一种轮毂电机车轮总成及轮毂电机轴承单元的制作方法

1.本发明属于电动轮技术领域，具体涉及一种轮毂电机轴承单元。


背景技术：

2.近年来，随着技术的发展以及能源等问题的出现，新能源汽车行业得到了迅速的发展，而轮毂电机作为新能源汽车的新一代动力源，其本身具有响应速度快、转矩控制精度高和使用寿命长等特点，并且以轮毂电机作为动力源的新能源汽车，可以简化传统汽车的传动系统、减轻整车的重量并且能源损耗也更小，符合现代的发展理念。
3.申请公布号为cn113799595a的发明专利申请公开了一种集成轮毂电机与轮辋、制动器的车轮总成，其中，轮辋包括呈圆环状的轮胎安装筒以及连接在轮胎安装筒轴向端部的轮辐，轮辋的径向内侧设有与轮辋同轴布置的轮毂电机。轮毂电机包括同轴布置的转子和定子，转子包括呈圆筒状的转子主体以及连接在转子主体轴向端部的转子法兰，转子法兰的中心处连接有位于转子主体径向内侧且与转子主体同轴线的转轴，转子和轮辋之间通过转子法兰和轮辐的螺栓连接实现固定；定子位于转子的径向内侧且套设在转轴的周向外侧，环形定子和转轴之间固定安装有轴承。
4.上述专利申请中，由于转轴与转子一体设置，这样导致转子的结构复杂，加工成本较高，并且损坏后还需要整体更换，进而进一步导致成本的增加。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种轮毂电机车轮总成，以解决现有技术中因转子与转轴一体设置，导致转子结构复杂、成本较高的问题；本发明的目的还在于提供一种轮毂电机轴承单元，以解决上述问题。
6.为实现上述目的，本发明中的轮毂电机车轮总成采用如下技术方案：
7.一种轮毂电机车轮总成，包括轮辋和轮毂电机，轮辋包括轮胎安装筒以及连接在轮胎安装筒轴向端部的轮辐，轮毂电机设置在所述轮胎安装筒的径向内侧，且与轮胎安装筒同轴布置，轮毂电机包括转子以及位于转子径向内侧的定子，且转子与定子同轴布置，转子的轴向端部连接有转子法兰，轮毂电机车轮总成还包括轮毂轴承和连接盘，所述定子具有沿自身轴向延伸的定子孔，定子孔内的周向上设有轮毂轴承安装凸缘，轮毂轴承在轴向上位于所述轮辐和所述轮毂轴承安装凸缘之间，轮毂轴承包括轮毂轴、轴承外圈、轴承内圈，轴承内圈固定在轮毂轴上，轴承外圈与轮毂轴之间有外列滚子，轴承内圈与轴承外圈之间有内列滚子，内列滚子与外列滚子在轮毂轴的轴向上布置，轴承外圈靠近所述轮毂轴承安装凸缘的轴向端部具有外圈法兰盘，外圈法兰盘与轮毂轴承安装凸缘通过外圈连接螺栓固定，轮毂轴在靠近所述轮辐的轴向端部设有轮毂轴法兰盘；连接盘在轴向上位于轮毂轴承和所述转子法兰之间，连接盘包括外环连接部和内环连接部，外环连接部、转子法兰以及所述轮辐三者之间通过外环连接螺栓连接，轮毂轴法兰盘与所述内环连接部之间通过内环连接螺栓连接。
8.上述技术方案的有益效果在于：本发明轮毂电机车轮总成中的轮毂电机和轮毂轴承在安装时，由于定子内的周向上设有轮毂轴承安装凸缘，且通过轮毂轴承安装凸缘与轴承外圈的外圈法兰盘的螺栓连接，可实现轴承外圈和定子之间的安装固定；由于轮毂轴承和转子法兰之间设置有连接盘，连接盘具有外环连接部和内环连接部，这样不仅可以通过内环连接螺栓连接轮毂轴法兰盘与内环连接部，实现轮毂轴和连接盘的固定，同时还可以通过外环连接螺栓连接外环连接部、转子法兰以及轮辐，实现连接盘与转子以及轮辋的固定，进而也能够实现轮毂轴的安装固定，且轴承内圈固定在轮毂轴上；因此与现有技术相比，将轮毂轴承、转子以及连接盘分体设计，不仅能够实现轮毂电机和轮毂轴承在轮辋上的安装，同时相对地也能够简化转子的结构，有利于降低转子的制造成本，同时，损坏后也无需全部更换，即有利于进一步降低成本。
9.进一步地，所述连接盘背向所述轮辐的轴向一侧固定有制动盘，制动盘在轴向上位于连接盘和所述轮毂轴承安装凸缘之间、在径向上位于所述轴承外圈和所述定子之间。
10.上述技术方案的有益效果在于：将制动盘和连接盘连接在一起，这样能够减少制动盘的空间占用，同时也能够增大与制动盘配合的卡钳的安装空间，有利于方便卡钳的安装。
