CN205911895U - 电动自行车微型中置电机 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种电动自行车微型中置电机，其特征是：转子固接在偏心轴上，偏心轴通过轴承支撑有行星齿轮，行星齿轮与内齿圈啮合，内齿圈外圆与超越离合器触接，超越离合器与离合器支撑架固接,离合器支撑架通过轴承支撑在主轴上，离合器支撑架并与动力输出套固接,主外壳内固接有销轴约束盘，销轴约束盘通过销轴与行星齿轮连接，主轴一侧端固接超越离合器并与动力输出套固接。有益效果：本实用新型可以使电机外径尺寸及重量显著减小。按照电动自行车的五通宽度标准设计轴向尺寸，安装在自行车后，几乎察觉不出电机的存在，其输出功率以及齿轮啮合强度均达到自行车的标准，进而满足了轻量化小型化的市场需求。
Description
技术领域
本实用新型属于中置电机，尤其涉及一种电动自行车微型中置电机。
背景技术
目前，中置电机电动自行车电机安装于车架五通位置，因此具有重心稳定、骑行安全感强、骑行感觉更接近普通自行车的优点。不仅作为交通代步工具，更作为运动休闲工具深受广大骑行爱好者的青睐。中置电机电动自行车虽然有诸多优点，但是由于电机动力以牙盘→链条→后轮飞轮→后轮的路径传递动力，且飞轮牙数少于牙盘牙数，因此上述动力传递路径为增速过程，需要中置电机具有较大的减速比，一般采用2-3级固定轮系减速结构，体积大致尺寸为长x宽x厚＝230x140x100mm，比较笨重，不能满足小型化、轻量化的市场需求。为了满足市场需求，厂商又推出行星齿轮减速中置电机，大幅减小了电机的外形尺寸。中置电机尺寸由长方体变为圆柱体，可做到直径φ120-130mm。如上，虽然有了不小的进步，但是消费者的小型化轻量化需求也随之提高，要求更小的中置电机，但是现有行星减速结构的减速电机结构为：中心有一个主动件太阳轮，太阳轮周围均布有三个行星轮与太阳轮外啮合，三个行星轮同时与行星轮外围的齿圈内啮合，因此现有行星减速中置电机的径向尺寸必须大于太阳轮直径加上两个行星轮直径再加上齿圈厚度和外壳厚度。上述几个零件中，太阳轮受到电机主轴尺寸和最小齿数限制，行星轮受到行星轮支撑轴承(轴承内径8、外径22mm、厚度7mm)大小限制。降低齿轮模数可减小一定尺寸，但是电动自行车电机不仅要传递运动而且要求传递较大功率(一般为250瓦左右)。因此齿轮模数也不能过小。例如，上述行星减速结构中，行星轮和内齿圈为内啮合，啮合齿数为2-3齿，而行星轮和太阳轮为外啮合，啮合齿数只有1齿，因此行星轮与太阳轮啮合处为最薄弱环节，即便采用三个行星轮，同时啮合齿数也只有3个齿，因此齿轮模数一般为1.5以上，以防止断齿。受到上述条件的限制，中置电机尺寸无法进一步缩小，小型化进程遇到了瓶颈，停滞不前。中置电机尺寸进一步小型化成为行业亟待解决的难题。
实用新型内容
本实用新型是为了克服现有技术中的不足，提供一种电动自行车微型中置电机，使中置电机直径减小到φ80-87mm，突破现有技术瓶颈，大幅缩小了电机整体尺寸，很好地满足了市场需求。
本实用新型为实现上述目的，通过以下技术方案实现，一种电动自行车微型中置电机，包括定子、转子、主轴、主外壳、左端盖、右端盖，所述主轴分别通过固定在左端盖的左端盖支撑轴承以及固定在右端盖的右端盖支撑轴承支撑在主外壳上，其特征是：所述转子固接在偏心轴上，所述偏心轴通过偏心轴支撑轴承支撑在主轴上，偏心轴另一端通过行星齿轮支撑轴承支撑有行星齿轮，所述行星齿轮与内齿圈啮合，内齿圈外圆与电机侧超越离合器触接，电机侧超越离合器与电机侧超越离合器支撑架固接,电机侧超越离合器支撑架通过电机侧超越离合器支撑架支撑轴承支撑在主轴上，电机侧超越离合器支撑架并与动力输出套固接,所述主外壳内固接有销轴约束盘，销轴约束盘上设有若干销轴孔，所述销轴孔中插接与行星齿轮固接的销轴，所述销轴孔与销轴呈间隙配合，所述主轴一侧端固接主轴侧超越离合器内圈，主轴侧超越离合器外圈与动力输出套固接，动力输出套通过动力输出套支撑轴承支撑在主轴上。
