CN216783751U - 稳定型大功率插入式中置电机 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种稳定型大功率插入式中置电机，它包括主壳体，所述主壳体包括插入自行车五通装配的轴套，以及固定在轴套上部的装配壳，所述装配壳的左侧装配有电动模块；所述装配壳中间加工有贯穿的通孔，所述电动模块的输出轴从装配壳左侧伸出到右侧，所述装配壳右侧固定装配有固定架，所述装配壳与固定架之间装配有两个以上相对输出轴周向均布的行星轴，行星轴上装配有行星轮，所述行星轮外部装配有啮合传动的太阳轮，所述太阳轮上传动连接有过渡模块，所述过渡模块与牙盘传动连接。该电机内部采用行星传动结构，使得传动更加稳定，可以在同体积下大幅提高电机输出功率。

Description

稳定型大功率插入式中置电机

技术领域

本实用新型属于电机技术领域，具体涉及一种稳定型大功率插入式中置电机。

背景技术

电动自行车通常分为轮毂电机和中置电机，中置电机又可以分为插入式的中置电机和一体式的中置电机，插入式中置电机中通常采用二级传动结构用来连接电机的输出轴和链轮，同时实现减速功能。如在授权公开号为CN2541317Y的专利中公开了一种电动脚踏车两用致动装置，以及 在授权公开号为CN2561697Y的专利中公开了一种脚踏车的电动辅助传动器中；均使用此种结构。这种电机结构可以直接插入自行车五通中，大大方便人们对于普通自行车进行直接的改进安装，使得传统自行车具有辅助动力，方便人们骑行使用。

但是这种传动结构中通常采用单齿轮组直接啮合的结构进行减速传动，这种结构中，传动速比较低，这种传动中采用单齿啮合，所有的传动力均通过两个独立齿轮之间直接传动，受力不均衡，容易产生振动。影响整个的电机传动平稳性，另外两个独立齿轮传动使得齿轮受力较大，尤其是其动力直接输出时传动连接的齿轮转速较大，使得直接与电动模块啮合的齿轮摩擦剧烈，齿轮容易产生磨损，尤其是模数较小、齿数较小的齿轮磨损尤其剧烈，而且这种传统的插入式中置电机结构在同样体积齿轮模数设计中，其减速比较低。因此在传统的插入式中置电机中，电机通常设计的功率较低，使用寿命较短，尤其是在剧烈冲击状态下使用这种传统电机时，不仅无法获得足够辅助动力，也使得电机的损毁情况大大加剧。为了尽可能少的影响自行车的轻便，这种插入式电机需要结构紧凑，体积尽量小巧。

综上各种因素，使得传统插入式中置电机的功率较低，震动较大，使用寿命较低。极大限制了使用中置电机的电动车助力自行车的助力情况，使得人们使用该电机作为辅助动力时，骑行体验效果较差，例如采用传统插入式中置电机的电动助力自行车中，使用该传统结构的电机通常功率较低，无法快速骑行助力，也无法在坡道或者山地路况下提供足够助力。

另外传统的插入式中置电机，在电机输出轴与所述自行车中置车轴之间传动时，过渡传动齿轮通常采用采用悬臂结构，使得整体的传动过程不够稳定，这也会影响电机的使用寿命。

实用新型内容

针对以上问题，本实用新型提供一种结构紧凑，在电机内部采用行星传动结构，可以在同体积下大幅提高电机输出功率，使得电机可以为改装自行车提供更加强大动力的稳定型大功率插入式中置电机。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：该稳定型大功率插入式中置电机包括主壳体，所述主壳体包括插入自行车五通装配的轴套，以及固定在轴套上部的装配壳，所述轴套内部装配有中轴，所述中轴上装配有脚踏杆，所述装配壳的左侧装配有电动模块；所述装配壳中间加工有贯穿的通孔，所述电动模块的输出轴从装配壳左侧伸出到右侧，所述装配壳右侧固定装配有固定架，所述装配壳与固定架之间装配有两个以上相对输出轴周向均布的行星轴，每个所述行星轴上分别装配有与所述输出轴上齿轮啮合的行星轮，所述行星轮外部装配有啮合传动的太阳轮，所述太阳轮上传动连接有过渡模块，所述过渡模块与牙盘传动连接。

