CN104052189A - 一种电动车用差速电机转子结构 - Google Patents
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Abstract
电动车使用差速电机后，可以省去电动车的变速箱、主减速器等传动部件，差速电机与后桥合为一体，使驱动系统大大简化，传动效率提高，从而改善电动车结构，降低电动车成本，可有效提高车辆的续驶里程，拓宽电动车辆的使用范围。但差速电机始终在市场上没有得到有效应用，主要原因是现有设计的差速电机难以制造加工，维修成本高。本发明使差速电机的转子分解为转子部分与差速轴两部分，各部分为独立生产制造后通过相互连接配合而成为整体转子。本发明借用了现有电机的加工工艺和加工设备，降低了加工难度，保证了加工质量。转子部分与差速轴可分别同时加工生产，缩短了生产周期，提高了生产效率，将低了维修成本。
Description
所属技术领域
本发明涉及一种电动车用差速电机转子结构，属于电动车底盘驱动技术领域和电机制造领域。
背景技术
在现有电动车辆驱动系统中，车辆的驱动系统基本采用“驱动电机+变速箱+主减速器+驱动轮”模式，在这个系统中，主减速器(又称后桥或前桥)具有差速功能，能保证在车辆转弯行驶时，电动车的内侧转动轮变慢，外侧的转动轮变快，使车辆顺利转弯，保证车辆行驶安全。但在这个系统中，因传动部件过多，有大量的能量被消耗掉，因此，电动车辆设计人员提出了“差速电机+驱动轮”的简捷模式，给电动车驱动系统提出了革命性的改进，是未来电动车辆驱动方式的发展方向。
电动车使用差速电机驱动后，可以省去电动车的变速箱、主减速器等传动部件，差速电机与后桥合为一体，使驱动系统大大简化，提高了传动效率，从而改善电动车结构，降低电动车成本，减少故障率，可有效提高车辆的续驶里程，拓宽电动车辆的应用范围。该种方案已提出多年，有关的专利也很多，但始终没有在市场上得到有效应用，主要原因有以下两点：
一是现有关于差速电机的专利大都是电动车整车设计人员提出的，所涉及的专利均是从整车的要求来设想的，从电动车辆的整体结构论述多，对具体差速电机的关键技术和关键结构涉及很少，对差速电机的深入研究不够。
二是现有的专利所论述的差速电机，均将差速器直接与电机转子做成一体，将差速器直接埋在电机的轴中间，这给差速电机的生产制造带来了很大的困难。更为严重的是，一旦差速器有质量问题，差速器不能取出维修更换，只能整体更换电机转子，这对采用采用稀土永磁材料制成的差速电机来说，由于永磁材料所占成本较大，如果更换电机转子基本相当于更换整台电机，维修费用太大。
发明内容
本发明的技术解决问题是：克服现有技术的不足，将差速电机技术做进一步发展，提出一种电动车用差速电机转子结构，从根本上解决差速电机在生产过程中的制造难题，减小维修成本。
本发明的技术解决方案是：将电动车用差速电机转子分为转子部分和差速轴部分，转子部分主要由转子主体和磁轭组成，是差速电机产生电磁转矩的主体。差速轴主要由左右半轴和差速器组成，其主要作用是将电机转子部分的转矩传递给差速器，再通过后加的传动轴输出给驱动轮，同时差速轴还具有差速作用，满足车辆平稳行驶的需要。另外差速轴支撑起差速电机的转子部分，使转子部分在差速电机中正常工作，进行能量交换。转子部分和差速轴部分两者分别加工制造，将转子部分套装在差速轴上，并通过键连接和孔用挡圈链接成差速电机转子整体。拆下孔用挡圈后可方便分离转子部分和差速轴，进行维修或更换部件。
本发明的原理是：差速电机通过电磁耦合在转子主体1上产生的转矩，通过键3传递给磁轭2，磁轭2再通过连接键7传递给左半轴4和右半轴6，左右半轴再将该转矩通过差速器5上的4个凸轴传递给差速器，差速器5与电动车上的传动轴连接后，将该转矩传递给电动车驱动轮，从而驱动电动车运行。当车辆转弯行驶时，差速轴中的差速器起到差速作用。
本发明与现有技术相比的优点在于：差速电机的转子由转子部分与差速轴两部分组成，各部分为独立部件，又具有相互连接装配关系，达到相互连接配合的目的。本发明借用了现有电机的加工工艺和加工设备，降低了加工难度，保证了加工质量。转子部分与差速轴可分别同时加工生产，缩短了生产周期，提高了生产效率。最为重要的是当差速器或转子部分一方有质量问题时，转子部分与差速轴可以相互脱开，经行局部维修或更换，不至于整体更换差速电机转子，降低了维修成本。
附图说明
图1为本发明的一种电动车用差速电机转子结构示意图。
图2为本发明的一种电动车用差速电机转子结构的磁轭示意图。
图3为本发明的一种电动车用差速电机转子结构的左半轴示意图。
图4为本发明的一种电动车用差速电机转子结构的转子部分示意图。
图5为本发明的一种电动车用差速电机转子结构的差速轴示意图。
图6为本发明的一种电动车用差速电机转子结构组装后的差速电机示意图。
具体实施方式