11.进一步地，所述制动盘与所述连接盘在轴向之间形成有开口朝向所述定子孔的内壁面的环槽。
12.上述技术方案的有益效果在于：将环槽的开口朝向定子孔的内壁面设置，这样与背向定子孔的内壁面设置比较而言，有利于进一步方便将卡钳安装在定子孔内。
13.进一步地，所述轴承外圈的外周侧壁上设有用于安装冷却水管线的环形凹槽。
14.上述技术方案的有益效果在于：设置用于安装冷却水管线的环形凹槽，这样在轮毂轴承工作时，通过冷却水的冷却，有利于在相同的工作环境下增强轮毂轴承的冷却效果，保证轮毂轴承的使用寿命。
15.进一步地，所述连接盘的内环连接部的圆周外围处具有环形凸起，环形凸起用于与所述转子在转子径向上定位配合。
16.上述技术方案的有益效果在于：通过环形凸起对转子的径向定位，能够保证转子安装的准确性，以此能够保证转子的正常转动，实现对转子工作时的保护。
17.为实现上述目的，本发明中的轮毂电机轴承单元采用如下技术方案：
18.一种轮毂电机轴承单元，包括轮毂电机，轮毂电机用于设置在轮辋的轮胎安装筒的径向内侧，且用于与轮胎安装筒同轴布置，轮毂电机包括转子以及位于转子径向内侧的定子，且转子与定子同轴布置，转子的轴向端部连接有转子法兰，轮毂电机车轮总成还包括轮毂轴承和连接盘，所述定子具有沿自身轴向延伸的定子孔，定子孔内的周向上设有轮毂轴承安装凸缘，轮毂轴承用于在轴向上位于所述轮辐和所述轮毂轴承安装凸缘之间，轮毂轴承包括轮毂轴、轴承外圈、轴承内圈，轴承内圈固定在轮毂轴上，轴承外圈与轮毂轴之间有外列滚子，轴承内圈与轴承外圈之间有内列滚子，内列滚子与外列滚子在轮毂轴的轴向上布置，轴承外圈靠近所述轮毂轴承安装凸缘的轴向端部具有外圈法兰盘，外圈法兰盘与轮毂轴承安装凸缘通过外圈连接螺栓固定，轮毂轴在靠近所述轮辐的轴向端部设有轮毂轴法兰盘；连接盘在轴向上位于轮毂轴承和所述转子法兰之间，连接盘包括外环连接部和内环连接部，外环连接部以及转子法兰用于与所述轮辐之间通过外环连接螺栓连接，轮毂轴
法兰盘与所述内环连接部之间通过内环连接螺栓连接。
19.上述技术方案的有益效果在于：本发明轮毂电机轴承单元中的轮毂电机和轮毂轴承在安装时，由于定子内的周向上设有轮毂轴承安装凸缘，且通过轮毂轴承安装凸缘与轴承外圈的外圈法兰盘的螺栓连接，可实现轴承外圈和定子之间的安装固定；由于轮毂轴承和转子法兰之间设置有连接盘，连接盘具有外环连接部和内环连接部，这样不仅可以通过内环连接螺栓连接轮毂轴法兰盘与内环连接部，实现轮毂轴和连接盘的固定，同时还可以通过外环连接螺栓连接外环连接部、转子法兰以及轮辐，实现连接盘与转子以及轮辋的固定，进而也能够实现轮毂轴的安装固定，且轴承内圈固定在轮毂轴上；因此与现有技术相比，将轮毂轴承、转子以及连接盘分体设计，不仅能够实现轮毂电机和轮毂轴承在轮辋上的安装，同时相对地也能够简化转子的结构，有利于降低转子的制造成本，同时，损坏后也无需全部更换，即有利于进一步降低成本。
20.进一步地，所述连接盘背向所述轮辐的轴向一侧固定有制动盘，制动盘在轴向上位于连接盘和所述轮毂轴承安装凸缘之间、在径向上位于所述轴承外圈和所述定子之间。
21.上述技术方案的有益效果在于：将制动盘和连接盘连接在一起，这样能够减少制动盘的空间占用，同时也能够增大与制动盘配合的卡钳的安装空间，有利于方便卡钳的安装。
22.进一步地，所述制动盘与所述连接盘在轴向之间形成有开口朝向所述定子孔的内壁面的环槽。
23.上述技术方案的有益效果在于：将环槽的开口朝向定子孔的内壁面设置，这样与背向定子孔的内壁面设置比较而言，有利于进一步方便将卡钳安装在定子孔内。
24.进一步地，所述轴承外圈的外周侧壁上设有用于安装冷却水管线的环形凹槽。
25.上述技术方案的有益效果在于：设置用于安装冷却水管线的环形凹槽，这样在轮毂轴承工作时，通过冷却水的冷却，有利于在相同的工作环境下增强轮毂轴承的冷却效果，保证轮毂轴承的使用寿命。
26.进一步地，所述连接盘的内环连接部的圆周外围处具有环形凸起，环形凸起用于与所述转子在转子径向上定位配合。
