CN117262094A - 基于轮毂传动的驱动装置及安装结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于轮毂传动的驱动装置及其安装结构，所述驱动装置包括外壳、驱动电机以及支撑轴；所述驱动电机包括定子壳体、转子以及电机轴，电机轴的一端与一主动齿轮相连；在主动齿轮的一侧设有减速齿轮组，在定子壳体固定连接有第一支撑轴和第二支撑轴；在第一支撑轴上可转动套设有减速输出齿轮，包括减速从动齿轮和动力输出齿轮；所述外壳内侧，设有一从动齿圈，该从动齿圈套设在动力输出齿轮上；安装结构包括轮毂和上述驱动装置，所述轮毂具有一环形连接板；驱动装置的外壳有连接法兰盘，该法兰盘与连接板相连。本发明结构简单，安装方便，并且安装后整体体积小，同时能够输出更大的转矩。

Description

基于轮毂传动的驱动装置及安装结构

技术领域

本发明涉及电动两轮车驱动技术领域，尤其涉及一种基于轮毂传动的驱动装置及安装结构。

背景技术

电动两轮车作为一种便捷、经济的代步工具，广泛地应用于人们日常交通出行方面。现有的电动两轮车，主要采用侧挂式/中置式电机或轮毂电机作为驱动机构提供驱动力。轮毂电机，又称车轮内装电机，其特点是将动力、传动和制动装置都整合到轮毂内，得以将电动车辆的机械部分大大简化；但是，该轮毂电机主要通过外转子直接将转矩传递给后轮，因此，后轮输出转矩受限于电机功率，爬坡能力差；大负载工况下，电机发热严重，电机易烧毁。而侧挂式/中置式电机经减速机构后将动力传递到后轮轴，虽然能够提升电动车的爬坡能力，但是由于侧挂电机安装在车架的一侧，因此在安装后，整体凸出于电动车的一侧，使得电机及减速机构占用空间非常大，既容易导致整车重心不稳，又影响外形美观。而现有的中置电机，安装在两轮车后叉之间，虽然能减小两轮车体积，但是中置电机需独立的传动机构将动力传递到后轮轮毂或轴上，整体结构较为复杂，不仅对安装空间要求较高，并且会影响动力的传递效率。

因此，如何提供一种结构简单，安装方便，并且体积小，转矩大的适用于两轮车的驱动装置及安装结构，已成为本领域技术人员急需解决的技术问题。

发明内容

针对现有技术存在的上述不足，本发明的目的在于解决上述现有技术中存在的问题，提供一种基于轮毂传动的驱动装置及安装结构，结构简单，安装方便，并且安装后整体体积小，同时能够输出更大的转矩。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是这样的：一种基于轮毂传动的驱动装置，包括外壳、驱动电机以及支撑轴；所述驱动电机位于外壳内，其包括定子壳体、转子以及电机轴，该电机轴与转子相连并能随转子同步转动，电机轴的两端均与定子壳体转动连接，且其一端伸出定子壳体；其特征在于：所述电机轴伸出定子壳体的一端与一主动齿轮相连；在主动齿轮的一侧设有减速齿轮组，该减速齿轮组通过减速轴与定子壳体转动连接，且减速齿轮组与主动齿轮啮合；在定子壳体靠近主动齿轮的一端固定连接有第一支撑架，另一端固定连接有第二支撑架，其中，所述第一支撑架位于主动齿轮背离定子壳体的一侧；所述支撑轴包括第一支撑轴和第二支撑轴，所述第一支撑轴和第二支撑轴分别与第一支撑架和第二支撑架固定连接，且第一支撑轴、第二支撑轴以及电机轴的轴心线重合；在第一支撑轴上可转动套设有减速输出齿轮，该减速输出齿轮为双联齿轮，其包括减速从动齿轮和动力输出齿轮，所述减速从动齿轮与减速齿轮组啮合；

所述外壳包括相连在一起的第一壳体和第二壳体，第一支撑轴和第二支撑轴分别穿过第一壳体和第二壳体后与第一壳体和第二壳体转动连接；在第一壳体内侧，对应动力输出齿轮的位置设有一从动齿圈，该从动齿圈套设在动力输出齿轮上，并与动力输出齿轮啮合。

