CN103457406A - 电动车传动电机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电动车传动电机，其解决了现有车辆动力机构结构复杂、不便应用在车辆上的问题，所采取的技术措施：一种电动车传动电机，包括同轴设置在一起的定子和转子，主轴间隙地穿过转子，其特征在于，主轴上周向固定地套接有离合器支架，套接在主轴上的弹簧作用在离合器支架的一端部，离合器支架与转子之间设有离合结构，离合结构与减速机构相联接，套接在主轴上的内圈凸轮与离合器支架相联接，内圈凸轮与减速机构之间设有单向结构。

Description

电动车传动电机

技术领域

本发明涉及一种传动电机，尤其涉及一种应用在电动车上的传动电机。

背景技术

中国发明专利申请（申请号：201110285122.6）公开了一种车辆用动力单元，该车辆用动力单元的结构为，对从一次减速齿轮机构向第一及第二主轴的旋转动力的传递进行断开、连接的第一及第二离合器分别配设在第一及第二主轴的一端部，选择性地确立的多个变速级的齿轮系设在第一及第二主轴与副轴之间，该车辆用动力单元，能够为减少了零部件数量的简单构造且避免大型化。一次减速齿轮机构构成为具有：设在曲柄轴的驱动齿轮；在与第一离合器相邻的位置被能够相对旋转地支承在第一主轴上并且与驱动齿轮啮合的第一从动齿轮；与第一从动齿轮一起旋转的中间驱动齿轮与该中间驱动齿轮啮合且以能够相对旋转的方式支承在副轴上的空转齿轮；以能够相对旋转的方式支承在第二主轴上并与空转齿轮啮合的第二从动齿轮。

这种动力单元的结构复杂，体积庞杂，不太适合应用于电动车等对动力单元体积要求高的车辆上。

发明内容

为克服上述缺陷，本发明需要解决的技术问题是：提供一种电动车传动电机，该传动电机结构简单，紧凑性好。

为解决所述技术问题，本发明的技术方案：一种电动车传动电机，包括同轴设置在一起的定子和转子，主轴间隙地穿过转子，其特征在于，主轴上周向固定地套接有离合器支架，套接在主轴上的弹簧作用在离合器支架的一端部，离合器支架与转子之间设有离合结构，离合结构与减速机构相联接，套接在主轴上的内圈凸轮与离合器支架相联接，内圈凸轮与减速机构之间设有单向结构。本发明电动车传动电机的动力是由通电后的转子和定子相互作用而产生的，转子产生的扭矩可通过两种方式传递到主轴上。

第一种是，转子产生的扭矩直接通过离合结构、离合器支架而传递到主轴上，此时的离合结构处于啮合状态上。在这种情况下，主轴所受到的反作用力小，具体到电动车上，电动车一般是在平缓的路面上行进，电动车具有相对较为平缓的行进速度。离合结构也给予减速机构传递动力，减速机构把动力最终传递给单向结构的齿圈，但经过减速机构的减速，单向结构的齿圈转速相对较慢，而直接与离合支架相联接的内圈凸轮具有相对较高的转速，此时相当于齿圈相对于内圈凸轮作反向转动，单向结构不参与传递动力，齿圈仅是空转。

第二种是，转子产生的扭矩经离合结构、减速机构而传递到单向结构的齿圈上，并经单向结构、内圈凸轮、离合器支架而传递到主轴上。此时的主轴所受到的反作用力大，具体在电动车上，电动车此时处于起步或上坡阶段。此时的离合结构不能有效啮合，离合结构打滑而发生越程，离合器支架不能因此而直接自离合结构处获得足够大的动力以驱动主轴转动。尽管离合结构处的动力经过了减速机构的减速，但单向结构中的齿圈的初始转速仍要大于内圈凸轮的初始转速，齿圈相当于相对于内圈凸轮正向转动，单向结构起作用而参与到动力传递中。

