一種基于車輛輪轂的減速直驅(qū)一體式電的制造方法
【專利摘要】一種基于車輛輪轂的減速直驅(qū)一體式電機，它包括設(shè)有中間隔體的機座及機座前、后腔體，機座隔體中心配裝傳動主軸，于機座后腔體內(nèi)的主軸上設(shè)置轉(zhuǎn)子、磁鋼、擋板、霍爾元件、定子及后端蓋，在機座隔體前腔體內(nèi)的主軸上設(shè)置行星裝置，該行星裝置的輸出端設(shè)置傳動法蘭盤，其徑向設(shè)置密封蓋及前端蓋的技術(shù)方案；它解決了現(xiàn)有運輸、工程和執(zhí)行特殊任務(wù)車輛所使用的輪轂驅(qū)動系統(tǒng)，因其驅(qū)動電機與減速器為單獨安裝的多機連接方式，從而帶來了結(jié)構(gòu)龐雜、安裝空間小、功率損耗大，傳動效率低，運行環(huán)境適應(yīng)性差，故障率高等缺陷；它適合作現(xiàn)有運輸車輛、工程車輛、礦山車輛的輪轂驅(qū)動系統(tǒng)，特別適合作現(xiàn)有執(zhí)行特殊任務(wù)車輛的輪轂驅(qū)動系統(tǒng)。
【專利說明】一種基于車輛輪轂的減速直驅(qū)一體式電機【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種基于車輛輪轂的減速直驅(qū)一體式電機。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有運輸車輛、工程車輛、具有執(zhí)行特殊任務(wù)車輛等使用的輪轂驅(qū)動系統(tǒng)主要包括驅(qū)動電機、減速器等，特別是要求車輛運行時有較大力矩時，減速器與驅(qū)動電機的傳動連接結(jié)構(gòu)就成為輪轂驅(qū)動系統(tǒng)的重要特征；當上述車輛要求獲取大扭矩工況運行時，其連接方式必然是由驅(qū)動電機通過減速器的降速傳動比實現(xiàn)；而驅(qū)動電機與減速器的制造廠商，均按傳統(tǒng)生產(chǎn)方式提供其單一產(chǎn)品，并無改進傳動連接結(jié)構(gòu)方面的考慮，故該類驅(qū)動電機和減速器與車輛輪轂的配套使用中存在的缺陷有:①結(jié)構(gòu)復(fù)雜，與其連接安裝的空間較大，影響了執(zhí)行特殊任務(wù)車輛及特殊空間的結(jié)構(gòu)布局；②龐大復(fù)雜的減速器既占空間又消耗較多功率多級機械連接，輸出功率損耗較大多級機械傳動，傳動效率較低，運行工況復(fù)雜，扭矩小適應(yīng)惡劣環(huán)境的運行性能差運行安全性低；⑦故障、維護頻率高；⑧限制了產(chǎn)品的應(yīng)用范圍。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]針對上述情況，本實用新型的目的在于提供一種基于車輛輪轂的減速直驅(qū)一體式電機，它既不改變現(xiàn)有車輛輪轂驅(qū)動系統(tǒng)連接安裝結(jié)構(gòu)，又能實現(xiàn)大力矩運行工況，且結(jié)構(gòu)簡單、緊湊，輸出效率高，可全天候運行于野外等惡劣環(huán)境，運行安全，應(yīng)用范圍大，易于普及推廣。 [0004]為了實現(xiàn)上述目的，一種基于車輛輪轂的減速直驅(qū)一體式電機，它包括一設(shè)有中間隔體的機座，機座隔體前部設(shè)前腔體，機座隔體后部設(shè)后腔體，機座隔體中心配裝傳動主軸，在機座隔體后腔體內(nèi)的主軸上設(shè)置轉(zhuǎn)子、磁鋼、擋板、霍爾元件、定子及后端蓋，在機座隔體前腔體內(nèi)的主軸上設(shè)置行星裝置，該行星裝置的輸出端設(shè)置傳動法蘭盤，其徑向設(shè)置密封蓋及前端蓋。
