CN110949119B - 中央驱动式电驱动***总成 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种中央驱动式电驱动***总成，包括转动输出部件以及穿设在转动输出部件上的传动轴，在所述传动轴上安装有动力***和变速***，所述动力***和变速***分别位于转动输出部件的两侧，所述动力***通过传动轴将动力传递给变速***，再由变速***驱动转动输出部件转动，输出动力。采用以上技术方案，通过全新设计的中央驱动式结构，兼具了轮毂电机和侧挂式结构的优势，弥补了轮毂电机和侧挂式结构的不足，尤其适用于两轮车，不仅能够很好地保证转动输出部件的平衡性，而且具有极高的机械效率，较小的发热量，更佳的散热能力和更轻的重量。

Description

中央驱动式电驱动***总成
技术领域
本发明涉及电驱动***技术领域，具体涉及一种中央驱动式电驱动***总成。
背景技术
随着环保法规的日益严苛，以纯电为动力的汽车、两轮车、三轮车为代表的新能源交通工具取代传统燃油交通工具已经是大势所趋。现有的两轮电动车普遍采用轮毂电机和电机侧挂式结构。
轮毂电机采用低速直流电机直接驱动，不仅效率相对较低，发热量大，还由于电机体积大、重量重，打破了车轮结构原有的平衡，对操控性能及安全性方面会有一定影响。
侧挂式结构将电机和变速***(变速箱或减速器)置于驱动轮的同一侧，尽管可以采用高速电机以提高机械效率，但变速机构与电机的重量较重，导致车轮的平衡性不佳，尤其对于两轮车的影响更为明显。
因此，急需设计一种全新的电驱动***，能够兼具轮毂电机和电机侧挂式结构的优点，弥补二者的不足。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供了一种中央驱动式电驱动***总成。
其技术方案如下：
一种中央驱动式电驱动***总成，包括转动输出部件以及穿设在转动输出部件上的传动轴，其要点在于：在所述传动轴上安装有动力***和变速***，所述动力***和变速***分别位于转动输出部件的两侧，所述动力***通过传动轴将动力传递给变速***，再由变速***驱动转动输出部件转动，输出动力。
采用全新设计的中央驱动式结构，动力***和变速***相对对称地设置在转动输出部件的两侧，不仅能够很好地保证转动输出部件的平衡性，克服传统侧挂式结构导致平衡性不佳的问题，尤其适用于两轮车，而且能够采用高速电机，相对于传统轮毂电机具有更高的机械效率，更小的发热量，更佳的散热能力和更轻的重量。
作为优选：所述动力***包括套装在传动轴上、并用于带动传动轴转动的电机以及包在电机以外的动力***箱体，所述电机和动力***箱体通过动力***锁定部件固定在传动轴上；
所述变速***包括在传动轴和转动输出部件之间变速传动的变速机构以及包在变速机构以外的变速***箱体，所述变速机构和变速***箱体通过变速***锁定部件固定在传动轴上。
采用以上结构，动力***和变速***分别为独立结构，既能够分别进行模块化的设计，又易于分别进行安装维护，还便于拆卸和安装转动输出部件。
作为优选：所述动力***箱体包括用于容置电机的动力箱底座以及能够盖合在动力箱底座上的动力箱箱盖，所述变速***箱体包括用于容置变速机构的变速箱底座以及盖合在变速箱底座上的变速箱箱盖；
所述动力箱底座和电机依次装在传动轴上后，先通过动力***锁定部件进行锁定，然后将动力箱箱盖盖合在动力箱底座上，再将传动轴第一端盖盖合在动力箱箱盖上；
