一种动力轮辋的制作方法

1.本发明属于轮辋技术领域，具体地说涉及一种动力轮辋。


背景技术：

2.轮辋俗称轮圈，是在车轮上周边安装和支撑轮胎的部件。轮毂是连接车轮和车轴的负责轮胎与车轴之间承受负荷的旋转组件，轮辐是支撑轮辋和轮毂的部分。在电动汽车领域，轮辋与轮辐组成车轮，轮辋和轮辐可以是整体式的、永久连接式的或可拆卸式的，由轮辋与轮辐组成的车轮通过轮毂与车轴连接。这种结构形式重量大，无法满足目前对于轻型车辆车轮的重量要求，且生产工艺复杂。另外，在驱动方式上采用轮轴扭动和轮毂推动实现车轮旋转，对动力要求高。
3.因此，现有技术还有待于进一步发展和改进。


技术实现要素：

4.针对现有技术的种种不足，为了解决上述问题，现提出一种动力轮辋，其有效降低了车轮的重量，同时实现了轮辋自驱动的目的且所需驱动的动力小。
5.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
6.一种动力轮辋，其包括用于实现动力轮辋整体位置固定的定辋、转动连接于定辋上的动辋、设置于动辋与定辋之间用于实现定辋与动辋转动连接的滚动机构、连接于定辋上用于驱动动辋相对于定辋转动的驱动机构，驱动机构的输出端传动连接有齿轮传动组件，动辋的内径面上设置有与齿轮传动组件啮合连接的内齿圈。
7.进一步地，所述动辋的内径面上对应滚动机构设置有第一环形轨道，定辋的外径面上对应滚动机构设置有第二环形轨道，滚动机构分别与第一环形轨道及第二环形轨道滚动连接，第一环形轨道与内齿圈并列设置。
8.进一步地，所述第一环形轨道与第二环形轨道均为环形凹轨道，滚动机构包括呈环形均匀布置于第一环形轨道与第二环形轨道之间的若干钢球，各钢球分别与第二环形轨道、第二环形轨道滚动连接。
9.进一步地，所述滚动机构还包括呈环形布置于第一环形轨道与第二环形轨道之间用于固定各钢球的钢球支架，各钢球沿钢球支架外缘中心线均匀连接于钢球支架，动辋通过连接有若干钢球的钢球支架与第一环形轨道、第二环形轨道的配合实现与定辋的转动连接。
10.另一较佳的技术方案中，所述滚动机构包括呈环形均匀布置于动辋内径面与定辋外径面之间的若干滚轮，滚轮包括滚轮本体及连接于滚轮本体中心轴线处的轴承，滚轮本体的外周中心处设置有环形凹槽，第二环形轨道为对应环形凹槽设置的环形凸轨道，第一环形轨道包括分别与位于环形凹槽两侧的滚轮外环面相切的第一环形半轨道及第二环形半轨道。
11.进一步地，所述内齿圈位于第一环形半轨道与第二环形半轨道之间，内齿圈的轮
齿高度小于环形凹槽的深度，齿轮传动组件包括连接于驱动电机输出轴端且与内齿圈啮合的凹齿轮。
12.进一步地，所述定辋的两侧分别连接有用于定位各滚轮并固定各滚轮在动辋与定辋之间位置的左定位片及右定位片，左定位片、右定位片上对应各滚轮均设置有定位孔，滚轮的中心轴线处设置有固定孔，对应固定孔、左定位片及右定位片上的定位孔配合设置有定位柱。
13.另一较佳的技术方案中，所述动辋的内径面上对应滚动机构设置有第三环形轨道，第三环形轨道与内齿圈并列设置，滚动机构包括对应第三环形轨道均匀设置于定辋的外壁上的若干滚动轴承。
14.进一步地，所述定辋的外周形状为正多边形，驱动机构及齿轮传动组件连接于正多边形的一顶点上，各滚动轴承均匀转动连接于正多边形的其余顶点上。
15.进一步地，所述驱动机构为驱动电机，定辋上连接有传动箱，驱动电机连接于传动箱的外侧，齿轮传动组件位于传动箱内。
16.综上所述，本发明相比于现有技术具有如下有益效果：
17.(1)该动力轮辋相对于现有技术中常规的车轮结构，省去了轮毂及轮辐等结构，减轻了车轮的重量，满足了轻型车辆对车轮的重量要求。
18.(2)该动力轮辋省去了轮毂及轮辐，通过定辋直接与车体固定，简化了车轮的生产工艺，降低了生产成本。
