CN209283019U - 一种分轴式轮毂电机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种分轴式轮毂电机，包括第一半轴、电动机、中心轴、第二半轴、行星齿轮减速机构和外部壳体，所述外部壳体套设在所述电动机外侧，所述电动机套设在所述中心轴上，所述第一半轴与定子座过盈配合，第二半轴与行星轮支撑架过盈配合，中心轴的一端与所述行星齿轮减速机构连接；所述第一半轴一端设置有螺纹，另一端设置有第一凸台；所述中心轴分为第一轴段和第二轴段，第二轴段的直径大于所述第一轴段，所述中心轴靠近第二轴段的一端设置有与其一体成型的太阳轮；所述第二半轴一端设置有螺纹，另一端设置有第二凸台。本实用新型采用分轴式设计，在减小太阳轮尺寸的同时保证轴芯强度，从而使整机体积减小，重量减轻。

Description

一种分轴式轮毂电机

技术领域

本实用新型涉及电动车电机技术领域，尤其涉及一种分轴式轮毂电机。

背景技术

汽车、摩托车、燃油型助动车是城市空气污染和噪声污染的主要来源之一,并且其能源主要局限于石油。相比之下,电动车就不存在这些不利因素,因此也必将得到越来越广泛的应用。中国是一个“自行车大国”,随着人民生活水平的提高,又限于居民的购买能力及城市道路设施等因素,电动自行车将是比电动汽车更具竞争力、更易大众化的“绿色”代步工具。

电动自行车的关键技术之一电机，电机性能的好坏直接影响整车的质量，因此电动车用电机应该具有体积小、重量轻、低转速、大转矩、高效率、低成本等特点。实现电机小型化而普遍采用的方法是，采用双联行星齿轮减速结构。即太阳轮与双联行星齿轮的大齿轮啮合，双联行星齿轮小齿轮与内齿圈啮合。要想电机尺寸再小，需要进一步加大减速比，即需要减小太阳轮齿数，但太阳轮受到通轴设计的影响，尺寸无法做小，导致电机尺寸较大、重量较重。

实用新型内容

为了解决上述技术问题，本实用新型针对现有技术的不足和缺陷，采用分轴式设计，使中心轴与太阳轮一体成型，且中心轴靠近太阳轮的一段直径增大，在减小太阳轮尺寸的同时保证轴芯强度，从而使整机体积减小，重量减轻。

本实用新型实施例提供了一种分轴式轮毂电机，包括第一半轴、电动机、中心轴、第二半轴、行星齿轮减速机构和外部壳体，所述外部壳体套设在所述电动机外侧，所述中心轴一端同轴设置有第一半轴，另一端同轴设置有第二半轴，所述第一半轴与定子座过盈配合，所述电动机套设在所述中心轴上，所述中心轴的一端与所述行星齿轮减速机构连接，所述行星齿轮减速机构通过销轴与行星轮支撑架连接，所述行星轮支撑架与第二半轴过盈配合；

所述第一半轴一端设置有螺纹，另一端设置有第一凸台；所述中心轴的第一轴段设置有第一轴承，所述中心轴的第二轴段设置有第二轴承，所述第二轴段的直径大于所述第一轴段，所述中心轴靠近第二轴段的一端设置有太阳轮，所述太阳轮与中心轴一体成型；所述第二半轴一端设置有螺纹，另一端设置有第二凸台。

进一步地，所述电动机包括电机转子和电机定子，所述电机转子和电机定子依次套设在所述中心轴上，所述电机转子与所述中心轴过盈连接或键连接。

进一步地，所述电动机还包括磁钢，所述磁钢均匀设置在所述电机转子内。

进一步地，所述行星齿轮减速机构包括太阳轮、内齿圈和支撑在行星架上的至少三组双联行星齿轮，所述双联行星齿轮与分别于太阳轮和内齿圈啮合，所述内齿圈通过单向轴承与第二端盖连接。

具体地，所述双联行星齿轮包括大行星轮和小行星轮，所述大行星轮和小行星轮过盈配合或一体成型。

具体地，所述双联行星齿轮的材料为塑胶，用于减小传动噪音。采用塑胶齿轮可以减轻电机整体重量，具有更好的相容性、耐久性和耐磨性。

进一步地，所述外部壳体包括套设在电动机外的轮毂壳体，所述轮毂壳体的一端设置有第一端盖，另一端设置有第二端盖；所述第一端盖套设在所述第一半轴上，所述第二端盖套设在所述第二半轴上，所述第一端盖和第二端盖分别与所述第一半轴和第二半轴配合的外侧均设置有紧固螺母，使所述外部壳体构成封闭的空间结构，所述电动机和所述行星齿轮减速机构均位于所述空间结构内；

