电力牵引传动装置的制造方法_4

文档序号:9861683阅读:来源:国知局
08旋转。反作用法兰260可以包括法兰反作用面268,所述法兰反作用面268适于接合载荷凸轮斜坡238。在某些实施例中,反作用法兰260包括凹槽270,所述凹槽270构造成接收轴承272,所述轴承272在定子板148A与反作用法兰260之间提供界面(参见图5)。定子板148A可以包括用于接收轴承272的肩部274A(参见图11)。应当注意到,在电力牵引传动装置100的某些实施例中,定子板148可绕纵向轴线110旋转。反作用法兰260的本体的径向延伸的部分可以包括一个或多个切口,以便尤其减轻反作用法兰260。可以使用如图53中所示的保持夹头412以帮助轴向地约束反作用法兰260。反作用法兰260上的孔265可以用于将保持夹头412紧固到反作用法兰260。在实施例中,可以在反作用法兰260上设置轴承移除孔267以帮助移除插置在反作用法兰260与定子板148A之间的轴承。
[0165]现在参照图54,输入接口子组件120可以包括螺纹输入接口 276,所述螺纹输入接口 276在所示的实施例中与主壳体102成一体。螺纹输入接口 276可以适于例如接收带螺纹的自由轮适配器(未示出)以联接到自由轮或嵌齿(未示出),用于传递转矩至主壳体102。在其它实施例中,主壳体102可以代替地设有键、花键等联接器以从外部电源或原动力接收转矩。轴承278在主壳体102与主轴108之间提供滚动界面。在一个实施例中,轴承278的外部座圈通过输入接口276的肩部和夹头280轴向地保持在适当的位置中。轴承278的内部座圈可以通过夹头282和轴保持螺母284轴向地保持在适当的位置中,所述轴保持螺母284包括螺纹内径以用于接合主轴108的配合的螺纹部分。可以在螺纹输入接口 276和轴保持螺母284之间设置密封件286。
[0166]参照图55至66,电动装置子组件122可以包括多个定子叠片288,所述多个定子叠片288适于与多个电导体绕组290协同操作,这在电动机与类似装置的相关技术中是已知的。在一个实施例中,定子叠片288通过支承框架292的表面布置或引导,以下参照图64至66说明所述支承框架292。绕着主轴108同轴地设置有永磁体转子组件294,并且所述永磁体转子组件294径向地向定子叠片288内设置。永磁体转子组件294径向地布置在电动装置子组件122内,以便在永磁体转子组件294与定子叠片288之间存在适当的空气间隙。传动轴适配器296将传动轴192联接到永磁体转子组件294的转子背铁(backiron)298。轴承300在转子背铁298与定子板148B的肩部之间提供滚动界面和轴向的反作用推力。轴承302在转子背铁298与支承框架292的肩部之间提供滚动界面和轴向的反作用推力。在一个实施例中,定子叠片288通过抗旋转的定位销304而旋转地保持固定,所述抗旋转的定位销304将支承框架292联接到定子叠片288。在某些实施例中,电动装置子组件122包括霍耳效应传感器电路板306,所述霍耳效应传感器电路板306连接至一个或多个霍耳效应传感器308。霍耳效应传感器电路板306可以通过支承框架292支承。可以设置轴承座圈254以帮助电动装置子组件122相对于动力输出和夹紧力产生子组件116的轴向和径向反作用和/或定位。即,轴承座圈254与带保持架的球轴承230、轴承座圈252协同操作,以便尤其通过提供轴向反作用力而帮助产生夹紧力。
[0167]现在参照图59和60,转子背铁298可以设有用于接收轴承302的凹槽310和用于接收轴承304的凹槽312。可以在转子背铁298中形成有肩部314和316,以便分别为轴承302和304提供轴向的反作用支承。在一个实施例中,转子背铁298包括内径联接器318,所述内径联接器318适于联接至传动轴适配器296。转子背铁298可以通过压配合、过盈配合、键、焊接、紧定螺钉等而联接至传动轴适配器296。在某些实施例中,转子背铁包括肩部320以向传动轴适配器296提供轴向的反作用推力。转子背铁298的外表面(未标出)构造成接收并支承一组永磁体322。永磁体转子组件294的总体构造在诸如电动机的电气装置和机器的相关技术中是已知的。
[0168]如图61至62中所示,传动轴适配器296可以包括带花键的中央膛孔324,所述带花键的中央膛孔324联接至传动轴192的相对应的花键部分。传动轴适配器296的外径326可以构造成联接至转子背铁298,如上所述。可以在传动轴适配器296上形成有肩部328以与肩部320配合,以便提供轴向的反作用支承推力。在传动轴适配器296与传动轴192之间的花键联接允许传动轴192的平移并且允许转矩通过传动轴适配器296从转子背铁298传递至传动轴192。
