CN202221942U - 一种电动轮毂电机 - Google Patents
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Abstract
一种电动轮毂电机，属车轮动力传动技术领域。它包括主轴、轮毂筒以及钢圈，轮毂筒两端分别安装轮毂左盖和轮毂右盖。主轴两端所在的轮毂筒内是变速机构，变速机构包括变速箱、动力输出总成以及档位控制总成，主轴两端所在的轮毂筒构成变速箱体。动力输出总成是在电机右端盖上固定安装第一齿轮，在变速箱体内安装支撑架；档位控制总成是在主轴的左侧位于轮毂筒的左端面安装轮毂左盖，在主轴的左端内部开有轴孔，轴孔内装入拉动小轴。本实用新型结构简单，可以实现多级机械变速，以使电动车能适于山地、丘陵等复杂地形行驶。
Description
技术领域
一种电动轮毂电机，属车轮动力传动技术领域。
背景技术
目前的电动车，上坡和载人上陡坡时，耗电量大或者在上坡时由于动力不足无法使用。它上坡时负载大，容易引起电流急剧增大，烧毁控制器和电机，同时还直接影响了蓄电池的寿命，使电动车不易适用山地、丘陵等复杂地形行驶，从而限制了电动车的使用范围。
发明内容
本实用新型要解决的问题就是针对以上不足而提供一种结构简单，可以实现多级机械变速的轮毂电机，以使电动车能适于山地、丘陵等复杂地形行驶。其技术方案如下：
它包括主轴、轮毂筒以及钢圈，轮毂筒两端分别安装轮毂左盖和轮毂右盖，主轴两端分别安装在轮毂筒的两个端盖的中心孔内，钢圈设在轮毂筒上，在轮毂筒内的主轴上设有电机，电机包括定子和转子，定子固定在主轴上，定子上布设电机绕组，在转子和电机绕组之间设有磁钢片，电机两端分别是电机左端盖和电机右端盖，电机左端盖和电机右端盖与电机转子固连。其关键技术是主轴两端所在的轮毂筒内是变速机构，变速机构包括变速箱、动力输出总成以及档位控制总成，主轴两端所在的轮毂筒构成变速箱体；动力输出总成是在电机右端盖上固定安装第一齿轮，在变速箱体内的主轴上位于第一齿轮的右侧通过单向轴承安装支撑架，支撑架上开有径向孔，径向孔内安装转轴，在转轴的左端安装第二齿轮，右端安装第三齿轮，第一齿轮与转轴左端的第二齿轮啮合，在主轴上位于支撑架的右侧安装第四齿轮，第四齿轮与转轴右端的第三齿轮啮合，第四齿轮的右侧与轮毂右盖固连；档位控制总成是在主轴的左侧位于轮毂筒的左端面安装轮毂左盖，在电机左端盖上设有外花键毂，在轮毂左盖的径向处设有内花键毂，位于外花键毂的内表面靠其左端面设有摩擦片压盘，在摩擦片压盘的右侧位于外花键毂的外表面和内花键毂的内表面之间、紧邻电机左端盖的左侧依次相互叠加安装第一摩擦片、第二摩擦片，第一摩擦片上有第一凸块，第二摩擦片上有第二凸块，内花键毂的内表面设有第一凹槽，外花键毂的外表面具有第二凹槽，第一摩擦片上的第一凸块与内花键毂内表面的第一凹槽相嵌，第二摩擦片上的第二凸块与外花键毂外表面的第二凹槽相嵌，在主轴上位于摩擦片压盘的轴承孔内安装拉动轴承，拉动轴承的外圆紧配于摩擦片压盘的轴承孔内，在主轴的左端内部开有轴孔，轴孔内装入拉动小轴，拉动小轴的左端径向处设有防水圈，防水圈的螺纹长于主轴的左端面，拉动小轴右端通过连接螺栓连接，连接螺栓垂直于主轴，在连接螺栓所在位置的主轴上设有第一纵向通孔，在主轴上位于第一纵向通孔的位置处，紧邻拉动轴承的左端面设有第一弹簧。
与现有技术相比本实用新型具有如下有益效果：
