拖拉机、汽车大功率高转矩轮毂电机制造技术

本发明专利技术涉及一种拖拉机、汽车大功率高转矩轮毂电机，包括一电机外壳、一内壳体、一密封水冷套、一永磁无刷电机组件、一差动减速器组件、传动支撑组件和一驻车制动组件；所述电机外壳和内壳体起到支撑作用，用以所有部件均以电机外壳和内壳固定装配；所述密封水冷套设置于内壳体外，用于电机的降温；所述永磁无刷电机组件包括电机绕组、磁铁、铁芯和转子杯，提供行走的动力；所述差动减速器组件包括一级行星减速器、输出星轮、星轮支架、输出齿圈和星轮轴；且所述输出星轮、星轮支架、输出齿圈和星轮轴与一级行星减速器协同作用；所述传动组件包括轮辋接盘、输出主轴，承担动力传动作用；所述驻车制动组件包括制动蹄和制动轮，用以驻车制动作用。

High power and high torque hub motor for tractor and automobile

\u672c\u53d1\u660e\u6d89\u53ca\u4e00\u79cd\u62d6\u62c9\u673a\u3001\u6c7d\u8f66\u5927\u529f\u7387\u9ad8\u8f6c\u77e9\u8f6e\u6bc2\u7535\u673a\uff0c\u5305\u62ec\u4e00\u7535\u673a\u5916\u58f3\u3001\u4e00\u5185\u58f3\u4f53\u3001\u4e00\u5bc6\u5c01\u6c34\u51b7\u5957\u3001\u4e00\u6c38\u78c1\u65e0\u5237\u7535\u673a\u7ec4\u4ef6\u3001\u4e00\u5dee\u52a8\u51cf\u901f\u5668\u7ec4\u4ef6\u3001\u4f20\u52a8\u652f\u6491\u7ec4\u4ef6\u548c\u4e00\u9a7b\u8f66\u5236\u52a8\u7ec4\u4ef6\uff1b\u6240\u8ff0\u7535\u673a\u5916\u58f3\u548c\u5185\u58f3\u4f53\u8d77\u5230\u652f\u6491\u4f5c\u7528\uff0c\u7528\u4ee5\u6240\u6709\u90e8\u4ef6\u5747\u4ee5\u7535\u673a\u5916\u58f3\u548c\u5185\u58f3\u56fa\u5b9a\u88c5\u914d\uff1b\u6240\u8ff0\u5bc6\u5c01\u6c34\u51b7\u5957\u8bbe\u7f6e\u4e8e\u5185\u58f3\u4f53\u5916\uff0c\u7528\u4e8e\u7535\u673a\u7684\u964d\u6e29\uff1b\u6240\u8ff0\u6c38\u78c1\u65e0\u5237\u7535\u673a\u7ec4\u4ef6\u5305\u62ec\u7535\u673a\u7ed5\u7ec4\u3001\u78c1\u94c1\u3001\u94c1\u82af\u548c\u8f6c\u5b50\u676f\uff0c\u63d0\u4f9b\u884c\u8d70\u7684\u52a8\u529b\uff1b\u6240\u8ff0\u5dee\u52a8\u51cf\u901f\u5668\u7ec4\u4ef6\u5305\u62ec\u4e00\u7ea7\u884c\u661f\u51cf\u901f\u5668\u3001\u8f93\u51fa\u661f\u8f6e\u3001\u661f\u8f6e\u652f\u67b6\u3001\u8f93\u51fa\u9f7f\u5708\u548c\u661f\u8f6e\u8f74\uff1b\u4e14\u6240\u8ff0\u8f93\u51fa\u661f\u8f6e\u3001\u661f\u8f6e\u652f\u67b6\u3001\u8f93\u51fa\u9f7f\u5708\u548c\u661f\u8f6e\u8f74\u4e0e\u4e00\u7ea7\u884c\u661f\u51cf\u901f\u5668\u534f\u540c\u4f5c\u7528\uff1b\u6240\u8ff0\u4f20\u52a8 The components include wheel rim connecting disk and output main shaft, which bear the power transmission function. The parking brake assembly includes brake shoes and brake wheels for parking and braking.

