CN201781372U - 一种电动自行车轮毂电机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电动自行车轮毂电机，它包括主轴，通过轴承安装在主轴上的轮毂外壳，该外壳内一侧内定子外转子结构电机，定子固定在主轴上，转子由轴承安装在主轴上，转子上固定有套在主轴上的太阳齿轮，太阳齿轮啮合三个行星齿轮，行星齿轮与外壳内壁上的内齿圈啮合，行星齿轮通过行星齿轮轴承安装在行星轴上；外壳内另一侧所述主轴上套装固定着单向轴承型离合器，该单向轴承型离合器包括单向轴承内圈、带行星齿轮支架的单向轴承外圈和该内圈与外圈之间的单向轴承卡紧机构，该内圈套装固定在主轴上，该外圈上均等地安装着所述三个行星轴。本技术进一步提高了单向轴承与行星齿轮支架的同心度及垂直度，从而提高了电机平稳性、承载力和使用寿命。

Description

一种电动自行车轮毂电机

技术领域

本实用新型涉及一种电动自行车的动力和传动装置。具体地说是一种电动自行车轮毂电动机。

背景技术

目前市场上一种轮毂电机采用行星齿轮减速机构形式的电动自行车实现二级减速，从而产生大扭矩。采用离合器使得轮毂的滑行功能大大增强，大大改善了骑行功能，而且其续行里程得到很大提高。但还存在一些缺陷：主要是1、离合器多采用棘爪式或滚柱式结构。棘爪式离合器反向制动力太大，电动车刹车时电机轴反向转动，造成联接松动易产生安全隐患，并产生异响。滚柱式离合器虽然解决了棘爪式离合器的问题，但是同心度差、使用寿命短、易打滑，离合作用差。2、离合器为非标件，须经过特殊加工，其维修更换不方便。

轮毂电机的传动系统包括：固定在电机转子上、套在主轴上的太阳齿轮，与太阳齿轮啮合的三个行星齿轮，固定在轮毂外壳上与三个行星齿轮啮合的内齿圈；而三个行星齿轮分别通过行星轮轴承安装在行星轴11上，行星轴11分别固定在离合器上，离合器的内圈通过键槽固定在主轴上。

现有的离合器包括内圈的固定圈151和外圈的本体152(图8)，固定圈151固定在电机的主轴上，三个行星轴11固定在本体152上，本体152上设有开口朝向固定圈151的本体凹槽153，本体凹槽153的侧壁至固定圈151有间距156，间距156沿着电动车前进时的本体152的运动方向逐渐增大，本体凹槽153内设有离合器滚柱154，离合器滚柱154的直径介于间距156的最大值与最小值之间，本体152上设有切向孔155，切向孔155由内而外依次设有顶杆157、顶杆弹簧158、闷头159。顶杆157逆着电动车前进时离合器滚柱154的转动方向顶在离合器滚柱154上。当电动车开动时，离合器的本体152和固定圈151卡紧，固定在本体152的行星轴11上之行星齿轮只能在太阳齿轮的带动下作自转。行星齿轮自转时通过内齿圈带动轮毂外壳转动，使电动车向前运动。

以上不难发现离合器的构造很复杂，而且其凹槽和顶杆的布局限制其仅能以三个滚柱的作用力使离合器的本体152和固定圈151卡紧，其结合力还显单薄，致使车辆容易出现打滑现象。另外，离合器属非标准件，制作困难，想更换离合器相当不易。

专利号为ZL200920201814.6的专利技术，以单向轴承加行星齿轮支架来代替上述“离合器”，效果明显。单向轴承的同心度高、承载能力大，所以使轮毂电机运转平稳、不易打滑，使用寿命长。单向轴承属标准件，使维修更换变得简单方便。

但上述专利技术还存在进一步改进的地方。如，单向轴承镶入行星齿轮支架13中(图6、7)，单向轴承的外圈121’与行星齿轮支架13以平键131连接，行星齿轮支架13上设置三个行星轴，这使单向轴承与行星齿轮支架配合后的同心度及垂直度还不够好，导致电机运转时平稳性还不够。另外，单向轴承虽然是定型的现有技术，但单向轴承的零部件，如外圈和行星齿轮支架得分别制作和安装。如果，行星齿轮支架和单向轴承外圈能制作成一体式结构，这不仅给制作和安装带来了简便，更重要的是单向轴承外圈与行星齿轮支架的一体化能提高单向轴承与行星齿轮支架的同心度及垂直度，进而改善电机运转时的平稳性，最后进一步提高电动自行车行驶的平稳性和舒适性。

