CN204161113U - 采用顶紧式张紧机构的同步带减速式轮边电驱动系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种采用顶紧式张紧机构的同步带减速式轮边电驱动系统。其中，摆臂壳体、从动同步带轮、同步带、主动同步带轮、电机座、电机、端盖、导向销、张紧螺柱为一体化结构，形成了一体化单摆臂同步带减速式轮边电驱动系统的减速箱体组件；壳体和从动同步带轮的结构进行了优化设计，质量得到了一定减轻。所述一体化单纵臂悬架轮边减速箱体组件通过橡胶衬套与车架铰接。电机的动力传递路线为主动带轮、同步带、从动同步带轮、驱动轴、轮毂及轮辋。张紧机构包括电机、电机座、主动同步带轮、轴承、摆臂壳体、端盖、张紧螺柱、导向销。采用的张紧机构，结构简单，安装方便，可有效调节同步带轮张紧力的大小，具有自锁功能确保运行的可靠。

Description

采用顶紧式张紧机构的同步带减速式轮边电驱动系统

技术领域

本实用新型属于电动汽车底盘与传动领域，具体涉及一种采用顶紧式张紧机构的一体化单摆臂同步带减速式轮边电驱动系统。

背景技术

近年来，电动汽车成为了研究的热门，出现了多种电动车的驱动形式。其中，以电动轮为代表的轮边电驱动系统具有众多优点：驱动系统和整车结构简洁紧凑、可利用空间大、传动链短、传动效率高、各驱动轮的驱动电机独立可控、可实现驱动力与制动力的快速调节、容易实现ABS、TCS、及ESP等功能。但是，传统的轮边驱动系统由于引入了轮毂电机（或者轮边电机加上减速机构），致使非簧载质量显著增加，引起整车簧载质量与非簧载质量之比的失衡，导致车辆行驶性能尤其是垂向性能恶化，而汽车非簧载质量的大小直接影响到汽车的行驶平顺性和车轮接地性，故该类轮边电驱动系统不利于汽车平顺性和车轮接地性。

为解决这一问题，国内外做了大量的研究，主要方面是：高度集成的电动轮机电一体化研究、高功率密度电机的开发以及结构方面的创新等。就结构方面，发明专利201110053092.6提出了一种减小单摆臂悬架轮边电驱动系统等效非簧载质量结构及方法，能有效减小电机等部件引起的等效非簧载质量。本专利描述了一种采用顶紧式张紧机构的一体化单摆臂同步带减速式轮边电驱动系统。张紧机构简洁有效。由于带传动本身质量较小，而且壳体和带轮进行了减重优化，大大减小了非簧载质量。 

实用新型内容

本实用新型综合考虑非簧载质量、带传动优点、带传动张紧、集成性、可行性等因素，提出了一种采用顶紧式张紧机构的同步带减速式轮边电驱动系统，该机构大大减小了非簧载质量。

本实用新型的技术方案是：采用顶紧式张紧机构的同步带减速式轮边电驱动系统包括轮辋、轮毂、制动盘、轮毂轴承、半轴套管、摆臂壳体、大深沟球轴承、从动同步带轮、弹性减振器、电机、小深沟球轴承、电机座、主动同步带轮、端盖、橡胶衬套连接座、橡胶衬套、驱动轴、张紧螺柱、导向销、车架、同步带等。

其中，摆臂壳体、从动同步带轮、大深沟球轴承、同步带、主动同步带轮、小深沟球轴承、电机座、端盖、导向销、张紧螺柱为一体化结构，形成了一体化单摆臂同步带减速式轮边电驱动系统的减速箱体组件；其中的摆臂壳体和从动同步带轮进行了结构优化和轻量化设计，得到了一种新的满足结构和强度要求的摆臂壳体结构形式，壳体的重量得到了减轻，而且带传动本身等效簧下质量较小，因此大大减小了簧下质量。所述的减速箱体组件通过橡胶衬套与车架弹性铰接，整个轮边减速箱体组件在工作时会以橡胶衬套与车架铰接轴线为轴绕车架摆动。减速箱体组件具有单摆臂悬架的导向功能和轮边减速器壳体的支撑功能。电机通过螺栓与电机座固连，实现与减速箱体的一体化连接，从而实现动力的输出。主动带轮轴两端通过轴承分别支撑于电机座和端盖内。主动带轮通过同步带与从动带轮实现动力的传递。从动同步带轮通过矩形花键与驱动轴相连。驱动轴通过渐开线花键与轮毂连接，最终把动力传递给了轮辋。制动钳安装固接在半轴套管上。

