合器；12、内圈；13、外圈；13a、延伸环；14、内齿圈；15、卡环；16、卡槽；17、定位卡圈；18、平面轴承。

具体实施方式

实施例：下面结合图1所示对本发明提供的这种通轴式轮毂电机的具体实施方式进行说明如下：

其同已知技术一样具有通轴1、两端均通过壳体轴承2安装在通轴1上的轮毂壳体3及设于轮毂壳体3内的电机机芯A、行星减速机构B和离合器C。本发明的改进特点在于：轮毂壳体3内的电机机芯A、行星减速机构B和离合器C从左到右依次沿通轴1的轴向设置。其中电机机芯A为外转子4内定子5结构，由固定至通轴1上的定子5和采用转子轴承6装配至通轴1上的转子4共同构成。而行星减速机构B由同转子4固定并套设于通轴1上的太阳齿轮7、固定在通轴1上的行星支架8、通过行星轴9枢转安装至行星支架8上并围绕太阳齿轮7中心对称分布的三个行星齿轮10共同构成。每个行星齿轮10均为双联齿轮，由同轴一体相连的大齿轮10a和小齿轮10b构成，其中大齿轮10a与太阳齿轮7啮合；轮毂壳体3上靠近离合器C的一端固定有伸入内部的连接轴套11，该连接轴套11内周通过壳体轴承2装配于通轴1上。而离合器C同已知技术一样，具有内圈12和外圈13，内圈12与连接轴套11通过螺纹配合连接固定，而外圈13上一体成型有沿通轴1的轴向延伸的延伸环13a，该延伸环13a内周成型有与各行星齿轮10的小齿轮10b啮合的内齿圈14。

具体结合图1所示，本实施例中所述连接轴套11外周设有外螺纹，而离合器C的所述内圈12内周上设有与外螺纹配合连接的内螺纹。

本实施例中所述轮毂壳体3由轮毂凹壳3a和轮毂端盖3b通过螺钉固定构成，轮毂凹壳3a和轮毂端盖3b上均设有供所述通轴1穿过的轴孔，其中轮毂凹壳3a的轴孔内成型有轴承座以安装壳体轴承2；而轮毂端盖3b的轴孔内周成型有一圈卡环15，卡入设于连接轴套11外周上的一圈卡槽16内以固定所述连接轴套11，并且连接轴套11内端也成型有轴承座以安装壳体轴承2。

本实施例中所述行星支架8通过键槽配合固定至通轴1上，通轴1上通过设置卡槽嵌装有一定位卡圈17，行星支架8一端与定位卡圈17相抵，而另一端则与装在连接轴套11内的壳体轴承2相抵。

本实施例中的定子5具体由环形支架5a和固定在环形支架5a上的定子线圈5b构成，而转子4则由转子飞轮罩4a和固定在转子飞轮罩4a内壁上与定子线圈5b配合的磁钢4b共同构成，转子飞轮罩4a通过所述转子轴承6装配于通轴1上，前面提到的太阳齿轮7上成型有连接环部，该连接环部与转子飞轮罩4a内周之间通过花键连接后再压紧固定。具体再如图1所示，通轴1上铣有与环形支架5a内周通过键槽配合固定的一圈凸台1a，转子轴承6与凸台1a之间抵设有一平面轴承18。

本实施例中所述行星齿轮10为尼龙齿轮，而所述太阳齿轮7为粉末冶金齿轮。

本发明的结构改进中，采用外转子4内定子5结构的电机机芯A，将行星减速机构B的太阳齿轮7连接至转子4上，同时将离合器C同行星支架8独立分开设计，将内齿圈14设计到离合器C的外圈13上，而将内圈12与专门设置在轮毂壳体3上的连接轴套11螺纹配合连接，这既能保证本发明电机整体结构的紧凑，又极大的便利于部件装配，能够提高装配效率。

同时本发明中的离合器C相比现有技术采用独立设计，其外圈13上设计沿通轴1的轴向延伸的延伸环13a，再在延伸环13a上设置内齿圈14与行星减速机构内的行星齿轮10啮合，这样行星减速机构B、离合器C和内齿圈14的外径都能得到缩减，且由于内齿圈14不再与轮毂壳体3关联，故轮毂壳体3本身的外径也能相应减小，从而使得轮毂电机整体的直径能够进一步做小。