如图1所示，电动车用差速电机转子主要由转子主体1、磁轭2、键3、左半轴4、差速器5、右半轴6、连接键7、孔用挡圈8、紧固螺栓9、端板10、连接螺栓11、轴承12等组成。
本发明的加工工艺如下：
转子主体1按电机设计的要求加工制作后，加工转子主体1的内圆使其与磁轭2的外圆尺寸配合，并在转子主体1的内圆表面加工出与磁轭2配合的键3的键槽。
如图2所示，加工磁轭2的外圆与转子主体1的内圆尺寸配合，在磁轭2的外圆上开有与转子主体1配合的键3的键槽。加工磁轭2的内圆与左半轴4与右半轴6形成的外圆尺寸配合，在磁轭2的内圆上开有与左半轴4与右半轴6形成的外圆配合的连接键7的键槽，该键槽要保证差速轴从转子部分一端装入或退出。在磁轭2的内表面上还要加工出安放孔用挡圈8的圆环槽，在磁轭2的两端面加工出安装端板10的丝孔。
如图3所示，左半轴4及右半轴6首先要加工出安放差速器5的差速器室、传动轴通过的内通孔、左半轴4及右半轴6的配合面上加工出相互配合定位的止口及连接丝孔，内通孔是为车辆装配时传动轴通过与差速器连接的，因此该内通孔直径要大于传动轴的外径。然后用紧固螺栓9将左半轴4与右半轴6紧固成一个整体，整体进行精加工左半轴4与右半轴6的外圆使其与磁轭2内孔配合，在左半轴4与右半轴6上加工出安放轴承12的轴承挡，再在左半轴4与右半轴6的结合部加工出安放差速器5凸轴的4个圆孔，在左半轴4与右半轴6的外圆上加工出安放连接键7的键槽。
本发明的转配工艺如下：
转子主体1通过键3紧密套在磁轭2上，再经两端挡板10、连接螺栓11连接成一个整体，组成为转子部分，如图4所示。
松开紧固螺栓9，左半轴4与右半轴6分离，差速器5装入左半轴4与右半轴6中间，通过紧固螺栓9紧固组成一个整体，形成差速轴，如图5所示。
由转子主体1和磁轭2组成的转子部分通过键7套装在由左半轴4差速器5右半轴6组成的差速轴上，键7进行径向定位并传递扭矩，通过孔用挡圈8进行轴向定位，最后两端安装轴承12组成完整的差速电机转子，如图1所示。
差速电机转子与其差速电机定子、电机端盖、位置传感器等部件整体组装成差速电机，如图6。左右传动轴通过左右半轴内通孔与差速器连接，传动扭矩。当车辆直线行驶时差速电机转子与左右传动轴同步速转动，车辆两侧的驱动轮转速相同。当车辆转弯需要差速时，差速器的行星轮与差速轮转动，左右传动轴与电机转子有相对转动，左右两传动轴的转速不相等，驱动电动车左右轮子转动的速度不一致，使车辆转弯行驶。
当差速器5或转子部分有质量问题需要维修或更换时，卸下孔用挡圈8就可以将差速轴与转子部分分离，进行更换或维修，避免整体更换电机转子。
Claims (4)
1.一种电动车用差速电机转子结构，主要由转子主体(1)、磁轭(2)、键(3)、左半轴(4)、差速器(5)、右半轴(6)、连接键(7)、孔用挡圈(8)、紧固螺栓(9)、端板(10)、连接螺栓(11)、轴承(12)等组成，其特征在于：转子主体(1)通过键(3)连接套装在磁轭(2)上，再经两端挡板(8)、连接螺栓(11)连接成一个整体，成为转子部分；通过紧固螺栓(9)将左半轴(4)、差速器(5)与右半轴(6)紧固成一个整体，形成差速轴；由转子主体(1)和磁轭(2)组成的转子部分，通过连接键(7)套装在由左半轴(4)和右半轴(6)及差速器(5)组成的差速轴上，再通过孔用挡圈(8)进行轴向定位，安装上轴承(12)后组成完整的差速电机转子。
2.根据权利要求1所述的一种电动车用差速电机转子结构，其特征在于：转子主体(1)按电机设计的要求加工制作后，加工转子主体(1)的内圆使其与磁轭(2)的外圆配合，并在转子主体(1)的内圆表面加工出与磁轭(2)配合的键(3)的键槽。
3.根据权利要求1所述的一种电动车用差速电机转子结构，其特征在于：磁轭(2)的外圆与转子主体(1)的内圆尺寸配合，在磁轭(2)的外圆上开有与转子主体(1)配合的键(3)的键槽，磁轭(2)的内圆与左半轴(4)与右半轴(6)形成的外圆尺寸配合，在磁轭(2)的内圆上开有与左半轴(4)与右半轴(6)形成的外圆配合的连接键(7)的键槽，该键槽要保证差速轴从转子部分一端装入或退出；在磁轭(2)的内表面上还要加工出安放孔用挡圈(8)的圆环槽，在磁轭(2)的两端面加工出安装端板(10)的丝孔。
4.根据权利要求1所述的一种电动车用差速电机转子结构，其特征在于：左半轴(4)与右半轴(6)各自加工出安放差速器(5)的差速器室、传动轴通过的内通孔、两者连接的配合止口及连接丝孔，然后紧固螺栓(9)将左半轴(4)与右半轴(6)紧固成一个整体，整体进行精加工左半轴(4)与右半轴(6)的外圆使其与磁轭(2)的内孔配合，在左半轴(4)与右半轴(6)上加工出安放轴承(12)的轴承挡，在左半轴(4)与右半轴(6)的结合部加工出安放差速器(5)凸轴的4个圆孔，在左半轴(4)与右半轴(6)的外圆上加工出安放连接键(7)的键槽。
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