CN102255421A - 中置驱动马达及变速装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种中置驱动马达及变速装置，它包括驱动马达外壳、定子、转子、脚踏通轴、变速机和双向离合装置，脚踏通轴与第一离合装置内圈作成一体，在双向离合装置内部的棘爪千斤上附着有减噪材料，变速机内的二级行星齿轮均采用金属与非金属复合齿轮，变速机的输出端与第二离合装置的外圈作成一体，其动力输出轴由第一离合装置的外圈与第二离合装置的内圈作成一体且与传动轮固定连接，在驱动马达外壳里面或外面固定有电路控制装置或控制驱动马达转动的位置控制助力传感器，在脚踏通轴的两端固定有脚踏曲柄和脚蹬。其优点是：结构简单、装配精度高，成本低，马达驱动与人力助力既可以叠加，又可以单独驱动助力车行驶，输出转矩大、噪声小和使用寿命长。

Description

中置驱动马达及变速装置

技术领域

本发明涉及一种电动车驱动马达，特别是涉及一种驱动马达的中心轴与人力脚踏中轴同轴的中置驱动马达。

背景技术

在本人已申请的专利ZL200820107606.5和专利ZL200820138288.9说明书中公开了一种驱动马达，该驱动马达及变速装置中的离合器芯轴与脚踏通轴是分体组合式的，势必增加加工工艺的复杂性和成本，也增大了装配同轴度公差，影响马达精度，而且体积大。再者，离合器采用棘轮、棘爪机构时，由于该棘爪千斤上没有附着减噪材料，在驱动马达和脚踏通轴传动时，棘轮、棘爪机构噪声大；离合器采用滚子楔块机构时，由于承载能力小，电动车频繁启动加载使离合器使用寿命缩短；而且，变速机的各级行星齿轮大都采用合成尼龙材料齿轮以降低噪声，由于合成尼龙材料的耐热性与机械强度较差而老化快、易损坏，甚至有的完全采用金属齿轮增加机械强度，但噪声大，又不如尼龙材料齿轮耐磨损；并且，驱动马达定子、转子内腔与变速机内腔的连通部位没有密封件，变速机中的润滑剂很容易渗入到驱动马达定子、转子腔内，增加驱动马达故障率，而且，在驱动马达外壳上没有设置注、放油孔，造成变速机长期使用润滑剂老化或减少而补充困难。

