雙速輪轂電機的製作方法

2023-09-19 13:22:30

專利名稱：雙速輪轂電機的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種雙速輪轂電機。
背景技術：
現階段輪轂電機因其結構簡單、小巧、傳動效率高、安裝方便已經成為電動車驅動電機的主流，但是現有的輪轂電機大多是單速電機，不能改變扭矩，因此在爬坡的時候扭矩不足。隨著技術發展，帶減速箱的輪轂電機出現在市場上，該帶減速箱的輪轂電機的技術已經比較成熟，其使用量不斷上升。但是現有的帶減速箱的輪轂電機在電調速過程中仍存在高效區間不夠寬和爬坡能力不強的問題，並且減速箱結構冗餘，裝配繁瑣。為了解決這個問題，市場上已經發明了利用電機正、反轉來變速的電動車雙速電機。中國專利申請201010198567. 6公開了一種電控變速電動車雙速電機，該電機能夠實現利用電機正、反轉來變速，並且可以通過附加傳動機構，控制可控單向離合器，斷開傳動，產生互鎖，消除自 鎖，實現倒車。但是該發明存在的缺點是結構複雜，零配件多，且必須通過電機的正、反轉來加以實現，製作成本和運行成本均較高。
發明內容本實用新型目的是提供一種結構簡單，裝配方便，且無需電機正、反轉即可實現變速的雙速輪轂電機。本實用新型的技術方案是一種雙速輪轂電機，包括主軸、輪轂外殼和電機，電機包括定子和轉子，所述轉子與同向等速傳動鏈相連，而同向等速傳動鏈經離合器與輪轂外殼相連；其特徵在於所述離合器包括離合器外圈、離合器座，以及藉由同向等速傳動鏈以大、小傳動比分別驅動的大、小內齒圈，所述小內齒圈位於離合器外圈內，離合器座設於離合器外圈和小內齒圈之間，並與輪轂外殼固定，所述大內齒圈與離合器外圈固定；所述離合器座的內、外壁上均按圓周均勻分布若干內裝滾珠且滾珠卡死方向一致的楔形凹槽；還包括若干與外壁楔形凹槽內的滾珠一一對應的滾珠變位機構，這種滾珠變位機構包括將滾珠頂止在楔形凹槽寬部的頂杆及驅動頂杆動作的電執行機構。進一步的，本實用新型中所述離合器座外壁上於每個楔形凹槽的旁邊均設有銷孔，所述電執行機構為電磁執行機構，其包括設於銷孔內的滑銷、用於驅動滑銷於銷孔內活動的電磁線圈和用於滑銷復位的滑銷復位彈簧；所述滑銷上設有與頂杆配合的帶斜面的凹部，當所述滑銷處於第一工作位置時，頂杆可藉由彈力落於凹部內；當滑銷由電磁線圈驅動而活動至第二工作位置時，頂杆藉由滑銷凹部上的斜面頂出。當然，在另一種電磁執行機構的實施方案中，所採用的電磁線圈可以通過改變電流方向而對滑銷實施吸引或排斥，驅動滑銷於銷孔內伸縮活動，從而省去滑銷復位彈簧。進一步的，本實用新型中所述同向等速傳動鏈包括與轉子固定的太陽齒輪、固定在主軸上的行星齒輪支架和通過行星齒輪軸承安裝在行星齒輪支架上並與太陽齒輪嚙合的若干行星齒輪，所述每個行星齒輪均為雙聯齒輪，所述雙聯齒輪中的大齒輪同時與太陽齒輪和大內齒圈嚙合，而雙聯齒輪中的小齒輪則與小內齒圈嚙合，且大齒輪與大內齒圈的傳動比小於小齒輪與小內齒圈的傳動比。由於雙聯齒輪中的大小齒輪轉速相同，故大內齒圈的轉速大於小內齒圈的轉速。更進一步優選的，本實用新型中所述行星輪支架為板狀支架，優選為圓板，所述圓板通過平鍵與主軸固定，並且所述圓板上設有行星齒輪裝配孔，所述行星齒輪通過行星齒輪軸承安裝至行星齒輪裝配孔上。更進一步優選的，本實用新型中所述行星齒輪的數量為三個，且均勻分布於太陽齒輪四周。更進一步優選的，本實用新型中所述太陽齒輪、行星齒輪或內齒圈為高強度塑料齒輪。 進一步優選的，本實用新型中所述離合器座內、外壁上的楔形凹槽的寬部一側與滾珠之間均設有滾珠復位彈簧。