[0005]為了實現(xiàn)結(jié)構(gòu)、效果優(yōu)化，其進一步的措施是:
[0006]所述行星裝置由太陽輪、行星輪、行星架、內(nèi)齒圈組成。
[0007]所述行星架的輸出端設(shè)置連接螺紋及鎖緊螺母。
[0008]所述太陽輪設(shè)置于傳動主軸前端的徑向上。
[0009]所述前端蓋上設(shè)有油孔及堵油塞。
[0010]所述隔體中心設(shè)置中空和數(shù)個支撐平臺。
[0011]所述霍爾元件設(shè)為3個，它分別與3對磁極對應(yīng)，且與轉(zhuǎn)子同軸設(shè)置。
[0012]所述霍爾元件的布設(shè)是:從N極依次按間隔12°~18°順序排布。
[0013]所述機座設(shè)有散熱筋。
[0014]所述機座為鈦合金材料制造。
[0015]本實用新型一種基于車輛輪轂的減速直驅(qū)一體式電機，它包括設(shè)有中間隔體的機座及機座前、后腔體，機座隔體中心配裝傳動主軸，于機座后腔體內(nèi)的主軸上設(shè)置轉(zhuǎn)子、磁鋼、擋板、霍爾元件、定子及后端蓋，在機座隔體前腔體內(nèi)的主軸上設(shè)置行星裝置，該行星裝置的輸出端設(shè)置傳動法蘭盤，其徑向設(shè)置密封蓋及前端蓋的技術(shù)方案；它解決了現(xiàn)有運輸、工程和執(zhí)行特殊任務(wù)車輛所使用的輪轂驅(qū)動系統(tǒng)，因其驅(qū)動電機與減速器為單獨安裝的多機連接方式，從而帶來了結(jié)構(gòu)龐雜、安裝空間小、功率損耗大，傳動效率低，運行環(huán)境適應(yīng)性差，故障率高等缺陷。
[0016]本實用新型相比現(xiàn)有技術(shù)所產(chǎn)生的有益效果:
[0017]( I )本實用新型采用于機座中間隔體的傳動主軸上配裝電機元件和行星裝置的一體式傳動輸出電機方案，它解決了執(zhí)行特殊任務(wù)車輛及特殊空間的結(jié)構(gòu)布局難題；
[0018](II)本實用新型采用于機座中間隔體的傳動主軸上配裝電機元件和行星裝置的一體式傳動輸出電機方案，由于充分利用了電機傳動主軸的輸出端，并在此輸出端上設(shè)置行星裝置的太陽輪代替減速器，解決了一體兩機結(jié)構(gòu)及布局緊湊的難題；
[0019](III)本實用新型采用于機座中間隔體的傳動主軸上配裝電機元件和行星裝置的一體式傳動輸出電機方案，由于充分利用了電機傳動主軸的輸出端，并在此輸出端上設(shè)置行星裝置的太陽輪代替減速器，解決了多次多級傳導(dǎo)和輸出效率損失的難題，太陽輪與傳動主軸同軸的直接輸出，使得整機的輸出效率上升到90%以上；
[0020](IV)本實用新型采用于機座中間隔體的傳動主軸上配裝電機元件和行星裝置的一體式傳動輸出電機方案，由于充分利用了電機傳動主軸的輸入端，并在此輸入端上設(shè)置三對與霍爾傳感換向控制元件對應(yīng)的磁極，解決了一體兩機結(jié)構(gòu)下仍能高效率輸出的難題；
[0021](V)本實用新型采用于機座中間隔體的傳動主軸上配裝電機元件和行星裝置的一體式傳動輸出電機方案，由于充分利用了電機傳動主軸的輸入端，并在此輸入端上設(shè)置三對與磁極對應(yīng)的霍爾傳感換向控制兀件，并按間隔12°?18°順序同軸排布,解決了一體兩機結(jié)構(gòu)下的電機各相繞組能否按一定順序可靠運行的工況問題，取得了意想不到的技術(shù)效果；
[0022](VI)本實用新型采用于機座中間隔體的傳動主軸上配裝電機元件和行星裝置的一體式傳動輸出電機方案，由于充分利用了機座中間隔體及中空法蘭盤式隔體設(shè)置，大大減小了一體機的外形尺寸，滿足在特殊空間下的使用；
