CN218216994U - 应用于电机的齿轮离合器输出轴、中置电机及电动自行车 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种应用于电机的齿轮离合器输出轴、中置电机及电动自行车，包括输出轴、齿轮、离合器机构；所述齿轮、离合器机构和输出轴同轴设置；所述离合器机构位于输出轴和齿轮之间，且离合器机构对输出轴和齿轮进行限位；所述离合器机构分别转动连接输出轴和齿轮。本实用新型输出轴、齿轮和离合器机构组合在一起，使中置电机系统的电动自行车断电骑行时，人力不会带动齿轮转动，不会产生齿轮阻尼消耗能量，降低了齿轮噪音。

Description

应用于电机的齿轮离合器输出轴、中置电机及电动自行车

技术领域

本实用新型涉及电机的技术领域，具体地，涉及一种应用于电机的齿轮离合器输出轴、中置电机及电动自行车。尤其是，优选的涉及一种应用于电动自行车中置电机的齿轮离合器输出轴。

背景技术

现阶段，采用中置电机驱动的电动自行车数量日益庞大，中置电机安装在自行车中轴处，自行车主动齿盘安装在中置电机的输出轴上，输出轴转动带动齿盘转动和链条转动，为整车提供动力。中置电机的中轴一般包括BB轴、输出轴、输出齿轮、棘轮棘爪机构、离合器机构。目前市场上中置电机输出轴的形式有：输出轴和输出齿轮加工成同一个零件，输出轴不带离合机构。

公开号为CN208767914U的中国实用新型专利文献公开了一种小型齿轮箱电机的输出轴组件结构，包括安装齿轮和减速齿轮，所述安装齿轮包括第一齿轮、圆台、圆形凹槽和第一圆孔，所述第一齿轮的左侧设有圆台，所述圆台的右侧设有圆形凹槽，所述圆形凹槽中心设有第一圆孔，所述减速齿轮包括第二齿轮、第一圆柱、第二圆柱和转轴，所述圆台的左端设有第一圆柱，所述第一圆柱中心设有第二圆孔，所述第一圆柱的左端设有第二圆柱，所述第二圆柱中心设有第三圆孔，所述第二圆柱的左端设有第二齿轮，所述第二齿轮的左端设有转轴。

