一体化单纵臂悬架齿形链减速式轮边电驱动系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种一体化单纵臂悬架齿形链减速式轮边电驱动系统，由电机、主动齿形链轮及轴、小轴承、小轴承支座组装成一体化驱动组件并固定于车架上，成为簧载质量的一部分。从动齿形链轮与车轮一起绕弹性铰轴线摆动。利用齿形链传动存在紧边和松边进而存在一定的中心距可变范围，从而使得从动齿形链轮在随车轮跳动而摆动时，从动齿形链轮与主动齿形链轮及轴的中心距在可接受的范围内变化，故该结构方案合理可靠。同时选用齿形链进行动力传递，存在紧边和松边特点，且具有中心距可变可缓和路面冲击等优点。加装纵臂杆连接两端直纵臂和斜纵臂，以提高单纵臂的侧向刚度。本实用新型有效的减小了非簧载质量，提高了汽车的平顺性和车轮接地性。
【专利说明】一体化单纵臂悬架齿形链减速式轮边电驱动系统
【技术领域】
[0001]本实用新型属于电动汽车底盘与传动领域，具体涉及一体化单纵臂悬架齿形链减速式轮边电驱动系统。
【背景技术】
[0002]随着电动汽车的不断兴起，出现了多种电动车的驱动形式。汽车簧下质量的大小直接影响到汽车的行驶平顺性和车轮接地性。目前，以电动轮为代表的轮边电驱动系统由于其驱动系统和整车结构简洁、可利用空间大、传动效率高，各驱动轮转矩可独立控制，有利于提高恶劣路面条件下的行驶性能而成为研究热点。但由于电机安装于驱动轮内，汽车簧下质量较大，不利于汽车平顺性和车轮接地性。
[0003]针对这些问题，目前国内外主要的研究方向有:高度集成的电动轮机电一体化研究、高功率密度电机的开发以及结构方面的创新等。就结构方面而言，发明专利201110053092.6提出了一种减小单摆臂悬架轮边电驱动系统等效非簧载质量结构及方法，与传统集中式电机驱动省去了等速万向节和半轴使结构更加紧凑，能有效减小电机等部件引起的等效非簧载质量，但它还是避免不了把电机作为等效非簧载质量的一部分。齿形链作为一种新兴传动方式，具有传动精度高、可靠性高、耐磨性强、负载能力大、传动效率高、噪音较低以及结构紧凑等显著优势，可考虑用于轮边电驱动系统的传动装置。
【发明内容】
[0004]本实用新型所要解决的技术问题，在于综合考虑簧下质量、减速增扭以及一体化的集成设计，提出一种一体化单纵臂悬架齿形链减速式轮边电驱动系统。
[0005]本实用新型采用的技术方案是:
[0006]一体化单纵臂悬架齿形链减速式轮边电驱动系统，其包括轮辋、半轴套管、轮毂轴承、轮毂、驱动轴、大轴承、从动齿形链轮、斜纵臂、纵臂杆、电机、直纵臂、主动齿形链轮及轴、小轴承、小轴承支座、车架、弹性橡胶铰。其中，电机、主动齿形链轮及轴、小轴承、小轴承支座组装成一体化驱动组件并固定于车架，成为簧载质量的一部分，从而很大程度上减小了非簧载质量。主动齿形链轮与主动齿形链轮轴做成一体为主动齿形链轮及轴，主动齿形链轮及轴通过主动齿形链轮轴内花键与电机输出轴外花键连接，实现动力的输出。主动齿形链轮及轴通过小轴承安装支撑于小轴承支座内，并通过两端套筒连接以使得小轴承内圈旋转时外圈不旋转。小轴承支座通过螺栓与电机连接。从动轮通过两端的大轴承分别支撑安装在斜纵臂和直纵臂上，斜纵臂与直纵臂间有纵臂杆连接以提高单纵臂的侧向刚度，单纵臂由斜纵臂、直纵臂和纵臂杆三部分构成，纵臂杆通过螺栓与两端纵臂连接，以增加单纵臂的侧身刚度。