进一步地，所述减速齿轮组包括减速输入齿轮和减速传动齿轮，且减速输入齿轮和减速传动齿轮能够同步转动；其中，所述减速输入齿轮与主动齿轮啮合，减速传动齿轮与减速从动齿轮啮合；在减速齿轮组背离定子壳体的一侧设有第三支撑架，且所述第三支撑架与定子壳体固定连接；所述减速轴的两端分别与定子壳体和第三支撑架相连。

进一步地，所述第一支撑架呈筒状结构，并罩设在主动齿轮上，其开放端向外翻折形成连接翻边，并通过该翻边与定子壳体相连；该第一支撑架靠近减速齿轮组的一侧，成型有缺口，减速输入齿轮从该缺口伸入第一支撑架后与主动齿轮啮合；所述第一支撑轴与第一支撑架的封闭端相连。

进一步地，所述第二壳体靠近第一壳体的一侧设有一绕其一周的定位凸环，所述第一壳体靠近第二壳体的一端套设在该定位凸环上。

进一步地，在外壳内填充有冷却油。

进一步地，所述第二支撑架包括支撑环和支撑板，且支撑板与定子壳体的端面之间具有间距，所述第二支撑轴与支撑板相连；所述支撑环贯穿外壳并与外壳转动相连，在支撑板上开设有线孔，供驱动电机的导线伸出。

一种基于轮毂传动的驱动装置的安装结构，包括轮毂和上述的驱动装置，其特征在于：所述轮毂呈环形，其内侧具有一绕其一周的环形连接板；在驱动装置的外壳上，成型有连接法兰盘，该法兰盘与连接板通过连接螺栓相连。

进一步地，还包括后叉，所述后侧具有两叉臂，在两叉臂的端部分别设有叉槽，并通过所述叉槽叉设在两支撑轴上，其中，两支撑轴靠近叉槽两侧壁的两侧均成型为平面，并与叉槽的两侧壁贴合。

进一步地，还包括刹车片，所述刹车片呈环形，并通过连接螺栓与外壳固定连接。

进一步地，所述第一壳体和第二壳体相邻的一侧均向外翻折形成环形连接盘，第一壳体和第二壳体通过两连接盘相连，且两连接盘贴合形成所述连接法兰盘。

与现有技术相比，本发明具有如下优点：

1、本方案公开的整个驱动装置结构更加紧凑，整体体积更小；同时，支撑轴和电机轴同轴心线，外壳的旋转中心线与支撑轴和电机轴的轴心线也重合，这样，能够大大提高整个驱动装置在工作过程中的稳定性。

2、本驱动装置中，电机轴经主动齿轮和减速齿轮组后，再传递到减速输出齿轮，整个过程实现了两级减速，并且两级减速结构布局紧凑，既有效减小了整个驱动装置的体积，又大大提高了基于轮毂驱动时的输出转矩，能为两轮车提供更大的转矩。

3、驱动装置的安装简单、方便，并且安装后稳定性好；整体也更加美观。

附图说明

图1为本发明中驱动装置的结构示意图。

图2为图1的分解结构示意图。

图3为驱动装置去掉外壳后的结构示意图。

图4为图3的分解结构示意图。

图5第一支撑架和第三支撑架的安装结构示意图。

图6为第二支撑架的安装结构示意图。

图7为驱动装置的安装结构示意图。

图8为轮毂的结构示意图。

图9为图7的侧视图。

图中：1—驱动电机，2—主动齿轮，31—减速输入齿轮，32—减速传动齿轮，4—减速轴，5—第一支撑架，61—支撑环，62—支撑板，7—第一支撑轴，8—第二支撑轴，91—减速从动齿轮，92—动力输出齿轮，101—第一壳体，102—第二壳体，11—从动齿圈，12—第三支撑架，13—轮毂，14—连接板，15—后叉，16—刹车片。

具体实施方式

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明。

实施例：参见图1至图6，一种基于轮毂传动的驱动装置，包括外壳、驱动电机1以及支撑轴。所述驱动电机1位于外壳内，其包括定子壳体、转子以及电机轴，该电机轴与转子相连并能随转子同步转动，装配时，转子套设在电机轴上，并通过键与电机轴相连。电机轴的两端均与定子壳体转动连接，且其一端伸出定子壳体，其中，电机轴伸出定子壳体的一端通过密封轴承（带油封的轴承）与定子壳体相连。具体实施时，所述定子壳体包括呈筒状结构且一端封闭另一端开放的壳身和将壳身开放端封闭的端盖；所述电机轴穿过端盖后伸出定子壳体。作为一种实施方式，所述驱动电机1采用永磁式电机，在定子壳体内安装有线圈绕组，转子上安装有永磁体。

