CN111664177A - 轮毂电机用一体化行星减速轴承 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种轮毂电机用一体化行星减速轴承，包括由内圈、外圈、行星齿轮和行星架共同形成的行星齿轮传动与轮毂支承系，其中外圈内圆中部设有齿、两侧设有滚道；所述行星架包括位于行星齿轮齿轮两侧的两个连为一体的左部行星架和右部行星架；外圈两侧滚道与左部行星架和右部行星架外圆滚道之间通过滚子转动配合并相互支承转动，同时内圈输入的动力通过行星齿轮与外圈上的齿轮配合传递动力。本发明将轴承和行星齿轮减速器一起加工并装配集成一体，减少零部件数量，节省空间，可提高配合精度、刚度和可靠性，特别适于轮毂电机等场合。

Description

轮毂电机用一体化行星减速轴承

技术领域

本发明属于轴承技术领域，特别涉及一种轮毂电机用一体化行星减速轴承。

背景技术

受电磁材料比能限制，目前直驱式轮毂电机簧下质量大、空间布置困难，极难在量大面广的乘用车上普及。将高速电机与减速器结合是先进轮毂电机结构和技术发展必然趋势。这样的轮毂电机结构中，为节省空间，往往将行星齿轮减速器集成在轮毂轴承内圈内部，专利CN106763523A中公开了一种减速轮毂轴承，将行星齿轮减速器集成在轮毂轴承内圈内部，减速器的动力输出端与轮毂轴承的内圈或外圈相连接；该种形式的轮毂轴承具有轴承内圈和外圈以及减速器内圈和外圈，零部件较多，径向尺寸较大，导致结构复杂，可靠性低，装配难度大，装配误差累计较大；

轴承的单元化设计制造，是现代轴承技术发展的一个典型特征，如轮毂轴承将双列轴承内外圈与轮毂承载结构统一，可实现免维护、免拆装。

本发明进一步行星齿轮减速器与轴承(特别是轮毂轴承)集成并统一化为一体的单元，直接在轴承外圈、行星齿轮和轴承内圈端部加工出滚道，省去减速器内外圈，并减少轴承内外圈与齿轮之间的连接界面，省材省空间，避免加工误差积累，提高刚强度。这种将轴承和齿轮的标准化、序列化热处理、车磨、成型加工制造工艺相结合，从而实现统一的加工环境和流程再造，显著提高加工精度、质量和可靠性，便于大规模生产组织，降低成本。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种轮毂电机用一体化行星减速轴承，该行星减速轴承高度集成一体化，其零部件少，结构简单，可靠性高，装配难度小，装配误差累计较小。

本发明的轮毂电机用一体化行星减速轴承，包括由内圈、外圈、行星齿轮和行星架共同形成的行星齿轮传动轮系，所述内圈、外圈以及行星架其中一个部件作为动力输出端。

进一步，所述行星架包括位于行星齿轮轴向两侧的两个连为一体的左部行星架和右部行星架，所述行星齿轮转动配合安装于左部行星架和右部行星架上；所述左部行星架和右部行星架内套于外圈内并与外圈转动配合。

进一步，所述左部行星架和右部行星架外圆与外圈内圆转动密封配合。

进一步，所述右部行星架内端面径向向内凸出形成若干个连接柱，所述连接柱抵在左部行星架内端面并与左部行星架固定连接。

进一步，所述左部行星架内端面内凹形成装配槽，所述连接柱左端抵在装配槽内形成径向限位和支撑。

进一步，所述外圈内圆与行星架外圆设置有滚道Ⅰ，外圈与行星架通过位于滚道Ⅰ内的滚子Ⅰ转动配合。

进一步，所述左部行星架与连接柱通过连接件连接，所述左部行星架与连接柱之间轴向预紧力通过连接件可调。

进一步，所述行星架还包括分别外套于左部行星架和右部行星架外圆的滚道衬套，所述滚道Ⅰ开设于滚道衬套外圆以及与滚道衬套对应的外圈内圆处。

进一步，所述外圈内圆中部径向向内凸起形成环形的用于与行星齿轮配合的外圈传动部，外圈内圆位于外圈传动部轴向两侧的位置分别对应于两个滚道衬套。

进一步，所述左部行星架和右部行星架之间安装有转轴，所述行星齿轮通过转轴与行星架转动配合，所述转轴外圆以及行星齿轮内圆设置有滚道Ⅱ，转轴与行星齿轮通过位于滚道Ⅱ内的滚子Ⅱ转动配合。