所述偏心轴上固接有平衡块。
所述主轴另一侧端连接有助力传感器，左端盖内安装有控制器。
一种电动自行车微型中置电机，包括定子、转子、主轴、主外壳、左端盖、右端盖，所述主轴分别通过固定在左端盖的左端盖支撑轴承以及固定在右端盖的右端盖支撑轴承支撑在主外壳上，其特征是：所述转子固接在偏心轴上，所述偏心轴通过偏心轴支撑轴承支撑在主轴上，偏心轴另一端通过行星齿轮支撑轴承支撑有行星齿轮，所述行星齿轮与内齿圈啮合，内齿圈外圆与主壳体固接，行星齿轮端面圆周均布固接有销轴，所述销轴插接在动力输出圆盘的销轴孔中，所述销轴孔与销轴呈间隙配合，动力输出圆盘通过动力输出圆盘支撑轴承支撑在主轴上,动力输出圆盘外形呈阶梯轴状,其一端构成电机侧超越离合器的内圈,电机侧超越离合器的外圈与主轴侧超越离合器外圈呈一体结构,主轴侧超越离合器外圈并与动力输出套固接，主轴侧超越离合器内圈与主轴固接，动力输出套通过动力输出套支撑轴承支撑在主轴上。
所述偏心轴上固接有平衡块。
所述主轴另一侧端连接有助力传感器，左端盖内安装有控制器。
有益效果：与现有技术相比，本实用新型采用的少齿差减速结构的正传动比输出或负传动比输出的减速输出动力结构，以比内齿圈少2个齿的行星轮替代了传统行星齿轮减速结构的太阳轮及行星轮，不用受到太阳轮最小齿数及行星齿轮支撑轴承尺寸的限制，可以使电机外径尺寸及重量缩小到极致。按照电动自行车的五通宽度标准设计轴向尺寸，安装在自行车后，几乎察觉不出电机的存在，其输出功率以及齿轮啮合强度均达到自行车的标准，进而满足了轻量化小型化的市场需求。
附图说明
图1是本实用新型实施例1的纵向剖视图；
图2是本实用新型实施例1的A-A向剖视图；
图3是本实用新型实施例1的B-B向剖视图；
图4是本实用新型实施例2的纵向剖视图；
图5是本实用新型实施例2的C-C向剖视图；
图6是本实用新型实施例2的D-D向剖视图；
图7是本实用新型实施例2的减速机构爆炸图；
图中：1、主轴，2、定子，3、转子，4、偏心轴，5、偏心轴支撑轴承，6、行星齿轮支撑轴承，7、行星齿轮，8、销轴，9、内齿圈，10、电机侧超越离合器，11、电机侧超越离合器支撑架，12、电机侧超越离合器支撑架支撑轴承，13、销轴约束盘，13-1、销轴孔，14、主外壳，15、左端盖,16、左端盖支撑轴承，17、右端盖，18、右端盖支撑轴承，19、动力输出套，20、动力输出套支撑轴承，21、主轴侧超越离合器外圈，22、主轴侧超越离合器内圈，23、牙盘，24、平衡块，25、助力传感器，26、控制器，27、动力输出圆盘，27-1、销轴孔，27-2、电机侧超越离合器内圈，28、动力输出圆盘支撑轴承。
具体实施方式
以下结合较佳实施例，对依据本实用新型提供的具体实施方式详述如下：
实施例1
详见附图1-3，与现有技术相比，本实用新型提供了一种电动自行车微型中置电机，包括定子2、转子3、主轴1、主外壳14、左端盖15、右端盖17，所述主轴分别通过固定在左端盖的左端盖支撑轴承16以及固定在右端盖的右端盖支撑轴承18支撑在主外壳上，所述转子固接在偏心轴4上，所述偏心轴通过偏心轴支撑轴承5支撑在主轴上，偏心轴另一端通过行星齿轮支撑轴承6支撑有行星齿轮7，所述行星齿轮与内齿圈9啮合，内齿圈外圆与电机侧超越离合器10触接，电机侧超越离合器与电机侧超越离合器支撑架11固接,电机侧超越离合器支撑架通过电机侧超越离合器支撑架支撑轴承12支撑在主轴上，电机侧超越离合器支撑架并与动力输出套19固接,所述主外壳内固接有销轴约束盘13，销轴约束盘上设有若干销轴孔13-1，所述销轴孔中插接与行星齿轮固接的销轴8，所述销轴孔与销轴呈间隙配合，所述主轴一侧端固接主轴侧超越离合器内圈22，主轴侧超越离合器外圈21与动力输出套19固接，动力输出套通过动力输出套支撑轴承20支撑在主轴上。所述偏心轴上固接有平衡块24。所述主轴另一侧端连接有助力传感器25，左端盖内安装有控制器26。动力输出套上固接有牙盘23.
