减速器及轮毂电机的制作方法

1.本发明涉及一种减速器及轮毂电机，属于轮毂电机领域。


背景技术：

2.轮毂电机中一般设有减速器，而减速器包括行星架以及设置在行星架中的一个太阳轮和多个行星轮，行星架与轮毂法兰同轴设置，并通过齿结构的配合传递扭矩。
3.而现有的减速器中的行星架与轮毂法兰之间通过矩形齿啮合，当矩形齿本身的齿面受载时，齿根过渡部分容易引起应力集中，轮毂电机的轮毂法兰在车辆运行过程中，来自路面的复杂多变的激励力容易导致齿根不断产生形变，使得其弯曲应力超过其疲劳极限，导致齿根产生疲劳裂纹，甚至齿部折断，容易引起安全事故。
4.有鉴于此，确有必要提出一种减速器及轮毂电机，以解决上述问题。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种减速器及轮毂电机，能够减小齿面摩擦。
6.为实现上述目的，本发明提供了一种减速器，包括壳体，所述壳体中设有行星架、第一齿圈和轮毂法兰，所述行星架和所述轮毂法兰同轴设置，所述第一齿圈环绕设置在所述行星架和所述轮毂法兰的外周，且所述第一齿圈与所述轮毂法兰过盈配合，所述第一齿圈的内周设有第一摆线齿，所述行星架的外周设有与所述第一摆线齿啮合的第二摆线齿，以便所述行星架能够带动所述第一齿圈和所述轮毂法兰同步转动。
7.作为本发明的进一步改进，所述第一摆线齿的曲率与所述第二摆线齿的曲率不相等。
8.作为本发明的进一步改进，所述第一齿圈与所述轮毂法兰的连接处还形成有焊点或焊圈。
9.作为本发明的进一步改进，所述减速器还包括与所述轮毂法兰同轴设置的轴体，所述行星架环绕所述轴体设置，且所述行星架中还设有太阳齿轮和行星齿轮，所述太阳齿轮套设在所述轴体外侧，所述行星齿轮设有至少三个且均与所述太阳齿轮啮合。
10.作为本发明的进一步改进，所述壳体的内侧设有第二齿圈，所述行星架的周向侧面开设有供所述行星齿轮部分暴露的窗口，使得所述行星齿轮能够通过所述窗口与所述第二齿圈啮合。
11.作为本发明的进一步改进，所述行星齿轮设有行星轴，所述行星架设有供安装所述行星轴的第一安装孔，所述行星轴通过所述第一安装孔与所述行星架相连，所述行星齿轮能够绕所述行星轴转动。
12.作为本发明的进一步改进，所述轮毂法兰上还设有法兰螺栓，所述法兰螺栓的一端固定在所述轮毂法兰上且另一端朝远离所述行星架的方向延伸，所述行星架还设有供部分收容所述法兰螺栓的端部的第二安装孔，所述法兰螺栓在竖直平面上的正投影与所述第二安装孔在竖直平面上的正投影部分重叠。
13.作为本发明的进一步改进，在水平方向上，所述行星架与所述第一齿圈之间具有第一间隙，在竖直方向上，所述行星架与所述轮毂法兰之间具有第二间隙。
14.作为本发明的进一步改进，所述壳体与所述第一齿圈之间还设有轮毂油封。
15.为实现上述目的，本发明还提供了一种轮毂电机，包括如上所述的减速器。
16.本发明的有益效果是：本发明能够降低第一齿圈与行星架接触面的应力，同时提升抗接触疲劳能力，减少齿面磨损，极大降低动力传递过程中的噪音。
附图说明
17.图1是本发明减速器的剖面结构示意图。
18.图2是本发明减速器的壳体的结构示意图。
19.图3是本发明减速器的部分结构的剖面示意图。
20.图4是图3中a处的结构放大示意图。
21.图5是本发明减速器的行星组件的剖面结构示意图。
22.图6是本发明减速器另一视角的截面结构示意图。
23.图7是本发明减速器的行星架的结构示意图。
24.图8是本发明减速器的部分结构的剖面分解示意图。
25.图9是本发明减速器的第一齿圈的结构示意图。
26.图10是本发明减速器去除壳体的俯视结构示意图。
27.图11是图10中b处的结构放大示意图。
具体实施方式
28.为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述。
29.在此，需要说明的是，为了避免因不必要的细节而模糊了本发明，在附图中仅仅示出了与本发明的方案密切相关的结构和/或处理步骤，而省略了与本发明关系不大的其他细节。
