一種電動自行車輪轂電機的製作方法
2023-09-16 10:28:15 3
專利名稱：一種電動自行車輪轂電機的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種電動自行車的動力和傳動裝置。具體地說是一種電動自行車 輪轂電動機。
背景技術：
目前市場上一種輪轂電機採用行星齒輪減速機構形式的電動自行車實現二級減 速，從而產生大扭矩。採用離合器使得輪轂的滑行功能大大增強，大大改善了騎行功能，而 且其續行裡程得到很大提高。但還存在一些缺陷主要是1、離合器多採用棘爪式或滾柱式 結構。棘爪式離合器反向制動力太大，電動車剎車時電機軸反向轉動，造成聯接鬆動易產生 安全隱患，並產生異響。滾柱式離合器雖然解決了棘爪式離合器的問題，但是同心度差、使 用壽命短、易打滑，離合作用差。2、離合器為非標件，須經過特殊加工，其維修更換不方便。輪轂電機的傳動系統包括固定在電機轉子上、套在主軸上的太陽齒輪，與太陽齒 輪嚙合的三個行星齒輪，固定在輪轂外殼上與三個行星齒輪嚙合的內齒圈；而三個行星齒 輪分別通過行星輪軸承安裝在行星軸11上，行星軸11分別固定在離合器上，離合器的內圈 通過鍵槽固定在主軸上。現有的離合器包括內圈的固定圈151和外圈的本體152 (圖8)，固定圈151固定在 電機的主軸上，三個行星軸11固定在本體152上，本體152上設有開口朝向固定圈151的 本體凹槽153，本體凹槽153的側壁至固定圈151有間距156，間距156沿著電動車前進時 的本體152的運動方向逐漸增大，本體凹槽153內設有離合器滾柱154，離合器滾柱154的 直徑介於間距156的最大值與最小值之間，本體152上設有切向孔155，切向孔155由內而 外依次設有頂杆157、頂杆彈簧158、悶頭159。頂杆157逆著電動車前進時離合器滾柱154 的轉動方向頂在離合器滾柱154上。當電動車開動時，離合器的本體152和固定圈151卡 緊，固定在本體152的行星軸11上之行星齒輪只能在太陽齒輪的帶動下作自轉。行星齒輪 自轉時通過內齒圈帶動輪轂外殼轉動，使電動車向前運動。以上不難發現離合器的構造很複雜，而且其凹槽和頂杆的布局限制其僅能以三個 滾柱的作用力使離合器的本體152和固定圈151卡緊，其結合力還顯單薄，致使車輛容易出 現打滑現象。另外，離合器屬非標準件，製作困難，想更換離合器相當不易。專利號為ZL200920201814. 6的專利技術，以單向軸承加行星齒輪支架來代替上 述「離合器」，效果明顯。單向軸承的同心度高、承載能力大，所以使輪轂電機運轉平穩、不易 打滑，使用壽命長。單向軸承屬標準件，使維修更換變得簡單方便。但上述專利技術還存在進一步改進的地方。如，單向軸承鑲入行星齒輪支架13中 (圖6、7)，單向軸承的外圈121』與行星齒輪支架13以平鍵131連接，行星齒輪支架13上 設置三個行星軸，這使單向軸承與行星齒輪支架配合後的同心度及垂直度還不夠好，導致 電機運轉時平穩性還不夠。另外，單向軸承雖然是定型的現有技術，但單向軸承的零部件， 如外圈和行星齒輪支架得分別製作和安裝。如果，行星齒輪支架和單向軸承外圈能製作成 一體式結構，這不僅給製作和安裝帶來了簡便，更重要的是單向軸承外圈與行星齒輪支架的一體化能提高單向軸承與行星齒輪支架的同心度及垂直度，進而改善電機運轉時的平穩 性，最後進一步提高電動自行車行駛的平穩性和舒適性。
