一体化外转子轮毂减速电机的制作方法

专利查询2022-05-27  1



1.本实用新型涉及一种减速器,尤其涉及一种一体化外转子轮毂减速电机。


背景技术:

2.电动推车、电动叉车、履带小车、agv小车、电动轮椅等小型搬运车的车速较低,但其动力一般需要较大以便于搬运货物。因此大多采用轮毂电机驱动,将内装式电机和行星齿轮减速器接合,再安置于轮毂内,通过减速器将电机的回转数减速到所要的回转数,使轮毂得到较大的转矩。
3.驱动轮的驱动是通过采用设置有减速器的驱动电机来实现的,但外置的减速器会增大驱动轮的占用空间及总体尺寸,限制驱动轮的使用范围;因此现有技术中会将行星齿轮减速器安装在驱动轮的内部,可极大减小减速器的占用空间,使得驱动轮的使用范围更广;但是一般行星齿轮减速器主要为一级行星齿轮减速器,其传动比较低,当需要较大的减速比时,需要增大驱动电机的驱动力,会造成过载而影响使用寿命。
4.为了提高传动速比,会将减速器设置为二级或多级行星齿轮减速器,虽然传动速比更大,但是此时驱动轮的整体尺寸会偏大,而且也易累计传动误差,降低传动精度,同时也提高了制造成本。


技术实现要素:

5.本实用新型所要解决的技术问题是提供一种结构新颖、布置紧凑、体积小、传动比大、力矩与负载均较大的一体化外转子轮毂减速电机。
6.为解决上述技术问题,本实用新型的技术方案是:一体化外转子轮毂减速电机,包括两固定安装且同轴配合的轮毂端盖,所述轮毂端盖内固定安装有电机定子,所述电机定子外配合安装有作为轮毂输入的电机转子,所述电机转子作为减速器的输入端,所述电机转子的外周一体成型设置有n个相位角不同的转子偏心位,相邻两所述转子偏心位之间的相位角呈360
°
/n,n≥2,所有所述转子偏心位的外侧还分别一体成型设置有与两侧所述轮毂端盖分别对应配合的转子安装位;所述减速器包括分别转动安装在对应所述转子偏心位上的传动齿轮,所有所述传动齿轮的外周啮合有一作为轮毂输出的转动齿圈,所述转动齿圈外固定安装有输出部件。
7.作为优选的技术方案,所述转子安装位与两所述轮毂端盖之间分别安装有支撑轴承,所述转子偏心位与各所述传动齿轮之间分别安装有齿轮轴承,所述转动齿圈与两所述轮毂端盖之间分别安装有齿圈轴承,两所述齿圈轴承的外端面分别安装有轴承密封,其中一所述轮毂端盖上还设置有与所述电机定子对应的定子过线孔。
8.作为优选的技术方案,两所述轮毂端盖之间连接有将所有所述传动齿轮安装在内的防松固定装置,两所述轮毂端盖之间还设置有贯穿各所述传动齿轮的力矩传递装置。
9.作为优选的技术方案,所述防松固定装置包括将两所述轮毂端盖螺纹固定的防松螺栓,所述防松螺栓由其中一所述轮毂端盖贯穿所有所述传动齿轮螺纹连接至另一所述轮
毂端盖,所有所述传动齿轮与所述防松螺栓之间设置有定位套,所述定位套的两端分别抵靠在两所述轮毂端盖上。
10.作为优选的技术方案,所述力矩传递装置包括力矩传递销轴,所述力矩传递销轴贯穿所有所述传动齿轮且两端分别定位在两所述轮毂端盖上,各所述传动齿轮与所述力矩传递销轴之间分别设置有销轴套。
11.作为优选的技术方案,所述输出部件包括固定在所述转动齿圈外的轮胎安装架,所述轮胎安装架外固定安装有行走轮胎。
12.作为优选的技术方案,所述电机定子上还安装有位于所述轮毂端盖内的编码器。
13.由于采用了上述技术方案,一体化外转子轮毂减速电机,包括两固定安装且同轴配合的轮毂端盖,所述轮毂端盖内固定安装有电机定子,所述电机定子外配合安装有作为轮毂输入的电机转子,所述电机转子作为减速器的输入端,所述电机转子的外周一体成型设置有n个相位角不同的转子偏心位,相邻两所述转子偏心位之间的相位角呈360
