用于电动轿车上的轮毂驱动单级章动减速器及传动方法

专利名称：用于电动轿车上的轮毂驱动单级章动减速器及传动方法

专利类型：发明专利

专利申请号：CN202011436055.9

专利申请（专利权）人：福州大学
权利人地址：福建省福州市闽侯县福州大学城乌龙江北大道2号福州大学

专利发明（设计）人：姚立纲,王亚丽,谢泽通,陈欣欣,陈海强

专利摘要：本发明涉及一种用于电动轿车上的轮毂驱动单级章动减速器及传动方法，包括箱体，箱体内安装有输入轴、球笼式等速万向节、外锥齿轮、内锥齿轮，汽车的驱动电机的输出轴与减速器的输入轴一端固连，输入轴另一端设置有偏心斜轴部，球笼式等速万向节的输出轴与轮毂的轴承单元的内圈法兰花键连接，内圈法兰上通过轮毂螺栓将制动盘、轮毂、车轮的轮辐连接起来，外锥齿轮固定安装在偏心斜轴部上，内锥齿轮与箱体制成一体，箱体另一端与制动钳一起经螺栓固定在转向节上，转向节安装在车身上，外锥齿轮与球笼式等速万向节的星形套连接，本减速器传动比大、结构紧凑、体积小、可靠性高、传动效率高。