针对上述中的现有技术，发明人认为输出轴和输出齿轮不带离合器机构，导致电动自行车断电骑行时人力带动输出齿轮转动，齿轮啮合产生阻尼消耗能量，且容易产生齿轮噪音。

实用新型内容

针对现有技术中的缺陷，本实用新型的目的是提供一种应用于电机的齿轮离合器输出轴、中置电机及电动自行车。

根据本实用新型提供的一种应用于电机的齿轮离合器输出轴，包括输出轴、齿轮和离合器机构；

所述齿轮、离合器机构和输出轴同轴设置；

所述离合器机构位于输出轴和齿轮之间，且离合器机构对输出轴和齿轮进行限位；

所述离合器机构分别转动连接输出轴和齿轮。

优选的，所述离合器结构包括保持架和多个滚球；

所述保持架上设置有多个滚球槽，且滚球和滚球槽一一对应设置；

所述滚球滚动设置在滚球槽中，且滚球槽对滚球进行限位；

所述输出轴包括轴承内滚道；

所述齿轮包括轴承外滚道；

所述滚球滚动在轴承外滚道和轴承内滚道中；

所述轴承内滚道、轴承外滚道和滚球构成轴承机构。

优选的，所述离合器机构还包括多个楔块和多个弹簧；

所述保持架上设置有多个楔块槽和多个弹簧槽，且楔块、弹簧、楔块槽和弹簧槽一一对应设置；

所述楔块活动设置在楔块槽中；

所述弹簧设置在弹簧槽中；

所述楔块槽和弹簧槽相互连通；

所述弹簧沿自身弹性方向的一端抵触弹簧槽；

所述弹簧沿自身弹性方向的另一端抵触楔块；

所述楔块抵触齿轮的轴承外滚道所在的侧壁上；

所述楔块抵触输出轴的轴承内滚道所在的外侧壁上。

优选的，所述输出轴包括棘齿圈和轴体；

所述棘齿圈设置在轴体上；

所述棘齿圈和棘轮配合连接，构成棘轮棘爪机构。

优选的，所述输出轴还包括花键；

所述花键固定设置在轴体的周侧壁上；

所述花键与外部牙盘支架连接。

优选的，该齿轮离合器输出轴还包括上盖与下盖；

所述下盖上设置有多个第一凹槽；

所述保持架上设置有与第一凹槽相互插接第一凸台；

所述上盖上设置有多个第二凸台；

所述保持架上设置有与第二凸台相互插接的第二凹槽；

所述上盖和下盖固定连接保持架。

优选的，所述滚球槽的开口处设置有对滚球进行限位的限位块。

优选的，所述滚球为钢球。

根据本实用新型提供的一种中置电机，包括应用于电机的齿轮离合器输出轴。

根据本实用新型提供的一种电动自行车，包括中置电机。

与现有技术相比，本实用新型具有如下的有益效果：

1、本实用新型输出轴、齿轮和离合器机构组合在一起，使中置电机系统的电动自行车断电骑行时，人力不会带动齿轮转动，不会产生齿轮阻尼消耗能量，降低了齿轮噪音；

2、本实用新型将中置电机输出轴、齿轮、离合器机构、轴承机构、棘齿圈组合成一个整体的齿轮离合器输出轴，制作简单，可靠性强，成本低廉；

3、本实用新型自带轴承机构，有效地降低离合器本身的阻尼，改善产品的受力情况，大大提高产品的使用寿命。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本实用新型的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本实用新型整体的爆炸正视图；

图2为本实用新型整体的爆炸示意图；

图3为本实用新型输出轴的示意图；

图4为本实用新型齿轮的示意图；

图5为本实用新型的齿轮离合器输出轴整体图；

图6为本实用新型为突出显示弹簧和楔块安装的示意图；

图7为本实用新型为突出显示钢球安装的示意图。

附图标记：

下盖1 楔块5 棘齿圈701

齿轮2 弹簧6 花键702

钢球3 输出轴7 轴承内滚道703

保持架4 上盖8 轴承外滚道201

具体实施方式

下面结合具体实施例对本实用新型进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本实用新型，但不以任何形式限制本实用新型。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本实用新型的保护范围。

本实用新型实施例公开了一种电动自行车中置电机的齿轮离合器输出轴，如图1和图2所示，包括输出轴7、齿轮2、离合器机构、上盖8和下盖1。离合器结构包括保持架4、多个滚球、多个楔块5和多个弹簧6。滚球为钢球3。

齿轮2、离合器机构和输出轴7同轴设置。离合器机构位于输出轴7和齿轮2之间，且离合器机构对输出轴7和齿轮2进行限位。离合器机构分别转动连接输出轴7和齿轮2。

保持架4放置在齿轮2和输出轴7之间，钢球3、楔块5、弹簧6安装放置在保持架4的槽口中，下盖1和上盖8放置在保持架4的两个端面，采用超声波焊接的方式将下盖1和上盖8焊接在保持架4上。

下盖1和上盖8和保持架4均为塑料材质，采用超声波焊接的方式焊接在一起，将钢球3、楔块5、弹簧6固定在保持架4内部。

如图1和图7所示，保持架4上均匀设置有多个滚球槽，且滚球和滚球槽一一对应设置。滚球滚动设置在滚球槽中，且滚球槽对滚球进行限位。滚球槽的开口处的两侧一体成型设置有对滚球进行限位的限位块。滚球槽适应滚球的外壁设置，滚球槽均匀设置在保持架4靠近下盖1的一面上。滚球槽靠近下盖1的开口处设置有限位块，且限位块对滚球露出滚球槽的一部分进行限位，限位块靠近滚球的内壁适应滚球的外壁上设置。

如图1和图3所示，输出轴7包括轴承内滚道703、轴体、棘齿圈701和花键702，为一个零件。轴承内滚道703设置在轴体的外侧壁上。如图1和图4所示，齿轮2包括轴承外滚道201。轴承外滚道201设置在齿轮2的内壁上，齿轮2的齿形为斜齿。滚球滚动在轴承外滚道201和轴承内滚道703中；轴承内滚道703、轴承外滚道201和滚球构成轴承机构。

齿轮2加工成型轴承外滚道201，钢球3组装在保持架4内部(钢球3安装放置在保持架4的槽口中)，钢球3在轴承内滚道703和轴承外滚道201之间滚动，其作用相当于轴承。

所述棘齿圈701设置在轴体上；棘齿圈701和棘轮配合连接(相连接)，构成棘轮棘爪机构。花键702固定设置在轴体的周侧壁上；花键702与外部牙盘支架连接。

输出轴7加工成型棘齿圈701、花键702、轴承内滚道703，棘齿圈701也可以换作楔块离合器的外圈。输出轴7处的螺纹和牙盘支架锁紧螺母相连接。螺纹设置在轴体的一端，棘齿圈701设置在轴体的另一侧。

