CN109578524A - 轮毂电机驱动装置用单级斜齿行星减速器 - Google Patents
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Abstract
本发明属于动力传动技术领域，具体涉及一种轮毂电机驱动装置用单级斜齿行星减速器，其采用内外啮合双联排，包括：太阳轮、第一行星轮、第二行星轮、行星架和齿圈，其中，太阳轮输入，行星架输出，齿圈制动。太阳轮与输入轴固定连接，第一行星轮和第二行星轮组成双联齿轮，远离电机的第一行星轮与太阳轮啮合，靠近电机的第二行星轮与内齿圈啮合，内齿圈与外齿轮啮合并固定连接到电机壳体上实现制动。本发明通过优化内外啮合双联排布局，在满足寿命和几何边界约束要求的前提下提高了单级行星减速器的传动比，另外，该减速器采用渐开线斜齿轮、浮动齿圈和齿面修形技术，有利于减小振动、噪声并提高传动效率。
Description
技术领域
本发明属于动力传动技术领域，具体涉及一种轮毂电机驱动装置用单级斜齿行星减速器。
背景技术
轮毂电机驱动装置将动力、传动和制动装置集成到轮毂内，包括：电机、行星减速器、轮胎、轮毂和制动器等，其中，行星减速器将电机转速和扭矩经过降速增扭后传递到车轮，以满足整车机动性能的要求。为减少轮毂电机驱动装置的质量、提高电机的功率密度，需降低电机转矩。因此，在高紧凑和长寿命的约束条件下，应尽量增加减速器的减速比。目前，轮毂电机驱动装置用减速器多采用单级行星减速器、两级行星减速器和摆线针轮行星减速器。其中，单级行星减速器结构简单，但减速比较小，相同的车速和车轮半径，电机转速低，电机功率密度无法有效提升，另外，同等减速比和寿命的要求下，单级行星减速器的径向尺寸更大。两级行星减速器的减速比较大，但结构复杂，需要的轴向空间更大，且加工成本较高。摆线针轮行星减速器可获得很高的传动比且结构紧凑，但传动效率较低，对加工工艺和成本的要求高。
综上，尽管轮毂电机驱动装置已经很大程度上简化车辆的动力传动系统，是实现车辆高机动性、高通过性的关键技术，已成为未来动力传动技术的发展趋势，而当前减速器传动方案难以满足未来对轮毂电机驱动装置多样性的需求，因此，有必要开展新型轮毂电机驱动装置用减速器方案设计。
发明内容
(一)要解决的技术问题
本发明要解决的技术问题是：如何提供一种轮毂电机驱动装置用单级斜齿行星减速器方案，在满足高紧凑和长寿命的约束条件下，要求尽量增大轮边减速器的减速比，以适应整车对降低轮毂电机驱动装置电机扭矩的迫切需求。
(二)技术方案
为解决上述技术问题，本发明提供一种轮毂电机驱动装置用单级斜齿行星减速器，所述减速器采用内外啮合双联排，其中，太阳轮输入，行星架输出，齿圈制动；
所述减速器包括：太阳轮1、多个行星轮组、内齿圈4、行星架5、外齿轮6、减速器壳体7、制动盘20；
其中，所述多个行星轮组中，每一个行星轮组均包括一个第一行星轮2及一个第二行星轮3；
所述太阳轮1与电机联结，作为减速器的输入，太阳轮1支撑在行星架5上，同时太阳轮1还支撑在外齿轮6上，太阳轮1与所述多个行星轮组中的多个第一行星轮2啮合，所述多个行星轮组中的多个第二行星轮3与内齿圈4啮合，每个第一行星轮2与对应的一个第二行星轮3成对设置，由此组成一组双联齿轮，从而多个行星轮组形成多组双联齿轮；每组双联齿轮均支撑在行星轮轴上；
所述行星轮轴与行星架5固定连接，内齿圈4与外齿轮6啮合并轴向限位，外齿轮6连接到电机壳体上，行星架5与减速器壳体7固定连接；
所述制动盘20固定连接到减速器壳体7上，减速器壳体7连接到轮毂上，减速器壳体7支撑在外齿轮上6。
其中，所述减速器包括两个油封，分为第一油封16及第二油封17，所述第一油封16安装在外齿轮6一侧，所述第二油封17安装在减速器壳体7一侧。
其中，所述太阳轮1、第一行星轮2、第二行星轮3、内齿圈4和外齿轮6均采用渐开线斜齿轮，内齿圈4采用浮动支撑方式，太阳轮1、第一行星轮2和第二行星轮3采用齿面修形设计。
其中，所述太阳轮1与电机采用花键联结。
其中，所述内齿圈4与外齿轮6通过卡环轴向限位。
其中，所述外齿轮6通过固定螺栓18连接到电机壳体上。
