本申請(qǐng)涉及電動(dòng)自行車領(lǐng)域，具體涉及一種輪轂電機(jī)結(jié)合軸傳動(dòng)的自行車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

一直以來(lái)電動(dòng)車輪轂電機(jī)都是結(jié)合鏈條傳動(dòng)。鏈條暴露在外，容易生銹腐蝕，傳動(dòng)不穩(wěn)定鏈條易脫落，卷入雜物潤(rùn)滑不便易受磨損。這些缺陷增加了自行車的維護(hù)成本。

為了增加自行車的免維護(hù)性，重點(diǎn)就放在了優(yōu)化電動(dòng)自行車的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)上。針對(duì)上述問題，有人設(shè)計(jì)了無(wú)鏈條的軸傳動(dòng)裝置來(lái)取代鏈條傳動(dòng)裝置。然而，現(xiàn)有軸傳動(dòng)裝置和輪轂電機(jī)連接處的配合結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的不夠合理，容易存在卡涉問題。

本申請(qǐng)由此而來(lái)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本申請(qǐng)目的是：針對(duì)上述問題，提出一種輪轂電機(jī)結(jié)合軸傳動(dòng)的自行車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，使用壽命長(zhǎng)。

本申請(qǐng)的技術(shù)方案是：一種輪轂電機(jī)結(jié)合軸傳動(dòng)的自行車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，包括中軸、輪轂電機(jī)以及傳動(dòng)連接于中軸和輪轂電機(jī)之間的軸傳動(dòng)裝置；

所述輪轂電機(jī)包括：

同軸布置的左半軸和右半軸，

旋轉(zhuǎn)套設(shè)在所述左半軸和右半軸外的輪轂，

收容于所述輪轂內(nèi)的轉(zhuǎn)子和定子，其中定子與所述左半軸和右半軸相對(duì)固定，

同軸旋轉(zhuǎn)套設(shè)于所述右半軸外的外接套筒，

與所述右半軸同軸布置的單向離合器，該單向離合器包括相互配合的離合器內(nèi)圈和離合器外圈，其中離合器內(nèi)圈與所述輪轂固定，離合器外圈上一體成型有內(nèi)齒圈，以及

連接在所述轉(zhuǎn)子和所述內(nèi)齒圈之間的行星齒輪減速機(jī)構(gòu)；

所述軸傳動(dòng)裝置包括：

第一斜齒輪，其同軸固定于所述中軸上，

第二斜齒輪，其同軸固定套設(shè)在所述外接套筒上，

與所述第一斜齒輪嚙合連接的第三斜齒輪，

與所述第二斜齒輪嚙合連接的第四斜齒輪，以及

同軸固定連接在所述第三斜齒輪和所述第四斜齒輪之間的傳動(dòng)軸；

所述離合器內(nèi)圈上一體成型有棘輪，所述外接套筒上設(shè)置有：與所述棘輪相連的棘爪以及與所述棘爪相連的棘爪彈簧，所述棘輪、棘爪和棘爪彈簧相配合而形成棘輪棘爪單向離合器。

本申請(qǐng)?jiān)谏鲜黾夹g(shù)方案的基礎(chǔ)上，還包括以下優(yōu)選方案：

所述第二斜齒輪與所述外接套筒的連接方式為：所述第二斜齒輪上同軸設(shè)置一套接孔，該套接孔的孔壁上形成有沿其軸向直線延伸的卡筋，所述外接套筒的外壁上形成有直線延伸的且與所述卡筋相匹配的卡槽，所述卡筋沿其長(zhǎng)度方向嵌入所述卡槽中，并且第二斜齒輪與外接套筒之間設(shè)置將二者軸向鎖緊的卡簧。

所述軸傳動(dòng)裝置還包括軸套以及與該軸套固定的車架連接板，所述傳動(dòng)軸通過支撐軸承旋轉(zhuǎn)設(shè)置于軸套內(nèi)。

所述外接套筒與所述右半軸之間支撐有軸向間隔分布的第一軸承軸承和第二支撐軸承，并且第一軸承軸承位于第二支撐軸承的軸向內(nèi)側(cè)，所述第一軸承軸承和第二支撐軸承均包括旋轉(zhuǎn)配合的軸承內(nèi)圈和軸承外圈，所述右半軸上活動(dòng)套設(shè)有位于所述第一軸承軸承和第二支撐軸承之間、且位于所述外接套筒內(nèi)的襯套，所述襯套的軸向內(nèi)端面與所述第一軸承軸承軸承內(nèi)圈的軸向外端面抵靠連接，所述襯套外同軸套設(shè)平面推力球軸承，該平面推力球軸承的軸向內(nèi)端面軸向向內(nèi)抵靠在形成于所述襯套外壁上的環(huán)形臺(tái)階上，所述第二支撐軸承軸承外圈的軸向內(nèi)端面與所述平面推力球軸承的軸向外端面抵靠連接，所述外接套筒內(nèi)連接卡簧，該卡簧與所述第二支撐軸承軸承外圈的軸向外端面抵靠連接。