[0023](VD本實用新型采用于機座中間隔體的傳動主軸上配裝電機元件和行星裝置的一體式傳動輸出電機方案，由于充分利用了機座中間隔體及中空法蘭盤式隔體設(shè)置，便于實現(xiàn)機座前、后腔體之間的油封間隔密封結(jié)構(gòu)，減少了機械連接，減少了連接縫隙，提高了整機密封性能和惡劣運行環(huán)境的適應(yīng)性，實現(xiàn)了全天候運行工作模式；
[0024](VDI)本實用新型采用于機座中間隔體的傳動主軸上配裝電機元件和行星裝置的一體式傳動輸出電機方案，克服了減速器和電機單一連接結(jié)構(gòu)容易錯位，造成不同軸的缺陷，提高了抗振動沖擊，拓寬了車輛運行的野外環(huán)境；
[0025](IX)本實用新型采用于機座中間隔體的傳動主軸上配裝電機元件和行星裝置的一體式傳動輸出電機方案，由于電機轉(zhuǎn)子米取鉚接方法制造，轉(zhuǎn)子沖片鉚接成轉(zhuǎn)子體，相比疊壓方法制造的轉(zhuǎn)子，提高了強度，工藝流程簡單，減少了扣片，加大了內(nèi)部空間，有利于電機內(nèi)部散熱；[0026](X)本實用新型采用于機座中間隔體的傳動主軸上配裝電機元件和行星裝置的一體式傳動輸出電機方案，由于采用高精度電機定、轉(zhuǎn)子設(shè)計與制造，熱負荷能控制在最低范圍，有效降低了電機的發(fā)熱量:
[0027](XI)本實用新型采用于機座中間隔體的傳動主軸上配裝電機元件和行星裝置的一體式傳動輸出電機方案，在機座兩邊增設(shè)數(shù)個散熱筋，加快了一體機熱量的傳導(dǎo)；
[0028](ΧΠ)本實用新型采用于機座中間隔體的傳動主軸上配裝電機元件和行星裝置的一體式傳動輸出電機方案，機座采用鈦合金材料制造和空氣自然冷卻設(shè)計，有利于減小一體機體積和加快熱傳導(dǎo)效果；
[0029](XIII)本實用新型采用于機座中間隔體的傳動主軸上配裝電機元件和行星裝置的一體式傳動輸出電機方案，它既保留了現(xiàn)有車輛輪轂驅(qū)動系統(tǒng)的連接安裝結(jié)構(gòu)，又實現(xiàn)了大力矩運行工況，且結(jié)構(gòu)簡單、緊湊，輸出效率高，可全天候運行于野外等惡劣環(huán)境，運行安全，應(yīng)用范圍大，易于普及推廣。
[0030]本實用新型適合作現(xiàn)有運輸車輛、工程車輛、礦山車輛的輪轂驅(qū)動系統(tǒng)，特別適合作現(xiàn)有執(zhí)行特殊任務(wù)車輛的輪轂驅(qū)動系統(tǒng)。
[0031]下面結(jié)合附圖和實施例對本實用新型作進一步詳細說明。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0032]圖1為本實用新型一種基于車輛輪轂的減速直驅(qū)一體式電機主視圖。
[0033]圖2為圖1中本實用新型的剖視圖。
[0034]圖3為圖2中本實用新型法蘭盤的剖視圖。
[0035]圖4為圖2中本實用新型設(shè)有中間隔體和前、后腔體的機座剖視圖。
[0036]圖5為圖2中顯示本實用新型傳動主軸與傳動主軸軸伸端太陽輪的結(jié)構(gòu)關(guān)系的主視圖。
[0037]圖6為圖2中顯示本實用新型輸出部件及相互結(jié)構(gòu)連接關(guān)系的軸向左側(cè)視圖。
[0038]圖中:1、機座，11、散熱筋，2、隔體，21、支撐平臺，3、前腔體，31、密封蓋，32、前端蓋，33、油孔，34、堵油塞，4、后腔體，41、轉(zhuǎn)子，42、磁鋼，43、擋板，44、霍爾元件，45、定子，46、后端蓋，5、主軸，6、行星裝置，61、太陽輪，62、行星輪，63、行星架，631、連接螺紋，632、鎖緊螺母，64、內(nèi)齒圈，7、法蘭盤。
