一种具有大变速比行星减速器的电动轮及车辆制造技术

本发明专利技术提出了一种具有大变速比行星减速器的电动轮及车辆，包括轮毂电机、轮毂制动器、一级大变速比行星减速器、轮毂组件和轮辋。一级行星减速器的太阳轮齿轮轴通过传动半轴与轮毂电机转子轴连接，齿圈通过齿圈固定架与电机轴身端盖法兰连接，行星架与轮辋连接，电机动力通过一级行星减速器的减速增扭传递到轮辋并最终作用到轮胎上；电机端盖法兰左侧安装有对置的轮毂轴承，通过该轴承支撑轮毂组件的外构件进而实现车轮的承载。该装置通过设计行星减速器与轮毂组件的连接，实现了电机动力大变比减速增扭，轮胎地面载荷与电机动力、机械制动力在轮毂内合理传递，解决了高速轮毂电机、低速轮辋及轮毂制动之间接口匹配和转矩转速特性匹配，该装置重量轻、集成度高、结构紧凑、传动高效，尤其适合大转矩、重载荷的采用电动轮驱动的重型车辆应用。

Electric wheel and vehicle with large gear ratio planetary reducer

The invention provides an electric wheel and a vehicle with a large variable speed ratio planetary reducer, including a hub motor, a hub brake, a first stage variable speed ratio planetary reducer, a hub assembly and a rim. The sun wheel gear shaft of the first stage planetary reducer is connected to the rotor shaft of the wheel hub by the transmission semi shaft, the gear ring is connected to the end cover flange of the motor shaft through the gear ring fixed frame, the planet frame is connected with the rim of the wheel, and the motor power passes through the deceleration and twisting of the first stage planetary reducer to the wheel rim and finally acts on the tire; the motor end cover method is used. The opposite wheel hub bearings are installed on the left side of the orchid, and the outer parts of the hub components are supported by the bearing to realize the bearing of the wheels. By designing the connection between the planetary gear reducer and the hub assembly, the device realizes the large variable ratio reduction and twisting of the motor power, the tire ground load and the motor power and the mechanical braking force in the wheel hub, and solve the matching of the interface between the high-speed hub motor, the low speed wheel rim and the wheel hub brake, and the matching of the torque speed characteristics. The utility model has the advantages of light weight, high integration, compact structure and high transmission efficiency, and is especially suitable for heavy vehicles with large torque and heavy load driven by electric wheels.

