一体化具有减速机构的驱制动轮毂电机总成的制作方法

1.本实用新型涉及轮毂电机领域，尤其涉及了一体化具有减速机构的驱制动轮毂电机总成。


背景技术：

2.随着新能源汽车技术的发展，混合、电动汽车的驱动方案越来越多。市场常见的混合、纯电动汽车主要将发动机更换成电机或增加电机、电池，而变速箱、传动轴等动力传动装置形式仍然保留，相对传统车型，整车重量并未减少，且技术复杂程度提升。提高电动汽车的行驶里程是电动汽车一直追求的目标，减少汽车整备质量、简化传动结构是此目标的重要实施方式。
3.中国专利cn201410698686.6公开了一种一体化轮毂电机驱动单元，其通过将两级行星减速机构应用于车轮内，通过高度集成化的结构设计省去了变速器、传动轴等汽车传统部件，极大的减轻整车质量、提高传动效率，减轻的重量可用于大幅提高蓄电池容量。但是现有技术中的驱动制动一体化轮毂电机只是简单将制动盘与轮毂电机本体设计成整体结构，而制动器的安装仍需要借助其他结构，整体性较差。而且其轮毂电机总成整体性差，同时利用传统的电机转子定子结构整个轮毂电机的尺寸较大。


技术实现要素：

4.本实用新型针对现有轮毂电机占用空间大，整体性差的缺点，提供了一体化具有减速机构的驱制动轮毂电机总成。
5.为了解决上述技术问题，本实用新型通过下述技术方案得以解决：
6.一种驱制动轮毂电机总成，包括驱动机构和由驱动机构带动的制动机构，驱动机构和制动机构之间通过减速机构进行连接传动；驱动结构包括驱动机壳，驱动机壳的右端安装有电机的后端盖，后端盖与驱动机壳为可拆卸连接；电机内安装有定子组件和转子组件，转子组件位于定子组件的内侧与定子组件同轴设置，还包括传动轴和支撑传动轴的轮毂轴承，传动轴靠近后端盖的一端与后端盖通过轴承连接，驱动机壳的左端设置有前端盖，传动轴的另一端与设置在前端盖上的轴承连接；转子组件固定连接在传动轴的中部；减速机构包括减速机壳和安装在减速机壳内的行星减速机构，传动轴的左端从前端盖伸出，伸入至减速机壳内与行星减速机构的主动轮连接带动行星减速机构运动；行星减速机构的输出端与制动结构连接并带动制动机构的制动盘同步转动，减速机壳和驱动机壳连接，制动机构包括制动器，制动器安装在减速机壳的输出端，制动机构包括底座，制动器位于底座上，底座覆盖在减速机构的输出端并与减速机壳固定连接。
7.作为优选，减速机构包括与传动轴固定连接的太阳齿轮，减速机构包括行星架，行星架上连接有连接轴，连接轴上通过轴承连接有行星齿轮，太阳齿轮和行星齿轮啮合传动带动行星架转动，减速机构还包括安装在减速机壳内壁的齿圈，行星齿轮和齿圈啮合；行星架上还设置有连接轴，连接轴和传动轴同轴线设置，连接轴带动制动盘同步转动。
8.作为优选，制动器的一部分壳体和底座为一体成型结构；底座的中部设置有第一轴承，减速机构的输出端与第一轴承内圈连接，还包括外端的法兰盖，法兰盖与减速机构的输出端固定连接，减速机构的输出端带动法兰盖同步转动，制动盘与法兰盖同轴设置且两者固定连接，制动器可作用在制动盘上；转子组件包括由外向内依次设置的永磁体组件、用于支撑永磁体组件的转子硅钢套、以及装配在硅钢套内侧的转子轮毂组件；转子轮毂组件包括左端的前转子轮毂和右端的后转子轮毂，前转子轮毂和后转子轮毂相对的一端均设置有连接盘，连接盘套设在传动轴上与传动轴固定连接。
9.作为优选，转子轮毂组件包括左端的前转子轮毂和右端的后转子轮毂，前转子轮毂和后转子轮毂相对的一端均设置有连接盘，连接盘套设在传动轴上与传动轴固定连接；安装凸台的右端为阶梯轴，包括粗轴和细轴，细轴的轴向尺寸等于前转子轮毂连接盘的厚度和后转子轮毂连接盘厚度的总和，两个连接盘套设在细轴上，第一安装孔开设在粗轴的端面上。