上述的技术缺欠也是目前市场上公知的技术难题，并且，严重影响驱动马达质量和的使用寿命。

发明内容

本发明的主要目的在于克服以上不足而提供一种结构简单，精度高、成本低，噪声小和寿命长的中置驱动马达及变速装置。

本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：一种中置驱动马达及变速装置，它包括驱动马达外壳12、定子34、转子35、脚踏通轴1、变速机和双向离合装置，驱动马达的定子34固定在驱动马达外壳12上，驱动马达的转子35与转子轴8固定连接成一体，转子轴8为空心轴由轴承33、轴承38支撑套装在脚踏通轴1上且由卡簧36、挡圈6固位连接，驱动马达外壳12与变速机的外壳作成一体或分体式由螺丝固定成一体，在变速机的内腔与定子34、转子35之间设置挡油板9，挡油板9与驱动马达外壳12作成一体或分体设置固定，在转子轴8与脚踏通轴1、挡油板9之间分别设置密封件7与密封件32，变速机为二级行星轮系结构，变速机动力输入端的一级太阳轮与转子轴8的输出端作成一体式，二级行星轮支架16作为变速机的动力输出端驱动所述双向离合装置的输出轴23转动，输出轴23分别由轴承22、轴承19支撑在脚踏通轴1、驱动马达右端盖18上，在轴承22与轴承19的外侧分别设置密封件21、密封件20，输出轴23的输出端与传动轮56固位连接且由锁紧螺母55固定，变速机的齿圈11固定在驱动马达外壳12上，在一级行星轮支架30上设置固定轴销13，一级行星轮31由轴承10支撑通过卡簧固定在轴销13上，一级行星轮支架30与二级太阳轮作成一体或分体设置固定且套装在脚踏通轴1上由轴承28支撑、卡簧29定位，在二级行星轮支架16上设置固定轴销15，二级行星轮27由轴承14支撑通过卡簧固定在轴销15上，脚踏通轴1的另一端由轴承3支撑在驱动马达的左端盖42上且在轴承3外侧设置密封件2，驱动马达的左端盖42与右端盖18分别由螺丝5固定在驱动马达外壳12的左右两侧，在驱动马达外壳12的里面或外面固定设置电路控制装置以及控制驱动马达转动的位置控制助力传感器41、脚踏转动感应装置39，位置控制助力传感器41由螺丝40固定在驱动马达的左端盖42或驱动马达外壳12上，脚踏转动感应装置39由卡簧4固定在脚踏通轴1上，在驱动马达外壳12与控制导线43之间设置密封件37，在脚踏通轴1的两端固定有脚踏曲柄和脚蹬，其特征在于：所述双向离合装置的第一离合装置与第二离合装置同轴套装且均采用棘轮棘爪机构，第一离合装置内圈24与脚踏通轴1作成一体，棘爪千斤54设置在第一离合装置内圈24的棘爪槽里且由弹簧50固位能以α角翅起或落下，二级行星轮支架16与第二离合装置的外圈作成一体，所述输出轴23为第一离合装置的棘轮齿形外圈与第二离合装置的棘轮齿形内圈一体成型且棘轮齿形方向相反设置，棘爪千斤53设置在二级行星轮支架16的棘爪槽里且由弹簧51固位能以β角翅起或落下，所述第一离合装置内圈24带动棘爪千斤53与输出轴23的棘轮内齿啮合做和所述脚踏通轴1方向相同的单向转动，所述二级行星轮支架16带动棘爪千斤54与输出轴23的棘轮外齿啮合做和所述脚踏通轴1方向相同的单向转动，在二级行星轮支架16的中心孔与脚踏通轴1之间设置支撑限位轴承25，在轴承25与轴承28之间设置固位挡圈26，在棘爪千斤53、棘爪千斤54的外表面上全部或部分附着固定减噪材料52，在棘爪千斤53、棘爪千斤54上涂有润滑剂，双向离合装置的盖板17通过销钉49与二级行星轮支架16固定连接，所述变速机的一级行星轮31与二级行星轮27共用一个齿圈11，一级行星轮31或二级行星轮27采用金属与非金属复合齿轮，所述驱动马达外壳12的外形采用齿形结构，在变速机内腔对应的驱动马达外壳12上设置注、放油螺丝孔57。

本发明还可以采用如下技术措施：

所述第一离合装置与第二离合装置同轴套装均采用棘轮棘爪机构、滚子楔块机构或棘轮棘爪与滚子楔块的组合机构。

所述第一离合装置与第二离合装置是同轴纵向套装式离合装置或同轴横向平面弹压式离合装置且同轴横向平面弹压式离合面是棘轮棘爪机构或凸凹齿形啮合机构。

所述棘爪千斤53设置在二级行星轮支架16的棘爪槽里或输出轴23的棘轮外圈作为棘爪槽且对应的二级行星轮支架16内圈设置成棘轮齿形，所述棘爪千斤54设置在第一离合装置内圈24的棘爪槽里或输出轴23的棘轮内圈作为棘爪槽且对应的第一离合装置内圈24设置成棘轮齿形，所述的棘爪千斤53或棘爪千斤54各自至少设置一个。

所述的棘爪千斤53、棘爪千斤54是金属材料且外表面上附着固定减噪材料52或无减噪材料52，所述的减噪材料52是橡胶、聚氨酯、塑胶、尼龙、树脂或工程塑料。

所述的一级行星轮31、二级行星轮27采用金属与非金属复合齿轮、非金属齿轮或金属齿轮，所述一级行星轮31或二级行星轮27各自至少设置一个。

所述的驱动马达是①内转子式的即定子34套在转子35外面与驱动马达外壳12连接成一体，②外转子式的即定子34套在转子35的内腔里面通过定子固定套45与驱动马达外壳12、左端盖42或挡油板9连接成一体且由螺丝44固定，③盘式的单转子或双转子即定子34安装在转子35的轴向一侧或中间与驱动马达外壳12、左端盖42或挡油板9连接成一体其中之一种。

所述的变速机是二级的行星齿轮传动、谐波齿轮传动或摆线齿轮传动，所述变速机的一级行星轮31与二级行星轮27共用一个齿圈11或分别使用独自的齿圈。

所述一级行星轮支架30上设置固定轴销13或轴销13设置固定在挡油板9上且一级行星轮31使用独自的齿圈58与二级太阳轮作成一体输出动力，所述二级行星轮支架16上设置固定轴销15或轴销15设置固定在支架46上，支架46由螺丝47固定在驱动马达外壳12上且二级行星轮27使用独自的齿圈48与第二离合装置的外圈成一体设置由销钉49固定连接。

