電動車變速驅(qū)動輪轂的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種電動車變速驅(qū)動輪轂，屬于機械工程【技術(shù)領(lǐng)域】。它解決了現(xiàn)有的電動車變檔驅(qū)動輪轂散熱性差、噪聲大和輸出效率低的問題。本電動車變速驅(qū)動輪轂包括固定軸、輪轂鋼圈、電機和減速箱，輪轂鋼圈定位在固定軸上；減速箱位于輪轂鋼圈內(nèi)，所述電機位于減速箱的一側(cè)且位于輪轂鋼圈外；電機包括定子和轉(zhuǎn)子，定子與固定軸固定連接，轉(zhuǎn)子定位在固定軸上；減速箱包括箱體、輸入齒輪軸、輸出齒輪軸和超越離合器，箱體與固定軸固定連接，輸入齒輪軸與轉(zhuǎn)子相連接，輸出齒輪軸與輪轂鋼圈固定連接；轉(zhuǎn)子與輪轂鋼圈之間通過離心式離合器相連接。本電動車變速驅(qū)動輪轂具有散熱效果好、通用性強和噪聲小的優(yōu)點。
【專利說明】電動車變速驅(qū)動輪轂
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于機械工程【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種電動車驅(qū)動輪轂，特別是一種電動車變速驅(qū)動輪轂。
【背景技術(shù)】
[0002]電動車簡而言之就是用電力作為驅(qū)動的機車。如電動自行車和電動摩托車。
[0003]電動摩托車包括車身、驅(qū)動輪轂和電源等；其中驅(qū)動輪轂是驅(qū)動元件。[0004]目前，驅(qū)動輪轂所用的變速裝置主要有兩種，一種是電子式無級控制器變速，另一種是機械式變速。電子式無級控制器變速能獲得從O至電機的最高轉(zhuǎn)速，有很好的變速曲線，但是它所輸出的轉(zhuǎn)矩大小直接與電機的輸入電流大小變化相一致；在電壓不變時，電機負(fù)載越大所需電流也就越大。機械式變速分為有級變速式和無級變速式。機械式變速能獲得不同大小的輸出轉(zhuǎn)矩；即在輸入電流不變時，通過機械式減速能使轉(zhuǎn)矩增大，或者增速時使轉(zhuǎn)矩減小。
[0005]在中國專利文獻(xiàn)中記載有電動車變檔驅(qū)動輪轂【申請?zhí)?201110217964.8 ;申請公布號:CN102410317A】，該驅(qū)動輪轂為機械式有級變速的驅(qū)動輪轂。它包括電機、超越離合器、離心式離合器和多個齒輪組等。該驅(qū)動輪轂的電機位于輪轂體內(nèi)，因而存在著散熱性差的問題，進(jìn)而會導(dǎo)致變速箱溫度升高，零部件使用壽命降低等一系列問題。電機為高速電機，驅(qū)動輪轂采用兩級降速，進(jìn)而存在著輸出效率低的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有的技術(shù)存在上述問題，提出了一種電動車變速驅(qū)動輪轂，本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是如何提高電機的散熱性。
[0007]本發(fā)明的目的可通過下列技術(shù)方案來實現(xiàn):一種電動車變速驅(qū)動輪轂，包括固定軸、輪轂鋼圈、電機和減速箱，輪轂鋼圈定位在固定軸上；其特征在于，所述減速箱位于輪轂鋼圈內(nèi)，所述電機位于減速箱的一側(cè)且位于輪轂鋼圈外；電機包括定子和轉(zhuǎn)子，定子與固定軸固定連接，轉(zhuǎn)子定位在固定軸上；減速箱包括箱體、輸入齒輪軸、輸出齒輪軸和超越離合器，箱體與固定軸固定連接，輸入齒輪軸與轉(zhuǎn)子相連接，輸出齒輪軸與輪轂鋼圈固定連接；轉(zhuǎn)子與輪轂鋼圈之間通過離心式離合器相連接。