根据电动车自身的情况，可以预先设计弹簧的弹力，从而能够使本传动电机工作在理想的状态上。

本传动电机上述的第一种情况是高转速低扭矩的传动模式，第二种情况是低转速高扭矩的传动模式，这充分满足了理想的传动要求，利于能量的节省。

作为优选，所述离合器支架一端的周缘处设有凸出的挡环，在挡环与离合器支架相交位置处可转动地设有若干滚柱；所述离合结构包括套接在主轴上的离合器齿轮，离合器齿轮间隙地套接在离合器支架上，离合器齿轮顶压在滚柱上的端面为曲面。离合器支架为所述的结构，方便对滚柱的设置，滚柱的工作稳定性好，方便离合器齿轮的端面与滚柱的顶压配合。

作为优选，滚柱沿离合器支架的径向设置，滚柱间隙地插接在离合器支架的壁体内，滚柱同时搁置在挡环上所设的凹槽内；在离合器支架的一端部包覆有用于限定滚柱在离合器支架上径向位置的“凹”形限位架，限位架的口部阻挡住滚柱的外端部。通过主轴和限位架对滚柱在离合器支架上径向位置的限定，以及滚柱间隙地插接在离合器支架的壁体内，进一步保证了滚柱在离合器支架上位置的稳定性。

作为优选，在转子内固定有空心轴，主轴穿过空心轴，离合器齿轮插接在空心轴内并与空心轴相对周向固定。离合器齿轮可以是通过花键或平键的结构形式实现与空心轴之间的周向固定，以实现两者在动力上的传递。通过设置空心轴，方便了本传动电机的设置，且结构紧凑性好。

作为优选，所述离合器支架另一端部与内圈凸轮内端部之间设有相互配合的曲面，在内圈凸轮内端部上设有凹口，离合器支架的另一端部上设有插头，插头间隙地插接在凹口内。两者之间通过曲面配合，可以有效实现动力的传递，有利于本传动电机的结构紧凑性。可通过对曲面的设计而使得两者之间动力传递稳定，以满足的实际需要。而且，在电动车受到阻力较大时，两者之间的配合面之间也会发生一定程度的越程，可起到一定的缓冲作用，从而为传动电机提供一定的保护。通过插头间隙地插接在凹口中，可以有效限定内圈凸轮与离合器支架两者之间的越程幅度，在插头的侧边与凹口的侧边相接触后，内圈凸轮与离合器之间处于稳定的动力传递上，以保证动力传递的稳定性。在离合器支架与内圈凸轮相配合的端面出现磨损的情况下，它们之间的端面所承载的传递扭矩相对会变小，这样在受力较大的情况下，内圈凸轮有时会相对于离合器支架而发生一定幅度的偏转，由于它们两者之间是通过曲面配合的，在频繁地发生相对偏转时，内圈凸轮的轴向受力也相应地发生变化，甚至会发生内圈凸轮在主轴上轴向窜动，这会对设置有主轴上的用于固定内圈凸轮的卡簧产生影响，卡簧极易损坏。现利用凹口和插头的配合，则可有效解决此问题。当然，可以根据电动车自身及实际的使用状况，可以选用相应规格的定子和转子，以及确定减速机构的减速比，既满足电动车的应用要求，又能够保证相应部件的使用寿命。

作为优选，所述的减速机构包括同轴设置的大齿轮和小齿轮，大齿轮与离合器齿轮相啮合，小齿轮与内圈凸轮上的齿圈啮合，所述的单向结构位于齿圈和内圈凸轮之间。大、小齿轮被设置成一对连体齿轮，联接大、小齿轮的联接轴与主轴平行，这种结构使得本传动电机的结构紧凑性好、传动稳定。

作为优选，在齿圈与内圈凸轮之间形成空腔，该空腔内活动地设有若干柱状体，数目与柱状体一致的挡柱固定在该空腔内，一对挡柱和柱状体之间设有螺旋簧；在齿圈的内周面上设有数目与柱状体一致的弧形槽。这种结构的超越离合器结构简单，工作稳定性好，能够充分满足单向作用需求。

