一种大扭矩紧凑型侧挂中置电机的制作方法

本实用新型涉及一种大扭矩紧凑型侧挂中置电机。

背景技术：

中置电机是目前广泛用于电动自行车上的一类动力机构的总称，这套机构的构成通常包括外壳、电机本体、齿轮传动机构、离合器、中轴和牙盘。

已知行业内常规的中置电机通常将中轴直接装配在外壳上，即外壳是采用整体式外壳而不区分出专门的中轴安置结构，整个外壳较为臃肿，实际安装时电动自行车上必须设计专门配套的吊架（包含五通管）来固定外壳。当外壳外径较大时，吊架上嵌入安置外壳的五通管往往也要做的很大。因此常规的中置电机与电动自行车的车架规格都是一对一的，中置电机无法单独适用于不同规格的车架上，这就给中置电机的生产和使用带来一定的局限性。

为此目前行业内设计有一种侧挂中置电机，其中轴与电机本体芯轴平行布置，通过在外壳上引出安置中轴的中轴套管以便能够插入装配在市场上通用规格的车架五通管内，而外壳上再设置定位节点同车架自由连接固定。因此这类侧挂中置电机无需与吊架配合，能够适配市面上大多数规格的车架，有着很好的适应性。

虽然有着诸多优点，但在实际使用中，上述侧挂中置电机依旧暴露出如下一些问题：

1）已有的侧挂中置电机的电机本体部分出于增大减速比的考虑均采用内转子外定子的结构形式，缺点是电机输出扭矩小。而为了增大电机输出扭矩，目前的做法是将中间转子的直径做大，但这样就导致外围定子及用于安置它们的外壳整体尺寸也相应增大。这对于不依靠吊架固定的侧挂中置电机来说，显然越大的体积和越重的重量就越无法保证在车架上定位的稳靠。

2）对于电机本体与中轴之间的齿轮传动机构和离合器装配结构往往设计的较为复杂臃肿，尤其是将离合器安置在中轴一端的传动齿轮径向上，这样做一方面增大了中轴端部壳体的轴向尺寸，导致整个外壳无法扁平化，不利于同车架贴靠后的重心平衡，影响定位稳定性；另一方面，中轴一端的传动齿轮本就要与电机本体输出端的传动齿轮啮合，而离合器的插入进一步增大了整个外壳的径向尺寸，使得中轴与电机本体芯轴之间的间隔距离加大，同样不仅不利于侧挂中置电机在车架上定位的稳固，且浪费外壳材料，提高生产成本。

3）中轴一端需要安置牙盘定位架来固定牙盘，同样导致中轴端部壳体的轴向尺寸，导致整个外壳无法扁平化，不利于同车架贴靠后的重心平衡，影响定位稳定性。

技术实现要素：

本实用新型目的是：针对背景技术中提到的已有侧挂中置电机存在的不足而提供一种大扭矩紧凑型侧挂中置电机，其安装在电动自行车的车架上具有更好的定位稳定性，并且节约材料降低生产成本。

本实用新型的技术方案是：一种大扭矩紧凑型侧挂中置电机，包括外壳、电机本体、离合器、齿轮传动机构、中轴及牙盘，外壳包括一端相连的主壳体和中轴套管，电机本体设于主壳体内，而中轴旋转装配于中轴套管内，并且电机本体的芯轴与中轴平行布置；其特征在于电机本体采用外转子内定子结构，而齿轮传动机构包括第一轴齿、第一传动齿轮、传动轴、第二轴齿和第二传动齿轮，传动轴枢转安装于主壳体内，第一传动齿轮的内圈经离合器与传动轴相连，第一轴齿设于芯轴上并与第一传动齿轮啮合，而第二轴齿设于传动轴上并与第二传动齿轮啮合，第二传动齿轮固定在中轴上，而牙盘固定在第二传动齿轮上。

进一步的，本实用新型中所述主壳体内设有安装架，电机本体包括定子、转子、芯轴、定子支架和转子飞轮，定子支架固定在安装架上，而定子固定在定子支架上，芯轴藉由芯轴轴承装配在定子中心，芯轴一端固定转子飞轮，该转子飞轮罩于定子外围，转子固定在转子飞轮的内圈，而芯轴另一端穿过安装架上开有的轴孔并藉由成型其上的所述第一轴齿与第一传动齿轮啮合，轴孔内也设有用于装配芯轴的芯轴轴承。