【具體實施方式】
[0039]由附圖所示，本實用新型的工作與原理。
[0040]本實用新型一種基于車輛輪轂的減速直驅(qū)一體式電機，它包括一設(shè)有中間隔體2的機座I及機座前、后腔體，機座隔體2中心配裝傳動主軸5，于機座后腔體4內(nèi)的主軸5上設(shè)置轉(zhuǎn)子41、磁鋼42、擋板43、霍爾元件44、定子45及后端蓋46，在機座前腔體3內(nèi)的主軸5上設(shè)置行星裝置6，該行星裝置6的輸出端設(shè)置傳動法蘭盤7，其徑向設(shè)置密封蓋31及前端蓋32的輪轂驅(qū)動系統(tǒng)；本實用新型實質(zhì)上是將驅(qū)動電機的內(nèi)容和減速器的內(nèi)容經(jīng)中間隔體2、傳動主軸5分裝于機座前腔體3和機座后腔體4內(nèi)的集成體，它集電機傳動輸出與行星傳動再輸出的二級傳動，變?yōu)閭鲃优c減速傳動連續(xù)的一級一體式傳動輸出，實現(xiàn)直接與車輛輪轂連接的驅(qū)動電機。首先，選取普通永磁直流無刷電機外接減速器的驅(qū)動、減速結(jié)構(gòu)進行改進設(shè)計，將電機與減速器整合為一體，減速器采用行星齒輪結(jié)構(gòu)，電機的軸伸端設(shè)計成齒輪，直接插入行星減速器代替太陽輪驅(qū)動行星架，將電機機座改進成一個整體機座內(nèi)腔的前、后兩個分隔內(nèi)腔，前面的內(nèi)腔配裝行星裝置，后面的內(nèi)腔配裝定、轉(zhuǎn)子等電機元器件，機座的內(nèi)部中間設(shè)計成中空的法蘭隔體，達到分隔行星裝置和電機元器件的各自的獨立潤滑、密封結(jié)構(gòu)，同時，中間隔體又加強了對行星裝置結(jié)構(gòu)強度的支撐，經(jīng)采用如此周密的技術(shù)措施后，使得該結(jié)構(gòu)的外部輪廓尺寸大大減小，極大地滿足了特殊空間環(huán)境條件下的使用，實現(xiàn)了小空間安裝的目標，節(jié)省連接、安裝減速器的空間，給車輛輪轂驅(qū)動系統(tǒng)的連接結(jié)構(gòu)改造或車輛新設(shè)計布局的推廣帶來了新的應(yīng)用前景，取得了預(yù)想不到的技術(shù)效果；二，本實用新型的一體式結(jié)構(gòu)，機座選用鈦合金材料制造，彌補了因機座壁厚層減少所造成的強度影響，它既減小了外形尺寸，也減輕了一體機的重量，將減速、驅(qū)動合二為一，它滿足了運輸、工程、礦山和執(zhí)行特殊任務(wù)等車輛輪轂所需的大扭矩；三、電機軸伸端直接作為太陽輪輸出傳動，使太陽輪與傳動主軸成為既是輸入傳動又是輸出傳動的載體，大大提高了整機的可靠性和輸出效率，而普通永磁直流無刷電機帶減速器輸出的結(jié)構(gòu)是電機軸伸端與減速器輸入端花鍵連接，再由輸入端驅(qū)動減速器的輸出齒輪，因該類結(jié)構(gòu)存在多次連接與重復(fù)傳動，降低了輸出效率，最后從減速器輸出時效率已經(jīng)不到70% 了，而由電機軸直接代替太陽輪，減少了機械連接和機械傳動所需的功率損失，傳動效率大大提升，從而使得整機的輸出效率能達到90%以上；四、為了保證在緊湊型結(jié)構(gòu)布局下輪轂驅(qū)動系統(tǒng)還能有高效率的輸出，對現(xiàn)有采用霍爾傳感器控制的永磁直流無刷電機多數(shù)用I對或2對磁極的技術(shù)措施，改為本實用新型的3對磁極和對應(yīng)的3個霍爾元件傳感器，達到與電機轉(zhuǎn)子同軸和實施正?？