工作原理及工作过程
实施例1中，如图1-3所示，转子带动偏心轴顺时针旋转时，固接于行星齿轮的销轴插入到销轴约束盘销轴孔内，且销轴约束盘固定不动，限制住了行星齿轮的自转运动，行星齿轮在内齿圈内只能以偏心轴为中心、偏心距为公转半径作顺时针方向的公转运动；又由于行星齿轮齿数比内齿圈齿数少2个齿，迫使内齿圈作顺时针低速旋转。本实施例选择的内齿圈低速旋转减速比为：行星齿轮Z1＝64，内齿圈Z2＝66，减速比i＝Z2/(Z2-Z1)＝66/(66-64)＝33。传动比为正传动比，即内齿圈旋转方向与偏心轴旋转方向相同。动力输出零件为内齿圈，内齿圈的顺时针低速转动通过电机侧超越离合器和电机侧超越离合器支撑架传递到动力输出套，驱动牙盘,构成了正传动比的减速输出动力机构。为了消除偏心产生的振动，在偏心轴上安装平衡块，保证静、动平衡。
本实用新型将少齿差减速机构原理应用于电动自行车中置电机内部，突破了现有行星减速中置电机所受到的太阳轮、行星轮尺寸及齿轮模数的限制，将电机内部减速结构尺寸缩小到极致。首先，没有太阳轮，只有一个行星轮和一个内齿圈，而且内齿圈与行星轮齿数只差2个齿，即整个减速机构径向尺寸只是比行星齿轮略大一些，比现有减速中置电机大幅缩小了径向尺寸。其次，行星齿轮与内齿圈齿数相差只有2个齿(行星齿轮64齿，内齿圈66齿)，因此同时啮合的齿数较多，达到20-22个齿，而且为了使行星齿轮和内齿圈在只相差2个齿的条件下无齿间干涉啮合(渐开线干涉、过渡干涉、齿顶相碰、齿顶干涉、径向干涉)，将内齿圈及行星齿轮降低齿顶高系数(1.0→0.8)并正变位处理，齿厚加大，从而承载能力大大提高，不仅齿轮模数可以降至1.0，而且断齿可靠性却比现有减速中置电机反而提高。
实施例2
详见附图4-7，本实用新型的又一优选方案是，一种电动自行车微型中置电机，包括定子2、转子3、主轴1、主外壳14、左端盖15、右端盖17，所述主轴分别通过固定在左端盖的左端盖支撑轴承16以及固定在右端盖的右端盖支撑轴承18支撑在主外壳上，所述转子固接在偏心轴4上，所述偏心轴通过偏心轴支撑轴承5支撑在主轴上，偏心轴另一端通过行星齿轮支撑轴承6支撑有行星齿轮7，所述行星齿轮与内齿圈9啮合，内齿圈外圆与主壳体固接，行星齿轮端面圆周均布固接有销轴8，所述销轴插接在动力输出圆盘27的销轴孔27-1中，所述销轴孔与销轴呈间隙配合，动力输出圆盘通过动力输出圆盘支撑轴承28支撑在主轴上,动力输出圆盘外形呈阶梯轴状,其一端构成电机侧超越离合器的内圈27-2,电机侧超越离合器的外圈与主轴侧超越离合器外圈21呈一体结构,主轴侧超越离合器外圈并与动力输出套19固接，主轴侧超越离合器内圈22与主轴固接，动力输出套通过动力输出套支撑轴承20支撑在主轴上。所述偏心轴上固接有平衡块24。所述主轴另一侧端连接有助力传感器25，左端盖内安装有控制器26。动力输出套上固接有牙盘23。
所述动力输出圆盘销轴孔及与其插接的销轴数量为3-8个。本实施例为8个。行星齿轮在内齿圈内既能以偏心轴为中心、偏心距为半径的公转运动，同时又作自转，构成负传动比的减速输出动力结构。为了消除偏心产生的振动，在偏心轴上安装平衡块，保证动平衡。
工作过程及原理
