一种基于分布式电驱动的宽体重型车辆短轴车桥及车辆
阅读说明：本技术 一种基于分布式电驱动的宽体重型车辆短轴车桥及车辆 (Wide-body heavy vehicle short shaft axle based on distributed electric drive and vehicle ) 是由 姚征 刘鹏翔 郝守刚 李进 姜泽军 于 2020-11-25 设计创作，主要内容包括：本说明书公开一种基于分布式电驱动的宽体重型车辆短轴车桥及车辆,所述车桥包括桥管和电动轮机构,所述电动轮机构左右对称地设置于所述桥管的两端,每端的电动轮机构包括电机、行星齿轮减速机构、轮辋以及壳体；所述电机的动力输出轴与所述行星齿轮减速机构的动力输入端刚性连接,所述行星齿轮减速机构的齿圈与所述壳体固连,所述行星齿轮减速机构的动力输出端与所述轮辋刚性连接；所述电机的动力通过所述行星齿轮系统减速后驱动所述轮辋,以带动车轮前进。以电驱动行星齿轮传动代替液压传动,机械传动的效率更高,元件的加工精度要求相对较低,降低了成本,没有液压泄露风险,免维护能力好,安全性更高,适用于双胎并装的商用车车轮。(The specification discloses a short axle and a vehicle of a wide-body heavy vehicle based on distributed electric drive, wherein the axle comprises an axle tube and electric wheel mechanisms, the electric wheel mechanisms are arranged at two ends of the axle tube in a bilateral symmetry manner, and the electric wheel mechanism at each end comprises a motor, a planetary gear speed reducing mechanism, a wheel rim and a shell; the power output shaft of the motor is rigidly connected with the power input end of the planetary gear speed reducing mechanism, the gear ring of the planetary gear speed reducing mechanism is fixedly connected with the shell, and the power output end of the planetary gear speed reducing mechanism is rigidly connected with the rim; the power of the motor drives the wheel rim after being reduced by the planetary gear system so as to drive the wheel to advance. Hydraulic transmission is replaced by electric drive planetary gear transmission, mechanical transmission efficiency is higher, requirements on machining accuracy of elements are relatively lower, cost is reduced, hydraulic leakage risks are avoided, maintenance-free capacity is good, safety is higher, and the device is suitable for double-tire assembled commercial vehicle wheels.)
技术领域
本发明涉及车辆驱动技术领域，具体而言，涉及一种基于分布式电驱动的宽体重型车辆短轴车桥及车辆。
背景技术