27.上述技术方案的有益效果在于：通过环形凸起对转子的径向定位，能够保证转子安装的准确性，以此能够保证转子的正常转动，实现对转子工作时的保护。
附图说明
28.图1是本发明中轮毂电机车轮总成的爆炸图；
29.图2是本发明中轮毂电机车轮总成的剖视图；
30.图3是本发明轮毂电机车轮总成中轮毂轴承的立体图；
31.图4是本发明轮毂电机车轮总成中轮毂轴承的剖视图；
32.图5是本发明轮毂电机车轮总成中连接盘和制动盘一体组合的立体图；
33.图6是本发明轮毂电机车轮总成中连接盘和制动盘一体组合的主视图；
34.图7是本发明中卡钳在轮毂电机车轮总成中的装配图。
35.图中：10、轮辋；11、轮胎安装筒；12、轮辐；13、轮辐螺栓孔；20、轮胎；30、转子；31、转子主体；32、转子法兰；33、转子螺栓孔；40、定子；41、定子孔；42、轮毂轴承安装凸缘；43、
轮毂轴承安装孔；50、连接盘；51、内环连接部；52、外环连接部；53、内环螺栓孔；54、外环螺栓孔；60、制动盘；61、连接筒；62、环形盘；70、环形凸起；80、轮毂轴承；81、轮毂轴；82、轮毂轴法兰盘；83、轴承外圈；84、外圈法兰盘；85、环形凹槽；86、外列滚子；87、轴承内圈；88、内列滚子；90、外环连接螺栓；100、内环连接螺栓；110、外圈连接螺栓；120、卡钳；121、刹车钳；130、卡钳连接螺栓。
具体实施方式
36.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明了，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明，即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。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
37.因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的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。
38.需要说明的是，本发明的具体实施方式中，可能出现的术语如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何实际的关系或者顺序。而且，可能出现的术语如“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，可能出现的语句“包括一个
……”
等限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
39.在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，可能出现的术语“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；可以是直接连接，也可以是通过中间媒介间接相连，或者可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
40.在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，可能出现的术语“设有”应做广义理解，例如，“设有”的对象可以是本体的一部分，也可以是与本体分体布置并连接在本体上，该连接可以是可拆连接，也可以是不可拆连接。对于本领域技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
41.以下结合实施例对本发明作进一步的详细描述。
42.本发明中轮毂电机车轮总成的实施例1：