所述的位置控制助力传感器41是电磁传感器、力矩传感器或速度传感器且由螺丝40固定在驱动马达左端盖42上或固定在驱动马达右端盖18、传动轮56上。

本发明具有的优点和积极效果是：结构简单、装配精度高，成本低，马达驱动与人力助力既可以叠加，又可以单独驱动助力车行驶，输出转矩大、噪声小和使用寿命长。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是本发明双向离合装置的结构局部剖视图。

图3是本发明双向离合装置的侧视结构示意图。

图4是本发明第一离合装置内圈与脚踏通轴作成一体的结构示意图。

图5是本发明驱动马达的外转子结构示意图。

图6是本发明一级行星轮齿圈与二级太阳轮成一体的结构示意图。

图7是本发明二级行星轮齿圈与第二离合装置的外圈成一体的结构示意图。

图1-图7中：1.脚踏通轴；2.密封件；3.轴承；4.卡簧；5.螺丝；6.挡圈；7.密封件；8.转子轴；9.挡油板；10.轴承；11.齿圈；12.驱动马达外壳；13.轴销；14.轴承；15.轴销；16.二级行星轮支架；17.盖板；18.右端盖；19.轴承；20.密封件；21.密封件；22.轴承；23.输出轴；24.第一离合装置内圈；25.轴承；26.挡圈；27.二级行星轮；28.轴承；29.卡簧；30.一级行星轮支架；31.一级行星轮；32.密封件；33.轴承；34.定子；35.转子；36.卡簧；37.密封件；38.轴承；39.脚踏转动感应装置；40.螺丝；41.位置控制助力传感器；42.左端盖；43.控制导线；44.螺丝；45.定子固定套；46.支架；47.螺丝；48.齿圈；49.销钉；50.弹簧；51.弹簧；52.减噪材料；53.棘爪千斤；54.棘爪千斤；55.锁紧螺母；56.传动轮；57.注、放油螺丝孔；58.齿圈。

具体实施方式

为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：请参阅图1及图7。

实施例1：以电动自行车的内转子电机为例加以说明。

如图1至图4所示：驱动马达的定子34、转子35均采用硅钢冲片叠加而成，定子34固定在驱动马达外壳12上，转子35与转子轴8同心套装固定连接成一体或转子35与转子轴8直接由导磁性金属材料加工成一体，在转子35的外圆周上固定有磁钢，磁钢为4～58个中的偶数个，为了防止磁钢脱落可以在靠近转子35的外圆周上开有磁钢径向固定槽，其磁钢径向固定槽的形状可以是开口式或封闭式的矩形槽、燕尾槽或圆弧槽，其定子34的外径为68mm～205mm，槽数为3的整数倍9～57槽，齿部宽为3mm～20mm，电机转速为750～4000转/分，定子34与转子35的匹配参数可根据实际需要选配；转子轴8为空心轴由轴承33、轴承38支撑套装在脚踏通轴1上且由卡簧36、挡圈6固位连接(轴承33可以采用滚针轴承以增强转子轴8的径向承载力)，驱动马达外壳12与变速机的外壳加工成一体或分体由螺丝同轴套装固定成一体，在变速机的内腔与定子34、转子35之间设置挡油板9，挡油板9与驱动马达外壳12加工成一体或分体同轴设置由螺丝固定成一体并密封，即挡油板9与变速机外壳加工成一体或与驱动马达外壳加工成一体，挡油板9还可以单独作为变速机的一级行星轮支架30设置在驱动马达外壳和变速机外壳之间且同轴装配固定密封使用，在转子轴8与脚踏通轴1、挡油板9之间分别设置密封件7与密封件32，密封件32处还可以同轴安装支撑轴承来保证转子轴8的承载强度，在紧靠挡圈6的脚踏通轴1上固定有脚踏转动感应装置39且由卡簧4固位，卡簧4与驱动马达左端盖42上的轴承3紧靠，脚踏通轴1由轴承3支撑转动，在轴承3的外侧设置密封件2，在挡圈6或轴承38附近的脚踏通轴1上加工有挡位台阶，这样在脚踏通轴1受到意外轴向冲击时可以防止部件轴向窜位而造成电机损坏，再者为了便于装配，装在脚踏通轴1上的各部件轴承可以选择不同内孔径，在脚踏通轴1上设置与各轴承匹配的轴台，控制驱动马达转动的位置控制助力传感器41由螺丝40固定在驱动马达的左端盖42或驱动马达外壳12的里面，且与脚踏转动感应装置39保持相对有效的感应距离，或者位置控制助力传感器41和脚踏转动感应装置39固位在驱动马达的左端盖42外面或驱动马达外壳12的外面及脚踏通轴1上，还可以把位置控制助力传感器41和脚踏转动感应装置39安装在驱动马达的右端盖18和传动轮56上，具体要根据设计安装工艺而定；所述的位置控制助力传感器41是电磁传感器、力矩传感器或速度传感器。

