CN102761199A

CN102761199A - 双速轮毂电机

Info

Publication number: CN102761199A
Application number: CN2012102026261A
Authority: CN
Inventors: 熊子儒
Original assignee: SUZHOU XIONGDA MOTOR CO Ltd
Current assignee: SUZHOU XIONGDA MOTOR CO Ltd
Priority date: 2012-06-19
Filing date: 2012-06-19
Publication date: 2012-10-31

Abstract

本发明公开了一种双速轮毂电机，包括主轴、轮毂外壳和电机，电机包括定子和转子，转子与同向等速传动链相连，而同向等速传动链经离合器与轮毂外壳相连；离合器包括离合器外圈、离合器座，及由同向等速传动链以大、小传动比分别驱动的大、小内齿圈，小内齿圈位于离合器外圈内，离合器座设于离合器外圈和小内齿圈之间，并与轮毂外壳固定，大内齿圈与离合器外圈固定；离合器座的内、外壁上均按圆周均匀分布若干内装滚珠且滚珠卡死方向一致的楔形凹槽；还包括若干与外壁楔形凹槽内的滚珠一一对应的滚珠变位机构，它包括将滚珠顶止在楔形凹槽宽部的顶杆及用于驱动顶杆动作的电执行机构。本发明结构简单，且无需电机正、反转即可实现变速。

Description

双速轮毂电机

技术领域

本发明涉及一种双速轮毂电机。

背景技术

现阶段轮毂电机因其结构简单、小巧、传动效率高、安装方便已经成为电动车驱动电机的主流，但是现有的轮毂电机大多是单速电机，不能改变扭矩，因此在爬坡的时候扭矩不足。随着技术发展，带减速箱的轮毂电机出现在市场上，该带减速箱的轮毂电机的技术已经比较成熟，其使用量不断上升。但是现有的带减速箱的轮毂电机在电调速过程中仍存在高效区间不够宽和爬坡能力不强的问题，并且减速箱结构冗余，装配繁琐。为了解决这个问题，市场上已经发明了利用电机正、反转来变速的电动车双速电机。中国专利申请201010198567.6公开了一种电控变速电动车双速电机，该电机能够实现利用电机正、反转来变速，并且可以通过附加传动机构，控制可控单向离合器，断开传动，产生互锁，消除自锁，实现倒车。但是该发明存在的缺点是结构复杂，零配件多，且必须通过电机的正、反转来加以实现，制作成本和运行成本均较高。

发明内容

本发明目的是：提供一种结构简单，装配方便，且无需电机正、反转即可实现变速的双速轮毂电机。

本发明的技术方案是：一种双速轮毂电机，包括主轴、轮毂外壳和电机，电机包括定子和转子，所述转子与同向等速传动链相连，而同向等速传动链经离合器与轮毂外壳相连；其特征在于所述离合器包括离合器外圈、离合器座，以及藉由同向等速传动链以大、小传动比分别驱动的大、小内齿圈，所述小内齿圈位于离合器外圈内，离合器座设于离合器外圈和小内齿圈之间，并与轮毂外壳固定，所述大内齿圈与离合器外圈固定；所述离合器座的内、外壁上均按圆周均匀分布若干内装滚珠且滚珠卡死方向一致的楔形凹槽；还包括若干与外壁楔形凹槽内的滚珠一一对应的滚珠变位机构，这种滚珠变位机构包括将滚珠顶止在楔形凹槽宽部的顶杆及驱动顶杆动作的电执行机构。

进一步的，本发明中所述离合器座外壁上于每个楔形凹槽的旁边均设有销孔，所述电执行机构为电磁执行机构，其包括设于销孔内的滑销、用于驱动滑销于销孔内活动的电磁线圈和用于滑销复位的滑销复位弹簧；所述滑销上设有与顶杆配合的带斜面的凹部，当所述滑销处于第一工作位置时，顶杆可藉由弹力落于凹部内；当滑销由电磁线圈驱动而活动至第二工作位置时，顶杆藉由滑销凹部上的斜面顶出。

