(12)发明专利申请
(10)申请公布号 CN 107017733 A(43)申请公布日 2017.08.04
(21)申请号 201710421973.6(22)申请日 2017.06.07
(71)申请人 天津迪思科博科技发展有限公司
地址 300222 天津市滨海新区（空港经济
区）保航路1号航空产业支持中心645UU23房间(72)发明人 严振华
(74)专利代理机构 天津市三利专利商标代理有
限公司 12107
代理人 杨红(51)Int.Cl.
H02K 7/116(2006.01)F16H 1/32(2006.01)F16H 57/08(2006.01)
(54)发明名称
微型轮毂电机(57)摘要
本发明涉及一种微型轮毂电机，包括主轴、定子、转子、电机外壳、内齿圈、偏心轴和行星齿轮，内齿圈内齿与行星齿轮啮合，行星齿轮中心孔通过行星齿轮支撑轴承支撑在偏心轴上，偏心轴通过偏心轴支撑轴承和转子轴承支撑在主轴
齿轮盘与销上，所述行星齿轮呈T型阶梯轴结构，
轴圆盘构成整体行星齿轮，销轴圆盘端面均布若干销轴，主轴左侧键接有止转盘，止转盘端面圆周均布有若干沉孔，止转盘通过沉孔插接有销轴约束圆盘，销轴约束圆盘前端面对应沉孔位置设有凸柱，销轴约束圆盘的凸柱与止转盘沉孔插接构成联轴器，销轴约束圆盘背面均布设有若干销轴孔，销轴孔与行星齿轮销轴圆盘的销轴插接。有益效果：实现电机外圆直径达到φ65-70mm。
权利要求书1页 说明书4页 附图6页
CN 107017733 ACN 107017733 A
权 利 要 求 书
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1.一种微型轮毂电机，包括主轴、定子、转子、电机外壳、内齿圈、偏心轴和行星齿轮，所述内齿圈内齿与行星齿轮啮合，所述行星齿轮中心孔通过行星齿轮支撑轴承支撑在偏心轴上，偏心轴通过偏心轴支撑轴承和转子轴承支撑在主轴上，所述偏心轴外侧端连接有转子，所述定子与主轴键接，所述内齿圈外圆滑动连接有超越离合器，超越离合器外圆与外壳固接，轮毂电机外壳通过端盖支撑轴承和电机外壳支撑轴承支撑在主轴上，行星齿轮在内齿圈内只能以偏心轴为中心、偏心距为公转半径的公转运动构成正传动比的减速输出动力结构，其特征是：所述行星齿轮呈T型阶梯轴结构，齿轮盘与销轴圆盘构成整体行星齿轮，所述销轴圆盘端面均布若干销轴，所述主轴左侧键接有止转盘，止转盘端面圆周均布有若干沉孔，止转盘通过沉孔插接有销轴约束圆盘，所述销轴约束圆盘前端面对应沉孔位置设有凸柱，销轴约束圆盘的凸柱与止转盘沉孔插接构成联轴器，销轴约束圆盘背面均布设有若干销轴孔，销轴孔与行星齿轮销轴圆盘的销轴插接，所述销轴孔内径大于销轴外径。
2.根据权利要求1所述的微型轮毂电机，其特征是：行星齿轮销轴圆盘的所述销轴固接在行星齿轮端面上，销轴滑动连接有销轴套，所述销轴套在销轴约束圆盘的销轴孔内滚动连接。
3.根据权利要求1或2所述的微型轮毂电机，其特征是：行星齿轮所述销轴圆盘直径大于齿轮盘直径。
4.根据权利要求3所述的微型轮毂电机，其特征是：所述销轴约束圆盘前端面凸柱的位置设置为销轴约束圆盘背面两两销轴孔之间。
5.根据权利要求1所述的微型轮毂电机，其特征是：所述止转盘与销轴约束圆盘之间设有缓冲树脂垫。
6.根据权利要求5所述的微型轮毂电机，其特征是：所述缓冲树脂垫采用聚氨酯或硅胶。
7.根据权利要求1所述的微型轮毂电机，其特征是：所述行星齿轮支撑轴承左端与销轴约束圆盘之间设有行星齿轮支撑轴承左侧垫圈，偏心轴与行星齿轮支撑轴承右端之间设有行星齿轮支撑轴承右侧垫圈。
