CN2644189Y - 长寿命电动轮毂 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种长寿命电动轮毂，它包括高速直流电机、减速器、轮毂外壳、端盖，电机与减速器组装成独立的传动系统，外壳以右旋螺纹直接与减速器联体星轮连接，螺钉将端盖与外壳坚固成整体。由于与电机配置的减速器的密封油脂腔内装有功率分流传动和高强度超越离合器，其轮毂能充分发挥高速直流电机高效率、强过载能力的优势，使电动自行车运行更平衡、可靠、寿命长，又由于轮毂各部件独立、结构简洁、相互连接简练，零件种数少、加工装配工艺性更为合理。

Description

长寿命电动轮毂

技术领域

本实用新型涉及一种电动自行车，特别是电动自行车驱动装置使用的小型高效、大功率、长寿命电动轮毂。

背景技术

从目前电动自行车驱动技术应用的电动轮毂状况来看，主要存在着如下几个问题：

1.为了求得电动自行车运行时达到低噪声的效果，往往采用低、中速直流电机作为电动轮毂驱动的动力部件，而低、中速直流电机的输出效率和过载能力均不大如高速直流电机，因而骑行由该种电动轮毂驱动的电动自行车在遇到大风、陡坡或载荷较重的场合时，行驶较为困难。

2.电动轮毂采用中速或高速直流电机作为驱动部件时，所配用密封结构减速器部件普遍存在着部件结构复杂，结构尺寸大，加工装配工艺性差，制造成本高等问题。

3.部分电动轮毂以高速直流电机作为驱动部件时，其所配用的密封减速器部件，除存在上述结构复杂，结构尺寸大，加工装配工艺性差，制造成本高以外，还存在传动零件强度不匹配的问题，经常发生齿轮齿形变形，断裂等故障，寿命较短，维修成本高，难以充分发挥高速直流电机高效，强过载能力的优势，阻碍高速电机在电动轮毂中的有效应用和技术发展。

4.为了提高低速电机的输出效率和过载能力，就必须尽量提高电机转速，减小电动自行车的车轮直径，以至使电动轮毂转速达到每分钟300转左右，车轮直径缩小至十六英寸，但车速仍超过国家标准规定的每小时二十公里的限制。

5.由于上述原因，目前电动轮毂尚不能有效采用高速直流电机作为电动。

发明内容

本实用新型的目的是：提供一种长寿命电动轮毂，它能充分有效地发挥高速直流电机效率高，过载能力强的性能优势，其构成电动露骨的各独立部件，结构简洁，零件数量少，结构尺寸小，使加工装配工艺性合理，简便。运行时平稳，安全可靠，寿命长，能降低制造成本和维修服务成本，以获得良好的技术经济和社会效益。

本实用新型的技术方案是：一种长寿命电动轮毂，包括连接固定的轮毂外壳和端盖、分别通过半轴安装在轮毂外壳内的电机部件和减速器部件，所述轮毂外壳直接以右旋螺纹与减速器组件的联体星轮连接，端盖以轴承孔与电机半轴相配合，电机部件采用高速直流电机，减速器部件包括两个完全相同的基座组件，在加入耐高温润滑脂后，上下合盖在以半轴为中心的超越离合器组件上组装而成，在上下两个基座中，各装有一个轴齿轮组件，当电机部件与减速器部件装配在一起构成一个完整的传动系统时，电机部件的输出轴齿轮与减速器部件中两个基座内轴齿轮组件上的第一被动齿轮啮合，而两个轴齿轮组件的轴齿轮与超越离合器组件上的圈齿轮啮合。

本实用新型进一步的技术方案是：一种长寿命电动轮毂，包括连接固定的轮毂外壳和端盖、分别通过半轴安装在轮毂外壳内的电机部件和减速器部件，所述轮毂外壳直接以右旋螺纹与减速器组件的联体星轮连接，端盖以轴承孔与电机半轴相配合，电机部件采用高速直流电机，减速器部件包括两个完全相同的基座组件，在加入耐高温润滑脂后，上下合盖在以半轴为中心的超越离合器组件上组装而成，在上下两个基座中，各装有一个轴齿轮组件，当电机部件与减速器部件装配在一起构成一个完整的传动系统时，电机部件的输出轴齿轮与减速器部件中两个基座内轴齿轮组件上的第一被动齿轮啮合，而两个轴齿轮组件的轴齿轮与超越离合器组件上的圈齿轮啮合；所述基座组件为于直径方向开口的半圆形腔体，两侧壁分别设有加工成型的轴承孔、定位孔以安装轴齿轮和超越离合器组件，基座组件的腔体内设有压铸成型的加注耐高温滑润油脂的内部空间；所述轴齿轮组件上的第一被动齿轮中心部位压制出与轴齿轮的齿形相配合的内齿形，来实现两齿轮的传动连接和两齿轮齿形相对位置定位的一致性；所述超越离合器组件的联体星轮的形状为六等分结构。

