本實用新型屬于電動自行車輪轂電機，尤其涉及一種微型電動自行車輪轂電機。

背景技術(shù)：

目前，電動自行車輪轂電機有直驅(qū)電機和減速電機兩種。為了保證騎行所需要的驅(qū)動扭矩，直驅(qū)電機必須將電機尺寸加大才能滿足扭矩要求，因此直驅(qū)電機一般都很笨重，不能滿足小型化、輕量化的市場需求。為了滿足市場需求，廠商又推出一款內(nèi)部帶有行星減速結(jié)構(gòu)的減速輪轂電機，大幅減小了電機的外形尺寸。直驅(qū)輪轂電機由直徑φ160-200mm減小到了φ100-120mm。如上，雖然有了不小的進步，但是消費者的小型化輕量化需求也隨之提高，要求更小的輪轂電機，但是現(xiàn)有行星減速結(jié)構(gòu)的減速電機結(jié)構(gòu)為：中心有一個主動件太陽輪，太陽輪周圍均布有三個行星輪與太陽輪外嚙合，三個行星輪同時與行星輪外圍的齒圈內(nèi)嚙合，因此現(xiàn)有行星減速輪轂電機的徑向尺寸必須大于太陽輪直徑加上兩個行星輪直徑再加上齒圈厚度和外殼厚度。上述幾個零件中，太陽輪受到電機主軸尺寸和最小齒數(shù)限制，行星輪受到行星輪支撐軸承(軸承內(nèi)徑8、外徑22mm、厚度7mm)大小限制。降低齒輪模數(shù)可減小一定尺寸，但是電動自行車電機不僅要傳遞運動而且要求傳遞較大功率(一般為250瓦左右)。因此齒輪模數(shù)也不能過小。例如，上述行星減速結(jié)構(gòu)中，行星輪和內(nèi)齒圈為內(nèi)嚙合，嚙合齒數(shù)為2-3齒，而行星輪和太陽輪為外嚙合，嚙合齒數(shù)只有1齒，因此行星輪與太陽輪嚙合處為最薄弱環(huán)節(jié)，即便采用三個行星輪，同時嚙合齒數(shù)也只有3個齒，因此齒輪模數(shù)一般為1.0以上，以防止斷齒。受到上述條件的限制，輪轂電機尺寸無法進一步縮小，小型化進程遇到了瓶頸，停滯不前。輪轂電機尺寸進一步小型化成為行業(yè)亟待解決的難題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的在于克服上述技術(shù)的不足，而提供一種微型電動自行車輪轂電機，使輪轂電機直徑減小到φ70-73mm，突破現(xiàn)有技術(shù)瓶頸，大幅縮小了電機整體尺寸，很好地滿足了市場需求。

本實用新型為實現(xiàn)上述目的，采用以下技術(shù)方案：一種微型電動自行車輪轂電機，包括主軸、定子、轉(zhuǎn)子、主外殼和端蓋構(gòu)成的輪轂電機外殼，其特征是：所述主軸包括右側(cè)主軸和左側(cè)主軸，所述左側(cè)主軸形狀呈三段式階梯軸，左側(cè)主軸的右端呈法蘭盤式階梯軸，所述法蘭盤式階梯軸與內(nèi)齒圈支撐軸承的內(nèi)圈固接，所述內(nèi)齒圈支撐軸承的外圈與內(nèi)齒圈內(nèi)圓固接，所述內(nèi)齒圈內(nèi)齒與行星齒輪嚙合，所述行星齒輪中心孔通過行星齒輪支撐軸承支撐在偏心軸上，偏心軸通過偏心軸支撐左側(cè)軸承和偏心軸支撐右側(cè)軸承支撐在右側(cè)主軸上，右側(cè)主軸與左側(cè)主軸中心孔插接構(gòu)成整體主軸，左側(cè)主軸與偏心軸之間的右側(cè)主軸上固接有偏心軸側(cè)擋軸承，所述偏心軸外側(cè)端連接有轉(zhuǎn)子，所述定子與右側(cè)主軸鍵接，所述內(nèi)齒圈外圓滑動連接有超越離合器，超越離合器外圓與主外殼固接，輪轂電機外殼通過端蓋支撐軸承和主外殼支撐軸承支撐在整體主軸上，所述行星齒輪端面均布并固接有若干個銷軸，左側(cè)主軸的法蘭盤式階梯軸上沿其軸向?qū)?yīng)銷軸位置設(shè)有銷軸孔，所述銷軸插入銷軸孔中；行星齒輪在內(nèi)齒圈內(nèi)只能以偏心軸為中心、偏心距為公轉(zhuǎn)半徑的公轉(zhuǎn)運動，構(gòu)成正傳動比的減速輸出動力結(jié)構(gòu)。