發明內容本實用新型之目的是彌補上述之不足，向社會公開一種以結構簡單，將單向軸承 外圈和行星齒輪支架融合為一體的單向軸承型離合體，以進一步提高單向軸承與行星齒輪 支架的同心度及垂直度，進而進一步改善電機運轉時平穩性，承載能力和使用壽命。本實用新型的技術方案是這樣實現的一種電動自行車輪轂電機，包括主軸，通過軸承安裝在主軸上的輪轂外殼，輪轂外 殼內一側的電機，所述電機採用內定子外轉子結構，定子通過鍵槽固定在主軸上，轉子通過 兩檔軸承安裝在主軸上，轉子上固定有套在主軸上的太陽齒輪，太陽齒輪嚙合有三個行星 齒輪，三個行星齒輪與固定在輪轂外殼內壁上的內齒圈嚙合，行星齒輪分別通過行星齒輪 軸承安裝在行星軸上；其特徵在於所述的輪轂外殼內另一側的所述主軸上套裝固定著一 個單向軸承型離合器，該單向軸承型離合器包括單向軸承內圈、外圍帶行星齒輪支架的單 向軸承外圈和所述單向軸承內圈與外圍帶行星齒輪支架的單向軸承外圈之間的單向軸承 卡緊機構，所述的單向軸承內圈套裝固定在主軸上，所述的外圍帶行星齒輪支架的單向軸 承外圈上均等地固定安裝著所述的三個行星軸。所述的單向軸承內圈和外圍帶行星齒輪支架的單向軸承外圈之間的單向軸承卡 緊機構是楔塊式卡緊機構或滾柱式卡緊機構。所述的楔塊式卡緊機構主要包括設置於所述的單向軸承內圈和外圍帶行星齒輪 支架的單向軸承外圈之間一個起支撐作用的楔塊保持架、設於所述的楔塊保持架中的6-10 個楔塊和分別與楔塊配合的6-10個楔塊彈簧及多個鋼球。所述的滾柱式卡緊機構主要包括設置於所述的單向軸承內圈和外圍帶行星齒輪 支架的單向軸承外圈之間的一個起支撐作用的滾柱保持架和滾柱保持架中的8-12個滾柱 及分別與滾柱配合的8-12個滾柱彈簧，設於所述外圍帶行星齒輪支架的單向軸承外圈的 內壁上的與滾柱相同數目的凹槽；所述凹槽的深度沿順時針的方向逐漸增大。本實用新型的優點是由於原離合器的離合是通過離合器外圈的本體三個凹槽中的三顆滾柱在離合器 外圈的本體內壁及離合器內圈的固定圈外壁之間的鬆弛或卡緊來實現，而本實用新型單向 軸承型離合器的離合是通過單向軸承內圈之外壁與外圈之內壁之間的多個楔塊或多個滾 柱來實現，因此，原離合器壁之間幾點接觸的摩擦力大大小於本實用新型單向軸承型離合 器多點接觸的摩擦力。所以，使用原離合器時，電動車容易出現打滑現象；而單向軸承型離 合器承載能力很強，能承受的扭矩比原離合器高出很多，使輪轂電動機不易出現離合過程 中因承載能力不夠而出現打滑現象，其強度和可靠性大大增強，使用壽命也得到了提高；由於本實用新型是單向軸承型離合器，離合功能體現了單向軸承的特點，又因本 實用新型的外圈外圍帶行星齒輪支架，將原單向軸承外圈與行星齒輪支架形成統一整體， 其同心度和垂直度比原單向軸承加行星齒輪支架式的有進一步提高，從而使輪轂電動機運 轉進一步平穩；由於單向軸承採用的是多楔塊式傳動或多滾柱式傳動，反向制動力很小，不易出現電機軸因反向制動而反向轉動的現象；又由於本實用新型是單向軸承型離合器，其外圍帶行星齒輪支架的外圈在製作中 比外圈和行星齒輪支架分別製作要方便，在安裝工序上也較前簡易。
圖1是本實用新型實施例整體結構示意圖(剖面圖)；圖2是本實用新型單向軸承是楔塊式時，單向軸承型離合器的結構示意圖(主視 圖)；圖3是圖2左視時的剖面圖；圖4是本實用新型單向軸承是滾柱式時，單向軸承型離合器的結構示意圖(主視 圖)；圖5是圖4左視時的剖面圖；圖6、圖7是二種「單向軸承加行星齒輪支架」代替離合器技術的結構示意圖(局 部剖視)；圖8是現有技術中離合器的結構示意圖。
具體實施方式
說明書和附圖中各附圖標記名稱是主軸1、軸承2、輪轂外殼3、定子4、轉子5、兩檔軸承6、太陽齒輪7、三個行星齒 輪8、內齒圈9、行星齒輪軸承10、行星軸11、單向軸承型離合器12、外圍帶行星齒輪支架的 單向軸承外圈121、單向軸承外圈121』、單向軸承內圈122、楔塊123、楔塊保持架124、楔塊 彈簧125、鋼球126、滾柱127、滾柱保持架128、凹槽1281、滾柱彈簧129、行星齒輪支架13、 平鍵131、固定圈151、本體152、本體凹槽153、離合器滾柱154、切向孔155、間距156、頂杆 157、頂杆彈簧158、悶頭159。
