CN217977218U - 一种以离合器为支架的行星齿轮组件 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种以离合器为支架的行星齿轮组件，包括离合器和若干行星齿轮，离合器包括外圈和内圈，各行星齿轮均设于相应的行星轴上，而行星轴则固定至离合器的外圈上；行星齿轮均为双联齿轮，包括同轴设置的大齿轮和小齿轮，小齿轮朝向离合器设置；其特征在于离合器的外圈端面上对应各行星齿轮设有供其小齿轮嵌入的让位凹腔，并且外圈的外周上对应各让位凹腔设有开口，以供小齿轮的外周齿部径向突出外圈。本实用新型的轴向尺寸更小，结构更紧凑，能够适配至整体轴向尺寸设计更小，内部空间更紧凑的电机中。

Description

一种以离合器为支架的行星齿轮组件

技术领域

本实用新型涉及一种以离合器为支架的行星齿轮组件。

背景技术

行星减速机构与离合器都是轮毂电机或中置电机的电机传动机构中的重要组成构件，行星减速机构主要由行星齿轮组件和太阳齿轮构成，行星齿轮组件中的多个行星齿轮通过行星轴安装在支架上，再与电机的转子输出端上的太阳齿轮啮合。离合器则一般同行星减速机构的输出端连接，进而再与电机的输出传动构件，如轮毂电机内部齿圈或者中置电机的牙盘输出机构等进行装配。

在原先的电机传动机构中，离合器通常都与行星减速机构分开装配，但随着技术的改进，目前越来越多的电机产品为了简化内部传动机构的结构，使其更趋紧凑化，通常都会将行星减速机构中的行星齿轮组件与离合器整合设计，在这种装配结构中，将离合器同时当作支架来支撑装配行星齿轮。

以常规的一种通轴式轮毂电机为例，其将机芯（包含定子和转子）、行星减速机构和离合器均沿这根通轴依次装配。离合器包括外圈和内圈，其中内圈固定至通轴上，而将行星齿轮中心的行星轴直接固定至离合器外圈上。而机芯的转子输出端上固定有套于通轴上的太阳齿轮，该太阳齿轮经行星减速机构中的若干行星齿轮同固定在轮毂壳体内侧的齿圈传动连接。进一步的细化结构中，行星齿轮通常被做成一体成型的双联齿轮，其大齿轮与太阳齿轮啮合，而小齿轮则与齿圈啮合。

可以说目前行业内很多企业已将上述以离合器为支架的行星齿轮组件当作一种标准件来生产，以便能够快捷的适配至合适的电机传动机构中。然而在实际使用过程中，现有的这类行星齿轮组件暴露出如下问题：

由于是直接将行星齿轮与离合器简单的轴向组装，因此这类以离合器为支架的行星齿轮组件的轴向尺寸并未得到优化和缩减，相应的，其无法适配至整体轴向尺寸设计较小内部空间紧凑的电机中。而已知技术中，一类电机被制造并应用在公路电动助力自行车上，业内对于这类电机的整体重量、体积、结构强度和输出功率方面往往都有更高的生产要求。

此外，需要指出，为了进一步减轻组件质量，现有技术中行星齿轮惯于采用整体塑料一体制造成型的塑料双联齿轮，例如POM（聚甲醛）塑料、PEEK（聚醚醚酮）塑料以及尼龙塑料如 PA66和PA46，但却不可避免的带来结构强度下降的问题。为了弥补这一缺陷，目前的做法常常会将这种塑料双联齿轮做厚做大来增强结构强度，然而当双联齿轮中的大齿轮直径增大后，会造成其与转子输出端太阳齿轮的转速比下降，最终造成电机整体输出功率的降低。

并且行星齿轮整体尺寸增大后，需要适配外径尺寸更大的电机，最终导致相应的电机体积增大，材料用量增加，重量变大，成本变高。

发明内容

本实用新型目的是：提供一种以离合器为支架的行星齿轮组件，其轴向尺寸更小，结构更紧凑，能够适配至整体轴向尺寸设计更小，内部空间更紧凑的电机中。

本实用新型的技术方案是：一种以离合器为支架的行星齿轮组件，包括离合器和若干行星齿轮，离合器包括外圈和内圈，各行星齿轮均设于相应的行星轴上，而行星轴则固定至离合器的外圈上；行星齿轮均为双联齿轮，包括同轴设置的大齿轮和小齿轮，小齿轮朝向离合器设置；其特征在于离合器的外圈端面上对应各行星齿轮设有供其小齿轮嵌入的让位凹腔，并且外圈的外周上对应各让位凹腔设有开口，以供小齿轮的外周齿部径向突出外圈。

