專利名稱：輕型電動自行車輪轂電機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于電機設(shè)計領(lǐng)域，特別是涉及一種輕型電動自行車輪轂電機。
背景技術(shù)：
隨著城市規(guī)范化的發(fā)展，車道上將新增自行車專用車道，這會促進自行車及輕型電動自行車的發(fā)展。據(jù)有關(guān)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計，電動自行車的銷量每年都在增長。輕型電動自行車以環(huán)保、省力、重量輕、使用方便、安全而被廣大群眾所青睞。由于輕型電動自行車的這些優(yōu)點，輕型電動自行車將逐漸代替自行車是必然的趨勢。輕型電動自行車是電動自行車中的一種，其特點在于“輕型”。因為這個特點，電機的設(shè)計更具有難度，電機必須是體積小、重量輕，性能強。此類輕型電動自行車電機的設(shè)計普遍存在的問題點有扭力小、噪聲大、減速裝置容易變形、壽命短等。
實用新型內(nèi)容本實用新型的目的在于提供一種體積小、重量輕、擺動小、扭力大、噪聲小、壽命長的輕型電動自行車電機。為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用了以下技術(shù)方案一種輕型電動自行車電機，其特征在于包括輪轂體和輪轂體內(nèi)的電機及減速裝置，所述的電機和減速裝置之間由離合器(又稱單向軸承)裝配在一起，電機上設(shè)有定子和轉(zhuǎn)子，減速裝置設(shè)有行星齒輪軸，輪轂體、電機和減速裝置由三種軸承共四個裝配在主軸上。所述的輪轂體由輪轂主架及兩個輪轂側(cè)蓋通過螺旋方式裝配而成，輪轂側(cè)蓋在接近端面處打有兩個對稱孔，內(nèi)齒輪是通過螺釘固定在輪轂主架內(nèi)的。所述的電機由電機底蓋、電機上蓋、定子和轉(zhuǎn)子組成，電機底蓋上固定有基板組件，電機底蓋和基板組件是用螺釘固定在一起，電機上蓋與減速裝置的行星齒輪軸相固定，電機上蓋也與減速裝置的支架相固定。所述的定子由鐵芯組件和銅線纏繞成個線圈組，鐵芯組件由20 60片鐵芯片及絕緣體組成，鐵芯組件由螺釘固定在電機底蓋上。所述的轉(zhuǎn)子是由永磁體架、永磁體及轉(zhuǎn)子架組成，永磁體共有10個，是裝在永磁體架中，裝配有永磁體的永磁體架安裝在轉(zhuǎn)子架上，轉(zhuǎn)子架通過軸承裝配在主軸b上,轉(zhuǎn)子架的另一端與離合器相裝配。所述的電機中定子和轉(zhuǎn)子是采用外定子內(nèi)轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)，定子線圈組數(shù)與永磁體數(shù)比為6 : 5或3 : 4。所述的減速裝置由I個太陽齒輪、3個行星齒輪、3個行星齒輪軸、3個支架和主軸b組成，其中3個行星齒輪、3個行星齒輪軸、3個支架是均勻分布在太陽齒輪的四周，行星齒輪是由一個大齒輪和一個小齒輪組成的雙層齒輪，太陽齒輪和行星齒輪大齒輪相嚙合，行星齒輪小齒輪和內(nèi)齒輪相嚙合。所述的行星齒輪軸是穿過行星齒輪，并在行星齒輪軸和行星齒輪之間裝配有兩個軸承，行星齒輪軸的兩端和支架的兩端分別固定在主軸b和電機上蓋上。本實用新型具有以下有益效果(I)本身體積小、重量輕，同時擺動范圍小而扭力大；(2)產(chǎn)生的噪聲小,使用的壽命更長。
圖I是本輕型電動自行車輪轂電機立體結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本輕型電動自行車輪轂電機剖視結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是主軸b、行星齒輪和支架的裝配結(jié)構(gòu)示意圖。圖4是太陽齒輪、行星齒輪和內(nèi)齒輪的傳動示意圖。圖5是電機中的定子和轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)示意圖。其中，I-輪轂側(cè)蓋；la_孔；2_輪轂主架；3_主軸a ；4~主軸b ;5a_軸承；5b_軸承；5c_軸承；5d_軸承；6a_螺釘；6b_螺釘；6c_螺釘；6d_螺釘；7_基板組件；8_電機底蓋；9-電機上蓋；10_電線；11-鐵芯組件；I Ia-鐵芯片；I Ib-絕緣體；12_銅線；13-轉(zhuǎn)子架；14-永磁體架；15-永磁體；16-離合器(單向軸承)；17_太陽齒輪；18_行星齒輪；18a-行星齒輪大齒輪；18b_行星齒輪小齒輪；19_行星齒輪軸；20_內(nèi)齒輪；21_支架。