所述变速箱底座、变速机构和变速箱箱盖依次装在传动轴上后，先通过变速***锁定部件进行锁定，再将传动轴第二端盖盖合在变速箱箱盖上。
采用以上结构，简单可靠，易于拆装。
作为优选：所述动力***锁定部件和变速***锁定部件均为半月键，所述传动轴上具有与对应半月键相适应的半月键安装槽。采用以上结构，简单可靠，成本低廉。
作为优选：还包括平叉，该平叉的两根主管分别与动力箱底座和变速箱底座固定连接。采用以上结构，整体结构稳定可靠，尽可能避免对电机和变速机构的影响。
作为优选：所述变速机构包括固套在传动轴上的一级主动齿轮、与传动轴平行的减速中间轴、固套在减速中间轴上的一级从动齿轮、活套在传动轴上的轮毂驱动套以及固套在轮毂驱动套上的二级从动齿轮，所述一级主动齿轮与一级从动齿轮啮合，所述减速中间轴上具有与二级从动齿轮啮合的二级主动齿，所述轮毂驱动套能够带动转动输出部件同步转动。采用以上结构，能够稳定可靠地进行减速传动。
作为优选：所述轮毂驱动套和一级主动齿轮之间设置有推力球轴承。采用以上结构，保证了轮毂驱动套和一级主动齿轮安装的可靠性。
作为优选：所述轮毂驱动套上具有一级台阶面和二级台阶面，所述一级台阶面的凸出高度高于二级台阶面，所述转动输出部件套装在一级台阶面上，并与一级台阶面花键配合，所述二级从动齿轮套装在二级台阶面上，并与二级台阶面花键配合。采用以上结构，易于装配，可靠性高。
作为优选：所述电机的电机轴为空心轴套结构，该电机轴套装在传动轴上，并与传动轴花键配合。采用以上结构，保证了电机轴与传动轴的同轴度，能够承受更大的扭矩，结构稳定可靠。
作为优选：所述传动轴上安装有编码器，该编码器位于传动轴第一端盖和动力箱箱盖之间。采用以上结构，能够将电机和传动轴的转速转化成信号形式进行反馈。
与现有技术相比，本发明的有益效果：
采用以上技术方案的中央驱动式电驱动***总成，结构新颖，设计巧妙，易于实现，通过全新设计的中央驱动式结构，兼具了轮毂电机和侧挂式结构的优势，弥补了轮毂电机和侧挂式结构的不足，尤其适用于两轮车，不仅能够很好地保证转动输出部件的平衡性，而且具有极高的机械效率，较小的发热量，更佳的散热能力和更轻的重量。
附图说明
图1为中央驱动式电驱动***总成的剖视图；
图2为电机、传动轴与变速机构的配合关系示意图；
图3为中央驱动式电驱动***总成的结构示意图；
图4为组合式车轮的结构示意图；
图5为组合式车轮的剖视图；
图6为轮毂支架其中一个视角的示意图；
图7为轮毂支架另外一个视角的示意图；
图8为轮毂其中一个视角的示意图；
图9为轮毂另外一个视角的示意图。
具体实施方式
以下结合实施例和附图对本发明作进一步说明。
如图1和图3所示，一种中央驱动式电驱动***总成，其主要包括转动输出部件1以及穿设在转动输出部件1上的传动轴2，在所述传动轴2上安装有动力***和变速***，所述动力***和变速***分别位于转动输出部件1的两侧，所述动力***通过传动轴2将动力传递给变速***，再由变速***驱动转动输出部件1，输出动力。
通过全新设计的中央驱动式结构，兼具了轮毂电机和侧挂式结构的优势，弥补了轮毂电机和侧挂式结构的不足，尤其适用于两轮车，不仅能够很好地保证转动输出部件的平衡性，而且具有极高的机械效率，较小的发热量，更佳的散热能力和更轻的重量。
本实施例中，转动输出部件1为组合式车轮。请参见图4和图5，所述组合式车轮包括从内到外同轴依次设置的轮毂支架1a、轮毂1b和轮胎1c。变速***驱动轮毂支架1a，以驱使组合式车轮转动。所述轮毂1b为中空结构，该轮毂1b可拆卸地安装在轮毂支架1a上。所述轮胎1c套装在轮毂1b上。