10.作为优选，硅钢套的外环面设有轴向延伸的齿槽，齿槽沿硅钢套外侧面圆周方向均匀分布；永磁体组件与齿槽配合实现与硅钢套固定连接；硅钢套的内环面与前转子轮毂和后转子轮毂固定套接；前端盖的内侧延伸有安装座，安装座内设置有用于支撑传动轴的轴承，传动轴与安装座内的轴承连接；前端盖的内侧延伸有安装座，安装座位于前转子轮毂的内侧，安装座内设置有用于支撑传动轴的轴承；安装座延伸至安装凸台的外侧，安装座和安装凸台之间设置有密封圈。
11.作为优选，前端盖、驱动机壳体和后端盖的边部设置有同轴的连接孔，第一螺栓依次穿过后端盖的连接孔、电机驱动机壳的连接孔以及前端盖的连接孔将三者连接固定，其中前端盖的连接孔为螺纹孔；驱动机壳体的内壁沿其圆周方向设置有支撑槽,后端盖的内壁和前端盖的内壁设置有限位槽，定子组件包括内侧的环状体，环状体的外圆周侧面延伸有凸环，凸环抵靠在支撑槽内，环状体的左端坐设在前端盖的限位槽内，环状体的右端坐设在后端盖的限位槽内，前端盖为减速装置的支架。
12.作为优选，制动器的一部分壳体和底座为一体成型结构；底座的中部设置有第一轴承，减速机构的输出端与第一轴承内圈连接，底座包括底板和底板上边沿延伸凸起的制动器本体，制动器本体包括外侧的上活塞缸和内侧的下活塞缸，上活塞缸和下活塞缸内均设置有等量的多个活塞，上活塞缸和下活塞缸之间为安装制动盘的制动区；底座的中部为第一安装座，第一安装座的中间位置开设有通孔，第一轴承装配在第一安装座内，法兰盖包括法兰体和盖板，法兰体包括第一盘体和第一套体，减速机构的输出端包括连接轴，第一套体和连接轴固定连接。
13.作为优选，第一套体和传动轴配合结构为花键配合；连接轴的端部位于第一套体内侧，连接轴的端部外侧面开设有外螺纹，还包括第一固定螺母，第一固定螺母与连接轴的端部螺纹连接并作用在第一套体上；第一套体的外端内壁设置有第一台阶，还包括垫片，垫片安装在第一台阶上且套设在连接轴上，第一固定螺母位于垫片的外侧作用在垫片上使垫片抵靠在第一台阶的端面上；第一盘体上设有用于套设连接轴的开口，盖板密封盖合第一盖体的开口处并通过螺栓与第一盘体固定连接。
14.作为优选，制动盘包括制动盘体和中部设置的第二套体，第二套体位于第一盘体的内侧，第二套体套设在第一安装座的外部，第二套体的外端面沿其圆周方向设置有第二
固定孔，第一盘体上设置有第二固定孔一一对应的第三固定孔，螺栓通过第二固定孔、第三固定孔将第一盘体和第二套体固定连接；第一盘体、第一套体、第二盘体、第二套体、第一连接轴和第一安装座同轴线设置。
15.作为优选，法兰盘的外侧面设置有向外侧延伸的车轮螺栓；制动器的壳体整体呈弧形；上活塞缸体和下活塞缸体内的活塞数量相等且不少于三个。
16.本实用新型所设计的轮毂电机的制动机构将制动器壳体和底座一体形成设计，达到了轻量化的目的，而且该种结构的制动器壳体结构强度大能够根据实际需要设计不同尺寸的制动器。而且一体化设计减小了轮毂电机的占用的空间，而且轮毂电机的轴向尺寸和径向尺寸变小，结构紧凑整体性好。
附图说明
17.图1为轮毂电机驱动机构的剖视图。
18.图2为图1的局部放大图。
19.图3为硅钢套和永磁体组件的爆炸示意图。
20.图4为轮毂电机的剖视图。
21.图5为图4的局部放大图。
22.图6为图4的局部放大图。
