CN102403833A - 电动车自动变速轮毂电机 - Google Patents
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Abstract
本发明创造公开了一种电动车自动变速轮毂电机，包括轮毂(1)、左右端盖(3、18)、主轴(11)、电机，左右端盖(3、18)与轮毂(1)组成密闭的外壳体并可转动地设置在主轴(11)上，电机安装在外壳体内，所述的电机包括内壳体(2)、自动离合器(5)、转子磁钢(15)、定子线圈(16)、定子铁芯(17)，自动离合器(5)可转动地安装在主轴(11)上，转子磁钢(15)均布在自动离合器(5)的外壳体圆周上，定子铁芯(17)固定在与转子磁钢(15)相对应的内壳体(2)上，定子线圈(16)镶嵌在定子铁芯(17)上，所述内壳体(2)的两侧对应设有低速传动机构和高速传动机构。采用本结构后，具有结构简单合理、传动扭矩大、爬坡能力及过载能力好、运行效率高、自动变速等优点。
Description
技术领域
本发明创造涉及一种轮毂电机，特别是一种可以根据速度自动变速的轮毂电机。
背景技术
电动车由于节能环保、操作简单、使用方便、运行成本低，深受广大消费者的喜欢，同时也得到了各级政府的高度重视，电动车进入快速发展通道，轮毂电机出现了供不应求的局面。
目前电动车上使用的轮毂电机包括直流电机、轮毂、左右轮毂盖、左右半轴、减速装置，直流电机和减速装置设置在轮毂内，左右轮毂盖对应固定在轮毂的两侧，所述的减速装置包括固定在直流电机转轴上的中心齿轮、星形分布的行星齿轮、设置在右轮毂盖上的齿圈，行星齿轮可转动地设置在固定轴上，固定轴固定在直流电机的电机盖与右半轴之间，行星齿轮内侧与中心齿轮啮合，其外侧与齿圈啮合，右半轴可转动地设置在右轮毂盖上，左半轴可转动地设置在左轮毂盖上并与直流电机的电机壳固定连接。工作时，电机转轴通过中心齿轮带动行星齿轮，行星齿轮再带动齿圈旋转，齿圈带动轮毂转动，从而实现电动车骑行的目的。这种模式结构简单、控制方便，但在实际使用过程中，电动车对不同的路况其要求是不同的；当正常行驶时，要求轮毂电机转速快、输出扭矩小；当启动、爬坡或大负载时，要求轮毂电机转速慢、输出扭矩大；其存在的不足之处是：一是由于电机按正常运行条件设计，在电机功率不变的条件下无法改变输出扭矩，因此，在启动、爬坡和大负载时常常使电机处于非正常状态下运转，迫使电机在低效率区工作，导致电机堵转、发热，甚至停止转动，造成电机、蓄电池、控制器等重要部件受到冲击，缩短寿命；二是爬坡能力和过载能力差、适应范围小、运行效率低、续行里程短。为此，许多生产厂家和有识之士都进行了卓有成效地开发和研究，但至今尚未有合理的产品面世。
发明内容
为了克服现有电动车轮毂电机存在的上述弊病，本发明创造的目的是提供一种结构简单合理、、传动扭矩大、爬坡能力及过载能力好、、运行效率高、能自动变速的电动车自动变速轮毂电机。
本发明创造解决上述技术问题所采用的技术方案，它包括轮毂、左右端盖、主轴、电机，左右端盖与轮毂组成密闭的外壳体并可转动地设置在主轴上，电机安装在外壳体内，所述的电机包括内壳体、自动离合器、转子磁钢、定子线圈、定子铁芯，自动离合器可转动地安装在主轴上，转子磁钢均布在自动离合器的外壳体圆周上，定子铁芯固定在与转子磁钢相对应的内壳体上，定子线圈镶嵌在定子铁芯上。
本发明创造的进一步方案，所述内壳体的两侧对应设有低速传动机构和高速传动机构。
本发明创造的更进一步方案，所述的低速传动机构包括低速中心齿轮、低速行星架、低速行星齿轮、低速齿圈，低速中心齿轮可转动地设置在主轴上，低速行星架与主轴固定连接，低速行星齿轮可转动地设置在销轴上，销轴一端固定在低速行星架上，另一端与内壳体固定连接，低速齿圈固定在外壳体内，自动离合器的外壳体侧壁上设有单向器座，单向器座上安装有单向器，低速中心齿轮内侧与单向器配合，外侧与低速行星齿轮啮合，低速行星齿轮与低速齿圈啮合。