发明内容

本实用新型之目的是弥补上述之不足，向社会公开一种以结构简单，将单向轴承外圈和行星齿轮支架融合为一体的单向轴承型离合体，以进一步提高单向轴承与行星齿轮支架的同心度及垂直度，进而进一步改善电机运转时平稳性，承载能力和使用寿命。

本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种电动自行车轮毂电机，包括主轴，通过轴承安装在主轴上的轮毂外壳，轮毂外壳内一侧的电机，所述电机采用内定子外转子结构，定子通过键槽固定在主轴上，转子通过两档轴承安装在主轴上，转子上固定有套在主轴上的太阳齿轮，太阳齿轮啮合有三个行星齿轮，三个行星齿轮与固定在轮毂外壳内壁上的内齿圈啮合，行星齿轮分别通过行星齿轮轴承安装在行星轴上；其特征在于：所述的轮毂外壳内另一侧的所述主轴上套装固定着一个单向轴承型离合器，该单向轴承型离合器包括：单向轴承内圈、外围带行星齿轮支架的单向轴承外圈和所述单向轴承内圈与外围带行星齿轮支架的单向轴承外圈之间的单向轴承卡紧机构，所述的单向轴承内圈套装固定在主轴上，所述的外围带行星齿轮支架的单向轴承外圈上均等地固定安装着所述的三个行星轴。

所述的单向轴承内圈和外围带行星齿轮支架的单向轴承外圈之间的单向轴承卡紧机构是楔块式卡紧机构或滚柱式卡紧机构。

所述的楔块式卡紧机构主要包括：设置于所述的单向轴承内圈和外围带行星齿轮支架的单向轴承外圈之间一个起支撑作用的楔块保持架、设于所述的楔块保持架中的6-10个楔块和分别与楔块配合的6-10个楔块弹簧及多个钢球。

所述的滚柱式卡紧机构主要包括：设置于所述的单向轴承内圈和外围带行星齿轮支架的单向轴承外圈之间的一个起支撑作用的滚柱保持架和滚柱保持架中的8-12个滚柱及分别与滚柱配合的8-12个滚柱弹簧，设于所述外围带行星齿轮支架的单向轴承外圈的内壁上的与滚柱相同数目的凹槽；所述凹槽的深度沿顺时针的方向逐渐增大。

本实用新型的优点是

由于原离合器的离合是通过离合器外圈的本体三个凹槽中的三颗滚柱在离合器外圈的本体内壁及离合器内圈的固定圈外壁之间的松弛或卡紧来实现，而本实用新型单向轴承型离合器的离合是通过单向轴承内圈之外壁与外圈之内壁之间的多个楔块或多个滚柱来实现，因此，原离合器壁之间几点接触的摩擦力大大小于本实用新型单向轴承型离合器多点接触的摩擦力。所以，使用原离合器时，电动车容易出现打滑现象；而单向轴承型离合器承载能力很强，能承受的扭矩比原离合器高出很多，使轮毂电动机不易出现离合过程中因承载能力不够而出现打滑现象，其强度和可靠性大大增强，使用寿命也得到了提高；

由于本实用新型是单向轴承型离合器，离合功能体现了单向轴承的特点，又因本实用新型的外圈外围带行星齿轮支架，将原单向轴承外圈与行星齿轮支架形成统一整体，其同心度和垂直度比原单向轴承加行星齿轮支架式的有进一步提高，从而使轮毂电动机运转进一步平稳；