所述电机轴伸出定子壳体的端盖的一端与一主动齿轮2相连。在主动齿轮2的一侧设有减速齿轮组，该减速齿轮组通过减速轴4与定子壳体的端盖转动连接，且减速齿轮组（的其中一齿轮）与主动齿轮2啮合。实施时，所述减速齿轮组包括减速输入齿轮31和减速传动齿轮32，且减速输入齿轮31和减速传动齿轮32能够同步转动；其中，所述减速输入齿轮31与主动齿轮2啮合。

在定子壳体靠近主动齿轮2的一端固定连接有第一支撑架5，另一端固定连接有第二支撑架，其中，所述第一支撑架5位于主动齿轮2背离定子壳体的一侧。所述支撑轴包括第一支撑轴7和第二支撑轴8，所述第一支撑轴7和第二支撑轴8分别与第一支撑架5和第二支撑架固定连接，且第一支撑轴7、第二支撑轴8以及电机轴的轴心线重合。实施时，所述第一支撑轴和第二支撑轴位于外壳外侧的部分的相对两侧均成型为平面，在第一支撑轴7和第二支撑轴8上还设有外螺纹，这样更便于与车架（后叉）实现定位以及通过螺母进行连接固定。

所述外壳包括相连在一起的第一壳体101和第二壳体102，其中，外壳整体呈筒体结构，其轴心线也与电机轴的轴心线重合。第一支撑轴7和第二支撑轴8分别穿过第一壳体101和第二壳体102后与第一壳体101和第二壳体102转动连接。为便于外壳的装配，所述第二壳体102靠近第一壳体101的一侧设有一绕其一周的定位凸环，所述第一壳体101靠近第二壳体102的一端套设在该定位凸环上。加工时，所述第一壳体101和第二壳体102相邻的一侧均向外翻折形成环形连接盘，第一壳体101和第二壳体102通过两连接盘相连，并在两连接盘之间设有密封圈，以进一步提高密封效果。

加工过程中，所述第一支撑架5呈筒状结构，并罩设在主动齿轮2上；其开放端向外翻折形成连接翻边，并通过该翻边与定子壳体的端盖相连；这样，能够有效提高第一支撑架5的安装和支撑的稳定性。该第一支撑架5靠近减速齿轮组的一侧，成型有缺口，减速输入齿轮31从该缺口伸入第一支撑架5后与主动齿轮2啮合。所述第一支撑轴7一端与第一支撑架5的封闭端相连，另一端穿过第一壳体101，并通过密封轴承（带油封的轴承）与第一壳体101相连。具体实施时，第一支撑轴7与第一支撑架5成型为一体，这样，整体强度更高，既能提高支撑稳定性，又便于装配。所述第二支撑架包括支撑环61和支撑板62，且支撑板62与定子壳体的端面之间具有间距，所述第二支撑轴8与支撑板62相连；为进一步提高整体强度和稳定性，第二支撑轴8、支撑板62以及支撑环61也成型为一体。所述支撑环61一端与定子壳体端面贴合，另一端伸出外壳（第二壳体102）并通过密封轴承（带油封的轴承）与外壳（第二壳体102）转动相连。在支撑板62上开设有线孔，供驱动电机1的导线伸出。实施时，线圈绕组的端部与导线相连，导线从定子壳体与支撑环61对应的位置伸出，并穿过该线孔后与导电插头相连。在导线与定子壳体之间以及导线与线孔之间设有密封塞，以实现定子壳体以及外壳的密封。

在第一支撑轴7上可转动套设有减速输出齿轮，在减速输出齿轮与第一支撑轴7之间设有轴承；该减速输出齿轮为双联齿轮，其包括减速从动齿轮91和动力输出齿轮92，所述减速从动齿轮91与减速齿轮组（的另一齿轮）啮合；其中，减速从动齿轮91与减速传动齿轮32啮合。在第一壳体101内侧，对应动力输出齿轮92的位置设有一从动齿圈11，该从动齿圈11套设在动力输出齿轮92上，并与动力输出齿轮92啮合，且从动齿圈11的轴心线与动力输出齿轮92的轴心线重合。实施时，从动齿圈11内侧具有与动力输出齿轮92的外齿相对应的齿槽，动力输出齿轮92与从动齿圈11通过外齿与齿槽1:1配合啮合，形成与花键轴和花键套相同的配合结构。

