電控輔助觸發(fā)式變速器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種電控輔助觸發(fā)式變速器，可應(yīng)用在摩托車、電動車或車床上，用于實現(xiàn)力的傳遞。結(jié)構(gòu)包括在殼體上設(shè)置的動力輸入軸、動力輸出軸和中間軸，通過在動力輸入軸與中間軸之間設(shè)置兩個不同速比的傳動齒輪組，并通過設(shè)置單向傳動結(jié)構(gòu)、摩擦環(huán)和動凸輪，并輔以電磁鐵來推動動凸輪與摩擦環(huán)進行端面接觸，而實現(xiàn)動力以不同傳動模式來進行傳動，結(jié)構(gòu)簡單，傳動模式可控性好。
【專利說明】
電控輔助觸發(fā)式變速器
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于機械動力傳動領(lǐng)域，特別是涉及一種用于傳遞動力的電控輔助觸發(fā)式變速器。【背景技術(shù)】
[0002]實用新型專利(CN 202659757U)中公開了一種傳動軸用扭矩限制器，包括外錐套、 內(nèi)錐套、推力球軸承、套筒、彈性體、壓蓋，外錐套和內(nèi)錐套以一定的錐度配合，套筒和壓蓋之間裝有彈性體，外錐套、套筒、彈性體、壓蓋通過螺栓連接在一塊。本發(fā)明通過調(diào)節(jié)螺栓施加的軸向力的大小來調(diào)節(jié)扭矩限制器的打滑扭矩，通過彈性體來補償摩擦面的磨損變形， 由于摩擦面采用錐面結(jié)構(gòu)，因此整個結(jié)構(gòu)具有較小的回轉(zhuǎn)直徑條件下能實現(xiàn)較大打滑扭矩的特征。
[0003]這種扭矩限制器僅能調(diào)節(jié)扭矩限制器的打滑扭矩，并不能實現(xiàn)在扭矩傳遞過程中的換檔功能，且結(jié)構(gòu)相對較為復(fù)雜。由于是機械式傳動結(jié)構(gòu)，在動力傳遞過程中有時會因機械式的傳動結(jié)構(gòu)發(fā)生卡滯而易使換擋不順暢。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為克服上述缺陷，本發(fā)明需要解決的技術(shù)問題:提供一種電控輔助觸發(fā)式變速器， 該變速器結(jié)構(gòu)簡單，工作可靠性高。
[0005]為解決所述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案:一種電控輔助觸發(fā)式變速器，包括殼體，設(shè)置在殼體內(nèi)的動力輸入軸、動力輸出軸和中間軸，動力輸入軸、動力輸出軸和中間軸三者平行設(shè)置，在動力輸入軸上周向固定地套接有一級低速主齒輪，中間軸上套接有與一級低速主齒輪嚙合的一級低速被齒輪，中間軸上周向固定地套接有二級主齒輪，動力輸出軸上周向固定地套接有二級被齒輪，二級主齒輪與二級被齒輪嚙合，其特征在于，一級低速被齒輪與中間軸兩者之間設(shè)有單向傳動結(jié)構(gòu);在動力輸入軸上周向轉(zhuǎn)動地套接一級高速主齒輪，中間軸上周向固定地套接有與一級高速主齒輪嚙合的一級高速被齒輪;在動力輸入軸上間隙地套接有摩擦環(huán)和動凸輪，動凸輪與動力輸入軸傳動聯(lián)接，摩擦環(huán)和動凸輪相向的端面上設(shè)有摩擦結(jié)構(gòu)，摩擦環(huán)與一級高速主齒輪傳動聯(lián)接;動凸輪的外側(cè)設(shè)有電磁鐵，通電后的電磁鐵用于推動動凸輪向摩擦環(huán)方向運動，而使得動力自動力輸入軸傳遞到一級高速主齒輪上。
