專利名稱：自動變速電動輪轂的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種機動車或機械動力設(shè)備的輪轂，特別涉及一種自動變速電 動輪轂。背景^支術(shù)現(xiàn)有技術(shù)中，電動摩托車、電動自行車等電動車的輪轂均設(shè)計有安裝電機 的位置，并且設(shè)計有一系列復(fù)雜的傳動系統(tǒng)，因此，箱體體積較大，增加了制造 箱體的材料，同時也增加了輪轂的重量，因此也增加了輪轂的制造成本，也增 加了動力消耗。再有就是由于布電源線和信號線時考慮到減少線的折彎以保護 導(dǎo)線，需要箱體內(nèi)部有較大的空間，也增大了箱體體積，增加了制造成本和重 量?，F(xiàn)有的電動摩托車、電動自行車等電動車基本上都是通過調(diào)速手柄或加速 踏板直接控制電流控制速度，或采用手控機械自動變速機構(gòu)方式實現(xiàn)變速。手 柄或加速踏板的操作完全權(quán)決于駕駛?cè)藛T的操作，常常會造成操作與車行狀況 不匹配，致使動力裝置運行不穩(wěn)定。機動車需要實現(xiàn)對電流的智能化控制控制，而負荷、扭矩或轉(zhuǎn)速是重要的 參數(shù)。對這個指標的測量普遍采用多種傳感器分別獲得相關(guān)參數(shù)，再進行判斷。專利號為ZL200510009329. 0、名稱為"摩托車霍爾差動式自適應(yīng)傳動傳感裝置" 的實用新型專利公開了一種自適應(yīng)傳動傳感裝置，該裝置能在直接參與傳動的 同時，同步檢測扭矩和速度信號，為摩托車控制器提供數(shù)據(jù)，使控制系統(tǒng)具備 了自適應(yīng)的功能。但是，這種裝置不具備自動換擋功能。由乘騎者在不知曉行:使阻力的情況下，僅根據(jù)經(jīng)驗操作控制的變速裝置， 難免存在以下問題l.在啟動、上坡和大負載時、由于行駛阻力增力口，迫使電機轉(zhuǎn)速下降在低效率區(qū)工作，造成電池增大供電電流工況下，電機堵轉(zhuǎn)、發(fā)熱、甚至停止轉(zhuǎn)動。2.由于沒有機械變速器調(diào)整扭矩和速度，只能在平原地區(qū)推廣使 用，不能滿足山區(qū)、丘陵和重負荷條件下使用，縮小了使用范圍；3.驅(qū)動輪處安 裝空間小，安裝了電機后很難再容納自動變速器和其它新技術(shù)；4.不具備自適 應(yīng)的功能，不能自動檢測、修正和排除駕駛員的操作錯誤；5.在車速變化突然 時，會使電機處于非穩(wěn)態(tài)工況下運轉(zhuǎn)，必然造成電機功率與行駛阻力難以匹配。 6.續(xù)行距離短、爬坡能力差，適應(yīng)范圍小。因此，需要對電動車輪轂進行改造，能減小體積和重量，安裝所需空間較 小，節(jié)約制造成本，較少動力消耗，并且可有效保護導(dǎo)線并提高導(dǎo)線使用壽命， 自適應(yīng)隨行駛阻力變化不切斷驅(qū)動力的情況下自動進行換擋變速，解決扭矩一 轉(zhuǎn)速變化小不能滿足復(fù)雜條件下道路使用的問題。發(fā)明內(nèi)容有鑒于此，本發(fā)明的目的是提供一種自動變速電動輪轂，能減小體積和重 量，安裝所需空間較小，節(jié)約制造成本，較少動力消耗，并且可有效保護導(dǎo)線 并提高導(dǎo)線使用壽命，可以根據(jù)行駛阻力檢測驅(qū)動扭矩 一 轉(zhuǎn)速以及行駛阻力一 車速信號，使動力設(shè)備輸出功率與車輛行駛狀況始終處于最佳匹配狀態(tài)，實現(xiàn) 車輛驅(qū)動力矩與綜合行駛阻力的平衡控制；能夠在不需要切斷驅(qū)動力的情況下 自適應(yīng)隨行駛阻力變化自動進行換擋變速，能滿足山區(qū)、丘陵和重負荷條件下 使用，車速變化穩(wěn)緩；同時，本發(fā)明的變速器體積小、重量輕、結(jié)構(gòu)緊湊，適 合于輪轂處安裝。本發(fā)明的自動變速電動輪轂，包括左輪轂架、右輪轂架、箱體、電機、傳 動軸、車輪和設(shè)置在傳動軸上的剎車裝置，所述左輪轂架和右輪轂架與箱體固 定連接，傳動軸設(shè)置在箱體內(nèi)與其轉(zhuǎn)動配合，傳動軸的一部分伸出箱體與車輪 固定配合，左輪轂架和右輪轂架分列車輪左右兩側(cè)，還包括設(shè)置在傳動軸上的 自適應(yīng)兩擋自動變速總成，所述自適應(yīng)兩擋自動變速總成通過傳動裝置由電機轉(zhuǎn)子進行驅(qū)動，所述傳動裝置包括主動傳動套和從動傳動套，所述主動傳動套 與電機轉(zhuǎn)子固定連接，從動傳動套套在傳動軸外圓周與其轉(zhuǎn)動配合并驅(qū)動自適應(yīng)兩擋自動變速總成，主動傳動套套在從動傳動套外圓周并與其固定配合；所 述箱體內(nèi)縱向設(shè)置有電機定子固定桶，電機定子套在電機定子固定桶外圓周與 其固定配合，所述主動傳動套與從動傳動套設(shè)置在電機定子固定桶內(nèi)腔。