为便于减速齿轮组的装配及稳定性，在减速齿轮组背离定子壳体的一侧设有第三支撑架12，且所述第三支撑架12与定子壳体的端盖固定连接；所述减速轴4与电机轴平行，其两端分别与定子壳体和第三支撑架12相连。实施过程中，所述第三支撑架12整体呈U形，其开口侧的两端分布于减速齿轮组的相对两侧，并与定子壳体的端盖固定连接。具体安装过程中，作为一种安装方式，所述减速齿轮组为双联齿轮，并可转动套设在减速轴4上，该减速轴4的一端与定子壳体的端盖固定连接，另一端与第三支撑架12的封闭侧固定连接。作为另一种安装方式，减速齿轮组与减速轴4通过键固定相连，所述减速轴4的两端分别通过轴承与定子壳体的端盖和第三支撑架12的封闭侧转动连接。

实施时，在外壳内填充有冷却油（通常采用机油）。在外壳上还设有注液孔，在该注液孔内，配合设有注液螺塞，以便于加注和更换冷却油。通过填充冷却油，从而能够快速将驱动电机1产生的热量，传递到外壳上进行散热；并且，外壳转动过程中，能够带动冷却油流动，从而使冷却油的温度更加均匀，也能更好地进行散热。同时，油液也能够对齿轮起到润滑的作用，从而减少齿轮间的磨损，能提高整个驱动装置的使用寿命。并且，齿轮转动过程中能够带动油液形成波动，从而能够更好地对驱动电机1进行散热。为进一步提高散热效果，在定子壳体与第二支撑架相连的端面上，绕其一周分布有数条（沿定子壳体端面径向设置的）导流槽，且所述导流槽从支撑环61内侧延伸至支撑环61外侧，这样，冷却油流动效果更好，从而提高散热效果。

工作过程中，线圈绕组通电后驱动转子转动，转子带动电机轴转动，从而带动主动齿轮2转动。主动齿轮2经减速齿轮组后带动减速输出齿轮，并通过减速输出齿轮与从动齿圈11的配合，将动力（转矩）输出到外壳上，从而带动外壳转动。这样，本驱动装置与车架（后叉）和轮毂装配后，即可通过两支撑轴进行支撑，然后通过外壳带动轮毂转动，实现驱动两轮车行进。

本方案公开的整个驱动装置结构更加紧凑，整体体积更小；同时，支撑轴和电机轴同轴心线，外壳的旋转中心线与支撑轴和电机轴的轴心线也重合，这样，能够大大提高整个驱动装置在工作过程中的稳定性。并且，本驱动装置中，电机轴经主动齿轮2和减速齿轮组后，再传递到减速输出齿轮，整个过程实现了两级减速；两级减速结构与电机整合到一起，并位于外壳内，从而对电机、齿轮等实现保护的同时实现动力传递及散热，布局更加紧凑，既有效减小了整个驱动装置的体积，又大大提高了基于轮毂驱动时的输出转矩，能为两轮车提供更大的转矩。

参见图7-图9，本方案还公开了一种基于轮毂传动的驱动装置的安装结构，包括轮毂13和上述驱动装置。所述轮毂13呈环形，其内侧具有一绕其一周的环形连接板14。在驱动装置的外壳上，成型有连接法兰盘，该法兰盘与连接板14通过连接螺栓相连。具体地，所述第一壳体和第二壳体相邻的一侧均向外翻折形成环形连接盘，第一壳体和第二壳体通过两连接板14相连，且两连接盘贴合形成所述连接法兰盘。这样，第一壳体和第二壳体同时与连接板14相连，从而进一步提高整体的稳定性。

安装过程中，还包括后叉15，所述后侧具有两叉臂，在两叉臂的端部分别设有叉槽，并通过所述叉槽叉设在两支撑轴上。其中，两支撑轴靠近叉槽两侧壁的两侧均成型为平面，并与叉槽的两侧壁贴合；这样，能够更好地对整个驱动装置的安装以及与后叉15之间的位置进行固定，从而提高安装效果，并且安装更加方便。

实施时，还包括刹车片16，所述刹车片16呈环形，并通过连接螺栓与外壳固定连接。这样，通过安装在车架上的卡钳式刹车机构对刹车片16进行作用，能够更好地进行刹车制动。