[0006]電磁鐵通電后產(chǎn)生磁場，而使動凸輪產(chǎn)生軸向方向上的運動，實現(xiàn)動凸輪與摩擦環(huán)上的摩擦結(jié)構(gòu)壓接在一起而傳動。動凸輪本身可以為永磁體?？梢允请姶盆F持續(xù)工作，也可以是電磁鐵僅是推動動凸輪軸向運動后，動凸輪與動力輸入軸之間帶有自鎖功能。在實現(xiàn)低速傳動時，動凸輪與摩擦環(huán)之間處于分開狀態(tài)，一級低速主、被齒輪之間實現(xiàn)動力的傳遞。在實現(xiàn)高速傳動時，動凸輪與摩擦環(huán)兩者上的摩擦結(jié)構(gòu)處于壓接傳動狀態(tài)，動力的傳遞經(jīng)由動凸輪與摩擦環(huán)。
[0007]—級低速被齒輪的直徑要小于一級高速被齒輪的直徑，它們分別與中間軸上的相應(yīng)齒輪相嚙合，而使得它們在進行動力傳遞時使得中間軸產(chǎn)生的轉(zhuǎn)動速度不同。一級低速被齒輪傳動時，中間軸的轉(zhuǎn)速小，一級高速被齒輪傳動時，中間軸的轉(zhuǎn)速大。
[0008]所述的單向傳動結(jié)構(gòu)可以是超越離合器、棘齒棘輪結(jié)構(gòu)或單向軸承，一級低速被齒輪正向轉(zhuǎn)動時，一級低速被齒輪上的動力會傳遞到中間軸上;而在離合式結(jié)構(gòu)參與動力傳遞時，由于它們之間采用了高速傳動方式，此時的一級低速被齒輪相當(dāng)于在中間軸上反向轉(zhuǎn)動，而僅是產(chǎn)生空轉(zhuǎn)。
[0009]在動力輸入軸上套接有靜凸輪，靜凸輪相對于動力輸入軸周向固定，動凸輪相對于動力輸入軸周向轉(zhuǎn)動;在靜凸輪和動凸輪相向的端面上分別設(shè)有插接在一起的插片和插口，插片和插口均沿各自凸輪的周向延伸成弧形，在插片和插口上分別設(shè)有走向一致的斜口，斜口呈螺旋設(shè)置，插片和插口上的斜口貼合在一起，用于在兩個凸輪之間實現(xiàn)周向傳動過程中，使兩個凸輪之間的軸向位置發(fā)生改變，且在兩凸輪軸向位置變化過程中，動凸輪所受到的傳動扭矩發(fā)生相適應(yīng)的改變。在實現(xiàn)高速傳動時，由于電磁鐵會推動動凸輪與摩擦環(huán)相壓接，在摩擦環(huán)的阻力作用下，動凸輪相對于靜凸輪周向轉(zhuǎn)動滯后，由于斜口的設(shè)置， 加之電磁鐵的推動，而促使動凸輪向著摩擦環(huán)方向運動，使得動凸輪與摩擦環(huán)兩者之間的摩擦結(jié)構(gòu)進一步的壓緊，而實現(xiàn)動力在動凸輪與摩擦環(huán)之間的傳遞。
[0010]在插口上于斜口的最高點位置處設(shè)有擋口，該擋口用于對插片的側(cè)部進行阻擋。 通過設(shè)置擋口用于限定動凸輪相對于靜凸輪的偏轉(zhuǎn)角度，且在動凸輪相對于靜凸輪發(fā)生最大的偏轉(zhuǎn)角度，動凸輪和靜凸輪之間的轉(zhuǎn)速一致，實現(xiàn)動力的高速傳遞。在高速傳動穩(wěn)定后，不需要電磁鐵的通電，能夠有效節(jié)省能耗。