進一步，所述箱體與電機定子相對應(yīng)端面設(shè)置有與電源線位置相對應(yīng)的電 源線孔和與信號線引出位置相對應(yīng)的信號線孔，與電源線孔和信號線孔相對應(yīng) 在箱體端面外側(cè)設(shè)置空腔，所述空腔側(cè)壁與箱體一體設(shè)置，空腔設(shè)置有可拆卸端蓋，端蓋上設(shè)置有綜合引線孔，所述電源線和信號線均由綜合引線孔引出；進一步，還包括變速齒輪軸，所述變速齒輪軸與傳動軸平行設(shè)置；所述變 速齒輪軸上設(shè)置齒輪變速機構(gòu)，所述自適應(yīng)兩擋自動變速總成為錐盤式自適應(yīng) 兩擋自動變速總成；a. 齒輪變速機構(gòu)包括變速齒輪軸、設(shè)置在變速齒輪軸上的一級變速齒輪和 二級變速齒輪；所述一級變速齒輪和二級變速齒輪之間通過離合傳動裝置進行 傳動；b. 錐盤式自適應(yīng)兩擋自動變速總成包括變速彈簧錐盤式自適應(yīng)離合器和慢 擋超越離合器；I .變速彈簧錐盤式自適應(yīng)離合器包括與一級變速齒輪嚙合的內(nèi)錐面離合 齒圈、外錐面?zhèn)鲃犹?、傳動軸和變速彈簧；所述傳動軸為外圓周上均布加工有至少一個螺旋凸輪槽的凸輪軸，螺旋凸 輪槽的展開方向從左向右看與凸輪軸旋轉(zhuǎn)方向相反；外錐面?zhèn)鲃犹讏A周上均布 加工有與螺旋凸輪槽數(shù)量相同的徑向通孔，外錐面?zhèn)鲃犹组g隙配合套在凸輪軸 外圓周，柱銷通過徑向通孔插入凸輪軸的螺旋凸輪槽；內(nèi)錐面離合齒圈套在外錐面?zhèn)鲃犹淄鈭A周，內(nèi)錐面離合齒圈的內(nèi)錐面與外錐面?zhèn)鲃犹椎耐忮F面在變速 彈簧作用下緊密貼合；所述電機轉(zhuǎn)子通過主動傳動套與從動傳動套固定連接，主動傳動套套在從動傳動套外圓周并與其固定配合，主動傳動套和從動傳動套設(shè)置在電機定子固定桶內(nèi)腔；所述主動傳動套與從動傳動套相配合部位為內(nèi)錐面，從動傳動套與 主動傳動套相配合部位為外錐面，所述主動傳動套和從動傳動套圓周方向通過 平鍵固定配合，軸向通過錐面和旋在從動傳動套上的壓緊螺栓固定配合；從動 傳動套與內(nèi)錐面離合齒圏相對固定連接；II.慢擋超越離合器與變速彈簧錐盤式自適應(yīng)離合器并列設(shè)置，包括與二 級變速齒輪嚙合的慢擋超越離合齒圈、與慢擋超越離合齒圈保持超越嚙合接觸 狀態(tài)的慢擋超越離合滾柱和慢擋超越離合器內(nèi)圈；慢擋超越離合器內(nèi)圈間隙配合套在傳動軸外圓周，慢擋超越離合器內(nèi)圈外 圓頂住慢擋超越離合滾柱；外錐面?zhèn)鲃犹着c慢擋超越離合器內(nèi)圏徑向固定配合；進一步，所述離合傳動裝置包括壓緊彈簧、傳動棘輪、分離撥叉、撥叉軸、 回位扭簧和固定設(shè)置在二級變速齒輪端面上的從動棘輪，所述變速齒輪軸與箱 體轉(zhuǎn)動配合，所述一級變速齒輪徑向固定配合套在變速齒輪軸上，二級變速齒輪間隙配合配合套在變速齒輪軸上，二級變速齒輪公稱直徑小于一級變速齒輪； 傳動棘輪徑向固定配合套在變速齒輪軸上在壓緊彈簧的作用下與從動棘輪嚙 合；所述傳動棘輪外圓周設(shè)置周向環(huán)槽，分離撥叉一端伸入從徑向周向環(huán)槽， 另一端與撥叉軸固定配合，撥叉軸可相對箱體轉(zhuǎn)動并垂直于變速齒輪軸，回位 扭簧設(shè)置在變速齒輪軸上作用于分離撥叉使其做分離動作后回位；所述分離撥 叉設(shè)置防止分離撥叉與周向環(huán)槽摩擦的限位塊；進一步，所述變速彈簧為蝶簧組，位于從動傳動套與凸輪軸之間形成的空 腔內(nèi)，右端面緊靠外錐面?zhèn)鲃犹鬃蠖嗣?，左端面緊靠旋在凸輪軸上的定位螺母 上；進一步，所述慢擋超越離合器還包括軸向截面為T形的左慢擋軸承托環(huán)和 右慢擋軸承托環(huán)；慢擋超越離合器內(nèi)圈外圓周設(shè)置慢擋內(nèi)圏環(huán)形凸臺，內(nèi)圈環(huán) 形凸臺外圓頂住慢擋超越離合滾柱；慢擋超越離合器為外星輪超越離合器，慢擋超越離合齒圏內(nèi)圓嵌有楔塊的凹槽，慢擋超越離合滾柱的彈簧緊靠楔塊；左慢擋軸承托環(huán)和右慢擋軸承托環(huán)以T形端面向內(nèi)的方式分別設(shè)置于慢擋 超越離合器內(nèi)圏的內(nèi)圈環(huán)形凸臺、慢擋超越離合滾柱和慢擋超越離合齒圈左右 兩側(cè)，慢擋超越離合齒圈、左慢擋軸承托環(huán)和右慢擋軸承托環(huán)分別設(shè)置徑向位 置相對的銷孔，銷孔內(nèi)插入固定銷；左慢擋軸承托環(huán)和右慢擋軸承托環(huán)內(nèi)圓與慢擋超越離合器內(nèi)圈外圓之間位 于內(nèi)圈環(huán)形凸臺左右兩側(cè)分別設(shè)置左慢擋變速滾柱和右慢擋變速滾柱；進一步，所述螺旋凸輪槽為六個在凸輪軸的圓周上均布，橫截面為矩形；進一步，所述箱體與左輪轂架固定連接，剎車裝置設(shè)置有外部支架，外部 支架與右輪轂架固定連接，凸輪軸伸出箱體部分與車輪固定配合，并與剎車裝 置的外部支架內(nèi)圓轉(zhuǎn)動配合；進一步，所述車輪內(nèi)圈與凸輪軸外圓之間通過花鍵或平健嚙合；外錐面?zhèn)?