30.另外，还需要说明的是，术语“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，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
31.如图1至图11所示，本发明揭示了一种轮毂电机，所述轮毂电机包括驱动电机和减速器100，所述减速器100与所述驱动电机传动连接并能够降低所述驱动电机的转速，使得所述减速器100输出的转矩增大。在本发明中，所述减速器100的输出端优选与轮毂相连，当然并不以此为限。为了描述清楚，以下说明书部分将对减速器100的具体结构进行详细说明。
32.如图1所示，所述减速器100包括壳体10、行星组件20和轮毂法兰30，其中，所述行星组件20和所述轮毂法兰30设置在所述壳体10中，所述行星组件20和所述轮毂法兰30均同轴设置且相互之间传动连接。
33.所述行星组件20用于与所述驱动电机的输出端相连，并接收所述驱动电机输出的
动力，在经由所述行星组件20降低转速后，所述轮毂法兰30最终向外输出动力。
34.结合图3和图6所示，所述壳体10呈环形且沿轴向方向两端开口，所述轮毂法兰30设置在所述壳体10较大开口的一端且所述轮毂法兰30还设有轴体31，所述轴体31为所述轮毂法兰30的对称中心旋转轴，所述轴体31自所述壳体10的另一端的开口穿出，所述轴体31穿出的一端还套设有轴承311，并且所述轮毂法兰30与所述轴体31一体设置。较佳地，所述轮毂法兰30上还设有法兰螺栓32，所述法兰螺栓32的一端固定在所述轮毂法兰30上且另一端朝远离所述行星组件20的方向延伸，所述法兰螺栓32设有多个且均匀分布，优选为四个，并用于与所述轮毂相连。
35.所述行星组件20套设在所述轴体31外侧，在轴向方向上，相当于所述行星组件20设置在所述轮毂法兰30和所述壳体10之间，在径向方向上，相当于所述行星组件20设置在所述轴体31和所述壳体10的侧壁之间。
36.如图3所示，具体地，所述行星组件20包括行星架21、太阳齿轮22和行星齿轮23，所述行星架21套设在所述轴体31外侧，所述太阳齿轮22和所述行星齿轮23均设置在所述行星架21中，所述太阳齿轮22套设在所述轴体31外侧并能够相对于所述轴体31转动，所述行星齿轮23环绕设置在所述太阳齿轮22外侧并与所述太阳齿轮22啮合，所述行星齿轮23能够绕所述太阳齿轮22进行公转，所述行星齿轮23优选设有四个且均匀环绕设置。
37.需要进行说明的是，所述驱动电机包括均呈环状设置的定子和转子，所述定子固定设置，所述转子在通电的定子的电磁驱动下转动，所述转子可以与所述太阳齿轮22固定连接，以此使得所述驱动电机能够驱动所述太阳齿轮22转动。当然，在本发明的其他实施例中，所述太阳齿轮22也可以采用其他方式进行驱动，具体可根据需要进行设置，在此不做任何限制。
38.如图7所示，所述行星架21的周向侧面开设有供每个所述行星齿轮23部分暴露的窗口211，即所述窗口211也设有四个，所述行星齿轮23能够通过所述窗口211部分突伸至所述行星架21的外侧，在水平方向上，所述行星齿轮23在所述水平面上的正投影与所述行星架21在所述水平面上的正投影部分重叠。
39.结合图6所示，可以理解的是，所述行星齿轮23设有行星轴231，所述行星轴231与所述行星架21相连，所述行星架21设有供所述行星轴231安装的第一安装孔212，所述第一安装孔212可以设置在所述行星架21的上下两个端面上，所述行星轴231通过所述第一安装孔212与所述行星架21相连，所述行星齿轮23能够绕所述行星轴231转动，即，在所述太阳齿轮22的驱动下，所述行星齿轮23能够相对于所述窗口211转动。
40.特别地，所述行星架21的上下两个端面上还开设有第二安装孔213，所述第二安装孔213和所述第一安装孔212的孔径可以不同以便于定位安装。所述法兰螺栓32固定在所述轮毂法兰30上的一端的端部部分收容在所述第二安装孔213中，所述法兰螺栓32在竖直平面上的正投影与所述第二安装孔213在竖直平面上的正投影部分重叠。需要进行说明的是，所述法兰螺栓32在所述行星架21和所述轮毂法兰30之间产生干涉，以防止所述行星架21相对于所述轮毂法兰30过度转动。
