微型電動(dòng)自行車輪轂電機(jī)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種微型電動(dòng)自行車輪轂電機(jī)，其特征是：主軸包括右側(cè)主軸和左側(cè)主軸，左側(cè)主軸的右端呈法蘭盤式階梯軸，所述法蘭盤式階梯軸與軸承固接，軸承的外圈與內(nèi)齒圈內(nèi)圓固接，所述內(nèi)齒圈內(nèi)齒與行星齒輪嚙合，行星齒輪中心孔通過軸承支撐在偏心軸上，偏心軸通過軸承支撐在右側(cè)主軸上，右側(cè)主軸與左側(cè)主軸插接并通過軸承支撐構(gòu)成整體主軸，偏心軸外側(cè)端連接有轉(zhuǎn)子，定子與右側(cè)主軸鍵接，內(nèi)齒圈外圓滑動(dòng)連接有超越離合器，其外圓與主外殼固接，行星齒輪端面固接有銷軸，左側(cè)主軸的法蘭盤式階梯軸上沿其軸向設(shè)有銷軸孔，所述銷軸插入銷軸孔中。有益效果：本發(fā)明采用的正減速比或負(fù)減速比減速輸出動(dòng)力結(jié)構(gòu)，可以使電機(jī)外徑尺寸及重量顯著減小。
【專利說明】
微型電動(dòng)自行車輪轂電機(jī)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于電動(dòng)自行車輪轂電機(jī)，尤其涉及一種微型電動(dòng)自行車輪轂電機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，電動(dòng)自行車輪轂電機(jī)有直驅(qū)電機(jī)和減速電機(jī)兩種。為了保證騎行所需要的驅(qū)動(dòng)扭矩，直驅(qū)電機(jī)必須將電機(jī)尺寸加大才能滿足扭矩要求，因此直驅(qū)電機(jī)一般都很笨重，不能滿足小型化、輕量化的市場需求。為了滿足市場需求，廠商又推出一款內(nèi)部帶有行星減速結(jié)構(gòu)的減速輪轂電機(jī)，大幅減小了電機(jī)的外形尺寸。直驅(qū)輪轂電機(jī)由直徑Φ 160-200mm減小到了 Φ 100-120mm。如上，雖然有了不小的進(jìn)步，但是消費(fèi)者的小型化輕量化需求也隨之提高，要求更小的輪轂電機(jī)，但是現(xiàn)有行星減速結(jié)構(gòu)的減速電機(jī)結(jié)構(gòu)為:中心有一個(gè)主動(dòng)件太陽輪，太陽輪周圍均布有三個(gè)行星輪與太陽輪外嚙合，三個(gè)行星輪同時(shí)與行星輪外圍的齒圈內(nèi)嚙合，因此現(xiàn)有行星減速輪轂電機(jī)的徑向尺寸必須大于太陽輪直徑加上兩個(gè)行星輪直徑再加上齒圈厚度和外殼厚度。上述幾個(gè)零件中，太陽輪受到電機(jī)主軸尺寸和最小齒數(shù)限制，行星輪受到行星輪支撐軸承(軸承內(nèi)徑8、外徑22mm、厚度7mm)大小限制。降低齒輪模數(shù)可減小一定尺寸，但是電動(dòng)自行車電機(jī)不僅要傳遞運(yùn)動(dòng)而且要求傳遞較大功率(一般為250瓦左右)。因此齒輪模數(shù)也不能過小。例如，上述行星減速結(jié)構(gòu)中，行星輪和內(nèi)齒圈為內(nèi)嚙合，嚙合齒數(shù)為2-3齒，而行星輪和太陽輪為外嚙合，嚙合齒數(shù)只有I齒，因此行星輪與太陽輪嚙合處為最薄弱環(huán)節(jié)，即便采用三個(gè)行星輪，同時(shí)嚙合齒數(shù)也只有3個(gè)齒，因此齒輪模數(shù)一般為1.0以上，以防止斷齒。受到上述條件的限制，輪轂電機(jī)尺寸無法進(jìn)一步縮小，小型化進(jìn)程遇到了瓶頸，停滯不前。輪轂電機(jī)尺寸進(jìn)一步小型化成為行業(yè)亟待解決的難題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于克服上述技術(shù)的不足，而提供一種微型電動(dòng)自行車輪轂電機(jī)，使輪轂電機(jī)直徑減小到Φ 70-73mm，突破現(xiàn)有技術(shù)瓶頸，大幅縮小了電機(jī)整體尺寸，很好地滿足了市場需求。