所述第一端盖上开设有出线孔，所述出线孔用于引出所述电机定子绕组的电源线缆和电机信号线缆。

进一步地，所述第二半轴上还设有圆形槽，所述圆形槽用于安装O型密封圈，所述O型密封圈设置于轴端轴承和第二半轴之间。

进一步地，所述定子座和行星架的外侧均匀地设有多组散热槽，所述轮毂壳体靠近所述定子座的一面均匀设置有多条散热筋。

进一步地，所述轮毂电机内还设置有单向轴承，所述单向轴承设置在所述内齿圈和第二端盖之间。

本实用新型提供的一种分轴式轮毂电机，当轮毂电机通电后，中心轴会转动，与中心轴一体成型的太阳轮同时转动，带动与太阳轮啮合的多组双联行星齿轮转动，双联行星齿轮与内齿圈啮合，经过双联行星齿轮和内齿圈减速；单向轴承的外圈与内齿圈连接，单向轴承的内圈与第二端盖连接，内齿圈外侧与第二端盖固连，第二端盖与轮毂壳体固定连接，双联行星齿轮带动内齿圈转动，内齿圈通过单向轴承带动第二端盖和轮毂壳体转动，轮毂壳体与车轮通过辐条连接，最终驱动车轮前进。

当电机电源关闭，车子滑行时，由于单向轴承的单向功能和车辆惯性，此时车辆带动轮毂壳体转动，轮毂壳体带动第二端盖，第二端盖带动单向轴承滑行；轮毂电机内部齿轮件及电机定子、转子都未转动，故轮毂电机阻力较小，自行车能进行较长距离的滑行，骑行感好。

实施本实用新型实施例，具有如下有益效果：

(1)本实用新型采用分轴式设计，将电机通轴分为第一半轴、中心轴和第二半轴三部分，将在中心轴与太阳轮设计为一体式结构，减小太阳轮尺寸，从而使行星齿轮减速系统结构更加紧凑、体积减小。

(2)本实用新型第一半轴与定子座过盈连接，扁位定位，第二半轴与行星轮支撑架过盈连接，扁位定位，有效的减小了电机轴向尺寸。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型一种分轴式轮毂电机的结构示意图；

图2是本实用新型第一半轴的结构示意图；

图3是本实用新型中心轴的结构示意图；

图4是本实用新型第二半轴的结构示意图。

其中，附图标记为：1-第一半轴，2-中心轴，3-电动机，4-第二半轴， 5-行星齿轮减速机构，6-外部壳体，7-定子座，8-行星架，9-行星轮支撑架， 10-单向轴承，11-第一凸台，21-第一轴段，22-第一轴承，23-第二轴段，24- 第二轴承，31-电机定子，32-电机转子，33-磁钢，41-第二凸台，42-圆形槽， 43-轴端轴承，51-太阳轮，52-双联行星齿轮，53-内齿圈，61-轮毂壳体，62 第一端盖，63-第二端盖。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本实用新型保护的范围。

此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本实用新型至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“顶”、“底”、等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含的包括一个或者更多个该特征。而且，术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本实用新型的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。

实施例1：

如图1-4所示，本实用新型提供一种分轴式轮毂电机，包括第一半轴1、电动机3、中心轴2、第二半轴4、行星齿轮减速机构5和外部壳体6，所述外部壳体6套设在所述电动机3外侧，所述电动机3设置在定子座7和行星架8之间，所述中心轴2一端同轴设置有第一半轴1，另一端同轴设置有第二半轴4。

具体地，所述第一半轴1与定子座7过盈配合，所述定子座7通过轴承与轮毂壳体61连接，所述定子座7与轴承之间设置有防水密封圈，所述定子座7的外侧设置有第一端盖62和紧固螺母，所述第一半轴1与定子座7 配合的一端设置有第一凸台11，所述第一凸台11用于第一半轴1与定子座 7的安装定位，所述第一半轴的另一端设置有螺纹。

具体地，轮毂电机采用内转子外定子的结构设计，所述电动机3包括电机转子32和电机定子31，所述电机转子32内均匀地设置有磁钢33，所述电机转子32和电机定子31依次套设在所述中心轴2上，所述电机转子 32与所述中心轴2可以是过盈连接、键连接或冲筋连接。

