电动自行车用可变减速比的轮毂电机制造技术

本实用新型专利技术涉及一种电动自行车用可变减速比的轮毂电机，包括主轴、外壳，定子，转子，其特征是：所述转子径向内部设有差动行星齿轮减速机构和输出选择机构，所述差动行星齿轮减速机构通过行星架与转子构成一体，所述输出选择机构包括两个单向超越离合器，所述单向超越离合器的内圈与差动行星齿轮减速机构的输出套固接，单向超越离合器的外圈与轮毂外壳固接，两个所述单向超越离合器动力传递方向相同。有益效果：通过一个驱动机构和两个输出机构使轮毂电机可以输出两种不同转速的动力，解决了电动自行车起步能力和爬坡能力差的问题。同时减小对电池的冲击，保持电池性能延长使用寿命。

【技术实现步骤摘要】
电动自行车用可变减速比的轮毂电机
本技术属于轮毂电机，尤其涉及一种电动自行车用可变减速比的轮毂电机。
技术介绍
目前，我国电动自行车保有量已超过2亿辆，而且具有逐年递增趋势。现有电动自 行车轮毂电机大致可分为两大类，一是直接驱动方式，二是减速驱动方式，无论哪种方式其 共同点均为固定减速比。电机初始设计就只有一个最佳效率转速。如果按高速行驶时为最 佳效率来设计则低速性能很差，即起步爬坡能力差；如果按起步爬坡时为最佳效率来设计 则高速行驶性能很差，即费电。高速特性与低速特性只能进行取舍，电机设计时还是主要考 虑电动自行车的续航能力的提高上，因此将电机设计成高速行驶时效率最佳方案来设计， 一般为20?25km/h。现有电动自行车的最大缺点是起步和爬坡能力很差，起步和爬坡时必 须脚蹬辅助才可以。如果紧靠电机来起步或爬坡，因负荷大，使电机发生阻转现象，易烧毁 电机，而且大电流放电对蓄电池造成冲击性伤害，缩短蓄电池使用寿命。上述缺点是目前电 动自行车行业的最大未解决课题。专利申请号：201010140900. 8公开了一种电动自行车轮 毂，包括固定在车架上的主轴，所述主轴上通过轮毂外壳轴承安装有轮毂外壳，轮毂外壳内 安装有电机、行星轮减速机构和离合器，所述电机采用内定子外转子结构，转子上固定有套 在主轴上的太阳齿轮，太阳齿轮啮合有行星齿轮，行星齿轮与固定在轮毂外壳上的轮毂内 齿圈啮合，行星齿轮通过行星轴承安装在行星轴上，行星轴固定在离合器上；其特征在于： 所述离合器与车架相固定。本专利技术利用车架来承受离合器工作时的扭矩，这样就大大减少 了主轴上承受的扭力，从而能在保证主轴强度的前提下把主轴做细来减小太阳齿轮的齿 数，达到增大太阳齿轮与轮毂内齿圈的减速比，进一步提高轮毂输出扭矩，减小轮毂体积 的目的。专利申请号：200780002816. 6公开了一种电动自行车轮毂，具有固定的轮轴，所 述轮轴旋转支撑轮毂壳体，在所述轮毂壳体中设置转子，所述转子可绕轮轴旋转并包括第 一部件，所述第一部件与所述轮轴平行并承载与一圈定子绕组协作的一圈永磁体；以及第 二部件，所述第二部件通过所述轮轴被旋转支撑并借助于过渡部件连接至所述第一部件， 所述轮毂还具有轮式变速器，其由该第二转子部件驱动并且减小其的转速，所述轮式变速 器的输出部驱动所述轮毂壳体，该轮式变速器容纳在所述定子绕组与所述轮轴之间的空 间内。优选地，所述第一转子部件旋转支撑在与其相对的一个轮毂壁上，而密封件设置在 圆柱形绕组支架与同其相对的部件之间。综合上述两项现有技术代表了目前电动自行车采 用的普遍技术。即，具有单一固定减速比的减速轮毂电机，只是将低速电机换成高速电机， 并未解决电动自行车在正常行驶和起步爬坡两种工况下电机均能工作在最佳效率转速上 的技术难题。
技术实现思路