更进一步的，本实用新型中所述主壳体包括藉由连接件顺序固定的左罩壳、中间围壳和右封盖，所述安装架一体成型于中间围壳内壁，所述第一传动齿轮位于中间围壳内，所述中轴套管与右封盖外壁连成一体；所述外壳还包括与右封盖扣合固定的右端盖，所述第二传动齿轮设于右封盖和右端盖围成的腔体内，所述传动轴两端分别藉由传动轴轴承枢转设于安装架和右封盖内壁上，传动轴一端穿过右封盖并藉由其上的所述第二轴齿与第二传动齿轮啮合。

再进一步的，本实用新型中所述第二传动齿轮上成型有用于连接固定牙盘的连接座，右端盖中心设有供连接座伸出与牙盘连接固定的轴孔，轴孔内设有套设在连接座上的齿轮轴承；同时，所述中轴套管和右端盖内均设有同中轴装配的中轴轴承，所述第二传动齿轮与中轴通过键槽配合固定，并且第二传动齿轮的中心还固定有套设于中轴上的平面轴承。

进一步的，本实用新型中所述第一传动齿轮为尼龙齿轮。

进一步的，本实用新型中所述离合器为单向滚针离合器。

进一步的，本实用新型中所述牙盘上还固定有牙盘罩。

进一步的，本实用新型中所述中轴套管用于同电动自行车车架上的五通管装配，并且中轴套管穿过五通管的一端外壁设有用于同螺母配合的外螺纹，以将中轴套管锁紧在五通管内；同时所述外壳上设有开设定位孔的连接耳，用于通过连接件与电动自行车的车架固定。

本实用新型的优点是：

1）本实用新型相比常规的侧挂中置电机，通过将电机本体改成外转子内定子结构，能够在确保减速比的前提下，提高电机的输出扭矩；并且实际制造过程中通过选配转子飞轮来提高转子径向尺寸而无需相应增大定子和所在外壳的外型尺寸，从而便于控制整个中置电机体积，节约材料，节省生产成本，以便提高其在电动自行车车架上的定位稳定性。

2）本实用新型中将离合器的装配位置从原先中轴一端的传动齿轮上转移至电机本体输出端（芯轴）的传动齿轮（第一传动齿轮）上，这样改进有其重要的意义：一方面能够缩短中轴端部壳体的轴向尺寸，且充分利用主壳体内腔空间，确保外壳整体趋于扁平化，有利于其同车架贴靠后的重心平衡，提高定位稳定性；另一方面，通过将离合器安置在外壳的中间位置，且位于不直接作用于中轴的第一传动齿轮上，能够进一步缩小整个外壳的径向尺寸，以便合理的控制中轴与电机本体芯轴之间的间隔距离，利于整个侧挂中置电机在车架上定位的稳固，且节约外壳材料，节约生产成本。

3）本实用新型中取消了中轴上的牙盘定位架，将牙盘直接固定至第二传动齿轮上，大大简化了牙盘装配结构，并且同时缩减了中轴端部外壳的轴向尺寸，使得外壳更易扁平化，同样利于其同车架贴靠后的重心平衡，提高定位稳定性。取消牙盘定位架还能够节约生产成本，简化装配操作。

4）本实用新型中离合器优先采用单向滚针离合器，这种离合器结构小巧，易于同齿轮绑定设计，能够极大的缩减齿轮径向尺寸，以便缩减整个外壳的径向尺寸；并且齿轮经由该离合器施加于传动轴上的扭矩更加稳固集中，能够提高传动机构的运转可靠性和效率。

5）本实用新型中的第一传动齿轮优先采用尼龙齿轮，其与芯轴上的金属轴齿之间的啮合噪音较低，能够在一定程度上减轻整个传动机构的运作噪音。并且需要指出的是，本案中由于金属制的离合器被安置在尼龙齿轮的内圈与传动轴之间，能够增强尼龙齿轮与离合器之间的扭矩，提升传动机构工作可靠性，故无需再在尼龙齿轮内圈安置与传动轴相连的金属镶件，能够节约生产成本。

6）本实用新型中通过对主壳体及其与中轴套管之间的联系结构做了进一步的优化改进，缩减了外壳外部轴向尺寸，合理利用了内部空间，使得整个中置电机更加趋于扁平化，利于其同车架贴靠后的重心平衡，提高定位稳定性。并且本实用新型中主壳体分成左罩壳、中间围壳和右封盖，以及将中轴套管与右封盖外壁连成一体的设计易于装配和开模制造。