[0004]本發(fā)明為實(shí)現(xiàn)上述目的，采用以下技術(shù)方案:一種微型電動(dòng)自行車輪轂電機(jī)，包括主軸、定子、轉(zhuǎn)子、主外殼和端蓋構(gòu)成的輪轂電機(jī)外殼，其特征是:所述主軸包括右側(cè)主軸和左側(cè)主軸，所述左側(cè)主軸形狀呈三段式階梯軸，左側(cè)主軸的右端呈法蘭盤式階梯軸，所述法蘭盤式階梯軸與內(nèi)齒圈支撐軸承的內(nèi)圈固接，所述內(nèi)齒圈支撐軸承的外圈與內(nèi)齒圈內(nèi)圓固接，所述內(nèi)齒圈內(nèi)齒與行星齒輪嚙合，所述行星齒輪中心孔通過行星齒輪支撐軸承支撐在偏心軸上，偏心軸通過偏心軸支撐左側(cè)軸承和偏心軸支撐右側(cè)軸承支撐在右側(cè)主軸上，右側(cè)主軸與左側(cè)主軸中心孔插接構(gòu)成整體主軸，左側(cè)主軸與偏心軸之間的右側(cè)主軸上固接有偏心軸側(cè)擋軸承，所述偏心軸外側(cè)端連接有轉(zhuǎn)子，所述定子與右側(cè)主軸鍵接，所述內(nèi)齒圈外圓滑動(dòng)連接有超越離合器，超越離合器外圓與主外殼固接，輪轂電機(jī)外殼通過端蓋支撐軸承和主外殼支撐軸承支撐在整體主軸上，所述行星齒輪端面均布并固接有若干個(gè)銷軸，左側(cè)主軸的法蘭盤式階梯軸上沿其軸向?qū)?yīng)銷軸位置設(shè)有銷軸孔，所述銷軸插入銷軸孔中；行星齒輪在內(nèi)齒圈內(nèi)只能以偏心軸為中心、偏心距為公轉(zhuǎn)半徑的公轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，構(gòu)成正傳動(dòng)比的減速輸出動(dòng)力結(jié)構(gòu)。
[0005]所述內(nèi)齒圈與左側(cè)主軸固定成整體，所述超越離合器外圓與主外殼固接，超越離合器內(nèi)圓滑動(dòng)連接有動(dòng)力輸出圓盤，所述動(dòng)力輸出圓盤沿其軸向設(shè)有若干動(dòng)力輸出圓盤銷軸孔，所述動(dòng)力輸出圓盤銷軸孔對應(yīng)插接行星齒輪端面的銷軸，行星齒輪在內(nèi)齒圈內(nèi)既能以偏心軸為中心、偏心距為半徑的公轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，同時(shí)又作自轉(zhuǎn)，構(gòu)成負(fù)傳動(dòng)比的減速輸出動(dòng)力結(jié)構(gòu)。
[0006]所述偏心軸上固接有平衡塊。
[0007]所述銷軸孔及與其插接的銷軸數(shù)量為3-8個(gè)。
[0008]有益效果:與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明采用的順時(shí)針方向或逆時(shí)針方向的減速輸出動(dòng)力結(jié)構(gòu)，可以使電機(jī)外徑尺寸及重量顯著減小。按照電動(dòng)自行車的前叉及后叉寬度標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)軸向尺寸，安裝在自行車后，幾乎察覺不出電機(jī)的存在，其輸出功率以及齒輪嚙合強(qiáng)度均達(dá)到自行車的標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)而滿足了輕量化小型化的市場需求。
【附圖說明】
[0009]圖1是實(shí)施例1的縱向剖視圖；
[0010]圖2是實(shí)施例1的A-A向剖視圖；
[0011]圖3是實(shí)施例1的B-B向剖視圖；
[0012]圖4是實(shí)施例1的減速機(jī)構(gòu)爆炸圖；
[0013]圖5是實(shí)施例2的縱向剖視圖；
[0014]圖6是實(shí)施例2的C-C向剖視圖；
[0015]圖7是實(shí)施例2的D-D向剖視圖。