【技术实现步骤摘要】
拖拉机、汽车大功率高转矩轮毂电机
本专利技术属于轮毂电机领域，尤其是一种应用于汽车、拖拉机、矿山机械、工程机械、农业机械和机械工业的大功率高转矩轮毂电机。
技术介绍
现代电子技术，可以对电机进行精确的控制。例如数控机床，加工精度完全取决于电机运动控制。用电机驱动汽车，控制效果可以做到和数控机床相媲美。采用单电机、带有差速器的驱动系统，与传统的驱动性质没有区别，不能实现精确的智能控制。如果采用4个独立控制的轮毂电机，实现2轮驱动或4轮驱动，并且对每个电机都进行动态监控、调整，就可以实现经济性、安全性、通过能力、牵引力同时兼顾，各项指标都可优于机械全时4驱，届时高性能、亲民价格的4驱车将会得到普及。遗憾的是，大功率轮毂电机发展水平，远落后于电机控制技术。目前市场上还没有高功率(10Kw至300Kw)、低价格、高质量的商品轮毂电机可供大型车辆选择。以下是轮毂电机的现状。2Kw以下小功率轮毂直驱电机，品种繁多，技术成熟可靠，价格低廉，已广泛应用在电动摩托、电动自行车和电动三轮车领域。尤其是减速轮毂电机，更是具有功率密度大、重量轻、价格低的优势，占有了绝大多数轮毂电机市场，需求旺盛。反观需要大功率的电动汽车领域，轮毂电机应用却寥寥无几，在其他领域，例如：矿山机械、工程机械、农林机械(单机扭矩超过2000Nm-20000Nm)范围内，则几乎是空白。究其原因如下：1外转子直驱轮毂电机磁能利用系数低，体积和重量庞大，成本高，簧下质量太大影响减震。最主要是功率密度低，在有限轮毂直径的情况下，功率和扭矩都被限制在小马力的范畴，很难突破500Nm，即使勉强做到，也是代价高昂，没有使用价值。2减速轮毂电机减速轮毂电机可以提高功率密度，降低成本，是当前轮毂电机的主流。为了提高功率密度，电机的频率和转速愈来愈高，体积重量也越来越小。现有的减速轮毂电机结构，多采用：电机→行星减速器→轮辋的轴向串联传动模式，电机和减速器相互需要占有一段轴向尺寸。在大功率(>10Kw～300Kw)、高转矩(>1000Nm)的领域，高速电机若继续采用行星减速器，则需要加至三级或以上。减速器的体积和重量，特别是损耗发热，将抵消高速电机的所有优势，甚至不能使用。电动轮边减速器与多级行星原理雷同，不做赘述。功率和速更比大时，使用多级齿轮减速器，即：中心电机→中心齿轮→径向齿轮组→轮辋，多级齿轮减速电机的结构十分复杂，需要专门研发生产大直径超薄、超窄轴承和密封元件，除非涉及国计民生，非一般场合可用。谐波减速器和摆线减速器都存在制造困难，尤其是摆线减速器，制造成本高，使用寿命短，机械传动比的调节范围狭窄，实际应用的商品几乎没有。因此，依照现有的、流行的结构原理，很难做出大功率、高转矩和可持续满负荷工作的、廉价的轮毂电机。公开于该
技术介绍
部分的信息仅仅旨在增加对本专利技术的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
技术实现思路
为了解决现有技术中存在的上述问题，本专利技术提供了一种拖拉机、汽车大功率高转矩轮毂电机，其通过将3K行星差动减速机构，与外转子永磁电机同轴并联排列，减速器位于电动机定子内孔中，利用电动机内闲置的空间安置减速器，组合成减速轮毂电机，具有体积小、功率大、速比范围大等优点。通过采用上述技术方案，本专利技术取得以下有益效果：该轮毂电机包括一电机外壳、一内壳体、一密封水冷套、一永磁无刷电机组件、一差动减速器组件、传动支撑组件和一驻车制动组件；所述电机外壳和内壳体起到支撑作用，用以所有部件均以电机外壳和内壳固定装配；所述密封水冷套设置于内壳体外，用于电机的降温；所述永磁无刷电机组件设置于电机外壳和内壳体之间，包括电机绕组、磁铁、铁芯和转子杯，提供行走的动力；所述差动减速器组件设置于内壳体内，包括一级行星减速器、输出星轮、星轮支架、输出齿圈和星轮轴；且所述输出星轮、星轮支架、输出齿圈和星轮轴与一级行星减速器协同作用；所述传动组件包括轮辋接盘、输出主轴，承担动力传动作用；所述驻车制动组件包括制动蹄和制动轮，用以驻车制动作用。本专利技术解决其技术问题进一步的技术方案是：所述一级行星减速器包括太阳轮、输入星轮、固定齿圈；所述输入星轮分别与太阳轮和固定齿圈啮合，所述固定齿圈固定到内壳体的内壁上。本专利技术解决其技术问题进一步的技术方案是：所述输入星轮和输出星轮为在一个圆柱体上的两个连体齿轮。本专利技术解决其技术问题进一步的技术方案是：若干所述输出星轮与所述输出齿圈啮合，所述输出齿圈套接在所述输出主轴上。本专利技术解决其技术问题进一步的技术方案是：若干所述星轮轴和所述输出主轴能够转动的套设在所述星轮支架。本专利技术解决其技术问题进一步的技术方案是：所述输出主轴的两端分别连接所述制动轮和所述轮辋接盘。本专利技术解决其技术问题进一步的技术方案是：所述电机绕组固定的套设在所述密封水冷套的外侧。本专利技术解决其技术问题进一步的技术方案是：所述磁铁由钐钴磁铁或钕铁硼磁铁制成。本专利技术解决其技术问题进一步的技术方案是：所述铁芯为高频硅钢制成。本专利技术解决其技术问题进一步的技术方案是：该轮毂电机采用10～14对磁极，且工作频率为400Hz～1400Hz。通过采用上述技术方案，本专利技术取得了以下有益效果：1、体积小、功率大，功率可至200Kw以上，扭矩20000Nm以上；2、单极速比范围大，传动比可由3～∞之间调整；3、两元件重叠布置，轴向距离相当于一个元件的尺寸；4、功率密度高，降低了簧下质量，有利于减震和节能；5、内外套双向循环水冷，可以连续满负荷作业，特别适合拖拉机等大负荷机械；6、小体积可以满足各种应用条件，并且便于安装。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术轮毂电机的一种结构原理图；图中具体标记如下：1、水冷套；2、电机外壳；3、输出齿圈；4、轮辋接盘；5、输出星轮；6、星轮支架；7、电机定子；8、电机绕组；9、磁铁；10、固定齿圈；11、定子铁芯；12、输入星轮；13、内壳体；14、转子杯；15、制动蹄；16、太阳轮；17、制动轮；18、输出主轴；19、星轮轴。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本专利技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本专利技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本专利技术的范围，而是仅仅表示本专利技术的选定实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。在本专利技术的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“本文档来自技高网...

