專利名稱：雙凸輪自適應(yīng)自動離合器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種機動車輪轂，特別涉及一種雙凸輪自適應(yīng)自動離合器。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)中，汽車、摩托車、電動自行車基本上都是通過調(diào)速手柄或加速 踏板直接控制節(jié)氣門或電流控制速度，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，致使電機或發(fā)動機運行不穩(wěn)定，出現(xiàn)堵轉(zhuǎn)現(xiàn)象。
機動車在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， 迫使電機或發(fā)動機轉(zhuǎn)速下降在低效率區(qū)工作，發(fā)動機堵轉(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，
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， 會使電機或發(fā)動機處于非穩(wěn)態(tài)工況下運轉(zhuǎn)，必然造成電機或發(fā)動機功率與行駛 阻力難以匹配。6.續(xù)行距離短、爬坡能力差，適應(yīng)范圍小。
為了解決以上問題，出現(xiàn)了一系列的凸輪自適應(yīng)自動變速器，利用行駛阻 力驅(qū)動凸輪，達到自動換擋的目的；為配合自動換擋，設(shè)置超越離合器，而且 傳動存在分流；在倒車時，由于快擋和慢擋傳動存在交匯，因而會使變速器卡 死，無法進行倒車；為解決倒車問題，在自動變速器上設(shè)置倒車裝置，需要倒 車時，由駕駛者驅(qū)動使傳動鏈分離，實現(xiàn)倒車；由于增加了倒車裝置，使變速器結(jié)構(gòu)變得較為復(fù)雜，提高制作成本，而且需要駕駛者手動倒車，使用也較為 復(fù)雜。
因此，需要一種離合器，不但能夠自適應(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，解決電動機扭矩一轉(zhuǎn)速變化小不能滿足復(fù)雜條件下 道路使用的問題，而且倒車不用手動切斷傳動鏈，結(jié)構(gòu)簡單、體積小、重量輕， 安裝所需空間小。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明的目的是提供一種雙凸輪自適應(yīng)自動離合器，不但能根 據(jù)行駛阻力自動檢測驅(qū)動扭矩一轉(zhuǎn)速以及行駛阻力一車速信號，使電機或發(fā)動 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，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； 而且倒車不需手動切斷傳動鏈，倒車操作與普通車輛相同。
本發(fā)明的雙凸輪自適應(yīng)自動離合器，傳動軸上設(shè)置錐盤離合雙凸輪自適應(yīng) 變速總成；
錐盤離合雙凸輪自適應(yīng)變速總成包括圓環(huán)體軸向外錐盤、圓環(huán)體軸向內(nèi)錐
盤齒圈、變速彈簧和間隙配合套在傳動軸上的傳動齒輪；
圓環(huán)體軸向內(nèi)錐盤齒圈內(nèi)圓為軸向錐面，圓環(huán)體軸向外錐盤外圓周為軸向
錐面，圓環(huán)體軸向內(nèi)錐盤齒圈以錐面互相配合的方式套在圓環(huán)體軸向外錐盤外
圓周；
所述傳動軸圓周上設(shè)置有一個以上螺旋展開的凸輪槽，圓環(huán)體軸向外錐盤 圓周上加工有與凸輪槽數(shù)量相同的銷孔，圓環(huán)體軸向外錐盤間隙配合套在傳動 軸上，凸輪銷穿過銷孔插入凸輪槽；變速彈簧間隙配合套在傳動軸上， 一端相 對傳動軸固定設(shè)置，另一端靠圓環(huán)體軸向外錐盤，圓環(huán)體軸向內(nèi)錐盤齒圈的內(nèi)錐面與圓環(huán)體軸向外錐盤的外錐面在變速彈簧作用下貼合；