進一步優選的，本實用新型中所述電機為內定子外轉子結構。本實用新型中所述的輪轂外殼已經包含一側的輪轂端蓋，具體裝配時離合器座是與輪轂端蓋通過螺釘相固定的。本實用新型的工作原理如下由於大內齒圈和小內齒圈均由雙聯齒輪驅動,故兩者轉動方向相同，但大內齒圈轉速大於小內齒圈轉速。當大內齒圈朝著使離合器座外壁楔形凹槽內的滾珠卡死的方向旋轉時(假設為順時針方向)，大內齒圈將帶動離合器座一起轉動，而此時由於小內齒圈轉速比大內齒圈慢(也即比離合器座轉速慢)，故相對於離合器座而言，小內齒圈相當於朝著使離合器座內壁楔形凹槽內的滾珠鬆脫(滾珠有朝楔形凹槽寬部走的趨勢)的方向旋轉，因此小內齒圈與離合器座之間打滑，互不幹涉，小內齒圈空轉，輪轂外殼完全由大內齒圈以高速帶動旋轉。當滾珠變位機構啟動後，離合器座外壁楔形凹槽內的滾珠被頂止在寬部，這樣當大內齒圈按照順時針方向轉動起來後，滾珠不會對其進行幹涉，從而使得大內齒圈與離合器座之間打滑。而此時小內齒圈順時針旋轉將使得離合器座內壁楔形凹槽內的滾珠卡死，從而帶動離合器座一起旋轉，也即由小內齒圈對轉速起主導作用，帶動輪轂外殼以低速旋轉。本實用新型的優點是本實用新型提供的這種雙速輪轂電機，結構簡單，裝配方便，且無需電機正、反轉即可實現變速，製造成本和運行成本均較低。
以下結合附圖
及實施例對本實用新型作進一步描述圖I為本實用新型的結構主剖視圖；圖2為本實用新型離合器部分的橫截面圖；其中1、主軸；2、輪轂軸承；3、輪轂外殼；4、定子；5、轉子；6、太陽齒輪；7、大齒輪；8、大內齒圈；9、行星齒輪；10、電磁線圈；11、離合器外圈；12、離合器座；13、滑銷；14、滑銷復位彈簧；15、小內齒圈；16、小齒輪；17、行星齒輪軸承；18、行星齒輪支架；19、平鍵；20、楔形凹槽；21、滾珠；22、滾珠復位彈簧；23、頂杆。
具體實施方式
實施例結合圖I、圖2和圖3所示，本實用新型提供的這種雙速輪轂電機，其主軸I上通過輪轂軸承2裝配有輪轂外殼3 (輪轂外殼3已包含一側的輪轂端蓋)，所述輪轂外殼3內設有電機，電機採用內定子外轉子結構，定子4固定在主軸I上，而轉子5與同向等速傳動鏈相連，而同向等速傳動鏈經離合器與輪轂外殼3相連。具體結合圖I、圖2所示，本實施例中所述離合器的組成包括離合器外圈11、離合器座12，以及藉由同向等速傳動鏈以大、小傳動比分別驅動的大、小內齒圈8、15。具體見圖2,所述小內齒圈15位於離合器外圈11內，離合器座12設於離合器外圈11和小內齒圈15之間，並與輪轂外殼3固定,所述大內齒圈8與離合器外圈11固定；所述離合器座12的內、外壁上均按圓周均勻分布三組內裝滾珠21且滾珠21卡死方向一致的楔形凹槽20 ;同時，本實施例中離合器座12內、外壁上的楔形凹槽20的寬部一側與滾珠21之間均設有滾珠復 位彈簧22。所述離合器還包括三個與外壁楔形凹槽20內的滾珠21—一對應的滾珠變位機構，這種滾珠變位機構包括將滾珠21頂止在楔形凹槽20寬部的頂杆23及驅動頂杆23動作的電執行機構。依舊結合圖I、圖2所示，所述離合器座12外壁上於每個楔形凹槽20的旁邊均設有銷孔，所述電執行機構為電磁執行機構，其包括設於銷孔內的滑銷13、用於驅動滑銷13於銷孔內伸縮活動的電磁線圈10和用於滑銷13復位的滑銷復位彈簧14 ;所述滑銷13上設有與頂杆23配合的帶斜面的凹部，當所述滑銷13處於第一工作位置時，頂杆23可藉由彈力落於凹部內；當滑銷13由電磁線圈10驅動而活動至第二工作位置時，頂杆23藉由滑銷13凹部上的斜面頂出。