Мотор-колесо
Владельцы патента RU 2758228:
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Пензенский государственный университет" (RU)
Изобретение относится к области машиностроения. Мотор-колесо содержит электродвигатель, планетарный редуктор, тормозной механизм и колесный диск. Электродвигатель имеет крепежные отверстия, через которые крепится солнечная шестерня с установленным внутри игольчатым подшипником, который с одной стороны упирается в ступеньку солнечной шестерни, а с другой - блокируется упорным кольцом. Солнечная шестерня, получая крутящий момент от ротора, передает его четырем сателлитам. В корпусе электродвигателя установлен упорный подшипник, который блокируется ступенькой корпуса редуктора и упорным кольцом, кроме того, к корпусу редуктора закреплено коронное колесо. К корпусу крепится тормозной механизм, состоящий из суппорта, цилиндра и колодок. К корпусу также крепятся рычаги подвески. Для крепления колесного диска имеется ступица, которая устанавливается на игольчатом подшипнике солнечной шестерни и на упорном подшипнике корпуса, причём игольчатый подшипник зафиксирован с одной стороны ступенькой вала, а с другой - упорным кольцом. Колесный диск получает крутящий момент от осей сателлитов. К колесному диску крепится тормозной диск. Для герметичности редуктора используется полиуретановая манжета, которая установлена в пазах коронного колеса и вращается вместе с осями сателлитов. Обеспечивается уменьшение габаритов устройства, а также повышение эксплуатационных характеристик. 7 ил.
Настоящее изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в качестве мотор-колеса транспортных, дорожных и других передвижных средств.
Из существующего уровня техники известна конструкция (см. патент RU 2633129 С1, дата публикации 11.10.2017, в которой мотор-колесо для транспортного средства содержит колесо со ступицей и ступичным подшипником, электродвигатель, в корпусе которого размещен статор и ротор с валом. Также имеется демпфирующая конструкция, установленная между ступицей и несущим элементом транспортного средства, для вертикального перемещения колеса относительно несущего элемента и демпфирования такого перемещения. Понижающая передача мотор-колеса передает движение от электродвигателя к ступице и содержит корпус, входное звено и выходное звено, взаимодействующие между собой. Входное звено размещено на валу ротора. Выходное звено содержит выходной вал, установленный параллельно валу ротора и соединенный со ступицей с образованием неподвижного соединения. Корпус понижающей передачи неподвижно соединен с корпусом электродвигателя и установлен в ступице колеса с возможностью поворота относительно нее. Корпус электродвигателя соединен с демпфирующей конструкцией с возможностью перемещения относительно нее.
Недостатками данной конструкции являются большая масса мотор-колеса и громоздкость конструкции.
Из существующего уровня техники известна конструкция (см. патент RU 109052 U2, дата публикации 10.10.2011, в которой встроенный в мотор-колесо тяговый электродвигатель выполнен в виде цилиндрического корпуса с закрепленными на нем постоянными магнитами, который жестко соединен с дискообразным фланцем вала, расположенным коаксиально относительно корпуса статора в консольной оси колеса на подшипниковых опорах, при этом дискообразный фланец вала скреплен с жестким ободом пневматического колеса, причем на внутренней поверхности статора, контактирующей с поверхностью консольной оси колеса, выполнена винтовая канавка, начало и конец которой совмещены с пазами, выполненными на наружной поверхности консольной оси, которые соединены каналами, образованными в ней, с напорной и сливной магистралями системы охлаждения транспортного средства. Кроме того, тормозное устройство мотор-колеса неуправляемого моста транспортного средства выполнено в виде установленного на консольной оси колеса последовательно за тяговым электродвигателем колодочного тормоза, барабан которого жестко соединен с цилиндрическим корпусом ротора тягового электродвигателя. Барабан тормозного устройства мотор-колеса управляемого моста соединен с корпусом ротора посредством полуоси, соединенной с шарниром равных угловых скоростей, который сопряжен с валом, дискообразный фланец которого скреплен с ротором и жестким ободом пневматического колеса.
Недостатками данной конструкции является большая масса мотор-колеса и большие диаметральные размеры редуктора, с чем связана невозможность расположить тормозной механизм внутри колеса, тормозной механизм находится за пределами колесного диска.
Задачей изобретения является разработка мотор-колеса с компактными массогабаритными характеристиками и увеличенным крутящим моментом.
Технический результат, достигаемый изобретением, заключается в разработке мотор-колеса с планетарным редуктором для повышения момента и более компактного расположения.
Задача решена тем, что электродвигатель интегрирован внутрь планетарной передачи с избавлением от дополнительных валов, что дополнительно уменьшает габариты мотор-колеса, и предложено крепление, обеспечивающее передачу крутящего момента от редуктора на колесный диск, для движения транспортного средства.
Предлагаемая конструкция сочетает в одном корпусе редуктор и электродвигатель.