所述傳動齒輪和圓環(huán)體軸向外錐盤分別設(shè)置端面凸4侖并通過端面凸輪互相 嚙合傳動。
進一步，所述變速彈簧為蝶簧組；
進一步，所述變速彈簧設(shè)置在圓環(huán)體軸向外錐盤的左側(cè)；所述凸輪槽的展 開方向由左向右與傳動軸動力輸出旋轉(zhuǎn)方向相反，傳動齒4侖和圓環(huán)體軸向外錐 盤的端面凸輪嚙合線展開方向由左向右與傳動軸動力輸出旋轉(zhuǎn)方向相同； 進一步，所述變速彈簧與圓環(huán)體軸向外錐盤之間設(shè)置第一平面軸承； 進一步，所迷傳動軸上設(shè)置環(huán)形凸臺，變速彈簧一端通過預(yù)應(yīng)力調(diào)整圈緊 靠環(huán)形凸臺，另 一端通過第 一平面軸承緊靠圓環(huán)體軸向外錐盤。
進一步，所述凸輪槽為三個在凸輪軸的圓周上均布，橫截面均為矩形。 本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明的雙凸輪自適應(yīng)自動離合器，不但能根據(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，使電機或發(fā)動機輸出功 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，而且倒車不需手動切斷傳動鏈，倒車操作與普通車輛相同，操作簡單；本 發(fā)明不但有利于車輛和機械動力設(shè)備高效節(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；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，使電機或發(fā)動機負荷變化平緩，機動車輛運行平穩(wěn)，提高安 全性；和其它自動變速器相比，本發(fā)明具有體積小、重量輕、結(jié)構(gòu)簡單、結(jié)構(gòu) 緊湊、制造成本低等優(yōu)點，適合于輪轂處安裝，更符合于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。200910103510.0
圖1為本發(fā)明的軸向剖面結(jié)構(gòu)示意圖2為圓環(huán)體軸向外錐盤和圓環(huán)體軸向內(nèi)錐盤齒圈配合徑向剖視圖； 圖3為圓環(huán)體軸向外錐盤結(jié)構(gòu)示意圖； 圖4為圓環(huán)體軸向內(nèi)錐盤齒圏結(jié)構(gòu)示意圖； 圖5為傳動軸上設(shè)置凸輪槽結(jié)構(gòu)示意具體實施例方式
圖1為本發(fā)明的軸向剖面結(jié)構(gòu)示意圖，如圖所示
本發(fā)明的雙凸輪自適應(yīng)自動離合器，包括傳動軸l，傳動軸上設(shè)置錐盤離合 雙凸輪自適應(yīng)變速總成；
錐盤離合雙凸輪自適應(yīng)變速總成包括圓環(huán)體軸向外錐盤6、圓環(huán)體軸向內(nèi)錐 盤齒圈7、變速彈簧3和間隙配合套在傳動軸1上的傳動齒輪9;
圓環(huán)體軸向內(nèi)錐盤齒圈7內(nèi)圓為軸向錐面，在裝配時圓環(huán)體軸向內(nèi)錐盤齒 圈7與變速器慢擋傳動機構(gòu)的慢擋齒輪嚙合，動力裝置的轉(zhuǎn)動部件與圓環(huán)體軸 向內(nèi)錐盤齒圏7的外圓周通過花鍵結(jié)構(gòu)在圓周方向固定配合；