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CN 107017733 A
说 明 书微型轮毂电机
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技术领域
[0001]本发明属于电动自行车轮毂电机，尤其涉及一种适用于电动自行车的微型轮毂电机。
背景技术
[0002]目前，电动自行车轮毂电机有直驱电机和减速电机两种。为了保证骑行所需要的驱动扭矩，直驱电机必须将电机尺寸加大才能满足扭矩要求，因此直驱电机一般都很笨重，不能满足小型化、轻量化的市场需求。为了满足市场需求，厂商又推出一款内部带有行星减速结构的减速轮毂电机，大幅减小了电机的外形尺寸。直驱轮毂电机由直径φ160-200mm减小到了φ100-120mm。如上，虽然有了不小的进步，但是消费者的小型化轻量化需求也随之提高，要求更小的轮毂电机。申请人以专利申请号2016206972567公开了一种微型电动自行车轮毂电机突破了现有技术瓶颈，大幅缩小了电机整体尺寸，使轮毂电机直径减小到φ70-73mm，其输出功率以及齿轮啮合强度均达到自行车的标准。目前电动自行车市场还没有直径小于70mm的轮毂电机。
发明内容
[0003]本发明的目的在于克服上述技术的不足，而提供一种微型轮毂电机，在满足电动自行车输出功率以及齿轮啮合强度标准的前提下，电机外圆直径达到φ65-70mm。[0004]本发明为实现上述目的，采用以下技术方案：一种微型轮毂电机，包括主轴、定子、转子、电机外壳、内齿圈、偏心轴和行星齿轮，所述内齿圈内齿与行星齿轮啮合，所述行星齿轮中心孔通过行星齿轮支撑轴承支撑在偏心轴上，偏心轴通过偏心轴支撑轴承和转子轴承支撑在主轴上，所述偏心轴外侧端连接有转子，所述定子与主轴键接，所述内齿圈外圆滑动连接有超越离合器，超越离合器外圆与外壳固接，轮毂电机外壳通过端盖支撑轴承和电机外壳支撑轴承支撑在主轴上，行星齿轮在内齿圈内只能以偏心轴为中心、偏心距为公转半径的公转运动构成正传动比的减速输出动力结构，其特征是：所述行星齿轮呈T型阶梯轴结构，齿轮盘与销轴圆盘构成整体行星齿轮，所述销轴圆盘端面均布若干销轴，所述主轴左侧键接有止转盘，止转盘端面圆周均布有若干沉孔，止转盘通过沉孔插接有销轴约束圆盘，所述销轴约束圆盘前端面对应沉孔位置设有凸柱，销轴约束圆盘的凸柱与止转盘沉孔插接构成联轴器，销轴约束圆盘背面均布设有若干销轴孔，销轴孔与行星齿轮销轴圆盘的销轴插接，所述销轴孔内径大于销轴外径。
[0005]行星齿轮销轴圆盘的所述销轴固接在行星齿轮端面上，销轴滑动连接有销轴套，所述销轴套在销轴约束圆盘的销轴孔内滚动连接。[0006]行星齿轮所述销轴圆盘直径大于齿轮盘直径。
[0007]所述销轴约束圆盘前端面凸柱的位置设置为销轴约束圆盘背面两两销轴孔之间。[0008]所述止转盘与销轴约束圆盘之间设有缓冲树脂垫。[0009]所述缓冲树脂垫采用聚氨酯或硅胶。
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说 明 书
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所述行星齿轮支撑轴承左端与销轴约束圆盘之间设有行星齿轮支撑轴承左侧垫
