论文总字数：17373字

摘 要

最近几年内，骑电动自行车出行渐渐地被广大市民认可为一种节能、环保的交通方式，电动自行车在世界范围内的销量也在逐年增加。但是，就目前尚不成熟的电动自行车制造技术来说，仍然有很多的不成熟的地方。本设计就是一种新的电动自行车轮毂，该轮毂对电动机和离合器进行了改进，采用非金属材料尼龙为材料的行星轮系，采用以小中心轮为输入，通过三个行星轮传递给大中心轮，离合器与行星架相连，正常行驶时只能构成定轴轮系的传动方案，使其功率更大、体积更小、噪音更低、寿命更长。

在此方案的基础上，采用无刷电机＋减速器＋离合器的轮毂结构，其中减速器采用结构紧凑的行星齿轮减速方案；电机参数选择180 W，36 V，1500 rpm；车轮输出转速：300rpm；轮毂径向尺寸：内腔直径≤110mm。然后对电动自行车各个部件设计计算以及校合后完成各零件装配及零件图，最终满足设计标准。

关键词：发展现状、改进、行星轮系、效率高、体积小、寿命长等。

Electric bicycle wheel drive, Reducer and clutch design

Abstract

In recent years, the electric bicycle as a green, energy-saving modes of transport are being gradually accepted by the majority of consumers, whether in the country or abroad. Electric Bicycle worldwide sales are increasing year on year, the electric bicycle trend gradually expanded. However, the current electric bicycle manufacturing technology is not yet perfect, there are still a lot of shortcomings, such as electric power wheel has small and large size, noise, the disadvantages of short life span. A design for the electric bicycle wheel, the wheel of the motor and clutch for improved non-metallic materials used nylon material for planetary gear system using a small round center for the importation, through three planetary gear transmission to the big wheel, clutch and gears connected running normally only constitute a fixed axis round of the transmission line, it more powerful, smaller size, lower noise, longer life expectancy.

Key Words: Current Development, improvement and planetary gear system, high efficiency, small size, long life.

目 录

摘 要 I

Abstract II

第一章 绪论 1

1.1 电动自行车的发展状况及存在问题 1

1.1.1 电机的发展 1

1.1.2 减速器的发展 1

1.2 我国电动自行车技术发展综述 1

1.2.1 驱动方式结构特征特点 1

1.2.2 对轮毂式和中轴驱动电机予以重点分析 2

1.2.3 电动自行车传动方案 5

1.3 指导思想及意义 5

1.4 应解决的问题 5

第二章 电动自行车轮毂设计 6

2.1 设计方案论证 6

2.2 设计计算 7

2.2.1 电动机的选择及传动装置的运动和动力参数计算： 8

2.2.2 齿轮参数的设计： 9

2.2.3 轴的设计(包括轴承的选择) 15

2.3 附图说明 16

2.4 几点说明 18

第三章 结束语 19

致 谢 20

参考文献 21

第一章 绪论

1.1 电动自行车的发展状况及存在问题

在最近的十年内，电动自行车在中国的使用得以快速增长。尽管自行车所附的基础设施匮乏，也尽管国家大力推动汽车的普及及提高其市场占有率，大部分乘客仍依赖两轮交通工具。1998年，中国只有数千辆电动车，而到了2005年，在大陆生产和出售数目就已经超过了1000万辆。如果没有什么大的改革的话，这种增长趋势估计还会持续几年。电动自行车有很多的样式和特点，但基本技术是相同的，绝大多数电动车是靠铅酸电池给集线器电动机提供能源，并通常驱动后轮。

1.1.1 电机的发展

在这最近几年中，电动自行车行业发生了十分巨大的转变，技术发展和生产领域更是突飞猛进。作为大众化带步工具，电动自行车的使用条件是非常苛刻的，风雨无阻，路况千差万别，负载无常，操纵因人而异。虽然用户对其主要的电机部件的性能指标，如功率、启动性能和机械特性等，不会有切实的理解，但是对加速度性能、操控性能、载重性能和爬坡能力、行驶里程和电池寿命等外在表现，却有着非常直接的感触，并成为他们评判和挑择产品的主要根据。因此经济耐用、操控简单自然成为电动自行车所追究的基本目标，也就构成了电机本体必须要遵循的基本原则[3]。

1.1.2 减速器的发展

电动车驱动方式分为直接驱动和减速器驱动，后者是最传统使用和最普及的，应用于中速或高速印制绕组电机、无刷电机、线绕盘式电机等，通过减速机构驱使车辆运转。[9]

各减速机构性能比较与适用性：

1.链轮减速机构结构简单，价格低廉，但减速比有限，效率极低，适用于简单电动自行车。

2.谐波齿轮或滚道谐波减速结构运行稳定、效率高、减速比大、噪声低、但是布局繁杂，加工艰难，价格稍贵，在当前不能大量降低制造成本的前提下，不适合产业化。

3.一级行星减速机构轴向尺寸不大，适用于减速比条件很低的场合，功效比二级外啮合齿轮减速机构要低，太阳轮内齿环及行星架精度不低，加工困难大，减速比有局限，适合轴向尺寸和中速机构要求不高的电动自行车。

4.摩擦式驱动机构结构简易，成本不高，适合路况很好的场地，不适合以代步为主的国内的电动自行车。

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