大型钢厂采用的大型重载短轴平板车需要具备使用简单，操作方便、载重量大、运行平稳、无噪音、无污染、维护保养简单不受短时停电干扰等特点。现有的钢厂短轴运输车大多采用液压传动，采用高速泵或马达通过液压传动的方式驱动减速器，再驱动车轮。然而，液压传动效率很低，液压泵和马达驱动的液压经过减速器传动效率只有50％-60％，且液压组件要求的加工精度很高，元件加工成本很高，此外，液压传动有液压油泄露风险，运行安全性较低。
因此，研究一种结构简单、传动效率高、运行安全性高的短轴车驱动方式，成为亟待解决的问题。
发明内容
本说明书提供一种基于分布式电驱动的宽体重型车辆短轴车桥及车辆，用以克服现有技术中存在的至少一个技术问题。
根据本说明书实施例的第一方面，提供一种基于分布式电驱动的宽体重型车辆短轴车桥，包括：桥管和电动轮机构，所述电动轮机构左右对称地设置于所述桥管的两端，每端的电动轮机构包括电机、行星齿轮减速机构、轮辋以及壳体；所述电机的动力输出轴与所述行星齿轮减速机构的动力输入端刚性连接，所述行星齿轮减速机构的齿圈与所述壳体固连，所述行星齿轮减速机构的动力输出端与所述轮辋刚性连接；所述电机的动力通过所述行星齿轮系统减速增扭后驱动所述轮辋，以带动车轮前进。
可选地，所述行星齿轮减速机构包括：一级太阳轮、一级行星齿轮、一级行星框架、一级齿圈、二级太阳轮、二级行星齿轮、二级行星框架、二级齿圈，其中所述一级太阳轮作为动力输入端，与所述电机的动力输出轴刚性连接，所述一级太阳轮与所述一级行星齿轮啮合，所述一级行星齿轮与所述一级齿圈啮合，所述一级齿圈固连在所述壳体上；所述一级行星框架中设置有行星轮轴，所述一级行星齿轮套设在所述一级行星框架的行星轮轴上，一级行星齿轮与各自的行星轮轴同轴线，所述一级行星框架与所述二级太阳轮刚性连接；所述二级太阳轮与所述二级行星齿轮啮合，所述二级行星齿轮与所述二级齿圈啮合，所述二级齿圈固连在所述壳体上；所述二级行星框架中设置有行星轮轴，所述二级行星齿轮套设在所述二级行星框架的行星轮轴上；所述二级行星框架作为动力输出端，与所述轮辋刚性连接。
可选地，所述装置还包括轮毂轴承，所述轮毂轴承设置于所述桥管的两端，所述轮毂轴承的轴线与所述桥管的同轴线。
可选地，所述一级行星框架与所述二级太阳轮焊接，所述二级行星框架与所述轮辋通过螺栓连接。
可选地，所述电机为电动机。
可选地，所述行星齿轮减速机构包括：太阳轮、塔式行星齿轮、齿圈、行星框架，其中所述太阳轮作为动力输入端，与所述电机的动力输出轴刚性连接；所述行星框架上设置有行星轮轴；所述塔式行星齿轮套设在所述行星框架的行星轮轴上，所述塔式行星齿轮包括同轴设置的第一行星齿轮和第二行星齿轮，其中第一行星齿轮的半径大于第二行星齿轮的半径，第一行星齿轮与第二行星齿轮刚性连接，所述第一行星齿轮与所述太阳轮啮合，所述第二行星齿轮与所述齿圈啮合；所述齿圈与所述壳体刚性连接；所述行星框架作为动力输出端，与所述轮辋刚性连接。
可选地，所述装置还包括轮毂轴承，所述轮毂轴承设置于所述桥管的两端，所述轮毂轴承的轴线与所述桥管的同轴线。
可选地，所述第一行星齿轮与所述第二行星齿轮焊接或者一体成型。
可选地，所述电机为电动机。
根据本说明书实施例的第二方面，提供一种车辆，装有所述的基于分布式电驱动的宽体重型车辆短轴车桥。
本说明书实施例的有益效果如下：
本说明书实施例，公开一种基于分布式电驱动的宽体重型车辆短轴车桥及车辆，所述车桥包括桥管和电动轮机构，所述电动轮机构左右对称地设置于所述桥管的两端，每端的电动轮机构包括电机、行星齿轮减速机构、轮辋以及壳体，动力由电机传给行星齿轮减速机构，通过行星齿轮机构两级减速后直接驱动轮辋，带动整个车轮前进。相比于现有技术中短轴运输车采用的液压传动技术，本说明书实施例以电驱动行星齿轮传动代替液压传动，从而机械传动的效率更高，可以达到90％，远远大于液压传动的50％-60％传动效率；其次，相比于液压组件的加工精度，本说明书实施例的元件的加工精度要求相对较低，能够降低成本；并且，本说明书采用电机-行星齿轮传动方式，没有液压泄露风险，免维护能力好，安全性更高；此外，本说明书采用电机和机械结构，可以进行制动能量回收，更加节省能源；另外，本说明书的车桥结构简洁，减速机构占用空间较小，适用于双胎并装的商用车车轮，便于安装在非独立悬架的商用车上。综上，本说明书实施例提供一种传动效率高、成本低、安全性高的基于分布式电驱动的宽体重型车辆短轴车桥，具有显著进步性。
本说明书实施例的创新点包括：