圓環(huán)體軸向外錐盤6外圓周為軸向錐面，圓環(huán)體軸向內(nèi)錐盤齒圏7以錐面 互相配合的方式套在圓環(huán)體軸向外錐盤6外圓周；所述傳動軸1圓周上均布三 個螺旋展開的凸輪槽la,凸輪槽la橫截面為矩形；圓環(huán)體軸向外錐盤6圓周上 加工有與凸輪槽la數(shù)量相同的銷孔6a,圓環(huán)體軸向外錐盤6間隙配合套在傳動 軸1上，凸輪銷12穿過銷孔6a插入凸輪槽la，所述凸輪銷12通過與其間隙配 合的凸輪銷套11插入凸輪槽la，以減小凸輪銷12與凸輪槽la之間的摩擦力； 變速彈簧3間隙配合套在傳動軸1上，所述傳動軸1上^L置環(huán)形凸臺，變速彈 簧3 —端通過預(yù)應(yīng)力調(diào)整圈2緊靠環(huán)形凸臺，另一端通過第一平面軸承4緊靠 圓環(huán)體軸向外錐盤6，保證不因圓環(huán)體軸向外錐盤6對變速彈簧3產(chǎn)生扭矩而影 響彈簧的靈活性，使其動作靈敏；設(shè)置預(yù)應(yīng)力調(diào)整圏2，可根據(jù)實際需要，調(diào)整 預(yù)應(yīng)力調(diào)整圏2的厚度，從而調(diào)整變速彈簧3的預(yù)應(yīng)力，可根據(jù)不同的阻力達到變速目的；圓環(huán)體軸向內(nèi)錐盤齒圈7的內(nèi)錐面與圓環(huán)體軸向外錐盤6的外錐 面在變速彈簧3作用下緊密貼合；安裝時，圓環(huán)體軸向內(nèi)錐盤齒圈7外圓周通 過徑向滾動軸承5與相應(yīng)的箱體配合；變速彈簧3設(shè)置在圓環(huán)體軸向外錐盤6 的左側(cè)，本實施例中變速彈簧3為蝶簧組；凸輪槽la的展開方向由左向右與傳 動軸1動力輸出4t轉(zhuǎn)方向相反，即順時針方向；
傳動齒輪9左端部與圓環(huán)體軸向外錐盤6的右端部分別設(shè)置端面凸輪，傳 動齒輪9和圓環(huán)體軸向外錐盤6通過端面凸輪互相嚙合傳動嚙合，傳動齒輪9 和圓環(huán)體軸向外錐盤6的端面凸輪嚙合線展開方向由左向右與傳動軸1動力輸 出旋轉(zhuǎn)方向相同，即逆時針方向；傳動齒輪9左端與圓環(huán)體軸向內(nèi)錐盤齒圈7 設(shè)置第二平面軸承8，右端設(shè)置第三平面軸承10,防止傳動齒輪9與圓環(huán)體軸 向內(nèi)錐盤齒圈7之間以及傳動齒輪9其它部件之間出現(xiàn)轉(zhuǎn)動干涉的情況。
以上實施例只是本發(fā)明的最佳結(jié)構(gòu)，并不是對本發(fā)明保護范圍的限定，一 些技術(shù)特征的等同替換都可做相應(yīng)改變，而不影響本發(fā)明目的的實現(xiàn)。 本實施例的快擋動力傳遞路線
動力—圓環(huán)體軸向內(nèi)錐盤齒圈7—圓環(huán)體軸向外錐盤6 —凸輪銷12 —傳動軸 1 —車輪。
慢擋動力傳遞路線
動力裝置—圓環(huán)體軸向內(nèi)錐盤齒圈7 —慢擋傳動機構(gòu)—傳動齒輪9—圓環(huán)體 軸向外錐盤6 —凸輪銷12 —傳動軸1 —車輪。
慢擋動力傳遞路線同時還經(jīng)過下列路線傳動齒輪9 —端面凸輪嚙合副—圓 環(huán)體軸向外錐盤6 —壓縮變速彈簧3,防止慢擋傳動過程中出現(xiàn)壓縮變速彈簧3 往復(fù)壓縮，防止圓環(huán)體軸向內(nèi)錐盤齒圈7和圓環(huán)體軸向外錐盤6貼合；
倒車動力傳遞^各線
車輪-傳動軸1 —圓環(huán)體軸向外錐盤6 —傳動齒輪9 —慢擋傳動機構(gòu)—圓環(huán) 體軸向內(nèi)錐盤齒圈7 —電機轉(zhuǎn)子同時，車輪—傳動軸1 —圓環(huán)體軸向外錐盤6—端面凸輪嗜合副—壓縮變速
彈簧3,使圓環(huán)體軸向內(nèi)錐盤齒圏7和圓環(huán)體軸向外錐盤6脫離貼合，順利實現(xiàn) 倒車；
本發(fā)明的快擋傳遞阻力傳遞路線和慢擋傳遞阻力傳遞路線與動力傳遞路線 相反。
同時，阻力還經(jīng)過下列^^線傳動軸1 —凸輪銷12 —圓環(huán)體軸向外錐盤6 — 壓縮變速彈簧3,使圓環(huán)體軸向內(nèi)錐盤齒圈7和圓環(huán)體軸向外錐盤6脫離貼合， 實現(xiàn)慢擋傳動。