[0008]本電動車變速驅(qū)動輪轂中的離心式離合器具有設(shè)定嚙合轉(zhuǎn)速。電機運行轉(zhuǎn)速低于離心式離合器設(shè)定嚙合轉(zhuǎn)速時，離心式離合器處于分離狀態(tài)，電機和輪轂鋼圈之間通過減速箱傳動，減速箱具有降速增扭的作用，在低速狀態(tài)下提高輸出扭矩，有利于電動車起步和爬坡。
[0009]電機運行轉(zhuǎn)速高于離心式離合器設(shè)定哨合轉(zhuǎn)速時，離心式離合器處于哨合狀態(tài)，電機和輪轂鋼圈之間通過離心式離合器傳動，實現(xiàn)等速輸出，有利于電動車高速行駛。
[0010]電機位于輪轂鋼圈外側(cè)，使電機與空氣充分接觸，有利于電機散熱，即有效地提高電機的散熱性；同時，電機與減速箱分離，杜絕電機熱量傳遞至減速箱內(nèi)，進(jìn)而保證減速箱正常運行。
[0011]電機為低速電機；通過卸除減速箱、更換輪轂鋼圈的側(cè)蓋和固定軸，便能使本電動車變速驅(qū)動輪轂成為普通的低速電機。換言之，能方便地從普通的電動車低速電機驅(qū)動輪轂改裝成本電動車變速驅(qū)動輪轂，因此，本電動車變速驅(qū)動輪轂具有通用性高的優(yōu)點。
[0012]在上述的電動車變速驅(qū)動輪轂中，所述減速箱中的輸入齒輪軸和輸出齒輪軸穿入箱體內(nèi)；超越離合器包括星輪和第二外圈，第二外圈上固定有與輸入齒輪軸的齒部相嚙合的第一齒輪，星輪上固定有與輸出齒輪軸的齒部相嚙合的第二齒輪；第二齒輪定位在箱體上。當(dāng)輸入齒輪軸轉(zhuǎn)速大于輸出齒輪軸轉(zhuǎn)速時，超越離合器處于嚙合狀態(tài)，此狀態(tài)即為電動車變速驅(qū)動輪轂低速運行狀態(tài)。當(dāng)輸出齒輪軸轉(zhuǎn)速大于輸入齒輪軸轉(zhuǎn)速時，超越離合器處于分離狀態(tài)，此狀態(tài)即為電動車變速驅(qū)動輪轂高速運行狀態(tài)或倒車狀態(tài)。
[0013]在上述的電動車變速驅(qū)動輪轂中，所述減速箱中的輸出齒輪軸與輸入齒輪軸轉(zhuǎn)速比值為0.7?0.8。上述數(shù)值即能保證減速增扭效果有助于低速行駛，又能避免電機和輪轂鋼圈之間通過減速箱傳動與通過離心式離合器傳動速度差較大而影響行車舒適性；即能使減速箱傳動與離心式離合器傳動之間平穩(wěn)過渡。
[0014]在上述的電動車變速驅(qū)動輪轂中，所述輸入齒輪軸和輸出齒輪軸之間設(shè)有固定板，所述固定板與固定軸固定連接，所述箱體與固定板固定連接。該結(jié)構(gòu)使箱體與固定軸固定連接，該結(jié)構(gòu)具有結(jié)構(gòu)簡單，固定牢固的優(yōu)點。作為優(yōu)選，固定板與固定軸通過花鍵連接，箱體與固定板通過螺栓相連接，這樣使減速箱裝配和拆卸方便。
[0015]在上述的電動車變速驅(qū)動輪轂中，所述轉(zhuǎn)子包括一個套在定子上的第一外圈和兩個分別位于定子兩側(cè)的側(cè)蓋，側(cè)蓋通過軸承與固定軸相連接，側(cè)蓋與第一外圈固定連接。上述結(jié)構(gòu)實現(xiàn)轉(zhuǎn)子定位在固定軸上。本轉(zhuǎn)子的側(cè)蓋和第一外圈可根據(jù)實際情況更換，如將第一外圈更換為鋼圈，則本電機即為普通低速電機。
[0016]在上述的電動車變速驅(qū)動輪轂中，所述側(cè)蓋和固定軸之間設(shè)有第一密封圈，第一密封圈位于軸承外側(cè)。第一密封圈使側(cè)蓋和固定軸之間形成密封，進(jìn)而避免雨水和灰塵等雜物進(jìn)入電機內(nèi)。