变速机采用二级行星轮系结构，其变速比为2.5～61，所述的一级行星轮31与二级行星轮27各自至少设置1个，其一级行星轮31与二级行星轮27分别均布对称设置3个是本发明中的优选方式。变速机的一级行星轮31与二级行星轮27共用一个齿圈11(或分别使用各自的齿圈)且可以采用相同模数或不同模数的齿形参数，变速机动力输入端的一级太阳轮与转子轴8的输出端为一体成型提高同轴度且减小体积，转子轴8与变速机的一级太阳轮或采用分体同轴装配且由螺丝、销钉或焊接固定成一体，一级行星轮支架30与二级太阳轮作成一体或分体设置固定成一体且套装在脚踏通轴1上由轴承28支撑、卡簧29定位，在一级行星轮支架30上设置固定轴销13(轴销13与一级行星轮31匹配设置)，一级行星轮31由轴承10支撑(或不使用轴承支撑)通过卡簧固定在轴销13上转动，其中，一级行星轮31分别与转子轴8上的一级太阳轮和齿圈11相啮合，在二级行星轮支架16上设置固定轴销15(轴销15与二级行星轮27匹配设置)，二级行星轮27由轴承14支撑(或不使用轴承支撑)通过卡簧固定在轴销15上转动，其中，二级行星轮27分别与一级行星轮支架30上的二级太阳轮和齿圈11相啮合，二级行星轮支架16作为变速机的动力输出端驱动所述双向离合装置的输出轴23转动，传动轮56(传动轮56是链轮、皮带轮或齿轮且既可以是单只传动轮又可以是6只以内外径不同可变速的组合式传动轮)固位在输出轴23的输出端上(输出轴23的输出端与传动轮56中心孔是花键式配合或键销式配合固位)且由锁紧螺母55固定，并且，为了加强二级行星轮支架16与输出轴23的承载稳定性，在二级行星轮支架16轴心的一侧设置支撑轴承25且支撑在脚踏通轴1上，在轴承25与轴承28之间设置固位挡圈26，在输出轴23与脚踏通轴1之间设置的支撑轴承22可以采用滚针轴承且在轴承22外侧设置密封件21，输出轴23由轴承19支撑在驱动马达的右端盖18上，在轴承19外侧设置密封件20，脚踏通轴1上的第一离合装置内圈24的棘爪侧平面靠在输出轴23上的第一离合装置的外圈底面，通过输出轴23上的支撑轴承19定位，二级行星轮支架16作为第二离合装置的外圈套装在输出轴23上的第二离合装置的内圈上且靠在输出轴23侧面定位，在双向离合装置的侧端面设置盖板17，盖板17与二级行星轮支架16由销钉49固定(或紧固、螺纹固定)连接，盖板17把棘爪千斤53、棘爪千斤54及输出轴23固位，为了保证输出轴23转动顺畅和稳定，可以在二级行星轮支架16、输出轴23及盖板17之间设置支撑滚子或轴承；驱动马达的左端盖42与右端盖18分别由螺丝5固定在驱动马达外壳12的左右两侧，其左端盖42、右端盖18与驱动马达外壳12接触面之间作密封处理。