19.(3)众所周知，在车轮摩擦阻力相等的条件下，推动车轮所需要的作用力与推动的支点距离轴心的距离有关，即推动力的支点越近轴心，推动所需的作用力越大，而远离轴心则作用力越小，在车轮的结构中，轮辋最远离轴心。因此，轮辋驱动比轮轴扭动和轮毂推动都要省力得多。该动力轮辋通过在定辋上连接驱动装置并通过驱动装置带动齿轮转动可实现轮辋驱动车轮的目的，本发明提出的动力轮辋以小动力即可达到驱动车体的目的，降低了动力成本。
20.(4)该动力轮辋仅需一个小电机即可实现轮辋转动，所需的驱动动力结构小。同时整体结构紧凑，相对于车辆整体的占用空间小，扩大了车身的使用空间，实用性强，可安装于载人或载货的电动汽车上，应用前景广。
21.(5)本发明提出三种动力轮辋的实施方案，分别通过钢球、滚轮、滚动轴承作为滚动机构的滚动件，在定辋及动辋上对应滚动件相应的设置滑动轨道，结构形式多样，根据不同情况可做适应性选择，适用性好。
附图说明
22.图1是本发明具体实施例1中动力轮辋的结构示意图；
23.图2是本发明具体实施例1中动力轮辋的主视图；
24.图3是本发明具体实施例1中动力轮辋的左视图；
25.图4是本发明具体实施例1中动力轮辋的部分结构示意图；
26.图5是本发明具体实施例1中动力轮辋的爆炸示意图；
27.图6是本发明具体实施例1中动力轮辋在另一视角下的爆炸示意图；
28.图7是本发明具体实施例2中动力轮辋的结构示意图；
29.图8是本发明具体实施例2中动力轮辋的部分结构示意图；
30.图9是本发明具体实施例2中动力轮辋的爆炸示意图；
31.图10是本发明具体实施例2中动力轮辋在另一视角下的爆炸示意图；
32.图11是本发明具体实施例2中动辋的结构示意图；
33.图12是本发明具体实施例3中动力轮辋的结构示意图；
34.图13是本发明具体实施例3中动力轮辋的主视图；
35.图14是本发明具体实施例3中动力轮辋的左视图；
36.图15是本发明具体实施例3中动力轮辋的爆炸示意图；
37.图16是本发明具体实施例3中动力轮辋在另一视角下的爆炸示意图；
38.图17是本发明具体实施例3中动辋的结构示意图。
具体实施方式
39.为了使本领域的人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合本发明的实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整的描述，基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的其它类同实施例，都应当属于本技术保护的范围。此外，以下实施例中提到的方向用词，例如“上”“下”“左”“右”等仅是参考附图的方向，因此，使用的方向用词是用来说明而非限制本发明创造。
40.具体实施例1
41.一种动力轮辋，如图1-6所示，其包括用于实现动力轮辋整体位置固定的定辋100、转动连接于定辋100上的动辋200、设置于动辋200与定辋100之间用于实现动辋200与定辋100转动连接的滚动机构、连接于定辋100上用于驱动动辋200相对于定辋100转动的驱动机构，驱动机构的输出端传动连接有齿轮传动组件，动辋200的内径面上设置有与齿轮传动组件啮合连接的内齿圈210。该动力轮辋免去了传统车轮结构中的轮毂及轮辐等结构，通过设置定辋100实现与车体的连接，通过设置与定辋100转动连接的动辋200安装轮胎，动辋200的外径面两侧边上均设置有环形凸缘。通过设置驱动机构为动辋200相对于定辋100转动提供驱动力，驱动机构的输出端连接齿轮传动组件，齿轮传动组件与动辋100内径面上设置的内齿圈210啮合连接，实现了动力传动，从而实现了轮辋驱动的目的，这种轮辋驱动的形式相对于轮轴扭动和轮毂推动更省力，以小动力即可达到驱动车体的目的。本实施例中，驱动机构为驱动电机300。
