中置电机和配置该中置电机的电动自行车的制作方法

本申请涉及电机领域，具体涉及一种中置电机和配置该中置电机的电动自行车。

背景技术：

现有电动自行车的中置电机多存在结构复杂，而且传动比小，输出力矩小的缺点。

本申请由此而来。

技术实现要素：

本申请目的是：为了克服上述问题，提出一种结构紧凑、传动比大、输出力矩大的中置电机，同时还提出一种配置这种中置电机的电动自行车。

本申请的技术方案是：

一种中置电机，包括：

电机外壳，

收容于所述电机外壳内的转子和定子，以及

旋转设置于所述电机外壳中、且其两端伸出所述电机外壳外部以用于安装曲柄的主轴；

所述转子旋转套设在所述主轴外，所述定子与所述电机外壳相固定；

还包括：

输出轴套，其旋转套设在所述主轴外；

动内齿轮，其旋转套设在所述主轴外、且与所述输出轴套相固定；

定内齿轮，其与所述电机外壳相固定；

太阳齿轮，其旋转套设在所述主轴外、且与所述转子相固定；

行星架，其旋转套设在所述主轴外；

行星齿轮，其旋转安装在所述行星架上，并且所述行星齿轮与所述太阳齿轮、动内齿轮和定内齿轮均啮合连接。

本申请在上述技术方案的基础上，还包括以下优选方案：

还包括：

套在所述输出轴套外的锥形输出齿轮，

连接所述锥形输出齿轮和所述输出轴套的第一单向离合器，以及

连接所述锥形输出齿轮和所述主轴的第二单向离合器。

还包括：

套在所述输出轴套外的牙盘，

连接所述牙盘和所述输出轴套的第一单向离合器，以及

连接所述锥形输出齿轮和所述主轴的第二单向离合器。

所述输出轴套和所述主轴之间设置有第一支撑轴承。

所述第一支撑轴承还支撑在所述动内齿轮和所述主轴之间。

所述第一支撑轴承还支撑在所述行星架和所述主轴之间。

所述转子和所述主轴之间设置有第二支撑轴承。

所述太阳齿轮包括转套以及形成于该转套外壁上的齿，所述转套通过螺钉与所述转子锁紧固定。

所述行星齿轮为台阶齿轮，其包括同轴布置且一体连接的大径齿轮体和小径齿轮体，所述大径齿轮体与所述太阳齿轮和所述定内齿轮同时啮合连接，所述小径齿轮体与所述动内齿轮啮合连接。

一种电动自行车，包括车架和曲柄，还包括上述结构的中置电机，所述电机外壳与所述车架相固定，所述曲柄固定连接在所述主轴端部。

本申请的优点是：本申请这种中置电机采用了一种全新结构的齿轮减速机构来连接电机转子和电机的输出轴套，减速比大，输出力矩大，而且结构紧凑。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例的结构示意图；

图2为图1的局部结构放大图；

其中：1-电机外壳，2-转子，3-定子，4-主轴，5-输出轴套，6-动内齿轮，7-太阳齿轮，8-行星架，9-行星齿轮，10-定内齿轮，11-锥形输出齿轮，12-第一单向离合器，13-第二单向离合器，14-第一支撑轴承，15-第二支撑轴承，16-机架。

具体实施方式

以下结合具体实施例对上述方案做进一步说明。应理解，这些实施例是用于说明本申请而不限于限制本申请的范围。本申请可以以多种不同的形式来实现，并不限于本实施例所描述的实施方式。提供以下具体实施方式的目的是便于对本申请公开内容更清楚透彻的理解，其中上、下、左、右等指示方位的字词仅是针对所示结构在对应附图中位置而言。

此外，本文中记载的技术特征、技术方案还可以在一个或多个实施例中以任意合适的方式组合。对于本领域的技术人员来说，易于理解与本文提供的实施例有关的方法的步骤或操作顺序还可以改变。因此，附图和实施例中的任何顺序仅仅用于说明用途，并不暗示要求按照一定的顺序，除非明确说明要求按照某一顺序。

本文中为部件所编序号本身，例如“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义。而本申请所说“连接”、“联接”，如无特别说明，均包括直接和间接连接(联接)。

图1和图2示出了本申请这种中置电机在电动自行车上的一个具体应用例，与传统的配置有中置电机的电动自行车相同的是，其也包括车架16、电机外壳1、转子2、定子3和主轴4。其中，电机外壳1与车架16相固定。主轴4旋转设置于电机外壳1中，而且主轴4的两端均伸出电机外壳1外部，以用于安装自行车的曲柄。转子2和定子3收容于电机外壳1内部，而且转子2旋转套设在主轴4外，为了保证转子2在主轴4上转动的平稳性，在转子2和主轴4之间设置了两个第二支撑轴承15，定子3与电机外壳1相固定(间接固定)。