当然，在另一种电磁执行机构的实施方案中，所采用的电磁线圈可以通过改变电流方向而对滑销实施吸引或排斥，驱动滑销于销孔内伸缩活动，从而省去滑销复位弹簧。

进一步的，本发明中所述同向等速传动链包括与转子固定的太阳齿轮、固定在主轴上的行星齿轮支架和通过行星齿轮轴承安装在行星齿轮支架上并与太阳齿轮啮合的若干行星齿轮，所述每个行星齿轮均为双联齿轮，所述双联齿轮中的大齿轮同时与太阳齿轮和大内齿圈啮合，而双联齿轮中的小齿轮则与小内齿圈啮合，且大齿轮与大内齿圈的传动比小于小齿轮与小内齿圈的传动比。由于双联齿轮中的大小齿轮转速相同，故大内齿圈的转速大于小内齿圈的转速。

更进一步优选的，本发明中所述行星轮支架为板状支架，优选为圆板，所述圆板通过平键与主轴固定，并且所述圆板上设有行星齿轮装配孔，所述行星齿轮通过行星齿轮轴承安装至行星齿轮装配孔上。

更进一步优选的，本发明中所述行星齿轮的数量为三个，且均匀分布于太阳齿轮四周。

更进一步优选的，本发明中所述太阳齿轮、行星齿轮或内齿圈为高强度塑料齿轮。

进一步优选的，本发明中所述离合器座内、外壁上的楔形凹槽的宽部一侧与滚珠之间均设有滚珠复位弹簧。

进一步优选的，本发明中所述电机为内定子外转子结构。

本发明中所述的轮毂外壳已经包含一侧的轮毂端盖，具体装配时离合器座是与轮毂端盖通过螺钉相固定的。

本发明的工作原理如下：由于大内齿圈和小内齿圈均由双联齿轮驱动，故两者转动方向相同，但大内齿圈转速大于小内齿圈转速。

当大内齿圈朝着使离合器座外壁楔形凹槽内的滚珠卡死的方向旋转时（假设为顺时针方向），大内齿圈将带动离合器座一起转动，而此时由于小内齿圈转速比大内齿圈慢（也即比离合器座转速慢），故相对于离合器座而言，小内齿圈相当于朝着使离合器座内壁楔形凹槽内的滚珠松脱（滚珠有朝楔形凹槽宽部走的趋势）的方向旋转，因此小内齿圈与离合器座之间打滑，互不干涉，小内齿圈空转，轮毂外壳完全由大内齿圈以高速带动旋转。

当滚珠变位机构启动后，离合器座外壁楔形凹槽内的滚珠被顶止在宽部，这样当大内齿圈按照顺时针方向转动起来后，滚珠不会对其进行干涉，从而使得大内齿圈与离合器座之间打滑。而此时小内齿圈顺时针旋转将使得离合器座内壁楔形凹槽内的滚珠卡死，从而带动离合器座一起旋转，也即由小内齿圈对转速起主导作用，带动轮毂外壳以低速旋转。

本发明的优点是：

本发明提供的这种双速轮毂电机，结构简单，装配方便，且无需电机正、反转即可实现变速，制造成本和运行成本均较低。

附图说明

下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：

图1为本发明的结构主剖视图；

图2为本发明离合器部分的横截面图；

其中：1、主轴；2、轮毂轴承；3、轮毂外壳；4、定子；5、转子；6、太阳齿轮；7、大齿轮；8、大内齿圈；9、行星齿轮；10、电磁线圈；11、离合器外圈；12、离合器座；13、滑销；14、滑销复位弹簧；15、小内齿圈；16、小齿轮；17、行星齿轮轴承；18、行星齿轮支架；19、平键；20、楔形凹槽；21、滚珠；22、滚珠复位弹簧；23、顶杆。

具体实施方式

实施例：结合图1、图2所示，本发明提供的这种双速轮毂电机，其主轴1上通过轮毂轴承2装配有轮毂外壳3（轮毂外壳3已包含一侧的轮毂端盖），所述轮毂外壳3内设有电机，电机采用内定子外转子结构，定子4固定在主轴1上，而转子5与同向等速传动链相连，而同向等速传动链经离合器与轮毂外壳3相连。

