專利名稱：電動車無刷有齒同軸輸出電機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于電機領(lǐng)域，涉及一種有齒同軸輸出電機，尤其涉及一種用于電動車上的無刷有齒同軸輸出電機。
背景技術(shù)：
目前，電動車已有技術(shù)中有刷、無刷和有齒、無齒。有刷的電機，有一個通病是換向器碳刷極易損壞，壽命短，無齒的電機，無轉(zhuǎn)距轉(zhuǎn)換功能，電動車的限速同時又獲得大轉(zhuǎn)距，依靠擴大電機功率，是耗電的極不經(jīng)濟的舉措，有齒的電機，能充分發(fā)揮無刷電機作用，但已有的技術(shù)犯了結(jié)構(gòu)設計的錯誤，零件的制造精度再高，每一零件也允許有一定的公差，在加上多軸組合，又增加了不可避免的組合公差，形成了積累誤差，最終破了齒輪齒合的精度允許的公差，噪聲無法克服，噪聲大，說明構(gòu)件相互撞擊摩擦大，造成易損后果，有的齒輪改用塑構(gòu)件，噪聲雖然小了，但只是掩蓋矛盾，且在100℃左右環(huán)境下運行，損壞更快，只有3-6個月壽命。

發(fā)明內(nèi)容
本實用轉(zhuǎn)型提供一種電動車無刷有齒同軸輸出電機，目的在于克服現(xiàn)有電動車電機技術(shù)存在的如壽命短、噪聲大、耗電高、溫升高的缺點。
本實用新型實現(xiàn)目的采用的技術(shù)方案是本實用新型為一種電動車無刷有齒同軸輸出電機，包括無刷電機部分、差速變速部分、離合器部分、連軸器部分、終端外殼，無刷電機部分的輸出輪軸驅(qū)動差速變速部分，聯(lián)軸器連接差速變速部分的輸出軸與終端外殼，差速變速部分的輸出軸通過聯(lián)軸器驅(qū)動終端外殼，離合器連接差速變速部分的輸出軸與聯(lián)軸器，其特征在于無刷電機部分、差速變速部分、離合器部分、聯(lián)軸器部分、終端外殼都以主軸1為中心基準，逐級串插安裝在主軸1上。
上述無刷電機部分的輸出輪軸即軸伸齒輪2與電機轉(zhuǎn)子3同軸安裝在主軸1上。
上述無刷電機部分的輸出輪軸即軸伸齒輪2驅(qū)動差速變速部分；所述差速變速部分為內(nèi)齒圈25固定在電機右蓋18上，軸伸齒輪2為主動輪，I級行星齒輪19為從動輪，I級行星齒輪19與內(nèi)齒圈25嚙合，I級行星齒輪19又通過銷軸21裝置在I級支架22上，II級太陽齒23與I級支架22固裝，II級太陽齒輪23與II級行星齒輪26嚙合，II級行星齒輪26與內(nèi)齒圈25嚙合，II級行星齒輪26通過銷軸28裝置在II級支架30上，II級支架30為差速變速部分輸出軸。
上述II級支架30，同時又是離合器芯，與離合器外圈43滑配，配合面有3個漸窄弧形槽342沿圓周呈120°均布，其槽342中有滾柱34，在彈簧341作用下滾柱34推向窄縫面。
上述離合器外圈43有三個孔沿圓周呈120°均布并與對應的聯(lián)軸器座44上三枚銷軸36活套連結(jié)，銷軸36上有緩沖圈33(牛筋橡膠)，銷軸36右端緊配在聯(lián)軸器座44上的，并通過球面沉頭鉚釘45固定在外殼蓋40上。
本實用新型上述技術(shù)方案無刷電機部分，差速變速部分，離合器部分，聯(lián)軸部分，都以主軸1為中心基準，逐級串插，如軸伸齒輪2，是由電機轉(zhuǎn)子3串插入差速變速。即是電機的輸出輪軸又是差速變速的主動輪。經(jīng)二級變速后的II級支架30，即是變速級的轉(zhuǎn)距輸出件，又是離合器轉(zhuǎn)距傳送的主動件。離合器外圈43，即是離合器的動力傳送輸出件，又是終端外殼的主動件。從電機到輸出是連貫的整體同軸輸出一體化體系。