所述双向离合装置的第一离合装置与第二离合装置同轴套装且均采用棘轮棘爪机构(或采用滚子楔块机构、棘轮棘爪与滚子楔块的组合机构)，并且采用同轴纵向套装式离合装置或同轴横向平面弹压式离合装置且同轴横向平面弹压式离合面是棘轮棘爪机构或凸凹齿形啮合机构，其同轴横向平面弹压式离合面在弹簧的作用下实现轴向单向离合功能，所述双向离合装置也可以用时采用同轴纵向与同轴横向组合式机构来实现单向离合功能；由于第一离合装置内圈24与脚踏通轴1作成一体，既提高了装配同轴精度，又使得第一离合装置内圈24的棘爪外径减小，从而使得双向离合装置的整体外径减小，有利于变速机内部的部件匹配安装，降低成本、缩小体积；二级行星轮支架16与第二离合装置的外圈作成一体或分体式，作成分体式时，其二级行星轮支架16单独设置，与第二离合装置的外圈由轴销固定成一体或通过联轴器连接固位使用，输出轴23为第一离合装置的棘轮齿形外圈与第二离合装置的棘轮齿形内圈一体成型且棘轮齿形方向相反设置，棘爪千斤53设置在二级行星轮支架16的棘爪槽里(或输出轴23的棘轮外圈作为棘爪槽且对应的二级行星轮支架16内圈设置成棘轮齿形)且由弹簧51固位能以β角翅起或落下，当驱动马达运转时，二级行星轮支架16输出动力带动棘爪千斤53翅起与输出轴23的棘轮外齿啮合做和所述脚踏通轴1方向相同的单向转动，棘爪千斤54设置在第一离合装置内圈24的棘爪槽里(或输出轴23的棘轮内圈作为棘爪槽且对应的第一离合装置内圈24设置成棘轮齿形)且由弹簧50固位能以α角翅起或落下，当脚踏通轴1脚踏转动时，与脚踏通轴1呈一体的第一离合装置内圈24的棘爪带动棘爪千斤54翅起与输出轴23的棘轮内齿啮合做和所述脚踏通轴1方向相同的单向转动，从而实现驱动马达运转与人力脚踏合力驱动传动轮56转动，并且，由于双向离合装置的单向转动作用，驱动马达运转与人力脚踏驱动可以独自进行而互不干涉。

上述的棘爪千斤53或棘爪千斤54各自至少设置一个，所以，棘爪千斤53均布对称设置3个、棘爪千斤54均布对称设置2个，其是本发明中的优选方式。在用金属材料制成的棘爪千斤53、棘爪千斤54的外表面上全部或部分附着固定减噪材料52(或在棘爪千斤对应的棘轮齿形面上附着固定减噪材料)且棘爪千斤在对应的棘轮齿形面上相对滑动接触时由减噪材料52降低噪声，或者在棘爪千斤53、棘爪千斤54的外表面上不附着减噪材料而直接使用，在棘爪千斤53、棘爪千斤54的外表面上涂有润滑剂(油脂或稀油)，减噪材料52是橡胶、聚氨酯、塑胶、尼龙、树脂或工程塑料，其中，采用橡胶材料是本发明中的优选方式。

上述的一级行星轮31或二级行星轮27采用金属与非金属复合齿轮(或完全采用非金属齿轮，还可以完全采用金属齿轮)，本发明中的一级行星轮31或二级行星轮27是优选钢质材料与尼龙材料一体成型的复合齿轮，这样，齿轮的钢质材料部分可以抵抗大过载冲击，齿轮的尼龙材料部分可以充分彰显其耐磨性，从而减少齿轮的损坏率，提高驱动马达质量并延长使用寿命。

上述的驱动马达外壳12的外形采用齿形结构，这样既可以减少驱动马达重量，降低成本，又便于与电动自行车整车固定装配，在驱动马达外壳12的外形齿形上设置左端盖42和右端盖18的固定螺丝孔且由螺丝5固定连接。在驱动马达外壳12与控制导线43之间设置密封件37，在变速机内腔对应的驱动马达外壳12上设置注、放油螺丝孔57(注、放油螺丝孔57直接通入变速机内腔里且可以设置1个或上、下2个注、放油螺丝孔57)，这样，有利于注入润滑剂，使变速机部件能得到良好的润滑，延长使用寿命。

使用时，驱动马达得电，转子35转动，经变速机实现二级变速后由二级行星轮支架16输出动力，此时，设置在二级行星轮支架16棘爪槽里的棘爪千斤53在弹簧51作用下以β角翅起且与输出轴23上的棘轮外齿啮合，从而带动输出轴23上的传动轮26转动，进而驱动电动自行车前进。由于输出轴23上的第一离合装置外圈的棘轮齿形与第二离合装置内圈的棘轮齿形方向相反设置，使输出轴23绕第一离合装置内圈24及其棘爪槽里的棘爪千斤54滑行单向转动，使脚踏通轴1不动，甚至可以相对于输出轴23作反方向转动，驱动马达处于完全电动状态。

