一种内置减速器的电机总成制造技术

本实用新型专利技术属于电机的技术领域，公开了一种内置减速器的电机总成,电机包括：电机本体和减速器；减速器内置于电机内腔，电机转子花键套与减速器输入轴连接，减速器输出轴与工作机连接。本实用新型专利技术电机总成转矩密度大、功率密度高，其传递动力能力强、结构紧凑，占用空间小，适合大减速比的电驱动车辆及其他动力设备。该电机总成传动效率高，结构紧凑，功率密度高，转矩密度大，适合各种电驱动装置应用。

【技术实现步骤摘要】
一种内置减速器的电机总成
本技术属于电机的
，尤其涉及一种内置减速器的电机总成。
技术介绍
目前，业内常用的现有技术是这样的：由于电能具有大规模集中生产、远距离经济传输、智能化自动控制等突出特点，电能成为人类生产和活动的主要能源，相对地，电驱动装置的应用也越来越广泛。电动机是电驱动装置的动力元件，其具有工作效率高、不污染环境、工作噪声小、使用和控制方便、运行可靠、价格低廉、结构牢固等一系列优点，所以在工农业生产、交通运输、国防、商业及家用电器、医疗电器设备等各方面广泛应用。一般地，低速电机相对转速低，质量和体积较大，功率密度小，工作效率低，高速电机转速高、扭矩密度小，两者各有优缺点，不能充分满足当今工程以及生活应用需求，故多采用高速电机加外置减速器的结构形式，即在高速电机的输出端连接减速器，即电机的动力经过降低转速、增加转矩之后输出给工作机，保证工作机的正常运行要求。但电机和减速器的分成式结构在增加了成本的同时，又增加了电机总成的体积以及质量，尤其对于采用轮毂电机驱动的车辆而言，电机总成的体积和质量的增加所带来的弊端有很多，轮毂电机较大幅度地增大了簧下质量，同时也增加了轮毂的转动惯量，对于车辆的操控性、平顺性很不利。综上，现有技术存在的问题是：(1)针对电驱动装置，受实际工作条件的制约，其系统可用空间往往较小，但动力需求高，而电机的驱动能力往往与其尺寸、体积、质量成正相关，减速器的体积、质量也与传递能力成正比，显然，这与现实条件相违背。现有的一些技术方案大多将电机与减速器制成独立式传动，其缺点是占用的工作空间大，在一些实际空间要求较高的条件下，这种独立式传动的方案受到极大限制。(2)针对轮毂电机驱动车辆，轮毂电机以及减速器位于车轮内部，属于簧下质量，现有的内转子高速电机和轮边减速器独立的轮毂电机集成方式不可避免地增加了簧下质量，簧下质量的增加极大地降低了车辆的操控性以及稳定性，还在一定程度上影响车辆的加速性能，因此，减少因轮毂电机集成系统所引起的簧下质量的增加是目前轮毂电机应用研究的核心方向。(3)针对轮毂电机驱动车辆，由于轮毂电机工况不稳定，工作环境恶劣，散热条件不好，容易造成轮毂电机发热，轮毂电机发热会严重影响电机工作效率以及电机使用寿命，轮毂电机发热还会将一部分热量传递给减速器，造成减速器润滑油温升，从而影响减速器传动效率以及减速器润滑油的使用寿命，增加了轮毂电机总成的维护成本，并且降低了可靠性。现有轮毂电机总成冷却润滑方式为电机外壳独立冷却和减速器独立润滑，这种方式在对轮毂电机总成温度的控制方面具有很大的局限性，其技术方法还有很大的提升空间。(4)针对轮毂电机驱动车辆，考虑到车辆行驶与制动需求，轮毂电机总成除了电机和减速器之外还需要布置制动装置，现有的电机与减速器独立式传动方法，导致轮辋与电机之间的空间没有充分利用，为了充分利用车轮内部空间，减小总成尺寸，只能将制动装置布置在电机与轮辋之间，而且独立布置的减速器径向尺寸较大，所以只能选用盘式制动。这种制动装置布置方法有两个缺点：一、制动装置只能位于轮辋与电机之间，降低了轮毂电机总成布置的灵活性，同时，由于电机外径较大，使得制动装置所处空间较为密闭，空气流动性差，不利于制动装置的冷却，产生热衰退，从而影响车辆安全。