本實用新型上述技術(shù)方案的有益效果是采用機電一體化設計方案，機械部分的所有構(gòu)件都裝置在電機主軸上，克服了多軸結(jié)構(gòu)不平行度帶來的誤差，轉(zhuǎn)換變速機構(gòu)。從原來的單純變速改變?yōu)椴钏僮兯伲瑑?yōu)化轉(zhuǎn)距轉(zhuǎn)換性能，終端輸出結(jié)構(gòu)，也改進為緩沖性結(jié)構(gòu)，使之起動平穩(wěn)。有齒同軸裝置解決噪音問題，保證齒合性能，轉(zhuǎn)距轉(zhuǎn)換率高，由于前置電機功率可減小，明顯省電，由于前置電機已足夠自行車運載力，無過負荷現(xiàn)象發(fā)生，電機的繞組導線負荷即無過流現(xiàn)象，保證了電機壽命。在本機合理齒合下，又保證了機械構(gòu)件壽命。再有電機體積減少了，相應殼體也減少，七色線，鋁合金用材也大幅度減小，造價降低性價比成倍增高。


圖1為本實用型最佳實施例的整體結(jié)構(gòu)總裝圖圖2為本實用型最佳實施例的無刷電機結(jié)構(gòu)裝配圖圖3為本實用型最佳實施例的I級支架結(jié)構(gòu)裝配圖圖4為本實用型最佳實施例的II級支架(即離合器芯)結(jié)構(gòu)裝配圖圖5為圖4部分側(cè)視圖圖6為本實用型最佳實施例的聯(lián)軸器結(jié)構(gòu)裝配圖圖中1主軸，2軸伸齒輪，3轉(zhuǎn)子，4永磁體(釹鐵硼)，5定子，6端蓋，7線圈，8霍耳傳感元件，9定位套，10軸承，11導線，42護線彈簧，12軸承，14軸承，15卡簧，16軸承，17卡簧，18電機右蓋，19I級行星齒輪，20軸承，21銷軸，22I級支架，23II級太陽齒輪，24軸承，25內(nèi)齒圈，26II級行星齒輪，27軸承，28銷軸，29卡簧，30II級支架(即離合器芯)，32左右夾板，43離合器外圈，33緩沖圈，34滾柱，341彈簧，342槽，35卡簧，36銷軸，38軸承，40外殼蓋，41外殼體，44聯(lián)軸器座，45球面沉頭螺釘。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖及最佳實施例對本實用新型做進一步的說明，本實用新型不僅僅局限于該最佳實施例。
如圖1為本實施例總裝結(jié)構(gòu)端蓋6先自主軸1裝入，緊配在主軸上，導線11串好護線彈簧42，并與霍耳傳感元件8焊接好，同時將繞制好線圈7的定子5也裝端蓋6上，與導線焊接然后將導線11嵌入主軸1，將霍耳傳感元件緊固在端蓋6端面上，套裝定位套9與主軸1緊配，定位套9與端蓋6用螺釘緊固，再加一緊釘與主軸1緊定定位)，轉(zhuǎn)子3裝上釹鐵硼永磁體4，及軸伸齒輪2，軸承12、16，自主軸1右端裝入到位，卡好卡簧17。電機右蓋18先裝好軸承14及內(nèi)齒圈25，與端蓋6緊配緊釘定位，然后自主軸1右端裝入，上好兩端對應螺栓(圖中未示)，卡好卡簧15。I級支架22先裝配好銷軸21(3枚)，行星輪19(3只)，軸承20(3只)及內(nèi)外卡簧(圖中有未編號)，II級太陽齒輪23(與I級支架22鉚接)，軸承24(2只)，然后自主軸1右端裝入，套裝入卡簧29。II級支架30先裝配上銷軸28(3枚)，左右夾板32，滾柱34，離合器外圈43，II級行星齒輪26，軸承27，內(nèi)外卡簧(圖中有未編號)然后自主軸1右端裝入，卡好卡簧35。聯(lián)軸器座44先裝好銷軸36(3枚)，緩沖圈33(3只)，用3只球面沉頭螺釘45緊釘固定在外殼蓋40上。最后將外殼體41、外殼蓋40裝好軸承10、38，自主軸1兩端裝入，要將銷軸36(3枚)插入離合器外圈43的三個相應孔。導線11出端接電源及控制器(圖中未示)。
如圖2，本實施例無刷電機部分的轉(zhuǎn)子3、軸伸齒輪2、銣鐵硼永磁體4、構(gòu)成電機轉(zhuǎn)子整體，經(jīng)軸承12、16裝置在主軸1上，保證了以主軸1為中心的同心移動。定子5組裝在端蓋6及電機右蓋18之間。相對主軸1固定于主軸1上，也于主軸1同心，即保證了電機的轉(zhuǎn)子3與定子6的徑向氣隙均勻度，使之磁通量均勻，恒定電流。
