本发明专利技术公开了一种在外转子轴心孔安装九齿太阳轮，以电机壳和电机盖的轴承孔作为设计和安装基准的轮毂电机结构。九齿太阳轮与左半轴、右半轴、太阳轮左轴承和右轴承组成三段式电机轴。行星架套在左半轴右端轴颈上，与滚柱及弹簧组成单向滚柱式离合器。右半轴的左端与定子铝芯右端固定连接成整体。外转子中心剖面成“E”字形，九齿太阳轮输出外转子扭矩，齿圈输出电机扭矩，行星架固定。高转动惯量的外转子使得轮毂电机具备陀螺效应，自行车行驶更稳定。定。定。
【技术实现步骤摘要】
一种在外转子轴心孔设置九齿太阳轮的行星减速轮毂电机
[0001]本专利技术涉及电动自行车
，具体的说是涉及一种外转子、单级行星减速的永磁无刷轮毂电机。
技术介绍
[0002]在电动自行车领域，轮毂电机基本采用外转子，直驱或行星减速，外转子和定子都安装在电机轴上，外转子和定子都以电机轴为安装基准，两者的位置公差靠电机轴的形位公差保证。定子与电机轴过盈配合，外传子与电机轴之间设置双轴承。太阳轮通过螺钉锁在外转子的端面，电机轴贯穿太阳轮、外转子、定子、电机壳、电机盖，贯穿式电机轴限制了太阳轮的齿数不能太小，故限制了单级行星减速的速比，普遍在4
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6之间，限制了电机的启动扭矩，在24寸以上车轮的驱动中限制了电机的小型化。也有轮毂电机采用内转子行星减速，太阳轮也采用九齿齿数，行星轮多采用双联齿增加减速比，行星架与右半轴固定成整体，左半轴与定子固定成整体，太阳轮作扭矩输入，齿圈输出，齿圈与单向离合器的外圈焊接固定，单向离合器的内圈再与电机外壳连接，扭矩传递到轮毂上。电机实现了小型化并减少了磁钢用量，但内部结构相对复杂，内传子惯量小，虽响应快，但匹配26寸以上的大惯量负载车轮容易引起控制震荡。
技术实现思路
[0003]为增大单级行星减速的速比，以提高外转子的转速，增大外转子的转动惯量，增大电机功率密度和扭矩密度，高转动惯量也使得轮毂电机具备陀螺效应，自行车行驶更稳定。
[0004]本专利技术以电机壳和电机盖的轴承孔作为设计和电机的安装基准，并在外转子轴心孔设置九齿太阳轮，仍采用单级行星减速，在相同齿圈齿数和模数下，做大减速比，提高启动扭矩和转速，增加转动惯量。
[0005]要实现在外转子轴心孔安装九齿太阳轮，则要断开贯穿式电机轴，分开成三段，左右两段同样采用螺母锁在车架后叉上，并支撑电机壳体，是名左半轴和右半轴，中间段则由九齿的太阳轮替代，简称九齿太阳轮。
[0006]进一步地，九齿太阳轮两端设置轴伸，其上设置太阳轮左轴承和右轴承分别与左半轴和右半轴连接，构成新的电机轴，是名三段式电机轴，两端的轴伸与太阳轮左右轴承的内圈都是间隙配合。进一步地，九齿太阳轮的右端设置轴环与外转子连接，其上设置键槽，容纳平键传递扭矩；设置卡环槽安装弹性卡环对外转子轴向限位；左端设置螺旋齿，齿数为九，法向模数根据电机功率大小选1.0或1.25；设置的螺旋方向使得太阳轮上的轴向力压向外转子。
[0007]进一步地，外转子的中心剖面设计成E字形，轴颈作为电机的中心和安装基准；轴心设为通孔，是名轴心孔，与九齿太阳轮轴环配合；轴颈上设置双列转子轴承，定子铝芯与转子轴承的外圈配合，定子以外转子的轴颈为安装基准，取消中介载体的贯穿式电机轴。
[0008]进一步地，定子铝芯外圆柱与铁芯过盈装配成整体；铝芯内腔上开设数条凹陷的
工艺槽，增加散热面积和减轻重量；内腔设置右端内螺纹与右半轴连接。
[0009]进一步地，右半轴左端设置沉孔，与太阳轮右轴承外圈配合；右半轴左端轴颈上设置外螺纹和定子铝芯螺纹连接紧固成整体或者右半轴与定子铝芯采用6061铝棒一体热锻成型；设置轴肩和卡环槽固定轮毂右轴承；轴肩上钻过线孔与轴心贯穿孔组成电机出线的通路。
[0010]进一步地，左半轴右端设置沉孔，与太阳轮左轴承外圈配合；行星架套在左半轴右端轴颈上，在两者配合的圆柱面之间设置三个以上的滚柱与弹簧，共同组成单向滚柱式离合器，避免滑行时车轮带动电机转子转动；右端轴颈分别设置轴环与卡环槽，安装弹性卡环对行星架进行轴向限位；设置轮毂左轴承卡环槽固定轮毂左轴承。
[0011]进一步地，要保证电机壳与电机盖装配后成整体且两端轴承孔的同心度，电机壳与电机盖的接触装配面设计成圆锥面。
[0012]进一步地，为减少温升铁损，高转速并要降低基频，常用的18槽铁芯配20极外转子磁钢改为18槽配16极磁钢，或者12槽铁芯配14极磁钢；磁钢为“面包式”，即磁钢与外转子贴合面为弧面，与铁芯靠近面为直身平面，铁芯外圆再开设假槽，降低齿槽扭矩波动与谐波噪音。