作为优选，所述太阳轮上设计有两个同轴不同直径的外齿轮和内齿轮，所述太阳轮上的内齿轮与所述行星轮外齿轮啮合，所述太阳轮的内齿轮直径大于外齿轮，所述太阳轮上外齿轮与所述过渡模块啮合传动。

作为优选，所述行星轮上加工有两个同轴不同直径的外齿轮，所述行星轮上大直径的外齿轮与所述输出轴上齿轮啮合，所述行星轮上小直径的外齿轮与所述太阳轮内齿啮合。

作为优选，所述装配壳与固定架之间设计有三个绕轴向均布的行星轴。

作为优选，所述过渡模块包括有过渡齿轮轴，所述过渡齿轮轴上加工有一体的外齿轮，所述过渡齿轮轴通过旋转件装配在所述装配壳上，所述过渡齿轮轴上固定装配有与所述太阳轮啮合传动的外齿轮。

作为优选，所述过渡模块通过合力轴承与牙盘传动连接，所述合力轴承包括有环形的同轴装配的内套、外套、中套，所述内套、外套分别与中套之间装配有滚动体，所述内套的内壁、外套的外壁、所述中套的端部分别设计有装配结构；所述内套或外套与中套之间装配有离合件，所述离合件与装配离合件的环形套成单向传动结构，所述牙盘装配在中套上，所述内套与中轴固定装配。

作为优选，所述合力轴承的外套上一体加工有外齿轮，所述外套上的外齿轮与过渡模块传动连接。

作为优选，所述装配壳的右侧固定装配有右壳，所述右壳左侧与所述固定架固定装配，所述过渡齿轮轴右侧通过旋转件与所述右壳装配连接，所述右壳与所述主壳体之间通过销固定。

作为优选，主壳体与右壳内部装配有磁编码器。

作为优选，所述主壳体右侧装配有包裹电动模块的左壳，所述左壳内部靠下位置装配有胶封的控制器。

作为优选，所述过渡模块通过辅助齿轮与牙盘传动连接，所述辅助齿轮一体加工，所述辅助齿轮同轴装配在所述中轴上，所述牙盘固定在所述辅助齿轮的右侧，所述辅助齿轮设计为阶梯结构，所述辅助齿轮外部加工有轴肩结构，所述辅助齿轮内壁以及外部轴肩分别通过旋转件装配。

本实用新型的有益效果在于：该稳定型大功率插入式中置电机主要使用在自行车的中轴位置，可以用来直接代替原来自行车的中轴零件，该电机通过电动模块带动牙盘运动为骑行中的人们提供辅助动力，该电机通过主壳体的装配壳与固定架的配合装配行星传动结构，并且利用行星传动结构中太阳轮将动力进一步向下传动，这样使得整个传动结构紧凑的装配在壳体内，在传统的插入式中置电机中，该行星传动结构对应的传动部分直接承接电动模块的输出传动，为整个电动模块中主要的磨损以及承力部分，由于行星结构的运用，使用多个行星轮同时传动，使得每个行星轮可以有效分摊电动模块输出的动力，同时由于受力通过行星轮周向均匀向环形的太阳轮输出，使得传动时更加的稳定，震动更小，所述太阳轮输出的动力也更大，另外行星传动结构，使得电动模块到牙盘最终的辅助输出部分可有更高的传动速比，使得电机整体可以适用更高的功率，这样电机在使用时可以提供更高的动力输出，同时行星轮的材料选择更加的宽泛，同时磨损更低。

在该电机中行星传动结构与电动模块装配在所述主壳体上装配壳的两侧，整体布局更加的合理，可以有效降低电机的震动，减小传动部分的磨损，提高电机寿命，使得使用该电机的骑行者更加的舒适，同时电机更大功率的设计，可以在需要时提供更高动力输出，使得人们骑行时自行车可以适用更多使用情况，例如可以爬上更高坡度的斜坡，可以在需要时提供更高的自动行驶速度。

附图说明

图1是实施例1中稳定型大功率插入式中置电机剖面结构示意图。

图2是实施例1中稳定型大功率插入式中置电机内部传动结构的立体图。

图3是太阳轮剖面方向的结构示意图。

图4是行星轮剖面方向的结构示意图。

图5是实施例2中稳定型大功率插入式中置电机剖面结构示意图。

具体实施方式

下面结合实施例对本实用新型进一步说明：

本专利中所使用的方向性词语，该位置关系均为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，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申请的限制。

