CN114211951A - 一种带减速器的电动轮结构 - Google Patents

Abstract

本发明适用于电动轮结构领域，提供了一种带减速器的电动轮结构，该装置包括车轮，车轮外侧包覆设有轮胎，还包括：壳体，设置在车轮内，壳体包括左电机壳和右电机壳；行星齿轮减速器，与车轮相连接；电机轴，贯穿壳体以及行星齿轮减速器的轴线设置，提供动力驱动行星齿轮减速器进行转动，左电机壳通过第四圆锥滚子轴承支撑在行星齿轮减速器上；动力组件，设置在壳体内，与电机轴相连接，用于控制电机轴驱动力的输出；行星齿轮减速器包括行星轴，行星轴通过电机轴的驱动从而带动车轮进行转动；该发明结构清晰，便于操控，既能够保证便于对车轮的拆卸和维护，又能够通过径向同轴布置的圆锥滚子轴承以缩短轴向占用空间，整体结构更加紧凑。

Description

一种带减速器的电动轮结构

技术领域

本发明属于电动轮结构领域，尤其涉及一种带减速器的电动轮结构。

背景技术

在汽车行业即将进入全面电动化时代的背景下，轮毂电机驱动汽车具有整车结构简单、传动效率高、转矩响应迅速、易于实现线控驱动等优势，有望实现电动汽车的新一代变革。

电动轮作为轮毂电机驱动汽车的一个关键总成，受到了国内外众多公司和高校的广泛关注。目前轿车上应用的电动轮多采用低速外转子轮毂电机直驱方案，该方案要求电机能够在起步、爬坡等工况下输入大电流，容易导致电机过热，甚至损坏电机，对电机的性能要求很高。带减速器的电动轮集成方案采用高速内转子轮毂电机，经行星齿轮减速器减速增扭作用后驱动车轮，该方案需要在有限的轮内空间中集成行星齿轮减速器、轮毂电机、制动器等部件，对各结构的空间布置提出了很高的要求。

现有的电动轮结构中，虽然实现了对行星齿轮减速器、轮毂电机、制动器的集成，但只适用于重型车辆，无法在乘用车上使用，存在车轮安装方式不可靠、拆装不便、集成度不高、制动强度不足、未考虑与悬架系统的安装等问题。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种带减速器的电动轮结构，旨在解决上述背景技术中提出的问题。

本发明实施例是这样实现的，一种带减速器的电动轮结构，包括车轮，所述车轮外侧包覆设有轮胎，所述车轮内部设置有中空结构，所述带减速器的电动轮结构还包括：

壳体，所述壳体设置在所述车轮内，所述壳体包括左电机壳和右电机壳，所述左电机壳和所述右电机壳通过第二内六角螺栓相固定连接；

行星齿轮减速器，所述行星齿轮减速器与所述车轮相连接，所述行星齿轮减速器设置在所述左电机壳远离所述右电机壳的一侧的凹腔内，所述行星齿轮减速器用于驱动所述车轮进行转动；

电机轴，所述电机轴贯穿所述壳体以及所述行星齿轮减速器的轴线设置，所述电机轴用于提供动力驱动所述行星齿轮减速器进行转动，所述行星齿轮减速器两侧分别通过第二圆锥滚子轴承和第三圆锥滚子轴承可旋转地支撑在所述电机轴上，且所述左电机壳通过第四圆锥滚子轴承支撑在所述行星齿轮减速器上；

