一种双法兰行星轮毂轴承单元的制作方法

1.本实用新型属于轮毂轴承技术领域，具体涉及一种双法兰行星轮毂轴承单元。


背景技术：

2.轮毂轴承是机动车或电动车车轮部分的重要零部件,它的主要作用是承载重量和为轮毂的转动提供精确引导，是电机运动系统的关键部件，在现有的轮毂轴承中，为提高电功率密度，通常将减速器放置其中。现有的轮毂轴承中，减速器通常布置在轮毂轴承一侧，然而现有的上述轮毂轴承的缺点是体积较大，结构不够紧凑，未充分利用轮毂轴承内部的空间。


技术实现要素：

3.本实用新型旨在解决现有技术中存在的技术问题，本实用新型的目的是提供一种双法兰行星轮毂轴承单元。
4.为达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案：一种双法兰行星轮毂轴承单元，包括具有第一法兰盘的轮毂内齿圈、太阳轮、行星架、以及安装在行星架上的位于太阳轮与轮毂内齿圈之间起传动作用的若干行星轮，太阳轮由太阳轮轴支撑，行星轮由行星轮轴支撑；行星架包括大内圈和与大内圈固接的盖子，大内圈具有位于轮毂内齿圈一端的第二法兰盘和从第二法兰盘端面轴向延伸的中心轴，盖子和第二法兰盘与轮毂内齿圈之间形成容置空间，太阳轮和行星轮安装在容置空间中，太阳轮具有轴向贯穿设置的中心孔，太阳轮套设在中心轴外；中心轴的两端通过第一轴承与太阳轮中心孔转动连接；太阳轮一端的太阳轮轴通过第二轴承与盖子上的第二孔转动连接，太阳轮另一端的太阳轮轴通过第三轴承与第二法兰盘上的第三孔转动连接；行星轮一端的行星轮轴通过第四轴承与盖子上的第四孔转动连接，行星轮另一端的行星轮轴通过第五轴承与第二法兰盘上的第五孔转动连接；轮毂内齿圈的一端通过第六轴承与盖子转动连接，轮毂内齿圈的另一端通过第七轴承与第二法兰盘转动连接。
5.本实用新型的双法兰行星轮毂轴承单元集变速(增速或减速)和轴承功能为一体，将行星轮、太阳轮、第一轴承、第二轴承、第三轴承、第五轴承、第六轴承和第七轴承集成到轮毂内齿圈与盖子和第二法兰盘形成的容置空间中，充分利用了空间，缩小了整个轮毂轴承单元的体积。而且第一轴承、第二轴承、第三轴承、第五轴承、第六轴承和第七轴承能有效承载所有轮系啮合过程中力和扭矩的传递，对轮毂轴承单元的高承载、刚性大及运转平稳起关键作用，而且可降低摩擦损耗和运转噪音。
6.在本实用新型的一种优选实施方式中，第一轴承包括第一保持架和安装在第一保持架上的第一滚珠，太阳轮的中心孔内壁上具有供第一滚珠滚动的第一外圈滚道，中心轴上具有供第一滚珠滚动的第一内圈滚道；
7.和/或第二轴承包括第二保持架和安装在第二保持架上的第二滚珠，盖子的第二孔内壁上具有供第二滚珠滚动的第二外圈滚道，太阳轮轴外壁上具有供第二滚珠滚动的第
二内圈滚道；
8.和/或第三轴承包括第三保持架和安装在第三保持架上的第三滚珠，第二法兰盘的第三孔内壁上具有供第三滚珠滚动的第三外圈滚道，太阳轮轴外壁上具有供第三滚珠滚动的第三内圈滚道；
9.和/或第四轴承包括第四保持架和安装在第四保持架上的第四滚珠，盖子的第四孔内壁上具有供第四滚珠滚动的第四外圈滚道，行星轮轴外壁上具有供第四滚珠滚动的第四内圈滚道；
10.和/或第五轴承包括第五保持架和安装在第五保持架上的第五滚珠，第二法兰盘的第五孔内壁上具有供第五滚珠滚动的第五外圈滚道，行星轮轴外壁上具有供第五滚珠滚动的第五内圈滚道；
11.和/或第六轴承包括第六保持架和安装在第六保持架上的第六滚珠，轮毂内齿圈的内壁上具有供第六滚珠滚动的第六外圈滚道，行盖子上具有供第六滚珠滚动的第六内圈滚道；
12.和/或第七轴承包括第七保持架和安装在第七保持架上的第七滚珠，轮毂内齿圈的内壁上具有供第七滚珠滚动的第七外圈滚道，第二法兰盘上具有供第七滚珠滚动的第七内圈滚道。
13.上述技术方案中，太阳轮轴、行星轮轴、盖子、大内圈和轮毂内齿圈还充当轴承的内圈和外圈，有效减少部件数量，结构简单，安装方便。