刂齐姍C換向，而且磁極以N極開始依次間隔12°?18°排布，控制電路對位置信號進行邏輯變換后產(chǎn)生控制信號，控制信號經(jīng)驅(qū)動電路隔離放大后控制逆變器的功率開關(guān)管，使電機的各相繞組按一定的順序工作；五、采用機座加隔體的一體式裝配，提高了整機的密封性，行星裝置與電機傳動輸出之間用油封于隔體處間隔密封，整體結(jié)構(gòu)減少了機械連接和連接縫隙，提高了密封性，可以使整機在相對惡劣的環(huán)境下能實施正常的運行工況；六、一體機結(jié)構(gòu)中的太陽輪與傳動主軸共軸，克服了普通永磁直流無刷電機帶減速器輸出結(jié)構(gòu)因其機械連接太多，在振動和沖擊要求較高的情況下，減速器和電機容易錯位，造成不同軸的缺陷，提高了本實用新型行星裝置與電機傳動元器件的同軸性能和抗振動沖擊性能，拓寬了車輛運行的野外環(huán)境，擴展車輛的范圍；七、加強了一體機結(jié)構(gòu)的散熱:首先，電機轉(zhuǎn)子采取鉚接，將轉(zhuǎn)子沖片鉚接成轉(zhuǎn)子體，相比較疊壓的轉(zhuǎn)子，提高了強度，工藝流程簡單，減少了扣片，加大了內(nèi)部空間，有利于電機內(nèi)部散熱；其二，利用空氣自然冷卻，也有利于減小體積，電機設(shè)計時反復(fù)計算定轉(zhuǎn)子參數(shù)，對繞線、定子槽型等進行設(shè)計方案篩選，將熱負荷控制在最低范圍，限制了電機的發(fā)熱量；其三，機座兩邊設(shè)計4個散熱筋，經(jīng)鈦合金材質(zhì)的機座和自然空氣的快速移動，能迅速帶走一體機的熱量，散熱效果顯著。
[0041]結(jié)合附圖，一種基于車輛輪轂的減速直驅(qū)一體式電機，它包括一設(shè)有中間隔體2的機座1，為了加強散熱效果，機座I選用鈦合金材料制造，機座I兩側(cè)設(shè)置4條散熱筋11 ；為了使隔體2除發(fā)揮其分隔、安裝、支撐等多種作用外，還能提高傳動主軸5于隔體2的安裝精度，所以，隔體2中心設(shè)置中空和4個支撐平臺21 ;為了使兩機合為一機，于機座隔體2前部設(shè)前腔體3，機座隔體2后部設(shè)后腔體4，機座隔體2中心配裝傳動主軸5，在機座隔體2后腔體4內(nèi)的主軸5上設(shè)置鉚接式轉(zhuǎn)子41體、磁鋼42、擋板43，以及既與轉(zhuǎn)子41同軸又與3對磁極對應(yīng)且其布設(shè)是從N極依次按間隔12°?18°順序排布的3個霍爾元件44，定子45，后端蓋46，在機座隔體前腔體3內(nèi)的主軸5上設(shè)置由太陽輪61、行星輪62、行星架63、內(nèi)齒圈64組成的行星裝置6，為了解決傳統(tǒng)輪轂驅(qū)動系統(tǒng)的傳動效率和結(jié)構(gòu)一體化的問題，太陽輪61設(shè)置于傳動主軸5前端的徑向上，使太陽輪61與傳動主軸5成為既是輸入傳動又是輸出傳動的載體，行星架63的輸出端，特別配置了用于連接輸出傳動的法蘭盤7的連接螺紋631及鎖緊螺母632，在機座前腔體3的端面設(shè)置前端蓋32，在前端蓋32與法蘭盤7的徑向設(shè)置密封蓋31，密封蓋31上設(shè)有油孔33和堵油塞34。
[0042]參照附圖，本實用新型的一種基于車輛輪轂的減速直驅(qū)一體式電機的輸出連接方式有:由輸出傳動的蘭盤7及備用的法蘭連接螺栓直接與車輛輪轂連接；或由行星架63輸出端的連接螺紋631及配套的鎖緊螺母632處經(jīng)連接件與車輛輪轂連接；連接方式的選擇應(yīng)視具體安裝條件而定。
