专利名称：一种具有差速输出功能的驱动电机的制作方法
技术领域：
本发明涉及驱动电机，尤其是涉及具有差速输出功能的驱动电机。
背景技术：
目前，电机驱动技术已在车辆或设备驱动上广泛应用，体现出运行效率高、维护成 本低的优势。车辆运行中每个车轮遇到的路面附着条件都有可能不同，同时在转向、坡道等 条件下，每个车轮的输出转速和转矩均不同，对于机械传动系统来说，差速功能可以通过机 械差速器实现，对于电驱动来说，特别是轮毂电机驱动形式，差速输出只能通过对两台电机 的控制实现，对差速的控制精度依赖于对车轮转速等条件的检测，增加了控制系统的复杂 程度。部分设备驱动系统中，也需要两端差速输出，如果采用串联差速器或两台电机单独输 出，会增加系统的复杂程度，增加系统的体积。 研究设计新型带差速功能的驱动电机，采用集成化机械差速设计，在电机的输出 端直接达到差速输出的目的。 到目前为止，在车辆驱动电机的文献资料中，未查到已公开发表的这种类型驱动 电机的资料。
发明内容
本发明的目的在于设计一种具有两个输出端的驱动电机，该驱动电机不需要单独 的控制系统，即可使输出端的输出转速和转矩实现差速输出。
为了实现本发明目的，提出一种具有差速输出功能的驱动电机，该驱动电机包括
驱动电机外壳、水冷却系统、差速输出动力系统、和差速测量装置。
差速输出动力系统包括 —输出半轴9，通过花键与输出半轴齿轮11连接；
—输出半轴IO，通过花键与输出半轴齿轮27连接； —差速器，该差速器由差速器壳体，2个差速器行星齿轮，行星齿轮架组成，其中， 所述差速器壳体通过转子固定法兰和螺栓轴向固定有转子。 所述驱动电机外壳，由端盖2，端盖3，端盖4，通过螺栓连接固定在壳体的一端，端 盖5，端盖6，端盖7，端盖8之间通过螺栓连接固定在壳体的另一端构成驱动电机外壳。
所述水冷却系统，由冷却水槽和定子冷却水出入口组成，其中，所述冷却水槽固定 于壳体上，与定子冷却水出入口相连通。 所述差速器装于定子内部，与定子和定子线组固定于壳体内部。
所述差速器壳体与端盖2，端盖5之间分别设有一对骨架密封圈，在输出半轴10与 端盖7之间设有一对骨架密封圈，用于密封差速器内的润滑油流入定子与转子的空间。
所述输出半轴9与端盖4之间，输出半轴10与端盖8之间分别设有一对密封圈， 用于密封减速器内的润滑油。 所述差速测量装置主要由旋转感应测速器21和旋转感应测速器22构成，旋转感应测速器21 、22分别通过螺栓成对固定安装在端盖2和端盖7上，由感应线圈组28，感应线 圈组29，固定法兰和卡簧组成，其中，旋转感应测速器21的感应线圈组28与固定法兰通过 螺栓固定在端盖2的内表面，旋转感应测速器22的感应线圈组29通过卡簧固定在输出半 轴10上，用于测量差速器壳体和输出半轴10的转速。 所述端盖2上设有用于定子和转子，以及旋转感应测速器21的绕线出口，在端盖 8上设有用于旋转感应测速器22的绕线出口 。 所述输出半轴9与端盖3之间，输出半轴10与端盖6之间，端盖2与差速器壳体之 间分别设有一对深沟球轴承；所述驱动电机外壳上设有固定孔用于安装和固定差速电机。
该驱动电机中的差速器还可设在电机的一端，通过螺栓安装于转子外部，输出半 轴9需要穿过转子内部的空间伸出。 本发明专利的优点在于，用一个电机就可以实现两个方向的差速输出，该驱动电 机差速输出动力系统可将动力从电机轴向的两端分别输出，根据负载需求实现两个输出端 的差速输出；节省空间，简化驱动系统。差速器的润滑采用湿式润滑，与驱动电机的转子腔 分离。采用水冷系统，冷却系统效率高，可靠性高，对环境要求低，能够适应高温、高湿等恶 劣环境。
图1是本发明具有差速输出功能的驱动电机的结构示意图； 图2是本发明具有差速输出功能的驱动电机的旋转感应测速器21的局部放大示 意图； 图3是本发明具有差速输出功能的驱动电机的旋转感应测速器22的局部放大示 意图； 图4是本发明具有差速输出功能的驱动电机的应用实施例的示意图。 其中 1壳体 2端盖 3端盖 4端盖 5端盖 6端盖 7端盖 8端盖 9输出半轴 IO输出半轴 ll输出半轴齿轮 12定子 13定子线组 14转子 15转子固定法兰
17差速器行星齿轮
18行星齿轮架
19冷却水槽
20定子冷却水出入口
21旋转感应测速器
22旋转感应测速器
23绕线出口
24骨架密封圈
25密封圈
26深沟球轴承
27输出半轴齿轮
28感应线圈组
29感应线圈组
