本申請涉及電動自行車領域，具體涉及一種輪轂電機結合軸傳動的自行車驅動系統。

背景技術：

一直以來電動車輪轂電機都是結合鏈條傳動。鏈條暴露在外，容易生銹腐蝕，傳動不穩定鏈條易脫落，卷入雜物潤滑不便易受磨損。這些缺陷增加了自行車的維護成本。

為了增加自行車的免維護性，重點就放在了優化電動自行車的傳動機構上。針對上述問題，有人設計了無鏈條的軸傳動裝置來取代鏈條傳動裝置。然而，現有軸傳動裝置和輪轂電機連接處的配合結構設計的不夠合理，容易存在卡涉問題。

本申請由此而來。

技術實現要素：

本申請目的是：針對上述問題，提出一種輪轂電機結合軸傳動的自行車驅動系統，其結構穩定，使用壽命長。

本申請的技術方案是：一種輪轂電機結合軸傳動的自行車驅動系統，包括中軸、輪轂電機以及傳動連接于中軸和輪轂電機之間的軸傳動裝置；

所述輪轂電機包括：

同軸布置的左半軸和右半軸，

旋轉套設在所述左半軸和右半軸外的輪轂，

收容于所述輪轂內的轉子和定子，其中定子與所述左半軸和右半軸相對固定，

同軸旋轉套設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圈和離合器外圈，其中離合器內圈與所述輪轂固定，離合器外圈上一體成型有內齒圈，以及

連接在所述轉子和所述內齒圈之間的行星齒輪減速機構；

所述軸傳動裝置包括：

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軸；

所述離合器內圈上一體成型有棘輪，所述外接套筒上設置有：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。

本申請在上述技術方案的基礎上，還包括以下優選方案：

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置將二者軸向鎖緊的卡簧。

所述軸傳動裝置還包括軸套以及與該軸套固定的車架連接板，所述傳動軸通過支撐軸承旋轉設置于軸套內。

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側，所述第一軸承軸承和第二支撐軸承均包括旋轉配合的軸承內圈和軸承外圈，所述右半軸上活動套設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的襯套，所述襯套的軸向內端面與所述第一軸承軸承軸承內圈的軸向外端面抵靠連接，所述襯套外同軸套設平面推力球軸承，該平面推力球軸承的軸向內端面軸向向內抵靠在形成于所述襯套外壁上的環形臺階上，所述第二支撐軸承軸承外圈的軸向內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穿設于五通管中，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構包括：

與所述轉子固定、且與所述右半軸同軸布置的太陽齒輪，

與所述右半軸固定的行星架，以及

旋轉連接在所述行星架上的至少三個行星齒輪；

所述行星齒輪同時與所述太陽齒輪和所述內齒圈嚙合連接。

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

所述輪轂電機為內轉子外定子結構。

本申請的優點是：

1、本申請通過軸傳動裝置和輪轂電機結合的方式來帶動自行車的行駛，避免了傳統的鏈條式傳動在使用時容易斷裂損壞，誤傷使用者，污損使用者衣物，需要經常維護的問題。

2、軸傳動裝置和輪轂電機的連接處采用特殊結構設計，可避免該連接處軸承軸承的軸承內、外圈受到錯開的軸向力，從而保證連接處的結構穩定性，進而提高該驅動系統的使用壽命。

3、該驅動系統的輪轂電機采用內轉子外定子和二級減速結構，結構簡單巧妙，性能穩定。

附圖說明

下面結合附圖及實施例對本申請作進一步描述：

圖1為本申請實施例中自行車驅動系統的整裝圖；

圖2為本申請實施例中輪轂電機的結構示意圖；

圖3為本申請實施例中軸傳動裝置的分解圖；

圖4為本申請實施例中軸傳動裝置與輪轂電機連接處的結構示意圖；

圖5為本申請實施例中外接套筒的結構示意圖；

圖6為本申請實施例中第二斜齒輪的結構示意圖；

其中：100-輪轂電機，200-中軸，300-軸傳動裝置，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-轉子，105-定子，106-外接套筒，106a-卡槽，107-離合器內圈，108-離合器外圈，108a-內齒圈，109-行星齒輪減速機構，109a-太陽齒輪，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-傳動軸，306-軸套，307-車架連接板。

