CN112762146A - 一种行星减速传动的电动驱动轮 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种行星减速传动的电动驱动轮，包括行星减速器、直流电动机、行星减速内齿轮壳体、橡胶轮胎，直流电动机直接安装在行星减速器的二级行星架上，所述行星减速器包括一级行星架、三个一级行星齿轮、一个一级太阳齿轮和二级行星架、一个二级太阳齿轮以及行星减速内齿轮壳体，通过外啮合‑内啮合的行星减速传动链将直流电动机的动力转换为低速大扭矩动力输出到橡胶轮胎上。该行星减速传动的电动驱动轮，行星减速器的高速级采用行星传动浮动技术，实现了高速级行星传动行星齿轮的载荷均匀分布，降低传动的噪音，由于采用行星传动方式，避免了使用双联齿轮，有利于提高齿轮的制造精度，降低制造成本，更加适合于大批量生产。

Description

一种行星减速传动的电动驱动轮
技术领域
本发明涉及驱动轮设备技术领域，具体为一种行星减速传动的电动驱动轮。
背景技术
现有剪叉式高空作业车的自行走用电动驱动轮多采用平行轴外-外-内啮合的齿轮传动方式，直流电机的输出轴上加工有齿轮，此齿轮作为动力输入齿轮，该电机轴齿轮和一个双联齿轮的大齿轮啮合，而双联齿轮的小齿轮与另外一个外齿轮相啮合，外齿轮和小齿轮相啮合的同时又和内齿圈的内齿相啮合，构成外啮合-外啮合-内啮合的传动链，该传动链在整个减速器内部对称的布置了两组，从而将直流电机的输出扭矩放大后输出到内齿圈上，通过内齿圈将动力输出到轮胎，驱动高空作业车自行走。
现有技术为了使外形尺寸更加紧凑，直流电机的输出轴必须被加工成齿轮轴，而电机轴的输出转速高，接近3000转/分钟，为减小传动的噪音，齿轮轴的齿轮部分必须有高的精度且需要与电机轴上的两个轴承位保持较高的同心度，电机轴在机械结构上属于细长杆类零件，这就提高了机加工的难度和制造成本。传动链中为保证双联齿轮能够正确安装对双联齿轮的大小齿轮的齿数有严格要求，大小齿轮的齿数需是偶数齿并且大小齿轮的齿槽对称线要严格对正，大小齿轮的齿数差别较大且小齿轮距离大齿轮很近，小齿轮必须插齿加工，大齿轮虽可以插齿加工但效率比较低，大齿轮滚齿加工需要设计复杂的工装才能保证大小齿轮的齿槽对称线对正。双联齿轮属硬齿面齿轮，插齿和滚齿后需要磨齿精加工，磨齿时存在齿侧面磨削余量对称的问题，否则会破坏大小齿轮的齿槽对称线的对正性，造成传动过程中噪音高和异响问题。这些都提高了加工难度和制造成本，不利用大批量生产。另外现有技术在设计结构上很难做到全密封结构，因此齿轮传动中只能加注润滑脂而不能使用齿轮油润滑，否则会导致润滑油外漏，由于非全密封结构增加了外部泥沙和水进入减速器内部的可能，导致减速器过早损坏且无法维修使用。
发明内容
本发明的目的在于提供一种行星减速传动的电动驱动轮，以解决上述背景技术中提出的现有电动驱动轮的直流电机的输出轴必须被加工成齿轮轴，齿轮轴的加工精度决定了齿轮传动的噪音水平，且加大了加工难度和制造成本，不利用大批量生产，另外现有技术在设计结构上很难做到全密封结构，导致减速器过早损坏且无法维修使用的问题技术问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种行星减速传动的电动驱动轮，包括行星减速器、直流电动机、橡胶轮胎、常闭式电磁制动器和行星减速内齿轮壳体，橡胶轮胎固定在行星减速内齿轮壳体上，直流电动机直接安装在行星减速器的二级行星架上，所述行星减速器包括一级行星架、二级行星架、第一骨架油封、第二骨架油封、行星减速内齿轮壳体、深沟球轴承、自密封轴承、一级太阳齿轮、二级太阳齿轮、三个一级行星齿轮、三个二级行星齿轮、三个一级行星轮轴和三个二级行星轮轴，通过外啮合-内啮合的行星减速传动链将直流电动机的动力转换为低速大扭矩动力输出到橡胶轮胎上。
优选的，所述直流电动机直接安装在行星减速器的二级行星架上，所述直流电动机的输出轴通过自密封轴承支撑，所述自密封轴承安装于二级行星架的轴承孔内，所述直流电动机的输出轴上设置有第二骨架油封，所述直流电动机的输出轴通过外花键与一级太阳齿轮的内花键联接。
