專利名稱：行星錐盤式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，特別涉及一種行星錐盤式 自動變速電動輪轂。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)中，汽車、摩托車、電動自行車等機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取決于駕駛?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。以電動車為例，由乘騎者在不知曉行駛阻力的情況下，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 力增加，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，需要對變速器進行改造，能自適應(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，并且安裝所需空間較小。發(fā)明內(nèi)容有鑒于此，本發(fā)明的目的是提供一種行星錐盤式自動變速電動輪轂，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)明的行星錐盤式自動變速電動輪轂，包括左輪轂架、右輪轂架、箱體、 動力設(shè)備、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 在箱體內(nèi)的行星齒輪變速機構(gòu)、齒輪變速機構(gòu)和錐盤式自適應(yīng)兩擋自動變速總 成；a. 行星齒輪變速機構(gòu)包括固定設(shè)置在箱體內(nèi)圓上的內(nèi)齒圈、套在傳動軸外 圓并與之間隙配合的外齒圈、 一個以上行星齒輪軸、與行星齒輪軸轉(zhuǎn)動配合的 行星齒輪和與行星齒輪并列固定設(shè)置在行星齒輪軸上的行星架；所述行星齒輪 與內(nèi)齒圈和外齒圈嚙合；所述外齒圏由動力設(shè)備驅(qū)動圍繞傳動軸轉(zhuǎn)動，行星架 與傳動軸轉(zhuǎn)動配合；b. 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；所述變速齒輪軸與傳動軸平行設(shè)置，，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；c.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 齒圏、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；所述行星架與內(nèi)錐面離合齒圈相對固定連接；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圏、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)圏；慢擋超越離合器內(nèi)圈間隙配合套在凸輪軸外圓周，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)圈徑向固定配合。進一步，所述行星架與內(nèi)錐面離合齒圈通過傳動套相對固定連接；所述傳 動套套在凸輪軸外圓周與其轉(zhuǎn)動配合，傳動套一側(cè)端面與內(nèi)錐面離合齒圈徑向 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、撥叉定 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；所述箱 體上設(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)鲃犹鬃蠖嗣妫蠖嗣婢o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)圏外圓周設(shè)置慢擋內(nèi)圈環(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)圈的內(nèi)圈環(huán)形凸臺、慢擋超越離合滾柱和慢擋超越離合齒圏左右 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； 所述行星齒輪軸為三個在圓周方向均布；進一步，所述動力設(shè)備為電機，包括轉(zhuǎn)子和定子，所述定子相對于箱體固 定設(shè)置，轉(zhuǎn)子通過與其固定連接的主動傳動套與傳動軸轉(zhuǎn)動配合并與外齒圏相 對固定配合；進一步，所述剎車裝置設(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之間通過花鍵或平健嚙合；主動 傳動套與外齒圈之間，外錐面?zhèn)鲃犹着c慢擋超越離合器內(nèi)圈之間， 一級變速齒 輪以及傳動棘輪與變速齒輪軸之間，行星架與行星齒輪軸之間均通過花鍵嚙合；傳動套右端與內(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I連接，傳動套左端與行星架分別設(shè)置有位置相對的柱銷孔，二者之間通過徑向傳動柱銷II連接；內(nèi)齒圈與箱體之間通過固定銷固定連接；進一步，所述傳動套左端以及行星架通過第二徑向軸承與凸輪軸轉(zhuǎn)動配合， 傳動套右端與外錐面?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；主動傳動套兩端分別通 過第八徑向軸承和第九徑向軸承配合；行星齒輪與行星齒輪軸之間通過第十徑 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)圈與定位塊之間設(shè)置平面軸承。本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明的行星錐盤式自動變速電動輪轂采用行星傳 動結(jié)構(gòu)，傳動效率高，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)備高效節(jié)負巨， 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向剖一見圖；圖3為圖1沿B-B向剖^L圖；圖4為圖1沿C-C向剖視圖；圖5為圖1沿D-D向剖^f見圖；圖6為圖1沿E-E向剖禾見圖；圖7為圖5沿F-F向剖視圖；圖8為本發(fā)明凸輪軸結(jié)構(gòu)示意圖；圖9為圖8沿G-G向剖一見圖；圖IO為本發(fā)明外錐面?zhèn)鲃犹捉Y(jié)構(gòu)示意圖；圖11為本發(fā)明內(nèi)錐面離合齒圈結(jié)構(gòu)示意圖；圖12為本發(fā)明傳動棘輪結(jié)構(gòu)示意圖；圖13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)，電才幾為電機。行星錐盤式自動變速電動輪轂，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)置在傳動軸上的剎車裝置23,車輪20內(nèi)團與凸 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H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與車輪速機構(gòu)和錐盤式自適應(yīng)兩擋自動變速總成；a. 