1、本实用新型在原轮毂筒内安装了由多个齿轮组成的齿轮变速机构，它在“旋转狭窄”的空间内合理科学地设计了不同坡度(平路、上坡、陡坡载重)的速度及扭力，也就是在不增大额定电流或额定输出功率的前提下，增大1～3倍以上动力，相当于增大电机3倍以上的功率。从根本上满足了不同路面和不同坡度及负载的动力需要，不仅可以实现多级机械变速，还解决了现有技术普通轮毂电机爬坡难，无法载人爬上陡坡，以及负载大引起电流急剧增大，容易烧毁控制器和电机的问题，简化了操作程序，既节约了能源，又延长了蓄电池、电机、控制器等部件的使用寿命。
2、本实用新型的电机和变速机构的主轴为同一根主轴，这样既保证了同心度，又使输入输出动力能得到最大限度利用，解决了现有技术中主轴分段组合，受力不均匀，摩擦阻力大，耗能大的问题。
3、本实用新型结构简单，制造和装配调试容易。
4、本实用新型保留了低速普通轮毂电机在行驶时比高速电机省电的优点。
5、综上所述，使用本实用新型可以载人爬陡坡，而且省电，增加了电动车的正常行驶范围和行驶里程，使电动车既适合平原也适合山地、丘陵等复杂地形行驶。
附图说明
图1，是本实用新型结构示意图；
图2，是本实用新型轮毂左盖结构示意图；
图3，是图2的纵向剖示图；
图4，是电机左端盖结构示意图；
图5，是图4左视图；
图6，是本实用新型支撑架结构示意图；
图7，是图6的纵向剖示图；
图8，是本实用新型摩擦片压盘结构示意图；
图9，是图8的纵向剖示图；
图10，是第二摩擦片结构示意图；
图11，是图10的纵向剖示图；
图12，是第一摩擦片结构示意图；
图13，是图12的纵向剖示图；
图14，是电机、后轮平叉及脚踏换档器组合示意图；
图15，是换档块结构示意图；
图16，是图15的纵向剖示图；
图17，是脚踏换档器放大示意图；
图18，是电机换档结构局部放大示意图；
图19，是本实用新型各摩擦片排列放大示意图；
图20，是本实用新型另一结构示意图；
图21，是本实用新型另一结构的电机左端盖示意图；
图22，是图21的纵向剖示图；
图23，是本实用新型另一结构的轮毂左盖示意图；
图24，是图23的纵向剖示图；
图25，是本实用新型另一结构的摩擦片压盘示意图；
图26，是图25的纵向剖示图；
图27，是手动控制装置结构示意图。
具体实施方式
参见图1-图27，本实用新型包括主轴21、轮毂筒1以及钢圈2，轮毂筒1两端分别安装轮毂左盖33和轮毂右盖32，主轴21两端分别安装在轮毂筒的两个端盖的中心孔内，在轮毂左盖33上设有刹车毂5，在刹车毂5的内表面靠其左端面，位于主轴21的左端设有刹车4。钢圈2设在轮毂筒1上，在轮毂筒1内的主轴上设有电机，电机包括定子12和转子3，定子12固定在主轴21上，定子12上布设电机绕组35，在转子3和电机绕组35之间设有磁钢片34，电机两端分别是电机左端盖11和电机右端盖31，电机左端盖11和电机右端盖31与电机转子3固连，电机供电线22从主轴21的右端引出。其关键技术是主轴21两端所在的轮毂筒1内是变速机构，变速机构包括变速箱、动力输出总成以及档位控制总成，主轴两端所在的轮毂筒构成变速箱体。