42.进一步地，动辋200的内径面上对应滚动机构设置有第一环形轨道220，定辋100的外径面上对应滚动机构设置有第二环形轨道110，滚动机构分别与第一环形轨道220及第二环形轨道110滚动连接，第一环形轨道220与内齿圈210并列设置。本实施例中，动辋200及定辋100均呈现环形结构，定辋100的外周为圆形结构，定辋100的内壁可为圆形或其他异形，可适应性调整。通过滚动机构分别与第一环形轨道220、第二环形轨道110滚动连接的结构形式，实现定辋100可相对于定辋100转动的目的。第一环形轨道220与第二环形轨道110及对应的滚动机构的设置数量可为多组，简单的数量变换均属于本发明的保护范围之内。
43.进一步地，第一环形轨道220与第二环形轨道110均为环形凹轨道，滚动机构包括呈环形均匀布置于第一环形轨道220与第二环形轨道110之间的若干钢球510，各钢球510分别与第二环形轨道110、第二环形轨道110滚动连接。若干钢球510可铺满于第一环形轨道
220与第二环形轨道110之间的空隙中。通过定辋100的外径面上设置的环形凹轨道对钢球510起到定位、限位及支撑的作用。
44.优选的，本实施例中，该滚动机构还包括呈环形布置于第一环形轨道220与第二环形轨道110之间用于固定各钢球510的钢球支架520，各钢球510沿钢球支架520外缘中心线均匀连接于钢球支架520，动辋200通过连接有若干钢球510的钢球支架520与第一环形轨道220、第二环形轨道110的配合实现与定辋100的转动连接。各钢球510焊接固定于钢球支架520上，相对于在第一环形轨道220与第二环形轨道110之间的空隙中铺满钢球510的结构形式，其动辋200相对于定辋100的滑动阻力更小，转动更加灵活，应用前景更广。优选的，钢球510之间的夹角最优为36
°
，为动辋200相对于定辋100旋转的最佳钢球间夹角，该钢球间夹角可使动辋200相对于定辋100转动平稳的同时达到最省力灵活的效果。
45.具体的，本实施例中，钢球支架520由相互对接的两根钢球半支架组成，两根钢球半支架上对应钢球510的直径面对设有半圆形凹槽。钢球510对应焊接于两个半圆形凹槽内。通过这种结构形式便于钢球支架520与钢球510的连接生产。
46.优选的，对应定辋100与动辋200之间的空隙两侧均设置有环形挡片600。用于对定辋100与动辋200之间进行间隙密封。环形挡片600可固定于定辋100的外侧面上。
47.进一步地，齿轮传动组件为齿轮组，该齿轮组由连接于驱动电机300输出轴端的主动齿轮410、与主动齿轮410及内齿圈210啮合的至少一个从动齿轮420组成。另一较佳的实施方案中，齿轮传动组件仅为一主动齿轮410。齿轮传动组件中齿轮的数量可根据具体需要进行灵活选择。
48.进一步地，定辋100的内壁上设置有传动箱700，驱动电机300连接于传动箱700的外侧，齿轮传动组件位于传动箱700内。具体的，传动箱700包括连接于定辋100上且朝向定辋100内延伸的固定板、环绕位于定辋100内固定板外周设置的弧形板，固定板与定辋100一侧竖直面共面，弧形板的宽度小于等于定辋100的宽度，保证定辋100的的结构规整，提高定辋100结构的紧凑性。弧形板的两侧向外延伸且通过延伸部与定辋100内壁连接。弧形板与轮辋内壁及固定板围合成有一侧开口的容纳腔，齿轮组设于容纳腔内，驱动电机300通过螺栓等紧固件固定连接于固定板的背部，驱动电机300的输出轴端穿过固定板与齿轮组中主动齿轮410固定连接，驱动电机300驱动主动齿轮410转动，从而带动与主动齿轮410啮合连接的从动齿轮420及与各从动齿轮420啮合连接的内齿圈210转动，实现驱动电机300驱动动辋200相对于定辋100转动的目的。本实施例中，传动箱700与定辋100内壁可拆卸连接或一体成型，通过可拆卸连接的形式可提高整体结构安装拆卸的便捷性，通过一体成型的结构形式可在一定程度上简化了生产工艺，根据实际情况的需要灵活选择。