41.如图8至图10所示，作为本发明的优选实施例，为进一步提高所述行星组件20和所述轮毂法兰30之间的传动效率以及降低接触应力，所述行星架21和所述轮毂法兰30的外侧还设有环形的第一齿圈40，所述第一齿圈40环绕设置在所述行星架21和所述轮毂法兰30
外，所述第一齿圈40朝向所述行星架21的轴向一端的内周侧壁设有突出设置的第一摆线齿41，所述行星架21的外周对应设有与所述第一摆线齿41啮合的第二摆线齿214，在所述第一摆线齿41和所述第二摆线齿214相互啮合下，所述行星架21通过转动能够带动所述第一齿圈40转动。
42.进一步地，所述第一齿圈40朝向所述轮毂法兰30的轴向一端的内侧壁与所述轮毂法兰30的外周侧壁过盈配合，即，当所述行星架21转动时，通过所述第一齿圈40的带动，所述轮毂法兰30能够相应转动。并且，所述行星架21、所述第一齿圈40和所述轮毂法兰30均以所述轴体31为轴同步转动。
43.为进一步地加强所述第一齿圈40和所述轮毂法兰30的连接，所述第一齿圈40与所述轮毂法兰30在连接处还形成有焊点或焊圈，以防止所述第一齿圈40和所述轮毂法兰30相互脱离。
44.结合图4和图11所示，特别地，所述第一摆线齿41和所述第二摆线齿214均呈摆线状，且为一条型线并连续设置，所述第一摆线齿41的曲率可以大于所述第二摆线齿214的曲率，当然也可以小于所述第二摆线齿214的曲率，具体不做限制。即在水平方向上，所述行星架21与所述第一齿圈40之间具有第一间隙δδ1，并且，在竖直方向上，所述行星架21与所述轮毂法兰30之间具有第二间隙δδ2。当所述轮毂法兰30收到外力的冲击时，所受到的外力能够分解到水平和竖直方向，并分别在第一间隙δδ1和第二间隙δδ2得到缓冲，并以此抵消所述轮毂法兰30在收到外力作用下的形变，避免所述第一齿圈40和所述行星架21受到损坏。
45.结合图2所示，此外，所述壳体10的内侧还设有第二齿圈11，所述第二齿圈11与所述壳体10的内侧壁固定连接，所述第二齿圈11的内侧壁用于与所述行星齿轮23啮合，当所述行星齿轮23转时，所述行星齿轮23可沿所述第二齿圈11做公转运动，所述第二齿圈11相当于为所述行星齿轮23提供公转轨道。并且，由于所述行星齿轮23与所述行星架21相对固定，即当所述行星齿轮23做公转运动时，所述行星架21能够相对于所述壳体10转动。
46.因此，在驱动电机的输出下，所述太阳齿轮22带动所述行星齿轮23公转，所述行星齿轮23沿所述第二齿圈11转动以带动所述行星架21减速转动，所述行星架21通过所述第二摆线齿214与所述第一摆线齿41啮合，从而带动所述第一齿圈40和所述轮毂法兰30转动输出。同时，由于第一齿圈40的第一摆线齿41与所述行星架21的第二摆线齿214都处于齿轮箱的润滑油内，因此齿面间的摩擦系数都非常小，滑动摩擦力也很小，能够减少齿面磨损。
47.结合图1和图6所示，在本发明的其他实施例中，所述壳体10与所述第一齿圈40之间还设有轮毂油封50，所述轮毂油封50的外侧面与所述壳体10固定，所述轮毂油封50的内侧面与与所述第一齿圈40的外侧面抵接。
48.综上所述，本发明通过在第一齿圈40和行星架21之间设置成摆线状，能够极大降低齿根弯曲应力，提升扭矩传递能力；同时根据赫兹接触原理，通过增大第一齿圈40的的第一摆线齿41和行星架21的的第二摆线齿214接触面的曲率半径，即减小接触线综合曲率，能够降低接触面的应力，在多齿啮合下，可以成倍甚至数十倍提升抗接触疲劳能力，减少齿面磨损，极大降低动力传递过程中的噪音；通过采用将第一齿圈40设置在轮毂法兰30的外侧的分体式设计，便于对第一摆线齿41和第二摆线齿214进行加工，使得第一摆线齿41和第二摆线齿214在进行齿面热处理时不会出现淬透现象，也能够提升装配效率并降低生产成本。
49.以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围。