動套與慢擋超越離合器內(nèi)圏之間， 一級變速齒輪以及傳動棘輪與變速齒輪軸之 間均通過花鍵嚙合；從動傳動套與內(nèi)錐面離合齒圈分別設(shè)置有位置相對的柱銷 孔，二者之間通過徑向傳動柱銷連接；進一步，所述從動傳動套左端通過第二徑向軸承與凸輪軸轉(zhuǎn)動配合，右端 與外錐面?zhèn)鲃犹淄鈭A周之間通過第七徑向軸承轉(zhuǎn)動配合；所述凸輪軸左右兩端 外圓別通過第一徑向軸承和第五徑向軸承與箱體左右端面配合；變速齒輪軸左 右兩端外圓與箱體之間通過第三徑向軸承和第四徑向軸承配合；剎車裝置支架 內(nèi)圓與凸輪軸右端通過第六徑向軸承配合；凸輪軸上位于慢擋超越離合器右側(cè) 軸向固定設(shè)置定位塊，慢擋超越離合器內(nèi)圏與定位塊之間設(shè)置平面軸承。本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明的自動變速電動輪轂傳動裝置設(shè)置在電機定 子內(nèi)腔，本發(fā)明電機傳動裝置設(shè)置合理，節(jié)約箱體制造材料的消耗，整個輪轂 體積小、重量輕，節(jié)約制造成本；與信號線和電源線引出位置相對應(yīng)處設(shè)置引 出孔，并通過空腔同時引出，使線路布置規(guī)則緊湊，有效保護并防止電源線發(fā) 生折彎，大大延長電源線使用壽命，同時，減小箱體端面與電機定子的間隙，節(jié)約制造材料，減輕重量的同時進一步節(jié)約整車成本；本發(fā)明能根據(jù)行駛阻力 檢測驅(qū)動扭矩一轉(zhuǎn)速以及行駛阻力一車速信號，使動力裝置輸出功率與車輛行 駛狀況始終處于最佳匹配狀態(tài)，實現(xiàn)車輛驅(qū)動力矩與綜合行駛阻力的平衡控制； 能夠在不切斷驅(qū)動力的情況下自適應(yīng)隨行駛阻力變化自動進行換擋變速，不但 有利于車輛和機械動力設(shè)務(wù)高效節(jié)能，還能控制車輛減少排放，大大提高車輛的動力性、經(jīng)濟性、駕駛安全性和舒適性；采用錐盤式自適應(yīng)兩擋自動變速器， 結(jié)構(gòu)簡單緊湊，體積小，節(jié)約制造成本；由于能夠在不切斷驅(qū)動力的情況下自 適應(yīng)隨行駛阻力變化自動進行換擋變速，可以滿足山區(qū)、丘陵和重負荷條件下 使用，使動力裝置負荷變化平緩，機動車輛運行平穩(wěn)，提高安全性；本發(fā)明的 變速器體積小、重量輕、結(jié)構(gòu)緊湊，適合于輪轂處安裝，較適合電動自行車體 積小輕便的特點。


下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步描述。圖1為本發(fā)明的軸向剖面結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為圖1沿A-A向剖;f見圖；圖3為圖1沿B-B向剖視圖；圖4為圖1沿C-C向剖視圖；圖5為圖1沿D-D向剖視圖；圖6為本發(fā)明凸輪軸結(jié)構(gòu)示意圖；圖7為圖6沿E-E向剖i見圖；圖8為本發(fā)明外錐面?zhèn)鲃犹捉Y(jié)構(gòu)示意圖；圖9為本發(fā)明內(nèi)錐面離合齒圈結(jié)構(gòu)示意圖；圖IO為本發(fā)明傳動棘輪結(jié)構(gòu)示意圖；圖11為本發(fā)明二級變速齒輪結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
圖1為本發(fā)明的軸向剖面結(jié)構(gòu)示意圖，如圖所示本實施例的傳動軸1工 作時由左向右看逆時針旋轉(zhuǎn)，電機為外轉(zhuǎn)子電機。自動變速電動輪轂，包括左輪轂架22、右輪轂架18、箱體14、電機、傳動 軸l、車輪20和設(shè)置在傳動軸上的剎車裝置23，車輪20內(nèi)圈與凸輪軸1外圓 之間通過花鍵固定配合，左輪轂架22和右輪轂架18與箱體14通過固定螺栓固 定連接；箱體14與左輪轂架22固定連接，剎車裝置23設(shè)置有外部支架，外部 支架與右輪轂架18通過花鍵固定連接，凸輪軸1伸出箱體14部分與車輪20通 過花鍵固定配合，并與剎車裝置23的外部支架內(nèi)圓通過第六徑向軸承24轉(zhuǎn)動 配合；傳動軸1設(shè)置在箱體14內(nèi)，左右兩端外圓別通過第一徑向軸承3和第五 徑向軸承25與箱體14左端面2和右端面2a轉(zhuǎn)動配合，傳動軸1的一部分伸出 箱體14右端面與車輪20通過花鍵固定配合，左輪轂架22和右輪轂架18分列 車輪20左右兩側(cè)。還包括變速齒輪軸15,變速齒輪軸15與傳動軸1平行設(shè)置；變速齒輪軸 15上設(shè)置齒輪變速機構(gòu)，傳動軸1上設(shè)置錐盤式自適應(yīng)兩擋自動變速總成，通 過傳動裝置由電機轉(zhuǎn)子13進行驅(qū)動；傳動裝置包括主動傳動套11和從動傳動 套7,所述主動傳動套ll與電機轉(zhuǎn)子13固定連接，從動傳動套7套在傳動軸1 外圓周與其轉(zhuǎn)動配合并驅(qū)動自適應(yīng)兩擋自動變速總成，主動傳動套11套在從動傳動套7外圓周并與其固定配合；所述箱體14內(nèi)縱向設(shè)置有電機定子固定桶8, 電機定子12套在電機定子固定桶8外圓周與其固定配合，主動傳動套11與從 動傳動套7設(shè)置在電機定子固定桶8內(nèi)腔。