具體實施方式

圖1至圖6示出了本申請這種自行車驅動系統的一個具體實施例，其包括中軸200、輪轂電機100以及傳動連接于所述中軸和所述輪轂電機之間的軸傳動裝置300。

輪轂電機100為內轉子外定子結構，其主要包括：左半軸101、右半軸102、輪轂103、轉子104、定子105、外接套筒106、單向離合器和行星齒輪減速機構109。其中：

左半軸101和右半軸102同軸布置，在實際應用時，二者水平固定在電動自行車的后車架上。

輪轂103通過兩個支撐軸承(圖中未標注)旋轉套設在左半軸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構成，輪轂外殼103a通過其中一個支撐軸承旋轉套設在左半軸101外，而輪轂端蓋103b則通過另一個支撐軸承旋轉套設在右半軸102外。實際上，輪轂103也即輪轂電機100的電機外殼。

轉子104和定子105均收容于輪轂103內，其中定子105與左、右半軸相對固定。

外接套筒106同軸旋轉套設于右半軸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圈107和離合器外圈108，其中離合器內圈107通過沉頭螺釘與輪轂103固定，離合器外圈108上一體成型有內齒圈108a。本實施例中，該單向離合器為超越離合器，其還包括設于離合器內圈和離合器外圈之間的滾子和彈簧。

行星齒輪減速機構109傳動連接在轉子104和內齒圈108a之間。具體地，該行星齒輪減速機構包括：與轉子104固定、且與右半軸102同軸布置的太陽齒輪109a，與右半軸102固定的行星架109b，以及旋轉連接在行星架上的三個行星齒輪109c，行星齒輪109c同時與太陽齒輪109a和內齒圈108a嚙合連接。可見，該行星齒輪減速機構109為兩級減速。

上述軸傳動裝置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和傳動軸305構成。其中：

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

第二斜齒輪302同軸固定套設在外接套筒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。

實際應用時，在中軸200兩端連接曲柄，并在曲柄上安裝腳踏，輪轂電機100的電機外殼(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中軸200旋轉，中軸200再通過上述軸傳動機構帶動輪轂電機100的電機外殼(即上述輪轂103)轉動，輪轂103再帶動車輛后輪轉動而使車輛前行。

為了保證上述軸傳動裝置300的結構穩定性以及便于該軸傳動裝置300在車架上的安裝，同時避免傳動軸305直接裸露在環境中存在安全隱患，為了還設置了軸套306以及與該軸套固定的車架連接板307，上述傳動軸305通過支撐軸承旋轉設置于軸套306內，車架連接板307共有兩塊。實際應用時，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旋轉穿設于五通管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為分體式結構，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軸套座。

在本實施例中，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沿其長度方向嵌入卡槽106a中，從而實現第二斜齒輪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之間設置將二者軸向鎖緊的卡簧(圖中未標注)。

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的軸向內側。第一軸承軸承1010和第二支撐軸承1011均包括旋轉配合的軸承內圈和軸承外圈，右半軸102上活動套設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內的襯套1012。襯套1012的軸向內端面與第一軸承軸承1010軸承內圈的軸向外端面抵靠連接。襯套1012外同軸套設平面推力球軸承1013，該平面推力球軸承1013的軸向內端面軸向向內抵靠在形成于襯套1012外壁上的環形臺階上(即襯套1012的外壁上形成有環形臺階)。第二支撐軸承1011軸承外圈的軸向內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，在嚙合傳動時，第四斜齒輪304對第二斜齒輪302會施加沿第二斜齒輪軸線方向向內的壓力。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的軸承內圈，第一軸承軸承1010的軸承內圈再將該軸向受力施加給右半軸102(右半軸102固定在車架上不會移動)。如此可避免第一軸承軸承1010的軸承內、外圈受到軸向錯開的力，同時也避免第二支撐軸承1011的軸承內、外圈受到軸向錯開的力，保證第一軸承軸承1010和第二支撐軸承1011的結構及工作的穩定性。

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

當然，上述實施例只為說明本申請的技術構思及特點，其目的在于讓人們能夠了解本申請的內容并據以實施，并不能以此限制本申請的保護范圍。凡根據本申請主要技術方案的精神實質所做的等效變換或修飾，都應涵蓋在本申請的保護范圍之內。