專利名稱：雙速輪轂電機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及ー種雙速輪轂電機。
背景技術(shù)：
現(xiàn)階段輪轂電機因其結(jié)構(gòu)簡單、小巧、傳動效率高、安裝方便已經(jīng)成為電動車驅(qū)動電機的主流，但是現(xiàn)有的輪轂電機大多是單速電機，不能改變扭矩，因此在爬坡的時候扭矩不足。隨著技術(shù)發(fā)展，帶減速箱的輪轂電機出現(xiàn)在市場上，該帶減速箱的輪轂電機的技術(shù)已經(jīng)比較成熟，其使用量不斷上升。但是現(xiàn)有的帶減速箱的輪轂電機在電調(diào)速過程中仍存在高效區(qū)間不夠?qū)捄团榔履芰Σ粡姷膯栴}，并且減速箱結(jié)構(gòu)冗余，裝配繁瑣。為了解決這個問題，市場上已經(jīng)發(fā)明了利用電機正、反轉(zhuǎn)來變速的電動車雙速電機。中國專利申請201010198567. 6公開了ー種電控變速電動車雙速電機，該電機能夠?qū)崿F(xiàn)利用電機正、反轉(zhuǎn)來變速，并且可以通過附加傳動機構(gòu)，控制可控單向離合器，斷開傳動，產(chǎn)生互鎖，消除自 鎖，實現(xiàn)倒車。但是該發(fā)明存在的缺點是結(jié)構(gòu)復(fù)雜，零配件多，且必須通過電機的正、反轉(zhuǎn)來加以實現(xiàn)，制作成本和運行成本均較高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的是提供ー種結(jié)構(gòu)簡單，裝配方便，且無需電機正、反轉(zhuǎn)即可實現(xiàn)變速的雙速輪轂電機。本發(fā)明的技術(shù)方案是一種雙速輪轂電機，包括主軸、輪轂外殼和電機，電機包括定子和轉(zhuǎn)子，所述轉(zhuǎn)子與同向等速傳動鏈相連，而同向等速傳動鏈經(jīng)離合器與輪轂外殼相連；其特征在于所述離合器包括離合器外圈、離合器座，以及藉由同向等速傳動鏈以大、小傳動比分別驅(qū)動的大、小內(nèi)齒圈，所述小內(nèi)齒圈位于離合器外圏內(nèi)，離合器座設(shè)于離合器外圈和小內(nèi)齒圈之間，并與輪轂外殼固定，所述大內(nèi)齒圈與離合器外圈固定；所述離合器座的內(nèi)、外壁上均按圓周均勻分布若干內(nèi)裝滾珠且滾珠卡死方向一致的楔形凹槽；還包括若干與外壁楔形凹槽內(nèi)的滾珠一一對應(yīng)的滾珠變位機構(gòu)，這種滾珠變位機構(gòu)包括將滾珠頂止在楔形凹槽寬部的頂桿及驅(qū)動頂桿動作的電執(zhí)行機構(gòu)。進(jìn)ー步的，本發(fā)明中所述離合器座外壁上于每個楔形凹槽的旁邊均設(shè)有銷孔，所述電執(zhí)行機構(gòu)為電磁執(zhí)行機構(gòu)，其包括設(shè)于銷孔內(nèi)的滑銷、用于驅(qū)動滑銷于銷孔內(nèi)活動的電磁線圈和用于滑銷復(fù)位的滑銷復(fù)位彈簧；所述滑銷上設(shè)有與頂桿配合的帶斜面的凹部，當(dāng)所述滑銷處于第一工作位置時，頂桿可藉由彈力落于凹部內(nèi)；當(dāng)滑銷由電磁線圈驅(qū)動而活動至第二工作位置吋，頂桿藉由滑銷凹部上的斜面頂出。當(dāng)然，在另ー種電磁執(zhí)行機構(gòu)的實施方案中，所采用的電磁線圈可以通過改變電流方向而對滑銷實施吸引或排斥，驅(qū)動滑銷于銷孔內(nèi)伸縮活動，從而省去滑銷復(fù)位彈簧。進(jìn)ー步的，本發(fā)明中所述同向等速傳動鏈包括與轉(zhuǎn)子固定的太陽齒輪、固定在主軸上的行星齒輪支架和通過行星齒輪軸承安裝在行星齒輪支架上并與太陽齒輪嚙合的若干行星齒輪，所述每個行星齒輪均為雙聯(lián)齒輪，所述雙聯(lián)齒輪中的大齒輪同時與太陽齒輪和大內(nèi)齒圈嚙合，而雙聯(lián)齒輪中的小齒輪則與小內(nèi)齒圈嚙合，且大齒輪與大內(nèi)齒圈的傳動比小于小齒輪與小內(nèi)齒圈的傳動比。