二、制动装置只能选用盘式制动，盘式制动较鼓式制动成本高，提升了轮毂电机总成的生产成本，降低了轮毂电机总成的适用范围，比如一些对制动力需求较大的矿用车辆应首先考虑鼓式制动。解决上述技术问题的难度和意义：(1)在动力性能一致的前提下，要想减小电驱动总成的体积，一个可行的方法就是提升电驱动总成的空间利用率，然而，由于电机供应商与减速器供应商大多不是同一厂家，电机供应商只注重对电机空间利用率的优化，减速器供应商只注重对减速器空间利用率的优化，因此这两种优化在互相匹配方面存在明显不足，两个厂家的独立优化并不能达到提升空间利用率的理想效果，因此，对电驱动总成的空间利用率优化是电机与减速器整体协同优化。减少电驱动总成的空间体积有重大意义，一方面符合电驱动总成的集成化发展，另一方面，减少电驱动总成的安装与工作空间，对于轮毂电机驱动总成来说具有更明显的意义，减少电驱动总成的轴向尺寸，可以提升轮毂电机的车轮宽度适用范围，有利于轮毂电机驱动车辆的产业化，另外，轴向尺寸的减少还能够减少电机总成与转向机构的干涉，提升轮毂电机车辆的转向能力，减小转向半径。(2)减小簧下质量能够有效提升车辆的操控性以及稳定性，还在一定程度上增加车辆的加速性能，簧下质量主要包括轮胎轮辋质量、电机质量、减速器质量、制动装置质量，在保证整体结构可靠性的前提下，减小簧下质量一个可行方法是利用高强度材料，但是这无疑会增加轮毂电机总成的生产成本，不利于其产业化，因此，簧下质量的减少还必须从轮毂电机总成的协同优化入手。(3)合理控制轮毂电机总成的温度，能够提升电机的工作效率以及使用寿命，进一步提升轮毂电机车辆的续驶里程，同时减小维修成本，增加轮毂电机车辆的竞争优势，促进其产业化发展。由于轮毂电机响应迅速的特点，也使得轮毂电机发热迅速，在急加速情况下轮毂电机温度升高更加明显，这对轮毂电机总成的冷却系统提出了更高的要求，现有的壳体冷却方法冷却效果十分有限，不能对主要发热部件电机定子进行充分冷却，因此，必须研究针对轮毂电机驱动总成的新型冷却方式的可行性。(4)轮毂电机的适用范围是影响轮毂电机产业化发展的一大因素，解决轮毂电机灵活布置的限制问题，不仅有利于对制动装置的散热问题解决，提升制动装置的可靠性，还能够增加制动装置的选择范围，不仅能够使用盘式制动，还能够使用鼓式制动，降低轮毂电机总成的生产成本，促进轮毂电机驱动车辆的产业化。轮毂电机的布置问题主要是电机、减速器、制动装置之间的排列问题，但是三者之间的排列组合受到很多方面的限制，并不能有效解决轮毂电机灵活布置的问题，因此，需要考虑一种全新的布置形式。为了提高动力系统传动能力的同时提高系统空间利用率(解决以上问题)，本技术提供了一种内置减速器的电机总成。
技术实现思路
针对现有技术存在的问题，本技术提供了一种内置减速器的电机总成。为了解决以上问题，本技术采用高速电机加内置减速器的结构形式，具有传动效率高，结构紧凑，功率密度高，扭矩密度大的特点。本技术是这样实现的，一种用于电驱动装置的电机总成系统，包括电机本体、减速器；电机本体包括定子、转子、壳体；减速器的输入为太阳轮，输出为行星架；电机各转子、定子结构均有中空轴，形成了电机内腔，减速器便内置于所形成的空腔中。