14.在本实用新型的一种优选实施方式中，中心轴远离第二法兰盘的一端固接有小内圈，第一内圈滚道设在小内圈的外壁上。设置与中心轴分体设置的小内圈，小内圈沟心与其小端端面的距离和中心轴沟心到其轴颈端面的距离保证了第一组双列轴承的沟心距，便于安装第一轴承。
15.在本实用新型的一种优选实施方式中，容置空间中还设有多个隔套，隔套的两端分别与盖子内端面和第二法兰盘内端面抵紧，锁紧螺栓依次穿过盖子和隔套后与大内圈的第二法兰盘固接，实现盖子、隔套和大内圈的固接。
16.上述技术方案中，盖子和第二法兰盘通过隔套的高度保证了第二轴承和第三轴承组成的第二组双列轴承、第四轴承和第五轴承组成的第三组双列轴承、以及第六轴承和第七轴承组成的第四组双列轴承的沟心距，同时用锁紧螺栓锁紧联接来保证轴承的轴向游隙和连接稳定性。
17.在本实用新型的一种优选实施方式中，第一轴承的外侧均设有位于中心轴与太阳轮之间的密封结构，第二轴承的外侧和内侧分别设有位于太阳轮轴外壁与盖子的第二孔内壁之间的密封结构，第三轴承的外侧和内侧分别设有位于太阳轮轴外壁与第二法兰盘的第三孔内壁之间的密封结构，第四轴承的外侧和内侧分别设有位于行星轮轴外壁与盖子的第四孔内壁之间的密封结构，第五轴承的外侧和内侧分别设有位于行星轮轴外壁与第二法兰盘的第五孔内壁之间的密封结构，第六轴承的外侧和内侧分别设有位于盖子与轮毂内齿圈之间的密封结构，第七轴承的外侧和内侧分别设有位于第二法兰盘与轮毂内齿圈之间的密封结构。
18.上述技术方案中，通过设置密封结构能够实现齿轮部份润滑油与轴承部分润滑脂的隔离，同时防止齿轮部分的杂质溅入轴承内部，污染轴承工作环境进而影响轴承使用寿
命；而且通过设置密封结构还能够防止外部杂质进入该轮毂轴承单元内部。
19.在本实用新型的另一种优选实施方式中，轮毂内齿圈端面与第二法兰盘端面之间具有间隙，轮毂内齿圈外套设有与之接触配合的防尘盖，防尘盖的端面与的第二法兰盘端面接触配合。
20.上述技术方案中，轮毂内齿圈端面与第二法兰盘端面之间设置间隙可避免零部件加工公称所带来的过度约束，保证隔套的两端能够分别与盖子和第二法兰盘抵紧；设置防尘盖可防止外部杂质或大颗粒物溅入轴承内部，污染轴承工作环境进而影响轴承使用寿命。
21.在本实用新型的另一种优选实施方式中，太阳轮远离第二法兰盘的一端的太阳轮轴上通过螺栓固接有输出轴，太阳轮轴的中心具有锥孔，输出轴与太阳轮轴的锥孔锥度配合实现轴向和径向限位，保证其同轴度，太阳轮轴与输出轴采用端面花键连接的方式实现周向限位。
22.上述技术方案中，输出轴与太阳轮分体设置后固接为一体，由此在安装好第一轴承后，再将输出轴固接在太阳轮上；而且设置花键的结构，可以增加输出轴抵抗扭矩剪切的能力。
23.在本实用新型的另一种优选实施方式中，中心轴两端的两个第一轴承组成的第一组双列轴承的沟心距、第二轴承和第三轴承组成的第二组双列轴承的沟心距、第四轴承和第五轴承组成的第三组双列轴承的沟心距依次增大。
24.上述技术方案中，沟心距从中心轴第一组到太阳轮第二组再到行星轮第三组逐渐增大，实现在同一轮毂轴承单元内各组轴承用不同的沟心距，在运转中起到减小各组轴承沟心在同一位置的径向共震性和分散径向受力。
25.在本实用新型的另一种优选实施方式中，太阳轮的直径大于行星轮的直径，或者太阳轮的直径小于行星轮的直径。
26.上述技术方案中，太阳轮作为输出，太阳轮的直径大于行星轮的直径，使该轮毂轴承单元具有减速器的功能，太阳轮的直径大于行星轮的直径，使该轮毂轴承单元具有增速器的功能。
27.在本实用新型的另一种优选实施方式中，太阳轮、行星轮和轮毂内齿圈均为螺旋角相等的斜齿轮。
28.上述技术方案中，斜齿轮比直齿轮啮合运转、起动、正反转的扭距小，启动时抗冲击性好，可以增加抵抗扭矩剪切的能力。
29.本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。