箱體14與電機定子1.2相對應(yīng)端面設(shè)置有與三根電源線40位置相對應(yīng)的三 個電源線孔41和與信號線43引出位置相對應(yīng)的信號線孔42，與電源線孔41和 信號線孔42相對應(yīng)在箱體14端面外側(cè)設(shè)置空腔50，空腔50側(cè)壁與箱體14 一 體設(shè)置，空腔50通過螺釘設(shè)置有可拆卸端蓋53，端蓋53上設(shè)置有綜合引線孔 33，電源線40和信號線43均由綜合引線孔33引出。齒輪變速機構(gòu)包括變速齒輪軸15、設(shè)置在變速齒輪軸15上的一級變速齒輪 17和二級變速齒輪19, 二級變速齒輪19公稱直徑小于一級變速齒輪17;所述 一級變速齒輪17和二級變速齒輪19之間通過離合傳動裝置39進行傳動，所述 變速齒輪軸15左右兩端外圓與箱體14之間通過第三徑向軸承16和第四徑向軸 承21轉(zhuǎn)動配合；離合傳動裝置39包括壓緊彈簧43、傳動棘輪44、分離撥叉45、撥叉軸46、 回位扭簧47和與二級變速齒輪19制成一體設(shè)置在左端面上的從動棘輪19a， 一 級變速齒輪17徑向通過花鍵固定配合套在變速齒輪軸15上，二級變速齒輪19 間隙配合配合套在變速齒輪軸15上，二級變速齒輪19公稱直徑小于一級變速 齒輪17;傳動棘輪44通過花鍵徑向固定配合套在變速齒輪軸15上，左側(cè)在壓 緊彈簧43的作用下與從動棘輪19a嚙合，壓緊彈簧43左端緊靠一級變速齒輪 17;傳動棘輪44外圓周設(shè)置周向環(huán)槽44a,分離撥叉45—端伸入從徑向周向環(huán) 槽44a,另一端與撥叉軸46固定配合，撥叉軸46可相對箱體轉(zhuǎn)動并垂直于變速 齒輪軸15，回位扭簧47設(shè)置在變速齒輪軸15上作用于分離撥叉45使其做分離 動作后回位；分離撥叉45設(shè)置防止分離撥叉45與周向環(huán)槽44a摩擦的限位塊 48。錐盤式自適應(yīng)兩擋自動變速總成包括變速彈簧錐盤式自適應(yīng)離合器和慢擋 超越離合器；I .變速彈簧錐盤式自適應(yīng)離合器包括與一級變速齒輪17嚙合的內(nèi)錐面離 合齒圈34、外錐面?zhèn)鲃犹?6、傳動軸1和變速蝶簧組5;傳動軸1為外圓周上均布加工有六個橫截面為矩形的螺旋凸輪槽la的凸輪 軸，螺旋凸輪槽la的展開方向從左向右看與凸輪軸l旋轉(zhuǎn)方向相反，為順時針 方向展開；外錐面?zhèn)鲃犹?6圓周上均布加工有與螺旋凸輪槽l a數(shù)量相同的也 就是六個徑向通孔36a，外錐面?zhèn)鲃犹?6間隙配合套在凸輪軸1外圓周，柱銷 35通過徑向通孔36a插入凸輪軸1的螺旋凸輪槽la;內(nèi)錐面離合齒圈34套在外錐面?zhèn)鲃犹?6外圓周，內(nèi)錐面離合齒圈34的內(nèi)錐面與外錐面?zhèn)鲃犹?6的外 錐面在變速蝶簧組5作用下緊密貼合；主動傳動套11與從動傳動套7相配合部位為內(nèi)錐面，/人動傳動套7與主動 傳動套11相配合部位為外錐面，主動傳動套11和從動傳動套7圓周方向通過 平鍵10固定配合，軸向通過錐面和旋在從動傳動套7上的壓緊螺栓6固定配合； 從動傳動套7與內(nèi)錐面離合齒圏34相對固定連接；從動傳動套7左端內(nèi)圓通過第二徑向軸承4與凸輪軸1轉(zhuǎn)動配合，右端內(nèi) 圓與外錐面?zhèn)鲃犹?6外圓周之間通過第七徑向軸承9轉(zhuǎn)動配合；其轉(zhuǎn)動配合， 從動齒輪6與從動傳動套7左端通過花鍵相對固定配合，從動傳動套7右側(cè)和 內(nèi)錐面離合齒圏34左側(cè)分別設(shè)置有位置相對的柱銷孔，二者之間通過徑向傳動 柱銷49連接；蝶簧組5位于從動傳動套7與凸輪軸1之間形成的空腔內(nèi)，右端 面緊靠外錐面?zhèn)鲃犹?6左端面，左端面緊靠旋在凸輪軸1上的定位螺母37上。II.慢擋超越離合器與變速彈簧錐盤式自適應(yīng)離合器并列設(shè)置，包括與二 級變速齒輪19嚙合的慢擋超越離合齒圈31、與慢擋超越離合齒圈31保持超越 噴合接觸狀態(tài)的慢擋超越離合滾柱30和慢擋超越離合器內(nèi)圈28;慢擋超越離合器內(nèi)圏28間隙配合套在傳動軸1外圓周，外錐面?zhèn)鲃犹?6 與慢擋M離合器內(nèi)圏28通過花鍵徑向固定配合；慢擋超越離合器還包括軸向截面為T形的左慢擋軸承托環(huán)32和右慢擋軸承 托環(huán)29;慢擋超越離合器內(nèi)圏28外圓周設(shè)置慢擋內(nèi)圏環(huán)形凸臺28a,內(nèi)圏環(huán)形 凸臺28a外圓頂住慢擋超越離合滾柱30;慢擋超越離合器為外星輪超越離合器， 