具體結合圖I、圖3所示，本實施例中所述同向等速傳動鏈由與轉子5固定的太陽齒輪6、固定在主軸I上的行星齒輪支架18和通過行星齒輪軸承17安裝在行星齒輪支架18上並與太陽齒輪6嚙合的三個行星齒輪9所構成。所述三個行星齒輪9均勻分布於太陽齒輪6四周。本實施例中所述每個行星齒輪9均為雙聯齒輪，所述雙聯齒輪中的大齒輪7同時與太陽齒輪6和大內齒圈8嚙合，而雙聯齒輪中的小齒輪16則與小內齒圈15嚙合，且大齒輪7與大內齒圈8的傳動比大於小齒輪16與小內齒圈15的傳動比。由於雙聯齒輪中的大、小齒輪7、16轉速相同，故大內齒圈8的轉速大於小內齒圈15的轉速。本實施例中所述行星輪支架18為圓板，所述圓板通過平鍵19與主軸I固定，並且所述圓板上設有三個行星齒輪裝配孔，所述每個行星齒輪9均通過行星齒輪軸承17安裝至相應的行星齒輪裝配孔上。並且本實施例中每個滾珠變位機構中的電磁線圈10均固定在行星輪支架18上。本實施例中所述太陽齒輪6為高強度塑料齒輪，能夠有效降低本實用新型的運轉噪音。本實用新型的工作原理如下由於大內齒圈8和小內齒圈15均由雙聯齒輪驅動，故兩者轉動方向相同，但大內齒圈8轉速大於小內齒圈15轉速。結合圖2所示，當大內齒圈8朝著使離合器座12外壁上的楔形凹槽20內的滾珠21卡死的方向旋轉時(本實施例中為順時針方向)，大內齒圈8將帶動離合器座12—起轉動，而此時由於小內齒圈15轉速比大內齒圈8慢(也即比離合器座12轉速慢)，故相對於離合器座12而言，小內齒圈15相當於朝著使離合器座12內壁上的楔形凹槽20內的滾珠21鬆脫(滾珠有朝楔形凹槽寬部走的趨勢)的方向旋轉，因此小內齒圈15與離合器座12之間打滑，互不幹涉，小內齒圈15空轉，輪轂外殼3完全由大內齒圈8以高速帶動旋轉。當滾珠變位機構啟動後，離合器座12外壁上的楔形凹槽20內的滾珠21被頂止在寬部，這樣當大內齒圈8按照順時針方向轉動起來後，滾珠21不會對其進行幹涉，從而使得大內齒圈8與離合器座12之間打滑。而此時小內齒圈15順時針旋轉將使得離合器座12內壁上的楔形凹槽20內的滾珠21卡死，從而帶動離合器座12 —起旋轉，也即由小內齒圈15對轉速起主導作用，帶動輪轂外殼3以低速旋轉。以上實施例僅為本實用新型其中的一種實施方式，其描述較為具體和詳細，但並不能因此而理解為對本實用新型專利範圍的限制。應當指出的是，對於本領域的普通技術 人員來說，在不脫離本實用新型構思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬於本實用新型的保護範圍。因此，本實用新型專利的保護範圍應以所附權利要求為準。
權利要求1.一種雙速輪轂電機，包括主軸(I)、輪轂外殼(3)和電機，電機包括定子(4)和轉子(5)，所述轉子(5)與同向等速傳動鏈相連，而同向等速傳動鏈經離合器與輪轂外殼(3)相連；其特徵在於所述離合器包括離合器外圈(11)、離合器座(12)，以及藉由同向等速傳動鏈以大、小傳動比分別驅動的大、小內齒圈(8、15)，所述小內齒圈(15)位於離合器外圈(11)內，離合器座(12)設於離合器外圈(11)和小內齒圈(15)之間，並與輪轂外殼(3)固定，所述大內齒圈(8)與離合器外圈(11)固定；所述離合器座(12)的內、外壁上均按圓周均勻分布若干內裝滾珠(21)且滾珠(21)卡死方向一致的楔形凹槽(20);還包括若干與外壁楔形凹槽(20)內的滾珠(21) —一對應的滾珠變位機構，這種滾珠變位機構包括將滾珠(21)頂止在楔形凹槽(20)寬部的頂杆(23)及驅動頂杆(23)動作的電執行機構。