如图1和图6所示，保持架4上均匀设置有多个楔块槽和多个弹簧槽，且楔块5、弹簧6、楔块槽和弹簧槽一一对应设置。楔块5活动设置在楔块槽中。弹簧6设置在弹簧槽中。楔块槽和弹簧槽相互连通。

弹簧6沿自身弹性方向的一端抵触弹簧槽；弹簧6沿自身弹性方向的另一端抵触楔块5。楔块5抵触齿轮2的轴承外滚道201所在的侧壁上；楔块5抵触输出轴7的轴承内滚道703所在的外侧壁上。

楔块槽和弹簧槽设置在保持架4靠近上盖8的侧壁上，楔块5设置有弹簧6抵触部，弹簧6靠近楔块5的端部抵触弹簧6抵触部的弧形面。楔块槽中设置有限位抵触块；楔块5活动设置在楔块槽中，限位抵触块对楔块5进行限位，且限位抵触块抵触楔块5背离弹簧6的侧壁，楔块5的上弧形面抵触齿轮2的轴承外滚道201所在的侧壁上；楔块5的下弧形面抵触输出轴7的轴承内滚道703所在的侧壁上。上盖8对楔块槽和弹簧槽的一侧封闭设置。

楔块5、弹簧6组装在保持架4，与齿轮2和输出轴7相互作用，构成离合器，通过楔块离合器结构，齿轮2在一个方向上转动带动输出轴7转动，齿轮2反方向上转动不会带动输出轴7转动。

如图1和图7所示，本实用新型钢球3、楔块5、弹簧6安装在保持架4上，并且呈均匀分布。钢球3、楔块5、弹簧6安装放置在保持架4上的槽口中，构成楔块离合器机构。

下盖1上均匀设置有多个第一凹槽；保持架4上均匀设置有与第一凹槽相互插接第一凸台。上盖8上均匀设置有多个第二凸台；保持架4上设置有与第二凸台相互插接的第二凹槽。上盖8和下盖1固定连接保持架4。下盖1上均匀设置有多个固定块，第一凹槽分别设置在固定块上，上盖8和下盖1分别位于离合器机构的保持架4的两侧。

即下盖1带凹槽，保持架4带凸台，下盖1的凹槽和保持架4的凸台相互配合，上盖8带凸台，保持架4带凹槽，上盖8的凸台和保持架4的凹槽相互配合，上述凹槽和凸台扣合后进行超声波焊接。

如图1和图5所示，本实用新型下盖1和上盖8采用超声波焊接的方式和保持架4焊接在一起。本实用新型组装完成后构成齿轮离合器输出轴组件，为一体化零部件，组装后牢固可靠，不会散架。

安装过程：保持架4放置在齿轮2和输出轴7之间，将所有钢球3放置在保持架4的钢球3槽口中，保持架4的钢球3槽口带倒扣，可以临时固定钢球3，将下盖1扣在保持架4上。

将所有楔块5放置在保持架4的楔块槽口中，再将所有弹簧6放置在保持架4的弹簧槽口中，弹簧6一端面和保持架4相接触，另一端面和楔块5相接触，弹簧6对楔块5有弹力作用。将上盖8扣在保持架4上。

使用超声波焊接工艺，将下盖1、保持架4、上盖8焊接在一起，钢球3、楔块5、弹簧6都在下盖1、保持架4、上盖8之间。

工作原理：输出轴7和齿轮2同时顺时针旋转，当输出轴7的转速低于齿轮2的转速时，楔块5在其和齿轮2接触点所受的摩擦力作用下自锁，摩擦力方向和楔块5所受弹簧6的弹力方向相同，离合器锁死，输出轴7和齿轮2相对静止。当输出轴7的转速高于齿轮2的转速时，楔块5在其和齿轮2接触点所受的摩擦力作用下相对于齿轮2滑动，摩擦力方向和楔块5所受弹簧6的弹力方向相反，离合器脱开，输出轴7齿轮2相对运动。齿轮离合器输出轴组件在运输、使用过程中均为一个整体部件。

目前市场上中置电机输出轴主要有以下几种形式：1、输出轴7和输出齿轮加工成同一个零件，输出轴7不带离合机构，棘齿圈701采用螺纹锁紧方式安装在输出轴7上。2、输出轴7和输出齿轮为两个零部件，通过键和轴用挡圈连接组装在一起，输出齿轮带离合机构，棘齿圈701和输出轴7加工成同一个零件。3、输出轴7和输出齿轮为两个零件，离合器机构采用滚针离合器，压装在输出齿轮内部，三者再组装为一个部件。