所述內(nèi)齒圈與左側(cè)主軸固定成整體，所述超越離合器外圓與主外殼固接，超越離合器內(nèi)圓滑動連接有動力輸出圓盤，所述動力輸出圓盤沿其軸向設(shè)有若干動力輸出圓盤銷軸孔，所述動力輸出圓盤銷軸孔對應(yīng)插接行星齒輪端面的銷軸，行星齒輪在內(nèi)齒圈內(nèi)既能以偏心軸為中心、偏心距為半徑的公轉(zhuǎn)運動，同時又作自轉(zhuǎn)，構(gòu)成負傳動比的減速輸出動力結(jié)構(gòu)。

所述偏心軸上固接有平衡塊。

所述銷軸孔及與其插接的銷軸數(shù)量為3-8個。

有益效果：與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型采用的順時針方向或逆時針方向的減速輸出動力結(jié)構(gòu)，可以使電機外徑尺寸及重量顯著減小。按照電動自行車的前叉及后叉寬度標(biāo)準設(shè)計軸向尺寸，安裝在自行車后，幾乎察覺不出電機的存在，其輸出功率以及齒輪嚙合強度均達到自行車的標(biāo)準，進而滿足了輕量化小型化的市場需求。

附圖說明

圖1是實施例1的縱向剖視圖；

圖2是實施例1的A-A向剖視圖；

圖3是實施例1的B-B向剖視圖；

圖4是實施例1的減速機構(gòu)爆炸圖；

圖5是實施例2的縱向剖視圖；

圖6是實施例2的C-C向剖視圖；

圖7是實施例2的D-D向剖視圖。

圖中：1、右側(cè)主軸，2、定子，3、轉(zhuǎn)子，4、偏心軸，5、偏心軸支撐右側(cè)軸承，5-1、偏心軸支撐左側(cè)軸承，5-2、偏心軸側(cè)擋軸承，6、行星齒輪支撐軸承，7、行星齒輪，8、銷軸，9、內(nèi)齒圈，10、內(nèi)齒圈支撐軸承，11、左側(cè)主軸，11-1、銷軸孔，12、主外殼，13、主外殼支撐軸承，14、超越離合器，15、端蓋,16、端蓋支撐軸承，17、平衡塊，18、動力輸出圓盤，18-1、動力輸出圓盤銷軸孔。

具體實施方式

下面結(jié)合較佳實施例詳細說明本實用新型的具體實施方式。

實施例1

詳見附圖1、4，一種微型電動自行車輪轂電機，包括主軸、定子2、轉(zhuǎn)子3、主外殼12和端蓋15構(gòu)成的輪轂電機外殼，所述主軸包括右側(cè)主軸1和左側(cè)主軸11，所述左側(cè)主軸形狀呈三段式階梯軸，左側(cè)主軸的右端呈法蘭盤式階梯軸，所述法蘭盤式階梯軸與內(nèi)齒圈支撐軸承10的內(nèi)圈固接，所述內(nèi)齒圈支撐軸承的外圈與內(nèi)齒圈9內(nèi)圓固接，所述內(nèi)齒圈內(nèi)齒與行星齒輪7嚙合，所述行星齒輪中心孔通過行星齒輪支撐軸承6支撐在偏心軸4上，偏心軸通過偏心軸支撐左側(cè)軸承5-1和偏心軸支撐右側(cè)軸承5支撐在右側(cè)主軸上，右側(cè)主軸與左側(cè)主軸中心孔插接構(gòu)成整體主軸，左側(cè)主軸與偏心軸之間的右側(cè)主軸上固接有偏心軸側(cè)擋軸承5-2，其起到限制轉(zhuǎn)子微小跳動和軸向竄動的作用，避免噪音，旋轉(zhuǎn)平穩(wěn)。所述偏心軸外側(cè)端連接有轉(zhuǎn)子，所述定子與右側(cè)主軸鍵接，所述內(nèi)齒圈外圓滑動連接有超越離合器14，超越離合器外圓與主外殼固接，輪轂電機外殼通過端蓋支撐軸承16和主外殼支撐軸承13支撐在整體主軸上，所述行星齒輪端面均布并固接有若干個銷軸8，本實施例銷軸數(shù)量為8個。左側(cè)主軸的法蘭盤式階梯軸上沿其軸向?qū)?yīng)銷軸位置設(shè)有銷軸孔11-1，所述銷軸插入銷軸孔中；行星齒輪在內(nèi)齒圈內(nèi)只能以偏心軸為中心、偏心距為公轉(zhuǎn)半徑的公轉(zhuǎn)運動，構(gòu)成正傳動比的減速輸出動力結(jié)構(gòu)。為了消除偏心產(chǎn)生的振動，在偏心軸上安裝平衡塊17，保證動平衡。

工作過程及原理

偏心軸給行星齒輪輸入動力，行星齒輪與內(nèi)齒輪嚙合，行星齒輪的銷軸插入左側(cè)主軸的銷軸孔，并通過超越離合器輸出動力構(gòu)成的結(jié)構(gòu)