当驱动马达断电，人力脚踏驱动脚踏通轴1转动时，设置在第一离合装置内圈24的棘爪槽里的棘爪千斤54在弹簧50作用下以α角翅起且与输出轴23上的棘轮内齿啮合，从而带动输出轴23上的传动轮26转动，进而驱动电动自行车人力脚踏前进。此时，设置在二级行星轮支架16棘爪槽里的棘爪千斤53落下，输出轴23相对于二级行星轮支架16的第二离合装置的外圈做单向滑行转动，使人力脚踏与驱动马达完全分离，实现电动自行车无阻力骑行功能。

为此，还可以实现驱动马达与人力脚踏助力同时驱动电动自行车行驶功能。特别是电动自行车在起步、爬坡或者只有助力行驶功能时，采用驱动马达驱动与人力脚踏驱动助力行驶，可以大大提高电动自行车的起步、爬坡能力且降低行驶电流，节约电能，延长续行里程和使用寿命。

其优点是：结构简单、装配精度高，成本低，马达驱动与人力助力既可以叠加，又可以单独驱动助力车行驶，输出转矩大、噪声小和使用寿命长。

实施例2：以电动自行车的外转子电机为例加以说明。

如图5所示：驱动马达的定子34、转子35均采用硅钢冲片叠加而成，定子34套在转子35的内腔里面并固定在定子固定套45上(或无需定子固定套45)且由螺丝44固定在挡油板9或驱动马达外壳12、左端盖42上，转子35与转子轴8同心套装固定连接成一体或转子35与转子轴8直接由导磁性金属材料加工成一体，在转子35的内圆周面上固定有磁钢，磁钢为16～60个中的偶数个，在转子35的径向支撑面上设置散热孔槽或类似于风扇风叶功能的放射状风叶板(图中未示出)，其定子34的外径为68mm～205mm，槽数为3的整数倍21～72槽，齿部宽为3mm～10mm，电机转速为750～4000转/分，定子34与转子35的匹配参数可根据实际需要选配；其双向离合装置及变速机驱动等设置完全与实施例1相同。

本发明中的驱动马达还可以采用盘式的单转子或双转子结构(图中未示出)即定子34安装在转子35的轴向一侧或中间且定子34固定在驱动马达外壳12、左端盖42或挡油板9上，转子35与转子轴8同心套装固定连接成一体或转子35与转子轴8直接由导磁性金属材料加工成一体，在转子35的径向表面上固定有磁钢，磁钢至少为3个以上均布设置且磁钢形状为扇形、梯形或圆形，其定子34的外径为80mm～205mm，电机转速为750～4000转/分，定子34与转子35的匹配参数可根据实际需要选配；其双向离合装置及变速机驱动等设置完全与实施例1相同。其工作原理和使用方法以及优点与实施例1完全相同。

实施例3：以电动车内转子电机为例，二级行星轮不共用齿圈加以说明。

如图6所示：驱动马达采用内转子结构，变速机采用二级行星轮变速且一级行星轮31使用独自的齿圈58，二级行星轮27独自使用齿圈11，一级行星轮31的固位轴销13设置固定在挡油板9上，齿圈58与二级太阳轮作成一体或分体由螺丝、轴销以及焊接固定成一体输出动力，并且，可以设置2个轴承28增强齿圈58转动的稳定度或在齿圈58与驱动马达外壳12之间设置支撑滚子或轴承，齿圈11固定在驱动马达外壳12上，由二级行星轮支架16输出动力，从而实现驱动马达驱动电动车行驶前进。

本发明还可以采用如下方案，如图7所示：驱动马达采用内转子结构，变速机采用二级行星轮变速且一级行星轮31独自使用齿圈11，二级行星轮27独自使用齿圈48，一级行星轮支架30与二级太阳轮作成一体或分体设置固定且套装在脚踏通轴1上，一级行星轮31的固位轴销13设置固定在一级行星轮支架30上，齿圈48由销钉49固定在同属于第二离合装置外圈的二级行星轮支架16上，二级行星轮27的固位轴销15设置固定在支架46上，支架46由螺丝47固定在驱动马达外壳12上，齿圈11固定在驱动马达外壳12上，由齿圈48输出动力，从而实现驱动马达驱动电动车行驶前进。其工作原理和使用方法以及优点与实施例1完全相同。

本发明中所述的驱动马达是电动无刷马达、电动有刷马达或气动马达，驱动马达的外壳或端盖既可以采用金属材料又可以采用非金属材料制成；所述的各部位密封件是油封、O形密封圈或毡子垫、条；所述的变速机是二级的行星齿轮传动、谐波齿轮传动或摆线齿轮传动，也可以采用直齿传动方式，此时，传动齿轮固定在驱动马达外壳12、挡油板9上，第二离合装置的外圈与动力输出齿轮固位连接输出动力；此外，变速机还可以采用单级或三级至五级传动方式，并根据需要实现增速或减速，具体要根据实际情况而定。