°
/n,n≥2,所有所述转子偏心位的外侧还分别一体成型设置有与两侧所述轮毂端盖分别对应配合的转子安装位;所述减速器包括分别转动安装在对应所述转子偏心位上的传动齿轮,所有所述传动齿轮的外周啮合有一作为轮毂输出的转动齿圈,所述转动齿圈外固定安装有输出部件;本实用新型的有益效果是:
14.1、本实用新型中,将外转子电机与减速器结合,减速器安装在壳体内且位于外转子电机的外周,有效降低减速器的占用空间。本实用新型与传统的agv小车驱动轮相比,通过将减速器与电机配合形成一体化结构,结构新颖,布置紧凑,体积小,并且相同体积下承载力、力矩、额定负载均较大,同时还具有速度可调的优点;
15.2、本实用新型与传统行星减速器结构相比,速度较大,相同体积下,一般行星减速器仅具有一级减速,其速度比较小,如果一旦设置为二级减速,虽然速度可以达到要求,但是其体积会增大很多;外转子电机如果安装在行星减速器的太阳轮内后,那么会导致太阳轮的齿轮增大,行星轮齿轮不变的话,那么齿圈与太阳轮之间的比就会变小,从而使得速比更小,无法达到速比要求;然而本装置的次摆线减速器与行星减速器的结构不同,采用此种次摆线减速器,将外转子电机安装在传动齿轮的内部,不需要改变传动齿轮与齿圈之间的结构即可达到速比要求;
16.3、本实用新型的电机转子作为用于安装传动齿轮的偏心套结构,不再如现有技术一样需要在电机转子的外周单独固定偏心套,然后在偏心套外安装传动齿轮,本实用新型将转子偏心位一体成型设置在电机转子上,加工时将偏心结构一体加工,可以有效减少后续偏心套与外转子之间的加工配合难度,同时安装程序简化,操作难度降低;且通过简化结构,也可以减少结构的整体体积。
附图说明
17.以下附图仅旨在于对本实用新型做示意性说明和解释,并不限定本实用新型的范围。
18.图1是本实用新型实施例的结构剖视图;
19.图2是本实用新型实施例另一角度的结构剖视图;
20.图3是本实用新型实施例电机转子的结构示意图;
21.图4是本实用新型实施例电机转子的结构剖视图;
22.图5是本实用新型实施例电机转子另一角度的结构剖视图;
23.图6是本实用新型实施例转子分体的结构示意图;
24.图中:1-轮毂端盖;2-电机定子;3-电机转子;31-转子偏心位;32-转子安装位;33-转子分体;34-安装孔;35-偏心定位销;36-安装环座;37-偏心环座;38-定位销孔;39-转子磁钢;4-传动齿轮;5-转动齿圈;6-支撑轴承;7-齿轮轴承;8-齿圈轴承;9-轴承密封;10-定子过线孔;11-防松螺栓;12-定位套;13-力矩传递销轴;14-销轴套;15-轮胎安装架;16-行走轮胎;17-编码器。
具体实施方式
25.下面结合附图和实施例,进一步阐述本实用新型。在下面的详细描述中,只通过说明的方式描述了本实用新型的某些示范性实施例。毋庸置疑,本领域的普通技术人员可以认识到,在不偏离本实用新型的精神和范围的情况下,可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此,附图和描述在本质上是说明性的,而不是用于限制权利要求的保护范围。
26.如图1至图2所示,一体化外转子轮毂减速电机,包括两固定安装且同轴配合的轮毂端盖1,所述轮毂端盖1内固定安装有电机定子2,所述电机定子2外配合安装有作为轮毂输入的电机转子3,所述电机转子还作为减速器的输入端。
27.所述电机转子的外周一体成型设置有n个相位角不同的转子偏心位,相邻两所述转子偏心位之间的相位角呈360
°