此外，由于本发明中的离合器C内圈12采用螺纹配合连接至专门的连接轴套11上，不仅安装方便，而且也确保了离合器C具有足够支撑强度，这样我们无需象现有技术那样将离合器C直径做大，相应的容纳离合器C的轮毂壳体3体积也能减小，进而缩减轮毂电机整体的体积。

当然上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明主要技术方案的精神实质所做的修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种通轴式轮毂电机，包括通轴（1）、两端均通过壳体轴承（2）安装在通轴（1）上的轮毂壳体（3）及设于轮毂壳体（3）内的电机机芯（A）、行星减速机构（B）和离合器（C）；其特征在于电机机芯（A）、行星减速机构（B）和离合器（C）依次沿通轴（1）的轴向设置，其中电机机芯（A）为外转子（4）内定子（5）结构，包括固定至通轴（1）上的定子（5）和采用转子轴承（6）装配至通轴（1）上的转子（4），而行星减速机构（B）包括同转子（4）固定并套设于通轴（1）上的太阳齿轮（7）、固定在通轴（1）上的行星支架（8）、通过行星轴（9）枢转安装至行星支架（8）上并围绕太阳齿轮（7）的若干行星齿轮（10），每个行星齿轮（10）均为双联齿轮，包括同轴一体相连的大齿轮（10a）和小齿轮（10b），其中大齿轮（10a）与太阳齿轮（7）啮合；轮毂壳体（3）上靠近离合器（C）的一端固定有伸入内部的连接轴套（11），该连接轴套（11）内周通过壳体轴承（2）装配于通轴（1）上；而离合器（C）包括内圈（12）和外圈（13），内圈（12）与连接轴套（11）通过螺纹配合连接固定，而外圈（13）上一体成型有沿通轴（1）的轴向延伸的延伸环（13a），该延伸环（13a）内周成型或固定有与各行星齿轮（10）的小齿轮（10b）啮合的内齿圈（14）；

所述连接轴套（11）外周设有外螺纹，而离合器（C）的所述内圈（12）内周上设有与外螺纹配合连接的内螺纹；

所述轮毂壳体（3）由轮毂凹壳（3a）和轮毂端盖（3b）固定构成，轮毂凹壳（3a）和轮毂端盖（3b）上均设有供所述通轴（1）穿过的轴孔，其中轮毂凹壳（3a）的轴孔内成型有轴承座以安装壳体轴承（2）；而轮毂端盖（3b）的轴孔内周成型有一圈卡环（15），卡入设于连接轴套（11）外周上的一圈卡槽（16）内以固定所述连接轴套（11），并且连接轴套（11）内端也成型有轴承座以安装壳体轴承（2）；

所述行星齿轮（10）为尼龙齿轮，而所述太阳齿轮（7）为粉末冶金齿轮。

2.根据权利要求1所述的通轴式轮毂电机，其特征在于所述行星支架（8）通过键槽配合固定至通轴（1）上，通轴（1）上通过设置卡槽嵌装有一定位卡圈（17），行星支架（8）一端与定位卡圈（17）相抵，而另一端则与装在连接轴套（11）内的壳体轴承（2）相抵。

3.根据权利要求1所述的通轴式轮毂电机，其特征在于所述定子（5）包括环形支架（5a）和固定在环形支架（5a）上的定子线圈（5b），而转子（4）包括转子飞轮罩（4a）和固定在转子飞轮罩（4a）内壁上与定子线圈（5b）配合的磁钢（4b），转子飞轮罩（4a）通过所述转子轴承（6）装配于通轴（1）上；并且通轴（1）上铣有与环形支架（5a）内周通过键槽配合固定的一圈凸台（1a），转子轴承（6）与凸台（1a）之间抵设有一平面轴承（18）。

4.根据权利要求1所述的通轴式轮毂电机，其特征在于所述行星齿轮（10）关于太阳齿轮（7）呈中心对称分布。

5.根据权利要求4所述的通轴式轮毂电机，其特征在于所述行星齿轮（10）的数量为3个。