本发明的有益效果：

本发明的行星减速轴承其外圈既具有行星减速器的外圈功能，也具有轴承的外圈功能，同时左部行星架和右部行星架既具有行星架的功能，又具有行星减速轴承左右端盖的作用，无需单独设置端盖，另外通过滚子和滚道的设置使得减速轴承的各个部件自然形成支撑轴承的作用，无需单独设置标准轴承，上述结构大大简化了行星减速轴承的结构，减少了零部件数量，降低制造成本，使得该行星减速轴承高度集成一体化，减小各零部件连接导致的误差累积，提高行星减速轴承刚度和配合精度，缩小了行星减速轴承的轴向和径向尺寸，提高结构紧凑性。

本发明左部行星架和右部行星架内套于外圈内部相互形成良好的支撑转动，利于提高行星减速轴承的刚度和配合精度，本行星减速轴承能够对车身重量进行承载并为轮毂的转动提供引导，特别适于轮毂减速轴承或者配合轮毂电机使用。

本发明的减速轴承能够对车身重量进行承载并为轮毂的转动提供引导，与此同时，本发明的行星减速轴承还能对输入至轮毂的动力进行减速增扭，并且充分利用了行星减速轴承内部的空间，大大提高了轮毂的结构紧凑性，使得行星减速轴承实现小型化、轻量化、集成化，适用于体积要求小、传动要求平稳、空间结构紧凑的传动场合。

本发明简化了轮边减速器和行星减速轴承的组合，将行星减速轴承与行星牵引减速传动结构有机集成，集减速和轴承功能为一体，结构简单紧凑、尺寸小，加工成本低。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述。

图1为本发明实施例1结构示意图；

图2为图1的A-A剖视结构示意图；

图3为本发明实施例2结构示意图；

图4为本发明实施例3结构示意图；

图5为本发明实施例4结构示意图；

图6为图3的A点放大结构示意图；

具体实施方式

如图所示：本实施例的轮毂电机用一体化行星减速轴承；

实施例1：

结合图1和图2所示，轮毂电机用一体化行星减速轴承包括由内圈1、外圈 2、行星齿轮3和行星架4共同形成的行星齿轮传动轮系，所述内圈、外圈以及行星架其中一个部件作为动力输出端，该动力输出端用于与轮毂传动配合或者与其他传动部件传动配合。行星齿轮传动轮系含义为内圈、外圈与行星齿轮均通过齿轮传动，即内圈作为太阳齿轮、外圈作为外齿圈；内圈1不限于传统的空心筒状结构，其也可以为实心齿轮结构，实心齿轮与输入轴一体成型也作为减速行星减速轴承的动力输入轴使用，此结构将内圈与动力输入轴集成一体，简化了行星减速轴承的结构；本实施例中将行星架作为动力输出端用于与轮毂传动配合，同时内圈作为动力输入端，外圈用于与车架固定连接，外圈外圆一体成型的连接有用于与转向节连接的法兰盘10，法兰盘上设置有法兰连接孔；当然可以将外圈或内圈作为动力输出端用于驱动轮毂转动用作增速或减速作用，本行星减速轴承还能对输入至轮毂的动力进行减速增扭，并且充分利用了行星减速轴承内部的空间，外圈1既具有行星减速器的外齿圈功能，也具有轴承的外圈功能，减少了零部件数量，结构简单，成本低，使得该行星减速轴承高度集成一体化，减小了轴向尺寸，提高结构紧凑性，可靠性高，装配难度小，装配误差累计小。