优选的，所述一级太阳齿轮与一级行星齿轮外啮合，三个所述一级行星齿轮同时与行星减速内齿轮壳体的一级内齿轮内啮合，三个一级行星齿轮通过一级行星轮轴安装在一级行星架上。
优选的，所述二级太阳齿轮与二级行星齿轮外啮合，三个所述二级行星齿轮同时与行星减速内齿轮壳体的二级内齿轮内啮合，三个二级行星齿轮通过二级行星轮轴安装在二级行星架上，所述二级行星架与设备连接固定设置。
优选的，所述行星减速内齿轮壳体内安装有两个深沟球轴承，所述行星减速内齿轮壳体由两个深沟球轴承两点支承，且两个深沟球轴承的内圈安装在二级行星架上。
优选的，所述二级行星架采用整体铸造式结构，既作为二级行星齿轮的支承本体，又作为整个电动驱动轮的支承座，其输出法兰可安装固定在被驱动的机器的转向桥上。
优选的，所述行星减速内齿轮壳体的输出法兰通过轮毂法兰与橡胶轮胎连接。
优选的，所述二级行星架上安装有第一骨架油封，所述第一骨架油封的外圈安装在行星减速内齿轮壳体的内孔内，所述端盖与行星减速内齿轮壳体之间安装有O形圈。
优选的，所述直流电动机后端设置有常闭式电磁制动器。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、该行星减速传动的电动驱动轮，行星减速器的高速级采用行星传动浮动技术，直流电机的输出轴只需要加工成外花键，行星减速器的高速级太阳轮通过内花键与外花键连接，降低了电机输出轴的制造难度，高速级太阳齿轮可以单独加工可以单独加工，便于实现更高的齿轮精度，降低传动的噪音，由于采用行星传动方式，避免了使用双联齿轮，有利于提高齿轮的制造精度，降低制造成本，更加适合于大批量生产。
2、该行星减速传动的电动驱动轮，设计结构上可以做到可靠的全密封结构，齿轮传动的润滑方式可以采用齿轮油润滑，方便定期更换齿轮油，大大提高了减速器的使用寿命。
附图说明
图1为本发明整体剖面结构示意图。
图中： 1、直流电动机； 101、输出轴； 2、二级行星架； 3、深沟球轴承； 4、二级行星齿轮； 5、行星减速内齿轮壳体； 501、一级内齿轮； 502、二级内齿轮； 6、二级行星轮轴；7、一级行星齿轮； 8、O形圈； 9、端盖； 10、一级行星轮轴； 11、一级行星架； 12、一级太阳齿轮； 13、二级太阳齿轮； 14、橡胶轮胎； 15、第一骨架油封； 16、第二骨架油封； 17、自密封轴承； 18、常闭式电磁制动器； 19、轮毂法兰。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1，本发明提供一种技术方案：一种行星减速传动的电动驱动轮，包括行星减速器、直流电动机1、行星减速内齿轮壳体5、橡胶轮胎14、常闭式电磁制动器18，橡胶轮胎14固定在行星减速内齿轮壳体5上，直流电动机1直接安装在行星减速器的二级行星架2上，行星减速器包括一级行星架11、二级行星架2、第一骨架油封15、第二骨架油封16、行星减速内齿轮壳体5、深沟球轴承3、自密封轴承17、一级太阳齿轮12、二级太阳齿轮13、三个一级行星齿轮7、三个二级行星齿轮4、三个一级行星轮轴10和三个二级行星轮轴6，通过外啮合-内啮合的行星减速传动链将直流电动机1的动力转换为低速大扭矩动力输出到橡胶轮胎14上。
进一步的，直流电动机1直接安装在行星减速器的二级行星架2上，直流电动机1的输出轴101通过自密封轴承17支撑，自密封轴承17安装于二级行星架2的轴承孔内，直流电动机1的输出轴101上设置有第二骨架油封16，直流电动机1的输出轴101通过外花键与一级太阳齿轮12的内花键联接。
进一步的，一级太阳齿轮12与一级行星齿轮7外啮合，三个一级行星齿轮7同时与行星减速内齿轮壳体5的一级内齿轮501内啮合，三个一级行星齿轮7通过一级行星轮轴10安装在一级行星架11上，以上部件组成一级行星传动组件，该一级行星传动组件采用了全浮动均载技术。