慢擋超越離合齒圈31內(nèi)圓嵌有楔塊51的凹槽，慢擋超越離合滾柱30的彈簧緊 靠楔塊51;左慢擋軸承托環(huán)32和右慢擋軸承托環(huán)29以T形端面向內(nèi)的方式分別設(shè)置 于慢擋超越離合器內(nèi)圏28的內(nèi)圈環(huán)形凸臺28a、慢擋超越離合滾柱30和慢擋超 越離合齒圈31左右兩側(cè)，慢擋超越離合齒圏31、左慢擋軸承托環(huán)32和右慢擋 軸承托環(huán)29分別設(shè)置徑向位置相對的銷孔，銷孔內(nèi)插入固定銷52;左慢擋軸承托環(huán)32 ，右慢擋軸承托環(huán)29內(nèi)圓與慢擋超越離合器內(nèi)圈28外 圓之間位于內(nèi)圈環(huán)形凸臺28a左右兩側(cè)分別設(shè)置左慢擋變速滾柱33和右慢擋變 速滾柱27;凸輪軸1上位于慢擋超越離合器右側(cè)軸向固定設(shè)置定位塊38，慢擋超越離 合器內(nèi)圏28與定位塊38之間設(shè)置平面軸承26。本實施例中，第二徑向軸承4和第七徑向軸承9為滑動含油軸承，第一徑 向軸承3、第三徑向軸承16、第四徑向軸承21、第五徑向軸承25、第六徑向軸 承24均為滾動軸承，平面軸承26為平面滾動軸承。本實施例的快擋動力傳遞路線電機轉(zhuǎn)子13 —主動傳動套11—從動傳動套7—內(nèi)錐面離合齒圈34 —外錐面 傳動套36 —柱銷35 —凸輪軸1 —車輪20。 慢擋動力傳遞路線電機轉(zhuǎn)子13 —主動傳動套11 —從動傳動套7—內(nèi)錐面離合齒圈34 ——級變 速齒輪17 —變速齒輪軸15 —傳動棘輪44 —從動棘輪19a — 二級變速齒輪19 —慢 擋超越離合齒圏31 —慢擋超越離合滾柱30 —慢擋超越離合器內(nèi)圈28 —外錐面?zhèn)?動套36 —柱銷35 —凸輪軸1 —車輪20。本發(fā)明的快擋傳遞阻力傳遞路線車輪20 —凸輪軸1 —螺旋凸輪槽la —柱銷35 —外錐面?zhèn)鲃犹?6 —內(nèi)錐面離 合齒圈34 —從動傳動套7 —主動傳動套11 —電機轉(zhuǎn)子13。 慢擋傳遞阻力傳遞路線車輪20—凸輪軸1 —螺旋凸輪槽la —柱銷35 —外錐面?zhèn)鲃犹?6 —慢擋超越 離合器內(nèi)圈28 —慢擋超越離合滾柱30-慢擋超越離合器內(nèi)圈28 —慢擋超越離合 滾柱30 —慢擋超越離合齒圈31 —二級變速齒輪19 —從動棘輪19a —傳動棘輪44 —變速齒輪軸15 ——級變速齒輪17—內(nèi)錐面離合齒圈34 —從動傳動套7 —主動 傳動套11 —電機轉(zhuǎn)子13 .同時，阻力還經(jīng)過下列路線車輪20—凸輪軸1 —螺旋凸輪槽la —柱銷35—外錐面?zhèn)鲃犹?6 —壓縮蝶簧組5。本變速器在運行時，蝶簧組5使外錐面?zhèn)鲃犹?6沿著凸輪軸1軸向向右直 線運動，外錐面?zhèn)鲃犹?6和內(nèi)錐面離合齒圈34緊密貼合，此時，根據(jù)快擋動 力傳遞路線電機轉(zhuǎn)子帶動和車輪20行進。此時慢擋超越離合器處于超越狀態(tài)。機動車啟動時阻力大于驅(qū)動力，阻力迫使凸輪軸1向與行進方向相反轉(zhuǎn)動， 螺旋凸輪槽la迫^f吏柱銷35向左移動，帶動外錐面?zhèn)鲃犹?6向左移動，外錐面 傳動套36和內(nèi)錐面離合齒圏34分離，同步，慢擋超越離合器嚙合傳動，根據(jù) 慢動力傳遞路線電機轉(zhuǎn)子帶動和車輪20行進。因此，自動實現(xiàn)了低速擋起動，縮短了起動時間，減少了起動力。與此同 時，阻力通過外錐面?zhèn)鲃犹?6壓縮蝶簧組5，吸收運動阻力矩能量，為恢復(fù)快 擋擋位傳遞動力蓄備勢能。啟動成功后，行駛阻力減少，當分力減少到小于變速蝶簧組5所產(chǎn)生的變 速蝶簧自動變速機構(gòu)中壓力時，因被運動阻力壓縮而產(chǎn)生蝶簧組5壓力迅速釋 放推動下，完成外錐面?zhèn)鲃犹?6和內(nèi)錐面離合齒圈34恢復(fù)緊密貼合狀態(tài)，慢 擋超越離合器處于超越狀態(tài)。行駛過程中，隨著運動阻力的變化自動換擋原理同上，在不需要剪斷驅(qū)動 力的情況下實現(xiàn)變擋，使整個機車運行平穩(wěn)，安全低耗。圖2為圖1沿A-A向.剖視圖，即內(nèi)錐面離合齒圈34與一級變速齒輪17的 嚙合結(jié)構(gòu)圖，如圖所示箱體14內(nèi) 一級變速齒輪17與變速齒輪軸15通過花 鍵徑向固定配合，并與內(nèi)錐面離合齒圏34嚙合，外錐面?zhèn)鲃犹?6套在凸輪軸1 上和內(nèi)錐面離合齒圈34緊密貼合；箱體14與電機定子12相對應(yīng)端面設(shè)置有與 三根電源線40位置相對應(yīng)的三個電源線孔41和與信號線43引出位置相對應(yīng)的 信號線孔42，與電源線孔41和信號線孔42相對應(yīng)在箱體14端面外側(cè)設(shè)置空腔 50,空腔50側(cè)壁與箱體14一體設(shè)置。