7）本实用新型中在牙盘外侧固定有牙盘罩，能够为牙盘挡灰防灰，防止其过早老化损耗，延长其使用寿命。

8）本实用新型中第二传动齿轮与中轴之间加设平面轴承，大大提升中轴的轴向位移的耐磨性和平稳性。

附图说明

下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步描述：

图1为本实用新型的结构剖面图。

其中：1、离合器；2、中轴；3、牙盘；4、主壳体；4a、左罩壳；4b、中间围壳；4c、右封盖；5、中轴套管；6、芯轴；7、转子；8、定子；9、第一轴齿；10、第一传动齿轮；11、传动轴；12、第二轴齿；13、第二传动齿轮；13a、连接座；14、安装架；15、定子支架；16、转子飞轮；17、芯轴轴承；18、右端盖；19、传动轴轴承；20、中轴轴承；21、平面轴承；22、牙盘罩；23、五通管；24、螺母；25、连接耳；26、齿轮轴承。

具体实施方式

实施例：下面结合图1所示，对本实用新型的这种大扭矩紧凑型侧挂中置电机的具体实施方式进行详细说明如下：

同常规技术一样其具有外壳、电机本体、离合器1、齿轮传动机构、中轴2及牙盘3，外壳包括一端相连的主壳体4和中轴套管5，电机本体设于主壳体4内，而中轴2旋转装配于中轴套管5内，并且电机本体的芯轴6与中轴2平行布置。

本实用新型的核心改进在于电机本体采用外转子7内定子8结构，而齿轮传动机构由第一轴齿9、第一传动齿轮10、传动轴11、第二轴齿12、第二传动齿轮13、传动轴轴承19和齿轮轴承26共同构成。传动轴11枢转安装于主壳体4内，第一传动齿轮10的内圈经离合器1与传动轴11相连，第一轴齿9设于芯轴6上并与第一传动齿轮10啮合，而第二轴齿12设于传动轴11上并与第二传动齿轮13啮合，第二传动齿轮13固定在中轴2上，而牙盘3固定在第二传动齿轮13上。

具体结合图1所示，所述主壳体4包括藉由螺钉顺序固定的左罩壳4a、中间围壳4b和右封盖4c，中间围壳4b内壁上成型有安装架14。所述电机由包括定子8、转子7、芯轴6、定子支架15、转子飞轮16和芯轴轴承17构成，定子支架15固定在安装架14上，而定子8固定在定子支架15上，芯轴6藉由芯轴轴承17装配在定子8中心，芯轴6一端固定转子飞轮16，该转子飞轮16罩于定子8外围，转子7固定在转子飞轮16的内圈，而芯轴6另一端穿过安装架14上开有的轴孔并藉由成型其上的所述第一轴齿9与第一传动齿轮10啮合，轴孔内也设有用于装配芯轴6的芯轴轴承17。

所述第一传动齿轮10位于中间围壳4b内，所述中轴套管5与右封盖4c外壁连成一体；所述外壳还包括与右封盖4c扣合固定的右端盖18，所述第二传动齿轮13设于右封盖4c和右端盖18围成的腔体内，所述传动轴11两端分别藉由传动轴轴承19枢转设于安装架14和右封盖4c内壁上，传动轴11一端穿过右封盖4c并藉由其上的所述第二轴齿12与第二传动齿轮13啮合。

本实施例中所述第二传动齿轮13上成型有用于连接固定牙盘3的连接座13a，右端盖18中心设有供连接座13a伸出与牙盘3连接固定的轴孔，轴孔内设有套设在连接座13a上的齿轮轴承26；同时，所述中轴套管5和右端盖18内均设有同中轴2装配的中轴轴承20，所述第二传动齿轮13与中轴2通过键槽配合固定，并且第二传动齿轮13的中心还固定有套设于中轴2上的平面轴承21。

本实施例中所述第一传动齿轮10为尼龙齿轮，而所述离合器1为单向滚针离合器。

本实施例中所述牙盘3上还固定有牙盘罩22。

同时再结合图1所示，本实施例在实际装配时同常规技术一样，所述中轴套管5用于插入电动自行车车架上的五通管23内，并且中轴套管5穿过五通管23的一端外壁设有用于同螺母24配合的外螺纹，以将中轴套管5锁紧在五通管23内；同时所述外壳（右封盖4c和右端盖18）上设有开设定位孔的连接耳25，用于通过螺钉与电动自行车的车架固定。

当然上述实施例只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围。凡根据本实用新型主要技术方案的精神实质所做的修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。