具体结合图1、图2所示，本实施例中所述离合器的组成包括离合器外圈11、离合器座12，以及藉由同向等速传动链以大、小传动比分别驱动的大、小内齿圈8、15。具体见图2，所述小内齿圈15位于离合器外圈11内，离合器座12设于离合器外圈11和小内齿圈15之间，并与轮毂外壳3固定，所述大内齿圈8与离合器外圈11固定；所述离合器座12的内、外壁上均按圆周均匀分布三组内装滚珠21且滚珠21卡死方向一致的楔形凹槽20；同时，本实施例中离合器座12内、外壁上的楔形凹槽20的宽部一侧与滚珠21之间均设有滚珠复位弹簧22。所述离合器还包括三个与外壁楔形凹槽20内的滚珠21一一对应的滚珠变位机构，这种滚珠变位机构包括将滚珠21顶止在楔形凹槽20宽部的顶杆23及驱动顶杆23动作的电执行机构。

依旧结合图1、图2所示，所述离合器座12外壁上于每个楔形凹槽20的旁边均设有销孔，所述电执行机构为电磁执行机构，其包括设于销孔内的滑销13、用于驱动滑销13于销孔内伸缩活动的电磁线圈10和用于滑销13复位的滑销复位弹簧14；所述滑销13上设有与顶杆23配合的带斜面的凹部，当所述滑销13处于第一工作位置时，顶杆23可藉由弹力落于凹部内；当滑销13由电磁线圈10驱动而活动至第二工作位置时，顶杆23藉由滑销13凹部上的斜面顶出。

具体结合图1所示，本实施例中所述同向等速传动链由与转子5固定的太阳齿轮6、固定在主轴1上的行星齿轮支架18和通过行星齿轮轴承17安装在行星齿轮支架18上并与太阳齿轮6啮合的三个行星齿轮9所构成。所述三个行星齿轮9均匀分布于太阳齿轮6四周。本实施例中所述每个行星齿轮9均为双联齿轮，所述双联齿轮中的大齿轮7同时与太阳齿轮6和大内齿圈8啮合，而双联齿轮中的小齿轮16则与小内齿圈15啮合，且大齿轮7与大内齿圈8的传动比大于小齿轮16与小内齿圈15的传动比。由于双联齿轮中的大、小齿轮7、16转速相同，故大内齿圈8的转速大于小内齿圈15的转速。

本实施例中所述行星轮支架18为圆板，所述圆板通过平键19与主轴1固定，并且所述圆板上设有三个行星齿轮装配孔，所述每个行星齿轮9均通过行星齿轮轴承17安装至相应的行星齿轮装配孔上。并且本实施例中每个滚珠变位机构中的电磁线圈10均固定在行星轮支架18上。

本实施例中所述太阳齿轮6为高强度塑料齿轮，能够有效降低本发明的运转噪音。

本发明的工作原理如下：由于大内齿圈8和小内齿圈15均由双联齿轮驱动，故两者转动方向相同，但大内齿圈8转速大于小内齿圈15转速。

结合图2所示，当大内齿圈8朝着使离合器座12外壁上的楔形凹槽20内的滚珠21卡死的方向旋转时（本实施例中为顺时针方向），大内齿圈8将带动离合器座12一起转动，而此时由于小内齿圈15转速比大内齿圈8慢（也即比离合器座12转速慢），故相对于离合器座12而言，小内齿圈15相当于朝着使离合器座12内壁上的楔形凹槽20内的滚珠21松脱（滚珠有朝楔形凹槽宽部走的趋势）的方向旋转，因此小内齿圈15与离合器座12之间打滑，互不干涉，小内齿圈15空转，轮毂外壳3完全由大内齿圈8以高速带动旋转。

当滚珠变位机构启动后，离合器座12外壁上的楔形凹槽20内的滚珠21被顶止在宽部，这样当大内齿圈8按照顺时针方向转动起来后，滚珠21不会对其进行干涉，从而使得大内齿圈8与离合器座12之间打滑。而此时小内齿圈15顺时针旋转将使得离合器座12内壁上的楔形凹槽20内的滚珠21卡死，从而带动离合器座12一起旋转，也即由小内齿圈15对转速起主导作用，带动轮毂外壳3以低速旋转。