动力输出总成是在电机右端盖31上固定安装第一齿轮30，当主轴21被固定，电流从电机供电线22输入至电机绕组35，此时电机内产生旋转磁场，转子3开始按顺时针转动，由于第一齿轮30与电机右端盖31相连，电机右端盖31又与转子3相连，所以电机动力由第一齿轮30输出，在变速箱体内的主轴21上位于第一齿轮30的右侧通过单向轴承16安装支撑架15，支撑架15上开有径向孔，径向孔内安装转轴14，在转轴14的左端安装第二齿轮13，右端安装第三齿轮17，第一齿轮30与转轴14左端的第二齿轮13啮合，在主轴21上位于支撑架15的右侧安装第四齿轮18，第四齿轮18与转轴14右端的第三齿轮17啮合，第四齿轮18的右侧与轮毂右盖32固连，电机动力另一输出路径由电机左端盖11输出。档位控制总成是在主轴21的左侧位于轮毂筒1的左端面通过轴承安装轮毂左盖33，在电机左端盖11上设有外花键毂7，在轮毂左盖33的径向处设有内花键毂10，内花键毂10的内表面与外花键毂7的外表面重叠且有一定间隙，位于外花键毂7的内表面靠其左端面设有摩擦片压盘6，在摩擦片压盘6的右侧位于外花键毂7的外表面和内花键毂10的内表面之间、紧邻电机左端盖11的左侧依次相互叠加安装第一摩擦片8、第二摩擦片29，第一摩擦片8上有第一凸块37，第二摩擦片29上有第二凸块36，内花键毂10的内表面设有第一凹槽9，外花键毂7的外表面具有第二凹槽28，第一摩擦片8上的第一凸块37与内花键毂10内表面的第一凹槽9相嵌，且有一定间隙，第二摩擦片29上的第二凸块36与外花键毂7外表面的第二凹槽28相嵌，且有一定间隙。
在主轴21上位于摩擦片压盘6的轴承孔内安装拉动轴承27，拉动轴承27的外圆紧配于摩擦片压盘6的轴承孔内，其内圆与主轴21之间有一定间隙，能使拉动轴承27在主轴21的外表面左右滑动。在主轴21的左端内部开有轴孔23，轴孔23内装入拉动小轴20，拉动小轴20的左端径向处设有防水圈19，防水圈19的螺纹长于主轴21的左端面，拉动小轴右端通过连接螺栓26连接，连接螺栓26垂直于主轴21，在连接螺栓26所在位置的主轴21上设有第一纵向通孔24，作为连接螺栓26的横向滑动轨道，在主轴21上位于第一纵向通孔24的位置处，紧邻拉动轴承27的左端面设有第一弹簧25。通过第一弹簧25和拉动小轴20的拉动距离的共同作用，来控制连接螺栓26的横向滑动行程，即控制了摩擦片压盘6对各个摩擦片所施加压力的大小，完成档位切换。
主轴21左右两端固连后轮平叉53，即电机被固定在后轮平叉53上，后轮平叉53固定在车架上，后轮平叉53的左侧设有限位条46，限位条46上套装第二弹簧48，在后轮平叉53左侧位于限位条46上方开有第一通孔51，在主轴21的左端安装第一柄紧螺帽42和第一螺帽41，第一柄紧螺帽42用来将第一螺帽41紧固在主轴21的左端，在拉动小轴20的左端安装第二螺帽39和第二柄紧螺帽38，第二螺帽39旋入拉动小轴20的左端，通过第二柄紧螺帽38固定于拉动小轴20的左端，第一螺帽41、第二螺帽39分别带有第一支点44、第二支点43，在拉动小轴20上位于第一螺帽41和第二螺帽39之间安装换档块45，具体是换档块45的后端开有第一方孔40，第一方孔40穿过拉动小轴20的左端，换档块45后端的两侧面分别紧靠第一支点44和第二支点43，换档块45开有第二方孔47，通过第二方孔47套在限位条46左端，紧邻第二弹簧48的左端面，换档块45的前端开有第一小孔50，第一小孔50与第一通孔51在同一轴线上且相对应，第一通孔51内固定拉线管52，拉线管52另一端固定在拉线管支撑架54上，拉线管支撑架54上位于拉线管52的出口处设有第二小孔55，拉线管支撑架54固定在车架上，拉线管52内穿过拉线49，拉线49一端穿过第一小孔50固定于换档块45上，拉线49另一端穿过第二小孔55固定于拉线卡头螺钉56上。