本实用新型的优点是：

1.实用新型的长寿命电动轮毂中，由于采用了小型高速直流电机，具有较高的输出效率和强过载能力，其热损耗小，特别适应在密封的，散热条件极差的轮毂壳体内长期连续稳定可靠工作，可使电动自行车在遇到较大的风，较陡的坡及较重的载荷时也能顺利骑行。

2.本实用新型长寿命电动轮毂中，由于采用的新设计的减速器部件结构，是由装在密封油脂腔内的功率分流传动和强过载能力的超越离合器组件构成的，它与高速直流电机组装成的传动系统，将能使高速直流电机的高效率，高过载能力的优势充分地发挥出来。而功率分流的传动结构将使减速器部件传递负载能力增加一倍。这将消除齿轮齿形变形，齿形断裂的故障发生，降低齿轮等传动零件的磨损，达到零故障长寿命运行的目的，这将极大地减少维修成本。

3.本实用新型的长寿命电动轮毂的设计过程中，由于广泛地吸取了电动轮毂发展以来所有经验教训，使构成电动轮毂的各部件，组件的结构都相当简洁，零件形状简单，减少了所需的零件种数及零件数量，同时还使零部件的加工及装配工艺性大为提高。有些零件特别适于用于少无切削工艺加工，能以较低的制造成本获得高精度，高强度零件的加工效果，易于质量控制，便于组织大量及规模化生产，能较快地获得最好的技术经济和社会效益。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的描述：

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型所用的减速器部件示意图；

图3为图2的侧视剖面分解图；

图4为减速器部件中所用的基座零件结构示意图；

图5为图4的侧剖视示意图；

图6为图4的俯视示意图；

图7为减速器部件内安装的轴齿轮结构示意图；

图8为减速器部件内安装的轴齿轮组件结构示意图；

图9为轴齿轮组件上安装的第一级被动齿轮的结构示意图；

图10为图7的侧剖视示意图；

图11为减速器部件内超越离合器的联体星轮六等份结构示意图。

其中：1电机部件；1-1输出轴齿轮；2减速器部件；3铝制轮毂外壳；3-1装配基准配合面；3-2定位孔；3-3定位孔；3-4螺钉孔；4铝制端盖；4-1加注耐高温滑润油脂的内部空间；4-2轴承孔4-3装配基准配合面；4-4装配基准配合面；5基座组件；5-1轴齿轮组件；5-1-1第一被动齿轮；5-1-2轴齿轮；5-2螺钉孔；5-3螺钉孔；5-4定位销孔；6超越离合器组件；6-1圈齿轮；6-2联体星轮；7-1内齿形。

具体实施方式

实施例：参看图1，一种长寿命电动轮毂主要是由电机部件1，减速器部件2，铝制轮毂外壳3，铝制端盖部件4组成。电机部件1和减速器部件2组装后，构成一个独立完整的传动系统，铝制轮毂外壳3与减速器部件2中超越离合器的联体星轮6-2右旋螺纹直接连接，铝制端盖部件4的轴承孔套在电机部件1的半轴上，用螺钉将铝制端盖4与铝制轮毂外壳3紧固在一起，构成一个电动轮毂。

参看图1和图2，本实用新型所采用的减速器部件2的结构，它是由两个完全相同的基座组件5，在加入耐高温润滑脂后，由上、下合盖在以半轴为中心的超越离合器组件6上组装而成。其上、下两个基座5中，各装有一个相同轴齿轮组件5-1，当电机部件1与减速器部件2装配在一起构成一个完整的传动系统时，其电机部件1的输出轴齿轮1-1会与减速器部件2中两个基座5内轴齿轮组件5-1上的第一被动齿轮5-1-1啮合，而两个轴齿轮组件5-1的轴齿轮5-1-2与超越离合器组件6中的圈齿轮6-1啮合。传动时，电机部件1输出轴齿轮1-1的功率，就由减速器部件2中两个基座组件5内的轴齿轮组件5-1分流传递至超越离合器6的圈齿轮6-1上，由它再带动齿圈内的联体星轮6-2，直接输出至铝制轮毂外壳3，使其产生旋转运动。为了确保电机部件1能在输出大功率时的大扭距传递，超越离合器组件6中的圈齿轮6-1与其圈内的联体星轮6-2轴向接触长度增加至12mm，而其联体星轮6-2等分数增至六等分。这种在耐高温润滑油腔内装置的功率分流传动结构和强过载能力的超越离合器结构，将极大地提高动力输出传递过程的平稳性，可靠性和耐久性。这将更有效地充分发挥高速直流电机输出效率高，过载能力强的绝对优势，改善电动自行车驱动运行质量，降低行驶噪声，提高行驶里程和过载能力，延长使用寿命。