以下結合附圖進一步詳細描述本實用新型。實施例1如圖1所示一種電動自行車輪轂電機，包括主軸1，通過軸承2安裝在主軸1上的 輪轂外殼3，輪轂外殼3內一側的電機，所述電機採用內定子外轉子結構，定子4通過鍵槽固 定在主軸1上，轉子5通過兩檔軸承6安裝在主軸1上，轉子5上固定有套在主軸1上的太 陽齒輪7，太陽齒輪7嚙合有三個行星齒輪8，三個行星齒輪8與固定在輪轂外殼3內壁上 的內齒圈9嚙合，行星齒輪8分別通過行星齒輪軸承10安裝在行星軸11上；其特徵在於 所述的輪轂外殼3內另一側的所述主軸1上套裝固定著一個單向軸承型離合器12，該單向 軸承型離合器12包括單向軸承內圈122、外圍帶行星齒輪支架的單向軸承外圈121和所 述單向軸承內圈與外圍帶行星齒輪支架的單向軸承外圈之間的單向軸承卡緊機構，所述的 單向軸承內圈套裝固定在主軸1上，所述的外圍帶行星齒輪支架的單向軸承外圈121上均 等地固定安裝著所述的三個行星軸11。所述的單向軸承內圈和外圍帶行星齒輪支架的單向軸承外圈之間的單向軸承卡 緊機構是楔塊式卡緊機構。楔塊式卡緊機構主要包括設置於單向軸承內圈和外圍帶行星齒輪支架的單向軸承外圈之間一個起支撐作用的楔塊保持架124、設於楔塊保持架中的八個楔塊123 (圖2)和 分別與楔塊配合的八個楔塊彈簧125及多個鋼球126。當電機轉動時，外圍帶行星齒輪支架的單向軸承外圈121有一個逆時針轉動的趨 勢，該趨勢使楔塊式單向軸承內的楔塊123在楔塊彈簧125的推力下將外圍帶行星齒輪支 架的單向軸承外圈121和單向軸承內圈122卡緊(圖2)。而由於單向軸承內圈122通過鍵 槽與主軸1固定，所以此時的外圍帶行星齒輪支架的單向軸承外圈121也相對於主軸1固 定，導致三個行星軸11上的行星齒輪8隻能在太陽齒輪7的帶動下作自轉而不能繞太陽齒輪 7公轉。行星齒輪8自轉時通過內齒圈9(圖1)帶動輪轂外殼3轉動，使電動車向前運動。當電動車倒車時，輪轂外殼3通過內齒圈9、行星齒輪8使外圍帶行星齒輪支架的 單向軸承外圈121順時針轉動。此時外圍帶行星齒輪支架的單向軸承外圈121與內圈122 鬆開。所以，外圍帶行星齒輪支架的單向軸承外圈121可以轉動，即行星齒輪8既可以自轉 也可以公轉，而不會帶動太陽齒輪7轉動，不致使電機產生倒轉。實施例2實施例2的構造基本上與實施例1相同，有一個不同的是本實施例所採用的單向 軸承內圈和外圍帶行星齒輪支架的單向軸承外圈之間的單向軸承卡緊機構是滾柱式卡緊 機構。滾柱式卡緊機構主要包括設置於所述的單向軸承內圈和外圍帶行星齒輪支架的 單向軸承外圈之間的一個起支撐作用的滾柱保持架128(圖4)和滾柱保持架中的十個滾柱 127及分別與滾柱配合的十個滾柱彈簧129，設於所述外圍帶行星齒輪支架的單向軸承外 圈121的內壁上的與滾柱相同數目的凹槽1281 ；所述凹槽1281的深度沿順時針的方向逐 漸增大。當電機轉動時，外圍帶行星齒輪支架的單向軸承外圈121有一個逆時針轉動的趨 勢，滾柱式卡緊機構的滾柱127在滾柱彈簧129的推力作用下滾向凹槽1281深度淺的一 端，從而將外圍帶行星齒輪支架的單向軸承外圈121和內圈122卡緊(圖4)。而由於內圈 122通過鍵槽與主軸1固定，所以此時的外圍帶行星齒輪支架的單向軸承外圈121也相對於 主軸1固定，導致三個行星軸11上的行星齒輪8隻能在太陽齒輪7的帶動下作自轉而不能 繞太陽齒輪7公轉。行星齒輪8自轉時通過內齒圈9帶動輪轂外殼3轉動，使電動車向前 運動。當電動車倒車時，輪轂外殼3通過內齒圈9、行星齒輪8使外圍帶行星齒輪支架的 單向軸承外圈121順時針轉動。此時滾柱127克服滾柱彈簧129的壓力使滾柱127向凹槽 1281深度深的一端滾動，從而使外圍帶行星齒輪支架的單向軸承外圈121與內圈122鬆開。 