本方案驱动装置的安装简单、方便，并且安装后稳定性好；整体也更加美观。

最后需要说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制技术方案，本领域的普通技术人员应当理解，那些对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种基于轮毂传动的驱动装置，包括外壳、驱动电机以及支撑轴；所述驱动电机位于外壳内，其包括定子壳体、转子以及电机轴，该电机轴与转子相连并能随转子同步转动，电机轴的两端均与定子壳体转动连接，且其一端伸出定子壳体；其特征在于：所述电机轴伸出定子壳体的一端与一主动齿轮相连；在主动齿轮的一侧设有减速齿轮组，该减速齿轮组通过减速轴与定子壳体转动连接，且减速齿轮组与主动齿轮啮合；在定子壳体靠近主动齿轮的一端固定连接有第一支撑架，另一端固定连接有第二支撑架，其中，所述第一支撑架位于主动齿轮背离定子壳体的一侧；所述支撑轴包括第一支撑轴和第二支撑轴，所述第一支撑轴和第二支撑轴分别与第一支撑架和第二支撑架固定连接，且第一支撑轴、第二支撑轴以及电机轴的轴心线重合；在第一支撑轴上可转动套设有减速输出齿轮，该减速输出齿轮为双联齿轮，其包括减速从动齿轮和动力输出齿轮，所述减速从动齿轮与减速齿轮组啮合；

所述外壳包括相连在一起的第一壳体和第二壳体，第一支撑轴和第二支撑轴分别穿过第一壳体和第二壳体后与第一壳体和第二壳体转动连接；在第一壳体内侧，对应动力输出齿轮的位置设有一从动齿圈，该从动齿圈套设在动力输出齿轮上，并与动力输出齿轮啮合。

2.根据权利要求1所述的基于轮毂传动的驱动装置，其特征在于：所述减速齿轮组包括减速输入齿轮和减速传动齿轮，且减速输入齿轮和减速传动齿轮能够同步转动；其中，所述减速输入齿轮与主动齿轮啮合，减速传动齿轮与减速从动齿轮啮合；在减速齿轮组背离定子壳体的一侧设有第三支撑架，且所述第三支撑架与定子壳体固定连接；所述减速轴的两端分别与定子壳体和第三支撑架相连。

3.根据权利要求2所述的基于轮毂传动的驱动装置，其特征在于：所述第一支撑架呈筒状结构，并罩设在主动齿轮上，其开放端向外翻折形成连接翻边，并通过该翻边与定子壳体相连；该第一支撑架靠近减速齿轮组的一侧，成型有缺口，减速输入齿轮从该缺口伸入第一支撑架后与主动齿轮啮合；所述第一支撑轴与第一支撑架的封闭端相连。

4.根据权利要求1所述的基于轮毂传动的驱动装置，其特征在于：所述第二壳体靠近第一壳体的一侧设有一绕其一周的定位凸环，所述第一壳体靠近第二壳体的一端套设在该定位凸环上。

5.根据权利要求1所述的基于轮毂传动的驱动装置，其特征在于：在外壳内填充有冷却油。

6.根据权利要求1所述的基于轮毂传动的驱动装置，其特征在于：所述第二支撑架包括支撑环和支撑板，且支撑板与定子壳体的端面之间具有间距，所述第二支撑轴与支撑板相连；所述支撑环贯穿外壳并与外壳转动相连，在支撑板上开设有线孔，供驱动电机的导线伸出。

7.一种基于轮毂传动的驱动装置的安装结构，包括轮毂和上述任一权利要求所述的驱动装置，其特征在于：所述轮毂呈环形，其内侧具有一绕其一周的环形连接板；在驱动装置的外壳上，成型有连接法兰盘，该法兰盘与连接板通过连接螺栓相连。

8.根据权利要求7所述的安装结构，其特征在于：还包括后叉，所述后侧具有两叉臂，在两叉臂的端部分别设有叉槽，并通过所述叉槽叉设在两支撑轴上，其中，两支撑轴靠近叉槽两侧壁的两侧均成型为平面，并与叉槽的两侧壁贴合。

9.根据权利要求7所述的安装结构，其特征在于：还包括刹车片，所述刹车片呈环形，并通过连接螺栓与外壳固定连接。

10.根据权利要求7所述的安装结构，其特征在于：所述第一壳体和第二壳体相邻的一侧均向外翻折形成环形连接盘，第一壳体和第二壳体通过两连接盘相连，且两连接盘贴合形成所述连接法兰盘。