1、所述车桥的电动轮机构包括电机、行星齿轮减速机构、轮辋以及壳体，动力由电机传给行星齿轮减速机构，通过行星齿轮机构两级减速后直接驱动轮辋，带动整个车轮前进，以电驱动行星齿轮传动代替液压传动，不仅传动效率高，加工成本低，而且运行安全性高，且适用于非独立悬架的短轴商用车，是本说明书实施例的创新点之一。
2、提供一种行星齿轮机构，包括一级太阳轮、一级行星齿轮、一级行星框架、一级齿圈、二级太阳轮、二级行星齿轮、二级行星框架、二级齿圈，以一级太阳轮作为动力输入端与电机的动力输出轴刚性连接，以二级行星框架作为动力输出端与所述轮辋刚性连接，通过太阳轮、行星齿轮、齿圈以及行星框架实现两级减速，配合电机，驱动车辆前进，是本说明书实施例的创新点之一。
3、提供一种行星齿轮机构，包括太阳轮、齿圈、塔式行星齿轮、行星框架，以太阳轮作为动力输入端与电机的动力输出轴刚性连接，以行星框架作为动力输出端与轮辋刚性连接，通过太阳轮、齿圈、塔式行星齿轮、行星框架实现减速，配合电机，驱动车辆前进，是本说明书实施例的创新点之一。
附图说明
为了更清楚地说明本说明书实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本说明书一实施例提供的基于分布式电驱动的宽体重型车辆短轴车桥的结构示意图；
图2为本说明书一实施例提供的基于分布式电驱动的宽体重型车辆短轴车桥的传动示意图；
图3为本说明书一实施例提供的基于分布式电驱动的宽体重型车辆短轴车桥的传动示意图；
在图1-3中，1-桥管、2-电动轮机构、3-电机、4-行星齿轮减速机构、5-轮辋、6-壳体、7-轮毂轴承、41-一级太阳轮、42-一级行星齿轮、43-一级行星框架、44-一级齿圈、45-二级太阳轮、46-二级行星齿轮、47-二级行星框架、48-二级齿圈、401-太阳轮、403-塔式行星齿轮、405-齿圈、407-行星框架。
具体实施方式
下面将结合本说明书实施例中的附图，对本说明书实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动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。
需要说明的是，本说明书实施例及附图中的术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
现有的钢厂短轴运输车大多采用液压传动，采用泵或马达通过液压传动驱动减速器，再驱动车轮。然而，液压传动限制了传动效率，而且液压组件加工成本很高，也存在液压油泄露风险，安全性不高。
本说明书实施例公开了一种基于分布式电驱动的宽体重型车辆短轴车桥及车辆，以提供一种钢厂短轴运输车的驱动方式，以下进行详细说明。
图1为本说明书一实施例提供的基于分布式电驱动的宽体重型车辆短轴车桥的结构示意图。如图1所示，提供一种基于分布式电驱动的宽体重型车辆短轴车桥，包括：桥管1和电动轮机构2，所述电动轮机构2左右对称地设置于所述桥管的两端，每端的电动轮机构2包括电机3、行星齿轮减速机构4、轮辋5以及壳体6；所述电机3的动力输出轴与所述行星齿轮减速机构4的动力输入端刚性连接，所述行星齿轮减速机构4的齿圈与所述壳体6固连，所述行星齿轮减速机构4的动力输出端与所述轮辋5刚性连接；所述电机3的动力通过所述行星齿轮系统4减速增扭后驱动所述轮辋5，以带动车轮前进。
在一个具体实施例中，所述车桥还包括轮毂轴承7，所述轮毂轴承7设置于所述桥管的两端，所述轮毂轴承的轴线与所述桥管的同轴线。
在一个实施例中，所述车桥的行星齿轮减速机构包括：一级太阳轮、一级行星齿轮、一级行星框架、一级齿圈、二级太阳轮、二级行星齿轮、二级行星框架、二级齿圈，具体的传动过程在图2中示出。
图2为本说明书一实施例提供的基于分布式电驱动的宽体重型车辆短轴车桥的传动示意图。如图2所示，所述行星齿轮减速机构4包括：一级太阳轮41、一级行星齿轮42、一级行星框架43、一级齿圈44、二级太阳轮45、二级行星齿轮46、二级行星框架47、二级齿圈48，其中所述一级太阳轮41作为动力输入端，与所述电机3的动力输出轴刚性连接，所述一级太阳轮41与所述一级行星齿轮42啮合，所述一级行星齿轮42与所述一级齿圈44啮合，所述一级齿圈44固连在所述壳体6上；所述一级行星框架43中设置有行星轮轴，所述一级行星齿轮42套设在所述一级行星框架43的行星轮轴上，一级行星齿轮42与各自的行星轮轴同轴线，所述一级行星框架43与所述二级太阳轮45刚性连接；所述二级太阳轮45与所述二级行星齿轮46啮合，所述二级行星齿轮46与所述二级齿圈48啮合，所述二级齿圈48固连在所述壳体6上；所述二级行星框架47中设置有行星轮轴，所述二级行星齿轮46套设在所述二级行星框架47的行星轮轴上；所述二级行星框架47作为动力输出端，与所述轮辋5刚性连接。