【技术实现步骤摘要】
一种具有大变速比行星减速器的电动轮及车辆
本专利技术属于电动汽车电驱动
，具体地涉及一种具有大变速比行星减速器的电动轮以及具有其的车辆。
技术介绍
电动轮技术也被称为车轮内装电机技术，该电机也称轮毂电机，最大特点就是将动力装置、传动装置和制动装置都整合一起到轮毂内，得以将电动车辆的机械部分大为简化，相比其他驱动形式，具备传动链短、传动效率高、布置灵活等居多优势。采用电动轮技术的电动车辆在车辆总布置、动力性表现和控制等性方面的明显优势使其受到学术界和产业界的普遍关注。减速器是为了改善汽车的动力性，实现传动系统匹配的动力匹配；通过安装减速器实现减速增扭的功用。对于现有的齿轮减速器，其减速比小、轴向尺寸大，难以满足轮毂电机安装所限制的尺寸；且导致轮毂制动器布置困难。对专利CN106864251A所提出的多级行星减速器方案虽然可以实现较大的减速比但结构复杂、轴向尺寸增加。
技术实现思路
为了克服现有技术和方案的不足，本专利技术提供了一种具有大变比行星减速器的电动轮，该方案集成了一级大变速比行星减速器、轮毂及其轴承。该电动轮通过设计行星减速器与轮毂组件的连接，实现了电机动力大变比减速增扭，采用了一级大变比行星减速技术，大幅减小了部件轴向尺寸，提高了传动部件可靠性、减小了电动轮重量，提高了传动效率。该装置重量轻、集成度高、结构紧凑，传动高效，尤其适合大转矩、重载荷的采用电动轮驱动的重型车辆应用。本专利技术方案如下：一种具有大变速比行星减速器的电动轮，包括轮毂电机、行星减速器、轮毂组件和轮辋；行星减速器包括太阳轮、齿圈、行星轮和行星架，所述行星减速器的输入为太阳轮，输出为行星架，所述行星减速器位于所述轮毂组件外侧；所述电机转子轴穿过轮毂组件与所述太阳轮连接，所述行星架与轮辋固定连接。优选地，轮毂电机外侧通过电机轴身端盖法兰连接所述轮毂组件，所述轮毂电机内侧连接转向节端盖。优选地，轮毂组件包括轮毂，所述轮毂与行星架、轮辋固定连接。优选地，所述轮毂组件包括：内筒状部，内筒状部和电机轴身端盖法兰固定连接；内筒状部和电机轴身端盖法兰是分体部件或一体成型部件；外筒状部，外筒状部和轮毂固定连接；外筒状部和轮毂是分体部件或一体成型部件；所述内筒状部位于所述外筒状部内，所述外筒状部相对于所述内筒状部转动连接。优选地，还包括齿圈固定架，所述齿圈固定架固定所述齿圈；所述齿圈固定架一端与所述齿圈固定连接，另一端与所述内筒状部固定连接。优选地，所述齿圈的齿轮由与行星轮啮合的第一齿轮和与齿圈固定架外端啮合的第二齿轮组成。优选地，所述电机转子轴通过半轴穿过轮毂组件与所述太阳轮连接，所述半轴位于所述内筒状部内。优选地，所述太阳轮轴通过太阳轮轴承轴向定位，行星减速器中的太阳轮、行星轮和齿圈采用斜齿轮，实现行星轮与齿圈、太阳轮的齿轮啮合自动轴向定位。优选地，电动轮还包括轮毂制动器，所述轮毂制动器位于所述电机轴身端盖法兰、所述轮毂和所述轮辋围成空间内，所述轮毂与行星架、轮辋，以及所述轮毂制动器的制动盘固定连接。本专利技术还涉及包含如上所述的电动轮的车辆。附图说明图1为本专利技术电动轮示意图图2为本专利技术电动轮爆炸图图3为本专利技术电动轮装配示意图图4为本专利技术电动轮装配剖视图图5为本专利技术电动轮装配剖视图图6为本专利技术一体化转向节端盖的装配示意图图7为本专利技术一体化转向节端盖有限元应力和应变图图8为本专利技术电动轮各力传递路线示意图其中8(a)轮毂电机驱动力或电制动力传动路线；8(b)轮毂制动器动力传递路线；8(c)电动轮承载力或地面对轮辋作用力传递路线图9为本专利技术所述轮毂轮辋结构剖视图图10为本专利技术所述轮毂轮辋结构爆炸图图11为本专利技术所述轮毂结构示意图图中：1-轮辋，101-外轮辋，102-内轮辋，103-轮辋螺栓安装扩口，104-轮毂螺栓安装口，105-轮胎气门芯位置孔，2-行星减速器，3-轮毂，4-轮毂制动器，41-制动盘，5-电机轴身端盖法兰，51-电机轴身端盖连接螺栓，6-轮毂电机，61-轮毂电机外壳，62-接线盒，63-轮边制动器，7-转向节端盖，71-上转向节，72-下转向节，8-悬架摆臂，9-轮毂轴承，10-轮毂电机转子轴，21-太阳轮，22-行星架，23-齿圈，12-齿圈固定架，13-内筒状部，14-外筒状部，15-转向臂。具体实施方式非特殊说明，本专利技术中内外侧方向相对于车辆整体来说，不论是车辆左侧还是右侧电动轮，皆指沿轮轴方向靠近车辆中心一侧为内侧，远离车辆中心一侧为外侧。本专利技术的电动轮可以应用于电动驱动式的各种车辆，应用于电动来给予辅助动力的情况，如燃料电池汽车或电动汽车等的四轮机动车。尤其适用于大转矩、重载荷的电动车辆。但本专利技术不限于两轮机动车，高尔夫球场车或是老年人或残疾人使用的三轮或四轮车，在建筑工地或运输行业中的中、重型载货商用车，以及履带车辆等。图1-5所示本电动轮方案由轮毂电机6、行星减速器2、轮毂组件和轮辋1组成。轮辋1上安装车辆轮胎。所述行星减速器2位于所述轮毂组件外侧；所述轮毂电机6外侧通过电机轴身端盖法兰5连接所述轮毂组件；所述轮毂电机6内侧连接转向节端盖7；所述转向节端盖7连接车辆悬架的悬架摆臂8。所述行星减速器2包括太阳轮21、行星架22和齿圈23以及齿圈固定架12，所述行星减速器2的输入为太阳轮21，输出为行星架22；行星减速器2连接于电机转子轴10与轮辋1之间；行星减速器2采用一级大变比减速，实现高速电机和低速轮辋1之间转矩和转速匹配，太阳轮21与轮毂电机转子轴10连接，行星架22与轮辋1通过螺栓固定连接。齿圈固定架12的外端与齿圈23固定连接，齿圈固定架12内端与内筒状部13固定，内筒状部13和电机轴身端盖法兰5固定连接，可见齿圈23通过齿圈固定架12固定在电机轴身端盖法兰5上，实现其与电机外壳61相对固定连接，实现齿圈23轴向和周向定位。齿圈23的齿轮由与行星轮啮合的第一齿轮和与齿圈固定框架外端啮合的第二齿轮组成。行星减速器2中的太阳轮21、行星轮和齿圈23采用斜齿轮，行星轮通过与齿圈23、太阳轮的齿轮啮合实现自动轴向定位并处于一种轴向浮动状态，以保证减速行星减速器良好的啮合状态和承载能力。轮毂电机6电磁转矩经过行星减速器2减速增扭后将动力传递给轮辋1，实现驱动或电制动车轮。驱动时动力传递方向为太阳轮21输入，行星架22输出；电制动时动力传递方向为行星架22输入，太阳轮21输出。所述电机转子轴10是轮毂电机输出轴，所述电机转子轴10与所述行星减速器2的太阳轮21通过半轴连接；所述半轴通过两端部的花键分别与太阳轮的内花键孔齿轮和电机转子轴10连接。所述轮毂3与行星减速器2的行星架22、轮辋1固定连接。更优化的，电动轮还包括轮毂制动器4，所述轮毂制动器4位于所述电机轴身端盖法兰5、所述轮毂3和所述轮辋1围成空间内。轮毂制动器4的壳体连接于轮毂电机轴身端盖法兰，轮毂制动器4的制动盘41与轮毂3固定连接。轮毂制动器采用大转矩低转速制动器，优选为气动全盘式制动器，制动器的制动盘41固定连接在轮毂3上的连接方式优选为圆柱型销，制动盘41在圆柱型销上可以轴向移动。更优化的，所述轮毂3与行星架22、轮辋1，以及轮毂制动器4的制动盘41固定连接，优选地，轮毂3与行星架22、轮辋1以及轮毂制动器4在同一位置通过同一连接件连接。轮毂制动器4本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有大变速比行星减速器的电动轮，包括轮毂电机、行星减速器、轮毂组件和轮辋；行星减速器包括太阳轮、齿圈、行星轮和行星架，所述行星减速器的输入为太阳轮，输出为行星架，所述行星减速器位于所述轮毂组件外侧；所述电机转子轴穿过轮毂组件与所述太阳轮连接，所述行星架与轮辋固定连接。