实施例2中，如图4-7所示，转子带动偏心轴逆时针旋转时，由于内齿圈与主外壳固接固定不动，行星齿轮在内齿圈内以偏心轴为中心、偏心距为公转半径作逆时针方向公转运动；又由于行星齿轮齿数比内齿圈齿数少2个齿，使行星齿轮同时作顺时针方向的低速自转。本实施例选择行星齿轮低速自转减速比为：行星齿轮Z1＝64，内齿圈Z2＝66，减速比i＝-Z1/(Z2-Z1)＝-64/(66-64)＝-32。传动比为负传动比，即动力输出圆盘的旋转方向与偏心轴旋转方向相反。固接于行星齿轮的销轴插入到动力输出圆盘销轴孔内，行星齿轮的自转通过动力输出圆盘及电机侧超越离合器内圈、主轴侧超越离合器外圈传递到动力输出套，驱动牙盘。动力输出零件为动力输出圆盘。为了消除偏心产生的振动，在偏心轴上安装平衡块，保证动、静平衡。
上述参照实施例对该一种电动自行车微型中置电机进行的详细描述，是说明性的而不是限定性的，可按照所限定范围列举出若干个实施例，因此在不脱离本实用新型总体构思下的变化和修改，应属本实用新型的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种电动自行车微型中置电机，包括定子、转子、主轴、主外壳、左端盖、右端盖，所述主轴分别通过固定在左端盖的左端盖支撑轴承以及固定在右端盖的右端盖支撑轴承支撑在主外壳上，其特征是：所述转子固接在偏心轴上，所述偏心轴通过偏心轴支撑轴承支撑在主轴上，偏心轴另一端通过行星齿轮支撑轴承支撑有行星齿轮，所述行星齿轮与内齿圈啮合，内齿圈外圆与电机侧超越离合器触接，电机侧超越离合器与电机侧超越离合器支撑架固接,电机侧超越离合器支撑架通过电机侧超越离合器支撑架支撑轴承支撑在主轴上，电机侧超越离合器支撑架并与动力输出套固接,所述主外壳内固接有销轴约束盘，销轴约束盘上设有若干销轴孔，所述销轴孔中插接与行星齿轮固接的销轴，所述销轴孔与销轴呈间隙配合，所述主轴一侧端固接主轴侧超越离合器内圈，主轴侧超越离合器外圈与动力输出套固接，动力输出套通过动力输出套支撑轴承支撑在主轴上。
2.根据权利要求1所述的电动自行车微型中置电机，其特征是：所述偏心轴上固接有平衡块。
3.根据权利要求1所述的电动自行车微型中置电机，其特征是：所述主轴另一侧端连接有助力传感器，左端盖内安装有控制器。
4.一种电动自行车微型中置电机，包括定子、转子、主轴、主外壳、左端盖、右端盖，所述主轴分别通过固定在左端盖的左端盖支撑轴承以及固定在右端盖的右端盖支撑轴承支撑在主外壳上，其特征是：所述转子固接在偏心轴上，所述偏心轴通过偏心轴支撑轴承支撑在主轴上，偏心轴另一端通过行星齿轮支撑轴承支撑有行星齿轮，所述行星齿轮与内齿圈啮合，内齿圈外圆与主壳体固接，行星齿轮端面圆周均布固接有销轴，所述销轴插接在动力输出圆盘的销轴孔中，所述销轴孔与销轴呈间隙配合，动力输出圆盘通过动力输出圆盘支撑轴承支撑在主轴上,动力输出圆盘外形呈阶梯轴状,其一端构成电机侧超越离合器的内圈,电机侧超越离合器的外圈与主轴侧超越离合器外圈呈一体结构,主轴侧超越离合器外圈并与动力输出套固接，主轴侧超越离合器内圈与主轴固接，动力输出套通过动力输出套支撑轴承支撑在主轴上。
5.根据权利要求4所述的电动自行车微型中置电机，其特征是：所述偏心轴上固接有平衡块。
6.根据权利要求4所述的电动自行车微型中置电机，其特征是：所述主轴另一侧端连接有助力传感器，左端盖内安装有控制器。
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