49.具体实施例2
50.一种动力轮辋，如图6-11所示，其包括用于实现动力轮辋整体位置固定的定辋100、转动连接于定辋100上的动辋200、设置于动辋200与定辋100之间用于实现动辋200与定辋100转动连接的滚动机构、连接于定辋100上用于驱动动辋200相对于定辋100转动的驱动机构，驱动机构的输出端传动连接有齿轮传动组件，动辋200的内径面上设置有与齿轮传动组件啮合连接的内齿圈210。该动力轮辋免去了传统车轮结构中的轮毂及轮辐等结构，通过设置定辋100实现与车体的连接，通过设置与定辋100转动连接的动辋200安装轮胎，动辋200的外径面两侧边上均设置有环形凸缘。通过设置驱动机构为动辋200相对于定辋100转
动提供驱动力，驱动机构的输出端连接齿轮传动组件，齿轮传动组件与动辋100内径面上设置的内齿圈210啮合连接，实现了动力传动，从而实现了轮辋驱动的目的，这种轮辋驱动的形式相对于轮轴扭动和轮毂推动更省力，以小动力即可达到驱动车体的目的。本实施例中，驱动机构为驱动电机300。
51.进一步地，动辋200的内径面上对应滚动机构设置有第一环形轨道220，定辋100的外径面上对应滚动机构设置有第二环形轨道110，滚动机构分别与第一环形轨道220及第二环形轨道110滚动连接，第一环形轨道220与内齿圈210并列设置。本实施例中，动辋200及定辋100均呈环形结构，定辋100的外周为圆形结构，定辋100的内壁可为圆形或其他异形，可适应性调整。通过滚动机构分别与第一环形轨道220、第二环形轨道110滚动连接的结构形式，实现定辋100可相对于定辋100转动的目的。
52.进一步地，滚动机构包括呈环形均匀布置于动辋200内径面与定辋100外径面之间的若干滚轮530，滚轮530包括滚轮530本体及连接于滚轮530本体中心轴线处的轴承，滚轮530本体的外周中心处设置有环形凹槽，第二环形轨道110为对应环形凹槽设置的环形凸轨道，第一环形轨道220包括分别与位于环形凹槽两侧的滚轮530外环面相切的第一环形半轨道及第二环形半轨道。具体的，第一环形半轨道与第二环形半轨道的斜度分别与位于环形凹槽两侧的滚轮530外环面斜度相同，保证滚轮530能够沿第一环形半轨道及第二环形半轨道转动。同时滚轮530通过其外周中心处设置的环形凹槽与定辋100外径面上设置的环形凸轨道配合，实现滚轮530相对于定辋100的转动。优选的，各滚轮530之间的夹角为45
°
，为动辋200相对于定辋100旋转的最佳滚轮530间夹角，该滚轮夹角可使动辋200相对于定辋100转动平稳的同时达到最省力灵活的效果。
53.进一步地，内齿圈210位于第一环形半轨道与第二环形半轨道之间，其作用在于使定辋100内各结构紧凑、减少占用空间的同时，可对定辋100起到结构加强的作用，提高定辋100的结构强度，可适应当车体载重大时对定辋100的强度要求。内齿圈210的轮齿高度小于环形凹槽的深度，避免滚轮530与内齿圈210发生干涉，保证该动力轮辋的正常运转。齿轮传动组件包括连接于驱动电机300输出轴端且与内齿圈210啮合的凹齿轮430。其中，凹齿轮430仅为本实施例的优选方案。根据实际情况的需要，齿轮传动组件可由多个相互啮合的凹齿轮430、凸齿轮自由组合而成，任何对齿轮传动组件进行简单结构的变换均属于本发明的保护范围之内。内齿圈210与各滚轮530处于同一竖直面上，整体结构规整且紧凑，相对于现有技术中的轮辋及其动力结构，扩大了车身的使用空间。
