CN109510423A - 一种电动自行车用无阻力永磁高速带齿轮毂电机 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电动自行车用无阻力永磁高速带齿轮毂电机，其包括电机轴、枢转装配于电机轴外的轮毂外壳、固定在轮毂外壳外侧的飞轮、以及收容于所述轮毂外壳内的转子和定子线圈，所述定子线圈同轴固定在电机轴上，所述转子同轴罩设在定子线圈外侧并通过轴承与电机轴固定；所述转子与轮毂外壳通过齿轮传动机构传动连接，所述齿轮传动机构与轮毂外壳之间单向传动连接。本发明的电动自行车用无阻力永磁高速带齿轮毂电机，具有结构简单、无阻力的优点，其运用该轮毂电机的电动自行车具有骑行轻便、无阻力的优点。

Description

一种电动自行车用无阻力永磁高速带齿轮毂电机
技术领域
本发明涉及电动自行车领域，特别的，涉及一种电动自行车用无阻力永磁高速带齿轮毂电机。
背景技术
现我国电动自行车领域所采用的直流电机有无刷无齿、无刷有齿、有刷有齿和中置电机。现主要采用无刷无齿和无刷有齿电机。
市面上的电动自行车(带脚踏)在无电状态下，采用无刷有齿高速电机的电动自行车能较轻松踩蹬骑行。无刷有齿电机的高速外转子，把机械能传到星行齿轮组减速，来带动轮毂转动(星行齿圈固定在轮毂内)。电机将电能转为机械能，行星齿轮架采用了离合器，用以人踩蹬提供动力时和电机实现自动离合克服磁阻，因此骑行比较轻松。但是踩蹬时轮毂带动齿圈咬合星行齿轮旋转，这一部分的摩擦阻力无法克服，这样骑行时还是感觉很沉，越骑越累，速度也没有普通自行车快。
发明内容
本发明的目的是提供一种电动自行车用无阻力永磁高速带齿轮毂电机，具有结构简单、阻力小的优点。
本发明的上述发明目的是通过以下技术方案得以实现的：
一种电动自行车用无阻力永磁高速带齿轮毂电机，包括电机轴、枢转装配于电机轴外的轮毂外壳、固定在轮毂外壳外侧的飞轮、以及收容于所述轮毂外壳内的转子和定子线圈，所述定子线圈同轴固定在电机轴上，所述转子同轴罩设在定子线圈外侧；
所述转子与轮毂外壳通过齿轮传动机构传动连接，所述齿轮传动机构与轮毂外壳之间单向传动连接。
通过采用上述技术方案，通电后，旋转电动自行车的车把，控制轮毂电机通电，转子顺时针方向转动，带动齿轮传动机构传动，进而实现轮毂外壳的顺时针转动，实现电动自行车的前行。骑行时，自行车链条带动飞轮旋转，因飞轮与轮毂外壳固定，则轮毂外壳转动，自行车前行；而轮毂外壳与齿轮传动机构是单向传动连接的，所以行星齿轮不会围绕太阳齿轮旋转，进而极大的减少了骑行阻力，使得骑行十分轻松，与普通自行车一样。
本发明进一步设置为：所述齿轮传动机构包括太阳齿轮、固定于电机轴上的行星架、枢转装配于行星架上且与太阳齿轮啮合连接的行星齿轮、与行星齿轮啮合连接的内齿圈；
所述转子通过轴承固定在电机轴上，所述太阳齿轮同轴套设在电机轴外侧并与转子固定连接，所述轮毂外壳内部固定有单向棘轮，所述单向棘轮内壁与内齿圈外壁固定连接。
通过采用上述技术方案，通电后，旋转电动自行车的车把，控制轮毂电机通电，转子顺时针方向转动，带动太阳齿轮转动，进而行星齿轮转动并带动齿圈转动，齿圈与轮毂外壳之间通过单向棘轮连接，因而齿圈带动单向棘轮转动。因单向棘轮是固定在轮毂外壳上的，则轮毂外壳随齿圈的转动而转动，由此带动电动自行车车轮转动，实现自行车的前行。骑行时，自行车链条带动飞轮旋转，因飞轮与轮毂外壳固定，则轮毂外壳转动，自行车前行。而轮毂外壳内侧固定的单向棘轮随飞轮做顺时针转动，此时单向棘轮不能驱动齿圈转动，单向棘轮贴合齿圈滑动，进而与齿圈啮合的行星齿轮以及太阳齿轮、转子等均不发生转动，大大降低了骑行时的阻力。
本发明进一步设置为：所述内齿圈与单向棘轮过盈配合。
通过采用上述技术方案，实现了内齿圈与单向棘轮之间的相对固定，进而内齿圈能够带动单向棘轮单向转动。
