CN218000319U - 一种工程车电动单元及电动工程车 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种工程车电动单元及电动工程车，工程车电动单元包括：电机、平行轴齿轮减速器、行星齿轮减速器及驱动部件，电机通过平行轴齿轮减速器及行星齿轮减速器与驱动部件传动连接。用来驱动电动工程车旋转和为液压缸提供动力。工程车电动单元采用了输入轴与输出轴同轴的平行轴齿轮减速器，使得电机中心线与行星齿轮减速器中心线同轴，能够完全消除电机偏心安装所产生的弯矩，使工程车电动单元壳体的受力处在最优状态，能够减小工程车电动单元的壳体壁厚，降低重量和成本。

Description

一种工程车电动单元及电动工程车

技术领域

本实用新型涉及一种工程机械，具体涉及一种工程车电动单元及电动工程车。

背景技术

在能源和环保的压力下，新能源汽车成为汽车的发展方向。随着电动技术的进步，目前电动乘用车占有率越来越高，同样工程车（包括：挖掘机、装载机）的电动化也将是发展方向。

工程车包括行走系统、回转系统及液压系统，通常是采用燃油机通过分动箱分别为行走单元及液压单元提供动力。而电动工程车是通过行走电机驱动行走单元行走，通过工程车电动回转单元驱动电动工程车旋转，利用工程车电动液压单元为液压缸提供动力，使工程车进行挖掘或装载作业。

现有的工程车电动回转单元和工程车电动液压单元中：电机是通过平行轴齿轮减速器和行星齿轮减速器减速后，与回转驱动齿轮或液压泵传动连接，电机与平行轴齿轮减速器和行星齿轮减速器采用自上而下垂向安装。由于现有的平行轴齿轮减速器的输出轴偏离输入轴（不同轴），致使工程车电动单元的电机以悬臂的方式，安装在行星齿轮减速器上。使得工程车电动单元的壳体需要承受电机偏心安装所产生的弯矩，受力状态不理想，需要增加工程车电动单元的壳体壁厚，既增加了重量，又提高了成本，因此需要加以改进。

经专利检索，与本申请有一定关系的主要有以下专利：

1、申请号为“202220978284.1”、申请日为“2022.04.26”、名称为“一种工程车电动液压单元及电动工程车”、申请人为“株洲齿轮有限责任公司” 的实用新型专利，该实用新型专利公开了一种工程车电动液压单元及电动工程车，包括：电机、减速器及液压泵。所述减速器包括：平行轴齿轮减速器及行星齿轮减速器，电机通过平行轴齿轮减速器及行星齿轮减速器与液压泵传动连接。这种技术方案可以采用成本低、体积小的高转速、低扭矩电机；同时通过平行轴齿轮减速器减速后，能够降低行星齿轮减速器输入速度，降低电动液压单元噪声、提高传动平稳性。

2、申请号为“202220977764.6”、申请日为“2022.04.26”、名称为“一种工程车的电动回转系统及电动工程车”、申请人为“株洲齿轮有限责任公司”的实用新型专利，该实用新型专利提供了一种工程车的电动回转系统及电动工程车，包括电机、减速器和回转平台减速器由平行轴齿轮减速器和行星齿轮减速器组成，电机平行轴齿轮减速器、行星齿轮减速器、回转平台依次连接形成一种工程车的电动回转系统。该实用新型所述工程车的电动回转系统及电动工程车的电机通过平行轴齿轮减速器及行星齿轮减速器减速后与回转平台连接，这种技术方案可以采用成本低、体积小的高转速、低扭矩电机；同时通过平行轴齿轮减速器减速后，能够降低行星齿轮减速器输入速度，降低回转系统噪声、有效控制传动系统的NVH。

但上述专利中工程车电动单元的电机都是以悬臂的方式安装在行星齿轮减速器上，存在因电机偏心安装所产生弯矩造成的不良后果。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是针对现有技术中存在的缺陷，提供一种工程车电动单元及电动工程车。

为解决上述技术问题，本实用新型所采取的技术方案为：一种工程车电动单元，包括垂向安装的：电机、减速器及驱动部件，所述减速器包括：平行轴齿轮减速器及行星齿轮减速器，电机通过平行轴齿轮减速器及行星齿轮减速器与驱动部件传动连接。电机中心线与行星齿轮减速器中心线的偏心距≤100mm。以减小电机偏心安装所产生的弯矩，改善工程车电动单元壳体的受力状态，减小工程车电动单元的壳体壁厚，降低重量和成本。