54.进一步地，定辋100的两侧分别连接有用于定位各滚轮530并固定各滚轮530在动辋200与定辋100之间位置的左定位片541及右定位片542，左定位片541、右定位片542上对应各滚轮530均设置有定位孔，滚轮530的中心轴线处设置有固定孔，对应固定孔、左定位片541及右定位片542上的定位孔设置有定位柱543。通过定位柱543将滚轮530固定于左定位片541及右定位片542上，左定位片541及右定位片542分别固定连接于定辋100的两侧外侧面上，实现滚轮530位置的固定。左定位片541和右定位片542分别盖合于动辋200与定辋100之间的空隙两侧，实现动辋200与定辋100之间的间隙密封。
55.另一较佳的实施方案中，滚轮由滚轮轴、分别可拆卸转动连接于滚轮轴中部两侧的两个小滚轮组成。两个小滚轮之间形成有环形凹槽，滚轮轴的中心处设置有固定孔，左定位片与右定位片上对应固定孔对设有定位孔，对应固定孔及对设的定位孔设置有定位柱。
通过可拆卸滚轮的设计形式，便于滚轮的拆卸及更换，当滚轮磨损一段时间后可对单个滚轮进行拆卸。另外，左定位片与右定位片上对应单个滚轮的安装位置对设有两块安装板，两块安装板分别可拆卸连接于左定位片和右定位片上，安装板优选为透明安装板，可当做观察窗使用，便于观察安装板对应的滚轮的磨损情况，当需要对单个滚轮进行拆卸更换时，只需将对应的安装板卸下即可，无需对左定位片、右定位片、其他滚轮及定位柱整体卸下，提高滚轮更换的便捷性，节省滚轮的更换时间。
56.进一步地，定辋100的内壁上设置有传动箱700，驱动电机300连接于传动箱700的外侧，齿轮传动组件位于传动箱700内。具体的，传动箱700包括由定辋100内壁向定辋100中心处延伸而成的固定板、环绕位于定辋100内固定板外周设置的弧形板，固定板与定辋100一侧竖直面共面，弧形板的宽度小于等于定辋100的宽度，保证定辋100的的结构规整，提高定辋100结构的紧凑性。弧形板环绕而成有用于容纳凹齿轮430的容纳腔，驱动电机300通过螺栓等紧固件固定连接于固定板的背部，驱动电机300的输出轴端穿过固定板与凹齿轮430固定连接，驱动电机300驱动凹齿轮430旋转从而带动与凹齿轮430啮合连接的内齿圈210转动，驱动动辋200相对于定辋100转动。本实施例中，传动箱700与定辋100一体成型，在满足齿轮传动目的的同时，简化生产工艺。右定位片542上对应传动箱的开口部位向右定位片542中心延伸有盖板，盖板盖合与传动箱700的开口处，对传动箱内的凹齿轮430进行密封保护，起到防尘防水的效果，提高凹齿轮430的使用寿命。优选的，盖板可拆卸连接于右定位片542上，且盖板上设置有观察窗，便于观察凹齿轮430的运转情况及磨损情况，当凹齿轮430运转不佳或者凹齿轮430磨损严重时，仅需将盖板从右定位片542上卸下即可，无需拆下左定位片及右定位片及与之连接的各滚轮，提高凹齿轮430的更换便捷性，达到省时省力的目的。
57.优选的，动辋200与定辋100之间的外径比为0.9，使动辋200相对于定辋100具有较高的转动灵活性。
58.本实施例提出的动力轮辋，其通过设置多组滚轮530并在定辋100的外径面上设置环形凸轨道、动辋200的内径面设置第二环形轨道110与各滚轮530配合滑动连接，对动辋200相对于动辋200转动提供定位滑动的作用，驱动电机300驱动凹齿轮430带动与凹齿轮430啮合连接的内齿圈210转动，从而实现定辋100相对于动辋200转动。
59.具体实施例3