实施例1中

如图1和图2中实施例1所示，该稳定型大功率插入式中置电机包括主壳体1，所述主壳体1包括插入自行车五通装配的轴套11，以及固定在轴套11上部的装配壳12，所述轴套11内部装配有中轴2，所述中轴2上装配有脚踏杆3，所述脚踏杆3通过脚蹬用来让人们提供脚踏力。所述装配壳12的左侧装配有电动模块4；在本实施例中，轴套11结构与传统 结构类似再次不做详细叙述，所述电动模块4也采用常用的电磁动力结构，具体来说在本实施例中采用内转子传动结构输出动力。

在本专利中，所述装配壳12中间加工有贯穿的通孔，所述电动模块4的输出轴41从装配壳12左侧通过所述通孔伸出到右侧，所述装配壳12右侧固定装配有固定架5，所述装配壳12与固定架5之间装配有三个相对输出轴41周向均布的行星轴51，每个所述行星轴51上分别装配有与所述输出轴41上固定齿轮啮合的行星轮52，在本实施例中，所述输出轴41与其上的齿轮一体加工，即所述输出轴41与其上的齿轮构成齿轮轴。所述行星轮52外部装配有啮合传动的太阳轮53，所述太阳轮53上传动连接有过渡模块6，所述过渡模块6与牙盘3传动连接。

该稳定型大功率插入式中置电机主要使用在自行车的中轴位置，可以用来直接代替原来自行车的中轴零件，该电机通过电动模块带动牙盘3运动为骑行中的人们提供辅助动力，该电机通过主壳体1的装配壳12与固定架5的配合装配行星传动结构，并且利用行星传动结构中太阳轮53将动力进一步向下传动，这样使得整个传动结构紧凑的装配在壳体内。在传统的插入式中置电机中，该行星传动结构对应的传动部分直接承接电动模块4的输出传动，为整个电动模块中主要的磨损以及承力部分，而在本实施例中，由于行星结构的运用，使用三个行星轮52同时传动，使得每个行星轮52可以有效分摊电动模块4输出的动力，同时由于受力通过行星轮52周向均匀向环形的太阳轮53输出，使得传动时更加的稳定，震动更小，所述太阳轮53输出的动力也更大，另外使用行星传动结构，使得电动模块4到牙盘3最终的辅助输出部分可有更高的传动速比，使得电机整体可以适用更高的功率，在保证电机整体小巧的情况下，该电机结构可以大大其动力输出，同时由于使用多个行星轮52受力传动，其材料选择更加的宽泛，同时磨损更低。

在该电机中行星传动结构与电动模块4装配在所述主壳体上装配壳12的两侧，整体布局更加的合理，可以有效降低电机的震动，减小传动部分的磨损，提高电机寿命，使得使用该电机的骑行者更加的舒适，同时电机更大功率的设计，可以在需要时提供更高动力输出，使得人们骑行时自行车可以适用更多使用情况，例如可以爬上更高坡度的斜坡，可以在需要时提供更高的自动行驶速度。而且行星传动结构的设计可以使得在同样的空间中，电机具有更大的传动比，也进一步提高了电机的设计性能，大大提高了使得该电机的使用性能。

在具体实施时，如图1、图2和图3所示，所述太阳轮53上设计有两个同轴不同直径的外齿轮和内齿轮，所述太阳轮53上的内齿轮与所述行星轮52外齿轮啮合，所述太阳轮53的内齿轮直径大于外齿轮，所述太阳轮53上外齿轮53与所述过渡模块6啮合传动。所述太阳轮53上大内齿轮的设计，使得，太阳轮53上的两个齿轮不在垂直于轴线同一平面，是一种阶梯齿轮，这种阶梯结构的设计，使得这种改进结构与原有中置电机结构结合性更好，同时，实现了减速传动，另外这种结构中，所述旋转轴承件直接装配在所述太阳轮53的外齿圈内侧，受力更加的合理。

