一種無軸車輪的制作方法

本實(shí)用新型涉及一種內(nèi)輪轂空心、通過鏈輪或者同步帶輪傳送動力和利用陣列軸承轉(zhuǎn)動或者永磁塊形成磁懸浮的無軸車輪。

背景技術(shù)：

目前，公知的車輛的輪胎均由外胎和充氣的內(nèi)膽組成，容易發(fā)生爆胎，出現(xiàn)事故；摩托車和電動車的輪子的輪轂均為實(shí)心的，有中心的軸，一直沒有改變。專利201420785004.0公開了一種無軸車輪，能夠使電動車中心無軸。但是該專利在密封和軸承上考慮不準(zhǔn)確，使水容易進(jìn)入內(nèi)部燒壞線圈，以及鋼珠滾動后對輪轂的磨損會很快，導(dǎo)致該車輪無法運(yùn)行。專利201620673750.X公開了一種無軸車輪，能夠使電動車中心無軸。但是該專利在密封上過于復(fù)雜，導(dǎo)致阻力比較大，能量損耗大。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了克服上述缺陷，本實(shí)用新型提供一種無軸車輪，它的構(gòu)成如下：

一種無軸車輪，它包括：輪轂、高速軸承和連接架。其中，所述無軸車輪由輪胎、高速軸承、連接架、同步帶輪、外輪轂和內(nèi)輪轂組成，內(nèi)輪轂中間空心；所述外輪轂為“U”字形，外圈固定有輪胎，內(nèi)圈固定有輪圈；外輪轂輪圈的一側(cè)通過輪圈擋板和連接有高速軸承的軸承支撐架固定有鏈輪，另一側(cè)通過輪圈擋板和連接有高速軸承的軸承支撐架固定有碟剎片，兩組高速軸承分別與兩邊的連接架的相對面相接觸；外輪轂同步帶輪通過鏈條與固定于連接架前端的電動機(jī)上的同步帶輪相連接；碟剎片與固定于連接架的碟剎器相接觸；內(nèi)輪轂分別通過軸承支撐架、軸承銷和軸承與外輪轂的輪圈內(nèi)圈及同步帶輪輪內(nèi)圈相連接。

優(yōu)選的另一個實(shí)施例為，外輪轂輪圈的內(nèi)圈及同步帶輪內(nèi)圈分別通過軸承支撐架、軸承銷和軸承與內(nèi)輪轂相連接，內(nèi)輪轂固定有軸承圈。外輪轂輪圈的兩側(cè)分別通過“U”字形環(huán)的軸承支撐架、軸承銷和軸承與內(nèi)輪轂相連接，內(nèi)輪轂固定有軸承圈和繞有線圈的定子，外輪轂輪圈的內(nèi)圈固定有永磁塊。外輪轂輪圈的一側(cè)通過輪圈擋板和軸承支撐架固定有同步帶輪，同步帶輪外側(cè)固定有碟剎片。

進(jìn)一步的，所述外輪轂連接的同步帶輪和碟剎片通過磁極相反布置、磁性相排斥的永磁塊與內(nèi)輪轂和連接架相接觸。

又進(jìn)一步的，所述連接架通過單邊與內(nèi)輪轂的一側(cè)相連接。

又進(jìn)一步的，由同步帶輪代替同步帶輪，同步帶代替鏈子。

本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是：通過優(yōu)化設(shè)計，利用陣列高速軸承使外輪轂和同步帶輪或者同步帶輪能夠繞著空心的內(nèi)輪轂旋轉(zhuǎn)，還可以內(nèi)置輪轂電機(jī)為內(nèi)置動力無軸車輪，降低造價和減少油封造成的摩擦力，為車輛提供無軸車輪；也可以通過磁極相反布置、磁性相排斥的永磁塊與內(nèi)輪轂結(jié)構(gòu)相接觸，使外輪轂結(jié)構(gòu)磁懸浮于內(nèi)輪轂結(jié)構(gòu)，極大地降低了摩擦力，減少損耗。