参看图2至图6，图4至图6是基座零件结构的三个示意图。它是构成减速器部件2中基座5的主体。它是由铝合金压铸成型，由图4侧剖视示意图可见，它安装传动件及加注耐高温滑润油脂的内部空间4-1，已在铝合金压铸十成型，该内部空间4-1已不再进行其他切削加工，只有要求尺寸精度高的轴承孔4-2，定位孔3-2，3-3，装配基准配合面3-1，4-3，4-4和组合两个基座零件及其他零件的两个定位销孔5-4，三个螺钉孔5-2，三个固定螺钉孔5-3，及四个螺钉孔3-4顶需要加工。与目前所用的减速器部件结构中的零件比较，其加工工作量将减少三分之一以上。由于采用这种减速器结构，不需要密封件，不仅主要零件种数减少，还能有效地缩小结构外形尺寸，减轻零件和部件重量。

参看图7至图10，减速器部件2所用的轴齿轮组件5-1和轴齿轮5-1-2如图7、图8所示，与传统的轴齿轮组件不同的是，该轴齿轮5-1-2与轴齿轮5-1-2上的第一级被动齿轮5-1-1的传动连接，不是用键实现的，而是用在被动齿轮5-1-1中心压制出与轴齿轮5-1-2外齿形相配的内齿形7-1来实现传递的。这种零件用高精度、低成本的粉末冶金技术进行制造，是非常经济实用的，同时这种结构和制造工艺可以确保轴齿轮5-1-2齿形与被动齿轮5-1-1齿形相对位置的一致性，

参看图11，是减速器部件2中的超越离合器6的联体星轮的六等分星轴结构图，该六等分结构比目前通常使用的三等分星轮结构可承载的扭距传递强度高，性能更平稳，寿命更长。

装配本实用新型长寿命电动轮毂时，依次装配好电机部件，减速器部件，再将电机部件与减速器部件组装成一个传动系统，铝制轮毂外壳与减速器部件中超越离合器的联体星轮以右旋螺纹直接连接，铝制端盖部件轴承套在电机部件半轴上，再用螺钉将铝制端盖与铝制轮毂外壳紧固成一个电动轮毂整体。此种结构的电动轮毂与目前结构的电动轮毂相比较，它具有以下一些独特的优点：

1.采用经过全面优化设计的，直径为146mm，转速大于每分钟3000转的高速直流电机作为电动轮毂驱动的动力部件，最高输出效率达88％左右，最大输出功率大于400瓦。

2.采用新设计的装有功率分流传动和高强度超越离合器，直径为146mm高度密封的减速器部件。该减速器部件与高速直流电机部件组装构成一个完整独立的传动系统。

3.采用直径为174mm，总长小于120mm的，由铝制轮毂外壳，铝制端盖组成轮毂壳体，它与由电机部件和减速器部件构成的传动系统简洁地直接连接，组成的长寿命电动轮毂整体尺寸小，重量轻。

Claims (4)

1.一种长寿命电动轮毂，包括连接固定的轮毂外壳(3)和端盖(4)、分别通过半轴安装在轮毂外壳(3)内的电机部件(1)和减速器部件(2)，其特征在于：所述轮毂外壳(3)直接以右旋螺纹与减速器组件(2)的联体星轮(6-2)连接，端盖(4)以轴承孔与电机半轴相配合，电机部件(1)采用高速直流电机，减速器部件(2)包括两个完全相同的基座组件(5)，在加入耐高温润滑脂后，上下合盖在以半轴为中心的超越离合器组件(6)上组装而成，在上下两个基座(5)中，各装有一个轴齿轮组件(5-1)，当电机部件(1)与减速器部件(2)装配在一起构成一个完整的传动系统时，电机部件(1)的输出轴齿轮(1-1)与减速器部件(2)中两个基座(5)内轴齿轮组件(5-1)上的第一被动齿轮(5-1-1)啮合，而两个轴齿轮组件(5-1)的轴齿轮(5-1-2)与超越离合器组件(6)上的圈齿轮(6-1)啮合。

2.根据权利要求1所述的长寿命电动轮毂，其特征在于：所述基座组件(5)为于直径方向开口的半圆形腔体，两侧壁分别设有加工成型的轴承孔(4-2)、定位孔(3-2)和(3-3)以安装轴齿轮(5-1-2)和超越离合器组件(6)，基座组件(5)的腔体内设有压铸成型的加注耐高温滑润油脂的内部空间(4-1)。

3.根据权利要求1所述的长寿命电动轮毂，其特征在于：所述轴齿轮组件(5-1)上的第一被动齿轮(5-1-1)中心部位压制出与轴齿轮(5-1-2)的齿形相配合的内齿形(7-1)，来实现两齿轮的传动连接和两齿轮齿形相对位置定位的一致性。

4.根据权利要求1所述的长寿命电动轮毂，其特征在于，所述超越离合器组件(6)的联体星轮(6-2)的形状为六等分结构。

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