CN2309282Y - 电动自行车内变速电动轮毂 - Google Patents

Abstract

现有电动自行车电动轮毂无机械减速,只有单一电驱无级调速,爬坡、逆风、静止驱动耗电大。本实用新型提供的一种电动自行车内变速电动轮毂,由整轴连齿电机机构、组合齿轮减速机构、超越离合机构、调速机构、外壳、链轮及操纵器组成。调速机构通过调节变速键在整轴上的位置控制行星支座的开合,实行快慢档不同传动关系,由齿轮外啮合和齿轮行星减速机构组成的组合齿轮减速机构可实现四种驱动状态。结构紧凑,调速方便,爬坡省电。

Description

电动自行车内变速电动轮毂

本实用新型涉及一种电动自行车电动轮毂。

现有电动自行车电动轮毂，如中轴驱动电动轮毂多采用链轮与齿轮合并使用，电机轴与输出轴不同一根轴，与电池共同设计外壳，因而不易于装配和维修，占用空间大，制造成本高，冲击受力状况不理想，链条长期负载需经常更换。而目前电动自行车电动轮毂多采用装在前、后轴上直接驱动前轮或后轮转动，此轮毂多采用齿轮减速机构和离合机构，电池与轮毂分开设计，便于单独装配和维修，占用空间小，驱动系统直接带动车身前进，减少了能量损耗，不足之处在于只能实现无级调速，无机械挂档系统，电机轴与输出轴不是一根整轴，冲击受力状况不理想，存在着爬坡、逆风、静止启动耗电大等问题，容易引起电机和电池及电器保护系统因电流过大造成损坏，需经常更换保险丝，影响用户的使用。

本实用新型目的在于针对上述不足，提供一种占用空间小，爬坡、逆风、静止启动能耗少，冲击受力状况理想，调速、离合方便，便于装配和维修，实现四种驱动状态的电动自行车后轮驱动内变速电动轮毂。

本实用新型是这样实现的：

本实用新型由整轴连齿电机机构、齿轮外啮合减速机构、齿轮行星减速机构、超越离合机构、调速机构、外壳、链轮及操纵器组成。

整轴连齿电机机构是由电动控制器、导线、整轴、固定在整轴上的电机、传出电机转速的小齿轮及止转垫片构成，电机轴与输出轴为同一根整轴。穿过电机的一根整轴通过轴承与电机联接，小齿轮通过螺钉与电机联接。

齿轮外啮合减速机构是由固定在电机上的小齿轮、安装在固定座上的组合齿轮及太阳齿轮构成，通过此减速机构可完成快速档减速。齿轮行星减速机构是由太阳齿轮、安装在行星齿轮架上的行星齿轮及内齿轮构成，通过此减速机构可完成慢速档减速。

超越离合机构由行星齿轮架、行星支座上的棘爪窝及不倒翁棘爪、棘爪簧构成。不倒翁棘爪正向使行星齿轮架与行星支座联接，不倒翁棘爪反向使行星齿轮架与行星支座脱开。行星支座通过销钉紧固在外壳上。

调速机构是由安装在整轴上的推杆、调速杆、太阳齿轮、离合器、行星支座、回位弹簧和操纵器构成。整轴内有长槽，操纵器控制推杆来推动调速杆在槽内滑动，从而使离合器开合及回位弹簧往复运动形成与太阳齿轮的啮合和脱开，完成调速。

本实用新型与现有技术相比具有如下优点：

1、整轴连齿电机机构中电机轴与输出轴为一根整轴，承载力大，耐冲击，受力状况理想，结构简单、制造方便。

2、超越离合机构结构严密，无效空间少，离合更为方便。

3、调速机构无论在高速、慢速，均可任意调速，填补无机械调速的空白。

4、驱动状态更加健全。

以下结合附图对本实用新型作具体描述：

图1是本实用新型的主视图。

图2是整轴连齿电机机构示意图。

图3是图1中的A-A剖视示意图。

图4是图1中的B-B剖视示意图。

图5是内变速电动轮毂中调速执行机构的一种实施状态图。

图6是电动自行车内变速轮毂驱动状态方框图。

图中标注序号表示如下：

1-整轴  2-螺母  3-止转垫片  4-垫圈  5-外壳

6-链轮  7-推杆  8-电机  9-小齿轮  10-组合齿轮

11-太阳齿轮  12-行星齿轮  13内齿轮

14-行星齿轮架  15-不倒翁棘爪  16-离合器

17-调速杆  18-行星支座  19-轴承  20-操纵器  21-回位弹簧

如图1所示，本实用新型由整轴连齿电机机构、齿轮外啮合减速机构、齿轮行星减速机构、超越离合机构、调速机构、外壳(5)、链轮(6)及操纵器(20)组成。

如图1、2所示，整轴连齿电机机构是由电动控制器、导线、整轴(1)、固定在整轴(1)上的电机(8)、传出电机转速的小齿轮(9)及止转垫片(3)构成，电机轴与输出轴为同一根整轴。穿过电机(8)的一根整轴(1)通过轴承与电机(8)联接，小齿轮(9)通过螺钉与电机(8)联接，从而完成电机(8)转速传递到小齿轮(9)上，而中间的整轴(1)通过止转垫片(3)静止不动。