本发明创造的更进一步方案，所述的高速传动机构包括高速中心齿轮、高速行星架、高速行星齿轮、高速齿圈，高速中心齿轮可转动地设置在主轴上，高速行星架与主轴固定连接，高速行星齿轮可转动地设置在销轴上，销轴一端固定在高速行星架上，另一端与内壳体固定连接，高速齿圈固定在外壳体内，高速中心齿轮内侧与自动离合器的从动盘配合，外侧与高速行星齿轮啮合，高速行星齿轮与高速齿圈啮合。
本发明创造的更进一步方案，所述的左右端盖上对应设有与主轴密封配合的密封圈。
本发明创造的更进一步方案，所述左端盖或右端盖上设有刹车组件。
采用上述结构后本发明创造与现有技术比较有如下优点和效果：
一是将自动离合器与电机组合成一体，自动离合器作为电机的转子，转子磁钢均布在自动离合器的外壳体圆周上，电机工作后自动离合器就自动工作，在行驶过程中通过速度自动控制离合器离合，实现低速和高速的自动转换，输出不同的速度及扭矩，使电动车在不同路况都能稳定工作，有效提高爬坡能力、过载能力和续行里程。
二是高低速传动机构采用中心齿轮带动行星齿轮，行星齿轮通过齿圈带动轮毂转动，结构简单紧凑、体积小，传动扭矩大。
三是精度要求低，使用寿命长，通用性好，与现有的一体化轮毂、钢丝轮、和硬橡胶胎轮都能配套使用。
附图说明
图1为发明创造第一实施方案的结构示意图。
图2为发明创造第二实施方案的结构示意图。
图3为发明创造低速传动结构示意图。
图4为发明创造高速传动结构示意图。
其中1轮毂，2内壳体，3左端盖，4低速齿圈，5自动离合器，6单向器座，7单向器，8低速中心齿轮，9密封圈，10电机引线，11主轴，12低速行星架，13销轴，14低速行星齿轮，15转子磁钢，16定子线圈，17定子铁芯，18右端盖，19高速齿圈，20高速行星齿轮，21销轴，22高速中心齿轮，23高速行星架，24密封圈，25刹车组件，26轴承，27轴承，28轴承，29轴承。
具体实施方式
图1、图3和图4所示，为本发明创造电动车自动变速轮毂电机的第一具体实施方案，它包括轮毂1、左右端盖3、18、主轴11、电机，左右端盖3、18与轮毂1组成密闭的外壳体，外壳体通过设置在左右端盖3、18上的轴承可转动地设置在主轴11上，电机安装在外壳体内，所述的电机包括内壳体2、自动离合器5、转子磁钢15、定子线圈16、定子铁芯17，自动离合器5通过轴承可转动地安装在主轴11上，转子磁钢15均布在自动离合器5的外壳体圆周上，定子铁芯17固定在与转子磁钢15相对应的内壳体2上，定子线圈16镶嵌在定子铁芯17上，电机引线10从主轴11的出线孔引出。自动离合器5可以是湿式离合器，也可以是干式离合器。
所述内壳体2的两侧对应设有低速传动机构和高速传动机构。
所述的低速传动机构包括低速中心齿轮8、低速行星架12、低速行星齿轮14、低速齿圈4，低速中心齿轮8通过轴承26可转动地设置在主轴11上，低速行星架12与主轴11固定连接，低速行星齿轮14通过轴承27可转动地设置在销轴13上，销轴13一端固定在低速行星架12上，另一端与内壳体2固定连接，使主轴11、低速行星架12及内壳体2固定连为一体，低速齿圈4固定在外壳体的左端盖3上，自动离合器5的外壳体侧壁上设有单向器座6，单向器座6上安装有单向器7，低速中心齿轮8内侧与单向器7配合，外侧与低速行星齿轮14啮合，低速行星齿轮14与低速齿圈4啮合。
所述的高速传动机构包括高速中心齿轮22、高速行星架23、高速行星齿轮20、高速齿圈19，高速中心齿轮22通过轴承28可转动地设置在主轴11上，高速行星架23与主轴11固定连接，高速行星齿轮20通过轴承29可转动地设置在销轴21上，销轴21一端固定在高速行星架23上，另一端与内壳体2固定连接，高速齿圈19固定在外壳体的右端盖18上，高速中心齿轮22内侧与自动离合器5的从动盘配合，外侧与高速行星齿轮20啮合，高速行星齿轮20与高速齿圈19啮合。