43.如图1和图2所示，轮毂电机车轮总成包括轮辋10，轮辋10包括轮胎安装筒11以及连接在轮胎安装筒11轴向端部的轮辐12，其中，轮辐12的中部设有多个呈圆周均布且供螺栓穿过的轮辐螺栓孔13，轮胎安装筒11上套设安装有轮胎20(图2所示)。
44.如图1和图2所示，轮胎安装筒11的径向内侧设置有轮毂电机轴承单元，轮毂电机轴承单元包括轮毂电机，轮毂电机包括与轮胎安装筒11同轴布置的转子30，且转子30与轮胎安装筒11在径向上间隔布置，转子30包括呈圆环形的转子主体31以及连接在转子主体31
轴向端部的转子法兰32，转子法兰32的中部设有多个呈圆周均布且供螺栓穿过的转子螺栓孔33，转子螺栓孔33和轮辐螺栓孔13在径向上对应布置。转子主体31的径向内侧安装有与转子主体31同轴布置的定子40，定子40也呈圆环状，定子40的径向中部具有沿定子40轴向延伸的定子孔41，定子孔41内壁的周向上设有呈圆环状的轮毂轴承安装凸缘42，且轮毂轴承安装凸缘42沿定子40的径向延伸，轮毂轴承安装凸缘42上设有多个呈圆周均布的轮毂轴承安装孔43，轮毂轴承安装孔43供螺栓穿过。
45.如图2所示，轮毂电机轴承单元还包括位于定子孔41内的轮毂轴承80，轮毂轴承80与定子40同轴布置，且轮毂轴承80在轴向上位于轮辐12和轮毂轴承安装凸缘42之间。如图3和图4所示，轮毂轴承80包括轮毂轴81和轴承外圈83，其中，轴承外圈83套设在轮毂轴81的周向外部，且轴承外圈83靠近轮毂轴承安装凸缘42的轴向端部的外周上设有外圈法兰盘84，外圈法兰盘84上的螺栓孔与轮毂轴承安装孔43在径向上对应布置，且可通过外圈连接螺栓110连接固定，同时外圈连接螺栓110连接于汽车悬架(图中未显示)，以保证上述轮毂电机和轮毂轴承80与汽车悬架的紧密配合安装。轮毂轴81靠近轮毂轴承安装凸缘42的轴向端部套设固定有轴承内圈87，轮毂轴81和轴承外圈83之间安装有外列滚子86，轴承内圈87和轴承外圈83之间安装有内列滚子88，且内列滚子88与外列滚子86在轮毂轴81的轴向上布置。轮毂轴81靠近轮辐12的轴向端部的外周上设有轮毂轴法兰盘82，轮毂轴法兰盘82的直径略小于外圈法兰盘84的直径。
46.另外，轴承外圈83的外周侧壁上设有多个用于安装冷却水管线的环形凹槽85，这样在轮毂轴承80工作时，通过冷却水的冷却，有利于在相同工作环境下增强轮毂轴承80的冷却效果，保证轮毂轴承80的使用寿命。
47.如图2、图5以及图6所示，轮毂电机轴承单元还包括连接盘50，连接盘50在轴向上位于轮毂轴承80和转子法兰32之间，连接盘50呈圆环形，连接盘50包括内环连接部51和外环连接部52，外环连接部52在径向上位于内环连接部51的周向外部。其中，内环连接部51上设有呈圆周均布的内环螺栓孔53，内环螺栓孔53和轮毂轴法兰盘82上的螺栓孔在径向上对应布置；外环连接部52上设有呈圆周均布的外环螺栓孔54，外环螺栓孔54与转子螺栓孔33以及轮辐螺栓孔13在径向上对应布置。以此轮毂轴法兰盘82和内环连接部51之间可通过内环连接螺栓100实现螺栓连接，进而实现轮毂轴81和连接盘50两者之间的固定；外环连接部52、转子法兰32以及轮辐12之间可通过外环连接螺栓90实现螺栓连接，进而实现连接盘50、转子30以及轮辋10三者之间的固定。如图5所示，内环连接部51的圆周外围处具有沿连接盘50轴向延伸的环形凸起70，环形凸起70用于与转子30在转子30径向上定位配合，以此能够保证转子30安装的准确性，保证转子30的正常转动，实现对转子30工作时的保护。
48.如图2和图5所示，连接盘50背向轮辐12的轴向一侧固定有制动盘60，制动盘60也呈圆环形且与连接盘50为一体成型结构，制动盘60包括沿其轴向延伸的连接筒61，还包括设置在连接筒61远离连接盘50一端的外周上的环形盘62，环形盘62的直径略小于连接盘50的直径，且环形盘62的盘面与连接筒61的轴线垂直布置。环形盘62、连接筒61以及连接盘50三者之间形成有开口朝向定子孔41的内壁面的环槽，且该环槽与定子孔41的内壁之间形成有安装空间，如图7所示，轮毂轴承安装凸缘42通过卡钳连接螺栓130安装有位于该安装空间内的卡钳120，卡钳120具有位于环形盘62轴向两侧的两个刹车钳121，在汽车进行刹车制动时，两个刹车钳121会压向环形盘62产生摩擦力，进而使车辆减速完成制动。另外，将环槽