动力组件，所述动力组件设置在所述壳体内，所述动力组件与所述电机轴相连接，所述动力组件用于控制所述电机轴驱动力的输出；

其中，

所述行星齿轮减速器包括行星轴，所述行星轴与所述电机轴传动连接，所述行星轴与所述车轮通过第一螺母相连接，所述行星轴通过电机轴的驱动从而带动所述车轮进行转动。

本发明实施例的提供的上述技术方案，相比于现有技术，具有以下技术效果：

1、本发明所述的带减速器的电动轮集成方案的行星齿轮减速器的固定螺栓和行星轴也作为车轮的安装螺栓，可以方便地将车轮和轮胎拆下，便于轮胎的维护和更换。

2、本发明所述的带减速器的电动轮集成方案通过行星轴和六角头螺栓共同传递行星齿轮减速器输出的转矩，共同承受轮胎与地面间的作用力，具有更高的可靠性和耐用性。

3、本发明所述的带减速器的电动轮集成方案采用双卡钳的制动方案，制动力矩还经过了行星齿轮的增扭作用，具有更高的制动可靠性和稳定性。

4、本发明所述的带减速器的电动轮集成方案左电机壳通过圆锥滚子轴承支撑在右行星架上，右行星架通过另一个行星架再通过另一个圆锥滚子轴承支撑在电机轴上，两个圆锥滚子轴承径向同轴布置，相比与传统的左电机壳和右行星架一起支撑在电机轴上的方案，其缩短了轴向占用空间，整体结构更为紧凑。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种带减速器的电动轮结构的剖面图；

图2为图1中行星齿轮减速器的剖面图；

图3为图1中行星齿轮减速器的爆炸图；

图4为图1中壳体和动力组件的剖面图；

图5为图1中壳体和动力组件的爆炸图。

附图中：1-轮胎；2-车轮；3-第三密封圈；4-第四圆锥滚子轴承；5-第三圆锥滚子轴承；6-六角头螺栓；7-第一螺母；8-第二圆锥滚子轴承；9-电机轴；10-轴承盖板；11-第一内六角螺栓；12-第一套筒；13-太阳轮；14-左行星架；15-行星轮；16-右行星架；17-行星轴；18-滚针轴承；19-内齿圈；20-第一密封圈；21-左电机壳；22-线圈绕组；23-定子铁芯；24-第二内六角螺栓；25-右电机壳；26-永磁体；27-上支架；28-第二螺母；29-第三内六角螺栓；30-上制动卡钳；31-制动盘；32-转子支架；33-油封；34-第一圆锥滚子轴承；35-第三螺母；36-第二套筒；37-第三套筒；38-第四套筒；39-下制动卡钳；40-下支架；41-第四螺母；42-第四内六角螺栓；43-第五内六角螺栓。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

以下结合具体实施例对本发明的具体实现进行详细描述。

如图1所示，为本发明一个实施例提供的一种带减速器的电动轮结构的结构图，包括：

一种带减速器的电动轮结构，包括车轮2，所述车轮2外侧包覆设有轮胎1，所述车轮2内部设置有中空结构，所述带减速器的电动轮结构还包括：

壳体，所述壳体设置在所述车轮2内，所述壳体包括左电机壳21和右电机壳25，所述左电机壳21和所述右电机壳25通过第二内六角螺栓24相固定连接；

行星齿轮减速器，所述行星齿轮减速器与所述车轮2相连接，所述行星齿轮减速器设置在所述左电机壳21远离所述右电机壳25的一侧的凹腔内，所述行星齿轮减速器用于驱动所述车轮2进行转动；

电机轴9，所述电机轴9贯穿所述壳体以及所述行星齿轮减速器的轴线设置，所述电机轴用于提供动力驱动所述行星齿轮减速器进行转动，所述行星齿轮减速器两侧分别通过第二圆锥滚子轴承8和第三圆锥滚子轴承5可旋转地支撑在所述电机轴9上，且所述左电机壳21通过第四圆锥滚子轴承4支撑在所述行星齿轮减速器上；

动力组件，所述动力组件设置在所述壳体内，所述动力组件与所述电机轴9相连接，所述动力组件用于控制所述电机轴9驱动力的输出；

其中，

所述行星齿轮减速器包括行星轴17，所述行星轴17与所述电机轴9传动连接，所述行星轴17与所述车轮2通过第一螺母7相连接，所述行星轴17通过电机轴9的驱动从而带动所述车轮2进行转动；

