一种中置电机传动系统、中置电机及电动自行车技术方案

本实用新型专利技术公开一种中置电机传动系统、中置电机及电动自行车，所述中置电机传动系统，包括：转轴，包括啮合区；一级传动轮组，包括一级传动齿轮，与所述转轴啮合传动；其中，所述一级传动齿轮包括中心嵌件和外环齿部，所述中心嵌件的中心具有轴孔，所述外环齿部连接在所述中心嵌件的外圆周并且同轴布置，所述外环齿部在轴向的宽度大于所述中心嵌件在轴向的宽度，并且所述外环齿部在轴向的两端端面均超过所述中心嵌件。本实用新型专利技术保证了外环齿部与转轴之间具有更大的接触面积，降低了对外环齿部的接触应力，也使中心嵌件和外环齿部整体的转动惯量更低、减少传动过程的能量损失，由于金属材料的中心嵌件尺寸更小，能够满足传动扭矩的要求。要求。要求。

【技术实现步骤摘要】
一种中置电机传动系统、中置电机及电动自行车


[0001]本技术涉及电机术领域，特别是涉及一种中置电机传动系统、中置电机及电动自行车。

技术介绍

[0002]中置电机的一级减速机构通常采用齿轴与齿轮配合传动，以获得更大的传动比，使转子的高转速降低到低转速以便于传动。由于齿轮的转动惯量较大，不仅在传动的过程中会损失较多的动能，并且制造成本也高；而如果齿轮采用轻质的非金属材料制造，则又面临着强度不够的问题，无法满足齿面与齿轮咬合力、以及转轴传动的扭矩要求。

