CN105006912A - 行星齿轮减速一体化电机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种行星齿轮减速一体化电机，包括壳体部分、电机部分和行星齿轮减速部分，壳体部分由电机壳体、主梁板和减速箱壳体构成，电机部分通过轴承安装在电机壳体与主梁板围成的腔体内，电机部分包括转子轴、电机转子和电机定子，行星齿轮减速部分通过轴承安装在减速箱壳体与主梁板围成的腔体内，行星齿轮减速部分包括太阳轮、行星轮、行星架、超越离合器和动力输出轴，转子轴伸入减速箱壳体内带动太阳轮转动，太阳轮带动行星轮转动，行星轮带动行星架转动，超越离合器套装在动力输出轴上，行星架通过超越离合器带动动力输出轴转动，减速箱壳体内带有内齿圈用于与行星轮啮合。体积小、重量轻、结构简单、传动效率高、制造成本低。

Description

行星齿轮减速一体化电机

技术领域

本发明属于驱动电机技术领域，具体涉及一种集成了行星齿轮减速机构的一体化电机，主要应用于电动自行车、电动摩托车领域，为其提供动力源。

背景技术

当今电动自行车、电动摩托车绝大部分的动力源采用的是轮毂电机。由于轮毂电机中，转子与车轮为一体，便注定该电机为低速电机(转子转速n＜600rpm)。由于是低速电机，在电机质量一定的条件下，所能提供的扭矩较小，表现在车辆上，便是车辆的爬坡能力较弱，难于满足坡道路面的行驶要求；再则，车辆是在各种路况及交通条件下使用，车辆行驶过程中，车速变化很大并且也很频繁，由于车辆主动轮与轮毂电机转子为一体，那么轮毂电机转子转速同样变化很大且频繁。由于电机固有的动力特性，必将导致轮毂电机工作中，电机效率变化很大，不可能维持在电机最高效率点附近区间工作，具体表现在整车上是轮毂电机工作的综合效率较低，当然，在其他条件为定值时，表现出的车辆续驶里程就相对较低，电机发热量较大。

目前，已有极小部分电动摩托车采用了中、高速电机(转子转速n＞3000rpm)，通过齿轮减速为车辆提供动力。但由于结构复杂，可靠性差，并且制造成本高等缺陷，在市场上无法与轮毂电机抗衡。

发明内容

本发明的旨在提供一种体积小、重量轻、结构简单、传动效率高、制造成本低的电机，专用于两轮电动车上。

为此，本发明所采用的技术方案为：一种行星齿轮减速一体化电机，包括壳体部分、电机部分和行星齿轮减速部分，所述壳体部分由依次相连的电机壳体、主梁板和减速箱壳体构成，所述主梁板上设置有电机安装孔，所述电机部分通过轴承安装在电机壳体与主梁板围成的腔体内，电机部分包括转子轴、电机转子和电机定子，所述行星齿轮减速部分通过轴承安装在减速箱壳体与主梁板围成的腔体内，行星齿轮减速部分包括太阳轮、行星轮、行星架、超越离合器和动力输出轴；所述转子轴伸入减速箱壳体内带动太阳轮转动，太阳轮带动行星轮转动，行星轮带动行星架转动，所述超越离合器套装在动力输出轴上，行星架通过超越离合器带动动力输出轴转动，所述减速箱壳体内带有内齿圈用于与行星轮啮合。

作为上述方案的优选，所述减速箱壳体与内齿圈分体设置，内齿圈与减速箱壳体之间留有间隙，在内齿圈与减速箱壳体衔接的圆周上设置有若干呈圆周均布的销孔，所述销孔内安装有卷制弹簧销，且卷制弹簧销的直径大于内齿圈与减速箱壳体之间的间隙，从而实现了内齿圈的浮动安装。将减速箱壳体与内齿圈分体设置，并通过增设卷制弹簧销实现了内齿圈的浮动安装，能有效消除因制造误差带来的行星轮之间载荷不均所引起的电机振动，从而提高了减速机构的承载能力，降低了噪音，运转平稳性得以改善，提高了可靠性，同时可降低一级齿轮制造精度。

进一步，所述电机壳体、减速箱壳体分别由圆筒和端盖组成，且电机壳体、主梁板和减速箱壳体均采用铝合金机加而成，电机壳体与主梁板、减速箱壳体与主梁板分别通过主梁板上的止口并结合螺钉固连在一起。壳体部分采用铝合金材料，对电磁场有很好的屏蔽效果，且重量轻；同时，壳体部分采用机加而成，相比传统模具铸造成型，简化了结构，大大降低了制造成本。