进一步地，平行轴齿轮减速器包括：输入轴和输入齿轮、中间齿轮和中间轴、及输出齿轮和输出轴，输入轴、中间轴与输出轴平行设置，输入轴和输出轴设置在中间轴的同一侧；输入齿轮与中间齿轮啮合传动，中间齿轮与输出齿轮啮合传动，输入轴与输出轴的偏心距≤100mm。通过设置中间齿轮和中间轴的方式，既可增加减速比，又能够减小输入轴与输出轴的偏心距。

进一步地，输入轴与输出轴同轴，以完全消除电机偏心安装所产生的弯矩，使工程车电动单元壳体的受力处在最优状态。

进一步地，输入齿轮、中间齿轮及输出齿轮采用斜齿或人字齿。以提高传动平稳性、降低电动单元的噪声。

进一步地，所述行星齿轮减速器为多级行星齿轮减速器，行星齿轮减速器的输入轴与输出轴同轴。以增加减速比，以便选用高转速、低扭矩电机，降低成本。

进一步地，所述驱动部件为回转驱动齿轮或液压泵。

进一步地，电机、平行轴齿轮减速器及行星齿轮减速器自上而下依次连接。这种立式安装方式，既使得电机、平行轴齿轮减速器及行星齿轮减速器的重量垂向传递，重量所产生的弯矩最小，又能够减小所需的安装面，提高工程车上的空间利用率。

进一步地，电机与平行轴齿轮减速器及行星齿轮减速器共腔体，电机采用内循环油冷电机。

进一步地，电机转速不小于6000转/分钟，这种高转速、低扭矩电机的成本低。

一种电动工程车采用上述工程车电动单元，包括：工程车电动回转单元和工程车电动液压单元。这种工程车电动单元可以采用成本低、体积小的高转速、低扭矩电机。当平行轴齿轮减速器输入轴与输出轴同轴时，使得电机中心线与行星齿轮减速器中心线同轴，能够完全消除电机偏心安装所产生的弯矩，使工程车电动单元壳体的受力处在最优状态，能够减小工程车电动单元的壳体壁厚，降低重量和成本。

本实用新型的有益效果为：工程车电动单元采用输入轴与输出轴同轴的平行轴齿轮减速器，使得电机中心线与行星齿轮减速器中心线同轴，能够完全消除电机偏心安装所产生的弯矩，使工程车电动单元壳体的受力处在最优状态，能够减小工程车电动单元的壳体壁厚，降低重量和成本。

附图说明

图1为现有技术的工程车电动单元原理示意图，

图2为现有技术的工程车电动单元剖视示意图，

图3为本申请实施例一原理示意图，

图4为本申请实施例二原理示意图，

图5为本申请实施例二剖视示意图，

图中：1—电机、2—平行轴齿轮减速器、21—输入轴、22—中间轴、23—输出轴、3—行星齿轮减速器、4—驱动部件、41—回转驱动齿轮、42—液压泵、P—电机中心线与行星齿轮减速器中心线的偏心距。

具体实施方式

下面通过具体的实施例并结合附图对本实用新型做进一步的描述：

如图1和2所示，工程车电动单元，包括：电机1、平行轴齿轮减速器2及行星齿轮减速器3及驱动部件4。电机1自上而下，通过平行轴齿轮减速器2及行星齿轮减速器3与驱动部件4传动连接。平行轴齿轮减速器2包括输入轴21和输入齿轮、及输出齿轮和输出轴23，输入轴21与输出轴23平行设置，由于电机1与平行轴齿轮减速器2的输入轴21通常是通过花键、平键或联轴器同轴连接，平行轴齿轮减速器2的输出轴23与行星齿轮减速器3的输入轴也是通过花键、平键或联轴器同轴连接，当平行轴齿轮减速器2的输出轴23偏离输入轴21（不同轴）时，将导致电机1中心线偏离行星齿轮减速器3中心线，电机1以悬臂的方式安装。此时电机1的重量会产生弯矩，该弯矩将由电动单元壳体承受。当电机1中心线与行星齿轮减速器3中心线的偏心距P大于100mm时，产生的弯矩较大，电动单元壳体受力状态不理想，需要增加壁厚来增加强度，以承受电机1重量产生的弯矩。

本申请实施例一如图3所示，是一种工程车电动回转单元。工程车电动回转单元中的电机1、通过平行轴齿轮减速器2及行星齿轮减速器3、与回转驱动齿轮41连接，驱动工程车进行旋转。电机1、平行轴齿轮减速器2及行星齿轮减速器3自上而下依次连接。在实施例一的平行轴齿轮减速器2中，通过设置中间齿轮和中间轴22，当输出轴23与输入轴21处在中间轴22的同一侧时，能够减小输出轴23与输入轴21之间的偏心距P1。以减小电机偏心安装所产生的弯矩，改善工程车电动单元壳体的受力状态，减小工程车电动单元的壳体壁厚，降低重量和成本。