[0013]进一步地，因左半轴与右半轴都属于悬臂梁单挑结构，为减小翘曲程度，与电机壳和电机盖配合的轮毂左右轴承都设置成双列；轮毂左右轴承的外圈分别与电机壳和电机盖过度配合，并且双列轴承分别位于其轴承孔台肩的两侧；轮毂左右轴承的内圈分别与左半轴和右半轴间隙配合，采用弹性卡环和轴肩限制轴承的内圈；左半轴与电机壳不能轴向窜动，右半轴与电机盖不能轴向窜动，避免外界轴向冲击力传导至电机内部。
[0014]进一步地，右半轴的右端与旋飞的右端内圈之间再加设一个支撑的轴承铜套，增加右半轴的支撑跨距，旋飞的内圈与电机盖螺纹连接成整体。
[0015]进一步地，可以取消轮毂右轴承，将右半轴与电机盖过盈连接成整体，即行星齿圈固定，左半轴输出电机扭矩，转向与外转子一致，减速比为行星齿圈齿数除九再加一。将电机壳或电机盖及右半轴固定在车架五通位置，左半轴固连小牙盘，轮毂电机变成中置电机。
[0016]附图说明
[0017] 图1轮毂电机剖面示意图； 图2轮毂电机爆炸示意图； 图3三段式电机轴示意图；图4三段式电机轴与外转子和定子铝芯装配剖面示意图；图5左半轴与行星架组成的滚柱式单向离合器剖面示意图；图6九齿太阳轮示意图；图7左半轴示意图；图8右半轴示意图； 图9定子铝芯示意图； 图10外转子示意图；图11电机壳与电机盖装配剖面示意图；
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图12轮毂电机做中置电机使用的示意图。
[0018]附图中标记：1电机壳、2电机盖、3左半轴、4右半轴、5九齿太阳轮、6外转子、7铁芯、8定子铝芯、9行星架、10轮毂左轴承、11轮毂右轴承、12a太阳轮左轴承、12b太阳轮右轴承、13转子轴承、14卡环、15平键、16电机线、3a左半轴右端轴颈、3b左半轴沉孔、3c左半轴卡环槽、3e轮毂左轴承卡环槽、4a右半轴左端外螺纹、4b右半轴沉孔、4c过线孔、4f右半轴轴肩、4e轮毂右轴承卡环槽、5a右轴伸、5b左轴伸、5c太阳轮轴环、5d太阳轮键槽、5e太阳轮卡环槽、6a外转子轴心孔、6b外转子轴颈、6c轴心键槽、8a铝芯右端内螺纹、8b铝芯内腔、8c内腔工艺槽、8d铝芯外圆柱。
具体实施方式
[0019]下面结合附图对本专利技术的优选实施例进行详细阐述，以使本专利技术的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本专利技术的保护范围做出更为清楚明确的界定。
[0020]如图1、图2所示，永磁无刷轮毂电机，采用外传子6，铁芯7套在定子铝芯8上。单级行星减速，行星齿圈固定在电机壳1上，输出电机扭矩。没有贯穿定子、转子、电机壳1的电机轴。
[0021]九齿太阳轮5位于外转子轴心孔6a，平键15位于外转子6的轴心键槽6c和太阳轮键槽5d内。双列转子轴承13位于外转子轴颈6b与铝芯内腔8b之间。
[0022]双列轮毂左轴承10在左半轴3上支撑电机壳1，双列轮毂左轴承10的外圈卡住电机壳1的轴承孔台肩，内圈由弹性卡环限位，左半轴3和电机壳1轴向固定。双列轮本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种应用于电动自行车的外转子行星减速轮毂电机，包括：电机壳(1)、 电机盖(2)、左半轴(3)、右半轴(4)、九齿太阳轮(5)、外转子(6)、铁芯(7)、 定子铝芯(8)、行星架(9)等，齿圈固定在电机壳(1)上输出电机扭矩，行星架(9)固定并在上面设置单向离合器，特征在于：电机壳(1)和电机盖(2)的轴承孔作为设计和电机安装的基准，并在外转子轴心孔(6a)设置九齿太阳轮(5)；左半轴(3)、右半轴(4)、九齿太阳轮(5)及太阳轮左轴承(12a) 和太阳轮右轴承(12b)组成三段式电机轴。2.所述轮毂电机的特征在于：行星架(9)套在左半轴右端轴颈(3a)上，行星架(9)、左半轴(3)与滚柱及弹簧组成单向离合器，左半轴(3)视作离合器的内圈或轴，固定在后叉上，行星架(9)视作离合器的外圈。3.根据权利要求1，所述轮毂电机的特征在于：在电机壳(1)的轴承孔内设置双列轮毂左轴承(10)支撑左半轴(3)；在电机盖(2)的轴承孔内设置双列轮毂右轴承(11)支撑右半轴(4)。4.根据权利要求1，所述轮毂电机的特征在于：电机壳(1)与电...
【专利技术属性】
技术研发人员：钟德斌，
申请(专利权)人：钟德斌，
类型：发明
国别省市：
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