23.附图中各数字标号所指代的部位名称如下：100—驱动机壳、101 —后端盖、102—定子组件、103—转子组件、104—永磁体组件、105 —硅钢套、106—转子轮毂组件、107—传动轴、108—前端盖、109 —前转子轮毂、110—后转子轮毂、111—连接盘、112—安装凸台、 113—安装口、114—第一安装孔、115—粗轴、116—细轴、117—齿槽、118—安装座、119—第一螺栓、120—支撑槽、121—限位槽、122 —环状体、123—凸环、200—驱动机构、201—制动机构、202—驱动本体、204—底座、205—第一轴承、206—法兰盘、207—制动盘、208 —底板、209—制动器本体、210—上活塞缸、211—下活塞缸、212 —第一安装座、213—法兰体、214—盖板、215—第一盘体、216—第一套体、217—连接轴、218—第一固定螺母、219—第一台阶、220 —垫片、221—第二套体、222—制动盘体、224—车轮螺栓、300—减速机构、301—减速机壳、302—太阳齿轮、303—行星齿轮、304—行星架、305—齿圈、306—安装轴、310—安装架、311—安装槽、312 —锁帽。
具体实施方式
24.下面结合附图与实施例对本实用新型作进一步详细描述。
25.实施例1
26.一体化具有减速机构的驱制动轮毂电机总成，包括驱动机构200 和由驱动机构200带动的制动机构201，驱动机构200和制动机构201 之间通过减速机构300进行连接传动；驱动结构包括驱动机壳100，驱动机壳100的右端安装有电机的后端盖101，后端盖101与驱动机壳100为可拆卸连接；电机内安装有定子组件102和转子组件103，转子组件103位于定子组件102的内侧与定子组件102同轴设置，还包括传动轴107和支撑传动轴107的轮毂轴承180，传动轴107靠近后端盖101的一端与后端盖101通过轴承连接，驱动机壳100的左端设置有前端盖108，传动轴107的另一端与设置在前端盖108上的轴承连接；转子组件103固定
连接在传动轴107的中部；减速机构300 包括减速机壳301和安装在减速机壳301内的行星减速机构，传动轴 107的左端从前端盖108伸出，伸入至减速机壳301内与行星减速机构的太阳齿轮302连接带动行星减速机构运动；行星减速机构的输出端与制动机构201连接并带动制动机构201的制动盘207同步转动，减速机壳301和驱动机壳100连接，制动机构201包括制动器，制动器安装在减速机壳301的输出端，制动机构201包括底座204，制动器位于底座204上，底座204覆盖在减速机构300的输出端并与减速机壳301固定连接。
27.减速机构300包括与传动轴107固定连接的太阳齿轮302，减速机构300包括行星架304，行星架304上连接有安装轴306，安装轴 306上通过轴承连接有行星齿轮303，太阳齿轮302和行星齿轮303 啮合传动带动行星架304转动，减速机构300还包括安装在减速机壳 301内壁的齿圈305，行星齿轮303和齿圈305啮合；连接轴217和传动轴107同轴线设置，连接轴217带动制动盘207同步转动。
28.本实施例中行星齿轮303布置在太阳齿轮302的周围，内侧与太阳齿轮302啮合，外侧与齿圈305啮合并沿齿圈305转动，其中安装轴306通过固定件安装在行星架304上，行星架304包括盘状的安装架310和设置在制动机构200一侧的连接轴217，本实施例中安装架 310和连接轴217为一体成型结构，安装架310在连接轴217相对的一面设置有安装槽311，其中传动轴107位于减速机构300的一端伸入在安装槽311内且其端部设置有外螺纹，其端部设置有垫片和用于锁紧垫片的锁帽312，锁帽312和传动轴107的外螺纹螺纹配合，锁帽位于安装槽311内。本实施例的太阳齿轮302和传动轴107的端部为花键结构配合，即传动轴107的输出端的外侧面设置有花键结构，太阳齿轮内孔的内侧面设置有与花键结构配和的齿槽结构，从而便于安装太阳齿轮302，而且能够防止太阳齿轮302发生滑动，保证传动的稳定性。
