CN85203621U - 带减速机构的方形直流电动机 - Google Patents

Abstract

适用于电动两用车的带减速机构的方形直流电动机，是一种供自带电源交通工具使用的电力驱动装置。它的特点是具有美观适用的方形外壳，采用偏转换向片与一对电刷，四个永磁磁极；减速机构设在电动机内部和端部，可以更换不同减速比的减速齿轮。本电动机体积小，起动力矩大，用电省，可方便而经济地用于自行车、水上游艇或者其他交通工具和农用机具。

Description

带减速机构的方形直流电动机

本实用新型直流电动机属于车辆动力装置，是一种小功率的适用于带电源自行车或其他交通工具的电动机。

国内近期报刊介绍自带电源的电动脚踏两用自行车充电一次行程60公里，行驶速度20公里／小时，爬坡度8°，电能消耗为充电一次6～8小时耗电1度左右，电动机功率150瓦左右。一般的电力驱动装置分为电动机和减速箱两个独立部分，另外也有带减速机构的电动机。但是两用自行车要求电动机效能高而体积小，耗电少和便于安装保养，现有的电动机在外形尺寸、动力性和用电的经济性上往往不能适合要求。

本实用新型的目的，是为了提高电动机的动力性能，简化传动机构，提供一种体积小效能高的电动机，作为小型交通工具主要是自行车的电力驱动装置，减少汽油燃烧带来的废气和噪声污染。

本实用新型的目的是采取以下方法实现的。带减速机构的直流电动机制成方形外壳，它包括永磁铁的磁极、电枢、端盖、换向器、轴承和减速机构等部分。减速机构的减速轴设置在机座外壳和磁极之间的空隙里，减速轴的方向与电枢轴平行，它的动力输出端装有减速齿轮，与电枢轴动力输出端的减速齿轮相啮合，减速轴的动力输出端装有链轮，链轮可以通过链条与自行车后轮的链轮连接。电动机的电枢、电刷和换向器作相应的改进，电枢的直径大于长度，换向片在园周方向偏转排列，电刷采用壹对。减速齿轮的减速比可以适地改变，使电动机输出不同的转速和转矩，适合不同类型的自行车或者其他交通工具，例如水上游艇、 三轮座车、农用机具等。

本实用新型用于20吋自行车，以并联装置的两只蓄电池作为电源，电压12伏，电动机的外形呈方形，总长140毫米，宽130毫米，高130毫米。它的长度小于自行车后架的宽度，可以方便地安装在后轮上方。它的减速机构的变速轴和链轮都安装在电动机内部空隙里，减速齿轮沿端盖外壁安装，所以结构紧凑而体积小。电动机额定功率110瓦左右，自重十公斤，温升60°左右。负载体重为65公斤一个人时，道路试验情况如下表：

车辆类别	充电一次		平均速度	爬坡	额定功率
						行程	电能消耗
	国内同类型两用车	60公里						0.7～1度	20公里／小时	8°	150瓦
本实用新型的自行车			70公里	约0.8度	21公里／小时	10°	110瓦

电动机在道路试验中效果良好，表现在：

（1）电动机起动力矩大，停车起动和加速的时间短，在加重负载到2个人150公斤或者在10°～12°的斜坡上，自行车都能很快地起步行驶，并且加速到正常行驶速度。

（2）电动机的适应性范围大，负载时额定电流为8～9安培，空载时瞬时电流为6～7安培而负载时瞬时电流可以达到28安培左右；正常工作电压为12伏，但是最低极限电压在7伏时，还能正常工作。

可以看出本实用新型电动机，每次充电耗费电能少而行驶路程较长，动力性能好而加速快；同时结构简单，故障少而使用可靠，体积小安装和调节都很方便。

以下结合附图对本实用新型作进一步的详细描述。

图1是本实用新型用于20吋自行车的一种电动机的纵向剖面图（沿图2B－B线的阶梯剖视）。

图2是图1电动机沿A－A线的横向剖面图。

图3是本实用新型电动机换向器的示意图。

参照图1和图2，电动机外形呈方形，各棱边有45°倒角。机座外壳〔1〕采用软铁材料，截面为正方形，它一端与固定端盖〔15〕焊接，外侧盖有齿轮罩壳〔14〕，另一端与端盖〔5〕螺钉连接，它的底板用螺钉与车架连接。

减速轴〔10〕设置在机座外壳〔1〕和磁极〔2〕之间的空隙里，它的方向与电枢轴〔8〕相平行，两端由端盖〔5〕和〔15〕上的滚动轴承〔9〕支承。减速轴的输入端装有斜齿减速齿轮〔12〕，用半圆键连接。电枢轴〔8〕的减速齿轮〔13〕与减速齿轮〔12〕相啮合，它们沿固定端盖〔15〕外侧安装，如图1所示。用薄钢板制成的齿轮罩壳〔14〕盖住齿轮，用螺钉与固定端盖〔15〕连接。减速齿轮〔13〕、〔12〕的齿数分别为24齿和102齿，减速比近似于1：4。适当地改变它们的比值，例如：26：100、22：104、18：108就可以适用于不同尺寸规格的自行车。