其中直纵臂靠近轮辋一端且通过螺栓与半轴套管连接，驱动轴通过大轴承支撑于直纵臂内，斜纵臂安装于从动齿形链轮外侧，驱动轴也通大轴承支撑于斜纵臂内，从动齿形链轮两端也通过套筒与大轴承连接以使得大轴承内圈旋转时外圈不旋转。所述直纵臂和斜纵臂都通过所述的弹性橡胶铰与车架铰接。从动齿形链轮与单纵臂组装成一体化结构。主动齿形链轮及轴通过齿形链与从动齿形链轮连接实现动力的传递。从动齿形链轮通过平键与驱动轴连接并一起转动，轮毂通过螺栓连接将动力传递到轮辋。
[0007]本实用新型中，所述的电机动力输出轴线中心和单纵臂之间的位置关系可以通过理论计算得到以使主动齿形链轮及轴与从动齿形链轮之间的中心距变化最小。由于当车轮在随机路面激励的作用下上下跳动时，从动齿形链轮也会随单纵臂一起绕弹性橡胶铰轴线摆动，此时从动齿形链轮与主动齿形链轮及轴的中心距会有变化，故本实用新型中利用齿形链传动的优点，即本身具有的紧边和松边特点，从而满足在车轮跳动时中心距可变的要求。通过理论计算选定合适的电机输出轴中心与直纵臂中心线的垂向高度，使得从动齿形链轮与主动齿形链轮及轴的中心距变化在齿形链轮张紧的可接受范围内，从而使得该结构方案可行。
[0008]本实用新型的优点在于:选用的齿形链传动具有运行平稳，噪低声，传动比恒定的优点。齿形链传动的效率也高于齿轮传动，其传动中心距不受链轮大小的限制。
[0009]选用合适的齿形链轮之间的减速传动比可起到减速增扭的作用。
[0010]选用的制动系统可以采用盘式制动或者鼓式制动。
[0011]把电机布置于车架，在很大程度上减小了非簧载质量，提高了汽车的平顺性和车轮接地性。利用齿形链传动传动的特点，提高了传动效率，具有中心距可变的优点。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]图1为本实用新型的结构示意图；
[0013]图2为本实用新型的单纵臂及主从动链轮的运动关系原理图。
【具体实施方式】
[0014]下面结合附图1、附图2对本实用新型作进一步描述。
[0015]本实用新型的一体化单纵臂悬架齿形链减速式轮边电驱动系统，包括:轮辋1、半轴套管2、轮毂轴承3、轮毂4、驱动轴5、大轴承6、从动齿形链轮7、斜纵臂8、纵臂杆9、电机10、直纵臂11、主动齿形链轮及轴12、小轴承13、小轴承支座14、车架15、弹性橡胶铰16。
[0016]图1为一体化单纵臂悬架齿形链减速式轮边电驱动系统结构示意图。电机10、主动齿形链轮及轴12、小轴承13、小轴承支座14组装成一体化结构并固定于车架，成为簧载质量的一部分，从而很大程度上减小了非簧载质量。主动齿形链轮及轴12与主动齿形链轮轴做成一体为主动齿形链轮及轴，主动齿形链轮及轴12通过主动齿形链轮轴内花键与电机输出轴外花键连接，实现动力的输出。主动齿形链轮及轴12通过小轴承13安装支撑于小轴承支座14内，并通过两端套筒(图中未标出)连接以使得小轴承13内圈旋转时外圈不旋转。小轴承支座14通过螺栓与电机10连接。单纵臂由斜纵臂8、纵臂杆9和直纵臂11三部分构成且，纵臂杆9通过螺栓与斜纵臂8和直纵臂11连接，斜纵臂8、纵臂杆9和直纵臂11的截面都为工字梁结构，其中直纵臂11靠近轮辋I 一端且通过螺栓与半轴套管2连接，驱动轴5通过大轴承6支撑于直纵臂11内，从动齿形链轮7两端通过套筒(图中未标出)与大轴承6连接以使得大轴承6内圈转而外圈不转。