专利名称：轻型电动自行车轮毂电机的制作方法
技术领域：
本实用新型属于电机设计领域，特别是涉及一种轻型电动自行车轮毂电机。
背景技术：
随着城市规范化的发展，车道上将新增自行车专用车道，这会促进自行车及轻型电动自行车的发展。据有关数据的统计，电动自行车的销量每年都在增长。轻型电动自行车以环保、省力、重量轻、使用方便、安全而被广大群众所青睐。由于轻型电动自行车的这些优点，轻型电动自行车将逐渐代替自行车是必然的趋势。轻型电动自行车是电动自行车中的一种，其特点在于“轻型”。因为这个特点，电机的设计更具有难度，电机必须是体积小、重量轻，性能强。此类轻型电动自行车电机的设计普遍存在的问题点有扭力小、噪声大、减速装置容易变形、寿命短等。
实用新型内容本实用新型的目的在于提供一种体积小、重量轻、摆动小、扭力大、噪声小、寿命长的轻型电动自行车电机。为实现上述目的，本实用新型采用了以下技术方案一种轻型电动自行车电机，其特征在于包括轮毂体和轮毂体内的电机及减速装置，所述的电机和减速装置之间由离合器(又称单向轴承)装配在一起，电机上设有定子和转子，减速装置设有行星齿轮轴，轮毂体、电机和减速装置由三种轴承共四个装配在主轴上。所述的轮毂体由轮毂主架及两个轮毂侧盖通过螺旋方式装配而成，轮毂侧盖在接近端面处打有两个对称孔，内齿轮是通过螺钉固定在轮毂主架内的。所述的电机由电机底盖、电机上盖、定子和转子组成，电机底盖上固定有基板组件，电机底盖和基板组件是用螺钉固定在一起，电机上盖与减速装置的行星齿轮轴相固定，电机上盖也与减速装置的支架相固定。所述的定子由铁芯组件和铜线缠绕成个线圈组，铁芯组件由20 60片铁芯片及绝缘体组成，铁芯组件由螺钉固定在电机底盖上。所述的转子是由永磁体架、永磁体及转子架组成，永磁体共有10个，是装在永磁体架中，装配有永磁体的永磁体架安装在转子架上，转子架通过轴承装配在主轴b上,转子架的另一端与离合器相装配。所述的电机中定子和转子是采用外定子内转子的结构，定子线圈组数与永磁体数比为6 : 5或3 : 4。所述的减速装置由I个太阳齿轮、3个行星齿轮、3个行星齿轮轴、3个支架和主轴b组成，其中3个行星齿轮、3个行星齿轮轴、3个支架是均匀分布在太阳齿轮的四周，行星齿轮是由一个大齿轮和一个小齿轮组成的双层齿轮，太阳齿轮和行星齿轮大齿轮相啮合，行星齿轮小齿轮和内齿轮相啮合。所述的行星齿轮轴是穿过行星齿轮，并在行星齿轮轴和行星齿轮之间装配有两个轴承，行星齿轮轴的两端和支架的两端分别固定在主轴b和电机上盖上。本实用新型具有以下有益效果(I)本身体积小、重量轻，同时摆动范围小而扭力大；(2)产生的噪声小,使用的寿命更长。
图I是本轻型电动自行车轮毂电机立体结构示意图。图2是本轻型电动自行车轮毂电机剖视结构示意图。图3是主轴b、行星齿轮和支架的装配结构示意图。图4是太阳齿轮、行星齿轮和内齿轮的传动示意图。图5是电机中的定子和转子的结构示意图。其中，I-轮毂侧盖；la_孔；2_轮毂主架；3_主轴a ；4~主轴b ;5a_轴承；5b_轴承；5c_轴承；5d_轴承；6a_螺钉；6b_螺钉；6c_螺钉；6d_螺钉；7_基板组件；8_电机底盖；9-电机上盖；10_电线；11-铁芯组件；I Ia-铁芯片；I Ib-绝缘体；12_铜线；13-转子架；14-永磁体架；15-永磁体；16-离合器(单向轴承)；17_太阳齿轮；18_行星齿轮；18a-行星齿轮大齿轮；18b_行星齿轮小齿轮；19_行星齿轮轴；20_内齿轮；21_支架。
具体实施方式
一种轻型电动自行车电机，其特征在于包括轮毂体和轮毂体内的电机及减速装置，所述的电机和减速装置之间由离合器(又称单向轴承)16装配在一起，电机上设有定子和转子，减速装置设有行星齿轮轴19，轮毂体、电机和减速装置由三种轴承5a，5b，5c共四个装配在主轴上。所述的轮毂体由轮毂主架2及两个轮毂侧盖I通过螺旋方式装配而成，内齿轮20是通过螺钉6d固定在轮毂主架2内的，这种组装方式打破传统的螺钉固定方式，使轮毂体体积达到最小化。轮毂体外表面光滑，为解决轮毂主架2与轮毂侧盖I组装时，轮毂侧盖I无着力点的问题，特在轮毂侧盖I在接近端面处打有两个对称孔Ia作为装配着力点。