左电机壳21和右电机壳25，所述左电机壳21靠近所述行星齿轮减速器的一侧开设有凹腔，所述凹腔用于容纳行星齿轮减速器，所述左电机壳21和所述右电机壳25通过第二内六角螺栓24相连接，且所述左电机壳21和所述右电机壳25之间形成电机腔，所述动力组件在所述电机腔对所述电机轴的驱动力进行调节输出；

圆锥滚子轴承，所述圆锥滚子轴承采用的是常规现有技术，也可以根据具体情况进行选择，圆锥滚子轴承属于分离型轴承，轴承的内、外圈均具有锥形滚道。该类轴承按所装滚子的列数分为单列、双列和四列圆锥滚子轴承等不同的结构型式。单列圆锥滚子轴承可以承受径向负荷和单一方向轴向负荷。当轴承承受径向负荷时，将会产生一个轴向分力，所以当需要另一个可承受反方向轴向力的轴承来加以平衡，在电机轴9与所述行星齿轮减速器之间设置圆锥滚子轴承，能够减少电机轴9与左右行星架之间的摩擦阻力，从而减少电机轴的动力输出损耗，进而提升一定的作业效率，另外，所述左电机壳21和所述右行星架16之间设置有圆锥滚子轴承，是为了减少壳体与行星齿轮减速器两者在所述电机轴9上的轴向占用空间，从而使得整体结构更加紧凑；

在本发明实施例中，本发明实施例通过所述壳体对所述动力组件进行固定，通过所述动力组件控制电机轴9的驱动力输出的大小，从而将动力传输至所述行星齿轮减速器内，进而通过行星轴17驱动所述车轮2以带动所述轮胎1进行转动，且所述壳体通过第四圆锥滚子轴承4支撑在所述行星齿轮减速器上；该发明结构清晰，便于操控，既能够保证便于对车轮2的拆卸和维护，又能够通过径向同轴布置的圆锥滚子轴承以缩短轴向占用空间，整体结构更加紧凑。

如图2所示，作为本发明的一种优选实施例，所述行星齿轮减速器还包括传动机构和转动机构，所述传动机构与所述电机轴9相连接，所述转动机构一侧与所述传动机构相连接，另一侧与所述车轮2相连接，所述传动机构用于通过电机轴9输出的动力带动所述转动机构进行转动，所述转动机构用于驱动所述车轮2进行转动；

传动机构，所述传动机构可以采用所述电机轴9直接将动力传输到车轮2的方式，也可以通过多连杆配合将电机轴9动力传输至车轮2的驱动方式，但是由于电动轮转动扭矩过大，故而本申请采用的齿轮传动的方式；

如图1-3所示，作为本发明的另一种优选实施例，所述传动机构包括太阳轮13和内齿圈19，所述太阳轮13同轴套设在所述电机轴9上，所述内齿圈19设置在所述太阳轮13的外侧，所述太阳轮13与所述内齿圈19之间设置有若干组行星轮15，所述行星轮15与所述太阳轮13以及所述内齿圈19均啮合连接，所述行星轮15通过轴承件与所述行星轴17可旋转式连接；

通过所述电机轴9输出动力，带动所述太阳轮13转动，再通过若干组行星轮15和所述太阳轮13以及所述内齿圈之间的啮合传动，使若干组行星轮15以所述太阳轮13为圆心做圆周转动，进而通过行星轴17和六角头螺栓6带动所述车轮2进行轴线转动，以推动车辆进行运动；

轴承件，所述轴承件可以采用滚针轴承18、推力滚子轴承等，本发明中优选采用的滚针轴承18，通过所述滚针轴承18将所述行星轮15与所述行星轴17相连接，进而将行星轮15的转动驱动力传输至所述行星轴17上，以带动所述车轮2进行转动；

