[实用新型]一种大扭矩高减速比轮毂电机

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种大扭矩高减速比轮毂电机。

背景技术

轮毂电机是目前电动助力自行车及类似代步工具上的主要驱动部件，其结构主要包含主轴、轮毂外壳、电机、行星减速机构和离合器。主轴与自行车的车架固定，轮毂外壳枢转设于主轴上，电机的外壳通过支架与主轴固定，而电机的输出轴(转子轴)端与行星减速机构装配，行星减速机构的输出端则通过离合器与轮毂内齿圈传动连接。

已知的上述轮毂电机存在如下问题：

一、现有轮毂电机中的离合器通常都是超越离合器，其作用是在自行车滑行时脱开电机和轮毂外壳之间的扭矩传递，从而减小阻力，提高车辆行驶安全性。然而众所周知，现有的超越离合器安装结构一方面延长了轮毂整体的轴向长度，加大了轮毂的材料利用，增加了生产成本；另一方面由于超越离合器为了适应与行星减速机构的安装，其结构都需要经过改装，离合器的内、外圈都经过特殊加厚设计，整体结构复杂臃肿，不仅装配难度高，维修不便，且不利于轮毂电机整体减速比的提高和输出扭矩的加大，而对于电机输出轴的扭矩要求反而较高，电机工作时，其轴上扭矩通常达到20～30Nm，这对于离合器的机械强度要求较高。

二、已知的行业内用于上述轮毂电机的行星减速机构中的行星齿轮都为双联齿轮，这种双联齿轮的中孔内要嵌置轴承，进而装配至行星支架的一根长轴上。双联齿轮中较小的一个通常与离合器内圈装配，再由离合器外圈与轮毂内齿圈装配，这种结构存在问题如下：

1)双联齿轮由于中孔内要嵌置轴承并安装至长轴上，故其径向尺寸不能进一步减小，这就导致与之配合的离合器外圈以及轮毂外壳规格不能缩减，最终造成轮毂电机整体无法实现紧凑化和节约生产材料；

2)由于双联齿轮装配结构的限制，其大齿轮的齿数无法有效增加，而小齿轮齿数又无法有效减少，导致整个轮毂电机无法获取较高的减速比以及较高扭矩的输出，也不利于电机能耗的降低。

3)由于双联齿轮加工时精度难以保证，故不利于整个行星减速机构装配精度的提高。

目前行业内技术人员一直在探索上述轮毂电机内部的离合器和行星减速机构装配结构的替代方案，但未取得有效成果。

发明内容

本实用新型目的是：针对背景技术中涉及的已有轮毂电机存在的诸多不足而提供一种大扭矩高减速比轮毂电机，这种轮毂电机针对内部离合器和行星减速机构加以改进，简化了结构和装配，能够确保整体结构更加紧凑，材料更加节省，且利于获得高的减速比和大的扭矩输出，而对于电机输出轴的扭矩要求则较低。

本实用新型的技术方案是：一种大扭矩高减速比轮毂电机，包含主轴、旋转装配在主轴上的轮毂外壳及设于轮毂外壳内的电机和行星减速机构，其特征在于：

所述电机包括电机外壳、内转子外定子构型的转子和定子，及输出轴，所述转子包括转子铁芯和固定其上的磁钢，所述转子铁芯的中心设置供所述输出轴穿过的孔，孔内设有至少一单向轴承，所述单向轴承的外圈与孔的内壁固定，而单向轴承的内圈套设于输出轴上；

所述行星减速机构包括行星支架、太阳齿轮及若干对行星齿轮和行星轴，所述太阳齿轮固定或一体成型于所述电机的输出轴上，所述行星支架与主轴固定或一体成型，行星支架上对应行星轴开有轴孔，所述行星轴通过行星轴承装配于对应的轴孔内，行星轴的一端与对应的行星齿轮固定，另一端成型有行星轴齿，所述行星轴齿与设于轮毂外壳内壁上的内齿圈直接啮合。

进一步的，本实用新型中所述太阳齿轮与行星齿轮之间，以及行星轴齿与内齿圈之间均为斜齿啮合，并且行星齿轮上因斜齿啮合而承受的轴向力与行星轴齿上因斜齿啮合而承受的轴向力反向相等，这样设计的目的是抵消行星减速机构两端在轴向上的受力，进一步提高机构运行可靠性，延长机构和部件寿命。

进一步的，本实用新型中当单向轴承为两个以上时，相邻的单向轴承之间藉由成型于孔内壁上的凸缘隔开。

进一步的，本实用新型中所述孔内还设有轴承。

更为优选的，所述轴承和单向轴承之间藉由成型于孔内壁上的凸缘隔开。

进一步的，本实用新型中所述主轴包括左右同轴线设置的空心轴和实心轴，而轮毂外壳包括一侧具有开口面的外壳本体和固定至开口面上的轮毂端盖，所述外壳本体与空心轴之间通过轴承旋转装配，而轮毂端盖与实心轴之间也通过轴承旋转装配，所述轮毂端盖上一体成型有一圈伸入开口面内的环沿，所述内齿圈固定或一体成型于所述环沿内侧。将内齿圈设计在轮毂端盖的环沿上更易于加工。