所述中軸通過中軸支撐軸承旋轉(zhuǎn)穿設(shè)于五通管中，且中軸的軸向兩端伸出五通管外，中軸和五通管通過中軸鎖緊蓋軸向鎖緊固定。

所述離合器內(nèi)圈與所述輪轂通過沉頭螺釘鎖緊固定。

所述行星齒輪減速機(jī)構(gòu)包括：

與所述轉(zhuǎn)子固定、且與所述右半軸同軸布置的太陽(yáng)齒輪，

與所述右半軸固定的行星架，以及

旋轉(zhuǎn)連接在所述行星架上的至少三個(gè)行星齒輪；

所述行星齒輪同時(shí)與所述太陽(yáng)齒輪和所述內(nèi)齒圈嚙合連接。

所述轉(zhuǎn)子固定在一轉(zhuǎn)軸上，該轉(zhuǎn)軸通過設(shè)置于其軸向兩端的支撐軸承同軸旋轉(zhuǎn)連接在所述左半軸和右半軸之間，所述太陽(yáng)齒輪直接成型于該轉(zhuǎn)軸上。

所述輪轂電機(jī)為內(nèi)轉(zhuǎn)子外定子結(jié)構(gòu)。

本申請(qǐng)的優(yōu)點(diǎn)是：

1、本申請(qǐng)通過軸傳動(dòng)裝置和輪轂電機(jī)結(jié)合的方式來(lái)帶動(dòng)自行車的行駛，避免了傳統(tǒng)的鏈條式傳動(dòng)在使用時(shí)容易斷裂損壞，誤傷使用者，污損使用者衣物，需要經(jīng)常維護(hù)的問題。

2、軸傳動(dòng)裝置和輪轂電機(jī)的連接處采用特殊結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，可避免該連接處軸承軸承的軸承內(nèi)、外圈受到錯(cuò)開的軸向力，從而保證連接處的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，進(jìn)而提高該驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的使用壽命。

3、該驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的輪轂電機(jī)采用內(nèi)轉(zhuǎn)子外定子和二級(jí)減速結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單巧妙，性能穩(wěn)定。

附圖說明

下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本申請(qǐng)作進(jìn)一步描述：

圖1為本申請(qǐng)實(shí)施例中自行車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的整裝圖；

圖2為本申請(qǐng)實(shí)施例中輪轂電機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本申請(qǐng)實(shí)施例中軸傳動(dòng)裝置的分解圖；

圖4為本申請(qǐng)實(shí)施例中軸傳動(dòng)裝置與輪轂電機(jī)連接處的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為本申請(qǐng)實(shí)施例中外接套筒的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6為本申請(qǐng)實(shí)施例中第二斜齒輪的結(jié)構(gòu)示意圖；

其中：100-輪轂電機(jī)，200-中軸，300-軸傳動(dòng)裝置，400-五通管，500-中軸鎖緊蓋，600-中軸支撐軸承；

101-左半軸，102-右半軸，103-輪轂，103a-輪轂外殼，103b-輪轂端蓋，104-轉(zhuǎn)子，105-定子，106-外接套筒，106a-卡槽，107-離合器內(nèi)圈，108-離合器外圈，108a-內(nèi)齒圈，109-行星齒輪減速機(jī)構(gòu)，109a-太陽(yáng)齒輪，109b-行星架，109c-行星齒輪，1010-第一軸承軸承，1011-第二支撐軸承，1012-襯套，1013-平面推力球軸承，1014-卡簧，1015-轉(zhuǎn)軸，1016-鎖緊螺母；

301-第一斜齒輪，302-第二斜齒輪，302a-卡筋，303-第三斜齒輪，304-第四斜齒輪，305-傳動(dòng)軸，306-軸套，307-車架連接板。

具體實(shí)施方式

圖1至圖6示出了本申請(qǐng)這種自行車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的一個(gè)具體實(shí)施例，其包括中軸200、輪轂電機(jī)100以及傳動(dòng)連接于所述中軸和所述輪轂電機(jī)之間的軸傳動(dòng)裝置300。