本技术为了克服现有技术中的不足，提供一种电动自行车用可变减速比的轮 毂电机，改变了现有技术中轮毂电机只有一种减速比的缺陷，通过转子的正反向转动，实现 可以在两种减速比输出中选择一种使用，解决了电动自行车续航能力和起步、爬坡能力二 者不能兼得的问题。 本技术为了实现上述目的，通过以下技术方案实现，一种电动自行车用可变 减速比的轮毂电机，包括主轴，所述主轴上通过轮毂外壳轴承支撑有轮毂外壳，定子和转 子，其特征是：所述定子固定在定子固定架上，所述定子固定架与主轴键接，所述定子内设 有转子，所述转子径向内部设有差动行星齿轮减速机构和输出选择机构，所述差动行星齿 轮减速机构通过行星架与转子构成一体，所述输出选择机构包括两个单向超越离合器，所 述单向超越离合器的内圈与差动行星齿轮减速机构的输出套固接，单向超越离合器的外圈 与轮毂外壳固接，两个所述单向超越离合器动力传递方向相同，所述差动行星齿轮减速机 构和输出选择机构的组合共同构成能够选择不同减速比旋转运动输出。 所述差动行星齿轮减速机构包括转子及若干个磁铁、行星架、第一太阳轮、三个第 一行星轮、第二太阳轮、三个第二行星轮、第三太阳轮、三个第三行星轮、第二太阳轮输出 套、第三太阳轮输出套，所述转子通过转子支撑轴承支撑在左侧轮毂外壳上，所述磁铁固定 在转子外圆周上，所述转子及与其固接的两个行星架上固接有三根行星轮支撑轴，三根所 述行星轮支撑轴上分别套装有行星轮支撑轴承、第一行星轮、第二行星轮、第三行星轮和行 星轮连接花键套，所述第一行星轮和第三行星轮分别通过行星轮支撑轴承支撑在行星轮支 撑轴上，第一行星轮、第二行星轮和第三行星轮通过行星轮连接花键套键接构成一体，所述 行星轮连接花键套与行星轮支撑轴呈间隙配合，所述第一太阳轮与主轴键接，并与第一行 星轮啮合构成第一行星轮动力输入组件；所述第二太阳轮与第二太阳轮输出套一端键接， 并与第二行星轮啮合构成第二行星轮动力输出组件；所述第三太阳轮与第三太阳轮输出套 一端键接，并与第三行星轮啮合构成第三行星轮动力输出组件；所述输出选择机构包括大 减速比输出单向超越离合器和小减速比输出单向超越离合器，所述大减速比输出单向超越 离合器内圈与第二太阳轮输出套另一端固接、其外圈与左侧轮毂外壳固接，所述小减速比 输出单向超越离合器内圈与第三太阳轮输出套另一端固接、其外圈与左侧轮毂外壳固接； 第二太阳轮输出套套装在主轴上并与主轴呈间隙配合，第三太阳轮输出套套装在第二太阳 轮输出套上并与第二太阳轮输出套呈间隙配合，所述转子、行星架及第一行星轮动力输入 组件构成动力输入部，所述第二行星轮动力输出组件及大减速比输出单向超越离合器构成 大减速比反向运动的动力输出部，所述第三行星轮动力输出组件及小减速比输出单向超越 离合器构成小减速比正向运动的动力输出部。 所述大减速比输出单向超越离合器和小减速比输出单向超越离合器在同轴轴向 并排设置。 所述转子通过转子支撑轴承支撑在左侧轮毂外壳上，三根所述行星轮支撑轴上分 别套装有行星轮支撑轴承、第一行星轮、第二行星轮和行星轮连接花键套，所述第一行星轮 和第二行星轮通过行星轮支撑轴承支撑在行星轮支撑轴上，第一行星轮、第二行星轮通过 行星轮连接花键套键接构成一体，所述第一太阳轮内圈与主轴键接、外齿与第一行星轮啮 合构成第一行星轮动力输入组件；所述第二太阳轮内圈与第二太阳轮输出套一端键接、夕卜 齿与第二行星轮啮合构成第二行星轮动力输出组件；所述大减速比输出单向超越离合器内 圈与第二太阳轮输出套另一端固接、外圈与左侧轮毂外壳固接；所述行星架凸出部与所述 小减速比输出单向超越离合器内圈键接，所述小减速比输出单向超越离合器外圈与左侧轮 毂外壳固接；所述转子、行星架及第一行星轮动力输入组件构成既呈动力输入部又呈动力 输出部，即所述行星架直接输出并与小减速比输出单向超越离合器构成小减速比正向的动 力输出部，所述第二行星轮动力输出组件及大减速比输出单向超越离合器构成大减速比反 向的动力输出部，小减速比正向输出的单向超越离合器和大减速比反向输出的单向超越离 合器在同轴轴向并排设置。 所述转子右侧通过转子支撑轴承支撑在定子固定架上，左侧通过小减速比输出单 向超越离合器支撑在左侧轮毂外壳上，所述大减速比输出单向超越离合器内圈与第二太阳 轮输出套另一端固接、其外本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电动自行车用可变减速比的轮毂电机，包括主轴，所述主轴上通过轮毂外壳轴承支撑有轮毂外壳，定子和转子，其特征是：所述定子固定在定子固定架上，所述定子固定架与主轴键接，所述定子内设有转子，所述转子径向内部设有差动行星齿轮减速机构和输出选择机构，所述差动行星齿轮减速机构通过行星架与转子构成一体，所述输出选择机构包括两个单向超越离合器，所述单向超越离合器的内圈与差动行星齿轮减速机构的输出套固接，单向超越离合器的外圈与轮毂外壳固接，两个所述单向超越离合器动力传递方向相同，所述差动行星齿轮减速机构和输出选择机构的组合共同构成能够选择不同减速比旋转运动输出。