30固定法兰
31卡簧
16差速器壳体 32转子轴
具体实施例方式
图l是本发明结构示意图，如图l所示本发明的具有差速输出功能的驱动电机的 结构为 端盖2，端盖3，端盖4，通过螺栓连接固定在壳体1的一端，端盖5，端盖6，端盖7， 端盖8之间通过螺栓连接固定在壳体1的另一端构成驱动电机外壳。冷却水槽19固定于 壳体1上，与定子冷却水出入口 20相连通形成水冷却系统，用于降低电机内温度。
输出半轴9通过花键与输出半轴齿轮11连接，输出半轴10通过花键与输出半轴 齿轮27连接，定子12和定子线组13固定于壳体1内部，转子14通过转子固定法兰15和 螺栓轴向固定于差速器壳体16上。 差速器由差速器壳体16，2个差速器行星齿轮17，行星齿轮架18组成，装于定子 12内部；旋转感应测速器21和旋转感应测速器22分别通过螺栓成对固定安装在端盖2和 端盖7上。端盖2上装有用于定子12和转子14，以及旋转感应测速器21的绕线出口 23， 在端盖8上装有用于旋转感应测速器22的绕线出口 23。 输出半轴9与端盖4之间，输出半轴10与端盖8之间分别设有一对密封圈25，用 于密封差速器内的润滑油；差速器壳体16与端盖2，端盖5之间分别设有一对骨架密封圈 24，输出半轴10与端盖7之间设有一对骨架密封圈24，用于密封差速器内的润滑油流入定 子12与转子14空间。 图2是具有差速输出功能的驱动电机的旋转感应测速器21的局部放大示意图；图 3是具有差速输出功能的驱动电机的旋转感应测速器22的局部放大示意图，如图所示
差速测量装置主要由旋转感应测速器21和旋转感应测速器22构成。旋转感应测 速器21、22由感应线圈组28，感应线圈组29，固定法兰30和卡簧31组成，旋转感应测速器 21的感应线圈组28与固定法兰30通过螺栓固定在端盖2的内表面，旋转感应测速器22的 感应线圈组29通过卡簧31固定在输出半轴10上，用于测量差速器壳体16和输出半轴10 的转速。感应线圈组28和感应线圈组29主要由内、外两个线圈组成，分别安装于转子与定 子上的，两个线圈间有较小径向间隙，但并不接触。两个线圈本身由螺栓等固定于其它零件 上，线圈有导线引出电机机壳，用于输出转速信号。 图4是具有差速输出功能的驱动电机的一个应用实施例的示意图，如图4所示
端盖2，端盖3，端盖4，通过螺栓连接固定在壳体1的一端，端盖5，端盖6，端盖7， 端盖8之间通过螺栓连接固定在壳体1的另一端构成驱动电机外壳。冷却水槽19固定于 壳体1上，与定子冷却水出入口 20相连通形成水冷却系统，用于降低电机内温度。
输出半轴9通过花键与输出半轴齿轮11连接，输出半轴10通过花键与输出半轴 齿轮27连接，定子12和定子线组13固定于壳体1内部，转子14通过转子固定法兰15和 螺栓轴向固定于差速器壳体16上，转子轴32固接在转子上，用于输出转矩。
差速器由差速器壳体16，2个差速器行星齿轮17，行星齿轮架18组成，装于转子 14外部；旋转感应测速器21和旋转感应测速器22分别通过螺栓固定安装在端盖2和端盖 7上。端盖2上装有用于定子12和转子14，以及旋转感应测速器21的绕线出口 23，在端盖 8上装有用于旋转感应测速器22的绕线出口 23。
输出半轴9与端盖4之间，输出半轴10与端盖8之间分别设有一对密封圈25，用 于密封差速器内的润滑油，差速器壳体16与端盖2，端盖5之间分别设有一对骨架密封圈 24，输出半轴10与端盖7之间设有一对骨架密封圈24，用于密封差速器内的润滑油流入定 子12与转子14空间。
实施例1 以附图1为应用实施例示意图，结合附图2、3，对本发明的一种具有差速输出功能 的驱动电机做详细说明如下 壳体1为电机固定部件，差速器装于定子内部，与定子12和定子线组13固定于壳 体1内部，电机转子14与差速器壳体16固定在一起；电机转子14的输出转动首先输出给 差速器的壳体16，经过输出半轴9、输出半轴10将动力输出，当输出半轴9和输出半轴10 两端的载荷相同时，差速器行星齿轮17与行星轮架18相对于差速器壳体16是静止的，当 两端的输出载荷有差别时，差速器行星齿轮17分别与输出半轴齿轮11和输出半轴齿轮27 之间发生啮合转动，行星轮架18 —同转动，输出半轴9转速(VA)与输出半轴10转速(VB) 与电机转子14即差速器壳体16的转速(Vz)之间的关系为