本电机作为两轮电动车的动力，即可采用侧挂方式，直驱后轮；又可选择中置安装，像摩托车上汽油机的动力输出一样，再通过链条或同步皮带驱动后轮。具体方式有如下两种：

第一种：所述动力输出轴上设置有渐开线花键用于直驱两轮电动车的后轮，所述主梁板上的电机安装孔共三个，其中两个用于连接平叉，另外一个用于连接后减震器，从而实现电机的侧挂安装。

第二种：所述动力输出轴上设置有矩形花键用于驱动主动链轮或皮带主动轮，再由链条或同步皮带驱动两轮电动车的后轮转动，主梁板的外周设置有呈圆周均布的车架安装支耳，所述电机安装孔设置在车架安装支耳上用于与车架相连，从而实现电机的中置安装。

本发明的有益效果：

(1)将行星齿轮减速集成到电机内，相比传统的外啮合减速机，具有体积小、重量轻、传动效率高等特点，充分满足两轮电动车固有结构对动力装置的空间尺寸要求；

(2)在行星架内加装超越离合器，避免整车滑行过程中出现电机反拖现象，大大增加了滑行距离，也规避了因电感应带来的其他电效应，体现的整车效应是大幅提高了车辆实际行驶的续驶里程；另外，在整车行驶过程中，在某些特殊情况下，若出现齿轮啮合机构突然被卡死而顿停，也不会导致车辆的车轮顿停，车辆会在惯性作用下继续滑行，而避免危险，因为齿轮机构一旦被卡死，动力传递会因超越离合器的作用，而使动力传递的主、从动关系发生变化，车辆便处于滑行状态；

(3)传统的电机壳体采用左右两壳体组成，且左、右壳体均由模具铸造成型，制造成本高，研发周期长；本发明中的壳体部分采用电机壳体、主梁板和减速箱壳体构成，主梁板用于安装电机，结构简洁、力学性能好、成本低、便于拆装、维护方便，针对不同的车型，可通过更换主梁板来满足不同车型的安装，提高了通用性，不需要每款车型配备一款电机，大大减少了模具开发成本。

(4)进一步，本电机作为两轮电动车的动力，即可采用侧挂方式，直驱后轮；又可选择中置方式，像摩托车上汽油机的动力输出一样，再通过链条或同步皮带驱动后轮；根据不同车型外观及车架结构，电机的安装位置可有不用选择，给整车的车体结构预留更大的设计空间。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为图1的A-A剖视图。

图3为图1的B-B剖视图。

图4为图3的A部放大图。

图5为本发明作为侧挂电机时的结构示意图。

图6为本发明作为中置电机时的结构示意图。

具体实施方式

下面通过实施例并结合附图，对本发明作进一步说明：

结合图1—图3所示，一种行星齿轮减速一体化电机，主要由壳体部分、电机部分和行星齿轮减速部分组成。

壳体部分由依次相连的电机壳体1、主梁板2和减速箱壳体3三部分构成。主梁板2上设置有电机安装孔2a，用于整个电机的安装。

电机部分通过轴承安装在电机壳体1与主梁板2围成的腔体内，电机部分主要由转子轴4、电机转子5和电机定子6组成。

行星齿轮减速部分通过轴承安装在减速箱壳体3与主梁板2围成的腔体内，行星齿轮减速部分主要由太阳轮13、行星轮7、行星架8、超越离合器9和动力输出轴10组成。

转子轴4伸入减速箱壳体3内带动太阳轮13转动，太阳轮13带动行星轮7转动，行星轮7带动行星架8转动，超越离合器9套装在动力输出轴10上。超越离合器9的一端通过动力输出轴10上的台阶限位，另一端通过衬套12限位，使超越离合器9在动力输出轴10上轴向固定，当然，超越离合器9在动力输出轴10上轴向固定的方式不限于此种机构。行星架8通过超越离合器9带动动力输出轴10转动，减速箱壳体3内带有内齿圈3a用于与行星轮7啮合。太阳轮13最好与转子轴4一体成型，即转子轴4为齿轮轴结构。