【技术保护点】
拖拉机、汽车大功率高转矩轮毂电机，其特征在于，包括一电机外壳、一内壳体、一密封水冷套、一永磁无刷电机组件、一差动减速器组件、传动支撑组件和一驻车制动组件；所述电机外壳和内壳体起到支撑作用，用以所有部件均以电机外壳和内壳固定装配；所述密封水冷套设置于内壳体外，用于电机的降温；所述永磁无刷电机组件设置于电机外壳和内壳体之间，包括电机绕组、磁铁、铁芯和转子杯，提供行走的动力；所述差动减速器组件设置于内壳体内，包括一级行星减速器、输出星轮、星轮支架、输出齿圈和星轮轴；且所述输出星轮、星轮支架、输出齿圈和星轮轴与一级行星减速器协同作用；所述传动组件包括轮辋接盘、输出主轴，承担动力传动作用；所述驻车制动组件包括制动蹄和制动轮，用以驻车制动作用。

【技术特征摘要】
1.拖拉机、汽车大功率高转矩轮毂电机，其特征在于，包括一电机外壳、一内壳体、一密封水冷套、一永磁无刷电机组件、一差动减速器组件、传动支撑组件和一驻车制动组件；所述电机外壳和内壳体起到支撑作用，用以所有部件均以电机外壳和内壳固定装配；所述密封水冷套设置于内壳体外，用于电机的降温；所述永磁无刷电机组件设置于电机外壳和内壳体之间，包括电机绕组、磁铁、铁芯和转子杯，提供行走的动力；所述差动减速器组件设置于内壳体内，包括一级行星减速器、输出星轮、星轮支架、输出齿圈和星轮轴；且所述输出星轮、星轮支架、输出齿圈和星轮轴与一级行星减速器协同作用；所述传动组件包括轮辋接盘、输出主轴，承担动力传动作用；所述驻车制动组件包括制动蹄和制动轮，用以驻车制动作用。2.根据权利要求1所述的拖拉机、汽车大功率高转矩轮毂电机，其特征在于，所述一级行星减速器包括太阳轮、输入星轮、固定齿圈；所述输入星轮分别与太阳轮和固定齿圈啮合，所述固定齿圈固定到内壳体的内壁上。3.根据权利要求2所述的拖拉机、汽车大功率高转矩轮毂电机，其特征在于，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯嘉民，王云祥，韩立江，司宾强，
申请(专利权)人：涿州市博豪金鼎机械设备有限公司，
类型：发明
国别省市：河北,13