圈，偏心轴与行星齿轮支撑轴承右端之间设有行星齿轮支撑轴承右侧垫圈。[0011]有益效果：与现有技术相比，本发明在满足电动自行车输出功率以及齿轮啮合强度标准的前提下，通过行星齿轮形状以及相关结构的改进，实现电机外圆直径达到φ65-70mm，填补了世界电动自行车领域微型电机小型化的空白。在原申请专利的基础上将插接式主轴改为整体主轴，增加了微型轮毂电机的强度和降低了噪音。附图说明
[0012]图1是本发明实施例1的纵向剖视图；[0013]图2是本发明实施例1的A-A向剖视图；[0014]图3是本发明实施例1的B-B向剖视图；
[0015]图4是本发明实施例1的减速机构爆炸图右斜视图；[0016]图4-1是本发明实施例1的减速机构爆炸图左斜视图[0017]图5是本发明实施例2的纵向剖视图；[0018]图6是本发明实施例2的C-C向剖视图；
[0019]图7是本发明实施例2的减速机构爆炸图右斜视图；[0020]图7-1是本发明实施例2的减速机构爆炸图左斜视图。[0021]图中：1、主轴，2、定子，3、转子，4、偏心轴，5、转子支撑轴承，5-1、偏心轴支撑轴承，6、行星齿轮支撑轴承，7、行星齿轮，7-1、行星齿轮沉孔，8、销轴，9、内齿圈，10、卡簧，11、止转盘，11-1、沉孔，12、电机外壳，13、电机外壳支撑轴承，14、超越离合器，15、端盖,16、端盖支撑轴承，17、平衡块，18、销轴约束圆盘，18-1、销轴孔，18-2、凸柱，19、销轴套，20、缓冲树脂垫，21、行星齿轮支撑轴承左侧垫圈，22、行星齿轮支撑轴承右侧垫圈，具体实施方式
[0022]下面结合较佳实施例详细说明本发明的具体实施方式。[0023]实施例1
[0024]详见附图1-4、4-1，本实施例提供了一种微型轮毂电机，包括主轴1、定子2、转子3、电机外壳12、内齿圈9、偏心轴4和行星齿轮7，所述内齿圈内齿与行星齿轮啮合，内齿圈的右侧端设有卡簧10，卡簧卡在电机外壳内表面，防止内齿圈轴向串动，所述行星齿轮中心孔通过行星齿轮支撑轴承6支撑在偏心轴上，偏心轴通过偏心轴支撑轴承5-1和转子轴承5支撑在主轴上，所述偏心轴外侧端连接有转子，所述定子与主轴键接，所述内齿圈外圆滑动连接有超越离合器14，超越离合器外圆与外壳固接，轮毂电机外壳通过端盖15上的端盖支撑轴承16和电机外壳支撑轴承13支撑在主轴上，行星齿轮在内齿圈内只能以偏心轴为中心、偏心距为公转半径的公转运动构成正传动比的减速输出动力结构，所述行星齿轮呈T型阶梯轴结构，齿轮盘与销轴圆盘构成整体行星齿轮，所述销轴圆盘端面均布若干销轴8，所述主轴左侧键接有止转盘11，止转盘端面圆周均布有若干沉孔11-1，止转盘通过沉孔插接有销轴约束圆盘18，所述销轴约束圆盘前端面对应沉孔位置设有凸柱18-2，销轴约束圆盘的凸柱与止转盘沉孔插接构成联轴器，销轴约束圆盘背面均布设有若干销轴孔18-1，销轴孔与行星齿轮销轴圆盘的销轴插接，所述销轴孔内径大于销轴外径。为了消除偏心产生的振动，
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说 明 书
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在偏心轴上安装平衡块17，保证动平衡。行星齿轮销轴圆盘的所述销轴固接在行星齿轮端面上，销轴滑动连接有销轴套19，所述销轴套在销轴约束圆盘的销轴孔内滚动连接，减少摩擦。行星齿轮所述销轴圆盘直径大于齿轮盘直径。所述销轴约束圆盘前端面凸柱的位置设置为销轴约束圆盘背面两两销轴孔之间。本实施例销轴在行星齿轮上，销轴孔在销轴约束圆盘上。
[0025]本实施例的优选方案是所述止转盘与销轴约束圆盘之间设有缓冲树脂垫20。所述缓冲树脂垫采用聚氨酯或硅胶。缓冲树脂垫可以降低止转盘与销轴约束圆盘之间的传动噪声。