斜纵臂8安装于从动齿形链轮7外侧，驱动轴5也通过大轴承6支撑于斜纵臂8内。所述直纵臂11和斜纵臂8都通过所述的弹性橡胶铰16与车架15铰接。从动齿形链轮7与单纵臂(8、9、11)组装成一体化结构。主动齿形链轮及轴12通过齿形链(图中未画出)与从动齿形链轮7连接实现动力的传递。从动齿形链轮7通过平键与驱动轴5连接。驱动轴5通过花键与轮毂4连接，最终轮毂4把动力传递给轮辋1，实现动力输出。动力传递路线是:电机10、主动齿形链轮及轴12、从动齿形链轮7、驱动轴5、轮毂4、轮辋I。
[0017]图2为单纵臂及主从动链轮的运动关系原理图。包括:从动齿形链轮7、小轴承支座14、主动齿形链轮及轴12、电机10、车架15。电机10与主动齿形链轮及轴12的动力输出轴线中心A与单纵臂(8、9、11)之间的位置关系可以通过理论计算得到以使主动齿形链轮及轴与从动齿形链轮之间的中心距变化最小。当车轮在随机路面激励的作用下上下跳动时，从动齿形链轮7也会随单纵臂(8、9、11)绕弹性橡胶铰轴线O摆动，此时从动齿形链轮7与主动齿形链轮及轴12的中心距AD会有变化，故本实用新型中利用齿形链传动的优点，即本身具有的紧边和松边特点，从而满足在车轮跳动时中心距可变的要求。通过理论计算选定合适的电机动力输出轴线中心A与直纵臂中心线OD的垂向距离，使得从动齿形链轮7与主动齿形链轮及轴12的中心距变化在齿形链轮张紧的可接受范围内，从而使得该结构方案可行。
[0018]本实用新型中，制动系统可以采用盘式制动或者鼓式制动，只需加装相关制动组件即可。
[0019]本实用新型中，选用合适的齿形链轮之间的减速传动比可起到减速增扭的作用。
[0020]本实用新型中，采用齿形链传动，具有传动精度高、可靠性高、耐磨性强、负载能力大、传动效率高、噪音较低等优点，降低了相关制造成本。其传动中心距不受链轮大小的限制。
[0021]本实用新型中，所述的一体化轮边驱动系统可用于非转向轮，成套使用。
【权利要求】
1.一体化单纵臂悬架齿形链减速式轮边电驱动系统，包括轮辋、半轴套管、轮毂轴承、轮毂、驱动轴、大轴承、从动齿形链轮、斜纵臂、纵臂杆、电机、直纵臂、主动齿形链轮及轴、小轴承、小轴承支座、车架、弹性橡胶铰，其特征在于:电机、主动齿形链轮及轴、小轴承、小轴承支座组装成一体化驱动组件并固定于车架，成为簧载质量的一部分，从而很大程度上减小了非簧载质量，主动齿形链轮及轴通过齿形链将动力传递给从动齿形链轮，主动齿形轮及轴通过两端小轴承安装支撑在小轴承支座上，小轴承支座与电机固连，从动轮通过两端的大轴承分别支撑安装在斜纵臂和直纵臂上，斜纵臂与直纵臂间有纵臂杆连接以提高单纵臂的侧向刚度，从动轮通过平键与驱动轴连接并一起转动，驱动轴与轮毂采用花键连接，轮毂通过轮毂轴承支撑于与直纵臂固连的半轴套管内，轮毂通过螺栓连接将动力传递到轮辋。
2.根据权利要求1所述的一体化单纵臂悬架齿形链减速式轮边电驱动系统，其特征在于:纵臂杆通过螺栓与两端直纵臂和斜纵臂连接，以提高单纵臂的侧向刚度。
【文档编号】B60K7/00GK203600986SQ201320726802
【公开日】2014年5月21日 申请日期:2013年11月18日 优先权日:2013年11月18日
【发明者】陈辛波, 许乃文, 肖棋文 申请人:同济大学