为了防止左右端盖3、18与主轴11连接处漏油，所述的左右端盖3、18上对应设有与主轴11密封配合的密封圈9、24。为了安全行驶，所述左端盖3或右端盖18上设有刹车组件25。
下面对本发明创造的工作作进一步描述，以湿式离合器为例，在启动、爬坡或大负载时，电机低速运行带动自动离合器5转动，由于转速较慢，自动离合器5处于分离状态，安装在单向器座6上的单向器7带动低速中心齿轮8转动，低速中心齿轮8通过低速行星齿轮14带动低速齿圈4转动，低速齿圈4再带动轮毂1转动，从而带动电动车在在低速区间运行，并输出较大的扭矩。当电机转速提高到高速区间，速度达到连接设定值时，自动离合器5在离心块作用下压紧磨擦片，使从动盘与主动盘一起转动，从动盘带动高速中心齿轮22转动，高速中心齿轮22通过高速行星齿轮20带动高速齿圈19转动，高速齿圈19再带动轮毂1转动，从而带动电动车在在高速区间运行，扭矩输出较小；此时高速中心齿轮22带动轮毂1转动的速度超越了低速中心齿轮8带动轮毂1转动的速度，单向器7相对低速中心齿轮8空转，从而实现低速到高速的自动转换。
图2所示，为本发明创造电动车自动变速轮毂电机的第二具体实施方案，与第一具体实施方案的不同之处是低速齿圈4固定在外壳体的轮毂1左侧，高速齿圈19固定在外壳体的轮毂1右侧，其它结构与第一具体实施方案相同，在此不再重述。
Claims (6)
1.一种电动车自动变速轮毂电机，包括轮毂(1)、左右端盖(3、18)、主轴(11)、电机，左右端盖(3、18)与轮毂(1)组成密闭的外壳体并可转动地设置在主轴(11)上，电机安装在外壳体内，其特征是：所述的电机包括内壳体(2)、自动离合器(5)、转子磁钢(15)、定子线圈(16)、定子铁芯(17)，自动离合器(5)可转动地安装在主轴(11)上，转子磁钢(15)均布在自动离合器(5)的外壳体圆周上，定子铁芯(17)固定在与转子磁钢(15)相对应的内壳体(2)上，定子线圈(16)镶嵌在定子铁芯(17)上。
2.根据权利要求1所述的电动车自动变速轮毂电机，其特征是：所述内壳体(2)的两侧对应设有低速传动机构和高速传动机构。
3.根据权利要求2所述的电动车自动变速轮毂电机，其特征是：所述的低速传动机构包括低速中心齿轮(8)、低速行星架(12)、低速行星齿轮(14)、低速齿圈(4)，低速中心齿轮(8)可转动地设置在主轴(11)上，低速行星架(12)与主轴(11)固定连接，低速行星齿轮(14)可转动地设置在销轴(13)上，销轴(13)一端固定在低速行星架(12)上，另一端与内壳体(2)固定连接，低速齿圈(4)固定在外壳体内，自动离合器(5)的外壳体侧壁上设有单向器座(6)，单向器座(6)上安装有单向器(7)，低速中心齿轮(8)内侧与单向器(7)配合，外侧与低速行星齿轮(14)啮合，低速行星齿轮(14)与低速齿圈(4)啮合。
4.根据权利要求2或3所述的电动车自动变速轮毂电机，其特征是：所述的高速传动机构包括高速中心齿轮(22)、高速行星架(23)、高速行星齿轮(20)、高速齿圈(19)，高速中心齿轮(22)可转动地设置在主轴(11)上，高速行星架(23)与主轴(11)固定连接，高速行星齿轮(20)可转动地设置在销轴(21)上，销轴(21)一端固定在高速行星架(23)上，另一端与内壳体(2)固定连接，高速齿圈(19)固定在外壳体内，高速中心齿轮(22)内侧与自动离合器(5)的从动盘配合，外侧与高速行星齿轮(20)啮合，高速行星齿轮(20)与高速齿圈(19)啮合。
5.根据权利要求4所述的电动车自动变速轮毂电机，其特征是：所述的左右端盖(3、18)上对应设有与主轴(11)密封配合的密封圈(9、24)。
6.根据权利要求5所述的电动车自动变速轮毂电机，其特征是：所述左端盖(3)或右端盖(18)上设有刹车组件(25)。
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