附图说明
30.本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
31.图1是本技术实施例的一种双法兰行星轮毂轴承单元的结构示意图。
32.图2是图1中的a-a剖视示意图。
33.图3是图2中的盖子的b向投影视图。
34.图4是图2中的大内圈的b向投影视图。
35.图5是实施例中的太阳轮的立体结构示意图。
36.说明书附图中的附图标记包括：轮毂内齿圈1、第一法兰盘101、第一连接孔1011、太阳轮2、太阳轮轴201、锥孔2011、卡齿2012、第一外圈滚道202、行星轮3、行星轮轴301、大内圈4、第二法兰盘401、第三孔4011、第五孔4012、第二连接孔4013、螺纹孔4014、中心轴402、第一内圈滚道4021、盖子5、第二孔501、第四孔502、沉头孔503、第一轴承6、第一滚珠601、第二轴承7、第二滚珠701、第三轴承8、第三滚珠801、第四轴承9、第四滚珠901、第五轴承10、第五滚珠1001、第六轴承11、第六滚珠111、第七轴承12、第七滚珠121、小内圈13、防尘盖14、隔套15、锁紧螺栓16、输出轴17、密封结构18。
具体实施方式
37.下面详细描述本实用新型的实施例，实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
38.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“竖向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
39.在本实用新型的描述中，除非另有规定和限定，需要说明的是，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
40.本实用新型提供了一种双法兰行星轮毂轴承单元，如图1和图2所示，在本实用新型的一种优选实施方式中，其包括具有第一法兰盘101的轮毂内齿圈1、太阳轮2、行星架、以及安装在行星架上的位于太阳轮2与轮毂内齿圈1之间起传动作用的若干行星轮3，在本实施方式中，行星轮3的数量为多个，比如四个，四个行星轮3以太阳轮2的中心线为中心周向均匀分布在太阳轮2外，行星轮3与太阳轮2啮合同时与轮毂内齿圈1啮合。太阳轮2由太阳轮轴201支撑，太阳轮轴201位于太阳轮2的两端，与太阳轮2一体成型或分体设置后同轴固接为一体；行星轮3由行星轮轴301支撑，行星轮轴301位于行星轮3的两端，与行星轮3一体成型或分体设置后同轴固接为一体。
41.其中，行星架包括大内圈4和与大内圈4固接的盖子5，大内圈4具有位于轮毂内齿圈1一端的第二法兰盘401和从第二法兰盘401端面轴向延伸的中心轴402，盖子5和第二法兰盘401与轮毂内齿圈1之间形成密闭的容置空间。太阳轮2和行星轮3安装在该容置空间中，太阳轮2具有轴向贯穿设置的中心孔，太阳轮2套设在大内圈4的中心轴402外。
42.图2中所示为盖子5设在左侧，第二法兰盘401设在右侧。结合图3和图4所示，盖子5的中心设有用于支撑左侧太阳轮轴201的第二孔501，第二法兰盘401的中心设有用于右侧支撑太阳轮轴201的第三孔4011；盖子5上第二孔501的外周还设有用于支撑左侧行星轮轴301的第五孔4012，第二法兰盘401上第三孔4011的外周设有用于支撑右侧行星轮轴301的
第五孔4012。
43.如图2所示，中心轴402的两端通过第一轴承6与太阳轮2中心孔转动连接。太阳轮2左端的太阳轮轴201通过第二轴承7与盖子5上的第二孔501转动连接，太阳轮2右端的太阳轮轴201通过第三轴承8与第二法兰盘401上的第三孔4011转动连接。行星轮3左端的行星轮轴301通过第四轴承9与盖子5上的第四孔502转动连接，行星轮3右端的行星轮轴301通过第五轴承10与第二法兰盘401上的第五孔4012转动连接。轮毂内齿圈1的左端通过第六轴承11与盖子5转动连接，轮毂内齿圈1的右端通过第七轴承12与第二法兰盘401转动连接。