作为优选，主轴与内圈凸轮相配合的外周面上设有若干螺旋状的沟槽。设置有螺旋状的沟槽，方便传动电机中的润滑油或润滑脂进入到内圈凸轮与主轴之间。螺旋状的沟槽也很好地适应了主轴与内圈凸轮之间的相对周转动。

作为优选，所述壳体为分体式结构，包括联接在一起的第一壳体、第二壳体和端罩，定子固定在第一壳体内，减速机构设置在第二壳体与端罩之间。壳体为分体式的结构，方便了在壳体内装配相应的部件。

作为优选，所述内圈凸轮外端内侧的周面上一体成型有凸出的、环形的挡体，在该挡体与离合器齿轮之间设有推力球轴承。通过设置挡体，方便在内圈凸轮与齿圈之间设置所述的单向结构，且可有效保证齿圈在内圈凸轮上的位置稳定性，便于齿圈与减速机构相啮合传动。而且也便于在挡体与离合器齿轮之间设置推力球轴承，以实现内圈凸轮与离合器齿轮之间能够顺畅地相对周向转动。

本发明的有益效果在于：本传动电机通过设置离合结构，以及与离合结构相联接的减速机构实现动力分路传递，即在高转速时以低扭矩传递动力，低转速时以高扭矩传递动力，保证了电动车能够运行在理想的能耗状态上。通过在主轴上套接离合器支架，在离合器支架与转子之间设置离合结构，结构简单，方便设置，整体紧凑性好。

附图说明

图1是本发明电动车传动电机的纵向剖视图。

图2是发明电动车传动电机的分散结构图。

图3是单向结构与齿圈设置在一起时的结构图。

图4是内圈凸轮、离合器支架和离合器齿轮三者在电动车起步或平稳行进状态下的相对配合关系图。

图5是内圈凸轮、离合器支架和离合器齿轮三者在电动车受力较大发生越程初始时的相对配合关系图。

图6是内圈凸轮、离合器支架和离合器齿轮三者在电动车受力较大发生越程后最终的相对配合关系图。

具体实施方式

见图1、2，本发明电动车传动电机的结构包括壳体2，壳体2为分体式结构，它是由多个适应于内部零件装配要求的三个单体结构而构成，这三个单体结构通过螺栓而实现固定。壳体2内设有同轴设置的定子3和转子4，主轴1穿过转子4并与转子4之间可实现动力传递。

在壳体2内于主轴1的外周套接有弹簧16和圆筒状的离合器支架14，弹簧16的一端顶压主轴1上所形成的凸台18上，弹簧16的另一端作用在离合器支架14的一端部。离合器支架14与主轴1周向固定，离合器支架14与主轴1之间设有相互配合的花键结构，该花键结构倾斜设置，花键结构与主轴1之间具有夹角。

离合器支架14一端的周缘处设有凸出的挡环22，在挡环22与离合器支架14相交的位置处设有若干滚柱21，这些滚柱21沿离合器支架14的轴向设置，并间隙地插接在离合器支架14壁体内所设的透孔中。在挡环22上对应于滚柱21的位置处设置有凹槽，滚柱21搁置在该凹槽中。为保证滚柱21在离合器支架14上位置的稳定性，离合器支架14上的一端部包覆有呈“凹”形的限位架15，主轴1穿过限位架15。挡环22的厚度与限位架15的深度相对应，一般情况下，限位架15的口部与挡环22的内表面平齐。限位架15阻挡在滚柱21的外端部处，在限位架15和主轴1，以及透孔和凹槽的共同限定作用下，滚柱21能够稳定地保持在离合器支架14上。