在车架上固定脚踏换档器，脚踏换档器包括脚踏板67、轴套壳63、换档轴59，换档轴59穿过轴套壳63，换档轴59一端安装脚踏板67，另一端安装拉线卡块58，换档轴59内开有第二纵向通孔60，第二纵向通孔60内依次装入第三弹簧65、钢珠61，轴套壳63的内表面设有半圆盲孔62，在轴套壳63上位于其半圆盲孔62的对称方向开有第二通孔66，穿过第二通孔66在第二纵向通孔60内置入第三弹簧压力调整螺钉64紧邻第三弹簧65的底端，由于半圆盲孔62、第二纵向通孔60、第二通孔66在同一轴线上且相对应，所以钢珠61在第三弹簧65的压力下卡入轴套壳63内的半圆盲孔62中，拉线卡块58的下端固定安装拉线卡头螺钉56，拉线卡头螺钉56上开有第三小孔57，拉线49穿过第三小孔57被拉线卡头螺钉56固定。
本实施例中档位控制部分，即电机左端盖11与轮毂左盖33之间的动力耦合也可以直接安装电磁离合器来完成。或者将脚踏换档器的控制改设为电磁铁控制或手动控制拉线49换档，来完成档位切换。
当需要慢档时，由于轴套壳63被固定在车架上，踏下脚踏板67，此时换档轴59逆时针转动，当钢珠61滚入轴套壳63内表面的半圆盲孔62内，停止踏动脚踏板67，进入慢档锁定状态。此操作过程为一连动过程，换档轴59逆时针转动，拉线卡块58也同样逆时针转动，它们共同带动拉线49→拉线49带动换档块45前端右移→换档块45后端一侧以第一支点44为支点，其后端另一侧以第二支点43为支点→使拉动小轴20左移→即控制摩擦片压盘6左移，然后第一摩擦片8、第二摩擦片29失去摩擦片压盘6对其施加的压力，即各个摩擦片处于分离状态，此时慢档切换工作完成。然后控制调速转把，使电机开始顺时针转动。此时电机动力通过转子3→电机右端盖31→第一齿轮30→第二齿轮13→转轴14→第三齿轮17→第四齿轮18→轮毂右盖32→轮毂筒1→钢圈2减速输出。此工作过程中由于主轴21始终被固定在，后轮平叉53上所以静止不动，所以单向轴承16连同支撑架15相对主轴21静止不动。
当需要快档时，踏下脚踏板67，此时换档轴59顺时针转动，钢珠61滚出轴套壳63内表面的半圆盲孔62，停止踏动脚踏板67，进入快档锁定状态，此转换过程与慢档调节相反。摩擦片压盘6在第一弹簧25的压力下右移，然后第一摩擦片8、第二摩擦片29得到摩擦片压盘6对其施加的压力，即各个摩擦片处于结合状态，此时快档切换工作完成。然后控制调速转把，电机开始加速顺时针转动，此时电机动力通过转子3→电机左端盖11→外花键毂7→第二摩擦片29→第一摩擦片8→内花键毂10→轮毂左盖33→轮毂筒1→钢圈2输出，且钢圈2的转速与电机转速比为1∶1。此工作过程中所有齿轮自锁，由于主轴21始终被固定在后轮平叉53上，所以静止不动，而单向轴承16的内圆被固定在主轴21上所以也静止不动，其外圆连同支撑架15、第一齿轮30、第四齿轮18相对主轴21做顺时针自转运动，且与电机转速同步。第二齿轮13、转轴14、第三齿轮17绕主轴21做顺时针公转运动，且不自转。
如图20-26所示，是本实用新型各个摩擦片离合另一结构方式示意图。摩擦片压盘6的径向处开有第三通孔69，第三通孔69的右端相对电机左端盖11的径向处设有螺丝孔71，压力调整螺丝68穿过第四弹簧70和第三通孔69，然后旋入螺丝孔71内与电机左端盖11固连。这样摩擦片压盘6在第四弹簧70和压力调整螺丝68的共同作用下，向右方移动且施加一定大的压力，使第一摩擦片8、第二摩擦片29处于结合状态，此时为快档。其它结构，工作原理，操作方式，与图1相同。