[0169]现在参照图64至66,支承框架292总体上是具有外部周边330和中央通道332的圆形。支承框架292的框架体部分334总体上从中央通道332成圆锥形地且径向地延伸至外部周边330。在某些实施例中,框架体部分334可以包括多个切口 336以减轻支承框架292。在一个实施例中,支承框架292包括传感器板凹槽338,所述传感器板凹槽338适于接收并支承霍耳效应传感器板306。通道340允许布置电导体以将霍耳效应传感器板306连接到霍耳效应传感器308。支承框架292的内径342可以构造成提供用于定子叠片288的位置配合。支承框架292可以包括多个用于接收定位销304的定位销孔344。在某些实施例中,支承框架292具有支承颈部346以接收并支承轴承302。支承框架292的支承肩部348适于向轴承302提供轴向的反作用推力。支承框架292可以具有第一导体通道350,所述第一导体通道350允许通过用于霍耳效应传感器板306的电导体352。在某些实施例中,支承框架292可以设有多个螺栓孔354以帮助将支承框架292紧固到副轴106,所述副轴106适于保持支承框架292绕纵向轴向110旋转地固定。
[0170]现在将参照图67至72说明外壳盖端部接口子组件124。在一个实施例中,外壳盖104适于接收轴承356,所述轴承356允许外壳盖104支承在副轴106上并且允许外壳盖104绕纵向轴向110旋转。轴承356通过保持螺母358和副轴106被轴向地限制。在保持螺母358与外壳盖104之间设置有密封件360。如图68和69中所示,在一个实施例中,副轴106可以包括法兰362,所述法兰362构造成用于将副轴106联接至支承框架292。副轴106的座部364适于接收轴承356,并且副轴106的肩部366可以构造成尤其轴向地约束轴承356。副轴106可以包括螺纹部分368以用于配合保持螺母358的螺纹。在某些实施例中,副轴106可以具有平坦的侧面370以帮助安装副轴106,由此帮助将电力牵引传动装置100安装到车辆或装备的框架。副轴106可以具有中央通道372,所述中央通道372允许引导用于电导体绕组290的电导体374并允许引导用于霍耳效应电路板306的电导体352。
[0171]参照图70至72,外壳盖104具有大致碗状的本体376,所述大致碗状的本体376适于与主壳体308协同操作以便为电力牵引传动装置100的提供外壳。围绕外壳盖104的周边设有法兰378,用于将外壳盖104紧固到主壳体102。外壳盖的中央膛孔380可以构造成接收轴承356和密封件360。在图73至75中示出主壳体102的一个实施例。主壳体102可以是大致圆柱形的本体382,所述大致圆柱形的本体382具有较大的开口端部384和相对较小的第二开口端部386,所述相对较小的第二开口端部386可以包括以上参照图54说明的螺纹输入接口276。端部386可以包括用于接收轴承278的座部388和用于帮助轴向地约束轴承278的肩部390。在一个实施例中,端部386包括用于接收保持夹头280的环形槽392。在某些实施例中,端部386可以具有用于接收密封件286的槽和座部393。在一些实施例中,主壳体102包括一个或多个法兰394,用于帮助从电力牵引传动装置100传出转矩至负载。例如,图73至75的主壳体102可以用于通过将车轮的轮辐附装至法兰394而驱动车轮(未示出)。主壳体102的开口端部384优选地包括轮辋396,例如,帮助将外壳盖104紧固到主壳体102。
[0172]如图76和77中所示,传动轴192的一个实施例包括大致圆柱形的空心体398。外径400可以具有一套花键,所述一套花键构造成与传动轴适配器296的花键配合。在某些实施例中,传动轴192包括传动轴法兰402,所述传动轴法兰402适于接合牵引太阳轮134以向其传递转矩。
[0173]参照图78和79,主轴108的一个实施例包括第一端部,所述第一端部具有螺纹部分404以用于接合轴保持螺母284(参见图120)。主轴108可以设有平坦的侧面406以用于帮助将主轴108安装和/或紧固到例如装备或车辆。在一个实施例中,主轴108包括额外的平坦的侧面408,用于为反作用法兰260(参见图5,例如示出安装在主轴108上的反作用法兰260)提供刚性联接。在某些实施例中,主轴108示出有槽410,所述槽410适于接收反作用法兰保持夹头412(参见图53)。反作用法兰保持夹头412构造成帮助轴向地约束反作用法兰260。在某些实施例中,反作用法兰保持夹头412借助例如螺丝而紧固到反作用法兰260。主轴108可以具有用于接收夹头282的环形槽414,所述夹头282帮助轴向地约束轴承278(参见图54)。
[0174]在一个实施例中,主轴108包括通槽416,所述通槽416构造成接收换挡杆螺母174(例如,参见图6和12)。通槽416适于允许换挡杆螺母174轴向地平移,但是通槽416也可以防止换挡杆螺母174绕纵向轴线110旋转。在某些实施例中,主轴108可以具有膛孔418,用于接收换挡杆214(例如,参见图5)以及帮助轴向地约束换挡杆214。主轴108的第二端部可以设有大致管状的部分420,所述大致管状的部分420具有腔体421,所述腔体421尤其可以构造成接收用于换挡杆的致动器;以下将参照图103至105说明具有这种致动器和换挡杆构造的电力牵引传动装置的一个实施例。在一个实施例中,管状部分420包括法兰422,所述法兰422具有一个或多个平坦部分424,所述一个或多个平坦部分424适于与支承框架292的中央通道中的相对应的平坦部分426配合(参见图5和66)。