[0011]插口的底部設(shè)有用于容納插片外端部的凹口。凹口可以供插片的外端部的插接， 插片的尺寸可以有足夠大，使得在插口與插片之間制成相對較長的斜口，便于動凸輪與靜凸輪之間的傳動穩(wěn)定過渡。
[0012]在動力輸入軸上套接有彈簧，彈簧作用在動凸輪上而促使動凸輪具有向著靜凸輪方向運動的趨勢。動凸輪上于彈簧的位置處設(shè)置有凹腔，彈簧設(shè)置在凹腔中。動力輸入軸上設(shè)有擋片，彈簧的兩端分別作用在擋片和動凸輪上。通過設(shè)置該彈簧可方便在實現(xiàn)由高速傳動向低速傳動的切換。
[0013]在動力輸入軸的外周面上一體成型有外向凸環(huán)，一級高速主齒輪和一級低速主齒輪分列在外向凸環(huán)的相對兩側(cè)，外向凸環(huán)用于對一級高速主齒輪進行軸向定位。外向凸環(huán)的設(shè)置，便于對一級高速主齒輪在動力輸入軸上進行軸向定位，以免一級高速主齒輪與一級低速主齒輪之間產(chǎn)生干涉。
[0014]摩擦環(huán)朝向一級高速主齒輪的端面上形成有若干插齒，插齒分別插接在一級高速主齒輪端面上所形成的接口中。通過插齒與接口的插接配合，一方面便于動力的傳遞，另一方面也便于對一級高速主齒輪和摩擦環(huán)進行加工。
[0015]電磁鐵的結(jié)構(gòu)包括線圈和間隙地套接在動力輸入軸上的鐵芯，在線圈的外周包裹有環(huán)形的鐵圈，鐵芯用于推動動凸輪動作。線圈通電后產(chǎn)生磁場，在鐵圈閉環(huán)積聚的作用下，會使鐵芯能夠產(chǎn)生較為強大的推力。
[0016]在鐵芯朝向動凸輪的一側(cè)設(shè)有推動套，推動套間隙地套接在動力輸入軸上。通過推動套的設(shè)置，而把鐵芯在線圈通電所產(chǎn)生的磁推力傳導(dǎo)出，便于電磁鐵的設(shè)置和裝配。
[0017]動凸輪的縱截面呈“凸”字形，推動套朝向動凸輪的一端上一體成型有法蘭盤，推動套間隙地套接在動凸輪的小頭端側(cè)的外周;在鐵芯朝向推動套一端的內(nèi)口部設(shè)有供推動套端部插接的聯(lián)接口。這種設(shè)計使得電磁鐵與動凸輪之間的結(jié)構(gòu)緊湊性好，便于推動套對動凸輪的軸向運動進行推動。
[0018]因此，本發(fā)明的有益效果:本變速器中設(shè)置有電磁鐵，用于對動凸輪的動作進行電控輔助，在本變速器裝配在一些機械設(shè)備中后，可通過設(shè)置一些感應(yīng)裝置對機械設(shè)備的工況進行感知，而使得本變速器能夠更好地適應(yīng)機械設(shè)備的工況需要，能夠很好地滿足實際的工作需求。通過動凸輪和摩擦環(huán)之間的傳動配合，而實現(xiàn)動力傳遞的離合，結(jié)構(gòu)簡單，在高速與低速動力傳遞線路之間進行切換時，能夠自然過渡，顯得平順?！靖綀D說明】
[0019]圖1是本變速器的縱向剖視圖。
[0020]圖2是電磁鐵與一級高速主齒輪之間結(jié)構(gòu)的放大結(jié)構(gòu)圖。[0021 ]圖3是動凸輪與靜凸輪的配合放大結(jié)構(gòu)圖?！揪唧w實施方式】
[0022]見圖中，本電控輔助觸發(fā)式變速器的結(jié)構(gòu)包括殼體2,在殼體2內(nèi)轉(zhuǎn)動地設(shè)有動力輸入軸9、動力輸出軸1和中間軸3，動力輸入軸9、動力輸出軸1和中間軸3三者平行設(shè)置。