离合器支架14与转子4之间设置有离合结构，离合结构包括中空的离合器齿轮6，离合器齿轮6套接在主轴1上，并同时间隙地套接在离合器支架14的外周。离合器齿轮6一端的端面顶压在滚柱21上，离合器齿轮6的该端面为曲面，在离合器齿轮6的该端面上，形成有与数目与滚柱21数目一致的弧形槽，相邻的两弧形槽之间通过平滑面过渡。在实现平稳传动时，即转子4上的动力通过离合器齿轮6传递到离合器支架14上时，一只滚柱21稳定地位于一个弧形槽中。

转子4的中心位置处固定有中空的空心轴5，主轴1穿过空心轴5，离合器齿轮6插接在空心轴5中。离合器齿轮6与空心轴5之间相对周向固定，即它们两者之间可实现动力的传递，离合器齿轮6与空心轴5之间一般是通过设置平键的方式而稳定地实现动力的传递。

在壳体2内于主轴1的外侧还设置有减速机构，离合器齿轮6与减速机构相联接。在主轴1上套接有中空的内圈凸轮10，内圈凸轮10穿过离合器齿轮6而与离合器支架14的另一端部联接。

内圈凸轮10的外端部设置有齿圈7，在齿圈7与内圈凸轮10之间设置有单向结构，该单向结构优选为超越离合器。减速机构的主体结构为一对连体齿轮，该连体齿轮包括可转动地设置在壳体2内的花键轴12，大齿轮13和小齿轮11分别固连在花键轴12的两端侧，大齿轮13的直径大于小齿轮11的直径。离合器齿轮6与大齿轮13相啮合，小齿轮11与齿圈7相啮合。

见图3，在齿圈7与内圈凸轮10之间形成空腔，该空腔内活动地设有若干柱状体24，数目与柱状体24一致的挡柱23固定在该空腔内，一对挡柱23和柱状体24之间设有螺旋簧；在齿圈7的内周面上设有数目与柱状体24一致的弧形槽。

见图2，内圈凸轮10的内端面与离合器另一端面之间设有相互配合的曲面，该曲面可用于动力的传递，即动力可自内圈凸轮10上传递到离合器支架14上。在内圈凸轮10的内端部上设有凹口19，离合器支架14的另一端部设有插头20，插头20间隙地插接在凹口19中。

在主轴1上与内圈凸轮10相配合的外周面上设有若干螺旋状的沟槽17，这些沟槽17一般是平行设置。

在主轴1上还有套接有多个推力球轴承9，以保证相应的相邻部件之间既能实现轴向力的传递，又能保证它们之间可相对顺畅地周向转动。在弹簧16与离合器支架14之间设置有一只推力球轴承9。为实现内圈凸轮10与离合器齿轮6之间的相对转动，在内圈凸轮10外端内侧的外周面上一体成型有凸出的、环形的挡体，在挡体与离合器齿轮6之间设置有一只推力球轴承9，内圈凸轮10穿过该推力球轴承9。

本电动车传动电机中，除了以弹簧16的一端顶压在主轴1上所形的凸台18上作为一端支撑外，在主轴1上于内圈凸轮10的外侧还卡接有一只卡簧8，卡簧8卡接在主轴1上所设的卡槽25中，在该卡簧8与内圈凸轮10之间设置一只推力球轴承9。通过卡簧8和凸台18而使离合器支架14、离合器齿轮6和内圈凸轮10稳定地保持在主轴1上。基于主轴1及花键轴12转动的要求，在主轴1与壳体2之间设有滚珠轴承26，花键轴12与壳体2之间也设置有滚珠轴承26。

壳体2为分体式结构，它是由联接在一起的第一壳体201、第二壳体202和端罩203所构成的，定子3固定在第一壳体201内，减速机构设置在第二壳体202与端罩203之间。

见图4，在电动车平稳行进时，转子4上的扭矩通过空心轴5传递至离合器齿轮6上，离合器齿轮6上的曲面通过卡接在滚柱21上而把扭矩传递给离合器支架14，最终通过花键结构而使主轴1转动。离合器齿轮6在转动时，也会带动减速机构工作，由于单向结构的设置，使得齿圈7相对于内圈凸轮10空转，内圈凸轮10与离合器支架14一起转动，减速机构与内圈凸轮10之间没有扭矩传递。