动力由电机传给一级太阳轮，一级太阳轮和一级行星齿轮啮合，一级行星齿轮与一级齿圈啮合，一级太阳轮通过带动一级行星齿轮转动来带动一级行星框架转动；动力通过一级行星框架传给二级太阳轮，二级行星齿轮分别与二级太阳轮和二级齿圈啮合，二级太阳轮通过带动二级行星齿轮来带动二级行星框架转动；动力通过二级行星框架传递给轮辋，带动整个车轮转动。
在一种具体实现方式中，所述一级行星框架43与所述二级太阳轮45焊接，所述二级行星框架47与所述轮辋5通过螺栓连接。
所述一级行星框架与所述二级太阳轮刚性连接，具体地，可以是采用花键连接，焊接，螺栓连接等方式。
在一种具体实现方式中，所述电机3为电动机。所述车桥在制动的过程中动力从车轮、行星齿轮减速机构4传递到电机3，使得所述电机3能够同时起到发电机的作用，实现了能量的回收，对节能减排新能源汽车的开发有重要意义。
本实施例中，提供一种行星齿轮机构，由两级行星齿轮进行减速，通过一级太阳轮、一级行星齿轮、一级行星框架、一级齿圈、二级太阳轮、二级行星齿轮、二级行星框架、二级齿圈实现两级减速，配合电机，驱动车辆前进，以电驱动行星齿轮传动代替液压传动，不仅传动效率高，加工成本低，而且运行安全性高。
在一个实施例中，所述车桥的行星齿轮减速机构包括：太阳轮、塔式行星齿轮、齿圈、行星框架，具体的传动过程在图3中示出。
图3为本说明书一实施例提供的基于分布式电驱动的宽体重型车辆短轴车桥的传动示意图。如图3所示，所述行星齿轮减速机构4包括：太阳轮401、塔式行星齿轮403、齿圈405、行星框架407，其中所述太阳轮401作为动力输入端，与所述电机3的动力输出轴刚性连接；所述行星框架407上设置有行星轮轴；所述塔式行星齿轮403套设在所述行星框架407的行星轮轴上，所述塔式行星齿轮403包括同轴设置的第一行星齿轮和第二行星齿轮，其中第一行星齿轮的半径大于第二行星齿轮的半径，第一行星齿轮与第二行星齿轮刚性连接，所述第一行星齿轮与所述太阳轮401啮合，所述第二行星齿轮与所述齿圈405啮合；所述齿圈405与所述壳体6刚性连接；所述行星框架407作为动力输出端，与所述轮辋5刚性连接。
在一种具体实现方式中，所述第一行星齿轮与所述第二行星齿轮焊接或者一体成型。
在一种具体实现方式中，所述电机3为电动机。在制动过程中，所述电机3能够同时起到发电机的作用，实现了能量的回收。
塔式行星齿轮由一大一小两行星轮刚性连接而成，塔式行星轮分别与太阳轮和齿圈啮合，齿圈和壳体刚性连接。塔式行星轮套设在行星框架的行星轮轴上。电机动力输出轴与太阳轮刚性连接，动力由太阳轮输入，太阳轮通过带动塔式行星轮转动来带动行星框架转动，动力由行星框架传递给轮辋，带动车轮转动。
本实施例中，提供另一种行星齿轮机构，由塔式行星齿轮进行减速，通过太阳轮、齿圈、塔式行星齿轮、行星框架实现两级减速，配合电机，驱动车辆前进，以电驱动行星齿轮传动代替液压传动，传动效率高，加工成本低，而且运行安全性高，适用于非独立悬架的短轴商用车。
本说明书实施例，还提供一种车辆，装有所述的基于分布式电驱动的宽体重型车辆短轴车桥。
综上所述，本说明书实施例，提供一种基于分布式电驱动的宽体重型车辆短轴车桥及车辆，采用电驱动行星齿轮减速机构，通过行星齿轮机构两级减速后直接驱动轮辋，带动整个车轮前进，以电驱动行星齿轮传动代替液压传动，机械传动的效率更高，元件的加工精度要求相对较低，降低了成本，没有液压泄露风险，免维护能力好，安全性更高，适用于双胎并装的商用车车轮。
本领域普通技术人员可以理解：附图只是一个实施例的示意图，附图中的模块或流程并不一定是实施本发明所必须的。
本领域普通技术人员可以理解：实施例中的装置中的模块可以按照实施例描述分布于实施例的装置中，也可以进行相应变化位于不同于本实施例的一个或多个装置中。上述实施例的模块可以合并为一个模块，也可以进一步拆分成多个子模块。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围。