由于单向轴承采用的是多楔块式传动或多滚柱式传动，反向制动力很小，不易出现电机轴因反向制动而反向转动的现象；

又由于本实用新型是单向轴承型离合器，其外围带行星齿轮支架的外圈在制作中比外圈和行星齿轮支架分别制作要方便，在安装工序上也较前简易。

附图说明

图1是本实用新型实施例整体结构示意图(剖面图)；

图2是本实用新型单向轴承是楔块式时，单向轴承型离合器的结构示意图(主视图)；

图3是图2左视时的剖面图；

图4是本实用新型单向轴承是滚柱式时，单向轴承型离合器的结构示意图(主视图)；

图5是图4左视时的剖面图；

图6、图7是二种“单向轴承加行星齿轮支架”代替离合器技术的结构示意图(局部剖视)；

图8是现有技术中离合器的结构示意图。

具体实施方式

说明书和附图中各附图标记名称是：

主轴1、轴承2、轮毂外壳3、定子4、转子5、两档轴承6、太阳齿轮7、三个行星齿轮8、内齿圈9、行星齿轮轴承10、行星轴11、单向轴承型离合器12、外围带行星齿轮支架的单向轴承外圈121、单向轴承外圈121’、单向轴承内圈122、楔块123、楔块保持架124、楔块弹簧125、钢球126、滚柱127、滚柱保持架128、凹槽1281、滚柱弹簧129、行星齿轮支架13、平键131、固定圈151、本体152、本体凹槽153、离合器滚柱154、切向孔155、间距156、顶杆157、顶杆弹簧158、闷头159。

下面结合附图进一步详细描述本实用新型。

实施例1

如图1所示：一种电动自行车轮毂电机，包括主轴1，通过轴承2安装在主轴1上的轮毂外壳3，轮毂外壳3内一侧的电机，所述电机采用内定子外转子结构，定子4通过键槽固定在主轴1上，转子5通过两档轴承6安装在主轴1上，转子5上固定有套在主轴1上的太阳齿轮7，太阳齿轮7啮合有三个行星齿轮8，三个行星齿轮8与固定在轮毂外壳3内壁上的内齿圈9啮合，行星齿轮8分别通过行星齿轮轴承10安装在行星轴11上；其特征在于：所述的轮毂外壳3内另一侧的所述主轴1上套装固定着一个单向轴承型离合器12，该单向轴承型离合器12包括：单向轴承内圈122、外围带行星齿轮支架的单向轴承外圈121和所述单向轴承内圈与外围带行星齿轮支架的单向轴承外圈之间的单向轴承卡紧机构，所述的单向轴承内圈套装固定在主轴1上，所述的外围带行星齿轮支架的单向轴承外圈121上均等地固定安装着所述的三个行星轴11。

所述的单向轴承内圈和外围带行星齿轮支架的单向轴承外圈之间的单向轴承卡紧机构是楔块式卡紧机构。

楔块式卡紧机构主要包括：设置于单向轴承内圈和外围带行星齿轮支架的单向轴承外圈之间一个起支撑作用的楔块保持架124、设于楔块保持架中的八个楔块123(图2)和分别与楔块配合的八个楔块弹簧125及多个钢球126。

当电机转动时，外围带行星齿轮支架的单向轴承外圈121有一个逆时针转动的趋势，该趋势使楔块式单向轴承内的楔块123在楔块弹簧125的推力下将外围带行星齿轮支架的单向轴承外圈121和单向轴承内圈122卡紧(图2)。而由于单向轴承内圈122通过键槽与主轴1固定，所以此时的外围带行星齿轮支架的单向轴承外圈121也相对于主轴1固定，导致三个行星轴11上的行星齿轮8只能在太阳齿轮7的带动下作自转而不能绕太阳齿轮7公转。行星齿轮8自转时通过内齿圈9(图1)带动轮毂外壳3转动，使电动车向前运动。

当电动车倒车时，轮毂外壳3通过内齿圈9、行星齿轮8使外围带行星齿轮支架的单向轴承外圈121顺时针转动。此时外围带行星齿轮支架的单向轴承外圈121与内圈122松开。所以，外围带行星齿轮支架的单向轴承外圈121可以转动，即行星齿轮8既可以自转也可以公转，而不会带动太阳齿轮7转动，不致使电机产生倒转。

实施例2

实施例2的构造基本上与实施例1相同，有一个不同的是本实施例所采用的单向轴承内圈和外围带行星齿轮支架的单向轴承外圈之间的单向轴承卡紧机构是滚柱式卡紧机构。

滚柱式卡紧机构主要包括：设置于所述的单向轴承内圈和外围带行星齿轮支架的单向轴承外圈之间的一个起支撑作用的滚柱保持架128(图4)和滚柱保持架中的十个滚柱127及分别与滚柱配合的十个滚柱弹簧129，设于所述外围带行星齿轮支架的单向轴承外圈121的内壁上的与滚柱相同数目的凹槽1281；所述凹槽1281的深度沿顺时针的方向逐渐增大。