行星齒輪變速機構(gòu)包括通過固定銷53固定設(shè)置在箱體14內(nèi)圓上的內(nèi)齒 圈42、套在傳動軸1外圓并與之間隙配合的外齒圏54、三個行星齒輪軸8與行 星齒輪軸8通過第十徑向軸承41轉(zhuǎn)動配合的行星齒輪55和與行星齒輪55并列 通過花鍵固定設(shè)置在行星齒輪軸8上的行星架40，行星架40軸向通過卡環(huán)50 固定；行星齒輪55與內(nèi)齒圈42和外齒圈54嚙合；定子12相對于箱體14固定 設(shè)置，轉(zhuǎn)子13通過與其固定連接的主動傳動套11與傳動軸1轉(zhuǎn)動配合并與外 齒圏54相對固定配合，行星架40與傳動軸1通過轉(zhuǎn)動配合；b. 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與傳動軸1平行設(shè)置，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；箱體14上固定設(shè)置防止分離撥叉45與周向環(huán)槽44a摩擦的限位 塊48，限位塊48設(shè)置于分離撥叉45右側(cè)，與箱體14一體制造，阻止分離撥叉 45在回位扭簧47的作用下與周向環(huán)槽44a摩擦。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；行星架40與內(nèi)錐面離合齒圈34通過傳動套7相對固定連接；所述傳動套7 套在凸輪軸1外圓周與其轉(zhuǎn)動配合，傳動套7右端與內(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I 49連接，傳動套7左端 與行星架40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II 56連 接；傳動套7左端以及行星架40通過第二徑向軸承4與凸輪軸1轉(zhuǎn)動配合，傳 動套7右端與外錐面?zhèn)鲃犹?6外圓周之間通過第七徑向軸承9轉(zhuǎn)動配合；蝶簧組5位于傳動套7與凸輪軸1之間形成的空腔內(nèi)，右端面緊靠外錐面 傳動套36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圏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)圏28;慢擋超越離合器內(nèi)圏28間隙配合套在凸輪軸1外圓周，外錐面?zhèn)鲃犹?6 與慢擋超越離合器內(nèi)圈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)圈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)圈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)，慢擋超越離合齒圈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;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、第八徑向軸承6、第九徑向軸承10和第十徑向軸承41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 —外齒圏54 —行星齒輪55 —傳動套7—內(nèi)錐面 離合齒圏34 —外錐面?zhèn)鲃犹?6 —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 —外齒圈54 —行星齒輪55 —傳動套7—內(nèi)錐面 離合齒圏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 —慢擋超越離合齒圈31 —慢擋超越離合滾柱30 —慢擋皿離 合器內(nèi)圏28 —外錐面?zhèn)鲃犹?6 —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 —傳動套7 —行星齒輪55 —外齒圈54 —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)圏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 —傳動套7 —行星齒輪 55 —外齒圈54 —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 4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l向與行進方向相反轉(zhuǎn)動， 螺旋凸輪槽la迫使柱銷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)錐面離合齒圈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)錐面離合齒圈34嚙合，外錐面?zhèn)鲃犹?6套在凸輪軸1 上和內(nèi)錐面離合齒圏34緊密貼合。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)圈28間隙配合套在凸輪 軸l外圓，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)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向剖視圖，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；箱體14上固定設(shè)置防止分離撥叉45與周向環(huán)槽44a 摩擦的限位塊48,限位塊48設(shè)置于分離撥叉45右側(cè)，與箱體14一體制造，阻 止分離撥叉45在回位扭簧47的作用下與周向環(huán)槽44a摩擦。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輪槽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;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為圖1沿E-E向剖視圖，即行星齒輪變速機構(gòu)結(jié)構(gòu)剖面圖，如圖所示 行星齒輪變速機構(gòu)包括固定設(shè)置在箱體14內(nèi)圓上的內(nèi)齒圈42、套在傳動軸1外圓并與之間隙配合的外齒圈54、三個行星齒輪軸8、與行星齒輪軸8通過第十 徑向軸承41轉(zhuǎn)動配合的行星齒輪55，行星齒輪55與內(nèi)齒圈42和外齒圈54嚙合；圖7為圖5沿F-F向剖視圖，即行星架結(jié)構(gòu)剖面圖，如圖所示行星架40 通過花鍵固定設(shè)置在行星齒輪軸8上；行星架40通過第十徑向軸承41與傳動 軸1轉(zhuǎn)動配合；圖8為本發(fā)明凸輪軸結(jié)構(gòu)示意圖，圖9為圖8沿G-G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10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11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)錐面離合齒圈34 外圓周加工有齒圏，左端設(shè)置有用于與傳動套7固定連接的銷孔。圖12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13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^f支術(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