圖3為圖1沿B-B向剖視圖；為慢擋超越離合器與二級變速齒輪19嚙合結(jié) 構(gòu)圖，如圖所示二級變速齒輪19與變速齒輪軸1通過花鍵徑向固定配合，并與慢擋超越離合齒圈31嚙合，擋超越離合器為外星輪超越離合器，包括慢擋超 越離合齒圈31、與慢擋超越離合齒圏31保持超越嚙合接觸狀態(tài)的慢擋超越離合 滾柱30和慢擋超越離合器內(nèi)圈28;慢擋超越離合器內(nèi)圏28間隙配合套在傳動 軸l外圓，慢擋超越離合器內(nèi)圈28外圓周設(shè)置慢擋內(nèi)圏環(huán)形凸臺28a,內(nèi)圈環(huán) 形凸臺28a外圓頂住慢擋超越離合滾柱30。圖4為圖1沿C-C向剖^L圖，為離合傳動裝置結(jié)構(gòu)示意圖，如圖所示結(jié) 合圖1，離合傳動裝置39包括壓緊彈簧43、傳動棘輪44、分離撥叉45、撥叉 軸46和回位扭簧47;傳動棘輪44通過花鍵徑向固定配合套在變速齒輪軸15上， 左側(cè)在壓緊彈簧43的作用下與從動棘輪19a嚙合，壓緊彈簧43左端緊靠一級 變速齒輪17;傳動棘輪44外圓周設(shè)置周向環(huán)槽44a，分離撥叉45—端伸入從 徑向周向環(huán)槽44a,另一端與撥叉軸46固定配合，撥叉軸46可相對箱體轉(zhuǎn)動并 垂直于變速齒輪軸15,回位扭簧47設(shè)置在變速齒輪軸15上作用于分離撥叉45 使其做分離動作后回位；分離撥叉45設(shè)置防止分離撥叉45與周向環(huán)槽44a摩 擦的限位塊48。圖5為圖1沿D-D向剖視圖，如圖所示凸輪軸1外圓周上均布加工有六 個橫截面為矩形的螺旋凸4侖槽la，外錐面?zhèn)鲃犹?6圓周上均布加工有六個徑向 通孔36a，外錐面?zhèn)鲃犹?6間隙配合套在凸輪軸1外圓周，柱銷35通過徑向通 孔36a插入凸輪軸1的螺旋凸輪槽1 a;從動傳動套7套在從動傳動套36外圓 周通過第七徑向軸承9與其轉(zhuǎn)動配合。圖6為本發(fā)明凸輪軸結(jié)構(gòu)示意圖，圖7為圖6沿E-E向剖視圖，如圖所示 傳動軸1為外圓周上均布加工有六個橫截面為矩形的螺旋凸輪槽la的凸輪軸， 螺旋凸輪槽la的展開方向從左向右看與凸輪軸1旋轉(zhuǎn)方向相反，為順時針方向 展開。圖8為本發(fā)明外錐面?zhèn)鲃犹捉Y(jié)構(gòu)示意圖，如圖所示外錐面?zhèn)鲃犹?6圓周 上均布加工有六個徑向通孔36a，錐面位于右端外圓，右端加工有用于與慢擋超 越離合器內(nèi)圈28嚙合的花鍵。圖9為本發(fā)明內(nèi)錐面離合齒圈結(jié)構(gòu)示意圖，如圖所示內(nèi)錐面離合齒圏34 外圓周加工有齒圏，左端設(shè)置有用于與從動傳動套7固定連接的銷孔。圖10為本發(fā)明傳動棘輪結(jié)構(gòu)示意圖，如圖所示傳動棘輪44內(nèi)圓設(shè)置花 鍵，左側(cè)端面設(shè)置花鍵，外圓周設(shè)置周向環(huán)槽44a。圖11為本發(fā)明二級變速齒輪結(jié)構(gòu)示意圖，如圖所示從動棘輪19a與二級 變速齒輪19制成一體，設(shè)置在二級變速齒輪19的左端面上。最后說明的是，以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管 參照較佳實施例對本發(fā)明進行了詳細說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當理解， 可以對本發(fā)明的技術(shù)方案進行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的 精神和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當中。
權(quán)利要求
1.一種自動變速電動輪轂，包括左輪轂架(22)、右輪轂架(18)、箱體(14)、電機、傳動軸(1)、車輪(20)和設(shè)置在傳動軸(1)上的剎車裝置(23)，所述左輪轂架(22)和右輪轂架(18)與箱體(14)固定連接，傳動軸(1)設(shè)置在箱體(14)內(nèi)與其轉(zhuǎn)動配合，傳動軸(1)的一部分伸出箱體(14)與車輪(20)固定配合，左輪轂架(22)和右輪轂架(18)分列車輪(20)左右兩側(cè)，其特征在于還包括設(shè)置在傳動軸(1)上的自適應(yīng)兩擋自動變速總成，所述自適應(yīng)兩擋自動變速總成通過從動傳動套(7)由電機轉(zhuǎn)子(13)進行驅(qū)動，從動傳動套(7)套在傳動軸(1)外圓周與其轉(zhuǎn)動配合；所述箱體(14)內(nèi)縱向設(shè)置有電機定子固定桶(8)，電機定子(12)套在電機定子固定桶(8)外圓周與其固定配合，從動傳動套(7)設(shè)置在電機定子固定桶(8)內(nèi)腔。