如圖1、圖3、圖4，本實施例差速變速機構(gòu)為軸伸齒輪2，將電機輸出轉(zhuǎn)距，通過與軸伸齒輪2嚙合并以銷軸21設置在I級支架22上的I級行星齒輪19，及與I級行星齒輪19嚙合的內(nèi)齒圈25(固定電機右蓋18上)為一級差速變速(速比1+2.484)傳送至I級支架22，II級太陽齒輪23成為二級差速變速主動齒輪，復經(jīng)II級太陽齒輪23驅(qū)動與之嚙合的II級行星齒輪26，與II級行星齒輪26嚙合的內(nèi)齒圈25，以銷軸28裝置在II級支架30上的II級行星齒輪26，將轉(zhuǎn)距又傳送到II級支架30上(速比成為1+2.4843)，電機輸出轉(zhuǎn)速設置3300轉(zhuǎn)/分，轉(zhuǎn)換成270轉(zhuǎn)/分，達到電動車限速22公里/時的慢速要求，同時轉(zhuǎn)距由18NM轉(zhuǎn)換為190NM，也達到了前置電機功率可以減小省電的目的。上述差速變速結(jié)構(gòu)，是雙級2K-H-HGW輪系結(jié)構(gòu)(機械工業(yè)出版社，機械設計手冊④第36篇輪系36。1-1)，內(nèi)齒圈25固定，軸伸齒輪2為主動輪，行星齒輪19為從動輪，而行星齒輪19又通過銷軸21裝置在I級支架22上，運轉(zhuǎn)時內(nèi)齒圈25固定不動的，就迫使I級支架22作差速轉(zhuǎn)動。又II級太陽齒23是與II級支架22固裝的，II級太陽齒輪23也隨之轉(zhuǎn)動，通過與II級行星齒輪26的嚙合將轉(zhuǎn)距遞送到第二級，與II級行星齒輪26嚙合的第二級的內(nèi)齒圈25，II級太陽齒輪23，以銷軸28裝置在II級支架30上的II級行星齒輪26，II級支架30同樣地兩次差速轉(zhuǎn)動將轉(zhuǎn)距傳送到下級離合器機構(gòu)。
如圖4、圖5，本實施例離合器芯結(jié)構(gòu)為因II級支架30同時又是離合器芯，通過滾柱34與離合器外圈43滑配合，又II級支架(即離合器芯)30上有3個弧形槽342沿圓周呈120°勻布(左向?qū)?，右向窄見圖5)，電機轉(zhuǎn)動時II級支架(即離合器芯)30為順時針方向旋轉(zhuǎn)，此時弧形槽342內(nèi)的滾柱34在彈簧341及摩擦力雙重作用下推向右向，滾柱34被卡緊，受力越大卡的越緊，離合器呈鎖合狀態(tài)。無電時必須腳踏，此離合器芯34與離合器外圈43呈反向摩擦，滾柱34走向槽342左邊即寬松方向，滾柱34打滑而脫排，變速齒輪及電機不會轉(zhuǎn)動，在脫排狀態(tài)下腳踏就輕松了。
如圖1、圖4、圖6，本實施例聯(lián)軸器結(jié)構(gòu)為是離合器外圈43有三個孔(沿圓周呈120°均布)，與對應的聯(lián)軸器座44上三枚銷軸36，活套連結(jié)，銷軸36上有緩沖圈33(牛筋橡膠)，銷軸36右端又是緊配在聯(lián)軸器座44上的，并通過球面沉頭鉚釘45固定在外殼蓋40上，這樣就把轉(zhuǎn)換后的轉(zhuǎn)距遞送到外殼蓋40及外殼體41上，完成整個轉(zhuǎn)動功能，因為內(nèi)有緩沖套裝置，在起動時避免了瞬間沖擊現(xiàn)象而平穩(wěn)了。
從整體上講，以上結(jié)構(gòu)，在零件制造上是能夠保證精度的，在裝配組合上無同心累積誤差，各部分都能達到合理配合，本產(chǎn)品裝配上不會出現(xiàn)裝配誤差，能確保運行穩(wěn)定。
本實用新型上述技術(shù)方案無刷電機部分，差速變速部分，離合器部分，聯(lián)軸器部分，都以主軸1為中心基準，逐級串插，如軸伸齒輪2，是由電機轉(zhuǎn)子3串插入差速變速。即是電機的輸出輪軸又是差速變速的主動輪。經(jīng)二級變速后的II級支架30，即是變速級的轉(zhuǎn)距輸出件，又是離合器轉(zhuǎn)距傳送的主動件。離合器外圈43，即是離合器的動力傳送輸出件，又是終端外殼的主動件。從電機到輸出是連貫的整體同軸輸出一體化體系。