附圖說明

圖1為同步帶輪正視圖。

圖2為同步帶輪和同步帶正視圖。

圖3為無軸車輪上半部分第一實(shí)施例剖視示意圖。

圖4為無軸車輪上半部分第二實(shí)施例剖視示意圖。

圖5為無軸車輪同步帶輪上半部分第一實(shí)施例剖視示意圖。

圖6為無軸車輪同步帶輪上半部分第二實(shí)施例剖視示意圖。

圖7為無軸車輪正視圖。

具體實(shí)施方式

下面參照附圖對本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)描述。

在附圖中，1為分度圓，2為鏈輪，3為齒頂圓直徑，4為同步帶，5為同步帶徑線，6為同步帶輪，7為分度圓直徑，8為外輪轂，9為輪圈，10為碟剎器，11為碟剎片，12為高速軸承，13為連接架，14為內(nèi)輪轂，15為軸承支撐架，16為輪圈擋板，17為同步帶輪擋板，18為電動機(jī)。

圖1和圖2示出了兩組傳動輪子的結(jié)構(gòu)。如圖所示，鏈輪（2）和同步帶輪（6）是優(yōu)化的內(nèi)嚙合直齒圓柱齒輪的內(nèi)齒輪，它們的外齒輪分別優(yōu)化為鏈子和同步帶（4）；鏈輪（2）和同步帶輪（6）都有分度圓（1），分度圓（1）為齒輪的有效運(yùn)行線，是在端面內(nèi)計算齒輪幾何尺寸的基準(zhǔn)圓，同步帶（6）的同步帶徑線（5）相當(dāng)于分度圓，同步帶輪（6）的分度圓直徑（7）大于齒頂圓直徑（3）。它們兩者可以互換使用，只是同步帶輪（6）的傳動最高力量比鏈輪（2）小，鏈輪（2）包括多排同步帶輪適用于任何力量的傳動。

圖3、圖5和圖7示出了無軸車輪第一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)。如圖所示，無軸車輪由輪胎、外輪轂（8）、陣列高速軸承（12）、連接架（13）和內(nèi)輪轂（14）組成，為整體結(jié)構(gòu)，內(nèi)輪轂（14）中間空心，這樣看上去不像普通輪轂?zāi)菢訉?shí)心的軸，是空心無軸的；所述外輪轂（8）為“U”字形，外圈固定有輪胎，內(nèi)圈固定有輪圈（9），當(dāng)然，輪圈（9）兩側(cè)邊有螺絲孔，這個是目前實(shí)心輪轂電機(jī)中輪轂的結(jié)構(gòu)，為通用結(jié)構(gòu)；外輪轂輪圈（9）的一側(cè)通過輪圈擋板（16）和連接有均勻分布的陣列高速軸承（12）的軸承支撐架（15）固定有同步帶輪（6），這里的陣列高速軸承（12）可稱之為同步帶輪支撐高速軸承（12）陣列組，這樣，當(dāng)同步帶輪（6）轉(zhuǎn)動或者停止時，可以帶動外輪轂轉(zhuǎn)動或者停止，同步帶輪（6）有相對應(yīng)的大小的孔可以使接有軸承支撐架（15）的高速軸承（12）通過；當(dāng)然，一般情況下前輪沒有同步帶輪，則該處的高速軸承可稱之為支撐高速軸承（12）陣列組，僅僅起到支撐作用，可以在所述高速軸承（12）陣列組處安裝一個有相對應(yīng)孔的片狀保護(hù)圈，保護(hù)高速軸承（12）陣列組不會偏移及移動。外輪轂輪圈（9）的另一側(cè)通過輪圈擋板（16）和連接有有均勻分布的陣列高速軸承（12）的軸承支撐架（15）固定有碟剎片（11），這里的陣列高速軸承（12）可稱之為碟剎支撐高速軸承（12）陣列組，這樣，可以在需要時通過碟剎器（10）剎住外輪轂（8）的轉(zhuǎn)動；以上所述的三種陣列高速軸承（12）分別與兩邊的、通過螺絲固定于內(nèi)輪轂（14）的連接架（13）的相對面相接觸，使整個外輪轂結(jié)構(gòu)在不會向兩側(cè)偏移以及可以很好的轉(zhuǎn)動，在陣列高速軸承（12）的外圈空隙處，可以有吸水高密度海綿加固定圈形成的防護(hù)圈，防止灰塵和渾水中的雜質(zhì)進(jìn)入，影響軸承的壽命。外輪轂同步帶輪（6）通過同步帶（4）與固定于連接架前端的電動機(jī)（18）上的小同步帶輪相連接，為外輪轂（8）轉(zhuǎn)動提供動力；碟剎片（11）與固定于連接架（13）的碟剎器（10）相接觸，形成碟剎系統(tǒng)。內(nèi)輪轂（14）分別通過軸承支撐架（15）、軸承銷和陣列高速軸承（12）與外輪轂的輪圈（9）內(nèi)圈及同步帶輪（6）內(nèi)圈相連接，該處的高速軸承可稱之為輪轂高速軸承（12）陣列組，相當(dāng)于形成一個大的軸承，使外輪轂（8）可以高速旋轉(zhuǎn)，這樣，整個外輪轂加上同步帶可以很好的旋轉(zhuǎn)，其中位于內(nèi)輪轂（14）頂部三分之一部分的軸承組因?yàn)椴怀休d重量，其數(shù)量可以減少，在位于內(nèi)輪轂（14）低部四分之一部分因?yàn)檫@里承受的重量最大，其軸承組的數(shù)量需要密集。當(dāng)然，由于同步帶輪(6)比較寬，因此，同步帶輪（6）與連接架（13）之間使用的陣列高速軸承（12）及其軸承支撐架（15）可以完全固定于同步帶輪（6）內(nèi)，而同步帶輪（6）與輪圈擋板（16）之間的連接可以使用圓環(huán)形連接架，該連接架兩側(cè)邊有；同步帶輪（6）也可以使用切割或者沖壓的板材組裝而成，內(nèi)輪轂同樣也可以，這樣造價會降低一些。這里的高速軸承（12）可以是高速深溝球軸承，也可以是高速滾針軸承，還可以是陶瓷軸承；軸承支撐架與高速軸承之間可以有墊片，防止高速軸承與軸承支撐架有摩擦。

