CN210744945U - 单级减速传动的通轴内转子轮毂电机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种单级减速传动的通轴内转子轮毂电机，其将已有的通轴内转子轮毂电机中的行星减速机构改为单级减速传动机构，这种机构包括固定或一体设于转子支架上的太阳齿轮、固定在轮毂壳体内部并位于太阳齿轮外围的内齿圈及同时与太阳齿轮和内齿圈啮合的若干行星齿轮，还包括固定在通轴上的离合器，行星齿轮通过行星轴设于离合器上；同时将定子铁芯设计由若干呈环形排布的工字铁芯单元通过键槽结构拼接而成，线圈绕置于每个工字铁芯单元上，而定子支架包括位于定子外围的环形定位套，每个工字铁芯单元顶部与环形定位套内壁通过键槽结构固定。这种轮毂电机结构更紧凑，体积更小，装配难度小，生产效率高，同时功率更高，性能更好。

Description

单级减速传动的通轴内转子轮毂电机

技术领域

本实用新型属于轮毂电机结构技术领域，具体涉及一种单级减速传动的通轴内转子轮毂电机。

背景技术

原先内转子形式的轮毂电机其主轴通常被制成三段式的，包含左、右两段支撑轮毂的支撑轴，其中一个支撑轴同时用来固定定子铁芯；而转子的芯轴则与左右两个支撑轴共轴心布置。这种轮毂电机的结构缺点是：部件多，制造成本高，且装配时需要校正三段轴之间的同心度，对于部件加工精度高，装配工艺也复杂，导致生产效率低下。

为此目前行业内改进设计有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代替原来的三段式轴，从而将定子和转子铁芯部分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）内部行星减速机构通常采用多级减速传动，零部件多，结构复杂，体积臃肿，装配难度大。尤其是与转子铁芯上固定的太阳轮啮合的行星齿轮采用二联齿轮，本身加工精度要求也高，且由于长度长，导致配套的行星支架及轴承座部分的体积无法缩减。

2） 离合器的外圈与轮毂的内齿圈部分连接成一体设计，使得离合器同时承担本身功能的同时，还承担对于轮毂外壳的传动作用，一方面负荷较大；另一方面，对于采用多级减速传动的行星减速机构来说，部件之前的精度配合要求更高，装配难度更大。且也造成轮毂电机轴向和径向尺寸都增大。

3） 定子铁芯中间用于绕置线圈的主体部分都是采用环形的一体式架构，缺点是无法向其中密集绕置线圈，造成槽满率较低，对于同等体积的电机来说，其功率相对就无法得到有效提升。

4） 转子磁钢都是贴于转子铁芯内表面的贴附形式，凸极率较低，不利于在电机上应用弱磁调速等技术，进而无法更好的实现低速大扭矩，提升电机性能。

发明内容

本实用新型目的是：提供一种单级减速传动的通轴内转子轮毂电机，这种轮毂电机结构更紧凑，体积更小，装配难度小，生产效率高，同时功率更高，性能更好。

本实用新型的技术方案是：一种单级减速传动的通轴内转子轮毂电机，包括两端通过轮毂轴承装配在通轴上的轮毂壳体以及设于轮毂壳体内的转子、定子和行星减速机构；转子固定在转子支架上，而转子支架通过转子轴承装配在通轴上；定子则固定在定子支架上，而定子支架固定在通轴上；其特征在于行星减速机构为单级减速传动机构，包括固定或一体设于转子支架上的太阳齿轮、固定在轮毂壳体内部并位于太阳齿轮外围的内齿圈以及同时与太阳齿轮和内齿圈啮合的若干行星齿轮，还包括固定在通轴上的离合器，行星齿轮装配在行星轴上，而行星轴则设于离合器上；同时定子包括定子铁芯和线圈，其中定子铁芯由若干呈环形排布的工字铁芯单元通过键槽结构拼接而成，线圈绕置于每个工字铁芯单元上，而定子支架包括位于定子外围的环形定位套，每个工字铁芯单元顶部与环形定位套内壁之间也通过键槽结构固定。

进一步的，本实用新型中所述转子包括转子铁芯和磁钢，转子铁芯呈环形，其上沿圆周设有若干沿转子铁芯径向布置的磁钢槽，这些磁钢槽的径向宽度均大于其周向宽度，磁钢均嵌入相应的磁钢槽内固定。