所述的电机由电机底盖8、电机上盖9、定子和转子组成，电机底盖8上固定有基板组件7，电机底盖8和基板组件7是用螺钉6a固定在一起，电机上盖9与减速装置的行星齿轮轴19相固定，电机上盖9也与减速装置的支架21相固定。电机部分是运用高精密电机领域的设计方法，精密设计电机各部分的零件，严格控制定子与转子之间的间隙，这样能使电机更稳定，并高效的利用电磁能。电机采用外定子、内转子的形式，直流三相，其中定子由铁芯组件11和铜线12缠绕成12个线圈组，铁芯组件11由20 60片铁芯片Ila及绝缘体Ilb组成，铁芯组件11由螺钉6c固定在电机底盖8上。这样设计的特点高效率、高转速、低振动、低噪声。所述的转子是由永磁体架14、永磁体15及转子架13组成，永磁体15共有10个，是装在永磁体架14中,装配有永磁体15的永磁体架14安装在转子架13上,转子架13通过轴承5b装配在主轴a3上，转子架13的另一端与离合器16相装配。所述的电机中定子和转子是采用外定子内转子的结构，定子线圈组数与永磁体数比为6 : 5或3 : 4。所述的减速装置由I个太阳齿轮17、3个行星齿轮18、3个行星齿轮轴19、3个支架21和主轴b4组成，其中3个行星齿轮18、3个行星齿轮轴19、3个支架21是均匀分布在太阳齿轮17的四周，行星齿轮18是由一个大齿轮18a和一个小齿轮18b组成的双层齿轮，太阳齿轮17和行星齿轮大齿轮18a相啮合，行星齿轮小齿轮18b和内齿轮20相啮合。所述的行星齿轮轴19是穿过行星齿轮18，并在行星齿轮轴19和行星齿轮18之间装配有两个轴承5d，行星齿轮轴19的两端和支架的两端分别固定在主轴b4和电机上盖9上。减速装置是两级减速装置，解决了扭力不足的问题。传统电动自行车电机的设计只用一级减速电机，并且由于轻型电动自行车电机的体积小，不能从减小太阳齿轮17的方法，那样会严重影响到电机的强度；也不能从增大行星齿轮18的方法，因为受到轮毂体的限制，因此在轻型电动自行车轮毂电机内应用两级减速装置，大大提高了扭力。但应用两级减速装置，容易出现的问题行星齿轮18变形、装置强度不足、寿命短。本实用新型的减速装置为解决这些问题，把行星齿轮18的行星齿轮轴19两端固定，确保行星齿轮18不变形；并在减速装置中加入了支架21，增强减速装置的强度，因而大大提高了减速装置的寿命。本实用新型轻型电动自行车电机的传动方式说明，电机通电后，转子转动带动转子架13转动，转子架是通过轴承5a、5b、5c、5d装配在主轴3、4上，主轴3、4是固定的；转子架13的另一端和离合器16相装配，转子架13转动后通过离合器16带动减速装置的太 阳齿轮17，太阳齿轮17 —端与离合器16装配，另一端通过轴承5b装配在主轴b上，太阳齿轮17和行星齿轮大齿轮18a相啮合，此时进行了第一级减速，行星齿轮18是双层齿轮通过轴承5a、5b、5c、5d装配在行星齿轮轴19上，第一层的大齿轮18a和第二层的小齿轮18b是以相同的周速度转动，行星齿轮的小齿轮18b和固定在轮毂体上的内齿轮20相啮合，这是第二级减速。随着内齿轮20的转动，轮毂体也开始转动。本实用新型轻型电动自行车轮毂电机可前置于电动自行车的前轮或后置于电动自行车的后轮，单独驱动电动自行车。它本身体积小、重量轻，同时摆动范围小而扭力大 ’产生的噪声小，使用的寿命更长。以下是本实用新型的具体实施例，并结合附图对本实用新型作进一步的描述，但本实用新型并不限于这个实施例。第一工序把基板组件7用螺钉6a固定到电机底盖8相应的位置上，然后用螺钉6c把铁芯组件11装配到固定有基板组件7的电机底盖8中，接着把这些装配件装配到主轴a3相应的位置上。其中铁芯组件11是由20 60片铁芯片Ila重叠后再装上红绝缘体Ilb然后缠绕上铜线12而成。第二工序把十个永磁体15装入永磁体架14中，然后把装有十个永磁体15的永磁体架14装配到转子架13相应的位置上。接着把轴承5b装入第一工序完成的主轴a3相应的位置，然后把上述的转子架13装到轴承5b上。第三工序把电机上盖9装到第二工序完成的电机底盖8上，然后用螺钉6b固定。接着在主轴a3相应的位置装上轴承5a，并把轮毂侧盖I装到轴承5a上。第四工序把离合器16装入太阳齿轮17，然后再把离合器16连同太阳齿轮17装配到第三工序完成的转子架13中。