由于雙聯(lián)齒輪中的大小齒輪轉(zhuǎn)速相同，故大內(nèi)齒圈的轉(zhuǎn)速大于小內(nèi)齒圈的轉(zhuǎn)速。更進(jìn)ー步優(yōu)選的，本發(fā)明中所述行星輪支架為板狀支架，優(yōu)選為圓板，所述圓板通過平鍵與主軸固定，并且所述圓板上設(shè)有行星齒輪裝配孔，所述行星齒輪通過行星齒輪軸承安裝至行星齒輪裝配孔上。更進(jìn)ー步優(yōu)選的，本發(fā)明中所述行星齒輪的數(shù)量為三個，且均勻分布于太陽齒輪四周。更進(jìn)ー步優(yōu)選的，本發(fā)明中所述太陽齒輪、行星齒輪或內(nèi)齒圈為高強度塑料齒輪。進(jìn)ー步優(yōu)選的，本發(fā)明中所述離合器座內(nèi)、外壁上的楔形凹槽的寬部ー側(cè)與滾珠之間均設(shè)有滾珠復(fù)位彈簧。進(jìn)ー步優(yōu)選的，本發(fā)明中所述電機為內(nèi)定子外轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)。 本發(fā)明中所述的輪轂外殼已經(jīng)包含ー側(cè)的輪轂端蓋，具體裝配時離合器座是與輪轂端蓋通過螺釘相固定的。本發(fā)明的工作原理如下由于大內(nèi)齒圈和小內(nèi)齒圈均由雙聯(lián)齒輪驅(qū)動，故兩者轉(zhuǎn)動方向相同，但大內(nèi)齒圈轉(zhuǎn)速大于小內(nèi)齒圈轉(zhuǎn)速。當(dāng)大內(nèi)齒圈朝著使離合器座外壁楔形凹槽內(nèi)的滾珠卡死的方向旋轉(zhuǎn)時(假設(shè)為順時針方向)，大內(nèi)齒圈將帶動離合器座一起轉(zhuǎn)動，而此時由于小內(nèi)齒圈轉(zhuǎn)速比大內(nèi)齒圈慢(也即比離合器座轉(zhuǎn)速慢)，故相對于離合器座而言，小內(nèi)齒圈相當(dāng)于朝著使離合器座內(nèi)壁楔形凹槽內(nèi)的滾珠松脫(滾珠有朝楔形凹槽寬部走的趨勢)的方向旋轉(zhuǎn)，因此小內(nèi)齒圈與離合器座之間打滑，互不干渉，小內(nèi)齒圈空轉(zhuǎn)，輪轂外殼完全由大內(nèi)齒圈以高速帶動旋轉(zhuǎn)。當(dāng)滾珠變位機構(gòu)啟動后，離合器座外壁楔形凹槽內(nèi)的滾珠被頂止在寬部，這樣當(dāng)大內(nèi)齒圈按照順時針方向轉(zhuǎn)動起來后，滾珠不會對其進(jìn)行干渉，從而使得大內(nèi)齒圈與離合器座之間打滑。而此時小內(nèi)齒圈順時針旋轉(zhuǎn)將使得離合器座內(nèi)壁楔形凹槽內(nèi)的滾珠卡死，從而帶動離合器座一起旋轉(zhuǎn)，也即由小內(nèi)齒圈對轉(zhuǎn)速起主導(dǎo)作用，帶動輪轂外殼以低速旋轉(zhuǎn)。本發(fā)明的優(yōu)點是
本發(fā)明提供的這種雙速輪轂電機，結(jié)構(gòu)簡單，裝配方便，且無需電機正、反轉(zhuǎn)即可實現(xiàn)變速，制造成本和運行成本均較低。


下面結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明作進(jìn)ー步描述
圖I為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)主剖視 圖2為本發(fā)明離合器部分的橫截面 其中1、主軸；2、輪轂軸承；3、輪轂外殼；4、定子；5、轉(zhuǎn)子；6、太陽齒輪；7、大齒輪；8、大內(nèi)齒圈；9、行星齒輪；10、電磁線圈；11、離合器外圈；12、離合器座；13、滑銷；14、滑銷復(fù)位彈簧；15、小內(nèi)齒圈；16、小齒輪；17、行星齒輪軸承；18、行星齒輪支架；19、平鍵；20、楔形凹槽；21、滾珠；22、滾珠復(fù)位彈簧；23、頂桿。
具體實施方式