技术实现思路

[0003]本技术实施例所要解决的技术问题在于，提供一种中置电机传动系统、中置电机及电动自行车，解决金属材质齿轮的转动惯量大、损失动能，以及非金属材质齿轮强度无法满足传动要求的问题。
[0004]为了解决上述技术问题，本技术提供一种中置电机传动系统，包括：
[0005]转轴，包括啮合区；
[0006]一级传动轮组，包括一级传动齿轮，与所述转轴啮合传动；
[0007]其中，所述一级传动齿轮包括中心嵌件和外环齿部，所述中心嵌件的中心具有轴孔，所述外环齿部连接在所述中心嵌件的外圆周并且同轴布置，所述外环齿部在轴向的宽度大于所述中心嵌件在轴向的宽度，并且所述外环齿部在轴向的两端端面均超过所述中心嵌件；所述中心嵌件采用金属材料，所述外环齿部采用非金属材料。
[0008]可选地，所述中心嵌件的外圆周表面设有加强结构；所述加强结构凸出或凹陷于所述外圆周的表面。
[0009]可选地，所述加强结构为环绕所述中心嵌件的外圆周均布的加强齿、滚花或花键。
[0010]可选地，所述加强齿在轴向方向上被切分为至少三段。
[0011]可选地，所述加强齿的齿顶面为弧面或夹角为钝角的表面。
[0012]其中凸出的顶部不能做成尖角，顶部的宽度不小于0.2mm，避免注塑时出现应力集中，并且在承受大扭矩时，尖角端更容易出现断裂的现象
[0013]可选地，所述花键数量不低于4个，所述花键模数不小于0.25。
[0014]可选地，所述外环齿部注塑成型在所述中心嵌件的外圆周；或者，中心嵌件和外环齿部一体注塑或粉末冶金成型。
[0015]可选地，所述转轴包括轴形部和齿形部，所述齿形部的表面加工延伸至端部的齿面，所述齿形部包括啮合区和非啮合区，所述啮合区与所述轴形部连接，所述非啮合区位于所述转轴的自由端，在所述非啮合区的所述齿面设有环切的隔断槽，或者在所述啮合区与所述非啮合区的交界处的所述齿面设有环切的隔断槽。
[0016]可选地，所述隔断槽的深度不超过齿面的高度；和或，所述隔断槽至所述齿形部的
端部之间的长度不超过所述齿面长度的三分之一。
[0017]可选地，在所述轴形部一端的所述转轴端面上设有凹槽，在所述凹槽内安装感应磁钢。
[0018]可选地，所述凹槽为圆形，并在所述凹槽的中心设有内锥面。
[0019]可选地，所述凹槽的直径小于齿根圆的直径。
[0020]可选地，所述感应磁钢也为圆形，并且感应磁钢的直径略大于所述凹槽的直径，使感应磁钢通过过盈配合的方式安装在所述凹槽中；
[0021]或者，所述感应磁钢通过胶体连接在所述凹槽中。
[0022]可选地，所述齿面为斜齿或直齿。
[0023]可选地，所述一级传动轮组，还包括一级传动齿轴，所述一级传动齿轴与所述一级传动齿轮同轴连接；
[0024]其中所述一级传动齿轴包括输入端、输出齿部和支撑轴，其中所述输入端与所述中心嵌件连接，所述输出齿部位于所述输入端和所述支撑轴之间，所述支撑轴的直径小于所述输出齿部、所述输入端的直径，所述支撑轴与滚针轴承连接。
[0025]可选地，所述滚针轴承的外径小于所述输出齿部的齿顶圆直径。
[0026]可选地，还包括：
[0027]二级传动轮组，与所述一级传动齿轴啮合传动；
[0028]中轴齿轮，与所述二级传动轮组啮合传动；
[0029]可选地，所述二级传动轮组包括同轴连接的二级传动大齿轮和二级传动小齿轮，所述二级传动大齿轮与所述一级传动齿轴啮合，二级传动小齿轮与所述中轴齿轮啮合；其中所述二级传动小齿轮位于远离所述一级传动齿轴的一侧，使所述二级传动小齿轮在径向上与所述滚针轴承的位置对应。
[0030]可选地，还包括中轴传动机构，所述中轴传动机构包括：
[0031]中轴；
[0032]力矩传感器，固定安装在中轴上；
[0033]牙盘定位套筒，一端通过第一单向器与所述力矩传感器连接，另一端与牙盘固定连接；
[0034]中轴齿轮，通过第二单向器连接在所述牙盘定位套筒上；并且所述中轴齿轮与所述二级传动小齿轮啮合。
[0035]可选地，所述中轴齿轮包括：
[0036]齿轮部；
[0037]支撑部，在径向方向上对应位于所述齿轮部的内侧，用于通过滚珠轴承与所述牙盘定位套筒连接；
[0038]传动部，在轴向方向上位于所述支撑部的一侧，用于通过所述第二单向器与所述牙盘定位套筒连接。
[0039]可选地，所述齿轮部、所述支撑部、所述传动部形成L形布局，并且在轴向方向上，所述传动部位于所述支撑部的外侧。
[0040]可选地，所述牙盘定位套筒设有环形台阶结构，其中所述第一单向器设置在所述环形台阶结构中，所述第二单向器靠近所述环形台阶结构，并且所述传动部的外径不超过
所述环形台阶结构的外径。
[0041]可选地，所述牙盘定位套筒内通过两个滚针轴承与所述中轴连接，并且两个滚针轴承对应位于所述支撑部的两侧。
[0042]两个滚针轴承分别为第二滚针轴承和第三滚针轴承，其中所述第二滚针轴承位于第三滚针轴承的外侧，所述第三滚针轴承连接在所述力矩传感器上。
[0043]所述第三滚针轴承的内径大于所述第二滚针轴承的内径。
[0044]可选地，所述力矩传感器通过花键与所述中轴固定连接；所述中轴为中空的管轴，中轴的两端分别与一个曲柄连接。
[0045]本技术还提供一种中置电机，其特征在于，包括所述的传动系统。
[0046]本技术还提供一种电动自行车，其特征在于，包括所述的传动系统。
[0047]实施本技术，具有如下有益效果：
[0048]本技术提供的传动系统，由于采用转轴直接驱动一级传动齿轮，转轴的转速高，采用整体金属材料的一级传动齿轮转动惯量较大，造成能量损失；而采用非金属材料的一级传动齿轮则面临着接触面应力较大、支撑强度无法满足传动要求的问题；从而本实施例采用的金属材料制造的中心嵌件、非金属材料制造的外环齿部，并且使外环齿部的宽度大于中心嵌件，一方面保证了外环齿部与转轴之间具有更大的接触面积，降低了对外环齿部的接触应力，另一方面也使中心嵌件和外环齿部整体的转动惯量更低、减少传动过程的能量损失，再一方面由于金属材料的中心嵌件尺寸更小，能够满足传动扭矩的要求。