进一步的，本实用新型将行星齿轮的大、小齿轮分体设置，其中大齿轮为塑料齿轮，而小齿轮为金属齿轮，其中心一体设有延伸轴套以固定大齿轮。

更进一步的，所述大齿轮注塑压固于小齿轮的所述延伸轴套外围，或者大齿轮通过键槽结构配合嵌装于小齿轮的所述延伸轴套外围。

更进一步的，所述小齿轮的延伸轴套通过若干行星轴承装配设于行星轴上。

优选的，本实用新型中所述行星轴承采用滑动轴承。相比深沟球轴承，采用滑动轴承能够进一步缩减行星齿轮在径向上的尺寸，减小本实用新型整体的径向尺寸，进而当将其适配至电机上后，能够提高大齿轮与电机转子输出端太阳齿轮的转速比，以便提高电机整机功率。同样能够减小与之适配的电机尺寸。

进一步的，本实用新型中所述行星齿轮关于离合器的中心呈中心对称分布，且数量为3个以上。

进一步的，本实用新型中离合器的内圈内周铣有定位凹槽，用于同铣有花键的轴实施装配固定，例如快速装配固定至轮毂电机的通轴或者中置电机的中轴上。

本实用新型实际作为现有电机传动机构的一种组成构件来使用，以已知的通轴式轮毂电机为例，这种电机具有通轴和两端均通过壳体轴承安装在通轴上的轮毂壳体，其轮毂壳体内部安装沿通轴依次装配机芯、太阳齿轮和本实用新型的行星齿轮组件。机芯采用内定子外转子结构，太阳齿轮同转子固定并套于通轴上，其经本实用新型中的行星齿轮同固定在轮毂壳体内侧的齿圈传动连接。

具体装配时，本实用新型中的离合器内圈固定至通轴上，而行星齿轮中的大齿轮为塑料齿轮，与太阳齿轮啮合，小齿轮为金属齿轮，其中心一体设有延伸轴套以固定大齿轮；离合器的外圈端面上对应各行星齿轮设有供其小齿轮嵌入的让位凹腔，并且外圈的外周上对应各让位凹腔设有开口的目的，就是供小齿轮的外周齿部径向突出从而能够与齿圈啮合。这类电机中往往进一步将所述齿圈也设置为塑料齿圈，以进一步减轻重量，并减小其与金属的小齿轮啮合时的噪音。

需要说明，本实用新型中作为塑料齿轮的大齿轮，其实际生产用的塑料可以采用行业内任意现有的常用材料，例如POM（聚甲醛）塑料、PEEK（聚醚醚酮）塑料以及尼龙塑料如PA66和PA46等。

而作为金属齿轮的小齿轮，其金属材料也同样是行业内任意现有的常用材料，例如40Cr、45 Cr、20CrMnTi等合金钢以及常规的铜合金（如黄铜）和铝合金等，其成型方式可以是铣削加工、锻造、冷挤压、拉型材以及粉末冶金等。

本实用新型的优点是：

1. 本实用新型由于在离合器的外圈端面上对应各行星齿轮设有供其小齿轮嵌入的让位凹腔，因此相比现有的产品，能够进一步缩减整体的轴向长度，使结构更紧凑，从而能够适配至整体轴向尺寸设计更小，内部空间更紧凑的电机中。同样，本实用新型的这种行星齿轮组件，也更利于设计出相适配的体积更小，内部结构更紧凑的电机产品，以便节省生产材料，降低重量，降低生产成本。

2. 本实用新型中的行星齿轮不同于现有一体制造的塑料双联齿轮，其大、小齿轮分体设置，大齿轮采用塑料齿轮能够减轻行星齿轮整体重量，而小齿轮采用金属齿轮并由其上一体设置的延伸轴套来固定大齿轮，这种结构使得小齿轮自身具有强度的同时也能够给予大齿轮一定的支撑强度，使得大齿轮无需像常规技术那样将外径和厚度尺寸做大来增加强度，相反可以进一步减小其外径尺寸，从而保证其与所适配的电机中的转子输出端太阳齿轮有较高的转速比，进而提高电机整体的输出功率，使得这类电机更满足公路电动助力自行车的应用要求。