请参见图4-图9，所述轮毂支架1a的外圈具有轮毂安装环1a1，所述轮毂1b的内圈具有与轮毂安装环1a1相适应的轮毂安装圈1b1，所述轮毂安装圈1b1能够通过若干螺栓1d可拆卸地固定在轮毂安装环1a1上。中央驱动式电驱动***总成的动力***和变速***分别安装在轮毂支架1a的两侧，当需要更换或修补轮胎1c时，只需要取下全部螺栓1d(无需拆卸动力***和变速***)，就可以把轮毂1b和轮胎1c一同取下，和传统的方式完全相同，从而能够实现快速换胎，提高了中央驱动式电驱动***总成维护保养的便利性。
请参见图6和图7，所述轮毂支架1a还包括同轴设置在轮毂安装环1a1中的动力输入盘1a2，所述轮毂安装环1a1和动力输入盘1a2之间通过若干支架连接筋1a3连接，结构强度高，稳定可靠，重量较轻，能够实现减重的目的。
所述动力输入盘1a2的中心位置具有驱动轴孔1a21，该驱动轴孔1a21的孔壁为花键结构，能够稳定可靠地进行动力传递。
所述动力输入盘1a2的一侧内凹形成有凹腔1a22，该凹腔1a22的中心位置设置有动力输入轴套1a23，该动力输入轴套1a23的轴孔为所述驱动轴孔1a21。动力输入轴套1a23基本隐藏在凹腔1a22中，提升整体的外观。
在所述凹腔1a22中设置有若干加强筋1a24，各根加强筋1a24沿周向分布在动力输入轴套1a23周围，且各根加强筋1a24的两端分别与凹腔1a22的腔壁和动力输入轴套1a23的外壁连接，能够大幅提高动力输入盘1a2和动力输入轴套1a23的结构强度。所述动力输入盘1a2与凹腔1a22相对的一侧盘面凸出形成有一圈圆环形的凸缘1a25，该凸缘1a25的外周面上设置有若干加强凸块1a26，能够保证凸缘1a25的结构强度。
请参见图8和图9，所述轮毂1b还包括同轴设置在轮毂安装圈1b1外的轮胎安装圈1b2，所述轮胎安装圈1b2和轮毂安装圈1b1之间通过若干轮毂连接筋1b3连接，结构强度高，稳定可靠，重量较轻，能够实现减重的目的。并且，轮毂连接筋1b3的一侧表面具有减重凹槽1b31，在保证结构强度的前提下，实现减重功能。所述轮毂安装圈1b1安装轮毂安装环1a1的一侧表面具有与轮毂安装环1a1相适应的安装沉台1b11，安装沉台1b11既能够对轮毂安装环1a1定位，提高装配效率，又能够提高轮毂支架1a和轮毂1b连接的可靠性。
进一步地，为了提高轮毂支架1a和轮毂1b的可靠性，所述轮毂支架1a和轮毂1b均为一体成型。
请参见图1和图2，所述动力***包括套装在传动轴2上、并用于带动传动轴2转动的电机3以及包在电机3以外的动力***箱体4，所述电机3和动力***箱体4通过动力***锁定部件6固定在传动轴2上。所述变速***包括在传动轴2和组合式车轮之间变速传动的变速机构以及包在变速机构以外的变速***箱体5，所述变速机构和变速***箱体5通过变速***锁定部件7固定在传动轴2上。需要指出的是，动力***箱体4和变速***箱体5的箱体大小均小于轮毂安装圈1b1的内圈大小，以便于轮毂支架1a和轮毂1b向左拆卸，又能够向右拆卸，灵活性高，适用于不同情况。
请参见图1，所述动力***箱体4包括用于容置电机3的动力箱底座4a以及能够盖合在动力箱底座4a上的动力箱箱盖4b，所述变速***箱体5包括用于容置变速机构的变速箱底座5a以及盖合在变速箱底座5a上的变速箱箱盖5b。所述动力箱底座4a和电机3依次装在传动轴2上后，先通过动力***锁定部件6进行锁定，然后将动力箱箱盖4b盖合在动力箱底座4a上，再将传动轴第一端盖4c盖合在动力箱箱盖4b上。所述变速箱底座5a、变速机构和变速箱箱盖5b依次装在传动轴2上后，先通过变速***锁定部件7进行锁定，再将传动轴第二端盖5c盖合在变速箱箱盖5b上。