29.本实施例中的减速机构300为行星减速机构300，所述的减速机构300的输出端为行星架，制动机构201包括底座204，底座204和减速机构300的壳体通过螺栓固定连接。制动器安装在底座204上，具体的在本实施例中制动器壳体和底座204为一体成型结构。制动器的壳体和底座204为一体成型结构，加工更加方便，强度更高，能够承受更大的扭矩。
30.底座204的中部设置有第一轴承205，该第一轴承205起到支撑行星架和制动盘207、以及起到支撑行星架和制动盘207旋转的功能。具体的减速机构300的输出端与第一轴承205内圈连接及插接在第一轴承205的内圈内，制动机构201还包括外端的法兰盖，法兰盖与减速机构300的输出端固定连接，减速机构300的输出端带动法兰盖同步转动，制动盘207与法兰盖同轴设置且两者固定连接，制动器可作用在制动盘207上。本方案创造性的将制动器作为减速机构300的封盖使用，同时通过结构设计使其能够匹配制动盘207实现真正的驱制动一体化，而且整个轮毂电机的尺寸较小。
31.在本实施例中，底座204包括底板208和底板208上边沿延伸凸起的制动器本体209，底板208以及制动器本体209的边部设置有第三安装孔，螺栓通过第三安装孔和驱动机构200及减速机构300的壳体壳体固定连接；制动器本体209包括外侧的上活塞缸210和内侧的下活塞缸211，上活塞缸210和下活塞缸211内均设置有等量的多个活塞，上活塞缸210和下活塞缸211之间为安装制动盘207的制动区，本实施例中每个活塞缸内的活塞为5个，且活塞缸的延伸方向分布。
32.为了进一步的描述减速机构300和底座204的连接结构，下文对底座204进行进一
步描述：
33.底座204的中部为第一安装座212，第一安装座212为与制动器凸出方向相同的轴承座，轴承座的样式为中间位置开设有通孔，第一轴承205装配在第一安装座212内，法兰盖包括法兰体213和盖板 214，法兰体213包括第一盘体215和第一套体216，减速机构300 的输出端包括连接轴217，第一套体216和连接轴217固定连接，在本实施例中减速机构300的输出端为行星架，连接轴217为行星架中部向外凸出的轴件，连接轴217作为减速机构300的输出端带动制动盘207旋转。
34.为了保证第一套体216和传动轴的稳定配合，所述的第一套体 216和传动轴配合结构为花键配合；连接轴217的端部位于第一套体 216内侧，连接轴217的端部外侧面开设有外螺纹，还包括第一固定螺母218，第一固定螺母218与连接轴217的端部螺纹连接并作用在第一套体216上，所以第一套体216和传动轴之间不会出现转动间隙和滑移间隙，传动更加的平稳可靠。
35.为了防止第一固定螺母218再长时间工作出现滑丝现象，所述的第一套体216的外端内壁设置有第一台阶219，还包括垫片220，垫片220安装在第一台阶219上且套设在连接轴217上，第一固定螺母 218位于垫片220的外侧作用在垫片220上使垫片220抵靠在第一台阶219的端面上。
36.本实施例中第一盘体215上设有用于套设连接轴217的开口，盖板214密封盖合第一盖体的开口处并通过螺栓与第一盘体215固定连接。