44.在本实施方式中，第一轴承6、第二轴承7、第三轴承8、第四轴承9、第五轴承10、第六轴承11和第七轴承12均为角接触轴承，每个角接触轴承内部使用润滑脂进行润滑，齿轮部份采用润滑油润滑。中心轴402两端的两个第一轴承6组成一组双列角接触轴承，为第一组双列轴承；太阳轮2两端的第二轴承7和第三轴承8组成一组双列角接触轴承，为第二组双列轴承；行星轮3两端的第四轴承9和第五轴承10组成一组双列角接触轴承，为第三组双列轴承；轮毂内齿圈1两端的第六轴承11和第七轴承12组成一组双列角接触轴承，为第四组双列轴承。共十四套角接触轴承，七组双列角接触轴承。
45.优选地，沟心距从第一组双列轴承到第二组双列轴承再到第三组双列轴承逐渐增大，实现在同一轮毂轴承单元内各组双列轴承用不同的沟心距，在运转中起到减小各组双列轴承的沟心在同一位置的径向共震性和分散径向受力(类似于角接触轴承的受力方式)，以及各组双列轴承沟道中心壁厚优化符合轻量化设计。
46.轮毂内齿圈1的第一法兰盘101上设有若干第一连接孔1011，大内圈4的第二法兰盘401上设有若干第二连接孔4013。使用该双法兰行星轮毂轴承单元时，螺栓通过第一连接孔1011将轮毂内齿圈1与外部转向节固定连接，螺栓通过第二连接孔4013将大内圈4与外部轮毂固定连接，大内圈4随轮毂转动，大内圈4作为输入，大内圈4转动使行星轮3绕着太阳轮2公转且自转，行星轮3使太阳轮2转动，太阳轮2作为输出。
47.图2所示为太阳轮2的直径大于行星轮3的直径，比如行星轮3与太阳轮2的直径比为6:7，传动比小于1，行星轮3起减速作用，使该双法兰行星轮毂轴承单元具有减速器的功能。当然，也可使太阳轮2的直径小于行星轮3的直径，则双法兰行星轮毂轴承单元作为增速器。
48.在另一优选的实施方式中，太阳轮2、行星轮3和轮毂内齿圈1均为螺旋角相等的斜齿轮，比如螺旋角均为10
°
，太阳轮2和轮毂内齿圈1为右旋斜齿轮，行星轮3为左旋斜齿轮，斜齿轮可以增加抵抗扭矩剪切的能力，让轴承运转得更加高速平衡(减少起步传动异响)。
49.如图2所示，第一轴承6包括第一保持架(图中未示出)和安装在第一保持架上的第一滚珠601，第一滚珠601为钢珠，太阳轮2的中心孔内壁上具有供第一滚珠601滚动的第一外圈滚道202，中心轴402上具有供第一滚珠601滚动的第一内圈滚道4021。第二轴承7包括第二保持架和安装在第二保持架上的第二滚珠701，盖子5的第二孔501内壁上具有供第二滚珠701滚动的第二外圈滚道，太阳轮轴201外壁上具有供第二滚珠701滚动的第二内圈滚道。第三轴承8包括第三保持架和安装在第三保持架上的第三滚珠801，第二法兰盘401的第三孔4011内壁上具有供第三滚珠801滚动的第三外圈滚道，太阳轮轴201外壁上具有供第三滚珠801滚动的第三内圈滚道。第四轴承9包括第四保持架和安装在第四保持架上的第四滚珠901，盖子5的第四孔502内壁上具有供第四滚珠901滚动的第四外圈滚道，行星轮轴301外
壁上具有供第四滚珠901滚动的第四内圈滚道。第五轴承10包括第五保持架和安装在第五保持架上的第五滚珠1001，第二法兰盘401的第五孔4012内壁上具有供第五滚珠1001滚动的第五外圈滚道，行星轮轴301外壁上具有供第五滚珠1001滚动的第五内圈滚道。第六轴承11包括第六保持架和安装在第六保持架上的第六滚珠111，轮毂内齿圈1的内壁上具有供第六滚珠111滚动的第六外圈滚道，行盖子5上具有供第六滚珠111滚动的第六内圈滚道。第七轴承12包括第七保持架和安装在第七保持架上的第七滚珠121，轮毂内齿圈1的内壁上具有供第七滚珠121滚动的第七外圈滚道，第二法兰盘401上具有供第七滚珠121滚动的第七内圈滚道。