其中，所述减速器壳体7通过固定螺栓19连接到轮毂上。
其中，所述减速器还包括球轴承组；所述球轴承组包括多个球轴承，分为第一球轴承8、第二球轴承9、第三球轴承10、第四球轴承11；
所述太阳轮1通过第一球轴承8和第二球轴承9支撑在行星架5上
所述太阳轮1通过第三球轴承10支撑在外齿轮6上；
所述减速器壳体7通过第四球轴承11支撑在外齿轮6上。
其中，所述减速器还包括圆柱滚子轴承组；所述圆柱滚子轴承组包括多个圆柱滚子轴承；
每组双联齿轮均通过两个球轴承以及两个圆柱滚子轴承支撑在行星轮轴上。
(三)有益效果
与现有技术相比较，本发明具备如下有益效果：
(1)本发明通过优化内外啮合双联排的布局，采用太阳轮输入、行星架输出和齿圈制动的方式，将第二行星轮和内齿圈布置在靠近电机一侧，利用外齿轮和固定螺栓连接到电机壳体上实现内齿圈的制动，并将行星架与减速器壳体固连作为输出，在几何边界约束要求的前提下有效提高了单级行星减速器的减速比。
(2)本发明中各齿轮均采用渐开线斜齿轮，齿圈采用浮动支撑，并对太阳轮、第一行星轮和第二行星轮进行齿面修形设计，可有效降低振动、噪声，提高传动效率和使用寿命。
附图说明
图1为本发明技术方案的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、内容、和优点更加清楚，下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。
为解决现有技术问题，本发明提供一种轮毂电机驱动装置用单级斜齿行星减速器，所述减速器采用内外啮合双联排，其中，太阳轮输入，行星架输出，齿圈制动；
如图1所示，所述减速器包括：太阳轮1、多个行星轮组、内齿圈4、行星架5、外齿轮6、减速器壳体7、制动盘20；
其中，所述多个行星轮组中，每一个行星轮组均包括一个第一行星轮2及一个第二行星轮3；
所述太阳轮1与电机联结，作为减速器的输入，太阳轮1支撑在行星架5上，同时太阳轮1还支撑在外齿轮6上，太阳轮1与所述多个行星轮组中的多个第一行星轮2啮合，所述多个行星轮组中的多个第二行星轮3与内齿圈4啮合，每个第一行星轮2与对应的一个第二行星轮3成对设置，由此组成一组双联齿轮，从而多个行星轮组形成多组双联齿轮；每组双联齿轮均支撑在行星轮轴上；
所述行星轮轴与行星架5固定连接，内齿圈4与外齿轮6啮合并轴向限位，外齿轮6连接到电机壳体上，行星架5与减速器壳体7固定连接；
所述制动盘20固定连接到减速器壳体7上，减速器壳体7连接到轮毂上，减速器壳体7支撑在外齿轮上6。
其中，所述减速器包括两个油封，分为第一油封16及第二油封17，所述第一油封16安装在外齿轮6一侧，即外齿轮6内侧，所述第二油封17安装在减速器壳体7一侧，即减速器壳体7内侧。
其中，所述太阳轮1、第一行星轮2、第二行星轮3、内齿圈4和外齿轮6均采用渐开线斜齿轮，内齿圈4采用浮动支撑方式，太阳轮1、第一行星轮2和第二行星轮3采用齿面修形设计，有利于减小振动、噪声，提高减速器的传动效率和使用寿命。
其中，所述太阳轮1与电机采用花键联结。
其中，所述内齿圈4与外齿轮6通过卡环轴向限位。
其中，所述外齿轮6通过固定螺栓18连接到电机壳体上。
其中，所述减速器壳体7通过固定螺栓19连接到轮毂上。
其中，所述减速器还包括球轴承组；所述球轴承组包括多个球轴承，分为第一球轴承8、第二球轴承9、第三球轴承10、第四球轴承11；
所述太阳轮1通过第一球轴承8和第二球轴承9支撑在行星架5上
所述太阳轮1通过第三球轴承10支撑在外齿轮6上；
所述减速器壳体7通过第四球轴承11支撑在外齿轮6上。
其中，所述减速器还包括圆柱滚子轴承组；所述圆柱滚子轴承组包括多个圆柱滚子轴承；
每组双联齿轮均通过两个球轴承12及13以及两个圆柱滚子轴承14及15支撑在行星轮轴上。
本发明通过优化内外啮合双联排的布局，采用太阳轮输入、行星架输出和齿圈制动的方式，将第二行星轮和内齿圈布置在靠近电机一侧，利用外齿轮和固定螺栓连接到电机壳体上实现内齿圈的制动，在几何边界约束要求的前提下有效提高了单级行星减速器的减速比。