[0017]在上述的電動車變速驅(qū)動輪轂中，所述輪轂鋼圈包括鋼圈、位于鋼圈一側(cè)的鼓蓋和位于鋼圈另一側(cè)的端蓋，輸入齒輪軸穿過端蓋，輸入齒輪軸套在固定軸上，輸入齒輪軸套與固定軸之間通過軸承相連接，輸入齒輪軸與端蓋之間通過軸承相連接，鼓蓋與固定軸之間通過軸承相連接。上述結(jié)構(gòu)實現(xiàn)輪轂鋼圈定位在固定軸上。本輪轂鋼圈可根據(jù)實際需要更換鋼圈或鼓蓋或端蓋，使輪轂鋼圈更加通用，進(jìn)而能形成多種型號的電動車變速驅(qū)動輪轂。
[0018]在上述的電動車變速驅(qū)動輪轂中，所述輪轂鋼圈的端蓋和電機的側(cè)蓋之間設(shè)有第二密封圈。該密封圈避免雨水和灰塵等雜物進(jìn)入端蓋和側(cè)蓋之間，進(jìn)而上述端蓋與固定軸之間和側(cè)蓋與固定軸之間無需再設(shè)置密封圈。端蓋與側(cè)蓋之間的最高轉(zhuǎn)速遠(yuǎn)低于端蓋與固定軸之間最高轉(zhuǎn)速和側(cè)蓋與固定軸之間最高轉(zhuǎn)速，因此，將密封圈設(shè)置在端蓋與側(cè)蓋之間具有方便安裝、簡化結(jié)構(gòu)、提高密封性和使用壽命的優(yōu)點。
[0019]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本電動車變速驅(qū)動輪轂的電機與輪轂鋼圈左右設(shè)置，具有通用性強，改裝方便以及拆裝和維護(hù)方便的優(yōu)點。電機與空氣直接接觸，具有散熱效果好的優(yōu)點。本電動車變速驅(qū)動輪轂采用低速電機，具有輸出轉(zhuǎn)速低，扭矩大的優(yōu)點，驅(qū)動輪轂在低速運行時僅通過一次變速；高速運行時，等比例傳動，因此具有傳動效率高的優(yōu)點；總之，本電動車變速驅(qū)動輪轂具有噪聲小的優(yōu)點。同時本電動車變速驅(qū)動輪轂還能提高電動車起步、爬坡和高速行駛的性能。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]圖1是本電動車變速驅(qū)動輪轂的立體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]圖2是本電動車變速驅(qū)動輪轂另一視角的立體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022]圖3是本電動車變速驅(qū)動輪轂隱除輪轂鋼圈和減速箱后的立體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]圖4是圖3的側(cè)視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0024]圖5是本電動車變速驅(qū)動輪轂隱除輪轂鋼圈和減速箱箱體后的立體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0025]圖6是本電動車變速驅(qū)動輪轂的剖視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0026]圖中，1、固定軸；2、輪轂鋼圈；2a、鋼圈；2b、鼓蓋；2c、端蓋；3、電機；3a、定子；3b、轉(zhuǎn)子；3c、第一外圈；3d、側(cè)蓋；4、離心式離合器；4a、連接板；4b、棘輪；4c、棘爪；4d、彈簧；
5、減速箱；5a、箱體；5b、輸入齒輪軸；5c、輸出齒輪軸；5d、超越離合器；5dl、星輪；5d2、第二外圈；5e、固定板；5f、第一齒輪；5g、第二齒輪；6、軸承；7、第一密封圈；8、第二密封圈；9、第三密封圈。
【具體實施方式】