2.根據權利要求I所述的雙速輪轂電機，其特徵在於所述離合器座(12)外壁上於每個楔形凹槽(20)的旁邊均設有銷孔，所述電執行機構為電磁執行機構，其包括設於銷孔內的滑銷(13)、用於驅動滑銷(13)於銷孔內活動的電磁線圈(10)和用於滑銷(13)復位的滑銷復位彈簧(14);所述滑銷(13)上設有與頂杆(23)配合的帶斜面的凹部，當所述滑銷(13)處於第一工作位置時，頂杆(23)可藉由彈力落於凹部內；當滑銷(13)由電磁線圈(10)驅動而活動至第二工作位置時，頂杆(23)藉由滑銷(13)凹部上的斜面頂出。
3.根據權利要求I所述的雙速輪轂電機，其特徵在於所述離合器座(12)外壁上於每個楔形凹槽(20)的旁邊均設有銷孔，所述電執行機構為電磁執行機構，其包括設於銷孔內的滑銷(13)和用於驅動滑銷(13)於銷孔內伸縮活動的電磁線圈(10);所述滑銷(13)上設有與頂杆(23)配合的帶斜面的凹部，當所述滑銷(13)處於第一工作位置時，頂杆(23)可藉由彈力落於凹部內；當滑銷(13)由電磁線圈(10)驅動而活動至第二工作位置時，頂杆(23)藉由滑銷(13)凹部上的斜面頂出。
4.根據權利要求I或2或3所述的雙速輪轂電機，其特徵在於所述同向等速傳動鏈包括與轉子(5)固定的太陽齒輪(6)、固定在主軸(I)上的行星齒輪支架(18)和通過行星齒輪軸承(17)安裝在行星齒輪支架(18)上並與太陽齒輪(6)嚙合的若干行星齒輪(9)，所述每個行星齒輪(9)均為雙聯齒輪，所述雙聯齒輪中的大齒輪(7)同時與太陽齒輪(6)和大內齒圈(8)嚙合，而雙聯齒輪中的小齒輪(16)則與小內齒圈(15)嚙合，且大齒輪(7)與大內齒圈(8)的傳動比小於小齒輪(16)與小內齒圈(15)的傳動比。
5.根據權利要求4所述的雙速輪轂電機，其特徵在於所述行星輪支架(18)為板狀支架，所述圓板通過平鍵(19)與主軸(I)固定，並且所述板狀支架上設有行星齒輪裝配孔，所述行星齒輪(9)通過行星齒輪軸承(17)安裝至行星齒輪裝配孔上。
6.根據權利要求4所述的雙速輪轂電機，其特徵在於所述行星齒輪(9)的數量為三個，且均勻分布於太陽齒輪(6)四周。
7.根據權利要求4所述的電動車雙速電機，其特徵在於，所述太陽齒輪(6)、行星輪或內齒圈為高強度塑料齒輪。
8.根據權利要求I或2或3所述的雙速輪轂電機，其特徵在於所述離合器座(12)內、外壁上的楔形凹槽(20)的寬部一側與滾珠(21)之間均設有滾珠復位彈簧(22)。
9.根據權利要求I或2或3所述的雙速輪轂電機，其特徵在於所述電機為內定子外轉子結構。
專利摘要本實用新型公開了一種雙速輪轂電機，包括主軸、輪轂外殼和電機，電機包括定子和轉子，轉子與同向等速傳動鏈相連，而同向等速傳動鏈經離合器與輪轂外殼相連；離合器包括離合器外圈、離合器座，及由同向等速傳動鏈以大、小傳動比分別驅動的大、小內齒圈，小內齒圈位於離合器外圈內，離合器座設於離合器外圈和小內齒圈之間，並與輪轂外殼固定，大內齒圈與離合器外圈固定；離合器座的內、外壁上均按圓周均勻分布若干內裝滾珠且滾珠卡死方向一致的楔形凹槽；還包括若干與外壁楔形凹槽內的滾珠一一對應的滾珠變位機構，它包括將滾珠頂止在楔形凹槽寬部的頂杆及用於驅動頂杆動作的電執行機構。本實用新型結構簡單，且無需電機正、反轉即可實現變速。
文檔編號H02K7/116GK202696364SQ20122028841
公開日2013年1月23日 申請日期2012年6月19日 優先權日2012年6月19日
發明者熊子儒 申請人:蘇州雄大電機有限公司