上述本實用新型最佳實施例使用本實用新型結(jié)構(gòu)的無刷有齒同軸輸出電機，有齒同軸裝置，解決噪音問題，樣機實測在50分貝以下，保證齒合性能，轉(zhuǎn)距轉(zhuǎn)換率高，前置電機180W24V3300轉(zhuǎn)/分轉(zhuǎn)距從18NM轉(zhuǎn)換至190NM，可負荷力140公斤(除自行車自重后)，由于前置電機功率可減小，明顯省電，電瓶一次充電可持續(xù)行駛80公里，由于前置電機已足夠自行車運載力，無過負荷現(xiàn)象發(fā)生，滿載電流不超過5A，電機的繞組導線負荷即無過流現(xiàn)象，保證了電機壽命。又機械主要零件齒輪采用優(yōu)質(zhì)合金鋼，經(jīng)規(guī)范熱處理，耐磨，強度高。在本機合理齒合下，又保證了機械構(gòu)件壽命，一般能保三年以上。再有電機體積減少了，相應殼體也減少以輻條孔計，只有127MM，七色線，鋁合金用材也大幅度減小，造價降低性價比成倍增高。
權(quán)利要求1.一種電動車無刷有齒同軸輸出電機，包括無刷電機部分、差速變速部分、離合器部分、連軸器部分、終端外殼，無刷電機部分的輸出輪軸驅(qū)動差速變速部分，聯(lián)軸器連接差速變速部分的輸出軸與終端外殼，差速變速部分的輸出軸通過聯(lián)軸器驅(qū)動終端外殼，離合器連接差速變速部分的輸出軸與聯(lián)軸器，其特征在于無刷電機部分、差速變速部分、離合器部分、聯(lián)軸器部分、終端外殼都以主軸(1)為中心基準，逐級串插安裝在主軸(1)上。
2.如權(quán)利要求1所述的電動車無刷有齒同軸輸出電機，其特征在于無刷電機部分的輸出輪軸即軸伸齒輪(2)與電機轉(zhuǎn)子(3)同軸安裝在主軸1上。
3.如權(quán)利要求2所述的電動車無刷有齒同軸輸出電機，其特征在于無刷電機部分的輸出輪軸即軸伸齒輪(2)驅(qū)動差速變速部分；所述差速變速部分為內(nèi)齒圈(25)固定在電機右蓋(18)上，軸伸齒輪(2)為主動輪，I級行星齒輪(19)為從動輪，I級行星齒輪(19)與內(nèi)齒圈(25)嚙合，I級行星齒輪(19)又通過銷軸(21)裝置在I級支架(22)上，II級太陽齒輪(23)與I級支架(22)固裝，II級太陽齒輪(23)與II級行星齒輪(26)嚙合，II級行星齒輪(26)與內(nèi)齒圈(25)嚙合，II級行星齒輪(26)通過銷軸(28)裝置在II級支架(30)上，II級支架(30)為差速變速部分輸出軸。
4.如權(quán)利要求3所述的電動車無刷有齒同軸輸出電機，其特征在于II級支架(30)，同時又是離合器芯，與離合器外圈(43)滑配，配合面有漸窄弧形槽(342)，其槽(342)中有滾柱(34)，在彈簧(341)作用下滾柱(34)推向窄縫面。
5.如權(quán)利要求4所述的電動車無刷有齒同軸輸出電機，其特征在于離合器外圈(43)有孔并通過孔與對應的聯(lián)軸器座(44)上三枚銷軸(36)活套連結(jié)，銷軸(36)上有緩沖圈(33)，銷軸(36)右端緊配在聯(lián)軸器座(44)上，并通過球面沉頭鉚釘(45)固定在外殼蓋(40)上。
專利摘要本實用新型為一種電動車無刷有齒同軸輸出電機，其無刷電機部分、差速變速部分、離合器部分、聯(lián)軸器部分、終端外殼都以主軸為中心基準，逐級串插安裝在主軸上，無刷電機部分的輸出輪軸即軸伸齒輪2驅(qū)動差速變速部分，差速變速結(jié)構(gòu)，是雙級2K－H－HGW輪系結(jié)構(gòu)，差速變速部分的II級支架，同時又是離合器芯。本實用新型機械部分的所有構(gòu)件都裝置在電機主軸上，克服了多軸結(jié)構(gòu)不平行度帶來的誤差，轉(zhuǎn)換變速機構(gòu)。從原來的單純變速改變?yōu)椴钏僮兯伲瑑?yōu)化轉(zhuǎn)距轉(zhuǎn)換性能，終端輸出結(jié)構(gòu)，也改進為緩沖性結(jié)構(gòu)，使之起動平穩(wěn)。有齒同軸裝置解決噪音問題，明顯省電，保證了電機和機械構(gòu)件壽命，而且造價降低性價比成倍增高。
文檔編號H02K7/116GK2810017SQ20052010902
公開日2006年8月23日 申請日期2005年6月10日 優(yōu)先權(quán)日2005年6月10日
發(fā)明者洪偉民 申請人:洪偉民