本实用新型主要是针对中置电机输出轴，解决了如下问题：1、输出轴7和输出齿轮带有离合器机构，有利于防止电动自行车断电骑行时人力带动输出齿轮转动，齿轮2啮合产生阻尼消耗能量，且不易产生齿轮2噪音。2、输出轴7、离合器机构和齿轮2，三者配合组合在一起，不需要输出轴7和带离合器机构的输出齿轮为两个零部件，进而不需要增加两个零部件的组装工艺(即不需要将带离合器机构的输出齿轮和输出轴7组装在一起)，有利于减少产品重量。3、棘齿圈701和输出轴7一体成型设置，不用采用螺纹连接，加工和组装简单，且不易产生错误。4、本实用新型离合器机构采用轴承定位，不需要滚针离合器，使用过程中不易产生故障。本实用新型将中置电机输出轴7、齿轮2、离合器机构、轴承机构、棘齿圈701组合成一个整体的齿轮离合器输出轴，制作简单，可靠性强，成本低廉。

本实用新型实施例还公开了一种中置电机，包括应用于电机的齿轮离合器输出轴。

本实用新型实施例还公开了一种电动自行车，包括中置电机。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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。

以上对本实用新型的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本实用新型并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本实用新型的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。

Claims (10)

1.一种应用于电机的齿轮离合器输出轴，其特征在于，包括输出轴(7)、齿轮(2)和离合器机构；

所述齿轮(2)、离合器机构和输出轴(7)同轴设置；

所述离合器机构位于输出轴(7)和齿轮(2)之间，且离合器机构对输出轴(7)和齿轮(2)进行限位；

所述离合器机构分别转动连接输出轴(7)和齿轮(2)。

2.根据权利要求1所述的应用于电机的齿轮离合器输出轴，其特征在，所述离合器结构包括保持架(4)和多个滚球；

所述保持架(4)上设置有多个滚球槽，且滚球和滚球槽一一对应设置；

所述滚球滚动设置在滚球槽中，且滚球槽对滚球进行限位；

所述输出轴(7)包括轴承内滚道(703)；

所述齿轮(2)包括轴承外滚道(201)；

所述滚球滚动在轴承外滚道(201)和轴承内滚道(703)中；

所述轴承内滚道(703)、轴承外滚道(201)和滚球构成轴承机构。

3.根据权利要求2所述的应用于电机的齿轮离合器输出轴，其特征在于，所述离合器机构还包括多个楔块(5)和多个弹簧(6)；

所述保持架(4)上设置有多个楔块槽和多个弹簧槽，且楔块(5)、弹簧(6)、楔块槽和弹簧槽一一对应设置；

所述楔块(5)活动设置在楔块槽中；

所述弹簧(6)设置在弹簧槽中；

所述楔块槽和弹簧槽相互连通；

所述弹簧(6)沿自身弹性方向的一端抵触弹簧槽；

所述弹簧(6)沿自身弹性方向的另一端抵触楔块(5)；

所述楔块(5)抵触齿轮(2)的轴承外滚道(201)所在的侧壁上；

所述楔块(5)抵触输出轴(7)的轴承内滚道(703)所在的外侧壁上。

4.根据权利要求1所述的应用于电机的齿轮离合器输出轴，其特征在于，所述输出轴(7)包括棘齿圈(701)和轴体；

所述棘齿圈(701)设置在轴体上；

所述棘齿圈(701)和棘轮配合连接，构成棘轮棘爪机构。

5.根据权利要求4所述的应用于电机的齿轮离合器输出轴，其特征在于，所述输出轴(7)还包括花键(702)；

所述花键(702)固定设置在轴体的周侧壁上；

所述花键(702)与外部牙盘支架连接。

6.根据权利要求2所述的应用于电机的齿轮离合器输出轴，其特征在于，该齿轮(2)离合器输出轴(7)还包括上盖(8)与下盖(1)；

所述下盖(1)上设置有多个第一凹槽；

所述保持架(4)上设置有与第一凹槽相互插接第一凸台；

所述上盖(8)上设置有多个第二凸台；

所述保持架(4)上设置有与第二凸台相互插接的第二凹槽；

所述上盖(8)和下盖(1)固定连接保持架(4)。

7.根据权利要求2所述的应用于电机的齿轮离合器输出轴，其特征在于，所述滚球槽的开口处设置有对滚球进行限位的限位块。

8.根据权利要求2所述的应用于电机的齿轮离合器输出轴，其特征在于，所述滚球为钢球(3)。

9.一种中置电机，其特征在于，包括权利要求1-8任一所述的应用于电机的齿轮离合器输出轴。

10.一种电动自行车，其特征在于，包括权利要求9所述的中置电机。

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