主权利要求：
1.一种用于电动轿车上的轮毂驱动单级章动减速器，其特征在于：包括箱体，箱体内安装有输入轴、球笼式等速万向节、外锥齿轮、内锥齿轮，汽车的驱动电机的输出轴与减速器的输入轴一端固连，输入轴另一端设置有偏心斜轴部，偏心斜轴部的轴线与输入轴的轴线之间的夹角为章动角，球笼式等速万向节的输出轴与轮毂的轴承单元的内圈法兰上通过内外花键连接，内圈法兰上通过轮毂螺栓由内置外依次将制动盘、轮毂、车轮的轮辐连接起来，外锥齿轮固定安装在偏心斜轴部上，内锥齿轮与箱体制成一体，箱体另一端与制动钳一起经螺栓固定在转向节上，转向节安装在车身上，外锥齿轮与球笼式等速万向节的转动端的星形套连接，外锥齿轮与内锥齿轮啮合传动，外锥齿轮的齿数小于内锥齿轮的齿数；
所述箱体左上方开设有观察孔，观察孔经视孔盖密封，视孔盖经螺钉锁固在箱体上；
所述外锥齿轮中部沿轴向向外延伸有与其制成一体的连接轴，连接轴上开设有花键，连接轴上的花键与球笼式等速万向节的星形套配合连接。
2.根据权利要求1所述的用于电动轿车上的轮毂驱动单级章动减速器，其特征在于：所述视孔盖上安装有通气器。
3.根据权利要求1所述的用于电动轿车上的轮毂驱动单级章动减速器，其特征在于：所述箱体方开设有放油口，放油口上安装有放油螺塞。
4.根据权利要求1所述的用于电动轿车上的轮毂驱动单级章动减速器，其特征在于：所述球笼式等速万向节的中心与内锥齿轮的锥点重合。
5.一种用于电动轿车上的轮毂驱动单级章动减速器的传动方法，采用如权利要求1所述的用于电动轿车上的轮毂驱动单级章动减速器，其特征在于：电机输出转轴将驱动电机的动力传递给减速器的输入轴，输入轴末端为一段偏心斜轴，夹角为章动角，由于偏心斜轴的偏心转动，从而带动外锥齿轮进行偏摆运动，外锥齿轮不断与内锥齿轮啮合，因加上外锥齿轮与内锥齿轮之间存在齿数差，使得外锥齿轮绕内锥齿轮轴线公转的同时，还绕自身轴线进行减速旋转运动，外锥齿轮的自转运动通过球笼式等速万向节传至轮毂的轴承单元，进而传递给轮辐、车轮，这样，驱动电机的高速转动经过减速后就变成了车轮的低速转动，最终实现减速及动力输出。 说明书 : 用于电动轿车上的轮毂驱动单级章动减速器及传动方法技术领域[0001] 本发明涉及一种用于电动轿车上的轮毂驱动单级章动减速器及传动方法。背景技术[0002] 轮毂电机减速驱动系统结构简单、效率和比功率高，通过固定速比的减速装置完成减速增扭后，输出转矩大，有着巨大的发展潜力。现有技术中，行星齿轮轮毂减速器是电动轿车中最常见的轮毂减速器形式，由于车辆所需传动比较大时，会导致行星齿轮轮毂减速零件增多、体积变大以及周边部件安装困难。发明内容[0003] 为了解决现有技术存在的问题，本发明提出一种用于电动轿车上的轮毂驱动单级章动减速器及其传动方法。[0004] 本发明解决技术问题所采用的方案是，一种用于电动轿车上的轮毂驱动单级章动减速器，包括箱体，箱体内安装有输入轴、球笼式等速万向节、外锥齿轮、内锥齿轮，汽车的驱动电机的输出轴与减速器的输入轴一端固连，输入轴另一端设置有偏心斜轴部，偏心斜轴部的轴线与输入轴的轴线之间的夹角为章动角，球笼式等速万向节的输出轴与轮毂的轴承单元的内圈法兰上通过内外花键连接，内圈法兰上通过轮毂螺栓由内置外依次将制动盘、轮毂、车轮的轮辐连接起来，外锥齿轮固定安装在偏心斜轴部上，内锥齿轮与箱体制成一体，箱体另一端与制动钳一起经螺栓固定在转向节上，转向节安装在车身上，外锥齿轮与球笼式等速万向节的转动端的星形套连接，外锥齿轮与内锥齿轮啮合传动，外锥齿轮的齿数小于内锥齿轮的齿数。[0005] 进一步的，所述箱体左上方开设有观察孔，观察孔经视孔盖密封，视孔盖经螺钉锁固在箱体上。[0006] 进一步的，所述视孔盖上安装有通气器。[0007] 进一步的，所述箱体方开设有放油口，放油口上安装有放油螺塞。[0008] 进一步的，所述外锥齿轮中部沿轴向向外延伸有与其制成一体的连接轴，连接轴上开设有花键，连接轴上的花键与球笼式等速万向节的星形套配合连接。[0009] 进一步的，所述球笼式等速万向节的中心与内锥齿轮的锥点重合。[0010] 一种用于电动轿车上的轮毂驱动单级章动减速器的传动方法：电机输出转轴将驱动电机的动力传递给减速器的输入轴，输入轴末端为一段偏心斜轴，夹角为章动角，由于偏心斜轴的偏心转动，从而带动外锥齿轮进行偏摆运动，外锥齿轮不断与内锥齿轮啮合，因加上外锥齿轮与内锥齿轮之间存在齿数差，使得外锥齿轮绕内锥齿轮轴线公转的同时，还绕自身轴线进行减速旋转运动，外锥齿轮的自转运动通过球笼式等速万向节传至轮毂的轴承单元，进而传递给轮辐、车轮，这样，驱动电机的高速转动经过减速后就变成了车轮的低速转动，最终实现减速及动力输出。