[0026]本实施例的优选方案是所述行星齿轮支撑轴承左端与销轴约束圆盘之间设有行星齿轮支撑轴承左侧垫圈21，偏心轴与行星齿轮支撑轴承右端之间设有行星齿轮支撑轴承右侧垫圈22。可以降低行星齿轮支撑轴承两端面的摩擦力及噪音。垫圈可以使片状圆环或若干粒微小滚珠。[0027]实施例2
[0028]详见附图5-7、7-1，结构与实施例1相同，区别是销轴在销轴约束圆盘上，在行星齿轮上设有行星齿轮沉孔7-1。
[0029]实施例中的销轴圆盘的销轴以及销轴约束圆盘凸柱的数量为10个。[0030]工作过程及原理
[0031]偏心轴给行星齿轮输入动力，行星齿轮与内齿轮啮合，行星齿轮的销轴插入左侧主轴的销轴孔，并通过超越离合器输出动力构成的结构[0032]详见附图，转子带动偏心轴顺时针旋转时，固接于行星齿轮的销轴插入到左侧主轴销轴孔内，且左侧主轴固定不动，限制住了行星齿轮的自转运动，行星齿轮在内齿圈内只能以偏心轴为中心、偏心距为公转半径作顺时针方向的公转运动；又由于行星齿轮齿数比内齿圈齿数少2个齿，迫使内齿圈作顺时针低速旋转。此时内齿圈低速旋转减速比为：行星齿轮Z1＝38，内齿圈Z2＝40，减速比i＝Z2/(Z2-Z1)＝40/(40-38)＝20。[0033]传动比为正数，即主外壳旋转方向与偏心轴旋转方向相同。动力输出零件为内齿圈，内齿圈的顺时针低速转动通过超越离合器传递到主外壳，驱动车轮。为了消除偏心产生的振动，在偏心轴上安装平衡块，保证动平衡。[0034]在先申请与本申请的比较：外径73mm电机结构中内齿圈齿数48齿，行星齿轮齿数45齿，行星齿轮贯穿了销轴，且销轴与行星齿轮内孔之间最薄处必需保证1mm以上壁厚，因此行星齿轮齿轮齿数45齿基本上到了极限齿数，不能再减小。本发明方案将销轴安装于行星齿轮的销轴圆盘上，不需穿过整个齿轮，即可给行星齿轮让出两倍于销轴直径(销轴直径5mm，2x5mm＝10mm)大小的径向尺寸。行星齿轮做到38齿，内齿圈做到40齿。在外径73mm电机基础上直径再减小8mm，达到65mm。
[0035]
区分
电机外径
内齿圈齿数(m＝1)行星齿轮齿数(m＝1)减速比73mm73mm484516
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本发明65mm403820差异点减小8mm
分度圆减小8mm分度圆减小7mm减速比增加25％
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行星齿轮壁厚最薄处厚度1.5mm6.1mm强度不受影响销轴中心圆直径29mm37mm销轴所受压力减小[0036]可以看出改进后的行星齿轮与内齿圈啮合参数基本不变的情况下，改进后的行星齿轮可以满足电动自行车输出功率以及齿轮啮合强度的要求。改进后行星齿轮的销轴圆盘直径可以相应变大，即可在销轴圆盘上均布多个凸柱，既能保证传递扭矩较大，满足电动车的要求，又可以降低单个销轴所受压力，降低噪音。为缩小轮毂电机整体直径尺寸奠定了基础。
[0037]上述参照实施例对该一种微型轮毂电机进行的详细描述，是说明性的而不是限定性的，可按照所限定范围列举出若干个实施例，因此在不脱离本发明总体构思下的变化和修改，应属本发明的保护范围之内。
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图2
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