[0027]以下是本發(fā)明的具體實施例并結(jié)合附圖，對本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步的描述，但本發(fā)明并不限于這些實施例。
[0028]如圖1至圖6所示,本電動車變速驅(qū)動輪轂包括固定軸1、輪轂鋼圈2、電機3、離心式離合器4和減速箱5。
[0029]如圖1、圖2和圖6所示，輪轂鋼圈2、電機3和減速箱5均套在固定軸I上。電機3位于減速箱5的一側(cè),本實施例給出的電機3位于減速箱5的左側(cè)。根據(jù)實際情況，電機3也可位于減速箱5的右側(cè)。減速箱5位于輪轂鋼圈2內(nèi)，電機3位于輪轂鋼圈2外。
[0030]電機3為低速電機3 ;電機3包括定子3a和轉(zhuǎn)子3b。定子3a中含有線圈，定子3a與固定軸I固定連接。轉(zhuǎn)子3b定位在固定軸I上，具體來說，轉(zhuǎn)子3b包括一個套在定子3a上的第一外圈3c和兩個分別位于定子3a兩側(cè)的側(cè)蓋3d，兩個側(cè)蓋3d分別為左側(cè)蓋3d和右側(cè)蓋3d ;側(cè)蓋3d通過軸承6與固定軸I相連接，側(cè)蓋3d與第一外圈3c固定連接。
[0031]減速箱5包括箱體5a、輸入齒輪軸5b、輸出齒輪軸5c和超越離合器5d，箱體5a與固定軸I固定連接；輸入齒輪軸5b和輸出齒輪軸5c穿出箱體5a。減速箱5中的輸出齒輪軸5c與輸入齒輪軸5b轉(zhuǎn)速比值為0.7?0.8。具體來說，輸入齒輪軸5b與輸出齒輪軸5c均套在固定軸I上，輸入齒輪軸5b與固定軸I之間和輸出齒輪軸5c與固定軸I之間均通過軸承6相連接。
[0032]輸入齒輪軸5b和輸出齒輪軸5c之間設(shè)有固定板5e,固定軸I穿過固定板5e,固定板5e與固定軸I之間通過花鍵連接，固定板5e的兩端與軸承6相抵靠，由此實現(xiàn)固定板5e與固定軸I的固定連接。箱體5a與固定板5e固定連接，由此實現(xiàn)箱體5a與固定軸I固定連接。箱體5a包括左箱體5a和右箱體5a，本實施例給出固定板5e與左箱體5a通過螺栓連接。[0033]超越離合器5d包括星輪5dl和套在星輪5dl外的第二外圈5d2，第二外圈5d2上固定有與輸入齒輪軸5b的齒部相嚙合的第一齒輪5f ;星輪5dl上固定有與輸出齒輪軸5c的齒部相嚙合的第二齒輪5g，第二齒輪5g通過軸承6定位在箱體5a上。
[0034]輸入齒輪軸5b與箱體5a之間和輸出齒輪軸5c與箱體5a之間均通過軸承6相連接，該結(jié)構(gòu)有效地提高箱體5a固定的穩(wěn)定性，進(jìn)而提高超越離合器5d運行的穩(wěn)定性。
[0035]輪轂鋼圈2定位在固定軸I上；具體來說，輪轂鋼圈2包括鋼圈2a、位于鋼圈2a —側(cè)的鼓蓋2b和位于鋼圈2a另一側(cè)的端蓋2c。本實施例給出端蓋2c位于鋼圈2a的左側(cè)，鼓蓋2b位于鋼圈2a的右側(cè)；即端蓋2c與上述的右側(cè)蓋3d相鄰，兩者之間具有間隙。輸入齒輪軸5b穿過端蓋2c ;輸入齒輪軸5b與端蓋2c之間通過軸承6相連接,鼓蓋2b與固定軸I之間通過軸承6相連接；由此，輪轂鋼圈2能穩(wěn)定地繞著固定軸I旋轉(zhuǎn)。
[0036]在輸入齒輪軸5b和固定軸I之間設(shè)有多個軸承6，本實施例給出的數(shù)量為三個，用于承載端蓋2c對輸入齒輪軸5b的壓力，進(jìn)而保證驅(qū)動輪轂的使用壽命。