【技术特征摘要】
1. 一种电动自行车用可变减速比的轮毂电机，包括主轴，所述主轴上通过轮毂外壳轴 承支撑有轮毂外壳，定子和转子，其特征是：所述定子固定在定子固定架上，所述定子固定 架与主轴键接，所述定子内设有转子，所述转子径向内部设有差动行星齿轮减速机构和输 出选择机构，所述差动行星齿轮减速机构通过行星架与转子构成一体，所述输出选择机构 包括两个单向超越离合器，所述单向超越离合器的内圈与差动行星齿轮减速机构的输出套 固接，单向超越离合器的外圈与轮毂外壳固接，两个所述单向超越离合器动力传递方向相 同，所述差动行星齿轮减速机构和输出选择机构的组合共同构成能够选择不同减速比旋转 运动输出。2. 根据权利要求1所述的电动自行车用可变减速比的轮毂电机，其特征是：所述差动 行星齿轮减速机构包括转子及若干个磁铁、行星架、第一太阳轮、三个第一行星轮、第二太 阳轮、三个第二行星轮、第三太阳轮、三个第三行星轮、第二太阳轮输出套、第三太阳轮输出 套，所述转子通过转子支撑轴承支撑在左侧轮毂外壳上，所述磁铁固定在转子外圆周上，所 述转子及与其固接的两个行星架上固接有三根行星轮支撑轴，三根所述行星轮支撑轴上分 别套装有行星轮支撑轴承、第一行星轮、第二行星轮、第三行星轮和行星轮连接花键套，所 述第一行星轮和第三行星轮分别通过行星轮支撑轴承支撑在行星轮支撑轴上，第一行星 轮、第二行星轮和第三行星轮通过行星轮连接花键套键接构成一体，所述行星轮连接花键 套与行星轮支撑轴呈间隙配合，所述第一太阳轮与主轴键接，并与第一行星轮啮合构成第 一行星轮动力输入组件；所述第二太阳轮与第二太阳轮输出套一端键接，并与第二行星轮 啮合构成第二行星轮动力输出组件；所述第三太阳轮与第三太阳轮输出套一端键接，并与 第三行星轮啮合构成第三行星轮动力输出组件；所述输出选择机构包括大减速比输出单向 超越离合器和小减速比输出单向超越离合器，所述大减速比输出单向超越离合器内圈与第 二太阳轮输出套另一端固接、其外圈与左侧轮毂外壳固接，所述小减速比输出单向超越离 合器内圈与第三太阳轮输出套另一端固接、其外圈与左侧轮毂外壳固接；第二太阳轮输出 套套装在主轴上并与主轴呈间隙配合，第三太阳轮输出套套装在第二太阳轮输出套上并与 第二太阳轮输出套呈间隙配合，所述转子、行星架及第一行星轮动力输入组件构成动力输 入部，所述第二行星轮动力输出组件及大减速比输出单向超越离合器构成大减速比反向运 动的动力输出部，所述第三行星轮动力输出组件及小减速比输出单向超越离合器构成小减 速比正向运动的动力输出部。3. 根据权利要求2所述的电动自行车用可变减速比的轮毂电机，其特征是：所述大减 速比输出单向超越离合器和小减速比输出单向超越离合器在同轴轴向并排设置。4. 根据权利要求2所述的电动自行车用可变减速比的轮毂电机，其特征是：所述转子 通过转子支撑轴承支撑在左侧轮毂外壳上，三根所述行星轮支撑轴上分别套装有行星轮支 撑轴承、第一行星轮、第二行星轮和行星轮连接花键套，所述第一行星轮和第二行星轮通过 行星轮支撑轴承支撑在行星轮支撑轴上，第一行星轮、第二行星轮通过行星轮连接花键套 键接构成一体，所述第一太阳轮的内圈与主轴键接、外齿与第一行星轮啮合构成第一行星 轮动力输入组件；所述第二太阳轮的内圈与第二太阳轮的输出套一端键接、外齿与第二行 星轮啮合构成第二行星轮动力输出组件；所述大减速比输出单向超越离合器内圈与第二太 阳轮的输出套另一端固接、外圈与左侧轮毂外壳固接；所述行星架凸出部与所述小减速比 输出单向超越离合器内圈键接，所述小减速比输出单向超越离合器外圈与左侧轮毂外壳固 接；所述转子、行星架及第一行...

【专利技术属性】
技术研发人员：严振华，
申请(专利权)人：严振华，
类型：新型
国别省市：天津;12