本发明进一步设置为：所述内齿圈外壁设置有与单向棘轮内壁过盈卡接的凸棱。
通过采用上述技术方案，减少了内齿圈与单向棘轮之间错动现象的发生，进而提高了内齿圈与单向棘轮之间传动作用的稳定性。
本发明进一步设置为：所述单向棘轮通过螺钉固定在轮毂外壳的内壁。
通过采用上述技术方案，方便了单向棘轮的安装和维护。
本发明进一步设置为：所述轮毂外壳由借助螺钉锁紧固定连接在一起的轮毂壳体和轮毂端盖构成。
通过采用上述技术方案，便于轮毂电机的检修维护工作。
综上所述，本发明的有益技术效果为：
采用了齿轮传动机构，通电后，旋转电动自行车的车把，控制轮毂电机通电，转子顺时针方向转动，带动齿轮传动机构传动，进而实现轮毂外壳的顺时针转动，实现电动自行车的前行。骑行时，自行车链条带动飞轮旋转，因飞轮与轮毂外壳固定，则轮毂外壳转动，自行车前行；而轮毂外壳与齿轮传动机构是单向传动连接的，所以齿轮传动机构以及转子不会发生转动，进而极大的减少了骑行阻力，使得骑行轻便省力。
附图说明
图1是本发明的整体结构示意图。
图2是本发明的锁紧螺钉爆炸结构示意图。
图3是本发明的锁紧螺钉组装结构示意图。
图中，1、电机轴；2、轮毂外壳；21、轮毂壳体；22、轮毂端盖；3、飞轮；4、转子；5、定子线圈；6、齿轮传动机构；61、太阳齿轮；62、行星架；63、行星齿轮；64、内齿圈；65、单向棘轮；7、锁紧螺钉；71、螺柱；72、螺头；73、安装槽；74、螺纹槽；75、膨胀腔；76、膨胀槽；77、顶紧柱；78、压紧块；79、施力槽；8、卡接槽；9、扩张杆。
具体实施方式
现在结合附图对本发明作详细的说明。此图为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
参照图1，为本发明公开的一种电动自行车用无阻力永磁高速带齿轮毂电机，包括电机轴1、枢转装配于电机轴1外的轮毂外壳2、固定在轮毂外壳2外侧的飞轮3、以及收容于轮毂外壳2内的转子4和定子线圈5，定子线圈5同轴固定在电机轴1上，转子4同轴罩设在定子线圈5外侧。转子4与轮毂外壳2通过齿轮传动机构6传动连接，齿轮传动机构6与轮毂外壳2之间单向传动连接。
参照图1，齿轮传动机构6包括太阳齿轮61、固定于电机轴1上的行星架62、枢转装配于行星架62上且与太阳齿轮61啮合连接的行星齿轮63、与行星齿轮63啮合连接的内齿圈64。转子4通过轴承固定在电机轴1上，太阳齿轮61同轴套设在电机轴1外侧并与转子4固定连接，轮毂外壳2内部固定有单向棘轮65，单向棘轮65内壁与内齿圈64外壁固定连接。本实施例中内齿圈64与单向棘轮65过盈配合，内齿圈64外壁设置有与单向棘轮65内壁过盈卡接的凸棱，从而实现了内齿圈64与单向棘轮65内壁的相对固定，减少了内齿圈64与单向棘轮65之间错动现象的发生，提高了内齿圈64与单向棘轮65之间传动作用的稳定性。内齿圈64能够带动单向棘轮65的内圈单向相对其外圈单向转动。
参照图1，为方便单向棘轮65的安装和维护，单向棘轮65通过螺钉固定在轮毂外壳2的内壁。而轮毂外壳2由借助螺钉锁紧固定连接在一起的轮毂壳体21和轮毂端盖22构成。
参照图2和图3，为减少轮毂电机长期工作状态下，轮毂端盖22（参见图1）与轮毂壳体21（参见图1）之间连接松动，二者所用的连接螺钉设置为专用锁紧螺钉7，同时该锁紧螺钉同样可替换于轮毂电机各组件连接部的螺钉。
参照图2和图3，该锁紧螺钉7包括螺头72和螺柱71，螺头72的顶端凹陷有配合扳手的安装槽73。安装槽73内沿螺柱71竖直方向凹陷有螺纹槽74，螺纹槽74的下方开设有膨胀腔75，膨胀腔75下端的轴线方向截面为倒梯形。螺柱71设置有贴合插入螺纹槽74的顶紧柱77，螺柱71设置有与螺纹槽74螺纹连接的压紧块78，压紧块78的顶端凹陷有配合扳手的施力槽79。