见图5，在电动车受外力较大时，也即离合结构不能够有效啮合时，离合器齿轮6与滚柱21之间发生打滑而发生越程。离合器齿轮6带动减速机构工作，减速机构带动齿圈7转动，此时的单向结构起作用而参与到动力的传递上，减速机构处的扭矩依次通过齿圈7、单向结构、内圈凸轮10而传递到离合器支架14上，最终通过花键结构而使主轴1转动。此时的车辆行进在低速大扭矩的行进模式上，便于顺利实现车辆的行进。

见图6，若电动车受外力仍很大时，内圈凸轮10与离合器支架14之间发生一定角度的偏转，通过内圈凸轮10上的凹口19对离合器支架14上的插头20的阻挡，可以进一步限定内圈凸轮10相对于离合器支架14的偏转，内圈凸轮10上的动力可以稳定地传递到离合器支架14上。

Claims (10)

1.一种电动车传动电机，包括同轴设置在一起的定子和转子，主轴间隙地穿过转子，其特征在于，主轴上周向固定地套接有离合器支架，套接在主轴上的弹簧作用在离合器支架的一端部，离合器支架与转子之间设有离合结构，离合结构与减速机构相联接，套接在主轴上的内圈凸轮与离合器支架相联接，内圈凸轮与减速机构之间设有单向结构。

2.根据权利要求1所述的电动车传动电机，其特征在于，所述离合器支架一端的周缘处设有凸出的挡环，在挡环与离合器支架相交位置处可转动地设有若干滚柱；所述离合结构包括套接在主轴上的离合器齿轮，离合器齿轮间隙地套接在离合器支架上，离合器齿轮顶压在滚柱上的端面为曲面。

3.根据权利要求2所述的电动车传动电机，其特征在于，滚柱沿离合器支架的径向设置，滚柱间隙地插接在离合器支架的壁体内，滚柱同时搁置在挡环上所设的凹槽内；在离合器支架的一端部包覆有用于限定滚柱在离合器支架上径向位置的“凹”形限位架，限位架的口部阻挡住滚柱的外端部。

4.根据权利要求1、2或3所述的电动车传动电机，其特征在于，在转子内固定有空心轴，主轴穿过空心轴，离合器齿轮插接在空心轴内并与空心轴相对周向固定。

5.根据权利要求1、2或3所述的电动车传动电机，其特征在于，所述离合器支架另一端部与内圈凸轮内端部之间设有相互配合的曲面，在内圈凸轮内端部上设有凹口，离合器支架的另一端部上设有插头，插头间隙地插接在凹口内。

6.根据权利要求1、2或3所述的电动车传动电机，其特征在于，所述的减速机构包括同轴设置的大齿轮和小齿轮，大齿轮与离合器齿轮相啮合，小齿轮与内圈凸轮上的齿圈啮合，所述的单向结构位于齿圈和内圈凸轮之间。

7.根据权利要求6所述的电动车传动电机，其特征在于，在齿圈与内圈凸轮之间形成空腔，该空腔内活动地设有若干柱状体，数目与柱状体一致的挡柱固定在该空腔内，一对挡柱和柱状体之间设有螺旋簧；在齿圈的内周面上设有数目与柱状体一致的弧形槽。

8.根据权利要求1、2或3所述的电动车传动电机，其特征在于，主轴与内圈凸轮相配合的外周面上设有若干螺旋状的沟槽。

9.根据权利要求1、2或3所述的电动车传动电机，其特征在于，所述壳体为分体式结构，包括联接在一起的第一壳体、第二壳体和端罩，定子固定在第一壳体内，减速机构设置在第二壳体与端罩之间。

10.根据权利要求1、2或3所述的电动车传动电机，其特征在于，所述内圈凸轮外端内侧的周面上一体成型有凸出的、环形的挡体，在该挡体与离合器齿轮之间设有推力球轴承。

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