太阳轮13，所述太阳轮13一端抵住所述电机轴9的台肩，另一端通过第一套筒12实现周向定位，所述第一套筒12套设在所述左行星架14上。

如图1-3所示，作为本发明的另一种优选实施例，所述转动机构包括左行星架14、六角头螺栓6和右行星架16，所述左行星架14和所述右行星架16分布在所述内齿圈19的两侧，所述左行星架14和所述右行星架16分别通过所述第二圆锥滚子轴承8和第三圆锥滚子轴承5可旋转地支撑在所述电机轴9上，所述左电机壳21通过所述第四圆锥滚子轴承4支撑在所述右行星架16上，所述左行星架14和所述右行星架16之间通过所述行星轴17和所述六角头螺栓6相连接。

通过所述电机轴9输出动力，使所述传动机构将动力传递至所述左行星架14和右行星架16，最后经所述行星轴17和所述六角头螺栓6输出到所述车轮2上，从而带动所述轮胎1的转动；

左行星架14，所述左行星架14与所述内齿圈19之间设置有第三密封圈3，所述第三密封圈3用于对上述内齿圈19和左行星架14进行密封；

第二圆锥滚子轴承8，所述第二圆锥滚子轴承8设置在所述左行星架14和电机轴9之间，所述第二圆锥滚子轴承8的外侧设置有轴承盖板10，所述轴承盖板10通过第一内六角螺栓11与电机轴9固定连接，从而实现所述第二圆锥滚子轴承8的周向定位和预紧。

如图1-3所示，作为本发明的另一种优选实施例，所述行星轴17的轴端设有外螺纹，所述行星轴17与所述六角头螺栓6在所述左行星架14的圆周方向均匀交叉间隔分布，所述六角头螺栓6以及所述行星轴17均与所述第一螺母7配合连接，所述六角头螺栓6和所述行星轴17共同完成扭矩传递和车轮安装的作用。

通过所述第一螺母7和所述六角头螺栓6与所述行星轴17配合连接，将所述行星齿轮减速器与所述车轮2相固定，再通过周向分布的行星轴17和六角头螺栓6将所述行星减速器输出的扭矩均匀传递到车轮2，以带动轮胎1进行转动，另外，通过将所述第一螺母7和所述六角头螺栓6以及所述第一螺母7与所述行星轴17之间拆离，即可将车轮2与左行星架14之间拆离，便于对轮胎1的维护和更换；

行星轴17，所述行星轴17远离所述行星轮15的一端设置有螺纹，通过螺纹与所述第一螺母7配合连接，再通过交叉间隔分布的六角头螺栓6与第一螺母7亦配合连接，即可进一步保证所述车轮2与行星架之间的稳定性；所述行星轴17通过所述滚针轴承18与所述行星轮15相连接，通过电机轴9输出动力，在行星轮15和行星轴17的配合下，带动所述左行星架14做轴线转动，所述行星轴17设置有若干组，且其数量与所述行星轮15的数量相对应，从而便于对行星减速器输出的扭矩进行平衡；

六角头螺栓6和第一螺母7，所述六角头螺栓6和第一螺母7用于对所述车轮2和行星轴17之间的连接固定，也可以采用卡扣、榫卯等方式进行替换使用，只要能够便于所述车轮2和行星轴17之间的拆卸和安装即可。

如图1所示，作为本发明的另一种优选实施例，所述动力组件包括驱动机构和限动机构，所述驱动机构设置在所述左电机壳21和所述右电机壳25之间，所述驱动机构用于将外部输入的电能转化成机械能并传递至所述电机轴9上，所述限动机构设置在所述右电机壳25远离所述左电机壳21的一侧，所述限动机构与所述电机轴9相连接，所述限动机构用于限制所述电机轴9做轴线转动。

如图4-5所示，作为本发明的另一种优选实施例，所述驱动机构包括转子支架32，所述转子支架32与所述电机轴9相连接，所述转子支架32的外侧设置有永磁体26，所述右电机壳25与所述电机轴9之间通过第一圆锥滚子轴承34相连接，所述左电机壳21内侧设置有若干组定子铁芯23，所述定子铁芯23外侧缠绕有线圈绕组22；