本發(fā)明在安裝后運^f亍時，圓環(huán)體軸向內(nèi)錐盤齒圈7的內(nèi)錐面與圓環(huán)體軸向 外錐盤6的外錐面在變速彈簧3作用下緊密貼合，形成一個保持一定壓力的自 動變速機構(gòu)，并且可以通過增加預(yù)應(yīng)力調(diào)整圈2厚度來調(diào)整離合器嚙合所需壓 力，達到傳動目的，此時，動力裝置帶動圓環(huán)體軸向內(nèi)錐盤齒圈7、圓環(huán)體軸向 外錐盤6、凸輪銷12、傳動軸l，使車輪逆時針旋轉(zhuǎn)；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，阻力迫使傳動軸1順時針轉(zhuǎn)動一定角度， 在凸輪槽la的作用下，凸輪銷12向壓縮變速彈簧3的方向運動，帶動圓環(huán)體 軸向外錐盤6壓縮變速彈簧3;圓環(huán)體軸向外錐盤6和圓環(huán)體軸向內(nèi)錐盤齒圏7 分離，同步，慢擋傳動機構(gòu)嚙合，動力裝置帶動圓環(huán)體軸向內(nèi)錐盤齒圈7、慢擋 傳動機構(gòu)、傳動齒輪9、圓環(huán)體軸向外錐盤6、凸輪銷12、傳動軸l，使車輪以 慢擋速度轉(zhuǎn)動；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，變速彈簧3吸收運動阻力矩能量，為恢復(fù)快擋擋位傳遞動力蓄
啟動成功后，行駛阻力減少，當分力減少到小于變速彈簧3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)生變速彈簧3壓力迅速釋 放推動下，完成圓環(huán)體軸向外錐盤6的外錐面和圓環(huán)體軸向內(nèi)錐盤齒圈7的內(nèi) 錐面恢復(fù)緊密貼合狀態(tài)，慢擋超越離合器處于超越狀態(tài)。
9倒車過程中，倒車動力通過車輪、傳動軸l、圓環(huán)體軸向外錐盤6傳遞到端
面凸輪嚙合副，端面凸輪驅(qū)動圓環(huán)體軸向外錐盤6壓縮變速彈簧3，使圓環(huán)體軸 向內(nèi)錐盤齒圏7和圓環(huán)體軸向外錐盤6脫離貼合，順利實現(xiàn)倒車；
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，而且傳遞路線筒單化， 提高傳動效率。
圖2為圓環(huán)體軸向外錐盤和圓環(huán)體軸向內(nèi)錐盤齒圈配合徑向剖視圖，如圖 所示圓環(huán)體軸向內(nèi)錐盤齒圏7以錐面互相配合的方式套在圓環(huán)體軸向外錐盤6 外圓周；傳動軸1圓周上均布三個螺旋展開的凸輪槽la，圓環(huán)體軸向外錐盤6 圓周上加工有與凸輪槽la數(shù)量相同的銷孔6a,圓環(huán)體軸向外錐盤6間隙配合套 在傳動軸1上，凸輪銷12穿過銷孔6a插入凸輪槽la圓環(huán)體軸向內(nèi)錐盤齒圈7 的內(nèi)錐面與圓環(huán)體軸向外錐盤6的外錐面緊密貼合。
圖3為圓環(huán)體軸向外錐盤結(jié)構(gòu)示意圖，圖4為圓環(huán)體軸向內(nèi)錐盤齒圈結(jié)構(gòu) 示意圖，如圖所示圓環(huán)體軸向外錐盤6右端設(shè)置端面凸輪，傳動齒輪9左端 設(shè)置端面凸輪，圓環(huán)體軸向外錐盤6和傳動齒輪9的端面凸輪嚙合形成端面凸 輪嚙合副，本實施例中，端面凸輪嚙合副的嚙合線從左向右按逆時針方向展開。
圖5為傳動軸上設(shè)置凸輪槽結(jié)構(gòu)示意圖，如圖所示傳動軸1圓周上均布 加工三個螺旋展開的凸輪槽la,本實施例中，由左向右凸輪槽la按順時針展開。
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