[0175]此处说明的电力牵引传动装置100和其等同变型方案可以用在许多应用中,包括但不限于:自行车,其它人力车辆,轻型电动车,混合人力、电力、或内燃烧动力的车辆,工业装备、工具(例如钻床),风轮机,发电机等。任何在输入源与输出负载之间需要调制机械动力传递的技术应用都可以在其动力传动系中实施电力牵引传动装置100的实施例。
[0176]现在参照图80,将说明电力牵引传动装置800。电动机绕组组件448具有绕电力牵引传动装置800的轴线805的旋转自由度。绕组组件448例如通过滑动花键联接至牵引太阳轮轴450。绕组组件448传递转矩至牵引太阳轮轴450,但是允许牵引太阳轮轴450轴向地平移。牵引太阳轮轴450联接至牵引太阳轮452并且允许机械动力在绕组448与牵引太阳轮452之间传递。电力牵引传动装置800可以包括一排永磁体454。磁体454具有绕轴线805的旋转自由度。磁体454联接至框架456,所述框架456操作地联接至载荷凸轮组件458。框架456操作地联接至推力支承结构460,所述推力支承结构460构造成为轴向力推力轴承462提供推力支承。载荷凸轮组件458驱动第一牵引环464。因而,磁体454经由框架456和载荷凸轮组件458操作地联接至第一牵引环464。因此,在该构造中,动力在磁体454与第一牵引环464之间传递。
[0177]电线束466向电力牵引传动装置800提供电力。电线束466可以是两条电线或具有反馈传感器电线的多相线束。在一个实施例中,电力和传感器信息可以经由滑环或整流杆组件468而在电线束466与电动机绕组448之间通信。对于直流操作,整流杆组件468可以用于动力转换以及用于在径向或轴向间隙整流式电动机的相关技术中已知的机械整流/切换。对于无刷操作模式,可以使用霍耳效应传感器阵列470。霍耳效应传感器阵列470借助例如传递通过滑环组件468的电线而连接至电线束466。
[0178]第一牵引环464和牵引太阳轮452经由牵引或摩擦向一排行星轮472传递动力和从一排行星轮472传递动力。托架474构造成支承行星轮472的反作用载荷以及帮助对准和导向行星轮472。托架474刚性地联接至托架框架476,所述托架框架476刚性地联接至主轴478。主轴478旋转地固定并从而旋转地约束托架474。第二牵引环480经由牵引或摩擦向行星轮472传递动力或从行星轮472传递动力。第二牵引环480操作地联接至载荷凸轮组件482,所述载荷凸轮组件482联接至传动板484。传动板484接合外轮毂486以在传动板与外轮毂486之间传递转矩。传动板484承靠在推力轴承488上。在一个实施例中,电力牵引传动装置800可以具有外部动力转换源,例如链轮盒485。轴承485可以用于提供在推力支承结构460间的滚动界面。可以通过轴承487提供在托架474与绕组448之间的滚动界面。在一个实施例中,轴承489提供在托架474与传动板484之间的滚动界面。轴承485与487尤其分别提供电动机绕组组件448在推力支承结构460与托架474之间的导向。轴承489优选地提供在托架474与传动板484之间的滚动界面和/或导向。
[0179]载荷凸轮组件458、482对施加的转矩敏感,并且随着施加转矩而趋向于将某些部件扩展开。封闭的结构环抵抗扩展效应。在一个实施例中,封闭的结构环以行星轮472开始,通过第二牵引环480、载荷凸轮组件482、传动板484、推力轴承488、保持螺母490、主轴478、推力轴承462、推力支承结构460、框架456、载荷凸轮组件458、第一牵引环464,并且在行星轮472处结束。随着结构环抵抗由载荷凸轮组件458、482所产生的扩展效应,在第一牵引环464、行星轮472、第二牵引环480和牵引太阳轮452之间发展出接触力或夹紧力。这些接触力在接触点处经由牵引或摩擦帮助有效的动力传递。
[0180]在一个实施例中,可以使用换档杆组件492调节电力牵引传动装置800的速比。换档杆组件492可以操作地联接至牵引太阳轮452以允许牵引太阳轮452轴向的旋转运动。图80中所示的实施例包括角接触滚动元件轴承,所述角接触滚动元件轴承构造成帮助在换档杆销494和牵引太阳轮452之间的推动和拉动,同时牵引太阳轮452旋转而换挡杆496没有旋转。换档凸轮组件498构造成将从换档杆组件492传给牵引太阳轮452的轴向运动转换成换档杆500的轴向和径向运动。在一个实施例中,换档凸轮组件498经由滑动花键联接至托架474。
[0181]现在参照图81至85B,电力牵引传动装置900可以构造成用作例如汽车交流发电机。交流发电机/发电机502(总体上由虚线504包围)可以是具有爪极转子506的三相同步交流发电机/发电机。交流发电机/发电机502
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