本实施例中，所述行星架包括位于行星齿轮轴向两侧的两个连为一体的左部行星架4a和右部行星架4b，所述行星齿轮转动配合安装于左部行星架和右部行星架上；所述左部行星架和右部行星架内套于外圈内并与外圈转动配合。右部行星架外端面连接有若干个用于与轮毂连接的连接螺柱19，所述左部行星架和右部行星架之间安装有转轴4d，所述行星齿轮通过转轴与行星架转动配合。其中行星齿轮与转轴转动配合，转轴固定连接于左部行星架和右部行星架上，或者行星齿轮与转轴传动配合，转轴转动配合安装于左部行星架和右部行星架上；该结构的行星架方便于安装，两个行星架对行星齿轮支撑，提高零部件的整体一致性，其中左部行星架4a和右部行星架4b与内圈的配合方式与常规配合方式，内圈内套于左部行星架4a和右部行星架4b中间的装配孔与行星架实现转动配合，内圈与该装配孔之间通过密封圈实现转动密封配合，其中内圈与该装配孔之间可增设轴承，轴承为标准深沟球轴承；左部行星架和右部行星架内套于外圈内部相互形成良好的支撑转动，利于提高行星减速轴承的刚度和配合精度，本行星减速轴承能够对车身重量进行承载并为轮毂的转动提供引导，特别适于轮毂减速轴承或者配合轮毂电机使用。

本实施例中，所述左部行星架和右部行星架外圆与外圈内圆转动密封配合。左部行星架4a和右部行星架4b与外圈内圆之间可设置密封圈以形成转动密封配合结构，该结构使得左部行星架4a和右部行星架4b又具有减速轴承左右端盖的作用，无需单独设置端盖，进一步简化行星减速轴承的结构，降低制造成本，同时缩小了行星减速轴承的轴向尺寸，减小各零部件连接导致的误差累积，提高行星减速轴承刚度和配合精度；

本实施例中，所述右部行星架内端面径向向内凸出形成若干个连接柱11，所述连接柱抵在左部行星架内端面并与左部行星架固定连接。连接柱应以行星架中轴线中心对称分布，且连接柱与行星齿轮周向交错分布，连接柱对左部行星架 4a和右部行星架形成轴承支撑，通过连接柱使得左部行星架4a和右部行星架轴向接触利于形成刚性连接，提高行星架的刚度，进一步提高减速轴承的运行稳定性，并提高减速轴承的承载能力。

本实施例中，所述左部行星架与连接柱通过连接件12连接，所述左部行星架与连接柱之间轴向预紧力通过连接件可调。本实施例中连接件为螺栓，当然也可选用螺钉或其他的机械连接方式，通过螺栓可调节左部行星架4a和右部行星架4b的轴向预紧力进而调节行星减速轴承的松紧度，并利于调整滚子的轴向预紧力；

本实施例中，所述外圈内圆与行星架外圆设置有滚道Ⅰ5，外圈与行星架通过位于滚道Ⅰ内的滚子Ⅰ6转动配合。为实现滚子Ⅰ的状态保持，在外圈与行星架之间可增设保持架，滚子Ⅰ可以为球形滚子或者圆柱形滚子，滚子Ⅰ与滚道Ⅰ可通过点接触或者线接触，本实施例中滚子Ⅰ为球形滚子，滚道Ⅰ为弧形滚道，其中外圈内圆对应的滚道以及行星架外圆对应的滚道Ⅰ对滚道Ⅰ形成包裹状使得滚子Ⅰ在沿滚道Ⅰ滚动，滚子Ⅰ与滚道Ⅰ为点接触方式接触以减小摩擦损耗提高传递效率；结合滚子Ⅰ与滚道Ⅰ的轴向限定，可限制外圈相对行星架的轴向倾斜变形，滚子Ⅰ可以与滚道Ⅰ过盈配合或间隙配合，当滚子Ⅰ与滚道Ⅰ之间通过过盈配合时，其可承受较高的轴向力；该结构的行星架、外圈以及滚子Ⅰ具有支撑轴承作用，可减小整个行星减速轴承的径向尺寸，通过该结构使得外圈对行星架具有良好的支撑作用，提高行星架转动平稳性，提高行星架的动力输出稳定性，提高行星架的承载能力，提高整个减速轴承的刚度，滚道Ⅰ可在外圈内圆和行星架外圆轴向设置多列，通过多列设置提高其传动稳定性和轴向力承载能力，此处不再赘述。

本实施例中，所述行星架还包括分别外套于左部行星架和右部行星架外圆的滚道衬套7，所述滚道Ⅰ开设于滚道衬套外圆以及与滚道衬套对应的外圈内圆处。保证上半滚道和下半滚道径向方向相对应合围成滚道，其中滚道衬套过盈配合安装于左部行星架和右部行星架上，当滚道磨损时通过更换或维修滚道衬套利于行星减速轴承的后期维护，并降低维护成本。