60.一种动力轮辋，如图12-17所示，其包括用于实现动力轮辋整体位置固定的定辋100、转动连接于定辋100上的动辋200、设置于动辋200与定辋100之间用于实现动辋200与定辋100转动连接的滚动机构、连接于定辋100上用于驱动动辋200相对于定辋100转动的驱动机构，驱动机构的输出端传动连接有齿轮传动组件，动辋200的内径面上设置有与齿轮传动组件啮合连接的内齿圈210。该动力轮辋免去了传统车轮结构中的轮毂及轮辐等结构，通过设置定辋100实现与车体的连接，通过设置与定辋100转动连接的动辋200安装轮胎，动辋200的外径面两侧边上均设置有环形凸缘。通过设置驱动机构为动辋200相对于定辋100转动提供驱动力，驱动机构的输出端连接齿轮传动组件，齿轮传动组件与动辋100内径面上设置的内齿圈210啮合连接，实现了动力传动，从而实现了轮辋驱动的目的，这种轮辋驱动的形式相对于轮轴扭动和轮毂推动更省力，以小动力即可达到驱动车体的目的。本实施例中，驱动机构为驱动电机300。
61.进一步地，动辋200的内径面上对应滚动机构设置有第三环形轨道230，第三环形轨道230与内齿圈210并列设置，滚动机构包括对应第三环形轨道230均匀设置于定辋100的外壁上的若干滚动轴承550，各滚动轴承550滑动连接于第三环形轨道230上。第三轨道可根据实际情况选择一条或多条。动辋200为定辋100的转动提供内部支撑作用。
62.优选的，定辋100的外周形状为正多边形，驱动机构及齿轮传动组件连接于正多边形的一顶点上，各滚动轴承550均匀转动连接于正多边形的其余顶点上。各滚动轴承550分别与定辋100外周各顶点部位通过设置定位柱定位固定。本实施例中，定辋100的外周形状为正六边形。
63.进一步地，齿轮传动组件为齿轮组，该齿轮组由连接于驱动电机300输出轴端的主动齿轮410、与主动齿轮410及内齿圈210啮合的至少一个从动齿轮420组成。本实施例的优选方案为，该齿轮组由一个主动齿轮410及与其分别啮合的两个从动齿轮420组成，两个从动齿轮420分别与内齿圈210啮合。另一较佳的实施方案中，齿轮传动组件仅为一主动齿轮410。齿轮传动组件中齿轮的数量可根据具体需要进行灵活选择。
64.进一步地，定辋100的内壁上设置有传动箱700，驱动电机300连接于传动箱700的外侧，齿轮传动组件位于传动箱700内。具体的，传动箱700包括连接于定辋100的一顶点处的固定板、环绕位于定辋100内固定板外周设置的弧形板，弧形板的宽度小于等于定辋100的宽度，保证定辋100的的结构规整，提高定辋100结构的紧凑性。弧形板与轮辋内壁及固定板围合成有一侧开口的容纳腔，齿轮组设于容纳腔内，驱动电机300通过螺栓等紧固件固定连接于固定板的背部，驱动电机300的输出轴端穿过固定板与齿轮组中主动齿轮410固定连接，驱动电机300驱动主动齿轮410转动，从而带动与主动齿轮410啮合连接的从动齿轮420及与各从动齿轮420啮合连接的内齿圈210转动，实现驱动电机300驱动动辋200相对于定辋100转动的目的。本实施例中，传动箱700与定辋100一顶点可拆卸连接或一体成型，通过可拆卸连接的形式可提高整体结构安装拆卸的便捷性，通过一体成型的结构形式可在一定程度上简化了生产工艺，根据实际情况的需要灵活选择。
65.本实施例提出的动力轮辋，通过改变动辋200的结构形式，对动辋200提供定位及支撑作用。将动辋200的外周设计为正多边形结构，并在该正多边形结构的各顶点处转动连接滚动轴承550，滚动轴承550在动辋200内径面上设置的第三环形轨道230上转动，驱动电机300驱动齿轮组转动从而驱动与之啮合的内齿圈210转动，最终实现驱动电机300驱动动辋200相对于定辋100的定位转动，实现轮辋自驱动转动，具有良好的应用前景。
66.以上已将本发明做一详细说明，以上所述，仅为本发明之较佳实施例而已，当不能限定本发明实施范围，即凡依本技术范围所作均等变化与修饰，皆应仍属本发明涵盖范围内。