进一步的，本实用新型中所述离合器包括离合器内圈和离合器外圈，其中离合器内圈与通轴固定，而所述行星轴固定在离合器外圈上。

进一步的，本实用新型中所述行星齿轮通过两个行星齿轮轴承装配在行星轴上，采用两个行星齿轮轴承用以增强行星齿轮的支撑和运转稳定性。

进一步的，本实用新型中所述太阳齿轮为尼龙齿轮，并且所述离合器与太阳齿轮的端面之间抵设有平面轴承。

进一步的，本实用新型中所述通轴上一体成型有轴肩，定子支架还包括一体成型于环形定位套一端面上并套于通轴上的定位环盖，该定位环盖与轴肩通过螺钉固定。

更进一步的，本实用新型中所述通轴上开有斜向的通轴引线孔，该通轴引线孔连通轮毂壳体的内外侧，而所述定位环盖上设有端盖引线孔，定子的线圈的引出线依次经端盖引线孔和通轴引线孔引出轮毂壳体。

进一步的，本实用新型中所述转子铁芯上对应每个磁钢槽均在其径向内侧设有与该磁钢槽连通的隔磁槽。

本实用新型的优点是：

1）本实用新型将通轴内转子轮毂电机内部的行星减速机构改为单级减速传动机构，减少了零部件，简化了结构，减小了体积，降低了装配难度。尤其是其中的行星齿轮无需采用二联齿轮，本身加工精度要求降低，降低了生产成本的同时且由于长度变短，以便能够缩减行星减速机构乃至整个轮毂电机的轴向长度。

2）本实用新型中将离合器和内齿圈分开设计，减轻了离合器负荷；同时将行星轴安装在离合器上，省略了行星支架，大大简化了行星减速机构的结构，有利于缩减轮毂电机轴向和径向尺寸，装配也更简单。

3）本实用新型中的定子铁芯采用环形拼接的形式，每个工字铁芯单元均可以单独拆卸便于密集绕置线圈，这样可以有效提升定子的槽满率，相对于同等体积的电机来说，显然可以有效提升电机功率。

4）本实用新型进一步的方案中，转子的磁钢非传统的贴于转子铁芯内表面的贴附形式，而是在圆周上每个磁钢均为沿转子铁芯径向嵌装，这样布置提高了电机凸极率，有利于在电机上应用弱磁调速技术，进而更好的实现低速大扭矩，提升电机性能。

5）本实用新型中所述离合器与太阳齿轮的端面之间抵设有平面轴承，进一步提升了行星减速机构在轴向上的联系性和支撑稳定性。同时也利于减小离合器外部的磨损，延长其寿命。

6）本实用新型中直接在通轴上开通轴引线孔将定子的线圈引线从轮毂壳体内部引出，走线清晰，不与其它部件干涉，且引线操作更加方便快捷。

附图说明

下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步描述：

图1为本实用新型的结构主剖面图（图中只画了一个行星齿轮，而省略了其它行星齿轮）；

图2为图1的A-A剖面图。

其中：1、通轴；1a、轴肩；1b、通轴引线孔；2、轮毂壳体；2a、轮毂凹壳；2b、轮毂端盖；3、轮毂轴承；4、转子；4a、铁芯；4b、磁钢；401、磁钢槽；402、隔磁槽；5、定子；5a、定子铁芯；5b、线圈；501、工字铁芯单元；501a、侧凸键；501b、侧凹槽；501c、顶凹键；6、转子支架；7、转子轴承；8、定子支架；801、环形定位套；801a、定位套凸键；802、定位环盖；9、太阳齿轮；10、内齿圈；11、行星齿轮；12、离合器；12a、离合器内圈；12b、离合器外圈；13、行星轴；14、行星齿轮轴承；15、平面轴承。