如图1、图2和图4所示，所述行星轮52上加工有两个同轴不同直径的外齿轮，所述行星轮52上大直径的外齿轮与所述输出轴41上齿轮啮合，所述行星轮52上小直径的外齿轮与所述太阳轮53内齿啮合。由于太阳轮53㤇包裹在行星轮52外部，这种阶梯结构的设计，可以有效降低太阳轮的尺寸，同时，所述行星轮52上大小外齿的阶梯结构设计可以进一步的对电机进行减速，可以有效提高电机的减速比，这样结合该行星传动多个行星轮52的使用，使得在有限空间中，实现大减速比的情况下，保证了电机整体结构的传动稳定。

如图1所示，所述过渡模块6包括有过渡齿轮轴61，所述过渡齿轮轴61上加工有一体的外齿轮，所述过渡齿轮轴62通过旋转件装配在所述装配壳12上，所述过渡齿轮轴61上固定装配有与所述太阳轮53啮合传动的外齿轮62。

如图1和图2所示，所述过渡模块6通过合力轴承8与牙盘7传动连接，所述合力轴承8包括有环形的同轴装配的内套81、外套82、中套83，所述内套81、外套82分别与中套83之间装配有滚动体84，所述内套81的内壁、外套82的外壁、所述中套83的端部分别设计有装配结构；所述内套或外套与中套83之间装配有离合件，所述离合件与装配离合件的环形套成单向传动结构，所述牙盘7装配在中套83上，所述内套81与中轴固定装配。在本实施例中，所述合力轴承8的外套82上一体加工有外齿轮，所述外套82上的外齿轮与过渡模块6上的外齿轮62啮合传动。这样当该电机使用在自行车上助力时，电动模块4上的动力通过行星传动结构以及过渡模块6传递到合力轴承8的外套82上，然后所述外套将该动力单向传动到牙盘7上，从而实现对改装后助力自行车的电力驱动，当对改装后自行吃进行脚踏驱动是，脚踏力通过中轴2传递到内套81，内套81单向将脚踏力传递到中套83行的牙盘上。这样就实现电动力与脚踏力的合力输出，而脚踏力与动力力在该合力轴承8中向所述牙盘7传动动力时，均是单向驱动，使得电机，脚踏力与电动力相互之间不会直接影响，当电动模块4运动较快时，连接中轴2以及脚踏的内套81直接脱离运动，实现全电力驱动，而当脚踏驱动速度快于电动模块4驱动时，过渡模块6、所述外套82与连接中套83的牙盘脱离运动，实现独立脚踏驱动。所述合力轴承的使用，使得整个的传动结构大大简化，不需要另外设计离合结构，这样大大减小了零件个数，同时装配更加的方便。

如图1所示，所述装配壳的右侧固定装配有右壳13，所述右壳左侧与所述固定架5固定装配，所述过渡齿轮轴61右侧通过旋转件与所述右壳13装配连接，所述右壳13与所述主壳体1之间通过销固定。所述右壳13与所述主壳体1使用销连接后，固定为一体，这样所述过渡齿轮轴61分别在两侧均通过旋转件进行装配，与传统的悬臂结构相比，该电机中过渡齿轮轴61运动更加的稳定，使用寿命更长，传动效果更好。

如图1所示，所述主壳体1与右壳13内部装配有磁编码器9。具体来说所述磁编码器9为旋转式磁编码器，可以用来测定电动模块4输出磁力的变换，从而判断电机整体的运行状况。

如图1所示，所述主壳体1右侧装配有包裹电动模块4的左壳14，所述左壳14内部靠下位置装配有胶封的控制器10。具体来说所述左壳14在装配电动模块4的下部设计有专门的装配空腔，内部装配有控制器10，这样电路结构整体的装配在壳体内部，更加的美观，同时所述控制器10的电路板部分采用胶封设计，这样可以更好的防水，保证电路板在使用过程中的整体稳定这行即使该电机在使用过程中被雨淋，也不会产生短路造成危险。