/n,n≥2,所有所述转子偏心位的外侧还分别一体成型设置有与两侧所述轮毂端盖分别对应配合的转子安装位,所述转子偏心位的数量至少两个,可以为两个、三个、四个或更多,当设置有两个转子偏心位,两偏心安装位之间的相位角呈180
°
,当设置有三个转子偏心位时,三个偏心安装位之间的相位角呈120
°
。参见图1,本实施例中,所述电机转子3的外周一体成型设置有两相位角呈180
°
的转子偏心位31,两所述转子偏心位31的外侧还分别一体成型设置有与两侧所述轮毂端盖1分别对应配合的转子安装位32。
28.所述减速器包括分别转动安装在对应所述转子偏心位31上的传动齿轮4,两所述传动齿轮4的外周啮合有一作为轮毂输出的转动齿圈5,所述转动齿圈5外固定安装有输出部件。
29.本实施例的工作原理为:
30.在本实施例中,所述电机转子3作为轮毂输入,即动力输入端,同时也是减速器的输入端,所述转动齿圈5作为轮毂输出,即动力输出端;所述电机转子3上安装有相位关系呈180
°
的传动齿轮4,当所述电机转子3转动时,会推动两所述传动齿轮4以偏离圆心为中心做圆周运动,两个相位角呈180
°
的传动齿轮4在相位错开180
°
的位置相对所述转动齿圈5啮合并沿规定方向旋转,形成次摆线齿形的两传动齿轮4转动,两所述传动齿轮4的减速旋转经由所述转动齿圈5使得输出部件相对地减速旋转。
31.在此所述轮毂端盖1还作为用于安装所述传动齿轮4的行星固定架,将其分别定义为行星架上盖和行星架下盖。
32.所述转子安装位32与两所述轮毂端盖1之间分别安装有支撑轴承6,所述支撑轴承
6的内圈固定在所述转子安装位32的外周,所述支撑轴承6的外圈固定在所述轮毂端盖1上,所述支撑轴承6用于实现所述电机转子3的安装,所述转子偏心位31与各所述传动齿轮4之间分别安装有齿轮轴承7,所述齿轮轴承7的内圈固定在所述转子偏心位31的外周,所述齿轮轴承7的外圈固定在所述传动齿轮4上,所述齿轮轴承7用于实现所述传动齿轮4与转子偏心位31之间的安装关系,所述转动齿圈5与两所述轮毂端盖1之间分别安装有齿圈轴承8,所述齿圈轴承8的内圈固定在所述轮毂端盖1上,所述转动齿圈5的两端分别抵靠在所述齿圈轴承8的外圈上,两所述齿圈轴承8的外端面分别安装有轴承密封9,所述轴承密封9的内周固定在所述轮毂端盖1上,其中一所述轮毂端盖1上还设置有与所述电机定子2对应的定子过线孔10,通过所述定子过线孔10为电机提供动力。
33.所述电机定子2上对应卷绕有线圈,所述电机转子3的内周固定有磁钢,为现有技术,在此不再赘述。
34.参见图3至图6,所述电机转子3包括两相互对接配合的转子分体33,即通过两相互配合的转子分体33拼接组装构成一完整的电机转子3;两所述转子分体33的内周重合且设置有与所述电机定子2同心配合的安装孔34,两所述转子分体33的外周外侧分别设置有与内周同轴的转子安装位32,所述转子安装位32是用于安装所述转子分体33的;两所述转子分体33外周内侧分别设置有与内周不同轴的转子偏心位31,两所述转子偏心位31对接配合且相位角呈180
°
错开设置,所述转子偏心位31是作为偏心套用于安装传动齿轮4,实现相位角交错目的的;两所述转子分体33的配合面上连接有偏心定位销35,所述偏心定位销35用于定位两所述转子分体33的转子偏心位31,保证两转子偏心位31呈180
°
错开设置,在此所述偏心定位销35起到定位与力矩传递作用,不具有固定连接功能。