[0016]圖中:1、右側(cè)主軸，2、定子，3、轉(zhuǎn)子，4、偏心軸，5、偏心軸支撐右側(cè)軸承，5-1、偏心軸支撐左側(cè)軸承，5-2、偏心軸側(cè)擋軸承，6、行星齒輪支撐軸承，7、行星齒輪，8、銷軸，9、內(nèi)齒圈，10、內(nèi)齒圈支撐軸承，11、左側(cè)主軸，11-1、銷軸孔，12、主外殼，13、主外殼支撐軸承，14、超越離合器，15、端蓋，16、端蓋支撐軸承，17、平衡塊，18、動(dòng)力輸出圓盤，18-1、動(dòng)力輸出圓盤銷軸孔。
【具體實(shí)施方式】
[0017]下面結(jié)合較佳實(shí)施例詳細(xì)說明本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】。
[0018]實(shí)施例1
[0019]詳見附圖1、4，一種微型電動(dòng)自行車輪轂電機(jī)，包括主軸、定子2、轉(zhuǎn)子3、主外殼12和端蓋15構(gòu)成的輪轂電機(jī)外殼，所述主軸包括右側(cè)主軸I和左側(cè)主軸11，所述左側(cè)主軸形狀呈三段式階梯軸，左側(cè)主軸的右端呈法蘭盤式階梯軸，所述法蘭盤式階梯軸與內(nèi)齒圈支撐軸承10的內(nèi)圈固接，所述內(nèi)齒圈支撐軸承的外圈與內(nèi)齒圈9內(nèi)圓固接，所述內(nèi)齒圈內(nèi)齒與行星齒輪7嚙合，所述行星齒輪中心孔通過行星齒輪支撐軸承6支撐在偏心軸4上，偏心軸通過偏心軸支撐左側(cè)軸承5-1和偏心軸支撐右側(cè)軸承5支撐在右側(cè)主軸上，右側(cè)主軸與左側(cè)主軸中心孔插接構(gòu)成整體主軸，左側(cè)主軸與偏心軸之間的右側(cè)主軸上固接有偏心軸側(cè)擋軸承5-2，其起到限制轉(zhuǎn)子微小跳動(dòng)和軸向竄動(dòng)的作用，避免噪音，旋轉(zhuǎn)平穩(wěn)。所述偏心軸外側(cè)端連接有轉(zhuǎn)子，所述定子與右側(cè)主軸鍵接，所述內(nèi)齒圈外圓滑動(dòng)連接有超越離合器14，超越離合器外圓與主外殼固接，輪轂電機(jī)外殼通過端蓋支撐軸承16和主外殼支撐軸承13支撐在整體主軸上，所述行星齒輪端面均布并固接有若干個(gè)銷軸8，本實(shí)施例銷軸數(shù)量為8個(gè)。左側(cè)主軸的法蘭盤式階梯軸上沿其軸向?qū)?yīng)銷軸位置設(shè)有銷軸孔11-1，所述銷軸插入銷軸孔中；行星齒輪在內(nèi)齒圈內(nèi)只能以偏心軸為中心、偏心距為公轉(zhuǎn)半徑的公轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，構(gòu)成正傳動(dòng)比的減速輸出動(dòng)力結(jié)構(gòu)。為了消除偏心產(chǎn)生的振動(dòng)，在偏心軸上安裝平衡塊17，保證動(dòng)平衡。
[0020]工作過程及原理
[0021]偏心軸給行星齒輪輸入動(dòng)力，行星齒輪與內(nèi)齒輪嚙合，行星齒輪的銷軸插入左側(cè)主軸的銷軸孔，并通過超越離合器輸出動(dòng)力構(gòu)成的結(jié)構(gòu)
[0022]實(shí)施例1中，如圖1-3所示，轉(zhuǎn)子帶動(dòng)偏心軸順時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)，固接于行星齒輪的銷軸插入到左側(cè)主軸銷軸孔內(nèi)，且左側(cè)主軸固定不動(dòng)，限制住了行星齒輪的自轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，行星齒輪在內(nèi)齒圈內(nèi)只能以偏心軸為中心、偏心距為公轉(zhuǎn)半徑作順時(shí)針方向的公轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；又由于行星齒輪齒數(shù)比內(nèi)齒圈齒數(shù)少3個(gè)齒，迫使內(nèi)齒圈作順時(shí)針低速旋轉(zhuǎn)。此時(shí)內(nèi)齒圈低速旋轉(zhuǎn)減速比為:行星齒輪Zl =45，內(nèi)齒圈Z2 = 48，減速比i=Z2/(Z2-Zl) =48/(48-45) = 16。傳動(dòng)比為正數(shù)，即主外殼旋轉(zhuǎn)方向與偏心軸旋轉(zhuǎn)方向相同。動(dòng)力輸出零件為內(nèi)齒圈，內(nèi)齒圈的順時(shí)針低速轉(zhuǎn)動(dòng)通過超越離合器傳遞到主外殼，驅(qū)動(dòng)車輪。為了消除偏心產(chǎn)生的振動(dòng)，在偏心軸上安裝平衡塊，保證動(dòng)平衡。