輪轂電機(jī)100為內(nèi)轉(zhuǎn)子外定子結(jié)構(gòu)，其主要包括：左半軸101、右半軸102、輪轂103、轉(zhuǎn)子104、定子105、外接套筒106、單向離合器和行星齒輪減速機(jī)構(gòu)109。其中：

左半軸101和右半軸102同軸布置，在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，二者水平固定在電動(dòng)自行車的后車架上。

輪轂103通過兩個(gè)支撐軸承(圖中未標(biāo)注)旋轉(zhuǎn)套設(shè)在左半軸101和右半軸102外。輪轂103由通過沉頭螺釘固定在一起的輪轂外殼103a和輪轂端蓋103b構(gòu)成，輪轂外殼103a通過其中一個(gè)支撐軸承旋轉(zhuǎn)套設(shè)在左半軸101外，而輪轂端蓋103b則通過另一個(gè)支撐軸承旋轉(zhuǎn)套設(shè)在右半軸102外。實(shí)際上，輪轂103也即輪轂電機(jī)100的電機(jī)外殼。

轉(zhuǎn)子104和定子105均收容于輪轂103內(nèi)，其中定子105與左、右半軸相對(duì)固定。

外接套筒106同軸旋轉(zhuǎn)套設(shè)于右半軸102外。

單向離合器與右半軸102同軸布置，其包括相互配合的離合器內(nèi)圈107和離合器外圈108，其中離合器內(nèi)圈107通過沉頭螺釘與輪轂103固定，離合器外圈108上一體成型有內(nèi)齒圈108a。本實(shí)施例中，該單向離合器為超越離合器，其還包括設(shè)于離合器內(nèi)圈和離合器外圈之間的滾子和彈簧。

行星齒輪減速機(jī)構(gòu)109傳動(dòng)連接在轉(zhuǎn)子104和內(nèi)齒圈108a之間。具體地，該行星齒輪減速機(jī)構(gòu)包括：與轉(zhuǎn)子104固定、且與右半軸102同軸布置的太陽(yáng)齒輪109a，與右半軸102固定的行星架109b，以及旋轉(zhuǎn)連接在行星架上的三個(gè)行星齒輪109c，行星齒輪109c同時(shí)與太陽(yáng)齒輪109a和內(nèi)齒圈108a嚙合連接?？梢?，該行星齒輪減速機(jī)構(gòu)109為兩級(jí)減速。

上述軸傳動(dòng)裝置300主要由第一斜齒輪301、第二斜齒輪302、第三斜齒輪303、第四斜齒輪304和傳動(dòng)軸305構(gòu)成。其中：

第一斜齒輪301同軸固定在中軸200上，二者可為分體式結(jié)構(gòu)，也可以做成一體式結(jié)構(gòu)。

第二斜齒輪302同軸固定套設(shè)在外接套筒106上。

第三斜齒輪303與第一斜齒輪301嚙合連接，而第四斜齒輪304與第二斜齒輪302嚙合連接。

傳動(dòng)軸305固定連接在第三斜齒輪303和第四斜齒輪304之間，并且傳動(dòng)軸305與第三斜齒輪303和第四斜齒輪304同軸布置，即三者同軸布置而且相互固定。

實(shí)際應(yīng)用時(shí)，在中軸200兩端連接曲柄，并在曲柄上安裝腳踏，輪轂電機(jī)100的電機(jī)外殼(即上述輪轂103)與車輛后輪同軸連接，左半軸101和右半軸水平固定在車架上。騎行者踩踏腳踏而通過曲柄帶動(dòng)中軸200旋轉(zhuǎn)，中軸200再通過上述軸傳動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)輪轂電機(jī)100的電機(jī)外殼(即上述輪轂103)轉(zhuǎn)動(dòng)，輪轂103再帶動(dòng)車輛后輪轉(zhuǎn)動(dòng)而使車輛前行。

為了保證上述軸傳動(dòng)裝置300的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性以及便于該軸傳動(dòng)裝置300在車架上的安裝，同時(shí)避免傳動(dòng)軸305直接裸露在環(huán)境中存在安全隱患，為了還設(shè)置了軸套306以及與該軸套固定的車架連接板307，上述傳動(dòng)軸305通過支撐軸承旋轉(zhuǎn)設(shè)置于軸套306內(nèi)，車架連接板307共有兩塊。實(shí)際應(yīng)用時(shí)，利用螺栓將車架連接板307固定連接在車架上。中軸200通過中軸支撐軸承600旋轉(zhuǎn)穿設(shè)于五通管400中，且中軸200的軸向兩端伸出五通管400外，中軸200和五通管400通過中軸鎖緊蓋500軸向鎖緊固定。軸套306為分體式結(jié)構(gòu)，其包括中間的軸套管以及用螺栓連接在該軸套管兩端的兩個(gè)軸套座。