實施例結(jié)合圖I、圖2所示，本發(fā)明提供的這種雙速輪轂電機，其主軸I上通過輪轂軸承2裝配有輪轂外殼3 (輪轂外殼3已包含一側(cè)的輪轂端蓋)，所述輪轂外殼3內(nèi)設(shè)有電機，電機采用內(nèi)定子外轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，定子4固定在主軸I上,而轉(zhuǎn)子5與同向等速傳動鏈相連，而同向等速傳動鏈經(jīng)離合器與輪轂外殼3相連。具體結(jié)合圖I、圖2所示，本實施例中所述離合器的組成包括離合器外圈11、離合器座12，以及藉由同向等速傳動鏈以大、小傳動比分別驅(qū)動的大、小內(nèi)齒圈8、15。具體見圖
2,所述小內(nèi)齒圈15位于離合器外圈11內(nèi)，離合器座12設(shè)于離合器外圈11和小內(nèi)齒圈15之間，并與輪轂外殼3固定,所述大內(nèi)齒圈8與離合器外圈11固定；所述離合器座12的內(nèi)、外壁上均按圓周均勻分布三組內(nèi)裝滾珠21且滾珠21卡死方向一致的楔形凹槽20 ;同吋，本實施例中離合器座12內(nèi)、外壁上的楔形凹槽20的寬部ー側(cè)與滾珠21之間均設(shè)有滾珠復(fù)位彈簧22。所述離合器還包括三個與外壁楔形凹槽20內(nèi)的滾珠21—一對應(yīng)的滾珠變位機構(gòu)，這種滾珠變位機構(gòu)包括將滾珠21頂止在楔形凹槽20寬部的頂桿23及驅(qū)動頂桿23動作的電執(zhí)行機構(gòu)。 依舊結(jié)合圖I、圖2所示，所述離合器座12外壁上于每個楔形凹槽20的旁邊均設(shè)有銷孔，所述電執(zhí)行機構(gòu)為電磁執(zhí)行機構(gòu)，其包括設(shè)于銷孔內(nèi)的滑銷13、用于驅(qū)動滑銷13于銷孔內(nèi)伸縮活動的電磁線圈10和用于滑銷13復(fù)位的滑銷復(fù)位彈簧14 ;所述滑銷13上設(shè)有與頂桿23配合的帶斜面的凹部，當(dāng)所述滑銷13處于第一工作位置吋，頂桿23可藉由弾力落于凹部內(nèi)；當(dāng)滑銷13由電磁線圈10驅(qū)動而活動至第二工作位置時，頂桿23藉由滑銷13凹部上的斜面頂出。具體結(jié)合圖I所示，本實施例中所述同向等速傳動鏈由與轉(zhuǎn)子5固定的太陽齒輪
6、固定在主軸I上的行星齒輪支架18和通過行星齒輪軸承17安裝在行星齒輪支架18上并與太陽齒輪6嚙合的三個行星齒輪9所構(gòu)成。所述三個行星齒輪9均勻分布于太陽齒輪6四周。本實施例中所述每個行星齒輪9均為雙聯(lián)齒輪，所述雙聯(lián)齒輪中的大齒輪7同時與太陽齒輪6和大內(nèi)齒圈8嚙合，而雙聯(lián)齒輪中的小齒輪16則與小內(nèi)齒圈15嚙合，且大齒輪7與大內(nèi)齒圈8的傳動比大于小齒輪16與小內(nèi)齒圈15的傳動比。由于雙聯(lián)齒輪中的大、小齒輪7、16轉(zhuǎn)速相同，故大內(nèi)齒圈8的轉(zhuǎn)速大于小內(nèi)齒圈15的轉(zhuǎn)速。本實施例中所述行星輪支架18為圓板，所述圓板通過平鍵19與主軸I固定，并且所述圓板上設(shè)有三個行星齒輪裝配孔，所述每個行星齒輪9均通過行星齒輪軸承17安裝至相應(yīng)的行星齒輪裝配孔上。并且本實施例中每個滾珠變位機構(gòu)中的電磁線圈10均固定在行星輪支架18上。本實施例中所述太陽齒輪6為高強度塑料齒輪，能夠有效降低本發(fā)明的運轉(zhuǎn)噪
曰 本發(fā)明的工作原理如下由于大內(nèi)齒圈8和小內(nèi)齒圈15均由雙聯(lián)齒輪驅(qū)動，故兩者轉(zhuǎn)動方向相同，但大內(nèi)齒圈8轉(zhuǎn)速大于小內(nèi)齒圈15轉(zhuǎn)速。