Vz = (VA+VB) /2 公式1 差速输出的最大变动范围当VA(或VB) = 0时，VB(或VA) = 2VZ。 旋转感应测速器21和旋转感应测速器22，用于差速器壳体16和输出半轴10的转
速测量，差速器壳体16与转子14是固定的，旋转感应测速器21处测得的转速就是定子12
与转子14之间的转速，旋转感应测速器22处测得的转速是输出半轴10与端盖7之间的转
速，也就是输出半轴10与定子12之间的转速。旋转感应测速器21处测得的转速是Vz，旋
转感应测速器22处测得的转速是VB， VA可以由公式1计算得到。 实施例2 如图4所示，本实施例与上述实施例1的工作过程和工作原理相同，其区别于实施 例1的是差速器安装在电机的一端，通过螺栓安装于转子14外部，输出半轴9穿过转子14 内部的空间伸出。
权利要求
一种具有差速输出功能的驱动电机，该驱动电机包括驱动电机外壳、水冷却系统、差速输出动力系统，其特征在于，所述差速输出动力系统包括一输出半轴(9)，通过花键与输出半轴齿轮(11)连接；一输出半轴(10)，通过花键与输出半轴齿轮(27)连接；一差速器，该差速器由差速器壳体(16)，2个差速器行星齿轮(17)，行星齿轮架(18)组成，其中，所述差速器壳体(16)通过转子固定法兰(15)和螺栓与转子(14)轴向固定。
2. 根据权利要求l所述的具有差速输出功能的驱动电机，其特征在于，端盖(2)，端盖 (3)，端盖(4)通过螺栓连接固定在壳体(1)的一端，端盖(5)，端盖(6)，端盖(7)，端盖(8) 之间通过螺栓连接固定在壳体(1)的另一端构成驱动电机外壳。
3. 根据权利要求1所述的具有差速输出功能的驱动电机，其特征在于，所述水冷却系 统，由冷却水槽(19)和定子冷却水出入口 (20)组成，其中，所述冷却水槽(19)固定于壳体 (1)上，与定子冷却水出入口 (20)相连通。
4. 根据权利要求1所述的具有差速输出功能的驱动电机，其特征在于，所述差速器装 于定子(12)内部，与定子(12)和定子线组(13)固定于壳体(1)内部。
5. 根据权利要求4所述的具有差速输出功能的驱动电机，其特征在于，所述差速器设 在电机的一端，通过螺栓安装于转子(14)外部，输出半轴(9)穿过转子(14)内部的空间伸 出。
6. 根据权利要求1所述的具有差速输出功能的驱动电机，其特征在于，所述驱动电机 设有差速测量装置，该差速测量装置由两对旋转感应测速器(21、22)分别通过螺栓成对固 定安装在端盖(2)和端盖(7)上构成，用于测量差速器壳体(16)和输出半轴(10)的转速。
7. 根据权利要求6所述的具有差速输出功能的驱动电机，其特征在于，所述旋转感应 测速器(21)是由感应线圈组(28)与固定法兰(30)通过螺栓固定在端盖(2)的内表面构 成，其绕线出口 (23)设在端盖(2)上；旋转感应测速器(22)是由感应线圈组(29)通过卡 簧(31)固定在输出半轴(10)上构成，其绕线出口 (23)设在端盖(8)上。
8. 根据权利要求1所述的具有差速输出功能的驱动电机，其特征在于，在差速器壳体 (16)与端盖(2)，端盖(5)之间分别设有一对骨架密封圈(24)，在输出半轴(10)与端盖(7) 之间设有一对骨架密封圈(24)，用于密封差速器内的润滑油流入定子(12)与转子(14)的 空间。
9. 根据权利要求l所述的具有差速输出功能的驱动电机，其特征在于，在输出半轴(9) 与端盖(4)之间，输出半轴(10)与端盖(8)之间分别设有一对密封圈(25)，用于密封减速 器内的润滑油。
全文摘要
本发明为一种具有差速输出功能的驱动电机，该驱动电机由驱动电机外壳、水冷却系统、差速输出动力系统和差速测量装置组成。可应用于专用运输车辆驱动领域或需要两端差速输出的工程应用领域。本发明采用差速输出动力系统，位于电机内部，从电机轴向的两端分别输出，根据负载需求实现两个输出端的差速输出。本发明的优点在于，用一个电机就可以实现两个方向的差速输出，节省空间，简化驱动系统。差速器的润滑采用湿式润滑，与驱动电机的转子腔分离。采用水冷系统，冷却系统效率高，可靠性高，对环境要求低，能够适应高温、高湿等恶劣环境。
文档编号H02K7/116GK101707412SQ20091023717
公开日2010年5月12日 申请日期2009年11月13日 优先权日2009年11月13日
发明者张文明, 杨珏, 金纯 , 陈树新, 黄夏旭 申请人:北京科技大学