进一步的，二级太阳齿轮13与二级行星齿轮4外啮合，三个二级行星齿轮4同时与行星减速内齿轮壳体5的二级内齿轮502内啮合，三个三个二级行星齿轮4通过二级行星轮轴6安装在二级行星架2上，二级行星架2固定设置，且不可转动，外啮合-内啮合的行星传动链同样使用在二级行星传动中，二级太阳齿轮13、二级行星齿轮4、二级行星架2以及行星减速内齿轮壳体5的二级内齿轮构成了二级行星传动要素，与一级行星传动组件相比，其区别在于二级行星架2被固定了自由度，动力被限制到只能通过行星减速内齿轮壳体5输出到轮胎14上。
进一步的，行星减速内齿轮壳体5内安装有两个深沟球轴承3，行星减速内齿轮壳体5由两个深沟球轴承3两点支承，且两个深沟球轴承3的内圈安装在二级行星架2上，行星减速内齿轮壳体5分别由两个深沟球轴承3两点支承，轮胎14对行星减速内齿轮壳体5的径向力作用于轴承3的两个支承点之间，增加了行星传动的结构刚性，且两个轴承3的内圈安装在二级行星架2上，电动驱动轮的齿轮传动部分采用了行星减速内齿轮壳体5转动输出动力的二级行星传动方案，一级行星传动采用浮动均载技术，直流电动机1输入动力通过行星减速内齿轮壳体5的两个内齿轮功率分流输出动力。
进一步的，二级行星架2采用整体铸造式结构，既可作为二级行星齿轮4的支承本体，又作为整个电动驱动轮的支承，二级行星架2与橡胶轮胎14之间安装有轮毂法兰19。
进一步的，行星减速内齿轮壳体5的输出法兰通过轮毂法兰19与橡胶轮胎14连接。
进一步的，二级行星架2上安装有第一骨架油封15，第一骨架油封15的外圈安装在行星减速内齿轮壳体5的内孔内，端盖9与行星减速内齿轮壳体5之间安装有O形圈8，骨架油封15、骨架油封16、O形圈8组成了行星齿轮传动的全密封结构，有效地阻止了外部水和泥沙等杂物进入行星减速器内部。
进一步的，直流电动机1后端设置有常闭式电磁制动器18，保证了整机的可靠驻车制动及坡道驻车安全性。
工作原理：该电动驱动轮，其包括与转动的行星减速内齿轮壳体5联接的橡胶轮胎14和采用二级行星齿轮传动的减速机构，直流电动机1的输出花键轴直接驱动行星减速器，直流电动机1直接安装在整个行星减速器的二级行星架2上，直流电机1的输出轴后端设置了常闭式电磁制动器18；直流电机1的输出轴前轴承为自密封轴承17，其直接安装于二级行星架2的轴承孔内，自密封轴承17采用自润滑轴承，并在直流电动机1的输出轴上设置了第二骨架油封16，第二骨架油封16同样安装在二级行星架2上，直流电动机1输出轴通过外花键和一级太阳齿轮12联接，带动一级太阳齿轮12转动将动力输入到行星减速传动。一级太阳齿轮12与一级行星齿轮7外啮合，一级行星齿轮7共有3个，通过一级行星轮轴10安装在一级行星架11上，一级行星齿轮7同时与行星减速内齿轮壳体5的一级内齿轮501内啮合，一级行星齿轮7除自转运动外还做公转运动，公转的同时通过一级行星轮轴10带动一级行星架11转动，一级行星架11通过内花键与二级太阳齿轮13联接，从而带动二级太阳齿轮13转动，二级太阳齿轮13与二级行星齿轮4外啮合，二级行星齿轮4共3个，通过二级行星轮轴6安装在二级行星架2上，二级行星齿轮4同时与行星减速内齿轮壳体5的二级内齿内啮合，由于二级行星架2被固定安装在机器车架上，不能转动，限制了行星减速传动的行星架自由度，动力通过二级行星齿轮4与行星减速内齿轮壳体5的二级内齿的内啮合传动输出到行星减速内齿轮壳体5上，带动行星减速内齿轮壳体5转动。行星减速内齿轮壳体5的输出法兰与橡胶车轮14通过螺栓联接在一起，转动的行星减速内齿轮壳体5分别由两个深沟球轴承3支承，深沟球轴承3内圈安装在整体铸造结构的二级行星架2上，二级行星架2通过安装法兰与机器车架联接；二级行星架2上安装了骨架油封15，整个行星齿轮传动前端通过端盖9封闭，端盖9与行星减速内齿轮壳体5配合安装止口上设置了O形圈8，O形圈8、骨架油封15以及骨架油封16对行星齿轮传动组成了可靠的密封结构有效地阻止了外部水和泥沙等杂物进入减速器内部；由于在设计结构上做到可靠的全密封结构，齿轮传动的润滑方式可以采用齿轮油润滑，方便定期更换齿轮油，大大提高了减速器的使用寿命和可维修性。