結(jié)合圖2所示，當(dāng)大內(nèi)齒圈8朝著使離合器座12外壁上的楔形凹槽20內(nèi)的滾珠21卡死的方向旋轉(zhuǎn)時(本實施例中為順時針方向)，大內(nèi)齒圈8將帶動離合器座12—起轉(zhuǎn)動，而此時由于小內(nèi)齒圈15轉(zhuǎn)速比大內(nèi)齒圈8慢(也即比離合器座12轉(zhuǎn)速慢)，故相對于離合器座12而言，小內(nèi)齒圈15相當(dāng)于朝著使離合器座12內(nèi)壁上的楔形凹槽20內(nèi)的滾珠21松脫(滾珠有朝楔形凹槽寬部走的趨勢)的方向旋轉(zhuǎn)，因此小內(nèi)齒圈15與離合器座12之間打滑，互不干渉，小內(nèi)齒圈15空轉(zhuǎn)，輪轂外殼3完全由大內(nèi)齒圈8以高速帶動旋轉(zhuǎn)。當(dāng)滾珠變位機構(gòu)啟動后，離合器座12外壁上的楔形凹槽20內(nèi)的滾珠21被頂止在寬部，這樣當(dāng)大內(nèi)齒圈8按照順時針方向轉(zhuǎn)動起來后，滾珠21不會對其進(jìn)行干渉，從而使得大內(nèi)齒圈8與離合器座12之間打滑。而此時小內(nèi)齒圈15順時針旋轉(zhuǎn)將使得離合器座12內(nèi)壁上的楔形凹槽20內(nèi)的滾珠21卡死，從而帶動離合器座12 —起旋轉(zhuǎn)，也即由小內(nèi)齒圈15對轉(zhuǎn)速起主導(dǎo)作用，帶動輪轂外殼3以低速旋轉(zhuǎn)。以上實施例僅為本發(fā)明其中的一種實施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對本發(fā)明專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說， 在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本發(fā)明的保護范圍。因此，本發(fā)明專利的保護范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種雙速輪轂電機，包括主軸(I)、輪轂外殼(3)和電機，電機包括定子(4)和轉(zhuǎn)子(5)，所述轉(zhuǎn)子(5)與同向等速傳動鏈相連，而同向等速傳動鏈經(jīng)離合器與輪轂外殼(3)相連；其特征在于所述離合器包括離合器外圈(11)、離合器座(12)，以及藉由同向等速傳動鏈以大、小傳動比分別驅(qū)動的大、小內(nèi)齒圈(8、15)，所述小內(nèi)齒圈(15)位于離合器外圈(11)內(nèi)，離合器座(12)設(shè)于離合器外圈(11)和小內(nèi)齒圈(15)之間，并與輪轂外殼(3)固定，所述大內(nèi)齒圈(8)與離合器外圈(11)固定；所述離合器座(12)的內(nèi)、外壁上均按圓周均勻分布若干內(nèi)裝滾珠(21)且滾珠(21)卡死方向一致的楔形凹槽(20);還包括若干與外壁楔形凹槽(20)內(nèi)的滾珠(21) —一對應(yīng)的滾珠變位機構(gòu)，這種滾珠變位機構(gòu)包括將滾珠(21)頂止在楔形凹槽(20)寬部的頂桿(23)及驅(qū)動頂桿(23)動作的電執(zhí)行機構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的雙速輪轂電機，其特征在于所述離合器座(12)外壁上于每個楔形凹槽(20)的旁邊均設(shè)有銷孔，所述電執(zhí)行機構(gòu)為電磁執(zhí)行機構(gòu)，其包括設(shè)于銷孔內(nèi)的滑銷(13)、用于驅(qū)動滑銷(13)于銷孔內(nèi)活動的電磁線圈(10)和用于滑銷(13)復(fù)位的滑銷復(fù)位彈簧(14);所述滑銷(13)上設(shè)有與頂桿(23)配合的帶斜面的凹部，當(dāng)所述滑銷(13)處于第一工作位置時，頂桿(23)可藉由彈力落于凹部內(nèi)；當(dāng)滑銷(13)由電磁線圈(10)驅(qū)動而活動至第二工作位置時，頂桿(23)藉由滑銷(13)凹部上的斜面頂出。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的雙速輪轂電機，其特征在于所述離合器座(12)外壁上于每個楔形凹槽(20)的旁邊均設(shè)有銷孔，所述電執(zhí)行機構(gòu)為電磁執(zhí)行機構(gòu)，其包括設(shè)于銷孔內(nèi)的滑銷(13)和用于驅(qū)動滑銷(13)于銷孔內(nèi)伸縮活動的電磁線圈(10);所述滑銷(13)上設(shè)有與頂桿(23)配合的帶斜面的凹部，當(dāng)所述滑銷(13)處于第一工作位置時，頂桿(23)可藉由彈力落于凹部內(nèi)；當(dāng)滑銷(13)由電磁線圈(10)驅(qū)動而活動至第二工作位置時，頂桿(23)藉由滑銷(13)凹部上的斜面頂出。