[0043]綜合附圖，本實用新型的一種基于車輛輪轂的減速直驅(qū)一體式電機，其傳動輸出工況是:電機啟動，使電機的傳動主軸5及其太陽輪61轉(zhuǎn)動，帶動與內(nèi)齒圈64嚙合的行星輪62自轉(zhuǎn)，從而帶動行星架63輸出端的轉(zhuǎn)動及輸出端連接件的轉(zhuǎn)動，進而實現(xiàn)車輛輪轂的減速直接驅(qū)動。
【權(quán)利要求】
1.一種基于車輛輪轂的減速直驅(qū)一體式電機，其特征在于它包括一設(shè)有中間隔體(2)的機座(I)，機座(I)隔體(2 )前部設(shè)前腔體(3 )，機座(I)隔體(2 )后部設(shè)后腔體(4)，機座Cl)隔體(2)中心配裝傳動主軸(5)，在機座(I)隔體(2)后腔體(4)內(nèi)的主軸(5)上設(shè)置轉(zhuǎn)子(41)、磁鋼(42)、擋板(43)、霍爾元件(44)、定子(45)及后端蓋(46)，在機座(I)隔體(2)前腔體(3)內(nèi)的主軸(5)上設(shè)置行星裝置(6)，該行星裝置(6)的輸出端設(shè)置傳動法蘭盤(7)，其徑向設(shè)置密封蓋(31)及前端蓋(32)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于車輛輪轂的減速直驅(qū)一體式電機，其特征在于所述行星裝置(6)由太陽輪(61)、行星輪(62)、行星架(63)、內(nèi)齒圈(64)組成。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于車輛輪轂的減速直驅(qū)一體式電機，其特征在于所述行星架(63)的輸出端設(shè)置連接螺紋(631)及鎖緊螺母(632)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于車輛輪轂的減速直驅(qū)一體式電機，其特征在于所述太陽輪(61)設(shè)置于傳動主軸(5 )前端的徑向上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于車輛輪轂的減速直驅(qū)一體式電機，其特征在于所述前端蓋(32)上設(shè)有油孔(33)及堵油塞(34)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于車輛輪轂的減速直驅(qū)一體式電機，其特征在于所述隔體(2)中心設(shè)置中空和數(shù)個支撐平臺(21)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于車輛輪轂的減速直驅(qū)一體式電機，其特征在于所述霍爾元件(44)設(shè)為3個，它分別與3對磁極對應(yīng)，且與轉(zhuǎn)子(41)同軸設(shè)置。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于車輛輪轂的減速直驅(qū)一體式電機，其特征在于所述霍爾元件(44)的布設(shè)是:從N極依次按間隔12°?18°順序排布。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于車輛輪轂的減速直驅(qū)一體式電機，其特征在于所述機座(I)設(shè)有散熱筋(11)。
【文檔編號】B60K7/00GK203691138SQ201320775336
【公開日】2014年7月2日 申請日期:2013年12月1日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月1日
【發(fā)明者】謝雷, 李勝軍, 付志良, 朱剛, 李志勇 申請人:江麓機電集團有限公司