[0049]应当理解的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种中置电机传动系统，其特征在于，包括：转轴(2300)，包括啮合区(2321)；一级传动轮组(4000)，包括一级传动齿轮(4100)，与所述转轴(2300)啮合传动；其中，所述一级传动齿轮(4100)包括中心嵌件(4120)和外环齿部(4110)，所述中心嵌件(4120)的中心具有轴孔，所述外环齿部(4110)连接在所述中心嵌件(4120)的外圆周并且同轴布置，所述外环齿部(4110)在轴向的宽度大于所述中心嵌件(4120)在轴向的宽度，并且所述外环齿部(4110)在轴向的两端端面均超过所述中心嵌件(4120)；所述中心嵌件(4120)采用金属材料，所述外环齿部(4110)采用非金属材料。2.根据权利要求1所述的传动系统，其特征在于，所述中心嵌件(4120)的外圆周表面设有加强结构；所述加强结构凸出或凹陷于所述外圆周的表面。3.根据权利要求2所述的传动系统，其特征在于，所述加强结构为环绕所述中心嵌件(4120)的外圆周均布的加强齿(4121)、滚花或花键。4.根据权利要求3所述的传动系统，其特征在于，所述加强齿(4121)在轴向方向上被切分为至少三段。5.根据权利要求3所述的传动系统，其特征在于，所述加强齿(4121)的齿顶面为弧面或夹角为钝角的表面，齿顶面的宽度大于等于0.2mm。6.根据权利要求3所述的传动系统，其特征在于，所述花键数量不低于4个，所述花键模数不小于0.25。7.根据权利要求1所述的传动系统，其特征在于，所述外环齿部(4110)注塑成型在所述中心嵌件(4120)的外圆周；或者，中心嵌件(4120)和外环齿部(4110)一体注塑或粉末冶金成型。8.根据权利要求1所述的传动系统，其特征在于，所述转轴(2300)包括轴形部(2310)和齿形部(2320)，所述齿形部(2320)的表面加工延伸至端部的齿面，所述齿形部(2320)包括啮合区(2321)和非啮合区(2322)，所述啮合区(2321)与所述轴形部(2310)连接，所述非啮合区(2322)位于所述转轴(2300)的自由端，在所述非啮合区(2322)的所述齿面设有环切的隔断槽(2323)，或者在所述啮合区(2321)与所述非啮合区(2322)的交界处的所述齿面设有环切的隔断槽(2323)。9.根据权利要求8所述的传动系统，其特征在于，所述隔断槽(2323)的深度不超过齿面的高度；和或，所述隔断槽(2323)至所述齿形部(2320)的端部之间的长度不超过所述齿面长度的三分之一。10.根据权利要求8所述的传动系统，其特征在于，在所述轴形部(2310)一端的所述转轴(2300)端面上设有凹槽(2324)，在所述凹槽(2324)内安装感应磁钢(2345)。11.根据权利要求10所述的传动系统，其特征在于，所述凹槽(2324)为圆形，并在所述凹槽(2324)的中心设有内锥面。12.根据权利要求10所述的传动系统，其特征在于，所述凹槽(2324)的直径小于齿根圆的直径。13.根据权利要求10所述的传动系统，其特征在于，所述感应磁钢也为圆形，并且感应磁钢(2345)的直径略大于所述凹槽(2324)的直径，使感应磁钢(2345)通过过盈配合的方式安装在所述凹槽(2324)中；
或者，所述感应磁钢(2345)通过胶体连接在所述凹槽(2324)中。14.根据权利要求8所述的传动系统，其特征在于，所述齿面为斜齿或直齿。15.根据权利要求1所述的传动系统，其特征在于，所述一级传动轮组(4000)，还包括一级传动齿轴(4200)，所述一级传动齿轴(4200)与所述一级传动齿轮(4100)同轴连接；其中所述一级传动齿轴(4200)包括输入端(4210)、输出齿部(4220)和支撑轴(4230)，其中所述输入端(4210)与所述中心嵌件(4120)连接，所述输出齿部(4220)位于所述输入端(4210)和所述支撑轴(4230)之间，所述支撑轴(4230)的直径小于所述输出齿部(4220)、所述输入端(4210)的直径，所述支撑轴(4230)与第一滚针轴承(4240)连接。16.根据权利要求15所述的传动系统，其特征在于，所述第一滚针轴承(4240)的外径小于所述输出齿部(4220)的齿顶圆直径。17.根据权利要求15所述的传动系统，其特征在于，还包括：二级传动轮组(5000)，与所述一级传动齿轴(4200)啮合传动；中轴齿轮(6400)，与所述二级传动轮组(5000)啮合传动。18.根据权利要求17所述的传动系统，其特征在于，所述二级传动轮组(5000)包括同轴连接的二级传动大齿轮(5100)和二级传动小齿轮(5200)，所述二级传动大齿轮(5100)与所述一级传动齿轴(4200)啮合，二级传动小齿轮(5200)与所述中轴齿轮(6400)啮合；其中所述二级传动小齿轮(5200)位于远离所述一级传动齿轴(4200)的一侧，使所述二级传动小齿轮(5200)在径向上与所述第一滚针轴承(4240)的位置对应。19.根据权利要求18所述的传动系统，其特征在于，还包括中轴传动机构(6000)，所述中轴传动机构(6000)包括：中轴(6100)；力矩传感器(6300)，固定安装在中轴上；牙盘定位套筒(6200)，一端通过第一单向器(6500)与所述力矩传感器连接，另一端与牙盘固定连接；中轴齿轮(6400)，通过第二单向器(6600)连接在所述牙盘定位套筒上；并且所述中轴齿轮(6400)与所述二级传动小齿轮(5200)啮合。20.根据权利要求19所述的传动系统，其特征在于，所述中轴齿轮包括：齿轮部(6410)；支撑部(6420)，在径向方向上对应位于所述齿轮部(6410)的内侧，用于通过第三滚珠轴承(6003)与所述牙盘定位套筒(6200)连接；传动部(6430)，在轴向方向上位于所述支撑部(6420)的一侧，用于通过所述第二单向器(6600)与所述牙盘定位套筒(6200)连接。21.根据权利要求20所述的传动系统，其特征在于，所述齿轮部(6410)、所述支撑部(6420)、所述传动部(6430)形成L形布局，并...

【专利技术属性】
技术研发人员：王磊，应宇堃，徐鹏飞，
申请(专利权)人：迪普生数码动力系统苏州有限公司，
类型：新型
国别省市：