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動變速電動輪轂，其特征在于所述箱體(14 ) 與電機定子(12 )相對應(yīng)端面設(shè)置有與電源線(40 )位置相對應(yīng)的電源線孔(41) 和與信號線(43)引出位置相對應(yīng)的信號線孔(42)，與電源線孔(41)和信號 線孔(42 )相對應(yīng)在箱體(14 )端面外側(cè)i殳置空腔(50 ),所述空腔(50 )側(cè)壁 與箱體(14)一體設(shè)置，空腔(50)設(shè)置有可拆卸端蓋(53)，端蓋(53)上設(shè) 置有綜合引線孔(33)，所述電源線(40)和信號線(43)均由綜合引線孔(33) 引出。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的自動變速電動輪轂，其特征在于還包括變 速齒輪軸(15),所述變速齒輪軸(15)與傳動軸(1)平行設(shè)置；所述變速齒輪軸 (15)上設(shè)置齒輪變速機構(gòu)，所述自適應(yīng)兩擋自動變速總成為錐盤式自適應(yīng)兩擋 自動變速總成；a.齒輪變速機構(gòu)包括變速齒輪軸(15)、設(shè)置在變速齒輪軸(15)上的一級變 速齒輪(17)和二級變速齒輪(19);所述一級變速齒輪(17)和二級變速齒輪(19) 之間通過離合傳動裝置(39)進行傳動；b.錐盤式自適應(yīng)兩擋自動變速總成包括變速彈簧錐盤式自適應(yīng)離合器和慢 擋超越離合器；I. 變速彈簧錐盤式自適應(yīng)離合器包括與一級變速齒輪(17)嚙合的內(nèi)錐 面離合齒圏(34)、外錐面?zhèn)鲃犹?36)、傳動軸(1)和變速彈簧(5);所述傳動軸(1)為外圓周上均布加工有至少一個螺旋凸輪槽(la)的凸4侖 軸，螺旋凸輪槽(la)的展開方向從左向右看與凸輪軸(1)旋轉(zhuǎn)方向相反；外 錐面?zhèn)鲃犹?36)圓周上均布加工有與螺旋凸輪槽(la)數(shù)量相同的徑向通孔 (36a )，外錐面?zhèn)鲃犹?36)間隙配合套在凸輪軸(1)外圓周，柱銷(35)通 過徑向通孔(36a )插入凸輪軸(1)的螺旋凸輪槽(la);內(nèi)錐面離合齒圏(34 ) 套在外錐面?zhèn)鲃犹?36)外圓周，內(nèi)錐面離合齒圈(34)的內(nèi)錐面與外錐面?zhèn)?動套(36)的外錐面在變速彈簧(5)作用下緊密貼合；所述電機轉(zhuǎn)子通過主動傳動套(11)與從動傳動套(7)固定連接，主動傳 動套(11 )套在從動傳動套(7 )外圓周并與其固定配合，主動傳動套(11)和 從動傳動套(7)設(shè)置在電機定子固定桶(8)內(nèi)腔；所述主動傳動套(11)與 從動傳動套(7)相配合部位為內(nèi)錐面，從動傳動套(7)與主動傳動套(11) 相配合部位為外錐面，所述主動傳動套(11)和從動傳動套(7)圓周方向通過 平鍵(10)固定配合，軸向通過錐面和旋在從動傳動套(7)上的壓緊螺栓(6) 固定配合；從動傳動套(7)與內(nèi)錐面離合齒圈(34)相對固定連接；II. 慢擋超越離合器與變速彈簧錐盤式自適應(yīng)離合器并列設(shè)置，包括與二 級變速齒輪(19)嚙合的慢擋超越離合齒圏(31)、與慢擋超越離合齒圈(31) 保持超越嚙合接觸狀態(tài)的慢擋超越離合滾柱(30 )和慢擋超越離合器內(nèi)圏(28 );慢擋超越離合器內(nèi)圏(28)間隙配合套在傳動軸(1)外圓周，慢擋超越離合器內(nèi)圈(28)外圓頂住慢擋超越離合滾柱(30);外錐面?zhèn)鲃犹?36)與慢擋超越離合器內(nèi)圈(28)徑向固定配合。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的自動變速電動輪轂，其特征在于所述離合傳動裝置(39)包括壓緊彈簧(43)、傳動棘輪(44)、分離撥叉(45)、撥叉軸(46)、回位扭簧(47)和固定設(shè)置在二級變速齒輪(19)端面上的從動棘輪(19a),所 述變速齒輪軸(15)與箱體(14)轉(zhuǎn)動配合，所述一級變速齒輪(17)徑向固定配 合套在變速齒輪軸(15)上，二級變速齒輪(19)間隙配合配合套在變速齒輪軸(15) 上，二級變速齒輪(19)公稱直徑小于一級變速齒輪(17);傳動棘輪(44)徑向 固定配合套在變速齒輪軸(15)上在壓緊彈簧(43)的作用下與從動棘輪(19a) 嚙合；所述傳動棘輪(44)外圓周設(shè)置周向環(huán)槽(44a)，分離撥叉(45 ) —端 伸入從徑向周向環(huán)槽(44a),另一端與撥叉軸(46)固定配合，撥叉軸(46) 可相對箱體轉(zhuǎn)動并垂直于變速齒輪軸(15)，回位扭簧(47)設(shè)置在變速齒輪軸 (15)上作用于分離撥叉(45)使其做分離動作后回位；所述分離撥叉(45)設(shè) 置防止分離撥叉(45)與周向環(huán)槽(44a)摩擦的限位塊(48)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的自動變速電動輪轂，其特征在于所述變速彈簧 (5)為蝶簧組，位于從動傳動套(7)與凸輪軸(1)之間形成的空腔內(nèi)，右端面緊靠外錐面?zhèn)鲃犹?36)左端面，左端面緊靠旋在凸輪軸(1)上的定位螺母 (37 )上。