[0011] 与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：传动比大、结构紧凑、体积小、可靠性高、传动效率高，能够用最少的零件数量，满足大传动比的需要，解决在大传动比情况下传统两级行星齿轮轮毂减速器存在的问题。附图说明[0012] 下面结合附图对本发明专利进一步说明。[0013] 图1为本减速器的结构示意图；[0014] 图2为本减速器的传动原理简图。[0015] 图中：1‑驱动电机；2‑输出轴；3‑转向节；4‑车轮；5‑制动钳；6‑制动盘；7‑轮辐；8‑轮毂的轴承单元；9‑输入轴；10‑外锥齿轮；11‑内锥齿轮；12‑球笼式等速万向节；13‑通气器；14‑视孔盖。具体实施方式[0016] 下面结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明。[0017] 如图1‑2所示，一种用于电动轿车上的轮毂驱动单级章动减速器，包括箱体，箱体内安装有输入轴9、球笼式等速万向节12、外锥齿轮10、内锥齿轮11，汽车的驱动电机1的输出轴2与减速器的输入轴一端固连，输入轴另一端设置有偏心斜轴部，偏心斜轴部的轴线与输入轴的轴线之间的夹角为章动角，球笼式等速万向节的输出轴与轮毂的轴承单元8的内圈法兰上通过内外花键连接，可旋转的内圈法兰上通过轮毂螺栓由内置外依次将制动盘6、轮毂、车轮4的轮辐7连接起来，外锥齿轮固定安装在偏心斜轴部上，内锥齿轮与箱体制成一体，箱体另一端与制动钳5一起经螺栓固定在转向节3上，内锥齿轮充当减速器的部分箱体，和制动钳一起固定在转向节上，转向节安装在车身上，外锥齿轮与球笼式等速万向节的转动端的星形套连接，外锥齿轮与内锥齿轮啮合传动，外锥齿轮的齿数小于内锥齿轮的齿数。[0018] 在本实施例中，减速器的球笼式等速万向节输出与轮毂连接，减少了轮内空间占比，利于轮系周边部件的设计和安装，传动链短，大大提高了传动效率装卸方便，易于维修和保养，符合现代高性能电动汽车的运行要求。[0019] 在本实施例中，所述箱体左上方开设有观察孔，方便观察减速器内部情况，观察孔经视孔盖14密封，视孔盖经螺钉锁固在箱体上。[0020] 在本实施例中，所述视孔盖上安装有通气器13。[0021] 在本实施例中，输入轴和球笼式等速万向节两端增加油封和密封端盖，防止漏油。[0022] 在本实施例中，所述箱体方开设有放油口，放油口上安装有放油螺塞，便于排油。[0023] 在本实施例中，所述外锥齿轮中部沿轴向向外延伸有与其制成一体的连接轴，连接轴上开设有花键，连接轴上的花键与球笼式等速万向节的星形套配合连接，连接轴通过钢丝挡圈限制轴向移动，通过花键连接传递扭矩，这样一来，减少了中间传动零件，降低传动损耗，进一步提高了传动效率。[0024] 在本实施例中，所述球笼式等速万向节的中心与内锥齿轮的锥点重合，因此只采用一个球笼式等速万向节就可以实现动力输出，使得减速器的结构更加简单。[0025] 一种用于电动轿车上的轮毂驱动单级章动减速器的传动方法：电机输出转轴将驱动电机的动力传递给减速器的输入轴，输入轴末端为一段偏心斜轴，夹角为章动角，由于偏心斜轴的偏心转动，从而带动外锥齿轮进行偏摆运动，外锥齿轮不断与内锥齿轮啮合，因加上外锥齿轮与内锥齿轮之间存在齿数差，使得外锥齿轮绕内锥齿轮轴线公转的同时，还绕自身轴线进行减速旋转运动，外锥齿轮的自转运动通过球笼式等速万向节传至轮毂的轴承单元，进而传递给轮辐、车轮，这样，驱动电机的高速转动经过减速后就变成了车轮的低速转动，最终实现减速及动力输出。[0026] 本专利如果公开或涉及了互相固定连接的零部件或结构件，那么，除另有声明外，固定连接可以理解为：能够拆卸的固定连接(例如使用螺栓或螺钉连接)，也可以理解为：不可拆卸的固定连接(例如铆接、焊接)，当然，互相固定连接也可以为一体式结构(例如使用铸造工艺一体成形制造出来)所取代(明显无法采用一体成形工艺除外)。[0027] 在本专利的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“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专利，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专利的限制。[0028] 上列较佳实施例，对本发明的目的、技术方案和优点进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

专利地区：福建

专利申请日期：2020-12-11

专利公开日期：2024-07-26

专利公告号：CN112324866B