本实施例中，所述外圈内圆中部径向向内凸起形成环形的用于与行星齿轮配合的外圈传动部2a，外圈内圆位于外圈传动部轴向两侧的位置分别对应于两个滚道衬套。结合图2，左部行星架和右部行星架位于外圈传动部轴向两侧，使得滚道衬套同样位于外圈传动部轴向两侧，内圈的内齿加工于内圈传动部，通过该结构使得外圈内圆分为三步装配区域，分别为外圈传动部以及位于外圈传动部两侧的与行星架配合的区域，利于外圈内圆的功能分区，改善运行时各个区域的相互干涉情况，提高行星减速轴承运行可靠性。

本实施例中，所述左部行星架和右部行星架与相应的滚道衬套传动密封配合，滚道衬套与外圈内圆转动密封配合。滚道衬套通过过盈配合的方式与左部行星架和右部行星架实现传动配合，其中滚道衬套与行星架以及行星架与外圈内圆之间可通过密封圈实现密封。

本实施例中，所述左部行星架和右部行星架上具有进行向外凸起的限位凸缘 4c，所述限位凸缘位于滚道衬套轴向外侧并对滚道衬套形成轴向定位。滚道衬套轴向外侧为轴向远离外圈传动部一侧，该限位凸缘用于对衬套安装位置形成定位，利于滚道的精确定位。

本实施例中，所述转轴外圆以及行星齿轮内圆设置有滚道Ⅱ8，转轴与行星齿轮通过位于滚道Ⅱ内的滚子Ⅱ9转动配合。滚子Ⅱ可以为球形滚子和圆柱形滚子，滚子Ⅱ与滚道Ⅱ的配合方式与滚子Ⅰ与滚道Ⅰ的配合方式类似，具体不再赘述；在转轴外圆以及行星滚动内圆之间可增设保持架以对滚子的状态形成保持，结合图1 所示，本实施例中在转轴外圆以及行星齿轮内圆加工有两列滚道，以提高运行平稳性和轴向承载能力，转轴、行星齿轮、滚道、滚子Ⅱ以及滚子保持架形成深沟球轴承，通过此结构减小转轴与行星齿轮之间的摩擦，此结构将转轴与行星齿轮集成为轴承，进一步简化结构。

实施例2：

结合图3和图6所示，实施例2与实施例1的区别在于行星架与为外圈的配合方式、行星架与内圈的配合方式以及连接柱与左部行星架的配合方式；

本实施例中，内圈为太阳齿轮，该太阳齿轮与动力输出轴一体成型，动力输入轴左右两端外圆与左部行星架以及右部行星架内圆开设滚道Ⅲ14，动力输出轴与行星架通过位于滚道Ⅲ内的滚子Ⅲ15转动配合，以左部行星架为例，在动力输入轴对应的滚道Ⅲ与左部行星架对应的滚道Ⅲ上具有贴合于滚子Ⅲ外圆轴向两侧的圆弧面，以对滚子Ⅲ形成轴向限位，行星架、滚子Ⅲ以及动力输出轴构成的支撑轴承结构，进一步减小的行星减速轴承的径向尺寸；

本实施例相比于实施例1，行星架外圆未设置滚道衬套，滚道Ⅰ直接开设于外圈内圆以及行星架外圆，以左部行星架为例，在外圈对应的滚道Ⅰ与左部行星架对应的滚道Ⅰ上具有贴合于滚子Ⅰ外圆轴向两侧的圆弧面，以对滚子Ⅲ形成轴向限位，行星架外圆通过密封圈与外圈内圆转动密封；

本实施例中，所述左部行星架内端面内凹形成装配槽13，所述连接柱左端抵在装配槽内形成径向限位和支撑。径向限位含义为通过连接柱对左部行星架和右部行星架形成径向限位，即保证左部行星架和右部行星架径向相对位置的稳定性；径向支撑含义为装配槽对连接柱具有径向支撑的作用；结合图3和图6所示，装配槽为左部行星架内端面内凹形成的一个圆形装配槽，各个限位柱均抵在该装配槽内，且各个限位柱侧壁均贴合于装配槽的内圆，通过多个限位柱的共同作用形成径向限位和支撑的作用，当然，装配槽也可以设置多个，装配槽与各个连接柱一一匹配，装配槽的形状与连接柱自由端形状适配，装配槽对相应的连接柱实现径向限位和支撑，利于提高行星架的刚度，提高行星减速轴承的径向承载能力。