通过所述线圈绕组22将外部电能输入，使所述定子铁芯23产生磁力，进而驱动永磁体26带动所述转子支架32进行转动，从而使所述转子支架32带动所述电机轴9做轴线转动，再通过所述电机轴9将驱动力传输至所述行星齿轮减速器，进而驱动所述车轮2进行转动；

转子支架32，所述转子支架32和所述左电机壳21以及所述右电机壳25之间均设置有第一密封圈20，从而保证所述电机腔的密封性。

如图4-5所示，作为本发明的另一种优选实施例，所述限动机构包括制动盘31、上制动卡钳30和下制动卡钳39，所述制动盘31同轴固定在所述电机轴9上，所述上制动卡钳30和所述下制动卡钳39对称布置在所述制动盘31的两侧，所述上制动卡钳30和所述下制动卡钳39均与所述右电机壳25固定连接；

通过所述上制动卡钳30和所述下制动卡钳39对上述制动盘31进行夹持，从而增大上制动卡钳30和所述下制动卡钳39与所述制动盘31之间的摩擦力，进而对制动盘31进行限动，对所述电机轴9的转动状态进行限制；

上制动卡钳30和下制动卡钳39，所述上制动卡钳30和所述下制动卡钳39均通过若干组第五内六角螺栓43固定连接在所述右电机壳25上，上制动卡钳30和所述下制动卡钳39通过对所述制动盘31夹持力度的调节，从而调节所述电机轴9的转动状态；

制动盘31，所述制动盘31一侧设置有第二套筒36和第三螺母35，所述第三螺母35与所述电机轴9的轴端外螺纹配合，将所述制动盘31、第一圆锥滚子轴承34和所述转子支架32压紧在一起；

所述制动盘31与所述第一圆锥滚子轴承34之间设置有油封33，所述油封用于对制动盘31上存留的润滑油进行密封，以使得不让润滑油发生渗透，可以采用硅橡胶、氟橡胶等材料制作而成，具体可根据需求选用；

所述油封33和所述第一圆锥滚子轴承34与所述电机轴9之间分别设置有第二套筒37和第三套筒38，所述第二套筒37和所述第三套筒38分别用于所述油封33和所述第一圆锥滚子轴承34的轴向定位。

如图1所示，作为本发明的另一种优选实施例，所述右电机壳25远离所述左电机壳21的一侧设置有上支架27和下支架40，所述上支架27和所述下支架40均与所述右电机壳25固定连接；

上支架27和下支架40，所述上支架27通过若干组第三内六角螺栓29和第二螺母28与所述右电机壳25固定连接，所述下支架40通过若干个第四内六角螺栓42和第四螺母41与所述右电机壳25固定连接。

本发明上述实施例中提供了一种带减速器的电动轮结构，通过所述壳体对所述动力组件进行固定，通过所述动力组件控制电机轴9的驱动力输出的大小，从而将动力传输至所述行星齿轮减速器内，进而通过行星轴17驱动所述车轮2以带动所述轮胎1进行转动，且所述壳体通过第四圆锥滚子轴承4支撑在所述行星齿轮减速器上；该发明结构清晰，便于操控，既能够保证便于对车轮2的拆卸和维护，又能够通过径向同轴布置的圆锥滚子轴承以缩短轴向占用空间，整体结构更加紧凑。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种带减速器的电动轮结构，包括车轮，所述车轮外侧包覆设有轮胎，所述车轮内部设置有中空结构，其特征在于，所述带减速器的电动轮结构还包括：

壳体，所述壳体设置在所述车轮内，所述壳体包括左电机壳和右电机壳，所述左电机壳和所述右电机壳通过第二内六角螺栓相固定连接；

行星齿轮减速器，所述行星齿轮减速器与所述车轮相连接，所述行星齿轮减速器设置在所述左电机壳远离所述右电机壳的一侧的凹腔内，所述行星齿轮减速器用于驱动所述车轮进行转动；