减速轴〔10〕的输出端装有链轮〔11〕，用半圆键连接。链轮〔11〕的位置与电刷〔6〕错开，如图2所示，它的齿数为8齿，通过外壳〔1〕底板上的长方形孔，可与自行车后轮用链条连接。后轮的链轮为22齿。

电动机有四个磁极〔2〕，采用永磁材料压制成形，用粘合剂与外壳〔1〕的内壁粘接，如图2所示对称排列。相邻磁极的间隔距离为7.2毫米，小于电枢线槽的间隔距离。磁极的间隔空隙可以粘入环氧绝缘板来加强外壳〔1〕和磁极〔2〕的刚性。磁极〔2〕的极身宽度大于极靴，极 身长度大于电枢〔3〕约10毫米。磁路的主磁通因软铁的外壳和磁极的形状而得到增强。

电枢〔3〕的长度为60毫米，直径70毫米左右，它们的比值小于1。电枢轴〔8〕两端由轴承〔9〕支承，一端装有换向器〔7〕，另一端装有减速齿轮〔13〕，均与电枢轴〔8〕半圆键连接。电枢20槽，包含20件绕组〔4〕，每槽1件，跨槽数为4槽，每件绕组5匝，采用φ1.3～φ1.5毫米高强度漆包线。

参照图3，换向器〔7〕的直径40毫米，换向片长度23毫米，数量20片，片间间隙为1毫米，每片的方向在外圆面上偏转2°～3°，偏转方向与电枢转动方向相反，如图3所示。

电动机的电刷〔6〕，采用壹对，其位置与链轮〔11〕错开，位于与链轮相邻近两条磁极间隔的连线大体平行的直线上，如图2所示。上端电刷与电源正极相连接，下端电刷与外壳〔1〕相连接。电刷宽度为换向片的1.8倍。电刷〔6〕的底座安装在端盖〔5〕上，其方向必须使电刷〔6〕与换向片偏转方向一致，即使电刷〔6〕与换向片垂直并且以垂直的法线为中心相应旋转2°～3°。这样的偏转便于排除磨屑而提高换向器的电气性能。

换向器〔7〕的改进是适合于电动机的动力性能和电机效率的要求的。同时采用壹对电刷并且利用其空隙安置链轮〔11〕，是符合简化结构，缩小体积的要求的。

Claims (9)

1、一种适用于自行车和其他交通工具作电力驱动的直流电动机，它包括外壳[1]、永磁磁极[2]、电枢[3]和绕组[4]、端盖[5][15]、齿轮罩壳[14]、换向器[7]、电刷[6]、轴承[9]和减速机构，其特征在于机座外壳[1]呈方形，减速机构的减速轴[10]置于由外壳[1]和磁极[2]所限定的空间里，方向与电枢轴[8]平行，减速轴[10]的输入端装有减速被动齿轮[12]，电枢轴[8]的输出端装有减速主动齿轮[13]，它们互相啮合，被动齿轮的齿数大于主动齿轮，沿固定端盖[15]的外壁安装，减速轴输出端的链轮[11]位于换向器[7]与电刷[6]和机座外壳[1]、磁极[2]、端盖[5]所限定的空间里，电动机采用偏转换向片和壹对电刷[6]。

2、如权利要求1所述的电动机，其特征在于机座外壳〔1〕由软铁制成，横截面呈方形，四个磁极〔2〕沿其内壁对称排列。

3、如权利要求1、2所述的电动机，其特征在于减速轴〔10〕两端由端盖〔5〕〔15〕上的轴承〔9〕支承，它的输入端装有的减速齿轮〔12〕，与电枢轴〔8〕的减速齿轮〔13〕都可以更换，它们的减速比为1：4到1：6，齿轮由固定端盖〔15〕上的齿轮罩壳〔14〕盖住。

4、如权利要求3所述的电动机，其特征在于适合20吋自行车用的减速齿轮〔13〕〔12〕齿数比为24：102，链轮〔11〕的齿数为8齿。

5、如权利要求1、4所述的电动机，其特征在于减速齿轮采用斜齿。

6、如权利要求1所述的电动机，其特征在于磁极〔2〕极身宽度大于极靴，极身长度大于电枢，相邻磁极的间隔距离小于电枢〔3〕的线槽间距。

7、如权利要求1所述的电动机，其特征在于电枢长度小于其直径，即其比例小于1。

8、如权利要求1所述的电动机，其特征在于换向器〔7〕的换向片偏转排列，在外圆面上沿电枢轴的平行线偏转2°～3°，偏转方向与电枢〔3〕旋转方向相反。

9、如权利要求1所述的电动机，其特征在于电刷〔6〕的宽度为换向片的1.8倍左右，它们垂直于换向片，而且与换向片偏转的方向一致，它们的连线与邻近链轮两个磁极间隔的连线大体平行。

Images