具體實施方式
一種輕型電動自行車電機，其特征在于包括輪轂體和輪轂體內(nèi)的電機及減速裝置，所述的電機和減速裝置之間由離合器(又稱單向軸承)16裝配在一起，電機上設(shè)有定子和轉(zhuǎn)子，減速裝置設(shè)有行星齒輪軸19，輪轂體、電機和減速裝置由三種軸承5a，5b，5c共四個裝配在主軸上。所述的輪轂體由輪轂主架2及兩個輪轂側(cè)蓋I通過螺旋方式裝配而成，內(nèi)齒輪20是通過螺釘6d固定在輪轂主架2內(nèi)的，這種組裝方式打破傳統(tǒng)的螺釘固定方式，使輪轂體體積達到最小化。輪轂體外表面光滑，為解決輪轂主架2與輪轂側(cè)蓋I組裝時，輪轂側(cè)蓋I無著力點的問題，特在輪轂側(cè)蓋I在接近端面處打有兩個對稱孔Ia作為裝配著力點。所述的電機由電機底蓋8、電機上蓋9、定子和轉(zhuǎn)子組成，電機底蓋8上固定有基板組件7，電機底蓋8和基板組件7是用螺釘6a固定在一起，電機上蓋9與減速裝置的行星齒輪軸19相固定，電機上蓋9也與減速裝置的支架21相固定。電機部分是運用高精密電機領(lǐng)域的設(shè)計方法，精密設(shè)計電機各部分的零件，嚴格控制定子與轉(zhuǎn)子之間的間隙，這樣能使電機更穩(wěn)定，并高效的利用電磁能。電機采用外定子、內(nèi)轉(zhuǎn)子的形式，直流三相，其中定子由鐵芯組件11和銅線12纏繞成12個線圈組，鐵芯組件11由20 60片鐵芯片Ila及絕緣體Ilb組成，鐵芯組件11由螺釘6c固定在電機底蓋8上。這樣設(shè)計的特點高效率、高轉(zhuǎn)速、低振動、低噪聲。所述的轉(zhuǎn)子是由永磁體架14、永磁體15及轉(zhuǎn)子架13組成，永磁體15共有10個，是裝在永磁體架14中,裝配有永磁體15的永磁體架14安裝在轉(zhuǎn)子架13上,轉(zhuǎn)子架13通過軸承5b裝配在主軸a3上，轉(zhuǎn)子架13的另一端與離合器16相裝配。所述的電機中定子和轉(zhuǎn)子是采用外定子內(nèi)轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)，定子線圈組數(shù)與永磁體數(shù)比為6 : 5或3 : 4。所述的減速裝置由I個太陽齒輪17、3個行星齒輪18、3個行星齒輪軸19、3個支架21和主軸b4組成，其中3個行星齒輪18、3個行星齒輪軸19、3個支架21是均勻分布在太陽齒輪17的四周，行星齒輪18是由一個大齒輪18a和一個小齒輪18b組成的雙層齒輪，太陽齒輪17和行星齒輪大齒輪18a相嚙合，行星齒輪小齒輪18b和內(nèi)齒輪20相嚙合。所述的行星齒輪軸19是穿過行星齒輪18，并在行星齒輪軸19和行星齒輪18之間裝配有兩個軸承5d，行星齒輪軸19的兩端和支架的兩端分別固定在主軸b4和電機上蓋9上。減速裝置是兩級減速裝置，解決了扭力不足的問題。傳統(tǒng)電動自行車電機的設(shè)計只用一級減速電機，并且由于輕型電動自行車電機的體積小，不能從減小太陽齒輪17的方法，那樣會嚴重影響到電機的強度；也不能從增大行星齒輪18的方法，因為受到輪轂體的限制，因此在輕型電動自行車輪轂電機內(nèi)應(yīng)用兩級減速裝置，大大提高了扭力。但應(yīng)用兩級減速裝置，容易出現(xiàn)的問題行星齒輪18變形、裝置強度不足、壽命短。本實用新型的減速裝置為解決這些問題，把行星齒輪18的行星齒輪軸19兩端固定，確保行星齒輪18不變形；并在減速裝置中加入了支架21，增強減速裝置的強度，因而大大提高了減速裝置的壽命。