本实用新型中的电机、电机座、主动同步带轮、小深沟球轴承、端盖、张紧螺柱、导向销、摆臂壳体构成了张紧机构。电机通过螺栓与电机座固连成一体，主动同步带轮装上小深沟球轴承再装到电机座和端盖中，之后用螺钉将电机座与端盖固联在一起。电机、电机座、主动同步带轮、小深沟球轴承以及端盖组装成一体化动力组件。整个一体化动力组件通过两个导向销（两个导向销方向平行）与摆臂壳体实现销连接（摆臂壳体和电机座上有销孔），整个一体化动力组件可沿着导向销的方向移动。张紧螺柱通过螺纹拧进摆臂壳体中，端部顶着电机座。当需要张紧时，通过拧动张紧螺柱，张紧螺柱可以顶着电机座沿着导向销的方向移动，电机座带着整个一体化动力组件沿着导向销的方向移动，从而实现同步带轮之间的张紧。由于张紧螺柱和摆臂壳体螺纹孔采用的是细牙螺纹，具有自锁功能，所以张紧后，不会产生移动，确保张紧机构的可靠性。

本实用新型的摆臂壳体和从动同步带轮，通过优化结构进行了轻量化设计，经过有限元软件分析验证满足强度和刚度的要求。整个系统的质量得到了减轻，有利于减小汽车簧下质量。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：

（1）采用了顶紧式张紧机构，张紧机构简单有效，具有自锁功能，确保了张紧的有效性；

（2）同步带传动具有运行平稳、噪声小、传动比恒定等优点。相比于轮边驱动常用的齿轮传动，其具有效率高、无需润滑和密封、成本低、节省轮边空间等突出优点。

（3）带传动本身的质量比较小，摆臂壳体和从动同步带轮进行了结构优化之后，质量又进一步得到了减轻，所以整套轮边电驱动系统的簧下质量得到了有效的降低，提高了汽车的平顺性和接地性。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2 为本实用新型的张紧机构结构示意图；

图3 为本实用新型的摆臂壳体结构示意图。

附图中标号说明：

1——轮辋；         2——轮毂；          3——制动盘；

4——轮毂轴承；     5——半轴套管；      6——摆臂壳体；

7——大深沟球轴承； 8——从动同步带轮；  9——弹性减振器； 

10——电机；        11——小深沟球轴承；12——电机座；

13——主动同步带轮；14——端盖；        15——橡胶衬套连接座；

16——橡胶衬套；    17——车架；        18——驱动轴；

19——张紧螺柱；    20、20’——导向销；

21——同步带。

具体实施方式

以下结合附图1本实用新型的结构示意图、附图2张紧机构结构示意图、附图3摆臂壳体结构示意图所示，对本实用新型作进一步描述。

采用顶紧式张紧机构的同步带减速式轮边电驱动系统包括：轮辋1、轮毂2、制动盘3、轮毂轴承4、半轴套管5、摆臂壳体6、大深沟球轴承7、从动同步带轮8、弹性减振器9、电机10、小深沟球轴承11、电机座12、主动同步带轮13、端盖14、橡胶衬套连接座15、橡胶衬套16、车架17、驱动轴18、张紧螺柱19、导向销20、同步带21。

在图1中，电机10的电机轴通过渐开线花键与主动同步带轮13连接。主动同步带轮13装上小深沟球轴承11，再装到电机座12和端盖14中，之后用螺钉将电机座12与端盖14固联在一起。这样电机10、电机座12、小深沟球轴承11、主动同步带轮13以及端盖14组装成一体化动力组件。主动同步带轮13与从动同步带轮8之间由同步带21连接以传递动力。从动同步带轮8与驱动轴18采用矩形花键连接以传递动力。驱动轴18通过大深沟球轴承7支撑于摆臂壳体6上。驱动轴18通过渐开线花键与轮毂2连接以传递动力。轮毂2安装于轮毂轴承4内，轮毂轴承4安装在半轴套管5内。半轴套管5与摆臂壳体6通过螺栓连接。轮辋1、轮毂2和制动盘3通过螺栓连接以传递动力到轮胎。