如图1、3所示，齿轮外啮合减速机构是由固定在电机(8)上的小齿轮(9)、安装在固定座上的组合齿轮(10)及太阳齿轮(11)构成，通过此减速机构可完成快速档减速。齿轮行星减速机构是由太阳齿轮(11)、安装在行星齿轮架(14)上的行星齿轮(12)及内齿轮(13)构成，通过此减速机构可完成慢速档减速。齿轮模数在1.00-1.25之间选择，行星齿轮数一般以3-4个为宜，并按照QB68-95-73标准规定自行车车速要求，确定齿轮的参数，以使电动自行车车速满足自行车车速的要求。

如图1、4所示，超越离合机构由行星齿轮架(14)、行星支座(18)上的棘爪窝及不倒翁棘爪(15)、棘爪簧构成。不倒翁棘爪(15)正向使行星齿轮架(14)与行星支座(18)联接，不倒翁棘爪(15)反向使行星齿轮架(14)与行星支座(18)脱开。行星支座(18)通过销钉紧固在外壳(5)上。脚蹬不通电时，电动轮毂内部结构自行脱离，脚蹬省力；通电不需脚蹬时，飞轮脱开，链轮、链条不跟转。

如图1、5所示，调速机构是由安装在整轴(1)上的推杆(7)、调速杆(17)、太阳齿轮(11)、离合器(16)、行星支座(18)、回位弹簧(21)和操纵器(20)构成。整轴(1)内有长槽，操纵器(20)控制推杆(7)来推动调速杆(17)在槽内滑动，从而使离合器(16)开合及回位弹簧(21)往复运动形成与太阳齿轮(11)的啮合和脱开，完成调速，实现快速档由电机转速减速为自行车车速，慢速档由自行车车速再降下来，以达到爬坡、逆风、静止启动节能的要求。

如图6所示，本实用新型可实现四种驱动状态。

1、电驱系统快档驱动

电驱控制器→导线→电机→小齿轮→组合齿轮→太阳轮→离合器→行星支座→外壳→轮圈。在这种情况下，太阳轮与行星支座直接联接，实现快速档驱动。

2、电驱系统慢档驱动

电驱控制器→导线→电机→小齿轮→组合齿轮→太阳轮→行星轮→行星架→棘爪→行星支座→外壳→轮圈。在这种情况下，太阳轮通过操纵离合器与行星支座脱开，通过行星机构与行星支座联接，实现慢速档驱动。

3、脚踏驱动

脚踏→链轮→链条→飞轮→外壳→轮圈。在这种情况下，外壳转旋，电动轮毂内部结构由于超越离合器作用处于自由状态，不受力，因此不会磨损齿轮，磁感阻力不影响骑行。

4、电驱系统与脚踏同时驱动

电驱系统与脚踏同时驱动工作时，两种驱动力一起相加传到外壳外，驱动轮圈，这两种驱动力同时工作，可以相互减轻另一方的负担，此时电动机的转速能够达到它的上限。

Claims (3)

1、电动自行车内变速电动轮毂，由整轴连齿电机机构、齿轮外啮合减速机构、齿轮行星减速机构、超越离合机构、调速机构、外壳(5)、链轮(6)及操纵器(20)组成，其特征在于：整轴连齿电机机构是由电动控制器、导线、整轴(1)、固定在整轴(1)上的电机(8)、传出电动转速的小齿轮(9)及止转垫片(3)构成，穿过电机(8)的一根整轴(1)通过轴承与电机(8)联接，小齿轮(9)通过螺钉与电机(8)联接，整轴(1)通过止转垫片(3)静止不动；齿轮外啮合减速机构是由固定在电机(8)上的小齿轮(9)、安装在固定座上的组合齿轮(10)及太阳齿轮(11)构成，齿轮行星减速机构是由太阳齿轮(11)、安装在行星齿轮架(14)上的行星齿轮(12)及内齿轮(13)构成；超越离合机构是由行星齿轮架(14)和行星支座(18)上的棘爪窝及不倒翁棘爪(15)、棘爪簧构成，不倒翁棘爪(15)正向使行星齿轮架(14)与行星支座(18)联接，不倒翁棘爪(15)反向使行星齿轮架(14)与行星支座(18)脱开，行星支座(18)通过销钉紧固在外壳(5)上；调速机构是由安装在整轴(1)上的推杆(7)、调速杆(17)、太阳齿轮(11)、离合器(16)、行星支座(18)、回位弹簧(21)和操纵器(20)构成，整轴(1)内有长槽，操纵器(20)控制推杆(7)来推动调速杆(17)在槽内滑动，从而使离合器(16)开合及回位弹簧(21)往复运动形成与太阳齿轮(11)的啮合和脱开，完成调速。

2、根据权利要求1所述的电动自行车内变速电动轮毂，其特征在于齿轮模数在1.00-1.25之间选择，行星齿轮数一般以3-4个为宜，并按照QB68-95-73标准规定自行车车速要求，确定齿轮的参数。

3、根据权利要求1或2所述的电动自行车内变速电动轮毂，其特征在于可实现四种驱动状态：①电驱系统快档驱动，②电驱系统慢档驱动，③脚踏驱动，④电驱系统与脚踏同时驱动。

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