本實用新型輕型電動自行車電機的傳動方式說明，電機通電后，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動帶動轉(zhuǎn)子架13轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)子架是通過軸承5a、5b、5c、5d裝配在主軸3、4上，主軸3、4是固定的；轉(zhuǎn)子架13的另一端和離合器16相裝配，轉(zhuǎn)子架13轉(zhuǎn)動后通過離合器16帶動減速裝置的太 陽齒輪17，太陽齒輪17 —端與離合器16裝配，另一端通過軸承5b裝配在主軸b上，太陽齒輪17和行星齒輪大齒輪18a相嚙合，此時進行了第一級減速，行星齒輪18是雙層齒輪通過軸承5a、5b、5c、5d裝配在行星齒輪軸19上，第一層的大齒輪18a和第二層的小齒輪18b是以相同的周速度轉(zhuǎn)動，行星齒輪的小齒輪18b和固定在輪轂體上的內(nèi)齒輪20相嚙合，這是第二級減速。隨著內(nèi)齒輪20的轉(zhuǎn)動，輪轂體也開始轉(zhuǎn)動。本實用新型輕型電動自行車輪轂電機可前置于電動自行車的前輪或后置于電動自行車的后輪，單獨驅(qū)動電動自行車。它本身體積小、重量輕，同時擺動范圍小而扭力大 ’產(chǎn)生的噪聲小，使用的壽命更長。以下是本實用新型的具體實施例，并結(jié)合附圖對本實用新型作進一步的描述，但本實用新型并不限于這個實施例。第一工序把基板組件7用螺釘6a固定到電機底蓋8相應(yīng)的位置上，然后用螺釘6c把鐵芯組件11裝配到固定有基板組件7的電機底蓋8中，接著把這些裝配件裝配到主軸a3相應(yīng)的位置上。其中鐵芯組件11是由20 60片鐵芯片Ila重疊后再裝上紅絕緣體Ilb然后纏繞上銅線12而成。第二工序把十個永磁體15裝入永磁體架14中，然后把裝有十個永磁體15的永磁體架14裝配到轉(zhuǎn)子架13相應(yīng)的位置上。接著把軸承5b裝入第一工序完成的主軸a3相應(yīng)的位置，然后把上述的轉(zhuǎn)子架13裝到軸承5b上。第三工序把電機上蓋9裝到第二工序完成的電機底蓋8上，然后用螺釘6b固定。接著在主軸a3相應(yīng)的位置裝上軸承5a，并把輪轂側(cè)蓋I裝到軸承5a上。第四工序把離合器16裝入太陽齒輪17，然后再把離合器16連同太陽齒輪17裝配到第三工序完成的轉(zhuǎn)子架13中。第五工序把內(nèi)齒輪20用螺釘6d固定到輪轂主架2上，然后把固定有內(nèi)齒輪的輪轂主架2裝配到第四工序完成的輪轂側(cè)蓋上。接著把三個支架21安裝到電機上蓋的相應(yīng)位置上。第六工序在主軸b4相應(yīng)的位置上裝上三個行星齒輪軸19,并在行星齒輪軸19上裝上相應(yīng)的軸承5d和行星齒輪18。把軸承5c裝入主軸b4的相應(yīng)位置。第七工序把第六工序完成的配件裝配到第五工序完成的配件中，然后用螺釘6e固定。第八工序軸承5a裝入第七工序完成的主軸b4的相應(yīng)位置,然后把輪轂側(cè)蓋裝上軸承5a上。接著利用孔Ia作為著力點，把輪轂主架與輪轂側(cè)蓋之間旋緊。裝配完成后的立體形狀如圖I所示。
權(quán)利要求1.一種輕型電動自行車輪轂電機，其特征在于包括輪轂體和輪轂體內(nèi)的電機及減速裝置，所述的電機和減速裝置之間由離合器(16)裝配在一起，電機上設(shè)有定子和轉(zhuǎn)子，減速裝置設(shè)有行星齒輪軸(19)，輪轂體、電機和減速裝置由三種軸承(5a，5b，5c)共四個裝配在王軸上。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種輕型電動自行車輪轂電機，其特征在于所述的輪轂體由輪轂主架(2)及兩個輪轂側(cè)蓋(I)通過螺旋方式裝配而成，輪轂側(cè)蓋在接近端面處打有兩個對稱孔(Ia)，內(nèi)齒輪(20)是通過螺釘^d)固定在輪轂主架(2)內(nèi)的。