圖4、圖6和圖7示出了無軸車輪第二實(shí)施例的結(jié)構(gòu)，此實(shí)施例的結(jié)構(gòu)與第一實(shí)施例不同的地方在于，外輪轂的輪圈（9）內(nèi)圈及同步帶輪（6）內(nèi)圈分別通過軸承支撐架（15）、軸承銷和陣列高速軸承（12）與內(nèi)輪轂（14）相連接，其中輪圈擋板（16）和同步帶輪擋板（17）可以分別作為軸承支撐架使用，這樣，整個外輪轂加上同步帶可以很好的旋轉(zhuǎn)，相對于第一實(shí)施例，高速軸承（12）的旋轉(zhuǎn)速度降低，使用壽命延長。

無軸車輪第三實(shí)施例不同于第一實(shí)施例和第二實(shí)施例的地方是，外輪轂的輪圈內(nèi)圈貼有永磁體，在內(nèi)輪轂外圈相對應(yīng)的位置固定有繞有線圈的定子，形成輪轂電機(jī)；在兩邊的外輪轂輪圈擋板向兩側(cè)形成“U”字形的軸承支撐架圈，內(nèi)部通過圓形陣列的固定有軸承銷的高速軸承與內(nèi)輪轂的外圈接觸，所述外輪轂輪圈的“U”字形軸承支撐架圈的開口朝向內(nèi)輪轂，可以使外輪轂精確的繞著內(nèi)輪轂旋轉(zhuǎn)；再通過所述的軸承支撐架圈及陣列高速軸承組連接碟剎片并與兩側(cè)的連接架相接觸，這里不需要鏈輪、鏈條和電動機(jī)進(jìn)行傳動。

無軸車輪第四實(shí)施例不同于第三實(shí)施例的地方是，外輪轂輪圈固定于永磁體，在內(nèi)輪轂外圈相對應(yīng)位置固定有與外輪轂永磁塊磁極相排斥的永磁塊，這樣形成磁懸浮輪轂，大大降低了摩擦力；當(dāng)然在內(nèi)輪轂的上三分之一可以減少永磁塊的數(shù)量，降低排斥力，甚至可以插入鐵塊或者鐵皮，增加引力，增強(qiáng)載重力，該實(shí)施例適用于前輪。