实施例2

如图5所示，实施例2大部分结构与实施例1相同，在实施例2中所述过渡模块6通过辅助齿轮8a与牙盘7传动连接，具体来说二者直接使用螺栓进行固定连接，所示辅助齿轮8a设计成阶梯结构，所述辅助齿轮8a设计为阶梯结构，所述辅助齿轮8a外部加工有轴肩结构，所述辅助齿轮8a内壁以及外部轴肩分别通过旋转件装配。这样的辅助齿轮8a装配设计，使得辅助齿轮8a的传动更加的稳定，在本实施例中，所述辅助齿轮一体加工，所述辅助齿轮8a同轴装配在所述中轴上，所述牙盘直接固定在所述辅助齿轮8a的右侧。这样所述辅助齿轮8a与牙盘7直接连接，通过所述辅助齿轮8a的额双旋转限位装配，使得牙盘7跟随所述辅助齿轮8a运动时更加的稳定。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种稳定型大功率插入式中置电机，包括主壳体，所述主壳体包括插入自行车五通装配的轴套，以及固定在轴套上部的装配壳，所述轴套内部装配有中轴，所述中轴上装配有脚踏杆，所述装配壳的左侧装配有电动模块；其特征在于：所述装配壳中间加工有贯穿的通孔，所述电动模块的输出轴从装配壳左侧伸出到右侧，所述装配壳右侧固定装配有固定架，所述装配壳与固定架之间装配有两个以上相对输出轴周向均布的行星轴，每个所述行星轴上分别装配有与所述输出轴上齿轮啮合的行星轮，所述行星轮外部装配有啮合传动的太阳轮，所述太阳轮上传动连接有过渡模块，所述过渡模块与牙盘传动连接。

2.根据权利要求1所述的稳定型大功率插入式中置电机，其特征在于：所述太阳轮上设计有两个同轴不同直径的外齿轮和内齿轮，所述太阳轮上的内齿轮与所述行星轮外齿轮啮合，所述太阳轮的内齿轮直径大于外齿轮，所述太阳轮上外齿轮与所述过渡模块啮合传动。

3.根据权利要求2所述的稳定型大功率插入式中置电机，其特征在于：所述行星轮上加工有两个同轴不同直径的外齿轮，所述行星轮上大直径的外齿轮与所述输出轴上齿轮啮合，所述行星轮上小直径的外齿轮与所述太阳轮内齿啮合。

4.根据权利要求1-3中任一条所述的稳定型大功率插入式中置电机，其特征在于：所述装配壳与固定架之间设计有三个绕轴向均布的行星轴。

5.根据权利要求1-3中任一条所述的稳定型大功率插入式中置电机，其特征在于：所述过渡模块包括有过渡齿轮轴，所述过渡齿轮轴上加工有一体的外齿轮，所述过渡齿轮轴通过旋转件装配在所述装配壳上，所述过渡齿轮轴上固定装配有与所述太阳轮啮合传动的外齿轮。

6.根据权利要求1-3中任一条所述的稳定型大功率插入式中置电机，其特征在于：所述过渡模块通过合力轴承与牙盘传动连接，所述合力轴承包括有环形的同轴装配的内套、外套、中套，所述内套、外套分别与中套之间装配有滚动体，所述内套的内壁、外套的外壁、所述中套的端部分别设计有装配结构；所述内套或外套与中套之间装配有离合件，所述离合件与装配离合件的环形套成单向传动结构，所述牙盘装配在中套上，所述内套与中轴固定装配。

7.根据权利要求6所述的稳定型大功率插入式中置电机，其特征在于：所述合力轴承的外套上一体加工有外齿轮，所述外套上的外齿轮与过渡模块传动连接。

8.根据权利要求5所述的稳定型大功率插入式中置电机，其特征在于：所述装配壳的右侧固定装配有右壳，所述右壳左侧与所述固定架固定装配，所述过渡齿轮轴右侧通过旋转件与所述右壳装配连接，所述右壳与所述主壳体之间通过销固定。

9.根据权利要求1-3中任一条所述的稳定型大功率插入式中置电机，其特征在于：主壳体与右壳内部装配有磁编码器；所述主壳体右侧装配有包裹电动模块的左壳，所述左壳内部靠下位置装配有胶封的控制器。

10.根据权利要求1-3中任一条所述的稳定型大功率插入式中置电机，其特征在于：所述过渡模块通过辅助齿轮与牙盘传动连接，所述辅助齿轮一体加工，所述辅助齿轮同轴装配在所述中轴上，所述牙盘固定在所述辅助齿轮的右侧，所述辅助齿轮设计为阶梯结构，所述辅助齿轮外部加工有轴肩结构，所述辅助齿轮内壁以及外部轴肩分别通过旋转件装配。

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