37.本市实施例制动盘207包括制动盘体222和中部设置的第二套体 221，第二套体221位于第一盘体215的内侧，第二套体221套设在第一安装座212的外部，第二套体221的外端面沿其圆周方向设置有第二固定孔，第一盘体215上设置有第二固定孔一一对应的第三固定孔，螺栓通过第二固定孔、第三固定孔将第一盘体215和第二套体 221固定连接；第一盘体215、第一套体216、第二盘体、第二套体 221、第一连接轴217和第一安装座212同轴线设置。
38.法兰盘206的外侧面设置有向外侧延伸的车轮螺栓224；制动器的壳体整体呈弧形。
39.工作时，电机驱动机构200带动减速机构300运转，减速机构 300的行星架作为输出端用来带动制动盘207转动，本实施例中，行星架的连接轴217与法兰盘206固定连接，而法兰盘206与车轮固定，从而减速机构300带动车轮转动，制动盘207与法兰盘206固定连接并位于其内侧，所以制动盘207与车轮同步转动，而制动器与减速机构300壳体连接，所以其不会发生转动。在制动时，只需要将制动器的制动块作用下制动盘207上即可实现。
40.为了方便对本方案的理解，下文对本方案的驱动机构进行详细阐述：
41.驱动机构包括驱动机壳100，驱动机壳100为左右端贯通的环状件，驱动机壳100的右端安装有电机的后端盖101，后端盖101通过螺栓与驱动机壳100固定连接。电机后端盖101与电机后端为可拆卸连接；电机内安装有定子组件102，定子组件102包括传统的定子线圈和定子铁芯等部件。定子组件102的内部套设有转子组件103，转子组件103包括由外向内依次设置的永磁体组件104、用于支撑永磁体组件104的硅钢套105以及转子轮毂组件106；还包括传动轴107 和支撑传动轴107的轮毂轴承，传动轴107靠近后端盖101的一端与后端盖101通过轴承连接，驱动机壳100的左端设置有前端盖108，传动轴107的另一端与设置在
前端盖108上的轴承连接；转子组件 103固定连接在传动轴107的中部。本实施例中硅钢套105的外侧与永磁体组件104固定连接，硅钢套105的内侧与转子轮毂组件106过盈配合，本实施例中的驱动轴起到支撑转子组件103的功能，同时起到带动后续的减速机构工作的作用，其中前端盖108和驱动机壳100 体通过螺栓固定连接。
42.为了方便转子的生产以及减轻转子的质量，转子组件103包括左端的前转子轮毂109和右端的后转子轮毂110，前转子轮毂109和后转子轮毂110相对的一端均设置有连接盘111，连接盘111套设在传动轴107上与传动轴107固定连接。组合式的转子轮毂具有质量轻的特点，而且连接盘111起到连接和加强的作用，同时该种结构的转子轮毂内侧具有足够大的空间用来放置轴承座，而且该种结构的转子和定子等长，所以产生的力矩更大。
43.为了便于转子轮毂和传动轴107的固定，所述的传动轴107上设置有同轴的安装凸台112，所以安装凸台112和传动轴107形成阶梯轴。连接盘111的中部为安装口113，连接盘111上设置有固定孔，安装凸台112靠近连接盘111的侧面设置有第一安装孔114，螺栓依次穿过后转子轮毂110连接盘111的固定孔、前转子轮毂109连接盘 111的固定孔与螺纹孔螺纹连接，为了保证转子轮毂和传动轴107连接的可靠性，安装凸台112上的螺纹孔沿传动轴107圆周方向均匀布置。所以保证了转子轮毂在转动时转动更加的平稳。
44.为了更加详细的描述连接盘111如何安装，所以所述的安装凸台 112的右端为阶梯轴，包括粗轴115和细轴116；细轴116的轴向尺寸等于前转子轮毂109连接盘111的厚度和后转子轮毂110连接盘111厚度的总和，两个连接盘装配在细轴116上，安装凸台112的第一安装孔114开设在粗轴115的端面上，为了保证连接盘111位置的稳定性，传动轴107上装配有限位卡环，限位卡环卡紧在后转子轮毂 110的端面上。