结合图3、图4所示，内齿圈3a可以与减速箱壳体3一体设置。但是，为了消除因制造误差带来的行星轮之间载荷不均所引起的电机振动，减速箱壳体3与内齿圈3a最好采用分体设置，并在内齿圈3a与减速箱壳体3之间留有间隙，在内齿圈3a与减速箱壳体3衔接的圆周上设置有若干呈圆周均布的销孔，销孔内安装有卷制弹簧销11，且卷制弹簧销11的直径大于内齿圈3a与减速箱壳体3之间的间隙，从而实现了内齿圈3a的浮动安装。

另外，电机壳体1、减速箱壳体3分别由圆筒和端盖组成，电机壳体1、主梁板2和减速箱壳体3均采用铝合金机加而成。当然，电机壳体1、减速箱壳体3也可以采用一体结构，并通过模具成型。电机壳体1与主梁板2、减速箱壳体3与主梁板2分别通过主梁板2上的止口并结合螺钉固连在一起，装拆非常方便。

如图5所示，动力输出轴10上设置有渐开线花键10a，通过渐开线花键10a与两轮电动车的后轮连接，从而直驱两轮电动车的后轮。主梁板2上的电机安装孔2a共三个，其中两个用于连接平叉，另外一个用于连接后减震器，从而实现电机的侧挂安装。

如图6所示，动力输出轴10上设置有矩形花键10b，通过矩形花键10b与主动链轮或皮带主动轮相连，再由链条或同步皮带驱动两轮电动车的后轮转动。主梁板2的外周设置有呈圆周均布的车架安装支耳2b，电机安装孔2a设置在车架安装支耳2b上用于与车架相连，从而实现电机的中置安装。

Claims (5)

1.一种行星齿轮减速一体化电机，包括壳体部分、电机部分和行星齿轮减速部分，其特征在于：所述壳体部分由依次相连的电机壳体(1)、主梁板(2)和减速箱壳体(3)构成，所述主梁板(2)上设置有电机安装孔(2a)，所述电机部分通过轴承安装在电机壳体(1)与主梁板(2)围成的腔体内，电机部分包括转子轴(4)、电机转子(5)和电机定子(6)，所述行星齿轮减速部分通过轴承安装在减速箱壳体(3)与主梁板(2)围成的腔体内，行星齿轮减速部分包括太阳轮(13)、行星轮(7)、行星架(8)、超越离合器(9)和动力输出轴(10)；所述转子轴(4)伸入减速箱壳体(3)内带动太阳轮(13)转动，太阳轮(13)带动行星轮(7)转动，行星轮(7)带动行星架(8)转动，所述超越离合器(9)套装在动力输出轴(10)上，行星架(8)通过超越离合器(9)带动动力输出轴(10)转动，所述减速箱壳体(3)内带有内齿圈(3a)用于与行星轮(7)啮合。

2.根据权利要求1所述的行星齿轮减速一体化电机，其特征在于：所述减速箱壳体(3)与内齿圈(3a)分体设置，内齿圈(3a)与减速箱壳体(3)之间留有间隙，在内齿圈(3a)与减速箱壳体(3)衔接的圆周上设置有若干呈圆周均布的销孔，所述销孔内安装有卷制弹簧销(11)，且卷制弹簧销(11)的直径大于内齿圈(3a)与减速箱壳体(3)之间的间隙，从而实现了内齿圈(3a)的浮动安装。

3.根据权利要求1或2所述的行星齿轮减速一体化电机，其特征在于：所述电机壳体(1)、减速箱壳体(3)分别由圆筒和端盖组成，且电机壳体(1)、主梁板(2)和减速箱壳体(3)均采用铝合金机加而成，电机壳体(1)与主梁板(2)、减速箱壳体(3)与主梁板(2)分别通过主梁板(2)上的止口并结合螺钉固连在一起。

4.根据权利要求3所述的行星齿轮减速一体化电机，其特征在于：所述动力输出轴(10)上设置有渐开线花键(10a)用于直驱两轮电动车的后轮，所述主梁板(2)上的电机安装孔(2a)共三个，其中两个用于连接平叉，另外一个用于连接后减震器，从而实现电机的侧挂安装。

5.根据权利要求3所述的行星齿轮减速一体化电机，其特征在于：所述动力输出轴(10)上设置有矩形花键(10b)用于驱动主动链轮或皮带主动轮，再由链条或同步皮带驱动两轮电动车的后轮转动，主梁板(2)的外周设置有呈圆周均布的车架安装支耳(2b)，所述电机安装孔(2a)设置在车架安装支耳(2b)上用于与车架相连，从而实现电机的中置安装。