其中，摆臂壳体6、从动同步带轮8、大深沟球轴承7、同步带21、主动同步带轮13、小深沟球轴承11、电机座12、端盖14、导向销20、张紧螺柱20为一体化结构，形成了一体化单摆臂同步带减速式轮边电驱动系统的减速箱体组件；所述一体化单纵臂悬架轮边减速箱体组件通过橡胶衬套16与车架17弹性铰接，整个轮边系统可绕橡胶衬套16与车架17连接轴线摆动。减速箱体组件具有单摆臂悬架的导向功能和轮边减速器壳体的支撑功能。动力传递路线是：电机10、主动同步带轮13、同步带21、从动同步带轮8、驱动轴18、轮毂2、轮辋1。

在图2中，电机10（图1所示的电机10）、主动同步带轮13、小深沟球轴承11、电机座12、端盖14（图1所示的端盖14）、导向销20、张紧螺柱19、摆臂壳体6共同构成了张紧机构。电机10与电机座12的端面通过螺栓固连成一体，主动同步带轮13装上小深沟球轴承11装到电机座12和端盖14中，之后用螺钉将电机座12与端盖14固联在一起。这样电机10、电机座12、主动同步带轮13、小深沟球轴承11以及端盖14组装成一体化动力组件。整个一体化动力组件通过两个导向销20、20’（两个导向销方向平行）与摆臂壳体6实现销连接（摆臂壳体6和电机座12上有销孔），整个一体化动力组件可沿着导向销20、20’的方向移动。张紧螺柱19通过螺纹拧进摆臂壳体6中，其端部顶着电机座12。当需要张紧时，通过拧动张紧螺柱19，使张紧螺柱19顶着电机座12沿着导向销20的方向移动，电机座12带着整个一体化动力组件沿着导向销20的方向移动，增大了主动同步带轮13和从动同步带轮8之间的距离，从而实现同步带轮之间的张紧。由于张紧螺柱19和摆臂壳体壳体6螺纹孔采用的是细牙螺纹，具有自锁功能，所以张紧后，不会产生移动，确保张紧机构的可靠性。综上，可见本套张紧机构具有结构简单、安装加工方便、可有效调节同步带轮张紧力的大小、具有自锁功能等优点。

图3为所用摆臂壳体6的结构示意图，通过结构优化和轻量化设计，其基本外形如图所示。采用结构优化和轻量化设计后，得到了一种新的满足结构和强度要求的摆臂壳体结构形式，壳体质量得到了一定减轻，并且以同步带传动作为减速方式的轮边驱动系统本身的非簧载质量就比较小，所以设计的一体化单摆臂同步带减速式轮边电驱动系统的非簧载质量得到了有效的减小。采用同步齿形带传动，中心距不受带轮大小的限制，同时可有效使电机的质心尽量靠近车架，也可以有效降低了簧下质量，提高了汽车的平顺性和接地性。

Claims (1)

1. 采用顶紧式张紧机构的同步带减速式轮边电驱动系统，至少包括轮辋、轮毂、制动盘、轮毂轴承、半轴套管、摆臂壳体、大深沟球轴承、从动同步带轮、弹性减振器、电机、小深沟球轴承、电机座、主动同步带轮、端盖、橡胶衬套连接座、橡胶衬套、驱动轴、张紧螺柱、导向销、车架、同步带，其特征在于：所述电机通过螺栓与电机座固连成一体，所述的主动同步带轮通过两端轴承分别支撑在所述的电机座和所述的端盖内，所述的电机、电机座、主动同步带轮、小深沟球轴承以及端盖组装成一体化动力组件；所述的一体化动力组件通过所述的导向销连接到所述的摆臂壳体上；当需要张紧时，通过拧动所述的张紧螺柱，让所述的张紧螺柱顶着所述的电机座，所述的电机座带着整个一体化动力组件沿着所述导向销的方向移动，从而实现同步带轮之间的张紧。