35.所述转子分体33包括安装环座36,所述安装环座36的侧端一体成型设置有偏心环座37,所述偏心环座37的内周与所述安装环座36的内周对应重合,所述转子安装位32设置在所述安装环座36的外周,所述转子偏心位31设置在所述偏心环座37的外周,两所述偏心环座37的配合面设置有用于安装所述偏心定位销35的定位销孔38。所述安装环座36与所述偏心环座37是通过模具一体成型的,两者构成了一个转子分体33结构。所述安装环座36用于安装支撑所述转子分体33,所述偏心环座37用于安装传动齿轮4。
36.所述定位销孔38对称设置有两个。参见图6,所述偏心环座37形成一与内周轴线错开的偏心结构,所述偏心环座37的厚度左右对称,因此为方便定位销孔38的加工与安装,因此将两所述定位销孔38分别对称设置所述偏心环座37的左右两侧。
37.参见图4和图5,两所述转子分体33的安装孔34内固定安装有转子磁钢39,所述转子磁钢39设置在两所述转子分体33的配合面处兼作将两所述转子分体33的固定连接的固定结构,所述转子磁钢39是由其中所述转子分体33的一端沿着轴向方向延伸至另一所述转子分体33的另一端,所述转子磁钢39分别与两所述转子分体33进行固定,即可以将两所述转子分体33进行固定。所述转子磁钢39粘接固定在两所述转子分体33上。
38.所述电机转子3中所包含的两转子分体33的结构完全相同,区别仅在于安装角度错开180
°
,下面具体介绍单个转子分体33的加工工艺以及电机转子3的安装过程:
39.所述转子分体33的加工工艺:通过模具加工成筒状的转子毛坯,然后对转子毛坯进行精加工;毛坯精加工时,首先将转子毛坯在车床上装夹,采用车床对毛坯内周进行车加工,形成安装孔34;然后再对毛坯外周加工处偏心台阶,形成安装环座与偏心环座,然后再
对所述安装环座36与偏心环座37的外周进行精加工,形成所述转子安装位32与转子偏心位31;然后再在所述偏心环座37的端面加工出用于安装偏心定位销35的定位销孔38,分别为定位销孔一与定位销孔二;所述电机转子3在轮毂电机中的安装方式为:
40.两所述转子分体33组装前,为了保证所述转子偏心位31上可以顺利安装所述齿轮轴承7,因此应首先将齿轮轴承7安装在对应的所述转子偏心位31后,再将两个所述转子分体33进行组装;
41.组装前,将所述偏心定位销35插装在其中一所述转子分体33的定位销孔38内,然后再将两个所述转子分体33进行组装;组装时,使得其中一所述转子分体33上的转子偏心位31正好与另一所述转子分体33上的转子偏心位31错开180
°
设置,即一个所述转子分体33上的定位销孔一与另一所述转子分体33上的定位销孔二对应,一个所述转子分体33上的定位销孔二与另一所述转子分体33上的定位销孔一对应,组装后的效果图参见图1;组装完成后,在两个所述转子分体33的内周粘接转子磁钢39,来将两个独立的所述转子分体33进行固定,构成带有两个所述齿轮轴承7的所述电机转子3;
42.然后再两所述齿轮轴承7的外周固定传动齿轮4,接着将所述电机转子3安装在轮毂端盖1上,安装时,分别在所述安装环座36的所述转子安装位32上通过所述支撑轴承6固定安装在轮毂端盖1上,完成再将传动齿轮4与轮毂端盖1进行连接,即完成了本装置的安装过程。
43.本实用新型的电机转子3作为用于安装传动齿轮4的偏心套结构,不再如现有技术一样需要在电机转子3的外周单独固定偏心套,然后在偏心套外安装传动齿轮4,本实用新型将转子偏心位31一体成型设置在电机转子3上,加工时将偏心结构一体加工,可以有效减少后续偏心套与外转子之间的加工配合难度,同时安装程序简化,操作难度降低。且通过简化结构,也可以减少结构的整体体积。
44.本实用新型的电机转子3是由两个独立的所述转子分体33组装拼合而成,且两所述转子分体33的结构完全相同,仅是安装时通过旋转180