请参见图1和图2，所述动力***锁定部件6和变速***锁定部件7均为半月键，所述传动轴2上具有与对应半月键相适应的半月键安装槽。
请参见图1和图3，中央驱动式电驱动***总成还包括平叉8，该平叉8的两根主管分别与动力箱底座4a和变速箱底座5a固定连接。当需要更换轮胎1c时，先将平叉8与其它部件分离。
请参见图2，所述变速机构包括固套在传动轴2上的一级主动齿轮9、与传动轴2平行的减速中间轴11、固套在减速中间轴11上的一级从动齿轮10、活套在传动轴2上的轮毂驱动套13以及固套在轮毂驱动套13上的二级从动齿轮12，所述一级主动齿轮9与一级从动齿轮10啮合，所述减速中间轴11上具有与二级从动齿轮12啮合的二级主动齿11a，所述轮毂驱动套13能够带动组合式车轮同步转动，所述轮毂驱动套13和一级主动齿轮9之间设置有推力球轴承14。
电机3带动传动轴2转动，传动轴2带动一级主动齿轮9转动，一级主动齿轮9带动一级从动齿轮10转动，一级从动齿轮10带动减速中间轴11转动，二级主动齿11a带动二级从动齿轮12转动，二级从动齿轮12带动轮毂驱动套13转动。
请参见图2，所述轮毂驱动套13上具有一级台阶面13a和二级台阶面13b，所述一级台阶面13a的凸出高度高于二级台阶面13b，所述组合式车轮套装在一级台阶面13a上，并与一级台阶面13a花键配合，所述二级从动齿轮12套装在二级台阶面13b上，并与二级台阶面13b花键配合。
所述电机3的电机轴3a为空心轴套结构，该电机轴3a套装在传动轴2上，并与传动轴2花键配合。电机3的转子带动电机轴3a转动，电机轴3a带动传动轴2与其同步转动。
请参见图1和图2，所述传动轴2上安装有编码器17，该编码器17位于传动轴第一端盖4c和动力箱箱盖4b之间，能够将电机3和传动轴2的转速转化成信号形式进行反馈。
请参见图1，所述轮毂驱动套13和动力***箱体4之间设置有动力箱油封15，所述轮毂驱动套13和变速***箱体5之间设置有变速箱油封16，以保证动力***箱体4和变速***箱体5的密封性，防止发生漏机油的情况。
最后需要说明的是，上述描述仅仅为本发明的优选实施例，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不违背本发明宗旨及权利要求的前提下，可以做出多种类似的表示，这样的变换均落入本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种中央驱动式电驱动***总成，其特征在于：包括转动输出部件以及穿设在转动输出部件上的传动轴，在所述传动轴上安装有动力***和变速***，所述动力***和变速***分别位于转动输出部件的两侧，所述动力***通过传动轴将动力传递给变速***，再由变速***驱动转动输出部件，输出动力；
转动输出部件为组合式车轮；所述组合式车轮包括从内到外同轴依次设置的轮毂支架、轮毂和轮胎；变速***驱动轮毂支架，以驱使组合式车轮转动；所述轮毂为中空结构，该轮毂可拆卸地安装在轮毂支架上；所述轮胎套装在轮毂上；
所述轮毂支架的外圈具有轮毂安装环，所述轮毂的内圈具有与轮毂安装环相适应的轮毂安装圈，所述轮毂安装圈能够通过若干螺栓可拆卸地固定在轮毂安装环上；中央驱动式电驱动***总成的动力***和变速***分别安装在轮毂支架的两侧；