本实施例的关键改进在于，该中置电机还包括输出轴套5、动内齿轮6、定内齿轮10、太阳齿轮7、行星架8和行星齿轮9。其中：输出轴套5旋转套设在所述主轴4外。为了保证输出轴套5在主轴4上转动的平稳性，在输出轴套5和主轴4之间设置有第一支撑轴承14。动内齿轮6旋转套设在主轴4外、且与输出轴套5相固定。而且，前述第一支撑轴14不仅支撑在输出轴套5和主轴4之间，同时也支撑在动内齿轮6和主轴4之间，如图1。定内齿轮10与电机外壳1相固定，而且其同轴布置在主轴4的外围。太阳齿轮7旋转套设在主轴4外、且通过螺钉与转子2相固定。行星架8旋转套设在主轴4外，而且前述第一支撑轴14也支撑在该行星架8和主轴4之间，如图1。行星齿轮9旋转安装在行星架8上，并且行星齿轮9与前述太阳齿轮7、动内齿轮6和定内齿轮10均啮合连接。行星齿轮9的数量通常设置多个，本例一共设置四个行星齿轮9。

电机通电工作时，转子2带动太阳齿轮7转动，太阳齿轮7再带动行星齿轮9转动，因行星齿轮9与固定在电机外壳1上的定内齿轮10啮合，而电机外壳1由于车架16相固定，故而行星齿轮9在太阳齿轮7的带动下不仅绕自身轴线作自转运动，同时还会绕太阳齿轮7作公转运动，行星架8也会绕主轴4转动。行星齿轮9的转动又会带动与之啮合连接的动内齿轮6转动，动内齿轮6进而带动与之固定的输出轴套5转动，输出轴套5将转子2的动力通过传动组件(比如链条或传动轴)传递给自行车后轮，从而带动自行车前行。这种结构形式的电机，其转子2到输出轴套5的传动减速比非常大，故而传动力矩也很大。

本实施例中，该中置电机是通过传动轴而非链条与自行车后轮传动连接的。具体通过这种结构方式实现：该中置电机还包括套在输出轴套5外的锥形输出齿轮11、连接锥形输出齿轮11和输出轴套5的第一单向离合器12、连接锥形输出齿轮11和主轴4的第二单向离合器13。实际应用中，锥形输出齿轮11与图1中的传动轴(图中未标注)左部的动力传入端相连，传动轴右部的动力输出端与自行车的后轮相连。

电动模式下，电机通电运行，输出轴套5在电机动力作用下而转动，此时第一单向离合器12处于锁紧状态，输出轴套5通过合紧状态的单向离合器12带动锥形输出齿轮11转动，锥形输出齿轮11进而带动与之相邻的传动轴转动，传动轴带动后轮转动，车辆前行。此时第二单向离合器13处于分离状态，主轴4不会跟随锥形输出齿轮11转动。

骑行模式下，骑行者踩踏自行车曲柄而带动主轴4转动，此时第二单向离合器13处于锁紧状态。主轴4通过第二单向离合器13带动锥形输出齿轮11转动，锥形输出齿轮11进而带动与之相邻的传动轴转动，传动轴带动后轮转动，车辆前行。此时，第一单向离合器12处于分离状态，输出轴套5不会跟随锥形输出齿轮11转动。

前述第一单向离合器12和第二单向离合器13均为棘轮棘爪离合器。

在本申请的一些其他实施例中，也可以采用链条而非图1中的传动轴来将电机或曲柄的动力传递给自行车后轮。采用链条传动时，只需将上述锥形输出齿轮11替换成牙盘即可，牙盘与后飞轮之间连接链条。

本实施例中，所述太阳齿轮7包括转套以及形成于该转套外壁上的齿，其中转套通过螺钉与转子2锁紧固定。

本实施例中，所述行星齿轮9为台阶齿轮，其包括同轴布置且一体连接的大径齿轮体和小径齿轮体，所述大径齿轮体与所述太阳齿轮7和所述定内齿轮10同时啮合连接，所述小径齿轮体与所述动内齿轮6啮合连接。

上述实施例只为说明本申请的技术构思及特点，其目的在于让人们能够了解本申请的内容并据以实施，并不能以此限制本申请的保护范围。凡根据本申请主要技术方案的精神实质所做的等效变换或修饰，都应涵盖在本申请的保护范围之内。