[0023]動力輸入軸9上周向固定地套接有一級低速主齒輪10,中間軸3上套接有與一級低速主齒輪10嚙合的一級低速被齒輪12。中間軸3上周向固定地套接有二級主齒輪4,動力輸出軸1上周向固定地套接有二級被齒輪13,二級主齒輪4與二級被齒輪13嚙合。在實現(xiàn)低速傳動時，動力自動力輸入軸9通過一級低速主齒輪10、一級低速被齒輪12、二級主齒輪4、二級被齒輪13而被動力輸出軸1向外傳遞。[〇〇24] 一級低速主齒輪10的直徑要小于一級高速主齒輪8的直徑，一級低速被齒輪12的直徑要大于一級高速被齒輪的直徑，從而會帶來傳動速比上的變化，使得單向傳動結(jié)構(gòu)11 有選擇性地動作。
[0025]在動力輸入軸9上周向轉(zhuǎn)動地套接一級高速主齒輪8,中間軸3上周向固定地套接有與一級高速主齒輪8嚙合的一級高速被齒輪23。在動力輸入軸9上間隙地套接有摩擦環(huán)7 和動凸輪6,動凸輪6與動力輸入軸9傳動聯(lián)接，摩擦環(huán)7與一級高速主齒輪8傳動聯(lián)接。摩擦環(huán)7和動凸輪6相向的端面上設(shè)有由摩擦材料制成的摩擦結(jié)構(gòu)，該摩擦結(jié)構(gòu)相當(dāng)于摩擦片。 在動凸輪6的外側(cè)設(shè)有電磁鐵5，通電后的電磁鐵5推動動凸輪6向摩擦環(huán)7方向運動，而使得動力自動力輸入軸9傳遞到一級高速主齒輪8上。前述這些部件是用于實現(xiàn)動力的高速傳遞，為防止在高速傳動時，低速傳動部件產(chǎn)生運動干涉，一級低速被齒輪12與中間軸3兩者之間設(shè)有單向傳動結(jié)構(gòu)11。[〇〇26]在動力輸入軸9上套接有靜凸輪14,靜凸輪14相對于動力輸入軸9周向固定，動凸輪6相對于動力輸入軸9周向轉(zhuǎn)動。在靜凸輪14和動凸輪6相向的端面上分別設(shè)有插接在一起的插片18和插口 20，則實現(xiàn)了動凸輪6與動力輸入軸9之間的傳動聯(lián)接。插片18和插口 20 均沿各自凸輪的周向延伸成弧形，在插片18和插口 20上分別設(shè)有走向一致的斜口 17，斜口 17呈螺旋設(shè)置，插片18和插口 20上的斜口 17貼合在一起。在兩個凸輪之間實現(xiàn)周向傳動過程中，兩個凸輪之間的軸向位置發(fā)生改變，且在兩凸輪相對軸向位置變化過程中，動凸輪6所受到的傳動扭矩發(fā)生相適應(yīng)的改變。為使斜口 17具有足夠的長度，且為了使動力傳遞路線切換時的平順性，插口 20的底部設(shè)有用于容納插片18外端部的凹口 19。[〇〇27]在插口 20上于斜口 17的最高點位置處設(shè)有擋口 21，當(dāng)靜凸輪14促使動凸輪6運動到最大位置處時，該擋口 21對插片18的側(cè)部進行阻擋，靜凸輪14上來自于動力輸入軸9上的動力全部傳遞給動凸輪6。[〇〇28]為便于動力自高速傳遞模式切換到低速傳模式，在動力輸入軸9上套接有彈簧15。 動凸輪6朝向摩擦環(huán)7的端面上設(shè)有凹腔，在動力輸入軸9上軸向固定地設(shè)置有擋片16,彈簧 15位于凹腔位置處，且彈簧15的兩端分別作用在擋片16和動凸輪6上，彈簧15會促使動凸輪 6具有向著靜凸輪14方向運動的趨勢。
[0029]在動力輸入軸9的外周面上一體成型有外向凸環(huán)22, 一級高速主齒輪8和一級低速主齒輪10分列在外向凸環(huán)22的相對兩側(cè)，外向凸環(huán)22用于對一級高速主齒輪8進行軸向定位。