的开口朝向定子孔41的内壁面设置，这样与背向定子孔41的内壁面设置比较而言，有利于进一步方便将卡钳120安装在定子孔41内。
49.本发明轮毂电机车轮总成中各部件的装配顺序为：
50.首先，通过外圈连接螺栓110将轴承外圈83和轮毂轴承安装凸缘42连接固定，实现定子40和轮毂轴承80之间的装配，并通过外圈连接螺栓110将定子40和轮毂轴承80固定装配在汽车悬架上，此时定子孔41用于安装定位；其次，通过内环连接螺栓100将轴承内圈87和内环连接部51连接固定，实现轮毂轴承80和连接盘50之间的装配，且在装配连接盘50的同时，将与制动盘60配合的卡钳120通过卡钳连接螺栓130装配在轮毂轴承安装凸缘42上；再次，通过外环连接螺栓90将外环连接部52、转子法兰32以及轮辐12连接固定，实现连接盘50、转子30以及轮辋10之间的装配，并且为防止外环连接螺栓90暴露在外，还可按需添加与轮辐12上的轮辐螺栓孔13卡接配合的保护套，以此轮毂电机车轮总成整体装配完成。
51.本发明轮毂电机车轮总成中的轮毂电机和轮毂轴承在安装时，由于定子内的周向上设有轮毂轴承安装凸缘，且通过轮毂轴承安装凸缘与轴承外圈的外圈法兰盘的螺栓连接，可实现轴承外圈和定子之间的安装固定；由于轮毂轴承和转子法兰之间设置有连接盘，连接盘具有外环连接部和内环连接部，这样不仅可以通过内环连接螺栓连接轮毂轴法兰盘与内环连接部，实现轮毂轴和连接盘的固定，同时还可以通过外环连接螺栓连接外环连接部、转子法兰以及轮辐，实现连接盘与转子以及轮辋的固定，进而也能够实现轮毂轴的安装固定，且轴承内圈固定在轮毂轴上；因此与现有技术相比，将轮毂轴承、转子以及连接盘分体设计，不仅能够实现轮毂电机和轮毂轴承在轮辋上的安装，同时相对地也能够简化转子的结构，有利于降低转子的制造成本，同时，损坏后也无需全部更换，即有利于进一步降低成本。
52.本发明中轮毂电机车轮总成的实施例2：
53.本实施例与实施例1的不同之处在于，实施例1中，制动盘60和连接盘50之间形成有开口朝向定子孔41内壁的环槽。而本实施例中，制动盘60和连接盘50之间形成有开口背向定子孔41内壁设置的环形。
54.本发明中轮毂电机车轮总成的实施例3：
55.本实施例与实施例1的不同之处在于，实施例1中，制动盘60固定在连接盘50背向轮辐12的一侧。而本实施例中，制定盘固定在定子孔41的内壁上。
56.本发明中轮毂电机车轮总成的实施例4：
57.本实施例与实施例1的不同之处在于，实施例1中，所述轴承外圈83的外周侧壁上设有用于安装冷却水管线的环形凹槽85。而本实施例中，冷却水管线直接固定在轴承外圈83的外周侧壁上。
58.本发明中轮毂电机车轮总成的实施例5：
59.本实施例与实施例1的不同之处在于，实施例1中，所述轴承外圈83的外周侧壁上设有用于安装冷却水管线的环形凹槽85，以通过冷却水实现对轮毂轴承80的冷却。而本实施例中，轮毂轴承80工作时通过风冷进行冷却，此时，转速不易过高。
60.本发明中轮毂电机车轮总成的实施例6：
61.本实施例与实施例1的不同之处在于，实施例1中，连接盘50的内环连接部51的圆周外围处具有环形凸起70，环形凸起70用于与转子30在转子30径向上定位配合。而本实施
例中，转子30的径向定位通过与连接盘50的螺栓连接实现。
62.本发明中轮毂电机轴承单元的实施例：轮毂电机轴承单元的具体结构与上述轮毂电机车轮总成实施例中的轮毂电机轴承单元相同，在此不再重述。
63.以上所述，仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，本发明的专利保护范围以权利要求书为准，凡是运用本发明的说明书及附图内容所作的等同结构变化，同理均应包含在本发明的保护范围内。