Разрабатываемая конструкция мотор-колеса содержит электродвигатель, состоящий из неподвижного статора 1 и подвижного ротора 2. Ротор 2 имеет крепежные отверстия 3 (Фиг.1). К крепежным отверстиям 3 с помощью винтов 4 крепится солнечная шестерня 5. Внутри солнечной шестерни установлен игольчатый подшипник 6, который с одной стороны упирается в ступеньку солнечной шестерни 5, а с другой блокируется упорным кольцом 7. Солнечная шестерня 5, получая крутящий момент от ротора 2, передает его четырем сателлитам 8, которые установлены на осях 9 через игольчатые подшипники 10, которые упираются в ступеньку сателлита 8 с одной стороны, а с другой блокируются упорным кольцом 11 (Фиг.2).
Электродвигатель помещается в неподвижный корпус редуктора 12 и крепится крепежными винтами 13. В корпусе электродвигателя установлен упорный подшипник 14, который блокируется ступенькой корпуса редуктора 12 и упорным кольцом 15. К корпусу редуктора через крепежные винты 16 прикручено неподвижное коронное колесо 17 (Фиг.3). Через кронштейны 18, корпуса редуктора 12, с помощью крепежных винтов 19 крепится тормозной механизм, состоящий из тормозного суппорта 20, тормозного цилиндра 21 и тормозных колодок 22. На корпусе редуктора 12 так же имеется два кронштейна крепления для рычагов подвески 23 (Фиг.4). Для герметичности редуктора используется полиуретановая манжета 24, которая установлена в пазах 25 коронного колеса 17. Манжета имеет отверстия для осей сателлитов 9 и вращается вместе с ними (Фиг.5).
Для крепления колеса имеется ступица 26, которая устанавливается в игольчатом подшипнике солнечной шестерни 6 и в упорном подшипнике 14. Игольчатый подшипник 6 зафиксирован с одной стороны ступенькой вала, а с другой упорным кольцом 27. Упорный подшипник 14 зафиксирован с одной стороны ступенькой вала, а с другой гайкой 28 (Фиг.6).
К ступице 26 через крепежные винты 27 крепится колесный диск 28, с установленной безвоздушной покрышкой 29. Колесный диск 28 получает крутящий момент от осей сателлитов 9, которые закреплены с помощью тех же крепежных винтов 27. Колесный диск 28 в такой схеме выступает в роли водила планетарного редуктора. Внутри колесного диска имеется ступенька 30, к которой через крепежные винты тормозного диска 31 крепится тормозной диск 32 (Фиг.7).
Принцип работы заключается в следующем: на электродвигатель подается электрическое напряжение, ротор начинает вращаться. Вместе с ним вращается и солнечная шестерня, которая передает крутящий момент на сателлиты. Сателлиты с осями начинают обкатываться по неподвижному коронному колесу и начинается их вращение вокруг оси колеса. К осям сателлитов прикручен колесный диск, который воспринимает крутящий момент от осей. Начинается движение. Для того чтобы снять напряжение на зубчатые зацепления, колесный диск крепится к ступице, которая установлена в подшипниках и воспринимает основную нагрузку от неровностей дорожного покрытия. Для того чтобы остановить движение необходимо прекратить подачу электричества на электродвигатель и с помощью тормозного механизма заблокировать вращение тормозного диска, с которым непосредственно связан колесный диск.
Мотор-колесо для транспортного средства, содержащее электродвигатель, планетарный редуктор, тормозной механизм, колесный диск с безвоздушной покрышкой из литой резины, отличающееся тем, что электродвигатель, состоящий из неподвижного статора и подвижного ротора, который имеет крепежные отверстия, через которые с помощью винтов крепится солнечная шестерня с установленным внутри игольчатым подшипником, который с одной стороны упирается в ступеньку солнечной шестерни, а с другой - блокируется упорным кольцом от осевого перемещения, солнечная шестерня, получая крутящий момент от ротора, передает его четырем сателлитам, которые установлены на осях через игольчатые подшипники, последние в свою очередь упираются в ступеньку сателлита с одной стороны, а с другой - блокируются упорным кольцом, причём электродвигатель помещается в неподвижный корпус редуктора и крепится крепежными винтами, в корпусе которого установлен упорный подшипник, который блокируется ступенькой корпуса редуктора и упорным кольцом, кроме того, к корпусу редуктора через крепежные винты прикручено неподвижное коронное колесо, у корпуса имеются крепежные кронштейны, к которым с помощью крепежных винтов крепится тормозной механизм, состоящий из тормозного суппорта, тормозного цилиндра и тормозных колодок, на корпусе редуктора также имеется два кронштейна крепления рычагов подвески, для крепления колеса имеется ступица, которая устанавливается на игольчатом подшипнике солнечной шестерни и на упорном подшипнике корпуса, причём игольчатый подшипник зафиксирован с одной стороны ступенькой вала, а с другой - упорным кольцом, упорный подшипник, в котором размещен вал, зафиксирован с одной стороны ступенькой вала, а с другой - гайкой, причём к ступице через крепежные винты крепится колесный диск, с установленной безвоздушной покрышкой, причём колесный диск получает крутящий момент от осей сателлитов, которые соединены с колесным диском с помощью тех же крепежных винтов, внутри колесного диска имеется ступенька, к которой через крепежные винты крепится тормозной диск, причём для герметичности редуктора используется полиуретановая манжета, которая установлена в пазах коронного колеса и вращается вместе с осями сателлитов.