[0037]減速箱5的輸入齒輪軸5b與轉(zhuǎn)子3b相連接，輸出齒輪軸5c與輪轂鋼圈2的鼓蓋2b固定連接；轉(zhuǎn)子3b與輪轂鋼圈2之間通過離心式離合器4相連接。具體來說，離心式離合器4包括連接板4a和套設(shè)在連接板4a上的棘輪4b，棘輪4b上鉸接有棘爪4c，棘爪4c和連接板4a之間還設(shè)有彈簧4d。連接板4a與右側(cè)蓋3d固定連接，輸入齒輪軸5b與連接板4a通過花鍵連接，由此實現(xiàn)輸入齒輪軸5b與轉(zhuǎn)子3b之間的傳動連接，同時具有拆裝方便的優(yōu)點。棘輪4b與端蓋2c固定連接。
[0038]為了避免雨水和灰塵進(jìn)入驅(qū)動輪轂內(nèi)，電機3的左側(cè)蓋3d和固定軸I之間設(shè)有第一密封圈7，第一密封圈7位于軸承6外側(cè)。輪轂鋼圈2的端蓋2c和電機3的右側(cè)蓋3d之間設(shè)有第二密封圈8，第二密封圈8位于離心式離合器4的外側(cè)。輪轂鋼圈2的鼓蓋2b和固定軸I之間設(shè)有第三密封圈9，第三密封圈9位于軸承6外側(cè)。
[0039]本電動車變速驅(qū)動輪轂中的離心式離合器4具有設(shè)定嚙合轉(zhuǎn)速，調(diào)節(jié)彈簧4d的彈力、彈簧4d與棘爪4c的連接點位置或配重量等，能改變設(shè)定嚙合轉(zhuǎn)速的大小。本實施例假設(shè)離心式離合器4的設(shè)定嚙合轉(zhuǎn)速為200轉(zhuǎn)/分。
[0040]電動車起步或爬坡或低速行車時，電機3轉(zhuǎn)子3b轉(zhuǎn)速低于離心式離合器4設(shè)定嚙合轉(zhuǎn)速，離心式離合器4中的棘爪4c在彈簧4d彈力作用下，棘爪4c與棘輪4b處于分離狀態(tài)，即離心式離合器4處于分離狀態(tài)；此狀態(tài)下，電機3和輪轂鋼圈2之間通過減速箱5傳動。具體來說，轉(zhuǎn)子3b依次帶動離心式離合器4的連接板4a、輸入齒輪軸5b、超越離合器5d、輸出齒輪軸5c和輪轂鋼圈2。
[0041]電動車高速行車時，電機3轉(zhuǎn)子3b轉(zhuǎn)速高于離心式離合器4設(shè)定嚙合轉(zhuǎn)速；棘爪4c在離心力作用下克服彈簧4d彈力，棘爪4c與棘輪4b相嚙合，即離心式離合器4處于嚙合狀態(tài)；此狀態(tài)下，電機3和輪轂鋼圈2之間通過離心式離合器4傳動。具體來說，轉(zhuǎn)子3b依次帶動離心式離合器4的連接板4a、輸入齒輪軸5b、超越離合器5d的星輪5dl ;轉(zhuǎn)子3b同時依次帶動離心式離合器4的連接板4a、棘輪4b、輪轂鋼圈2、輸出齒輪軸5c、超越離合器5d的第二外圈5d2。超越離合器5d的第二外圈5d2轉(zhuǎn)速大于星輪5dl轉(zhuǎn)速，因此，超越離合器5d處于分離狀態(tài)。
【權(quán)利要求】
1.一種電動車變速驅(qū)動輪轂，包括固定軸(I)、輪轂鋼圈(2)、電機(3)、離心式離合器(4)和減速箱(5)，輪轂鋼圈(2)定位在固定軸(I)上；其特征在于，所述減速箱(5)位于輪轂鋼圈(2 )內(nèi)，所述電機(3 )位于減速箱(5 )的一側(cè)且位于輪轂鋼圈(2 )外；電機(3 )包括定子(3a)和轉(zhuǎn)子(3b),定子(3a)與固定軸(I)固定連接，轉(zhuǎn)子(3b)定位在固定軸(I)上；減速箱(5)包括箱體(5a)、輸入齒輪軸(5b)、輸出齒輪軸(5c)和超越離合器(5d)，箱體(5a)與固定軸(I)固定連接，輸入齒輪軸(5b )與轉(zhuǎn)子(3b )相連接，輸出齒輪軸(5c )與輪轂鋼圈(2 )固定連接；轉(zhuǎn)子(3b )與輪轂鋼圈(2 )之間通過離心式離合器(4 )相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動車變速驅(qū)動輪轂，其特征在于，所述電機(3)為低速電機(3)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動車變速驅(qū)動輪轂，其特征在于，所述減速箱(5)中的輸入齒輪軸(5b)和輸出齒輪軸(5c)穿入箱體(5a)內(nèi)；超越離合器(5d)包括星輪(5dl)和第二外圈(5d2),第二外圈(5d2)上固定有與輸入齒輪軸(5b)的齒部相卩齒合的第一齒輪(5f ),星輪(5dl)上固定有與輸出齒輪軸(5c)的齒部相嚙合的第二齒輪(5g);第二齒輪(5g)定位在箱體(5a)上。