如图27所示，是拉线49手动控制装置结构示意图。控制装置包括支撑壳74，支撑壳74的下端靠右处设有支撑点76，在支撑点76上安装闸块73，在闸块73上开有第四小孔75，拉线管52的始端固定在支撑壳74的右端，拉线49穿过第四小孔75、拉线管52，支撑壳74的上端靠左处开有斜口凹槽72。当需要慢档时，拨动闸块73到斜口凹槽72内卡住，此过程中闸块73绕支撑点76逆时针转动，同时带动拉线49移动，将这一装置配合电机使用，即可完成档位切换。当需要慢档时，拨动闸块73使其移出斜口凹槽72，回位到起始位置，拉线49松开，即可完成快档切换。
以上虽然结合了附图描述了本实用新型的实施方式，但本领域的普通技术人员也可以意识到对所附权利要求的范围内作出各种变化或修改，和各个零部件名称的修改，这些变化和修改应理解为是在本实用新型的范围和意图之内的。
Claims (5)
1.一种电动轮毂电机，包括主轴(21)、轮毂筒(1)以及钢圈(2)，轮毂筒(1)两端分别安装轮毂左盖(33)和轮毂右盖(32)，主轴(21)两端分别安装在轮毂筒的两个端盖的中心孔内，钢圈(2)设在轮毂筒(1)上，在轮毂筒(1)内的主轴上设有电机，电机包括定子(12)和转子(3)，定子(12)固定在主轴(21)上，定子(12)上布设电机绕组(35)，在转子(3)和电机绕组(35)之间设有磁钢片(34)，电机两端分别是电机左端盖(11)和电机右端盖(31)，电机左端盖(11)和电机右端盖(31)与电机转子(3)固连，其特征是主轴(21)两端所在的轮毂筒(1)内是变速机构，变速机构包括变速箱、动力输出总成以及档位控制总成，主轴两端所在的轮毂筒构成变速箱体；动力输出总成是在电机右端盖(31)上固定安装第一齿轮(30)，在变速箱体内的主轴(21)上位于第一齿轮(30)的右侧通过单向轴承(16)安装支撑架(15)，支撑架(15)上开有径向孔，径向孔内安装转轴(14)，在转轴(14)的左端安装第二齿轮(13)，右端安装第三齿轮(17)，第一齿轮(30)与转轴(14)左端的第二齿轮(13)啮合，在主轴(21)上位于支撑架(15)的右侧安装第四齿轮(18)，第四齿轮(18)与转轴(14)右端的第三齿轮(17)啮合，第四齿轮(18)的右侧与轮毂右盖(32)固连；档位控制总成是在主轴(21)的左侧位于轮毂筒(1)的左端面安装轮毂左盖(33)，在电机左端盖(11)上设有外花键毂(7)，在轮毂左盖(33)的径向处设有内花键毂(10)，位于外花键毂(7)的内表面靠其左端面设有摩擦片压盘(6)，在摩擦片压盘(6)的右侧位于外花键毂(7)的外表面和内花键毂(10)的内表面之间、紧邻电机左端盖(11)的左侧依次相互叠加安装第一摩擦片(8)、第二摩擦片(29)，第一摩擦片(8)上有第一凸块(37)，第二摩擦片(29)上有第二凸块(36)，内花键毂(10)的内表面设有第一凹槽(9)，外花键毂(7)的外表面具有第二凹槽(28)，第一摩擦片(8)上的第一凸块(37)与内花键毂(10)内表面的第一凹槽(9)相嵌，第二摩擦片(29)上的第二凸块(36)与外花键毂(7)外表面的第二凹槽(28)相嵌，在主轴(21)上位于摩擦片压盘(6)的轴承孔内安装拉动轴承(27)，拉动轴承(