1.一種行星錐盤式自動變速電動輪轂，包括左輪轂架(22)、右輪轂架(18)、箱體(14)、動力設(shè)備、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)置在箱體(14)內(nèi)的行星齒輪變速機構(gòu)、齒輪變速機構(gòu)和錐盤式自適應(yīng)兩擋自動變速總成；a.行星齒輪變速機構(gòu)包括固定設(shè)置在箱體(14)內(nèi)圓上的內(nèi)齒圈(42)、套在傳動軸(1)外圓并與之間隙配合的外齒圈(54)、一個以上行星齒輪軸(8)、與行星齒輪軸(8)轉(zhuǎn)動配合的行星齒輪(55)和與行星齒輪(55)并列固定設(shè)置在行星齒輪軸(8)上的行星架(40)；所述行星齒輪(55)與內(nèi)齒圈(42)和外齒圈(54)嚙合；所述外齒圈(54)由動力設(shè)備驅(qū)動圍繞傳動軸(1)轉(zhuǎn)動，行星架(40)與傳動軸(1)轉(zhuǎn)動配合；b.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)；所述變速齒輪軸(15)與傳動軸(1)平行設(shè)置，，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；c.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?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(1a)的凸輪軸，螺旋凸輪槽(1a)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(1a)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(1a)；內(nèi)錐面離合齒圈(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)鲃犹?36)的外錐面在變速彈簧(5)作用下緊密貼合；所述行星架(40)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圈(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)圈(28)；慢擋超越離合器內(nèi)圈(28)間隙配合套在凸輪軸(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。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的行星錐盤式自動變速電動輪轂，其特征在于所 述行星架(40)與內(nèi)錐面離合齒圈(34)通過傳動套(7)相對固定連接；所述 傳動套(7)套在凸輪軸(1)外圓周與其轉(zhuǎn)動配合，傳動套(7) —側(cè)端面與內(nèi) 錐面離合齒圈(34)徑向固定配合。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的行星錐盤式自動變速電動輪轂，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；所述箱體(14)上設(shè)置防止分離撥叉H5)與周向環(huán)槽("a)摩擦的限位塊H8)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的行星錐盤式自動變速電動輪轂，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。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的行星錐盤式自動變速電動輪轂，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)圈(28 )外圓周設(shè)置慢擋內(nèi)圈環(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)圈(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)，慢擋超越離合齒圈(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) 圏(28)外圓之間位于內(nèi)圏環(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)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的行星錐盤式自動變速電動輪轂，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；所述 行星齒輪軸(8)為三個在圓周方向均布。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的行星錐盤式自動變速電動輪轂，其特征在于所 述動力設(shè)備為電機，包括轉(zhuǎn)子(13)和定子(12)，所述定子(12)相對于箱體(14)固定設(shè)置，轉(zhuǎn)子(13)通過與其固定連接的主動傳動套(11)與傳動軸 (1)轉(zhuǎn)動配合并與外齒圈(54)相對固定配合。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的行星錐盤式自動變速電動輪轂，其特征在于所 述剎車裝置(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(l4)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所述的行星錐盤式自動變速電動輪轂，其特征在于所 述車輪(20)內(nèi)圏與凸輪軸(1)外圓之間之間通過花鍵或平健嚙合；主動傳動 套(11)與外齒圈(54)之間，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，行星架(40)與行星齒輪軸(8)之間均通過花鍵嚙合；傳動套(7)右端與內(nèi)錐面離 合齒圏(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I ( 49 ) 連接，傳動套(7)左端與行星架(40)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II (56)連接；內(nèi)齒圈(42)與箱體(14)之間通過固定 銷(53)固定連接。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的行星錐盤式自動變速電動輪轂，其特征在于 所述傳動套(7)左端以及行星架(40)通過第二徑向軸承(4)與凸輪軸(1) 轉(zhuǎn)動配合，傳動套(7)右端與外錐面?zhèn)鲃犹?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(21)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；主動傳動 套(11)兩端分別通過第八徑向軸承(6)和第九徑向軸承(10)配合；行星齒 輪(55 )與行星齒輪軸(8 )之間通過第十徑向軸承(41 )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)明公開了一種行星錐盤式自動變速電動輪轂，包括左輪轂架、右輪轂架、箱體、動力設(shè)備、傳動軸、車輪和設(shè)置在傳動軸上的剎車裝置，還包括平行設(shè)置的行星齒輪變速機構(gòu)、齒輪變速機構(gòu)和錐盤式自適應(yīng)兩擋自動變速總成，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B60K17/04GK101254745SQ200810069428
公開日2008年9月3日 申請日期2008年3月5日 優(yōu)先權(quán)日2008年3月5日
發(fā)明者林毓培, 薛榮生, 郝允志 申請人:西南大學