综上，本发明所提供的轮边减速器采用内外啮合双联排，包括：太阳轮、第一行星轮、第二行星轮、行星架和齿圈，其中，太阳轮输入，行星架输出，齿圈制动。太阳轮与输入轴固定连接，第一行星轮和第二行星轮组成双联齿轮，远离电机的第一行星轮与太阳轮啮合，靠近电机的第二行星轮与内齿圈啮合，内齿圈与外齿轮啮合并固定连接到电机壳体上实现制动，内齿圈采用浮动支撑方式，行星轮通过多个圆柱滚子轴承和深沟球轴承支撑在行星轮轴上，行星架与减速器壳体固定连接，制动盘安装在电机壳体上。减速器各齿轮均采用渐开线斜齿轮，其中，对太阳轮、第一行星轮和第二行星轮进行齿面修形设计。本发明通过优化内外啮合双联排布局，在满足寿命和几何边界约束要求的前提下提高了单级行星减速器的传动比，另外，该减速器采用渐开线斜齿轮、浮动齿圈和齿面修形技术，有利于减小振动、噪声并提高传动效率。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种轮毂电机驱动装置用单级斜齿行星减速器，其特征在于，所述减速器采用内外啮合双联排，其中，太阳轮输入，行星架输出，齿圈制动；
所述减速器包括：太阳轮(1)、多个行星轮组、内齿圈(4)、行星架(5)、外齿轮(6)、减速器壳体(7)、制动盘(20)；
其中，所述多个行星轮组中，每一个行星轮组均包括一个第一行星轮(2)及一个第二行星轮(3)；
所述太阳轮(1)与电机联结，作为减速器的输入，太阳轮(1)支撑在行星架(5)上，同时太阳轮(1)还支撑在外齿轮(6)上，太阳轮(1)与所述多个行星轮组中的多个第一行星轮(2)啮合，所述多个行星轮组中的多个第二行星轮(3)与内齿圈(4)啮合，每个第一行星轮(2)与对应的一个第二行星轮(3)成对设置，由此组成一组双联齿轮，从而多个行星轮组形成多组双联齿轮；每组双联齿轮均支撑在行星轮轴上；
所述行星轮轴与行星架(5)固定连接，内齿圈(4)与外齿轮(6)啮合并轴向限位，外齿轮(6)连接到电机壳体上，行星架(5)与减速器壳体(7)固定连接；
所述制动盘(20)固定连接到减速器壳体(7)上，减速器壳体(7)连接到轮毂上，减速器壳体(7)支撑在外齿轮上(6)。
2.如权利要求1所述的轮毂电机驱动装置用单级斜齿行星减速器，其特征在于，所述减速器包括两个油封，分为第一油封(16)及第二油封(17)，所述第一油封(16)安装在外齿轮(6)一侧，所述第二油封(17)安装在减速器壳体(7)一侧。
3.如权利要求1所述的轮毂电机驱动装置用单级斜齿行星减速器，其特征在于，所述太阳轮(1)、第一行星轮(2)、第二行星轮(3)、内齿圈(4)和外齿轮(6)均采用渐开线斜齿轮，内齿圈(4)采用浮动支撑方式，太阳轮(1)、第一行星轮(2)和第二行星轮(3)采用齿面修形设计。
4.如权利要求1所述的轮毂电机驱动装置用单级斜齿行星减速器，其特征在于，所述太阳轮(1)与电机采用花键联结。
5.如权利要求1所述的轮毂电机驱动装置用单级斜齿行星减速器，其特征在于，所述内齿圈(4)与外齿轮(6)通过卡环轴向限位。
6.如权利要求1所述的轮毂电机驱动装置用单级斜齿行星减速器，其特征在于，所述外齿轮(6)通过固定螺栓(18)连接到电机壳体上。
7.如权利要求1所述的轮毂电机驱动装置用单级斜齿行星减速器，其特征在于，所述减速器壳体(7)通过固定螺栓(19)连接到轮毂上。
8.如权利要求1所述的轮毂电机驱动装置用单级斜齿行星减速器，其特征在于，所述减速器还包括球轴承组；所述球轴承组包括多个球轴承，分为第一球轴承(8)、第二球轴承(9)、第三球轴承(10)、第四球轴承(11)；
所述太阳轮(1)通过第一球轴承(8)和第二球轴承(9)支撑在行星架(5)上
所述太阳轮(1)通过第三球轴承(10)支撑在外齿轮(6)上；
所述减速器壳体(7)通过第四球轴承(11)支撑在外齿轮(6)上。
9.如权利要求8所述的轮毂电机驱动装置用单级斜齿行星减速器，其特征在于，所述减速器还包括圆柱滚子轴承组；所述圆柱滚子轴承组包括多个圆柱滚子轴承；
每组双联齿轮均通过两个球轴承以及两个圆柱滚子轴承支撑在行星轮轴上。
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