[实用新型]一种具有齿轮保护机构的电动自行车轮毂电机

说明书

本发明公开了一种具有齿轮保护机构的电动自行车轮毂电机，包括主轴、轮毂、左端盖和右端盖、电机和行星齿轮减速机构，电机为有定子铁芯的轴向磁场电机，包括一转子组件和一定子组件，转子组件通过包含有角接触球轴承的具有并列的滚动体的轴承单元与所述主轴转动连接，定子组件与所述主轴固定连接，行星齿轮减速机构的外齿圈设传力齿，轮毂或左端盖上设受力齿，传力齿与受力齿之间设弹簧，电动自行车起动/刹车时，弹簧溃缩变形，从而保护齿轮免遭冲击损坏。本发明成本低效率高，能大幅提高电动自行车的续行里程。

技术领域

本发明涉及电动自行车的轮毂电机技术领域，特别是涉及一种具有齿轮保护机构的轴向磁场的电动自行车轮毂电机。

背景技术

现有的电动自行车有齿轮毂电机，例如通轴结构外转子电机的中国专利CN03127256.8、CN201510104597.9，又如半轴结构内转子电机的美国专利US20050176542A1，上述有齿轮毂电机的驱动电机均为径向磁场的直流永磁电机，这类的高效区间偏向高功率段，车辆在正常行驶时驱动电机通常运行在低效率区间，行驶里程较短；而效率平台区间宽泛、能大幅提高续行里程的无铁芯的轴向磁场有齿轮毂电机，则需消耗较多的稀土永磁体，其经济性明显不足，采用硅钢片连续冲片卷绕定子铁芯的轴向磁场电机，定子铁芯制造效率低成本高，线圈绕组目前还只能人工完成，量产成本较高。上述有齿轮毂电机，均采用行星齿轮减速机构的结构形式，其行星齿轮采用耐磨性能好且具有自润滑性能的尼龙或聚甲醛等聚合物材料制成，在电动自行车启动/刹车时，减速机构的齿轮要承受较大的冲击力，而结构强度较低的行星齿轮会出现断齿，这一现象更易在寒冷的冬季发生，市场接受度不高。

发明内容

本发明的目的是提供一种符合GB 17761-2018《电动自行车安全技术规范》要求的，具有齿轮保护机构的轮毂电机，在现有的生产技术条件下将性能优异的轴向磁场电机低成本地应用于电动自行车领域，确保轮毂电机的长效稳定运行，满足人们对行驶里程增加的要求。

其技术思路是：在现有生产技术条件下，以“独立模块的定子铁芯+定子轭盘+集中线圈绕组”的技术方案，实现定子铁芯组件的高效低成本批量生产；行星齿轮减速机构与轮毂或与端盖的连接为柔性连接，利用弹簧溃缩吸能的功能减小对齿轮的冲击，有齿轮毂电机在电动自行车寿命周期内免维护，轮毂电机的初期成本与现有技术轮毂电机持平。

为此，本发明提供了如下方案：

本发明公开了一种具有齿轮保护机构的电动自行车轮毂电机，包括主轴、轮毂、左端盖和右端盖、电机和行星齿轮减速机构，所述轮毂与所述左端盖可拆卸式固定连接，所述电机和所述行星齿轮减速机构位于所述轮毂、所述左端盖和所述右端盖围成的内部空间中，所述行星齿轮减速机构包括行星架、外齿圈、太阳轮齿圈和行星齿轮，所述电机通过安装在所述电机上的所述太阳轮齿圈，由所述行星齿轮减速机构带动所述轮毂转动；所述电机为有定子铁芯的轴向磁场电机，包括一转子组件和一定子组件，所述转子组件通过包含有角接触球轴承的具有并列的滚动体的轴承单元与所述主轴转动连接，所述定子组件与所述主轴固定连接，还包括若干个传力齿、若干个受力齿和若干个弹簧，所述传力齿设置在所述外齿圈的外圆面或设置在所述外齿圈位于所述左端盖一侧的圆环面上，配合所述传力齿于所述轮毂的内圆面或所述左端盖的内侧面设有所述受力齿，具有所述传力齿的所述外齿圈与所述轮毂的内表面活动套接，所述弹簧安装在所述传力齿和所述受力齿之间，所述电机的动力由所述行星齿轮减速机构作用于所述弹簧，进而传递给所述轮毂，电动自行车起动/刹车时，所述弹簧产生溃缩变形，从而使行星齿轮减速机构的齿轮免遭冲击损坏。

优选地，所述轴承单元为双列角接触球轴承，或深沟球轴承与单列角接触球轴承的串联组合，或两个单列角接触球轴承的串联组合。

优选地，所述转子组件包括一转子盘和安装在所述转子盘位于所述定子组件一面的周向阵列布置的多个永磁体，所述转子盘的另一面固定连接所述太阳轮齿圈。