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電動車變速驅(qū)動輪轂，其特征在于，所述減速箱(5)中的輸出齒輪軸(5c )與輸入齒輪軸(5b )轉(zhuǎn)速比值為0.7?0.8。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電動車變速驅(qū)動輪轂，其特征在于，所述輸入齒輪軸(5b)和輸出齒輪軸(5c)之間設(shè)有固定板(5e),所述固定板(5e)與固定軸(I)固定連接，所述箱體(5a)與固定板(5e)固定連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中的任意一項所述的電動車變速驅(qū)動輪轂，其特征在于，所述轉(zhuǎn)子(3b)包括一個套在定子(3a)上的第一外圈(3c)和兩個分別位于定子(3a)兩側(cè)的側(cè)蓋(3d),側(cè)蓋(3d)通過軸承(6)與固定軸(I)相連接，側(cè)蓋(3d)與第一外圈(3c)固定連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電動車變速驅(qū)動輪轂，其特征在于，所述側(cè)蓋(3d)和固定軸(I)之間設(shè)有第一密封圈(7 )，第一密封圈(7 )位于軸承(6 )外側(cè)。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電動車變速驅(qū)動輪轂，其特征在于，所述輪轂鋼圈(2)包括鋼圈(2a)、位于鋼圈(2a) —側(cè)的鼓蓋(2b)和位于鋼圈(2a)另一側(cè)的端蓋(2c),輸入齒輪軸(5b )穿過端蓋(2c )，輸入齒輪軸(5b )套在固定軸(I)上，輸入齒輪軸(5b )套與固定軸(I)之間通過軸承(6)相連接，輸入齒輪軸(5b)與端蓋(2c)之間通過軸承(6)相連接，鼓蓋(2b)與固定軸(I)之間通過軸承(6 )相連接。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的電動車變速驅(qū)動輪轂，其特征在于，所述輪轂鋼圈(2)的端蓋(2c )和電機(3 )的側(cè)蓋(3d)之間設(shè)有第二密封圈(8 )。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電動車變速驅(qū)動輪轂，其特征在于，所述離心式離合器(4)包括連接板(4a)和套設(shè)在連接板(4a)上的棘輪(4b )，棘輪(4b )上鉸接有棘爪(4c )，棘爪(4c)和連接板(4a)之間還設(shè)有彈簧(4d);連接板(4a)與電機側(cè)蓋(3d)固定連接，輸入齒輪軸(5b)與連接板(4a)通過花鍵連接；棘輪(4b)與端蓋(2c)固定連接。
【文檔編號】H02K5/10GK103840604SQ201410119255
【公開日】2014年6月4日 申請日期:2014年3月27日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月27日
【發(fā)明者】李躍巖 申請人:李躍巖