具体实施方式

实施例：下面结合图1~图2所示，对本实用新型提供的这种单级减速传动的通轴内转子轮毂电机的一种具体实施方式进行详细说明如下：

首先同常规技术一样，这种单级减速传动的通轴内转子轮毂电机具有两端通过轮毂轴承3装配在通轴1上的轮毂壳体2以及设于轮毂壳体2内的转子4、定子5和行星减速机构；并且转子4固定在转子支架6上，而转子支架6通过两个转子轴承7装配在通轴1上；定子5则固定在定子支架8上，而定子支架8固定在通轴1上。其中轮毂壳体2由轮毂凹壳2a和轮毂端盖2b通过螺钉相互固定而成，轮毂凹壳2a和轮毂端盖2b上均设有供通轴1穿过的轴孔，而轴孔部位均固定轮毂轴承3以套设于通轴1上，如图1所示。行星减速机构位于轮毂凹壳2a一侧，而转子4和定子5靠近轮毂端盖2b设置。

本实用新型的核心改进在于：

行星减速机构采用单级减速传动机构，其由一体设于转子支架6上的太阳齿轮9、固定在轮毂壳体2内部并位于太阳齿轮9外围的内齿圈10、同时与太阳齿轮9和内齿圈10啮合的三个行星齿轮11、固定在通轴1上的离合器12、设于离合器12上用于对应装配三个行星齿轮11的三根行星轴13共同构成。所述离合器12同现有技术一样，具有离合器内圈12a和离合器外圈12b，其中离合器内圈12b与通轴1固定，而所述各行星轴13固定在离合器外圈12b上。

同时如图1所示，本实施例中所述行星齿轮11通过两个行星齿轮轴承14装配在行星轴13上，以增强行星齿轮的支撑和运转稳定性。同时所述太阳齿轮9为尼龙齿轮，并且所述离合器12与太阳齿轮9的端面之间抵设有平面轴承15，以此来进一步提升行星减速机构在轴向上的联系性和支撑稳定性。同时也利于减小离合器12外部的磨损，延长其寿命。

很显然，本实用新型将通轴内转子轮毂电机内部的行星减速机构改为单级减速传动机构，减少了零部件，简化了结构，减小了体积，降低了装配难度。尤其是其中的行星齿轮11无需采用二联齿轮，本身加工精度要求降低，降低了生产成本的同时且由于长度变短，以便能够缩减行星减速机构乃至整个轮毂电机的轴向长度。同时本实用新型中将离合器12和内齿圈10分开设计，减轻了离合器12负荷；再将行星轴13安装在离合器12上，省略了行星支架，大大简化了行星减速机构的结构，有利于缩减轮毂电机轴向和径向尺寸，装配也更简单。

除了上面针对行星减速机构的改进之外，我们还对定子5和转子4实施改进如下：

结合图2所示，对于构成定子5的定子铁芯5a和线圈5b，我们对于定子铁芯5a实施改进，这种定子铁芯5a由18个呈环形排布的工字铁芯单元501通过键槽结构拼接而成，线圈5b（图2中省略）绕置于每个工字铁芯单元501上。同时本案中的定子支架8由位于定子5外围的环形定位套801和一体成型于环形定位套801一端面上并套于通轴1上的定位环盖802共同构成。所述通轴1上一体成型有轴肩1a，定位环盖802与轴肩1a通过螺钉固定，如图1所示，从而使得定子支架8被固定在通轴1上。每个工字铁芯单元501顶部与环形定位套801内壁之间也通过键槽结构固定。

本实施例中，每个工字铁芯单元501的右侧成型有半圆形的侧凸键501a、而左侧成型有与侧凸键501a形状匹配的半圆形的侧凹键501b；如图2所示，相邻的工字铁芯单元501之间就通过上述侧凸键501a和侧凹键501b装配拼接成环。同时每个工字铁芯单元501的顶部成型有顶凹键501c，而环形定位套801内壁上成型有与顶凹键501c匹配的定位套凸键801a。实际装配时，工字铁芯单元501依次装入环形定位套801中，完成与环形定位套801和相邻工字铁芯单元501的相互固定。由于每个工字铁芯单元501均可以单独拆卸便于密集绕置线圈5b，这样可以有效提升定子5的槽满率，相对于同等体积的电机来说，显然可以有效提升电机功率。