45.为了保证永磁组件和硅钢套105的准确装配，本实施例中，硅钢套105的外侧面开设有沿其轴线方向延伸的齿槽117，齿槽117沿硅钢套105的外侧面圆周方向均匀分布；永磁体组件104的内侧面设置有与齿槽117一一对应的连接齿，永磁体组件104和硅钢套105固定连接。硅钢套105的内圈和转子轮毂的外圈过盈配合。
46.本实施例中，前端盖108的内侧延伸有安装座118，安装座118 内设置有支撑传动轴107的轴承，传动轴107与安装座118内的轴承连接。本实施例中安装座118延伸至安装凸台112的外侧，安装座 118和安装凸台112之间设置有密封圈，该种结构设计能够保证左端的支撑轴承具有足够的尺寸，而且安装座118与凸台配合，装配面更大，可靠性更高，而且安装座118延伸至传动轴107的中部。能够更好的给传动轴107起到支撑作用，保证传动轴107在转动的过程中传动稳定。
47.驱动机壳100体的内壁沿其圆周方向设置有支撑槽120,后端盖 101的内壁和前端盖108的内壁设置有限位槽121，定子组件102包括内侧的环状体122，环状体122的外圆周侧面延伸有凸环123，凸环123抵靠在支撑槽120内，环状体122的左端坐设在前端盖108的限位槽121内，环状体122的右端坐设在后端盖101的限位槽121内，前端盖108为减速装置的支架。
48.本实用新型所设计的轮毂电机的驱动机构，首先设计的转子组件 103与定子组件102长度相同，保证了切割磁感线的效率，同时转子组件103的内部设置有为中空结构。所以大大降低了驱动机构的整体质量，同时转子采用分体式设计，分体式设计的优势在于便于生产，而且能够适配到大规格的轮毂电机，而且安装也更加方便，而且更加轻量化，散热效
率也更高。同时设计的永磁铁组件、转子组件103以及硅钢套105的连接结构也更加的合理，硅钢套105和永磁铁组件为花键结构装配也大大保证了永磁体与硅钢套105连接的可靠性。
49.而且该种设计，也为轮毂电机驱动装置的轴向尺寸缩短提供了可能，所设计的安装座118设置在轮毂电机的内侧延伸在转子内，而且与安装凸台112连接增大了接触面积，保证转动的平稳性。
50.实施例2
51.本实施例与实施例1的区别之处在于：驱动机壳100、减速机壳 301和底座204的外径相同，驱动机壳100和减速机壳301通过长螺栓从驱动机构100的一端插入至减速机壳301的壁内实现两者的固定，减速机壳301和底座204通过底座上的螺栓插入至减速机壳301壁内实现连着的固定。底座204和安装架310之间存在间隙用于安装架 310转动。
52.实施例3
53.本实施例与实施例1的区别之处在于：垫片220和第一螺母之间还设置有防松垫片220。
54.实施例4
55.本实施例公开了一种轮毂电机，轮毂电机包括上述实施例的制动机构201。
56.实施例5
57.本实施例与实施例1的区别之处在于：前端盖108的左侧为减速机构，所以为了保证轮毂电机的整体性，轮毂电机的前端盖108、驱动机壳100体和后端盖101的边部设置有同轴的连接孔，第一螺栓 119依次穿过后端盖101的连接孔、电机机壳100的连接孔以及前端盖108的连接孔将三者连接固定，其中前端盖108的连接孔为螺纹孔，很显然第一螺栓119为长螺栓。
58.实施例6
59.本实施例与实施例1的区别之处在于：粗轴115的外侧延伸有安装圆盘，第一螺纹孔开设在安装圆盘上。第一螺纹孔为通孔。