电机轴，所述电机轴贯穿所述壳体以及所述行星齿轮减速器的轴线设置，所述电机轴用于提供动力驱动所述行星齿轮减速器进行转动，所述行星齿轮减速器两侧分别通过第二圆锥滚子轴承和第三圆锥滚子轴承可旋转地支撑在所述电机轴上，且所述左电机壳通过第四圆锥滚子轴承支撑在所述行星齿轮减速器上；

动力组件，所述动力组件设置在所述壳体内，所述动力组件与所述电机轴相连接，所述动力组件用于控制所述电机轴驱动力的输出；

其中，

所述行星齿轮减速器包括行星轴，所述行星轴与所述电机轴传动连接，所述行星轴与所述车轮通过第一螺母相连接，所述行星轴通过电机轴的驱动从而带动所述车轮进行转动。

2.根据权利要求1所述的一种带减速器的电动轮结构，其特征在于，所述行星齿轮减速器还包括传动机构和转动机构，所述传动机构与所述电机轴相连接，所述转动机构一侧与所述传动机构相连接，另一侧与所述车轮相连接，所述传动机构用于通过电机轴输出的动力带动所述转动机构进行转动，所述转动机构用于驱动所述车轮进行转动。

3.根据权利要求2所述的一种带减速器的电动轮结构，其特征在于，所述传动机构包括太阳轮和内齿圈，所述太阳轮同轴套设在所述电机轴上，所述内齿圈设置在所述太阳轮的外侧，所述太阳轮与所述内齿圈之间设置有若干组行星轮，所述行星轮与所述太阳轮以及所述内齿圈均啮合连接，所述行星轮通过轴承件与所述行星轴可旋转式连接。

4.根据权利要求3所述的一种带减速器的电动轮结构，其特征在于，所述转动机构包括左行星架、六角头螺栓和右行星架，所述左行星架和所述右行星架分布在所述内齿圈的两侧，所述左行星架和所述右行星架分别通过所述第二圆锥滚子轴承和第三圆锥滚子轴承可旋转地支撑在所述电机轴上，所述左电机壳通过所述第四圆锥滚子轴承支撑在所述右行星架上，所述左行星架和所述右行星架之间通过所述行星轴和六角头螺栓相连接。

5.根据权利要求4所述的一种带减速器的电动轮结构，其特征在于，所述行星轴的轴端设有外螺纹，所述行星轴与所述六角头螺栓在所述左行星架的圆周方向均匀交叉间隔分布，所述六角头螺栓以及所述行星轴均与所述第一螺母配合连接，所述六角头螺栓和所述行星轴共同完成扭矩传递和车轮安装的作用。

6.根据权利要求1所述的一种带减速器的电动轮结构，其特征在于，所述动力组件包括驱动机构和限动机构，所述驱动机构设置在所述左电机壳和所述右电机壳之间，所述驱动机构用于将外部输入的电能转化成机械能并传递至所述电机轴上，所述限动机构设置在所述右电机壳远离所述左电机壳的一侧，所述限动机构与所述电机轴相连接，所述限动机构用于限制所述电机轴做轴线转动。

7.根据权利要求6所述的一种带减速器的电动轮结构，其特征在于，所述驱动机构包括转子支架，所述转子支架与所述电机轴相连接，所述转子支架的外侧设置有永磁体，所述右电机壳与所述电机轴之间通过第一圆锥滚子轴承相连接，所述左电机壳内侧设置有若干组定子铁芯，所述定子铁芯外侧缠绕有线圈绕组。

8.根据权利要求6所述的一种带减速器的电动轮结构，其特征在于，所述限动机构包括制动盘、上制动卡钳和下制动卡钳，所述制动盘同轴固定在所述电机轴上，所述上制动卡钳和所述下制动卡钳对称布置在所述制动盘的两侧，所述上制动卡钳和所述下制动卡钳均与所述右电机壳固定连接。

9.根据权利要求6所述的一种带减速器的电动轮结构，其特征在于，所述右电机壳远离所述左电机壳的一侧设置有上支架和下支架，所述上支架和所述下支架均与所述右电机壳固定连接。

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