所述轮毂支架还包括同轴设置在轮毂安装环中的动力输入盘，所述轮毂安装环和动力输入盘之间通过若干支架连接筋连接；
所述动力输入盘的中心位置具有驱动轴孔，该驱动轴孔的孔壁为花键结构；
所述动力输入盘的一侧内凹形成有凹腔，该凹腔的中心位置设置有动力输入轴套，该动力输入轴套的轴孔为所述驱动轴孔；
在所述凹腔中设置有若干加强筋，各根加强筋沿周向分布在动力输入轴套周围，且各根加强筋的两端分别与凹腔的腔壁和动力输入轴套的外壁连接；所述动力输入盘与凹腔相对的一侧盘面凸出形成有一圈圆环形的凸缘，该凸缘的外周面上设置有若干加强凸块；
所述轮毂还包括同轴设置在轮毂安装圈外的轮胎安装圈，所述轮胎安装圈和轮毂安装圈之间通过若干轮毂连接筋连接；轮毂连接筋的一侧表面具有减重凹槽；所述轮毂安装圈安装轮毂安装环的一侧表面具有与轮毂安装环相适应的安装沉台；
所述轮毂支架和轮毂均为一体成型；
所述动力***包括套装在传动轴上、并用于带动传动轴转动的电机以及包在电机以外的动力***箱体，所述电机和动力***箱体通过动力***锁定部件固定在传动轴上；所述变速***包括在传动轴和组合式车轮之间变速传动的变速机构以及包在变速机构以外的变速***箱体，所述变速机构和变速***箱体通过变速***锁定部件固定在传动轴上；动力***箱体和变速***箱体的箱体大小均小于轮毂安装圈的内圈大小；
所述动力***箱体包括用于容置电机的动力箱底座以及能够盖合在动力箱底座上的动力箱箱盖，所述变速***箱体包括用于容置变速机构的变速箱底座以及盖合在变速箱底座上的变速箱箱盖；所述动力箱底座和电机依次装在传动轴上后，先通过动力***锁定部件进行锁定，然后将动力箱箱盖盖合在动力箱底座上，再将传动轴第一端盖盖合在动力箱箱盖上；所述变速箱底座、变速机构和变速箱箱盖依次装在传动轴上后，先通过变速***锁定部件进行锁定，再将传动轴第二端盖盖合在变速箱箱盖上；
所述动力***锁定部件和变速***锁定部件均为半月键，所述传动轴上具有与对应半月键相适应的半月键安装槽；
中央驱动式电驱动***总成还包括平叉，该平叉的两根主管分别与动力箱底座和变速箱底座固定连接；
所述变速机构包括固套在传动轴上的一级主动齿轮、与传动轴平行的减速中间轴、固套在减速中间轴上的一级从动齿轮、活套在传动轴上的轮毂驱动套以及固套在轮毂驱动套上的二级从动齿轮，所述一级主动齿轮与一级从动齿轮啮合，所述减速中间轴上具有与二级从动齿轮啮合的二级主动齿，所述轮毂驱动套能够带动组合式车轮同步转动，所述轮毂驱动套和一级主动齿轮之间设置有推力球轴承；
电机带动传动轴转动，传动轴带动一级主动齿轮转动，一级主动齿轮带动一级从动齿轮转动，一级从动齿轮带动减速中间轴转动，二级主动齿带动二级从动齿轮转动，二级从动齿轮带动轮毂驱动套转动；
所述轮毂驱动套上具有一级台阶面和二级台阶面，所述一级台阶面的凸出高度高于二级台阶面，所述组合式车轮套装在一级台阶面上，并与一级台阶面花键配合，所述二级从动齿轮套装在二级台阶面上，并与二级台阶面花键配合；
所述电机的电机轴为空心轴套结构，该电机轴套装在传动轴上，并与传动轴花键配合；电机的转子带动电机轴转动，电机轴带动传动轴与其同步转动；
所述传动轴上安装有编码器，该编码器位于传动轴第一端盖和动力箱箱盖之间，能够将电机和传动轴的转速转化成信号形式进行反馈；
所述轮毂驱动套和动力***箱体之间设置有动力箱油封，所述轮毂驱动套和变速***箱体之间设置有变速箱油封。
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