4.根據(jù)權(quán)利要求I或2或3所述的雙速輪轂電機，其特征在于所述同向等速傳動鏈包括與轉(zhuǎn)子(5)固定的太陽齒輪(6)、固定在主軸(I)上的行星齒輪支架(18)和通過行星齒輪軸承(17)安裝在行星齒輪支架(18)上并與太陽齒輪(6)嚙合的若干行星齒輪(9)，所述每個行星齒輪(9)均為雙聯(lián)齒輪，所述雙聯(lián)齒輪中的大齒輪(7)同時與太陽齒輪(6)和大內(nèi)齒圈(8)嚙合，而雙聯(lián)齒輪中的小齒輪(16)則與小內(nèi)齒圈(15)嚙合，且大齒輪(7)與大內(nèi)齒圈(8)的傳動比小于小齒輪(16)與小內(nèi)齒圈(15)的傳動比。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的雙速輪轂電機，其特征在于所述行星輪支架(18)為板狀支架，所述圓板通過平鍵(19)與主軸(I)固定，并且所述板狀支架上設(shè)有行星齒輪裝配孔，所述行星齒輪(9)通過行星齒輪軸承(17)安裝至行星齒輪裝配孔上。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的雙速輪轂電機，其特征在于所述行星齒輪(9)的數(shù)量為三個，且均勻分布于太陽齒輪(6)四周。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電動車雙速電機，其特征在于，所述太陽齒輪(6)、行星輪或內(nèi)齒圈為高強度塑料齒輪。
8.根據(jù)權(quán)利要求I或2或3所述的雙速輪轂電機，其特征在于所述離合器座(12)內(nèi)、外壁上的楔形凹槽(20)的寬部一側(cè)與滾珠(21)之間均設(shè)有滾珠復(fù)位彈簧(22)。
9.根據(jù)權(quán)利要求I或2或3所述的雙速輪轂電機，其特征在于所述電機為內(nèi)定子外轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種雙速輪轂電機，包括主軸、輪轂外殼和電機，電機包括定子和轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)子與同向等速傳動鏈相連，而同向等速傳動鏈經(jīng)離合器與輪轂外殼相連；離合器包括離合器外圈、離合器座，及由同向等速傳動鏈以大、小傳動比分別驅(qū)動的大、小內(nèi)齒圈，小內(nèi)齒圈位于離合器外圈內(nèi)，離合器座設(shè)于離合器外圈和小內(nèi)齒圈之間，并與輪轂外殼固定，大內(nèi)齒圈與離合器外圈固定；離合器座的內(nèi)、外壁上均按圓周均勻分布若干內(nèi)裝滾珠且滾珠卡死方向一致的楔形凹槽；還包括若干與外壁楔形凹槽內(nèi)的滾珠一一對應(yīng)的滾珠變位機構(gòu)，它包括將滾珠頂止在楔形凹槽寬部的頂桿及用于驅(qū)動頂桿動作的電執(zhí)行機構(gòu)。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，且無需電機正、反轉(zhuǎn)即可實現(xiàn)變速。
文檔編號F16D28/00GK102761199SQ20121020262
公開日2012年10月31日 申請日期2012年6月19日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月19日
發(fā)明者熊子儒 申請人:蘇州雄大電機有限公司