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的自動變速電動輪轂，其特征在于所述慢擋超越 離合器還包括軸向截面為T形的左慢擋軸承托環(huán)(32 )和右慢擋軸承托環(huán)(29 ); 慢擋超越離合器內(nèi)圏(28)外圓周設(shè)置慢擋內(nèi)圈環(huán)形凸臺(28a),內(nèi)圈環(huán)形凸 臺(28a)外圓頂住慢擋超越離合滾柱(30);慢擋超越離合器為外星輪超越離 合器，慢擋超越離合齒圈(31)內(nèi)圓嵌有楔塊(51)的凹槽，慢擋超越離合滾 柱(30)的彈簧緊靠楔塊(51);左慢擋軸承托環(huán)(32)和右慢擋軸承托環(huán)(29)以T形端面向內(nèi)的方式分 別設(shè)置于慢擋超越離合器內(nèi)圏(28)的內(nèi)圈環(huán)形凸臺(28a)、慢擋超越離合滾 柱(30)和慢擋超越離合齒圈(31)左右兩側(cè)，慢擋超越離合齒圏(31)、左慢 擋軸承托環(huán)(32)和右慢擋軸承托環(huán)(29)分別設(shè)置徑向位置相對的銷孔，銷 孔內(nèi)插入固定銷(52);左慢擋軸承托環(huán)(32)和右慢擋軸承托環(huán)(29)內(nèi)圓與慢擋超越離合器內(nèi)圈(28)外圓之間位于內(nèi)圈環(huán)形凸臺(28a)左右兩側(cè)分別設(shè)置左慢擋變速滾柱 (33)和右慢擋變速滾柱(27)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的自動變速電動輪轂，其特征在于所述螺旋凸輪 槽(la)為六個在凸輪軸(1)的圓周上均布，橫截面為矩形。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的自動變速電動輪轂，其特征在于所述箱體(14) 與左輪轂架(22)固定連接，剎車裝置(23)設(shè)置有外部支架，外部支架與右輪 轂架(18)固定連接，凸輪軸(1)伸出箱體(14)部分與車輪(20)固定配合， 并與剎車裝置(23)的外部支架內(nèi)圓轉(zhuǎn)動配合。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的自動變速電動輪轂，其特征在于所述車輪(20 ) 內(nèi)圈與凸輪軸(1)外圓之間通過花鍵或平健嚙合；外錐面?zhèn)鲃犹?36 )與慢擋 超越離合器內(nèi)圈(28)之間， 一級變速齒輪(17)以及傳動棘輪(44)與變速齒 輪軸(15)之間均通過花鍵嚙合；從動傳動套(7)與內(nèi)錐面離合齒圈(34)分別 設(shè)置有位置相對的柱銷孔，二者之間通過徑向傳動柱銷(49)連接。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的自動變速電動輪轂，其特征在于所述從動傳 動套(7 )左端通過第二徑向軸承(4 )與凸輪軸(1)轉(zhuǎn)動配合，右端與外錐面 傳動套(36 )外圓周之間通過第七徑向軸承(9 )轉(zhuǎn)動配合；所述凸輪軸(1) 左右兩端外圓別通過第一徑向軸承(3)和第五徑向軸承(25)與箱體(14)左右 端面配合；變速齒輪軸(15)左右兩端外圓與箱體(14)之間通過第三徑向軸承(16)和第四徑向軸承(n)配合；剎車裝置(23)支架內(nèi)圓與凸輪軸(1)右 端通過第六徑向軸承(24)配合；凸輪軸(1)上位于慢擋超越離合器右側(cè)軸向 固定設(shè)置定位塊(38)，慢擋超越離合器內(nèi)圈(28)與定位塊(38)之間設(shè)置平 面軸承(26)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種自動變速電動輪轂，包括左輪轂架、右輪轂架、箱體、電機、傳動軸、車輪和設(shè)置在傳動軸上的剎車裝置，還包括由電機轉(zhuǎn)子通過傳動裝置驅(qū)動的自適應(yīng)兩擋自動變速總成，傳動裝置設(shè)置在電機定子內(nèi)腔，本發(fā)明電機傳動裝置設(shè)置合理，節(jié)約箱體制造材料的消耗，整個輪轂體積小、重量輕，節(jié)約制造成本，并且本發(fā)明能使電機輸出功率與車輛行駛狀況始終處于最佳匹配狀態(tài)，實現(xiàn)車輛驅(qū)動力矩與綜合行駛阻力的平衡控制；在不切斷驅(qū)動力的情況下自適應(yīng)隨行駛阻力變化自動進行換擋變速，有利于車輛和機械動力設(shè)備高效節(jié)能，可以滿足山區(qū)、丘陵和重負荷條件下使用；本發(fā)明的變速器重量輕、結(jié)構(gòu)緊湊。
文檔編號H02K7/14GK101244747SQ200810069420
公開日2008年8月20日 申請日期2008年3月3日 優(yōu)先權(quán)日2008年3月3日
發(fā)明者林毓培, 薛榮生, 郝允志 申請人:西南大學