在本申请实施例中，针对“前”、“后”、“左”、“右”等方位名词的描述，仅为根据本申请示出的附图所示的方向进行描述，并不限于对本申请权利要求保护范围的限制，具体实施过程中，可根据该实施例对其进行相应变形得到其他相同或相近的实施方式，均在本申请的保护范围内，且对于其他相近或相同的实施方式，本申请中并不做重复阐述。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
最后应当说明的是，以上内容仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，本领域的普通技术人员对本发明的技术方案进行的简单修改或者等同替换，均不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims (9)

1.一种行星减速传动的电动驱动轮，包括行星减速器、直流电动机（1）、橡胶轮胎（14）、常闭式电磁制动器（18）和行星减速内齿轮壳体（5），其特征在于：所述橡胶轮胎（14）固定在行星减速内齿轮壳体（5）上，直流电动机（1）直接安装在行星减速器的二级行星架（2）上，所述行星减速器包括一级行星架（11）、二级行星架（2）、第一骨架油封（15）、第二骨架油封（16）、行星减速内齿轮壳体（5）、深沟球轴承（3）、自密封轴承（17）、一级太阳齿轮（12）、二级太阳齿轮（13）、三个一级行星齿轮（7）、三个二级行星齿轮（4）、三个一级行星轮轴（10）和三个二级行星轮轴（6），通过外啮合-内啮合的行星减速传动链将直流电动机（1）的动力转换为低速大扭矩动力输出到橡胶轮胎（14）上。
2.根据权利要求1所述的一种行星减速传动的电动驱动轮，其特征在于：所述直流电动机（1）直接安装在行星减速器的二级行星架（2）上，所述直流电动机（1）的输出轴（101）通过自密封轴承（17）支撑，所述自密封轴承（17）安装于二级行星架（2）的轴承孔内，所述直流电动机（1）的输出轴（101）上设置有第二骨架油封（16），所述直流电动机（1）的输出轴（101）通过外花键与一级太阳齿轮（12）的内花键联接。
3.根据权利要求1所述的一种行星减速传动的电动驱动轮，其特征在于：所述一级太阳齿轮（12）与一级行星齿轮（7）外啮合，三个所述一级行星齿轮（7）同时与行星减速内齿轮壳体（5）的一级内齿轮（501）内啮合，三个一级行星齿轮（7）通过一级行星轮轴（10）安装在一级行星架（11）上。
4.根据权利要求1所述的一种行星减速传动的电动驱动轮，其特征在于：所述二级太阳齿轮（13）与二级行星齿轮（4）外啮合，三个所述二级行星齿轮（4）同时与行星减速内齿轮壳体（5）的二级内齿轮（502）内啮合，三个二级行星齿轮（4）通过二级行星轮轴（6）安装在二级行星架（2）上，所述二级行星架（2）与设备连接固定设置。
5.根据权利要求1所述的一种行星减速传动的电动驱动轮，其特征在于：所述行星减速内齿轮壳体（5）内安装有两个深沟球轴承（3），所述行星减速内齿轮壳体（5）由两个深沟球轴承（3）两点支承，且两个深沟球轴承（3）的内圈安装在二级行星架（2）上。
6.根据权利要求1所述的一种行星减速传动的电动驱动轮，其特征在于：所述二级行星架（2）采用整体铸造式结构，既作为二级行星齿轮（4）的支承本体，又作为整个电动驱动轮的支承座，其输出法兰可安装固定在被驱动的机器的转向桥上。
7.根据权利要求1所述的一种行星减速传动的电动驱动轮，其特征在于：所述行星减速内齿轮壳体（5）的输出法兰通过轮毂法兰（19）与橡胶轮胎（14）连接。
8.根据权利要求1所述的一种行星减速传动的电动驱动轮，其特征在于：所述二级行星架（2）上安装有第一骨架油封（15），所述第一骨架油封（15）的外圈安装在行星减速内齿轮壳体（5）的内孔内，所述端盖（9）与行星减速内齿轮壳体（5）之间安装有O形圈（8）。
9.根据权利要求1所述的一种行星减速传动的电动驱动轮，其特征在于：所述直流电动机（1）后端设置有常闭式电磁制动器（18）。
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