3. 同样，由于本实用新型的行星齿轮结构设计中金属的小齿轮能够给予大齿轮足够的支撑强度，因此可以进一步减小大齿轮的外径尺寸和厚度尺寸，这有利于缩减所适配的整个电机的径向和轴向尺寸，从而减小整个电机的体积和重量，使得这类电机更满足公路电动助力自行车的应用要求。

4. 本实用新型中行星轴上采用滑动轴承来支撑小齿轮及其延伸轴套，相比深沟球轴承，采用滑动轴承能够进一步缩减行星齿轮在径向上的尺寸，减小本实用新型整体的径向尺寸，进而当将其适配至电机上后，能够提高大齿轮与电机转子输出端太阳齿轮的转速比，以便提高电机整机功率。同样能够减小与之适配的电机尺寸。

附图说明

下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步描述：

图1为本实用新型的主视图；

图2为图1的右视图；

图3为图1的A-A剖面图；

图4为图1中离合器的单独立体结构示意图（带有行星轴）；

图5为图1中离合器的正面视图；

图6为本实用新型在一种通轴轮毂电机上使用状态剖面图。

其中：1、离合器；101、外圈；101a、让位凹腔；101b、开口；102、内圈；102a、定位凹槽；2、行星齿轮；201、大齿轮；202、小齿轮；202a、延伸轴套；3、行星轴；4、行星轴承；5、通轴；6、壳体轴承；7、轮毂壳体；8、定子；9、转子；10、太阳齿轮；11、齿圈。

具体实施方式

实施例：下面结合图1~图6所示对本实用新型提供的这种以离合器为支架的行星齿轮组件的具体实施方式进行说明如下：

首先如图1所示，本实施例由离合器1、三个行星齿轮2、三根行星轴3和六个行星轴承4共同组成。离合器1同常规技术一样，具有外圈101和内圈102，各行星齿轮2均设于相应的行星轴3上，而行星轴3则垂直固定至离合器1的外圈101上。所述三个行星齿轮2关于离合器1的中心呈中心对称分布。

结合图2~图5所示，所述行星齿轮2均为双联齿轮，包括同轴设置的大齿轮201和小齿轮202，小齿轮202朝向离合器设置。本实用新型的核心改进在于离合器1的外圈101端面上对应各行星齿轮2设有供其小齿轮202嵌入的让位凹腔101a，并且外圈101的外周上对应各让位凹腔101a设有开口101b，以供小齿轮202的外周齿部径向突出外圈101。

同时本实施例中所述大齿轮201为塑料齿轮，而小齿轮202为金属齿轮，其中心一体设有延伸轴套202a以固定大齿轮201。本实施例中所述大齿轮201注塑压固于小齿轮202的所述延伸轴套202a外围。

每个所述小齿轮202的延伸轴套202a内通过两个行星轴承4装配设于行星轴3上，且行星轴承4采用滑动轴承。

同时，本实施例中离合器1的内圈102内周铣有定位凹槽102a，如图1、图4和图5所示。

下面结合应用对本实施例进一步说明如下：

这种以离合器为支架的行星齿轮组件，其实际作为现有电机传动机构的一种组成构件来使用。结合图6所示，具体以将其应用于已知的一种通轴式轮毂电机为例，这种电机具有通轴5和两端均通过壳体轴承6安装在通轴5上的轮毂壳体7，其轮毂壳体7内部安装沿通轴5依次装配机芯、太阳齿轮10和本实用新型的行星齿轮组件。机芯采用内定子8外转子9结构，太阳齿轮10同转子9固定并套于通轴5上，其通过本实用新型中的行星齿轮2同固定在轮毂壳体7内侧的齿圈11传动连接。

具体装配时，离合器1内圈102通过其上的定位凹槽102a同通轴5上铣有的键卡配，从而固定至通轴5上，而行星齿轮2中的大齿轮201为塑料齿轮，与太阳齿轮10啮合，小齿轮202为金属齿轮，其中心一体设有延伸轴套202a以固定大齿轮201；离合器1的外圈101端面上对应各行星齿轮2设有供其小齿轮202嵌入的让位凹腔101a，并且外圈101的外周上对应各让位凹腔101a设置开口101b的目的，就是供小齿轮202的外周齿部径向突出从而能与齿圈11啮合。这类电机中往往将所述齿圈11也设置为塑料齿圈，以进一步减轻重量，并减小其与金属的小齿轮202啮合时的噪音。同样塑料的大齿轮201与常规的转子9输出端金属的太阳齿轮10啮合也能降低噪音，从而使得上述通轴式轮毂电机的整体工作噪音大大降低。