以上实施例仅为本发明其中的一种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims

1.一种双速轮毂电机，包括主轴（1）、轮毂外壳（3）和电机，电机包括定子（4）和转子（5），所述转子（5）与同向等速传动链相连，而同向等速传动链经离合器与轮毂外壳（3）相连；其特征在于所述离合器包括离合器外圈（11）、离合器座（12），以及藉由同向等速传动链以大、小传动比分别驱动的大、小内齿圈（8、15），所述小内齿圈（15）位于离合器外圈（11）内，离合器座（12）设于离合器外圈（11）和小内齿圈（15）之间，并与轮毂外壳（3）固定，所述大内齿圈（8）与离合器外圈（11）固定；所述离合器座（12）的内、外壁上均按圆周均匀分布若干内装滚珠（21）且滚珠（21）卡死方向一致的楔形凹槽（20）；还包括若干与外壁楔形凹槽（20）内的滚珠（21）一一对应的滚珠变位机构，这种滚珠变位机构包括将滚珠（21）顶止在楔形凹槽（20）宽部的顶杆（23）及驱动顶杆（23）动作的电执行机构。

2.根据权利要求1所述的双速轮毂电机，其特征在于所述离合器座（12）外壁上于每个楔形凹槽（20）的旁边均设有销孔，所述电执行机构为电磁执行机构，其包括设于销孔内的滑销（13）、用于驱动滑销（13）于销孔内活动的电磁线圈（10）和用于滑销（13）复位的滑销复位弹簧（14）；所述滑销（13）上设有与顶杆（23）配合的带斜面的凹部，当所述滑销（13）处于第一工作位置时，顶杆（23）可藉由弹力落于凹部内；当滑销（13）由电磁线圈（10）驱动而活动至第二工作位置时，顶杆（23）藉由滑销（13）凹部上的斜面顶出。

3.根据权利要求1所述的双速轮毂电机，其特征在于所述离合器座（12）外壁上于每个楔形凹槽（20）的旁边均设有销孔，所述电执行机构为电磁执行机构，其包括设于销孔内的滑销（13）和用于驱动滑销（13）于销孔内伸缩活动的电磁线圈（10）；所述滑销（13）上设有与顶杆（23）配合的带斜面的凹部，当所述滑销（13）处于第一工作位置时，顶杆（23）可藉由弹力落于凹部内；当滑销（13）由电磁线圈（10）驱动而活动至第二工作位置时，顶杆（23）藉由滑销（13）凹部上的斜面顶出。

4.根据权利要求1或2或3所述的双速轮毂电机，其特征在于所述同向等速传动链包括与转子（5）固定的太阳齿轮（6）、固定在主轴（1）上的行星齿轮支架（18）和通过行星齿轮轴承（17）安装在行星齿轮支架（18）上并与太阳齿轮（6）啮合的若干行星齿轮（9），所述每个行星齿轮（9）均为双联齿轮，所述双联齿轮中的大齿轮（7）同时与太阳齿轮（6）和大内齿圈（8）啮合，而双联齿轮中的小齿轮（16）则与小内齿圈（15）啮合，且大齿轮（7）与大内齿圈（8）的传动比小于小齿轮（16）与小内齿圈（15）的传动比。

5.根据权利要求4所述的双速轮毂电机，其特征在于所述行星轮支架（18）为板状支架，所述圆板通过平键（19）与主轴（1）固定，并且所述板状支架上设有行星齿轮装配孔，所述行星齿轮（9）通过行星齿轮轴承（17）安装至行星齿轮装配孔上。

6.根据权利要求4所述的双速轮毂电机，其特征在于所述行星齿轮（9）的数量为三个，且均匀分布于太阳齿轮（6）四周。

7.根据权利要求4所述的电动车双速电机，其特征在于，所述太阳齿轮（6）、行星轮或内齿圈为高强度塑料齿轮。

8.根据权利要求1或2或3所述的双速轮毂电机，其特征在于所述离合器座（12）内、外壁上的楔形凹槽（20）的宽部一侧与滚珠（21）之间均设有滚珠复位弹簧（22）。

9.根据权利要求1或2或3所述的双速轮毂电机，其特征在于所述电机为内定子外转子结构。