27)的外圆紧配于摩擦片压盘(6)的轴承孔内，在主轴(21)的左端内部开有轴孔(23)，轴孔(23)内装入拉动小轴(20)，拉动小轴(20)的左端径向处设有防水圈(19)，防水圈(19)的螺纹长于主轴(21)的左端面，拉动小轴右端通过连接螺栓(26)连接，连接螺栓(26)垂直于主轴(21)，在连接螺栓(26)所在位置的主轴(21)上设有第一纵向通孔(24)，在主轴(21)上位于第一纵向通孔(24)的位置处，紧邻拉动轴承(27)的左端面设有第一弹簧(25)。
2.根据权利要求1所述电动轮毂电机，其特征是主轴(21)左右两端固连后轮平叉(53)，后轮平叉(53)的左侧设有限位条(46)，限位条(46)上套装第二弹簧(48)，在后轮平叉(53)左侧位于限位条(46)上方开有第一通孔(51)，在主轴(21)的左端安装第一柄紧螺帽(42)和第一螺帽(41)，在拉动小轴(20)的左端安装第二螺帽(39)和第二柄紧螺帽(38)，第一螺帽(41)、第二螺帽(39)分别带有第一支点(44)、第二支点(43)，在拉动小轴(20)上位于第一螺帽(41)和第二螺帽(39)之间安装换档块(45)，换档块(45)后端的两侧面分别紧靠第一支点(44)和第二支点(43)，换档块(45)通过第二方孔(47)套在限位条(46)左端，换档块(45)的前端开有第一小孔(50)，第一小孔(50)与第一通孔(51)在同一轴线上且相对应，第一通孔(51)内固定拉线管(52)，拉线管(52)另一端固定在拉线管支撑架(54)上，拉线管(52)内穿过拉线(49)，拉线(49)一端固定于换档块(45)上，拉线(49)另一端固定于拉线卡头螺钉(56)上。
3.根据权利要求1所述电动轮毂电机，其特征是在车架上固定脚踏换档器，脚踏换档器包括脚踏板(67)、轴套壳(63)、换档轴(59)，换档轴(59)穿过轴套壳(63)，换档轴(59)一端安装脚踏板(67)，另一端安装拉线卡块(58)，换档轴(59)内开有第二纵向通孔(60)，第二纵向通孔(60)内依次装入第三弹簧(65)、钢珠(61)，轴套壳(63)的内表面设有半圆盲孔(62)，在轴套壳(63)上位于其半圆盲孔(62)的对称方向开有第二通孔(66)，穿过第二通孔(66)在第二纵向通孔(60)内置入第三弹簧压力调整螺钉(64)紧邻第三弹簧(65)的底端，拉线卡块(58)的下端固定安装拉线卡头螺钉(56)，拉线卡头螺钉(56)上开有第三小孔(57)，拉线(49)穿过第三小孔(57)被拉线卡头螺钉(56)固定。
4.根据权利要求1所述电动轮毂电机，其特征是摩擦片压盘(6)的径向处开有第三通孔(69)，第三通孔(69)的右端相对电机左端盖(11)的径向处设有螺丝孔(71)，压力调整螺丝(68)穿过第四弹簧(70)和第三通孔(69)，然后旋入螺丝孔(71)内与电机左端盖(11)固连。
5.根据权利要求1所述电动轮毂电机，其特征是拉线(49)设有手动控制装置，手动控制装置包括支撑壳(74)，支撑壳(74)的下端靠右处设有支撑点(76)，在支撑点(76)上安装闸块(73)，在闸块(73)上开有第四小孔(75)，拉线管(52)的始端固定在支撑壳(74)的右端，拉线(49)穿过第四小孔(75)、拉线管(52)，支撑壳(74)的上端靠左处开有斜口凹槽(72)。
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