本发明不局限于上述具体实施方式，只要是脚踏通轴1与第一离合装置内圈24作成一体形式或在双向离合装置内部的棘爪千斤上附着有减噪材料降低噪音以及变速机内的行星齿轮采用金属与非金属复合齿轮且带有脚踏助力传感装置的中置驱动马达及变速装置均视为属于本发明的保护范围。总之，本发明的保护范围应包括那些对于本领域普通技术人员来说显而易见的变换或替代以及改形。

Claims (10)

1.一种中置驱动马达及变速装置，它包括驱动马达外壳(12)、定子(34)、转子(35)、脚踏通轴(1)、变速机和双向离合装置，驱动马达的定子(34)固定在驱动马达外壳(12)上，驱动马达的转子(35)与转子轴(8)固定连接成一体，转子轴(8)为空心轴由轴承(33)、轴承(38)支撑套装在脚踏通轴(1)上且由卡簧(36)、挡圈(6)固位连接，驱动马达外壳(12)与变速机的外壳作成一体或分体式由螺丝固定成一体，在变速机的内腔与定子(34)、转子(35)之间设置挡油板(9)，挡油板(9)与驱动马达外壳(12)作成一体或分体设置固定，在转子轴(8)与脚踏通轴(1)、挡油板(9)之间分别设置密封件(7)与密封件(32)，变速机为二级行星轮系结构，变速机动力输入端的一级太阳轮与转子轴(8)的输出端作成一体式，二级行星轮支架(16)作为变速机的动力输出端驱动所述双向离合装置的输出轴(23)转动，输出轴(23)分别由轴承(22)、轴承(19)支撑在脚踏通轴(1)、驱动马达右端盖(18)上，在轴承(22)与轴承(19)的外侧分别设置密封件(21)、密封件(20)，输出轴(23)的输出端与传动轮(56)固位连接且由锁紧螺母(55)固定，变速机的齿圈(11)固定在驱动马达外壳(12)上，在一级行星轮支架(30)上设置固定轴销(13)，一级行星轮(31)由轴承(10)支撑通过卡簧固定在轴销(13)上，一级行星轮支架(30)与二级太阳轮作成一体或分体设置固定且套装在脚踏通轴(1)上由轴承(28)支撑、卡簧(29)定位，在二级行星轮支架(16)上设置固定轴销(15)，二级行星轮(27)由轴承(14)支撑通过卡簧固定在轴销(15)上，脚踏通轴(1)的另一端由轴承(3)支撑在驱动马达的左端盖(42)上且在轴承(3)外侧设置密封件(2)，驱动马达的左端盖(42)与右端盖(18)分别由螺丝(5)固定在驱动马达外壳(12)的左右两侧，在驱动马达外壳(12)的里面或外面固定设置电路控制装置以及控制驱动马达转动的位置控制助力传感器(41)、脚踏转动感应装置(39)，位置控制助力传感器(41)由螺丝(40)固定在驱动马达的左端盖(42)或驱动马达外壳(12)上，脚踏转动感应装置(39)由卡簧(4)固定在脚踏通轴(1)上，在驱动马达外壳(12)与控制导线(43)之间设置密封件(37)，在脚踏通轴(1)的两端固定有脚踏曲柄和脚蹬，其特征在于：所述双向离合装置的第一离合装置与第二离合装置同轴套装且均采用棘轮棘爪机构，第一离合装置内圈(24)与脚踏通轴(1)作成一体，棘爪千斤(54)设置在第一离合装置内圈(24)的棘爪槽里且由弹簧(50)固位能以α角翅起或落下，二级行星轮支架(16)与第二离合装置的外圈作成一体，所述输出轴(23)为第一离合装置的棘轮齿形外圈与第二离合装置的棘轮齿形内圈一体成型且棘轮齿形方向相反设置，棘爪千斤(53)设置在二级行星轮支架(16)的棘爪槽里且由弹簧(51)固位能以β角翅起或落下，所述第一离合装置内圈(24)带动棘爪千斤(53)与输出轴(23)的棘轮内齿啮合做和所述脚踏通轴(1)方向相同的单向转动，所述二级行星轮支架(16)带动棘爪千斤(54)与输出轴(23)的棘轮外齿啮合做和所述脚踏通轴(1)方向相同的单向转动，在二级行星轮支架(16)的中心孔与脚踏通轴(1)之间设置支撑限位轴承(25)，在轴承(25)与轴承(28)之间设置固位挡圈(26)，在棘爪千斤(53)、棘爪千斤(54)的外表面上全部或部分附着固定减噪材料(52)，在棘爪千斤(53)、棘爪千斤(54)上注有润滑剂，双向离合装置的盖板(17)通过销钉(49)与二级行星轮支架(16)固定连接，所述变速机的一级行星轮(31)与二级行星轮(27)共用一个齿圈(11)，一级行星轮(31)或二级行星轮(27)采用金属与非金属复合齿轮，所述驱动马达外壳(12)的外形采用齿形结构，在变速机内腔对应的驱动马达外壳(12)上设置注、放油螺丝孔(57)。