第五工序把内齿轮20用螺钉6d固定到轮毂主架2上，然后把固定有内齿轮的轮毂主架2装配到第四工序完成的轮毂侧盖上。接着把三个支架21安装到电机上盖的相应位置上。第六工序在主轴b4相应的位置上装上三个行星齿轮轴19,并在行星齿轮轴19上装上相应的轴承5d和行星齿轮18。把轴承5c装入主轴b4的相应位置。第七工序把第六工序完成的配件装配到第五工序完成的配件中，然后用螺钉6e固定。第八工序轴承5a装入第七工序完成的主轴b4的相应位置,然后把轮毂侧盖装上轴承5a上。接着利用孔Ia作为着力点，把轮毂主架与轮毂侧盖之间旋紧。装配完成后的立体形状如图I所示。
权利要求1.一种轻型电动自行车轮毂电机，其特征在于包括轮毂体和轮毂体内的电机及减速装置，所述的电机和减速装置之间由离合器(16)装配在一起，电机上设有定子和转子，减速装置设有行星齿轮轴(19)，轮毂体、电机和减速装置由三种轴承(5a，5b，5c)共四个装配在王轴上。
2.根据权利要求I所述的一种轻型电动自行车轮毂电机，其特征在于所述的轮毂体由轮毂主架(2)及两个轮毂侧盖(I)通过螺旋方式装配而成，轮毂侧盖在接近端面处打有两个对称孔(Ia)，内齿轮(20)是通过螺钉^d)固定在轮毂主架(2)内的。
3.根据权利要求I所述的一种轻型电动自行车轮毂电机，其特征在于所述的电机由电机底盖(8)、电机上盖(9)、定子和转子组成，电机底盖(8)上固定有基板组件(7)，电机底盖(8)和基板组件(7)是用螺钉^a)固定在一起，电机上盖(9)与减速装置的行星齿轮轴(19)相固定，电机上盖也与减速装置的支架(21)相固定。
4.根据权利要求I所述的一种轻型电动自行车轮毂电机，其特征在于所述的定子由铁芯组件(11)和铜线(12)缠绕成12个线圈组，铁芯组件(11)由20 60片铁芯片(Ila)及绝缘体(Ilb)组成，铁芯组件(11)由螺钉固定在电机底盖(8)上。
5.根据权利要求I所述的一种轻型电动自行车轮毂电机，其特征在于所述的转子是由永磁体架(14)、永磁体(15)及转子架(13)组成，永磁体(15)共有10个，是装在永磁体架(14)中，装配有永磁体(15)的永磁体架(14)安装在转子架(13)上，转子架(13)通过轴承(5b)装配在主轴b(3)上，转子架(13)的另一端与离合器(16)相装配。
6.根据权利要求I所述的一种轻型电动自行车轮毂电机，其特征在于所述的电机中定子和转子是采用外定子内转子的结构，定子线圈组数与永磁体数比为6 : 5或3 : 4。
7.根据权利要求I所述的一种轻型电动自行车轮毂电机，其特征在于所述的减速装置由I个太阳齿轮(17)、3个行星齿轮(18)、3个行星齿轮轴(19)、3个支架(21)和主轴b(4)组成，其中3个行星齿轮(18)、3个行星齿轮轴(19)、3个支架(21)是均匀分布在太阳齿轮(17)的四周，行星齿轮(18)是由一个大齿轮(18a)和一个小齿轮(18b)组成的双层齿轮，太阳齿轮(17)和行星齿轮大齿轮(18a)相啮合，行星齿轮小齿轮(18b)和内齿轮(20)相啮合。
8.根据权利要求7所述的一种轻型电动自行车轮毂电机，其特征在于所述的行星齿轮轴(19)是穿过行星齿轮(18)，并在行星齿轮轴(19)和行星齿轮(18)之间装配有两个轴承(5d)，行星齿轮轴(19)的两端和支架的两端分别固定在主轴b (4)和电机上盖(9)上。
专利摘要本实用新型公开了一种轻型电动自行车轮毂电机，主要包括轮毂体、电机和减速装置。轮毂体的设计让轮毂体的体积达到最小化；电机的设计是采用高精密的设计方法，具有高效率、高转速、低振动、低噪声等优点；减速装置采用两级减速，并对减速装置强度进行增强设计，既提高了扭力且大大提高了寿命。解决了现有轻型电动自行车电机设计普遍存在的扭力小、噪声大、减速装置容易变形、寿命短等问题。本实用新型是以一个全新的设计理念出现在轻型电动自行车轮毂电机中，把高精密电机领域技术溶入轻型电动自行车轮毂电机设计中，相信此发明会成为轻型电动自行车电机技术领域的一个新的里程碑。
文档编号H02K7/10GK202817983SQ20122026734
公开日2013年3月20日 申请日期2012年6月7日 优先权日2012年6月7日
发明者高武荣 申请人:高武荣