当电机转动时，外围带行星齿轮支架的单向轴承外圈121有一个逆时针转动的趋势，滚柱式卡紧机构的滚柱127在滚柱弹簧129的推力作用下滚向凹槽1281深度浅的一端，从而将外围带行星齿轮支架的单向轴承外圈121和内圈122卡紧(图4)。而由于内圈122通过键槽与主轴1固定，所以此时的外围带行星齿轮支架的单向轴承外圈121也相对于主轴1固定，导致三个行星轴11上的行星齿轮8只能在太阳齿轮7的带动下作自转而不能绕太阳齿轮7公转。行星齿轮8自转时通过内齿圈9带动轮毂外壳3转动，使电动车向前运动。

当电动车倒车时，轮毂外壳3通过内齿圈9、行星齿轮8使外围带行星齿轮支架的单向轴承外圈121顺时针转动。此时滚柱127克服滚柱弹簧129的压力使滚柱127向凹槽1281深度深的一端滚动，从而使外围带行星齿轮支架的单向轴承外圈121与内圈122松开。所以外围带行星齿轮支架的单向轴承外圈121可以转动，即行星齿轮8既可以自转也可以公转，而不会带动太阳齿轮7转动，不致使电机产生倒转。

本实用新型的单向轴承型离合器12制作较容易，绝大部分是定型的、现成的单向轴承标准零部件，其余部分的外围带行星齿轮支架的单向轴承外圈是原单向轴承外圈和行星齿轮支架的联合体，可一次性脱模而成。因此，整个产品的实施和产品更换、维修均十分方便。更重要的是单向轴承外圈与行星齿轮支架的一体化进一步提高了单向轴承与行星齿轮支架的同心度及垂直度，进而进一步改善了电机运转时平稳性，最后提高电动自行车行驶的平稳性和舒适性。

Claims (4)

1.一种电动自行车轮毂电机，包括主轴(1)，通过轴承(2)安装在主轴(1)上的轮毂外壳(3)，轮毂外壳(3)内一侧的电机，所述电机采用内定子外转子结构，定子(4)通过键槽固定在主轴(1)上，转子(5)通过两档轴承(6)安装在主轴(1)上，转子(5)上固定有套在主轴(1)上的太阳齿轮(7)，太阳齿轮(7)啮合有三个行星齿轮(8)，三个行星齿轮(8)与固定在轮毂外壳(3)内壁上的内齿圈(9)啮合，行星齿轮(8)分别通过行星齿轮轴承(10)安装在行星轴(11)上；其特征在于：所述的轮毂外壳(3)内另一侧的所述主轴(1)上套装固定着一个单向轴承型离合器(12)，该单向轴承型离合器(12)包括：单向轴承内圈(122)、外围带行星齿轮支架的单向轴承外圈(121)和所述单向轴承内圈与外围带行星齿轮支架的单向轴承外圈之间的单向轴承卡紧机构，所述的单向轴承内圈套装固定在主轴(1)上，所述的外围带行星齿轮支架的单向轴承外圈(121)上均等地固定安装着所述的三个行星轴(11)。

2.根据权利要求1所述的一种电动自行车轮毂电机，其特征在于，所述的单向轴承内圈和外围带行星齿轮支架的单向轴承外圈之间的单向轴承卡紧机构是楔块式卡紧机构或滚柱式卡紧机构。

3.根据权利要求2所述的电动自行车轮毂电机，其特征在于，所述的楔块式卡紧机构主要包括：设置于所述的单向轴承内圈和外围带行星齿轮支架的单向轴承外圈之间一个起支撑作用的楔块保持架(124)、设于所述的楔块保持架中的6-10个楔块(123)和分别与楔块配合的6-10个楔块弹簧(125)及多个钢球(126)。

4.根据权利要求2所述的电动自行车轮毂电机，其特征在于，所述的滚柱式卡紧机构主要包括：设置于所述的单向轴承内圈和外围带行星齿轮支架的单向轴承外圈之间的一个起支撑作用的滚柱保持架(128)和滚柱保持架中的8-12个滚柱(127)及分别与滚柱配合的8-12个滚柱弹簧(129)，设于所述外围带行星齿轮支架的单向轴承外圈(121)的内壁上的与滚柱相同数目的凹槽(1281)；所述凹槽(1281)的深度沿顺时针的方向逐渐增大。

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