而对于转子4部分的改进结构如下：将设置磁钢4b的转子铁芯4a设置成环形，并且在其上沿圆周设有18个沿转子铁芯4a径向布置的磁钢槽401，这些磁钢槽401的径向宽度均大于其周向宽度，磁钢4b均嵌入相应的磁钢槽401内固定，即相比于磁钢在环套式转子铁芯内表面的贴附形式，本实用新型中的磁钢4b的径向嵌装形式提高了电机凸极率，从而有利于在电机上应用弱磁调速技术，进而更好的实现低速大扭矩，提升电机性能。结合图2所示，本实施例中所述转子铁芯4a上对应每个磁钢槽401均在其径向内侧设有与该磁钢槽401连通的隔磁槽402。

依旧结合图1所示，本实施例中所述通轴1上开有斜向的通轴引线孔1b，该通轴引线孔1b连通轮毂壳体2的内外侧，而所述定位环盖802上设有端盖引线孔（图中不可见），定子5的线圈5b的引出线依次经端盖引线孔和通轴引线孔1b引出轮毂壳体2。

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

Claims (8)

1.一种单级减速传动的通轴内转子轮毂电机，包括两端通过轮毂轴承（3）装配在通轴（1）上的轮毂壳体（2）以及设于轮毂壳体（2）内的转子（4）、定子（5）和行星减速机构；转子（4）固定在转子支架（6）上，而转子支架（6）通过转子轴承（7）装配在通轴（1）上；定子（5）则固定在定子支架（8）上，而定子支架（8）固定在通轴（1）上；其特征在于行星减速机构为单级减速传动机构，包括固定或一体设于转子支架（6）上的太阳齿轮（9）、固定在轮毂壳体（2）内部并位于太阳齿轮（9）外围的内齿圈（10）以及同时与太阳齿轮（9）和内齿圈（10）啮合的若干行星齿轮（11），还包括固定在通轴（1）上的离合器（12），行星齿轮（11）装配在行星轴（13）上，而行星轴（13）则设于离合器（12）上；同时定子（5）包括定子铁芯（5a）和线圈（5b），其中定子铁芯（5a）由若干呈环形排布的工字铁芯单元（501）通过键槽结构拼接而成，线圈（5b）绕置于每个工字铁芯单元（501）上，而定子支架（8）包括位于定子（5）外围的环形定位套（801），每个工字铁芯单元（501）顶部与环形定位套（801）内壁之间也通过键槽结构固定。

2.根据权利要求1所述的单级减速传动的通轴内转子轮毂电机，其特征在于所述转子（4）包括转子铁芯（4a）和磁钢（4b），转子铁芯（4a）呈环形，其上沿圆周设有若干沿转子铁芯（4a）径向布置的磁钢槽（401），这些磁钢槽（401）的径向宽度均大于其周向宽度，磁钢（4b）均嵌入相应的磁钢槽（401）内固定。

3.根据权利要求1所述的单级减速传动的通轴内转子轮毂电机，其特征在于所述离合器（12）包括离合器内圈（12a）和离合器外圈（12b），其中离合器内圈（12a）与通轴（1）固定，而所述行星轴（13）固定在离合器外圈（12b）上。

4.根据权利要求1所述的单级减速传动的通轴内转子轮毂电机，其特征在于所述行星齿轮（11）通过两个行星齿轮轴承（14）装配在行星轴（13）上。

5.根据权利要求1所述的单级减速传动的通轴内转子轮毂电机，其特征在于所述太阳齿轮（9）为尼龙齿轮，并且所述离合器（12）与太阳齿轮（9）的端面之间抵设有平面轴承（15）。

6.根据权利要求1所述的单级减速传动的通轴内转子轮毂电机，其特征在于所述通轴（1）上一体成型有轴肩（1a），定子支架（8）还包括一体成型于环形定位套（801）一端面上并套于通轴（1）上的定位环盖（802），该定位环盖（802）与轴肩（1a）通过螺钉固定。

7.根据权利要求6所述的单级减速传动的通轴内转子轮毂电机，其特征在于所述通轴（1）上开有斜向的通轴引线孔（1b），该通轴引线孔（1b）连通轮毂壳体（2）的内外侧，而所述定位环盖（802）上设有端盖引线孔，定子（5）的线圈（5b）的引出线依次经端盖引线孔和通轴引线孔（1b）引出轮毂壳体（2）。

8.根据权利要求2所述的单级减速传动的通轴内转子轮毂电机，其特征在于所述转子铁芯（4a）上对应每个磁钢槽（401）均在其径向内侧设有与该磁钢槽（401）连通的隔磁槽（402）。

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