输入齿轮、中间齿轮及输出齿轮采用斜齿或人字齿。以提高传动平稳性、降低电动单元的噪声。所述行星齿轮减速器3为多级行星齿轮减速器，使行星齿轮减速器3的输入轴与输出轴同轴。以减少偏心距，增加减速比，以便选用高转速、低扭矩电机，降低成本。电机1转速不小于6000转/分钟，这种高转速、低扭矩电机的成本低。

本申请实施例二如图4和5所示，是一种工程车电动液压单元。工程车电动液压单元中的电机1、通过平行轴齿轮减速器2及行星齿轮减速器3、与液压泵42连接，为液压缸提供动力，使工程车进行挖掘或装载作业。在实施例二的平行轴齿轮减速器2中，通过控制齿轮的直径大小、能够使输出轴23与输入轴21处在同一条轴线上（输出轴23与输入轴21同轴），能够完全消除电机偏心安装所产生的弯矩，使工程车电动单元壳体的受力处在最优状态。

本申请的电动工程车采用上述工程车电动单元，包括：工程车电动回转单元和工程车电动液压单元。这种工程车电动单元可以采用成本低、体积小的高转速、低扭矩电机。当平行轴齿轮减速器输入轴与输出轴同轴时，使得电机中心线与行星齿轮减速器中心线同轴，能够完全消除电机偏心安装所产生的弯矩，使工程车电动单元壳体的受力处在最优状态，能够减小工程车电动单元的壳体壁厚，降低重量和成本。

综上所述，本实用新型的有益效果为：工程车电动单元采用输入轴与输出轴同轴的平行轴齿轮减速器，使得电机中心线与行星齿轮减速器中心线同轴，能够完全消除电机偏心安装所产生的弯矩，使工程车电动单元壳体的受力处在最优状态，能够减小工程车电动单元的壳体壁厚，降低重量和成本。

以上实施例仅供说明本实用新型之用，而非对本实用新型的限制，有关技术领域的技术人员在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化或变换，因此所有等同的技术方案也应该属于本实用新型的保护范围，本实用新型的保护范围应该由各权利要求限定。

Claims (10)

1.一种工程车电动单元，包括垂向安装的：电机（1）、减速器及驱动部件（4），所述减速器包括：平行轴齿轮减速器（2）及行星齿轮减速器（3），电机（1）通过平行轴齿轮减速器（2）及行星齿轮减速器（3）与驱动部件（4）传动连接，其特征在于：电机（1）中心线与行星齿轮减速器（3）中心线的偏心距（P）≤100mm。

2.根据权利要求1所述的工程车电动单元，其特征在于：平行轴齿轮减速器（2）包括：输入轴（21）和输入齿轮、中间齿轮和中间轴（22）、及输出齿轮和输出轴（23），输入轴（21）、中间轴（22）与输出轴（23）平行设置，输入轴（21）和输出轴（23）设置在中间轴（22）的同一侧；输入齿轮与中间齿轮啮合传动，中间齿轮与输出齿轮啮合传动，输入轴（21）与输出轴（23）的偏心距（P）≤100mm。

3.根据权利要求2所述的工程车电动单元，其特征在于：输入轴（21）与输出轴（23）同轴。

4.根据权利要求3所述的工程车电动单元，其特征在于：输入齿轮、中间齿轮及输出齿轮采用斜齿或人字齿。

5.根据权利要求4所述的工程车电动单元，其特征在于：所述行星齿轮减速器（3）为多级行星齿轮减速器，行星齿轮减速器（3）的输入轴与输出轴同轴。

6.根据权利要求5所述的工程车电动单元，其特征在于：所述驱动部件（4）为回转驱动齿轮（41）或液压泵（42）。

7.根据权利要求1至6任意一项所述的工程车电动单元，其特征在于：电机（1）、平行轴齿轮减速器（2）及行星齿轮减速器（3）自上而下依次连接。

8.根据权利要求7所述的工程车电动单元，其特征在于：电机（1）与平行轴齿轮减速器（2）及行星齿轮减速器（3）共腔体，电机（1）采用内循环油冷电机。

9.根据权利要求8所述的工程车电动单元，其特征在于：电机（1）转速不小于6000转/分钟。

10.一种电动工程车，其特征在于：采用权利要求1至9任一项所述的工程车电动单元，包括：工程车电动回转单元和工程车电动液压单元。

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