[0023]本發(fā)明將少齒差減速機(jī)構(gòu)原理應(yīng)用于電動(dòng)自行車輪轂電機(jī)內(nèi)部，突破了現(xiàn)有行星減速輪轂電機(jī)所受到的太陽輪、行星輪尺寸及齒輪模數(shù)的限制，將電機(jī)內(nèi)部減速結(jié)構(gòu)尺寸縮小到極致。首先，沒有太陽輪，只有一個(gè)行星輪和一個(gè)內(nèi)齒圈，而且內(nèi)齒圈與行星輪齒數(shù)只差3個(gè)齒，即整個(gè)減速機(jī)構(gòu)徑向尺寸只是比行星齒輪略大一些，比現(xiàn)有減速輪轂電機(jī)大幅縮小了徑向尺寸。其次，行星齒輪與內(nèi)齒圈齒數(shù)相差只有3個(gè)齒(行星齒輪45齒，內(nèi)齒圈48齒)，因此同時(shí)嚙合的齒數(shù)較多，達(dá)到8-9個(gè)齒，而且為了使行星齒輪和內(nèi)齒圈在只相差3個(gè)齒的條件下無齒間干涉嚙合(漸開線干涉、過渡干涉、齒頂相碰、齒頂干涉、徑向干涉)，將內(nèi)齒圈及行星齒輪降低齒頂高系數(shù)(1.0—0.8)并正變位處理，齒厚加大，從而承載能力大大提高，不僅齒輪模數(shù)可以降至1.0，而且斷齒可靠性卻比現(xiàn)有減速輪轂電機(jī)反而提高。
[0024]實(shí)施例2
[0025]詳見附圖5，本發(fā)明的又一優(yōu)選方案是，所述內(nèi)齒圈與左側(cè)主軸固定成整體，所述超越離合器外圓與主外殼固接，超越離合器內(nèi)圓滑動(dòng)連接有動(dòng)力輸出圓盤18，所述動(dòng)力輸出圓盤沿其軸向設(shè)有若干動(dòng)力輸出圓盤銷軸孔18-1，所述動(dòng)力輸出圓盤銷軸孔對應(yīng)插接行星齒輪端面的銷軸，所述動(dòng)力輸出圓盤銷軸孔及與其插接的銷軸數(shù)量為3-8個(gè)。本實(shí)施例為8個(gè)。行星齒輪在內(nèi)齒圈內(nèi)既能以偏心軸為中心、偏心距為半徑的公轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，同時(shí)又作自轉(zhuǎn)，構(gòu)成負(fù)傳動(dòng)比的減速輸出動(dòng)力結(jié)構(gòu)。為了消除偏心產(chǎn)生的振動(dòng)，在偏心軸上安裝平衡塊，保證動(dòng)平衡。
[0026]工作過程及原理
[0027]實(shí)施例2中，如圖5-7所示，轉(zhuǎn)子帶動(dòng)偏心軸逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)，由于內(nèi)齒圈與左軸固接固定不動(dòng)，行星齒輪在內(nèi)齒圈內(nèi)以偏心軸為中心、偏心距為公轉(zhuǎn)半徑作逆時(shí)針方向公轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；又由于行星齒輪齒數(shù)比內(nèi)齒圈齒數(shù)少3個(gè)齒，使行星齒輪同時(shí)作順時(shí)針方向的低速自轉(zhuǎn)。此時(shí)行星齒輪低速自轉(zhuǎn)減速比為:行星齒輪Zl = 45，內(nèi)齒圈Z2 = 48，減速比i=-Zl/(Z2-Zl) =-45/(48-45) =-15。傳動(dòng)比為負(fù)數(shù)，即主外殼旋轉(zhuǎn)方向與偏心軸旋轉(zhuǎn)方向相反。固接于行星齒輪的銷軸插入到動(dòng)力輸出圓盤銷軸孔內(nèi)，行星齒輪的自轉(zhuǎn)通過動(dòng)力輸出圓盤及超越離合器傳遞到主外殼，驅(qū)動(dòng)車輪。動(dòng)力輸出零件為動(dòng)力輸出圓盤。為了消除偏心產(chǎn)生的振動(dòng)，在偏心軸上安裝平衡塊，保證動(dòng)平衡。