【技术特征摘要】
1.一种具有大变速比行星减速器的电动轮，包括轮毂电机、行星减速器、轮毂组件和轮辋；行星减速器包括太阳轮、齿圈、行星轮和行星架，所述行星减速器的输入为太阳轮，输出为行星架，所述行星减速器位于所述轮毂组件外侧；所述电机转子轴穿过轮毂组件与所述太阳轮连接，所述行星架与轮辋固定连接。2.如权利要求1所述的电动轮，其特征在于：轮毂电机外侧通过电机轴身端盖法兰连接所述轮毂组件，所述轮毂电机内侧连接转向节端盖。3.如权利要求2所述的电动轮，其特征在于：轮毂组件包括轮毂，所述轮毂与行星架、轮辋固定连接。4.如权利要求3所述的电动轮，其特征在于：所述轮毂组件包括：内筒状部，内筒状部和电机轴身端盖法兰固定连接；内筒状部和电机轴身端盖法兰是分体部件或一体成型部件；外筒状部，外筒状部和轮毂固定连接；外筒状部和轮毂是分体部件或一体成型部件；所述内筒状部位于所述外筒状部内，所述外筒状部相对于所述内筒状部转动连接。5.如权利要求4所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：马彪，孙逢春，陈建文，李和言，文孟权，李军求，
申请(专利权)人：北京理工大学，
类型：发明
国别省市：北京,11