實施例1中，如圖1-3所示，轉(zhuǎn)子帶動偏心軸順時針旋轉(zhuǎn)時，固接于行星齒輪的銷軸插入到左側(cè)主軸銷軸孔內(nèi)，且左側(cè)主軸固定不動，限制住了行星齒輪的自轉(zhuǎn)運動，行星齒輪在內(nèi)齒圈內(nèi)只能以偏心軸為中心、偏心距為公轉(zhuǎn)半徑作順時針方向的公轉(zhuǎn)運動；又由于行星齒輪齒數(shù)比內(nèi)齒圈齒數(shù)少3個齒，迫使內(nèi)齒圈作順時針低速旋轉(zhuǎn)。此時內(nèi)齒圈低速旋轉(zhuǎn)減速比為：行星齒輪Z1＝45，內(nèi)齒圈Z2＝48，減速比i＝Z2/(Z2-Z1)＝48/(48-45)＝16。傳動比為正數(shù)，即主外殼旋轉(zhuǎn)方向與偏心軸旋轉(zhuǎn)方向相同。動力輸出零件為內(nèi)齒圈，內(nèi)齒圈的順時針低速轉(zhuǎn)動通過超越離合器傳遞到主外殼，驅(qū)動車輪。為了消除偏心產(chǎn)生的振動，在偏心軸上安裝平衡塊，保證動平衡。

本實用新型將少齒差減速機構(gòu)原理應(yīng)用于電動自行車輪轂電機內(nèi)部，突破了現(xiàn)有行星減速輪轂電機所受到的太陽輪、行星輪尺寸及齒輪模數(shù)的限制，將電機內(nèi)部減速結(jié)構(gòu)尺寸縮小到極致。首先，沒有太陽輪，只有一個行星輪和一個內(nèi)齒圈，而且內(nèi)齒圈與行星輪齒數(shù)只差3個齒，即整個減速機構(gòu)徑向尺寸只是比行星齒輪略大一些，比現(xiàn)有減速輪轂電機大幅縮小了徑向尺寸。其次，行星齒輪與內(nèi)齒圈齒數(shù)相差只有3個齒(行星齒輪45齒，內(nèi)齒圈48齒)，因此同時嚙合的齒數(shù)較多，達到8-9個齒，而且為了使行星齒輪和內(nèi)齒圈在只相差3個齒的條件下無齒間干涉嚙合(漸開線干涉、過渡干涉、齒頂相碰、齒頂干涉、徑向干涉)，將內(nèi)齒圈及行星齒輪降低齒頂高系數(shù)(1.0→0.8)并正變位處理，齒厚加大，從而承載能力大大提高，不僅齒輪模數(shù)可以降至1.0，而且斷齒可靠性卻比現(xiàn)有減速輪轂電機反而提高。

實施例2

詳見附圖5，本實用新型的又一優(yōu)選方案是，所述內(nèi)齒圈與左側(cè)主軸固定成整體，所述超越離合器外圓與主外殼固接，超越離合器內(nèi)圓滑動連接有動力輸出圓盤18，所述動力輸出圓盤沿其軸向設(shè)有若干動力輸出圓盤銷軸孔18-1，所述動力輸出圓盤銷軸孔對應(yīng)插接行星齒輪端面的銷軸，所述動力輸出圓盤銷軸孔及與其插接的銷軸數(shù)量為3-8個。本實施例為8個。行星齒輪在內(nèi)齒圈內(nèi)既能以偏心軸為中心、偏心距為半徑的公轉(zhuǎn)運動，同時又作自轉(zhuǎn)，構(gòu)成負傳動比的減速輸出動力結(jié)構(gòu)。為了消除偏心產(chǎn)生的振動，在偏心軸上安裝平衡塊，保證動平衡。

工作過程及原理

實施例2中，如圖5-7所示，轉(zhuǎn)子帶動偏心軸逆時針旋轉(zhuǎn)時，由于內(nèi)齒圈與左軸固接固定不動，行星齒輪在內(nèi)齒圈內(nèi)以偏心軸為中心、偏心距為公轉(zhuǎn)半徑作逆時針方向公轉(zhuǎn)運動；又由于行星齒輪齒數(shù)比內(nèi)齒圈齒數(shù)少3個齒，使行星齒輪同時作順時針方向的低速自轉(zhuǎn)。此時行星齒輪低速自轉(zhuǎn)減速比為：行星齒輪Z1＝45，內(nèi)齒圈Z2＝48，減速比i＝-Z1/(Z2-Z1)＝-45/(48-45)＝-15。傳動比為負數(shù)，即主外殼旋轉(zhuǎn)方向與偏心軸旋轉(zhuǎn)方向相反。固接于行星齒輪的銷軸插入到動力輸出圓盤銷軸孔內(nèi)，行星齒輪的自轉(zhuǎn)通過動力輸出圓盤及超越離合器傳遞到主外殼，驅(qū)動車輪。動力輸出零件為動力輸出圓盤。為了消除偏心產(chǎn)生的振動，在偏心軸上安裝平衡塊，保證動平衡。

上述參照實施例對該一種微型電動自行車輪轂電機進行的詳細描述，是說明性的而不是限定性的，可按照所限定范圍列舉出若干個實施例，因此在不脫離本實用新型總體構(gòu)思下的變化和修改，應(yīng)屬本實用新型的保護范圍之內(nèi)。