[0030]摩擦環(huán)7是與一級高速主齒輪8傳動聯(lián)接的，具體結(jié)構(gòu)是，摩擦環(huán)7朝向一級高速主齒輪8的端面上形成有若干插齒，插齒分別插接在一級高速主齒輪8端面上所形成的接口中。
[0031]電磁鐵5的結(jié)構(gòu)包括線圈52和間隙地套接在動力輸入軸9上的鐵芯53,在線圈52的外周包裹有環(huán)形的鐵圈51，鐵芯53用于推動動凸輪6動作。在鐵芯53朝向動凸輪6的一側(cè)設(shè)有推動套54,推動套54間隙地套接在動力輸入軸9上。動凸輪6的縱截面呈“凸”字形，推動套 54朝向動凸輪6的一端上一體成型有法蘭盤55,推動套54間隙地套接在動凸輪6的小頭端側(cè)的外周;在鐵芯53朝向推動套54—端的內(nèi)口部設(shè)有供推動套54端部插接的聯(lián)接口。
[0032]本變速器中的電磁鐵5的通電與否，可以是由手動開關(guān)來進行的，也可以是通過設(shè)置感應(yīng)裝置的方式來自動根據(jù)機械設(shè)備的工況而改變電磁鐵5的通電情況，或者是手動開關(guān)與感應(yīng)裝置同時設(shè)置。感應(yīng)裝置一般是集成在控制器中，可以通過感應(yīng)電流大小、工作速度等參數(shù)來確定電磁鐵5是否需要啟動。
[0033]當(dāng)本變速器啟動時，動力自一級低速主齒輪10傳遞到一級低速被齒輪12,此時的中間軸3相對于一級低速被齒輪12的轉(zhuǎn)速滯后，單向傳動機構(gòu)起作用，動力能夠自一級低速被齒輪12傳遞到中間軸3上，進而動力以低速傳遞至動力輸出軸1上，而動凸輪6和摩擦環(huán)7 分開，一級高速主齒輪8、摩擦環(huán)7不轉(zhuǎn)動。在中間軸3的轉(zhuǎn)速達到設(shè)定值時，控制器啟動電磁鐵5工作，電磁鐵5通過推動套54推動動凸輪6向摩擦環(huán)7方向運動，動凸輪6和摩擦環(huán)7兩者上的摩擦結(jié)構(gòu)開始壓按接起作用，而靜凸輪14跟隨動力輸入軸9同速轉(zhuǎn)動，動凸輪6在與摩擦環(huán)7相接觸的瞬間，動凸輪6具有與靜凸輪14相對滯后的轉(zhuǎn)動，在動凸輪6與靜凸輪14上所設(shè)斜口 17的作用下，動凸輪6相對于靜凸輪14軸向運動而逐漸使動凸輪6與摩擦環(huán)7上的摩擦結(jié)構(gòu)壓緊在一起，完成動力的穩(wěn)定傳遞。在動力穩(wěn)定傳遞后，由于外界的阻力作用，亦或是由于上述支撐面的作用，動凸輪6和靜凸輪14兩者的相對周向位置能夠很穩(wěn)定地保持一起。由于一級高速主齒輪8與一級高速被齒輪23之間的速比要大于一級低速主齒輪10與一級低速被齒輪12之間的速比，一級高速被齒輪23會促使中間軸3高速轉(zhuǎn)動，一級低速被齒輪 12相對于中間軸3反向轉(zhuǎn)動，單向傳動結(jié)構(gòu)11不參與到動力的傳遞。
[0034]在外界阻力大時，或者人為減速時，中間軸3的轉(zhuǎn)速會降低，在中間軸3的轉(zhuǎn)速降低到一級低速被齒輪12的轉(zhuǎn)速甚至更低時，一級低速主齒輪10接管動力傳遞，一級高速主齒輪8受到外界的阻力消失，動凸輪6與靜凸輪14之間的轉(zhuǎn)速趨于一致，在彈簧15的作用下，動凸輪6適應(yīng)斜口 17的走向而反向偏轉(zhuǎn)差向著靜凸輪14的方向軸向運動，動凸輪6與摩擦環(huán)7 脫開，從而完成低轉(zhuǎn)速傳動模式的切換，實現(xiàn)低轉(zhuǎn)速大扭矩的傳動。