2.根据权利要求1所述的中置驱动马达及变速装置，其特征在于：所述第一离合装置与第二离合装置同轴套装均采用棘轮棘爪机构、滚子楔块机构或棘轮棘爪与滚子楔块的组合机构。

3.根据权利要求1或2所述的中置驱动马达及变速装置，其特征在于：所述第一离合装置与第二离合装置是同轴纵向套装式离合装置或同轴横向平面弹压式离合装置且同轴横向平面弹压式离合面是棘轮棘爪机构或凸凹齿形啮合机构。

4.根据权利要求1所述的中置驱动马达及变速装置，其特征在于：所述棘爪千斤(53)设置在二级行星轮支架(16)的棘爪槽里或输出轴(23)的棘轮外圈作为棘爪槽且对应的二级行星轮支架(16)内圈设置成棘轮齿形，所述棘爪千斤(54)设置在第一离合装置内圈(24)的棘爪槽里或输出轴(23)的棘轮内圈作为棘爪槽且对应的第一离合装置内圈(24)设置成棘轮齿形，所述的棘爪千斤(53)或棘爪千斤(54)各自至少设置一个。

5.根据权利要求1或2或4所述的中置驱动马达及变速装置，其特征在于：所述的棘爪千斤(53)、棘爪千斤(54)是金属材料且外表面上附着固定减噪材料(52)或无减噪材料(52)，所述的减噪材料(52)是橡胶、聚氨酯、塑胶、尼龙、树脂或工程塑料。

6.根据权利要求1所述的中置驱动马达及变速装置，其特征在于：所述的一级行星轮(31)、二级行星轮(27)采用金属与非金属复合齿轮、非金属齿轮或金属齿轮，所述一级行星轮(31)或二级行星轮(27)各自至少设置一个。

7.根据权利要求1所述的中置驱动马达及变速装置，其特征在于：所述的驱动马达是①内转子式的即定子(34)套在转子(35)外面与驱动马达外壳(12)连接成一体，②外转子式的即定子(34)套在转子(35)的内腔里面通过定子固定套(45)与驱动马达外壳(12)、左端盖(42)或挡油板(9)连接成一体且由螺丝(44)固定，③盘式的单转子或双转子即定子(34)安装在转子(35)的轴向一侧或中间与驱动马达外壳(12)、左端盖(42)或挡油板(9)连接成一体其中之一种。

8.根据权利要求1所述的中置驱动马达及变速装置，其特征在于：所述的变速机是二级的行星齿轮传动、谐波齿轮传动或摆线齿轮传动，所述变速机的一级行星轮(31)与二级行星轮(27)共用一个齿圈(11)或分别使用独自的齿圈。

9.根据权利要求1或8所述的中置驱动马达及变速装置，其特征在于：所述一级行星轮支架(30)上设置固定轴销(13)或轴销(13)设置固定在挡油板(9)上且一级行星轮(31)使用独自的齿圈(58)与二级太阳轮作成一体输出动力，所述二级行星轮支架(16)上设置固定轴销(15)或轴销(15)设置固定在支架(46)上，支架(46)由螺丝(47)固定在驱动马达外壳(12)上且二级行星轮(27)使用独自的齿圈(48)与第二离合装置的外圈成一体设置由销钉(49)固定连接。

10.根据权利要求1所述的中置驱动马达及变速装置，其特征在于：所述的位置控制助力传感器(41)是电磁传感器、力矩传感器或速度传感器且由螺丝(40)固定在驱动马达左端盖(42)上或固定在驱动马达右端盖(18)、传动轮(56)上。

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