具体地，所述中心轴2的第一轴段21设置有第一轴承22，所述中心轴 2的第二轴段23设置有第二轴承24，所述第二轴段23的直径大于所述第一轴段21，所述中心轴2靠近第二轴段23的一端设置有太阳轮51，所述太阳轮51与中心轴2一体成型，不同直径轴段的设计为了在减小太阳轮尺寸的同时保证轴芯强度。

具体地，所述中心轴2通过太阳轮51与行星齿轮减速机构5连接，所述行星齿轮减速机构5包括太阳轮51、内齿圈53和通过销轴支撑在行星架 8上的至少三组双联行星齿轮52，所述双联行星齿轮52与分别于太阳轮51 和内齿圈53啮合，所述内齿圈53通过单向轴承与第二端盖63连接。

具体地所述行星架8上设置有与多个销轴配合的凸台，所述销轴与其对应凸台过盈配合，销轴上设计有多个环槽，其中上端、下端两个环槽装配O型圈，中间段环槽用于盛放润滑脂；当双联行星齿轮52绕销轴旋转时， O型圈具有缓冲作用，能有效吸收制造或装配误差带来的啮合冲击，减少振动及噪音。同时，上端、下端O型圈的装配，能有效避免双联行星齿轮 52内孔的润滑脂外露，有助于减小运转过程中双联行星齿轮52内孔与销轴的摩擦，提升整机效率；中间段环槽，既能盛润滑脂，同时减小了双联行星齿轮52内孔与销轴的摩擦面，有助于减小运转过程中双联行星齿轮52 内孔与销轴的摩擦，提升整机效率。

具体地，所述双联行星齿轮52包括大行星轮和小行星轮，所述大行星轮和小行星轮过盈配合或一体成型。所述双联行星齿轮52的材料为塑胶，用于减小传动噪音。采用塑胶齿轮可以减轻电机整体重量，具有更好的相容性、耐久性和耐磨性。

具体地，所述行星齿轮减速机构5通过销轴与行星轮支撑架9连接，所述行星轮支撑架9与第二半轴4过盈配合，所述第二半轴4一端设置有螺纹，另一端设置有第二凸台41，所述第二凸台41用于第二半轴4与行星轮支撑架9的安装定位。所述第二半轴上还设有圆形槽42，所述圆形槽42用于安装O型密封圈，所述O型密封圈设置于轴端轴承43和第二半轴4之间。

具体地，所述外部壳体6包括套设在电动机3外的轮毂壳体61，所述轮毂壳体61的一端设置有第一端盖62，另一端设置有第二端盖63；所述第一端盖62套在所述第一半轴1上，所述第二端盖63套设在所述第二半轴 4上，所述第一端盖和第二端盖分别与所述第一半轴和第二半轴配合的外侧都设置有紧固螺母，使所述外部壳体6构成封闭的空间结构，所述电动机3和所述行星齿轮减速机构5均位于所述空间结构内；并且所述第一端盖62 上开设有出线孔，所述出线孔用于引出所述电机定子绕组的电源线缆和电机信号线缆。

具体地，所述定子座7和行星架8的外侧均匀设置有多组散热槽，所述轮毂壳体61靠近所述定子座7的一面均匀设置有多条散热筋，用于增大散热面积，在电动机工作时，带动壳体旋转，可以带动电机内部空气流动加快散热，提高了散热效果，减少热量给轮毂电机内部的零件带来的损坏，增加轮毂电机的使用寿命。

具体地，所述轮毂电机内还设置有单向轴承10，所述单向轴承设置在所述内齿圈53和第二端盖63之间。

需要给与说明的是，在实际应用中，利用本实用新型所述轮毂电动机驱动装置进行设计的产品不仅仅是用于电动车，还可以是电助力自行车或是自平衡车等一类的产品，均属于本实用新型的保护范围。

轮毂电机工作原理：当轮毂电机通电后，中心轴2会转动，与中心轴2 一体成型的太阳轮51同时转动，带动与太阳轮51啮合的多组双联行星齿轮52转动，双联行星齿轮52与内齿圈53啮合，经过双联行星齿轮52和内齿圈53减速；单向轴承10的外圈与内齿圈53连接，单向轴承10的内圈与第二端盖63连接，内齿圈53外侧与第二端盖63固连，第二端盖63与轮毂壳体61固定连接，双联行星齿轮52带动内齿圈53转动，内齿圈53通过单向轴承10带动第二端盖63和轮毂壳体61转动，轮毂壳体61与车轮通过辐条连接，最终驱动车轮前进。