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種輕型電動自行車輪轂電機，其特征在于所述的電機由電機底蓋(8)、電機上蓋(9)、定子和轉(zhuǎn)子組成，電機底蓋(8)上固定有基板組件(7)，電機底蓋(8)和基板組件(7)是用螺釘^a)固定在一起，電機上蓋(9)與減速裝置的行星齒輪軸(19)相固定，電機上蓋也與減速裝置的支架(21)相固定。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種輕型電動自行車輪轂電機，其特征在于所述的定子由鐵芯組件(11)和銅線(12)纏繞成12個線圈組，鐵芯組件(11)由20 60片鐵芯片(Ila)及絕緣體(Ilb)組成，鐵芯組件(11)由螺釘固定在電機底蓋(8)上。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種輕型電動自行車輪轂電機，其特征在于所述的轉(zhuǎn)子是由永磁體架(14)、永磁體(15)及轉(zhuǎn)子架(13)組成，永磁體(15)共有10個，是裝在永磁體架(14)中，裝配有永磁體(15)的永磁體架(14)安裝在轉(zhuǎn)子架(13)上，轉(zhuǎn)子架(13)通過軸承(5b)裝配在主軸b(3)上，轉(zhuǎn)子架(13)的另一端與離合器(16)相裝配。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種輕型電動自行車輪轂電機，其特征在于所述的電機中定子和轉(zhuǎn)子是采用外定子內(nèi)轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)，定子線圈組數(shù)與永磁體數(shù)比為6 : 5或3 : 4。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種輕型電動自行車輪轂電機，其特征在于所述的減速裝置由I個太陽齒輪(17)、3個行星齒輪(18)、3個行星齒輪軸(19)、3個支架(21)和主軸b(4)組成，其中3個行星齒輪(18)、3個行星齒輪軸(19)、3個支架(21)是均勻分布在太陽齒輪(17)的四周，行星齒輪(18)是由一個大齒輪(18a)和一個小齒輪(18b)組成的雙層齒輪，太陽齒輪(17)和行星齒輪大齒輪(18a)相嚙合，行星齒輪小齒輪(18b)和內(nèi)齒輪(20)相嚙合。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種輕型電動自行車輪轂電機，其特征在于所述的行星齒輪軸(19)是穿過行星齒輪(18)，并在行星齒輪軸(19)和行星齒輪(18)之間裝配有兩個軸承(5d)，行星齒輪軸(19)的兩端和支架的兩端分別固定在主軸b (4)和電機上蓋(9)上。
專利摘要本實用新型公開了一種輕型電動自行車輪轂電機，主要包括輪轂體、電機和減速裝置。輪轂體的設(shè)計讓輪轂體的體積達到最小化；電機的設(shè)計是采用高精密的設(shè)計方法，具有高效率、高轉(zhuǎn)速、低振動、低噪聲等優(yōu)點；減速裝置采用兩級減速，并對減速裝置強度進行增強設(shè)計，既提高了扭力且大大提高了壽命。解決了現(xiàn)有輕型電動自行車電機設(shè)計普遍存在的扭力小、噪聲大、減速裝置容易變形、壽命短等問題。本實用新型是以一個全新的設(shè)計理念出現(xiàn)在輕型電動自行車輪轂電機中，把高精密電機領(lǐng)域技術(shù)溶入輕型電動自行車輪轂電機設(shè)計中，相信此發(fā)明會成為輕型電動自行車電機技術(shù)領(lǐng)域的一個新的里程碑。
文檔編號H02K7/10GK202817983SQ20122026734
公開日2013年3月20日 申請日期2012年6月7日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月7日
發(fā)明者高武榮 申請人:高武榮