实施例3：

结合图4所示，本实施例中与实施例1的区别在于行星架与为外圈的配合方式、行星架与行星齿轮的配合方式以及连接柱与左部行星架的配合方式；其中行星架与为外圈的配合方式以及连接柱与左部行星架的配合方式与实施例2中结构相同，具体不再赘述；

本实施例中，行星齿轮为空心结构以实现轻量化设计，行星齿轮的轴向两端向外凸出形成传动套16，该传动套内套于左部行星架和右部行星架上的安装孔内，且传动套外圆与左部行星架和右部行星架安装孔内圆开设有滚道Ⅳ17，传动套与行星架通过位于滚道Ⅳ17内的滚子Ⅳ18实现转动配合，以左部行星架为例，在传动套对应的滚道Ⅳ与左部行星架对应的滚道Ⅳ上具有贴合于滚子Ⅳ外圆轴向两侧的圆弧面，以对滚子Ⅳ形成轴向限位，传动套与行星架安装孔之间通过密封圈转动密封配合；该结构简化了行星齿轮的安装结构，进一步减少行星减速轴承的零部件，并减小行星减速轴承的径向尺寸。

实施例4：

本实施例在上述实施例中对应的减速轴承结构上形成两级减速传动，其中一级行星减速轴承的右部行星架与二级行星减速轴承的内圈传动配合，具体为一级行星减速轴承的右部行星架外端面向外凸出形成传动套20，二级行星减速轴承的内圈对应的动力输出轴内套于传动套内并通过花键形成传动配合，二级行星减速轴承右部行星架的外端面连接有用于与轮毂连接的连接螺柱；通过两级减速增大传动比。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种轮毂电机用一体化行星减速轴承，其特征在于：包括由内圈、外圈、行星齿轮和行星架共同形成的行星齿轮传动轮系，所述内圈、外圈以及行星架其中一个部件作为动力输出端。

2.根据权利要求1所述的轮毂电机用一体化行星减速轴承，其特征在于：所述行星架包括位于行星齿轮轴向两侧的两个连为一体的左部行星架和右部行星架，所述行星齿轮转动配合安装于左部行星架和右部行星架上；所述左部行星架和右部行星架内套于外圈内并与外圈转动配合。

3.根据权利要求2所述的轮毂电机用一体化行星减速轴承，其特征在于：所述左部行星架和右部行星架外圆与外圈内圆转动密封配合。

4.根据权利要求2所述的轮毂电机用一体化行星减速轴承，其特征在于：所述右部行星架内端面径向向内凸出形成若干个连接柱，所述连接柱抵在左部行星架内端面并与左部行星架固定连接。

5.根据权利要求4所述的轮毂电机用一体化行星减速轴承，其特征在于：所述左部行星架内端面内凹形成装配槽，所述连接柱左端抵在装配槽内形成径向限位和支撑。

6.根据权利要求2所述的轮毂电机用一体化行星减速轴承，其特征在于：所述外圈内圆与行星架外圆设置有滚道Ⅰ，外圈与行星架通过位于滚道Ⅰ内的滚子Ⅰ转动配合。

7.根据权利要求4所述的轮毂电机用一体化行星减速轴承，其特征在于：所述左部行星架与连接柱通过连接件连接，所述左部行星架与连接柱之间轴向预紧力通过连接件可调。

8.根据权利要求4所述的轮毂电机用一体化行星减速轴承，其特征在于：所述行星架还包括分别外套于左部行星架和右部行星架外圆的滚道衬套，所述滚道Ⅰ开设于滚道衬套外圆以及与滚道衬套对应的外圈内圆处。

9.根据权利要求8所述的轮毂电机用一体化行星减速轴承，其特征在于：所述外圈内圆中部径向向内凸起形成环形的用于与行星齿轮配合的外圈传动部，外圈内圆位于外圈传动部轴向两侧的位置分别对应于两个滚道衬套。

10.根据权利要求2所述的轮毂电机用一体化行星减速轴承，其特征在于：所述左部行星架和右部行星架之间安装有转轴，所述行星齿轮通过转轴与行星架转动配合，所述转轴外圆以及行星齿轮内圆设置有滚道Ⅱ，转轴与行星齿轮通过位于滚道Ⅱ内的滚子Ⅱ转动配合。

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