°
实现转子偏心位31的相位错开,不仅可以降低转子偏心位31的加工难度,方便两轴承分别往两个转子偏心位31进行安装,同时由于两个转子分体33结构完全相同,可通过同一模具、相同加工工序进行加工,加工工序简化,加工成本得到明显降低。两所述轮毂端盖1之间连接有将两所述传动齿轮4安装在内的防松固定装置,两所述轮毂端盖1之间还设置有贯穿各所述传动齿轮4的力矩传递装置。
45.所述防松固定装置包括将两所述轮毂端盖1螺纹固定的防松螺栓11,所述防松螺栓11由其中一所述轮毂端盖1贯穿所有所述传动齿轮4螺纹连接至另一所述轮毂端盖1,所有所述传动齿轮4与所述防松螺栓11之间设置有定位套12,所述定位套12的两端分别抵靠在两所述轮毂端盖1上。所述定位套12用于定位所述行星架上盖与行星架下盖之间的间距。
46.所述力矩传递装置包括力矩传递销轴13,所述力矩传递销轴13贯穿所有所述传动齿轮4且两端分别定位在两所述轮毂端盖1上,各所述传动齿轮4与所述力矩传递销轴13之间分别设置有销轴套14。各所述销轴套14的外周分别相切配合安装在各所述传动齿轮4上,所述销轴套14用于保证各所述传动齿轮4之间的安装精度。
47.在本实施例中,每个传动齿轮4上分别对应设置有十二个通孔,所述行星架下盖上对应设置有六个定位孔一和六个螺纹孔,六个定位孔一与六个螺纹孔交替布置与十二个通
孔分别一一对应,所述定位孔一为盲孔,所述行星架上盖上对应设置有六个与各所述定位孔一分别对应的定位孔二和六个与各所述螺纹孔一一对应的阶梯孔,所述防松螺栓11由所述阶梯孔穿过各传动齿轮4对应的通孔螺纹连接至对应的螺纹孔,所述力矩传递销轴13依次穿过所述定位孔二、各所述传动齿轮4对应连接至所述定位孔一,所述力矩传递销轴13与所述定位孔二、定位孔一紧密配合,所述定位孔二为通孔。所述防松螺栓11为内六角圆柱螺钉。
48.在本实施例中,通过所述防松螺栓11来将所述行星架上盖与行星架下盖两个零件之间进行固定连接,并通过所述力矩传递销轴13与销轴套14进行力矩传递,本实用新型中所述防松螺栓11与力矩传递销轴13的交替配合设置,不仅可以实现良好的固定安装效果,而且还可以有效提高关节减速器的力矩传递精度。
49.所述输出部件包括固定在所述转动齿圈5外的轮胎安装架15,所述轮胎安装架15外固定安装有行走轮胎16,所述轮胎安装架15包括粘接固定在所述转动齿圈5外周的连接部,所述连接部的内周与齿圈轴承8之间固定,所述连接部的外端还一体成型安装有用于连接所述行走轮胎16的安装部,所述行走轮胎16通过螺钉固定连接在安装部上。
50.所述电机定子2上还安装有位于所述轮毂端盖1内的编码器17,所述编码器17为霍尔板,属于本领域普通工程技术人员所公知的,在此不再赘述。
51.以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征及本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解,本实用新型不受上述实施例的限制,上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理,在不脱离本实用新型精神和范围的前提下,本实用新型还会有各种变化和改进,这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

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