50.如图2所示，在另一种优选实施方式中，中心轴402远离第二法兰盘401的左端固接有小内圈13，第一内圈滚道4021设在小内圈13的外壁上，小内圈13与中心轴402过盈配合、旋压铆接或螺栓连接，实现小内圈13与中心轴402的固定。在中心轴402左端与太阳轮2之间安装上第一保持架和第一滚珠601后，再将小内圈13固定在中心轴402上，小内圈13上第一内圈滚道4021的沟心与中心轴402上第一内圈滚道4021的沟心之间的距离保证了第一组双列组成(两个第一轴承6之间)的沟心距。
51.如图2和图3所示，在另一种优选实施方式中，盖子5和第二法兰盘401与轮毂内齿圈1形成的容置空间中还设有多个隔套15，比如四个隔套15，四个隔套15周向均匀分布在太阳轮2外，且四个隔套15与四个行星轮3间隔设置，隔套15的两端分别与盖子5内端面和第二法兰盘401内端面抵紧。盖子5上设有沉头孔503，锁紧螺栓16(内六角螺栓)依次穿过盖子5的沉头孔503和隔套15后与第二法兰上的螺纹孔4014螺纹连接，实现盖子5、隔套15和大内圈4的固接。
52.如图2所示，在另一优选的实施方式中，第一轴承6的外侧(左边第一轴承6的左侧、右边第一轴承6的右侧)均设有位于中心轴402与太阳轮2之间的密封结构18。第二轴承7的外侧(左侧)和内侧(右侧)均设有位于太阳轮轴201外壁与盖子5的第二孔501内壁之间的密封结构18。第三轴承8的外侧(右侧)和内侧(左侧)均设有位于太阳轮轴201外壁与第二法兰盘401的第三孔4011内壁之间的密封结构18。第四轴承9的外侧(左侧)和内侧(右侧)均设有位于行星轮轴301外壁与盖子5的第四孔502内壁之间的密封结构18，第五轴承10的外侧(右侧)和内侧(左侧)均设有位于行星轮轴301外壁与第二法兰盘401的第五孔4012内壁之间的密封结构18。第六轴承11的外侧(左侧)和内侧(右侧)均设有位于盖子5与轮毂内齿圈1之间的密封结构18，第七轴承12的外侧(右侧)和内侧(左侧)均设有位于第二法兰盘401与轮毂内齿圈1之间的密封结构18。密封结构18为骨架油封。
53.如图2所示，在另一优选的实施方式中，为避免零部件加工误差及公差所带来的过度约束，保证隔套15的两端能够分别与盖子5和第二法兰盘401抵紧，轮毂内齿圈1右端面与第二法兰盘401左端面之间具有间隙，此时为防止杂质或大颗粒物溅入轴承内部，在轮毂内齿圈1外套设有与之接触配合的防尘盖14，防尘盖14的右端面与第二法兰盘401的左端面接触配合。防尘盖14采用塑料制成，防尘盖14套装在轮毂内齿圈1右端外壁上且与轮毂内齿圈1过盈配合，防尘盖14的右端部分伸出至轮毂内齿圈1外，防尘盖14与第二法兰盘401接触抵紧并使防尘盖14向左移动，实现轮毂内齿圈1的右端面与第二法兰盘401左端面的密封。
54.如图2所示，太阳轮2左端的太阳轮轴201上通过螺栓固接有输出轴17，太阳轮轴201的中心具有锥孔2011，输出轴17与太阳轮轴201的锥孔2011锥度配合实现轴向限位。太
阳轮轴201与输出轴17采用花键连接的方式实现周向限位，比如图5所示，太阳轮轴201左端的端面上设有若干卡齿2012，相应的输出轴17右端的台阶上设有与卡齿2012配合的卡槽，设置卡齿2012和卡槽增加输出轴17抵抗扭矩剪切的能力。
55.本实用新型的双法兰行星轮毂轴承单元具有变速器的功能，同时兼具了低摩擦力矩、高承载、刚性大、传动效率高、抗剪切及系统传动平稳性等优点，使该轮毂轴承单元能够对车身重量进行承载并为轮毂本体的转动提供引导，尤其适用于轮毂电机的领域。
56.在本说明书的描述中，参考术语“优选的实施方式”、“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
57.尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。