無軸車輪的這四個實(shí)施例的連接架均為兩側(cè)與內(nèi)輪轂相連接，為常規(guī)連接方式，其結(jié)構(gòu)可延伸為：所述連接架為單邊與內(nèi)輪轂相連接，外輪轂連接的鏈輪位于外輪轂與固定架之間，碟剎片固定于鏈輪一側(cè)，與固定于連接架的碟剎器相接觸；內(nèi)輪轂的另一側(cè)連接有擋圈，外輪轂與連接架和擋圈相對應(yīng)的通過陣列高速軸承組相接觸，這樣成為單邊無軸車輪。另外，所有高速軸承接觸的地方可以固定有用軸承鋼制作的軸承圈。

無軸車輪第五實(shí)施例不同于第四實(shí)施例的地方是，在輪轂間使用磁懸浮的同時，在鏈輪與內(nèi)輪轂之間、鏈輪與連接架之間以及碟剎片與連接架之間使用永磁塊與永磁塊反向布置、磁力相排斥的磁懸浮，極大的降低了外輪轂結(jié)構(gòu)與內(nèi)輪轂之間的摩擦力，降低了損耗，其中，鏈輪與連接架之間以及碟剎片與連接架之間使用永磁塊是相同大小的永磁塊，當(dāng)然，鏈輪與輪圈擋板之間以及碟剎片與輪圈擋板之間使用連接圈相互連接、固定，以達(dá)到同步運(yùn)行；同樣，外輪轂同步帶輪通過同步帶與固定于連接架前端的電動機(jī)（18）上的小同步帶輪相連接，為外輪轂轉(zhuǎn)動提供動力；碟剎片與固定于連接架的碟剎器相接觸，形成碟剎系統(tǒng)。

無軸車輪的第五實(shí)施例的連接架也是為兩側(cè)與內(nèi)輪轂相連接，為常規(guī)連接方式，其結(jié)構(gòu)可延伸為：所述連接架為單邊與內(nèi)輪轂相連接，外輪轂連接的鏈輪位于外輪轂與固定架之間，碟剎片固定于鏈輪一側(cè)，與固定于連接架的碟剎器相接觸；內(nèi)輪轂的另一側(cè)連接有擋圈，外輪轂與連接架和擋圈相對應(yīng)的通過磁極相排斥的永磁塊相接觸，當(dāng)然，鏈輪和外輪轂與內(nèi)輪轂之間相對應(yīng)的通過反向布置、磁極相排斥的永磁塊相接觸，這樣成為單邊磁懸浮無軸車輪。如果沒有鏈輪則為前輪。另外，前輪的外輪轂的輪圈可以延伸到碟剎片，并在輪圈內(nèi)圈的兩邊固定永磁塊，內(nèi)輪轂有相對應(yīng)的永磁塊；后輪的輪圈可以延伸到鏈輪和碟剎片，并在輪圈內(nèi)圈的兩邊固定永磁塊，內(nèi)輪轂有相對應(yīng)的永磁塊，中間不一定要有永磁塊，以增強(qiáng)外輪轂的穩(wěn)定性，尤其是單邊的車輪。

其中，在連接架位于兩個同步帶輪之間固定有小同步帶輪壓住同步帶，減少同步帶之間的距離以及增大張緊力，也可以用無齒的圓輪代替或者安裝有軸承的無齒輪代替或者直接用高速軸承代替，可以減少摩擦力或者節(jié)省材料費(fèi)。另外，同步帶可以使用碳纖維復(fù)合材料制作，以增強(qiáng)其牢固性。以上所有實(shí)施例的同步帶輪都可以使用鏈輪代替，同時同步帶使用鏈子代替，可以達(dá)到相同的效果，但是同步帶輪噪音低。

此實(shí)用新型適用于電動車、電動摩托車和電動汽車，以及其他交通工具。