在本實(shí)施例中，上述第二斜齒輪302與外接套筒106的連接方式具體如下：

第二斜齒輪302上同軸設(shè)置一套接孔，該套接孔的孔壁上形成有沿其軸向直線延伸的卡筋302a，外接套筒106的外壁上形成有直線延伸的且與所述卡筋相匹配的卡槽106a，卡筋302a沿其長(zhǎng)度方向嵌入卡槽106a中，從而實(shí)現(xiàn)第二斜齒輪302和外接套筒106周向固定。而且第二斜齒輪302與外接套筒106之間設(shè)置將二者軸向鎖緊的卡簧(圖中未標(biāo)注)。

而且，外接套筒106與右半軸102之間支撐有軸向間隔分布的第一軸承軸承1010和第二支撐軸承1011，并且第一軸承軸承1010位于第二支撐軸承1011的軸向內(nèi)側(cè)。第一軸承軸承1010和第二支撐軸承1011均包括旋轉(zhuǎn)配合的軸承內(nèi)圈和軸承外圈，右半軸102上活動(dòng)套設(shè)有位于第一軸承軸承1010和第二支撐軸承1011之間、且位于外接套筒106內(nèi)的襯套1012。襯套1012的軸向內(nèi)端面與第一軸承軸承1010軸承內(nèi)圈的軸向外端面抵靠連接。襯套1012外同軸套設(shè)平面推力球軸承1013，該平面推力球軸承1013的軸向內(nèi)端面軸向向內(nèi)抵靠在形成于襯套1012外壁上的環(huán)形臺(tái)階上(即襯套1012的外壁上形成有環(huán)形臺(tái)階)。第二支撐軸承1011軸承外圈的軸向內(nèi)端面與平面推力球軸承1013的軸向外端面抵靠連接。外接套筒106內(nèi)連接卡簧1014，該卡簧1014與第二支撐軸承1011軸承外圈的軸向外端面抵靠連接。

第二斜齒輪302與外接套筒106采用上述連接方式的好處在于：因第二斜齒輪302和第四斜齒輪304均為斜齒輪，在嚙合傳動(dòng)時(shí)，第四斜齒輪304對(duì)第二斜齒輪302會(huì)施加沿第二斜齒輪軸線方向向內(nèi)的壓力。第二斜齒輪302受到的軸向力施加至外接套筒106，外接套筒106通過卡簧1014施加到第二支撐軸承1011的軸承外圈，第二支撐軸承1011軸承外圈再施加到平面推力球軸承1013，平面推力球軸承1013通過襯套1012施加到第一軸承軸承1010的軸承內(nèi)圈，第一軸承軸承1010的軸承內(nèi)圈再將該軸向受力施加給右半軸102(右半軸102固定在車架上不會(huì)移動(dòng))。如此可避免第一軸承軸承1010的軸承內(nèi)、外圈受到軸向錯(cuò)開的力，同時(shí)也避免第二支撐軸承1011的軸承內(nèi)、外圈受到軸向錯(cuò)開的力，保證第一軸承軸承1010和第二支撐軸承1011的結(jié)構(gòu)及工作的穩(wěn)定性。

上述轉(zhuǎn)子104在輪轂103內(nèi)的具體安裝方式為：轉(zhuǎn)子104固定在一轉(zhuǎn)軸1015上，該轉(zhuǎn)軸1015通過設(shè)置于其軸向兩端的支撐軸承同軸旋轉(zhuǎn)連接在所述左半軸101和右半軸102之間。而且，上述太陽(yáng)齒輪109a直接成型于該轉(zhuǎn)軸1015上。換言之，該轉(zhuǎn)軸1015上成型有一圈中軸齒，這一圈中軸齒即為上述的太陽(yáng)齒輪109a。

上述第一軸承軸承1010是6801軸承，第二支撐軸承1011是16001軸承。

當(dāng)然，上述實(shí)施例只為說明本申請(qǐng)的技術(shù)構(gòu)思及特點(diǎn)，其目的在于讓人們能夠了解本申請(qǐng)的內(nèi)容并據(jù)以實(shí)施，并不能以此限制本申請(qǐng)的保護(hù)范圍。凡根據(jù)本申請(qǐng)主要技術(shù)方案的精神實(shí)質(zhì)所做的等效變換或修飾，都應(yīng)涵蓋在本申請(qǐng)的保護(hù)范圍之內(nèi)。