本实施例中上述作为塑料齿轮的大齿轮201和上述齿圈11，其实际生产用的塑料为目前常用的尼龙塑料PA66，而作为金属齿轮的小齿轮202和太阳齿轮10，采用行业内常用的40Cr合金钢通过粉末冶金工艺制造。

本实施例由于在离合器1的外圈101端面上对应各行星齿轮2设有供其小齿轮202嵌入的让位凹腔101a，因此相比现有的产品，能够进一步缩减整体的轴向长度，使结构更紧凑，从而能够适配至整体轴向尺寸设计更小，内部空间更紧凑的电机中，同样，本实用新型的这种行星齿轮组件，也更利于设计出相适配的体积更小，内部结构更紧凑的电机产品，如上述的通轴式轮毂电机，以便节省生产材料，降低重量，降低生产成本。

且本实施例中的行星齿轮2不同于现有一体制造的塑料双联齿轮，其大齿轮201和小齿轮202分体设置，大齿轮201采用塑料齿轮能够减轻行星齿轮2整体重量，而小齿轮202采用金属齿轮并由其上一体设置的延伸轴套202a来固定大齿轮201，这种结构使得小齿轮202自身具有强度的同时也能够给予大齿轮201一定的支撑强度，使得大齿轮201无需像常规技术那样将外径和厚度尺寸做大来增加强度，相反可以进一步减小其外径尺寸，从而保证其与所适配的如上述通轴式轮毂电机的转子9输出端太阳齿轮10有较高的转速比，进而提高电机整体的输出功率，使得这类电机更满足公路电动助力自行车的应用要求。

同样，由于本实施例的行星齿轮结构设计中金属的小齿轮202能够给予大齿轮201足够的支撑强度，因此可以进一步减小大齿轮201的外径尺寸和厚度尺寸，这有利于缩减所适配的如上述整个通轴式轮毂电机的径向和轴向尺寸，从而减小整个电机的体积和重量，使得这类电机更满足公路电动助力自行车的应用要求。

并且行星轴3上采用滑动轴承来支撑小齿轮202及其延伸轴套202a，相比深沟球轴承，采用滑动轴承能够进一步缩减行星齿轮2在径向上的尺寸，减小本实用新型整体的径向尺寸，进而当将其适配至电机上后，能够提高大齿轮201与电机转子9输出端太阳齿轮10的转速比，以便提高电机整机功率。同样能够减小与之适配的电机尺寸。

当然上述实施例只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围。凡根据本实用新型主要技术方案的精神实质所做的修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种以离合器为支架的行星齿轮组件，包括离合器（1）和若干行星齿轮（2），离合器（1）包括外圈（101）和内圈（102），各行星齿轮（2）均设于相应的行星轴（3）上，而行星轴（3）则固定至离合器（1）的外圈（101）上；行星齿轮（2）均为双联齿轮，包括同轴设置的大齿轮（201）和小齿轮（202），小齿轮（202）朝向离合器设置；其特征在于离合器（1）的外圈（101）端面上对应各行星齿轮（2）设有供其小齿轮（202）嵌入的让位凹腔（101a），并且外圈（101）的外周上对应各让位凹腔（101a）设有开口（101b），以供小齿轮（202）的外周齿部径向突出外圈（101）。

2.根据权利要求1所述的一种以离合器为支架的行星齿轮组件，其特征在于所述大齿轮（201）为塑料齿轮，而小齿轮（202）为金属齿轮，其中心一体设有延伸轴套（202a）以固定大齿轮（201）。

3.根据权利要求2所述的一种以离合器为支架的行星齿轮组件，其特征在于所述大齿轮（201）注塑压固于小齿轮（202）的所述延伸轴套（202a）外围，或者大齿轮（201）通过键槽结构配合嵌装于小齿轮（202）的所述延伸轴套（202a）外围。

4.根据权利要求2所述的一种以离合器为支架的行星齿轮组件，其特征在于所述小齿轮（202）的延伸轴套（202a）通过若干行星轴承（4）装配设于行星轴（3）上。

5.根据权利要求4所述的一种以离合器为支架的行星齿轮组件，其特征在于所述行星轴承（4）采用滑动轴承。

6.根据权利要求1所述的一种以离合器为支架的行星齿轮组件，其特征在于所述行星齿轮（2）关于离合器（1）的中心呈中心对称分布，且数量为3个以上。

7.根据权利要求1所述的一种以离合器为支架的行星齿轮组件，其特征在于离合器（1）的内圈（102）内周铣有定位凹槽（102a）。

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