电机转子之间固定连接，并通过螺栓直接连接转子花键套，输出电机的动力；转子花键套与减速器输入轴连接，动力输入到减速器中，减速器的齿圈固定，减速器将动力减速增矩后通过行星架输出给工作机；电机本体包括轴向磁通电机和径向磁通电机，其中，轴向磁通电机包括单转子电机和多转子的轴向磁通电机；电机包括定子、转子、端盖、壳体、转子花键套；多转子的轴向磁通电机，转子之间固定连接以保持各转子之间的相对位置；转子的中空轴的外缘加工有外花键，第二转子、第四转子的中空轴内缘加工有内花键，转子之间通过转子上的花键以及定位销保持周向定位并传递转矩，转子之间通过紧定螺钉或螺栓来保持转子之间的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种内置减速器的电机总成，其特征在于，内置减速器的电机总成包括电机本体、减速器；电机本体包括定子、转子、壳体；减速器的输入为太阳轮，输出为行星架；电机各转子、定子结构均有中空轴，形成了电机内腔，减速器便内置于所形成的空腔中；电机转子之间固定连接，并通过螺栓直接连接转子花键套，输出电机的动力；转子花键套与减速器输入轴连接，动力输入到减速器中，减速器的齿圈固定，减速器将动力减速增矩后通过行星架输出给工作机；电机本体包括轴向磁通电机和径向磁通电机，其中，轴向磁通电机包括单转子电机和多转子的轴向磁通电机；电机包括定子、转子、端盖、壳体、转子花键套；多转子的轴向磁通电机，转子之间固定连接以保持各转子之间的相对位置；转子的中空轴的外缘加工有外花键，第二转子、第四转子的中空轴内缘加工有内花键，转子之间通过转子上的花键以及定位销保持周向定位并传递转矩，转子之间通过紧定螺钉或螺栓来保持转子之间的轴向定位；多个转子均为法兰盘式结构，转子中间为中通孔式；第一转子空筒的外缘开有外花键，转子端面均布若干通孔，供螺栓连接时使用；第二转子、第三转子组合成一个中间转子，其两端面均装有磁钢，第二转子的端面开有若干均布的通孔，用以通过螺栓与第一转子固定连接；第二转子的中心空筒内缘开有内花键，与第一转子的外花键配合固定；第四转子的中心空筒的内缘开有内花键，端面均布若干通孔，用以通过螺栓与第一转子、第二转子固定连接；各转子之间通过螺栓紧固成一个整体，共同输出电机动力；多转子之间的连接方式为螺钉连接、焊接、铆接中的一种。...

【技术特征摘要】
1.一种内置减速器的电机总成，其特征在于，内置减速器的电机总成包括电机本体、减速器；电机本体包括定子、转子、壳体；减速器的输入为太阳轮，输出为行星架；电机各转子、定子结构均有中空轴，形成了电机内腔，减速器便内置于所形成的空腔中；电机转子之间固定连接，并通过螺栓直接连接转子花键套，输出电机的动力；转子花键套与减速器输入轴连接，动力输入到减速器中，减速器的齿圈固定，减速器将动力减速增矩后通过行星架输出给工作机；电机本体包括轴向磁通电机和径向磁通电机，其中，轴向磁通电机包括单转子电机和多转子的轴向磁通电机；电机包括定子、转子、端盖、壳体、转子花键套；多转子的轴向磁通电机，转子之间固定连接以保持各转子之间的相对位置；转子的中空轴的外缘加工有外花键，第二转子、第四转子的中空轴内缘加工有内花键，转子之间通过转子上的花键以及定位销保持周向定位并传递转矩，转子之间通过紧定螺钉或螺栓来保持转子之间的轴向定位；多个转子均为法兰盘式结构，转子中间为中通孔式；第一转子空筒的外缘开有外花键，转子端面均布若干通孔，供螺栓连接时使用；第二转子、第三转子组合成一个中间转子，其两端面均装有磁钢，第二转子的端面开有若干均布的通孔，用以通过螺栓与第一转子固定连接；第二转子的中心空筒内缘开有内花键，与第一转子的外花键配合固定；第四转子的中心空筒的内缘开有内花键，端面均布若干通孔，用以通过螺栓与第一转子、第二转子固定连接；各转子之间通过螺栓紧固成一个整体，共同输出电机动力；多转子之间的连接方式为螺钉连接、焊接、铆接中的一种。2.如权利要求1所述的内置减速器的电机总成，其特征在于，电机包括轴向磁通电机、径向磁通电机；电机结构包含若干定子、若干转...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴森，付翔，刘中林，
申请(专利权)人：武汉一思一得汽车科技有限公司，
类型：新型
国别省市：湖北,42