当电机电源关闭，车子滑行时，由于单向轴承的单向功能和车辆惯性，此时车辆带动轮毂壳体61转动，轮毂壳体61带动第二端盖63，第二端盖 63带动单向轴承10滑行；轮毂电机内部齿轮件及电机定子、转子都未转动，故轮毂电机阻力较小，自行车能进行较长距离的滑行，骑行感好。

以上所述是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种分轴式轮毂电机，其特征在于，包括第一半轴(1)、电动机(3)、中心轴(2)、第二半轴(4)、行星齿轮减速机构(5)和外部壳体(6)，所述外部壳体(6)套设在所述电动机(3)外侧，所述中心轴(2)一端同轴设置有第一半轴(1)，另一端同轴设置有第二半轴(4)，所述第一半轴(1)与定子座(7)过盈配合，所述电动机(3)套设在所述中心轴(2)上，所述中心轴(2)的一端与所述行星齿轮减速机构(5)连接，所述行星齿轮减速机构(5)通过销轴与行星轮支撑架(9)连接，所述行星轮支撑架(9)与第二半轴(4)过盈配合；

所述第一半轴(1)一端设置有螺纹，另一端设置有第一凸台(11)；所述中心轴(2)的第一轴段(21)设置有第一轴承(22)，所述中心轴(2)的第二轴段(23)设置有第二轴承(24)，所述第二轴段(23)的直径大于所述第一轴段(21)，所述中心轴(2)靠近第二轴段(23)的一端设置有太阳轮(51)，所述太阳轮(51)与中心轴(2)一体成型；所述第二半轴(4)一端设置有螺纹，另一端设置有第二凸台(41)。

2.根据权利要求1所述的一种分轴式轮毂电机，其特征在于，所述电动机(3)包括电机转子(32)和电机定子(31)，所述电机转子(32)和电机定子(31)依次套设在所述中心轴(2)上，所述电机转子(32)与所述中心轴(2)过盈连接或键连接。

3.根据权利要求2所述的一种分轴式轮毂电机，其特征在于，所述电动机还包括磁钢(33)，所述磁钢(33)均匀设置在所述电机转子(32)内。

4.根据权利要求1所述的一种分轴式轮毂电机，其特征在于，所述行星齿轮减速机构(5)包括太阳轮(51)、内齿圈(53)和支撑在行星架(8)上的至少三组双联行星齿轮(52)，所述双联行星齿轮(52)与分别于太阳轮(51)和内齿圈(53)啮合，所述内齿圈(53)通过单向轴承与第二端盖(63)连接。

5.根据权利要求4所述的一种分轴式轮毂电机，其特征在于，所述双联行星齿轮(52)包括大行星轮和小行星轮，所述大行星轮和小行星轮过盈配合或一体成型。

6.根据权利要求4所述的一种分轴式轮毂电机，其特征在于，所述双联行星齿轮(52)的材料为塑胶，用于减小传动噪音。

7.根据权利要求4所述的一种分轴式轮毂电机，其特征在于，所述外部壳体(6)包括套设在电动机(3)外的轮毂壳体(61)，所述轮毂壳体(61)的一端设置有第一端盖(62)，另一端设置有第二端盖(63)；所述第一端盖(62)套在所述第一半轴(1)上，所述第二端盖(63)套设在所述第二半轴(4)上，所述第一端盖和第二端盖分别与所述第一半轴和第二半轴配合的外侧都设置有紧固螺母，使所述外部壳体(6)构成封闭的空间结构，所述电动机(3)和所述行星齿轮减速机构(5)均位于所述空间结构内；

并且所述第一端盖(62)上开设有出线孔，所述出线孔用于引出电机定子绕组的电源线缆和电机信号线缆。

8.根据权利要求1所述的一种分轴式轮毂电机，其特征在于，所述第二半轴(4)上还设有圆形槽(42)，所述圆形槽(42)用于安装O型密封圈，所述O型密封圈设置于轴端轴承(43)和第二半轴(4)之间。

9.根据权利要求7所述的一种分轴式轮毂电机，其特征在于，所述定子座(7)和行星架(8)的外侧均匀设置有多组散热槽，所述轮毂壳体(61)靠近所述定子座(7)的一面均匀设置有多条散热筋。

10.根据权利要求7所述的一种分轴式轮毂电机，其特征在于，所述轮毂电机内还设置有单向轴承(10)，所述单向轴承(10)设置在所述内齿圈(53)和第二端盖(63)之间。