[0028]上述參照實(shí)施例對該一種微型電動(dòng)自行車輪轂電機(jī)進(jìn)行的詳細(xì)描述，是說明性的而不是限定性的，可按照所限定范圍列舉出若干個(gè)實(shí)施例，因此在不脫離本發(fā)明總體構(gòu)思下的變化和修改，應(yīng)屬本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種微型電動(dòng)自行車輪轂電機(jī)，包括主軸、定子、轉(zhuǎn)子、主外殼和端蓋構(gòu)成的輪轂電機(jī)外殼，其特征是:所述主軸包括右側(cè)主軸和左側(cè)主軸，所述左側(cè)主軸形狀呈三段式階梯軸，左側(cè)主軸的右端呈法蘭盤式階梯軸，所述法蘭盤式階梯軸與內(nèi)齒圈支撐軸承的內(nèi)圈固接，所述內(nèi)齒圈支撐軸承的外圈與內(nèi)齒圈內(nèi)圓固接，所述內(nèi)齒圈內(nèi)齒與行星齒輪嚙合，所述行星齒輪中心孔通過行星齒輪支撐軸承支撐在偏心軸上，偏心軸通過偏心軸支撐左側(cè)軸承和偏心軸支撐右側(cè)軸承支撐在右側(cè)主軸上，右側(cè)主軸與左側(cè)主軸中心孔插接構(gòu)成整體主軸，左側(cè)主軸與偏心軸之間的右側(cè)主軸上固接有偏心軸側(cè)擋軸承，所述偏心軸外側(cè)端連接有轉(zhuǎn)子，所述定子與右側(cè)主軸鍵接，所述內(nèi)齒圈外圓滑動(dòng)連接有超越離合器，超越離合器外圓與主外殼固接，輪轂電機(jī)外殼通過端蓋支撐軸承和主外殼支撐軸承支撐在整體主軸上，所述行星齒輪端面均布并固接有若干個(gè)銷軸，左側(cè)主軸的法蘭盤式階梯軸上沿其軸向?qū)?yīng)銷軸位置設(shè)有銷軸孔，所述銷軸插入左側(cè)主軸銷軸孔中；行星齒輪在內(nèi)齒圈內(nèi)只能以偏心軸為中心、偏心距為公轉(zhuǎn)半徑的公轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，構(gòu)成正傳動(dòng)比的減速輸出動(dòng)力結(jié)構(gòu)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微型電動(dòng)自行車輪轂電機(jī)，其特征是:所述內(nèi)齒圈與左側(cè)主軸固定成整體，所述超越離合器外圓與主外殼固接，超越離合器內(nèi)圓滑動(dòng)連接有動(dòng)力輸出圓盤，所述動(dòng)力輸出圓盤沿其軸向設(shè)有若干動(dòng)力輸出圓盤銷軸孔，所述動(dòng)力輸出圓盤銷軸孔對應(yīng)插接行星齒輪端面的銷軸，行星齒輪在內(nèi)齒圈內(nèi)既能以偏心軸為中心、偏心距為半徑的公轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，同時(shí)又作自轉(zhuǎn)，構(gòu)成負(fù)傳動(dòng)比的減速輸出動(dòng)力結(jié)構(gòu)。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的微型電動(dòng)自行車輪轂電機(jī)，其特征是:所述偏心軸上固接有平衡塊。4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的微型電動(dòng)自行車輪轂電機(jī)，其特征是:所述銷軸孔及與其插接的銷軸數(shù)量為3-8個(gè)。
【文檔編號】F16H1/32GK105932822SQ201610520929
【公開日】2016年9月7日
【申請日】2016年7月5日
【發(fā)明人】嚴(yán)振華
【申請人】天津迪思科博科技發(fā)展有限公司