1.一種雙凸輪自適應(yīng)自動離合器，包括傳動軸(1)，其特征在于傳動軸(1)上設(shè)置錐盤離合雙凸輪自適應(yīng)變速總成；錐盤離合雙凸輪自適應(yīng)變速總成包括圓環(huán)體軸向外錐盤(6)、圓環(huán)體軸向內(nèi)錐盤齒圈(7)、變速彈簧(3)和間隙配合套在傳動軸(1)上的傳動齒輪(9)；圓環(huán)體軸向內(nèi)錐盤齒圈(7)內(nèi)圓為軸向錐面，圓環(huán)體軸向外錐盤(6)外圓周為軸向錐面，圓環(huán)體軸向內(nèi)錐盤齒圈(7)以錐面互相配合的方式套在圓環(huán)體軸向外錐盤(6)外圓周；所述傳動軸(1)圓周上設(shè)置有一個以上螺旋展開的凸輪槽(1a)，圓環(huán)體軸向外錐盤(6)圓周上加工有與凸輪槽(1a)數(shù)量相同的銷孔(6a)，圓環(huán)體軸向外錐盤(6)間隙配合套在傳動軸(1)上，凸輪銷(12)穿過銷孔(6a)插入凸輪槽(1a)；變速彈簧(3)間隙配合套在傳動軸(1)上，一端相對傳動軸(1)固定設(shè)置，另一端靠圓環(huán)體軸向外錐盤(6)，圓環(huán)體軸向內(nèi)錐盤齒圈(7)的內(nèi)錐面與圓環(huán)體軸向外錐盤(6)的外錐面在變速彈簧(3)作用下貼合；所述傳動齒輪(9)和圓環(huán)體軸向外錐盤(6)分別設(shè)置端面凸輪并通過端面凸輪互相嚙合傳動。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙凸輪自適應(yīng)自動離合器，其特征在于所述變 速彈簧(3)為蝶簧組。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的雙凸輪自適應(yīng)自動離合器，其特征在于所述變 速彈簧(3 )設(shè)置在圓環(huán)體軸向外錐盤(6 )的左側(cè)；所述凸輪槽(la )的展開 方向由左向右與傳動軸(1)動力輸出旋轉(zhuǎn)方向相反，傳動齒輪(9)和圓環(huán)體 軸向外錐盤(6)的端面凸輪嚙合線展開方向由左向右與傳動軸(1)動力輸出 旋轉(zhuǎn)方向相同。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的雙凸輪自適應(yīng)自動離合器，其特征在于所述變速彈簧(3)與圓環(huán)體軸向外錐盤(6)之間設(shè)置第一平面軸承(4)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的雙凸輪自適應(yīng)自動離合器，其特征在于所述傳 動軸(1)上設(shè)置環(huán)形凸臺，變速彈簧(3) —端通過預(yù)應(yīng)力調(diào)整圈(2)緊靠環(huán) 形凸臺，另一端通過第一平面軸承(4)緊靠圓環(huán)體軸向外錐盤(6)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的雙凸輪自適應(yīng)自動離合器，其特征在于所述凸 輪槽(la)為三個在凸輪軸(1)的圓周上均布，橫截面均為矩形。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種雙凸輪自適應(yīng)自動離合器，包括傳動軸和設(shè)置在傳動軸上的錐盤離合雙凸輪自適應(yīng)變速總成，本發(fā)明不但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；而且倒車不需手動切斷傳動鏈，倒車操作與普通車輛相同，操作簡單，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，利于車輛和機械動力設(shè)備高效節(jié)能，本發(fā)明體積小、重量輕、結(jié)構(gòu)簡單、適合于輪轂處安裝，適合電動自行車體積小輕便的特點。
文檔編號F16D45/00GK101526114SQ200910103510
公開日2009年9月9日 申請日期2009年3月31日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月31日
發(fā)明者林毓培, 薛榮生 申請人:西南大學