参照图2和图3，螺柱71的下端开设有径向截面为十字形的膨胀槽76，膨胀槽76沿径向贯穿螺柱71的膨胀腔75侧壁。膨胀槽76相对的侧壁设置有相对设置的卡接槽8，膨胀槽76内设置有两相互铰接的扩张杆9，扩张杆远离铰接部的末端分别伸入卡接在卡接槽8内；为方便扩张杆9与卡接槽8的连接，卡接槽8与扩张杆9端部为形状尺寸相对应的球状,并且卡接槽8贯通膨胀槽76侧壁的一端底壁水平，其高度适应于使得扩张杆9水平支撑，扩张杆9的开口始终向下。
压紧块78将顶紧柱77推入膨胀槽76的下端后，膨胀槽76受到顶紧柱77的挤压后撑开，同时在扩张杆9的作用下，提高膨胀槽76侧壁向外扩张的程度，进而当锁紧螺钉7紧固在轮毂端盖22与轮毂壳体21上时，膨胀槽76沿其轴向依次贯通轮毂端盖22与轮毂壳体21，然后在顶紧柱77的作用下向外膨胀，从而依靠其本身外壁的螺柱71以及膨胀槽76的限定作用下，共同实现轮毂端盖22与轮毂壳体21的紧固连接。
本实施例的实施原理为：
通电后，旋转电动自行车的车把，控制轮毂电机通电，转子4顺时针方向转动，带动太阳齿轮61转动，进而行星齿轮63转动并带动齿圈转动，齿圈与轮毂外壳2之间通过单向棘轮65连接，因而齿圈带动单向棘轮65转动。因单向棘轮65是固定在轮毂外壳2上的，则轮毂外壳2随齿圈的转动而转动，由此带动电动自行车车轮转动，实现自行车的前行。
骑行时，自行车链条带动飞轮3旋转，因飞轮3与轮毂外壳2固定，则轮毂外壳2转动，自行车前行。而轮毂外壳2内侧固定的单向棘轮65随飞轮3做顺时针转动，此时单向棘轮65不能驱动齿圈转动，单向棘轮65贴合齿圈滑动，进而与齿圈啮合的行星齿轮63以及太阳齿轮61、转子4等均不发生转动，大大降低了骑行时的阻力。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关的工作人员完全可以在不偏离本发明的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (6)

1.一种电动自行车用无阻力永磁高速带齿轮毂电机，其特征在于：包括电机轴(1)、枢转装配于电机轴(1)外的轮毂外壳(2)、固定在轮毂外壳(2)外侧的飞轮(3)、以及收容于所述轮毂外壳(2)内的转子(4)和定子线圈(5)，所述定子线圈(5)同轴固定在电机轴(1)上，所述转子(4)同轴罩设在定子线圈(5)外侧；
所述转子(4)与轮毂外壳(2)通过齿轮传动机构(6)传动连接，所述齿轮传动机构(6)与轮毂外壳(2)之间单向传动连接。
2.根据权利要求1所述的一种电动自行车用无阻力永磁高速带齿轮毂电机，其特征在于：所述齿轮传动机构(6)包括太阳齿轮(61)、固定于电机轴(1)上的行星架(62)、枢转装配于行星架(62)上且与太阳齿轮(61)啮合连接的行星齿轮(63)、与行星齿轮(63)啮合连接的内齿圈(64)；
所述转子(4)通过轴承固定在电机轴(1)上，所述太阳齿轮(61)同轴套设在电机轴(1)外侧并与转子(4)固定连接，所述轮毂外壳(2)内部固定有单向棘轮(65)，所述单向棘轮(65)内壁与内齿圈(64)外壁固定连接。
3.根据权利要求2所述的一种电动自行车用无阻力永磁高速带齿轮毂电机，其特征在于：所述内齿圈(64)与单向棘轮(65)过盈配合。
4.根据权利要求3所述的一种电动自行车用无阻力永磁高速带齿轮毂电机，其特征在于：所述内齿圈(64)外壁设置有与单向棘轮(65)内壁过盈卡接的凸棱。
5.根据权利要求2所述的一种电动自行车用无阻力永磁高速带齿轮毂电机，其特征在于：所述单向棘轮(65)通过螺钉固定在轮毂外壳(2)的内壁。
6.根据权利要求1所述的一种电动自行车用无阻力永磁高速带齿轮毂电机，其特征在于：所述轮毂外壳(2)由借助锁紧螺钉(7)固定连接在一起的轮毂壳体(21)和轮毂端盖(22)构成。
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