所以外圍帶行星齒輪支架的單向軸承外圈121可以轉動，即行星齒輪8既可以自轉也可以 公轉，而不會帶動太陽齒輪7轉動，不致使電機產生倒轉。本實用新型的單向軸承型離合器12製作較容易，絕大部分是定型的、現成的單向 軸承標準零部件，其餘部分的外圍帶行星齒輪支架的單向軸承外圈是原單向軸承外圈和行 星齒輪支架的聯合體，可一次性脫模而成。因此，整個產品的實施和產品更換、維修均十分 方便。更重要的是單向軸承外圈與行星齒輪支架的一體化進一步提高了單向軸承與行星齒 輪支架的同心度及垂直度，進而進一步改善了電機運轉時平穩性，最後提高電動自行車行 駛的平穩性和舒適性。
權利要求1.一種電動自行車輪轂電機，包括主軸(1)，通過軸承⑵安裝在主軸⑴上的輪轂外 殼(3)，輪轂外殼(3)內一側的電機，所述電機採用內定子外轉子結構，定子(4)通過鍵槽固 定在主軸(1)上，轉子(5)通過兩檔軸承(6)安裝在主軸(1)上，轉子(5)上固定有套在主 軸(1)上的太陽齒輪(7)，太陽齒輪(7)嚙合有三個行星齒輪(8)，三個行星齒輪(8)與固 定在輪轂外殼(3)內壁上的內齒圈(9)嚙合，行星齒輪(8)分別通過行星齒輪軸承(10)安 裝在行星軸(11)上；其特徵在於所述的輪轂外殼(3)內另一側的所述主軸(1)上套裝固 定著一個單向軸承型離合器(12)，該單向軸承型離合器(12)包括單向軸承內圈(122)、外 圍帶行星齒輪支架的單向軸承外圈(121)和所述單向軸承內圈與外圍帶行星齒輪支架的 單向軸承外圈之間的單向軸承卡緊機構，所述的單向軸承內圈套裝固定在主軸(1)上，所 述的外圍帶行星齒輪支架的單向軸承外圈(121)上均等地固定安裝著所述的三個行星軸 (11)。
2.根據權利要求1所述的一種電動自行車輪轂電機，其特徵在於，所述的單向軸承內 圈和外圍帶行星齒輪支架的單向軸承外圈之間的單向軸承卡緊機構是楔塊式卡緊機構或 滾柱式卡緊機構。
3.根據權利要求2所述的電動自行車輪轂電機，其特徵在於，所述的楔塊式卡緊機構 主要包括設置於所述的單向軸承內圈和外圍帶行星齒輪支架的單向軸承外圈之間一個起 支撐作用的楔塊保持架(124)、設於所述的楔塊保持架中的6-10個楔塊(123)和分別與楔 塊配合的6-10個楔塊彈簧(125)及多個鋼球(126)。
4.根據權利要求2所述的電動自行車輪轂電機，其特徵在於，所述的滾柱式卡緊機構 主要包括設置於所述的單向軸承內圈和外圍帶行星齒輪支架的單向軸承外圈之間的一個 起支撐作用的滾柱保持架(128)和滾柱保持架中的8-12個滾柱(127)及分別與滾柱配合 的8-12個滾柱彈簧(129)，設於所述外圍帶行星齒輪支架的單向軸承外圈(121)的內壁上 的與滾柱相同數目的凹槽(1281)；所述凹槽(1281)的深度沿順時針的方向逐漸增大。
專利摘要本實用新型公開了一種電動自行車輪轂電機，它包括主軸，通過軸承安裝在主軸上的輪轂外殼，該外殼內一側內定子外轉子結構電機，定子固定在主軸上，轉子由軸承安裝在主軸上，轉子上固定有套在主軸上的太陽齒輪，太陽齒輪嚙合三個行星齒輪，行星齒輪與外殼內壁上的內齒圈嚙合，行星齒輪通過行星齒輪軸承安裝在行星軸上；外殼內另一側所述主軸上套裝固定著單向軸承型離合器，該單向軸承型離合器包括單向軸承內圈、帶行星齒輪支架的單向軸承外圈和該內圈與外圈之間的單向軸承卡緊機構，該內圈套裝固定在主軸上，該外圈上均等地安裝著所述三個行星軸。本技術進一步提高了單向軸承與行星齒輪支架的同心度及垂直度，從而提高了電機平穩性、承載力和使用壽命。
文檔編號H02K7/108GK201781372SQ20102053799
公開日2011年3月30日 申請日期2010年9月16日 優先權日2010年9月16日
發明者翁林華 申請人:翁林華