[0035]在外界阻力變小到一定程度，會體現(xiàn)在機械設(shè)備的工作速度或輸出電流上，控制器通過感知到某一目標參數(shù)的變化后，再次啟動電磁鐵5工作，而實現(xiàn)高轉(zhuǎn)速低扭矩的傳動。
【主權(quán)項】
1.一種電控輔助觸發(fā)式變速器，包括殼體，設(shè)置在殼體內(nèi)的動力輸入軸、動力輸出軸和 中間軸，動力輸入軸、動力輸出軸和中間軸三者平行設(shè)置，在動力輸入軸上周向固定地套接 有一級低速主齒輪，中間軸上套接有與一級低速主齒輪嚙合的一級低速被齒輪，中間軸上 周向固定地套接有二級主齒輪，動力輸出軸上周向固定地套接有二級被齒輪，二級主齒輪 與二級被齒輪嚙合，其特征在于，一級低速被齒輪與中間軸兩者之間設(shè)有單向傳動結(jié)構(gòu);在 動力輸入軸上周向轉(zhuǎn)動地套接一級高速主齒輪，中間軸上周向固定地套接有與一級高速主 齒輪嚙合的一級高速被齒輪;在動力輸入軸上間隙地套接有摩擦環(huán)和動凸輪，動凸輪與動 力輸入軸傳動聯(lián)接，摩擦環(huán)和動凸輪相向的端面上設(shè)有摩擦結(jié)構(gòu)，摩擦環(huán)與一級高速主齒 輪傳動聯(lián)接;動凸輪的外側(cè)設(shè)有電磁鐵，通電后的電磁鐵用于推動動凸輪向摩擦環(huán)方向運 動，而使得動力自動力輸入軸傳遞到一級高速主齒輪上。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電控輔助觸發(fā)式變速器，其特征在于，在動力輸入軸上套接有 靜凸輪，靜凸輪相對于動力輸入軸周向固定，動凸輪相對于動力輸入軸周向轉(zhuǎn)動;在靜凸輪 和動凸輪相向的端面上分別設(shè)有插接在一起的插片和插口，插片和插口均沿各自凸輪的周 向延伸成弧形，在插片和插口上分別設(shè)有走向一致的斜口，斜口呈螺旋設(shè)置，插片和插口上 的斜口貼合在一起，用于在兩個凸輪之間實現(xiàn)周向傳動過程中，使兩個凸輪之間的軸向位 置發(fā)生改變，且在兩凸輪軸向位置變化過程中，動凸輪所受到的傳動扭矩發(fā)生相適應(yīng)的改 變。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電控輔助觸發(fā)式變速器，其特征在于，在插口上于斜口的最高 點位置處設(shè)有擋口，該擋口用于對插片的側(cè)部進行阻擋。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電控輔助觸發(fā)式變速器，其特征在于，插口的底部設(shè)有用于容 納插片外端部的凹口。5.根據(jù)權(quán)利要求2、3或4所述的電控輔助觸發(fā)式變速器，其特征在于，在動力輸入軸上 套接有彈簧，彈簧作用在動凸輪上而促使動凸輪具有向著靜凸輪方向運動的趨勢。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電控輔助觸發(fā)式變速器，其特征在于，在動力輸入軸的外周面 上一體成型有外向凸環(huán)，一級高速主齒輪和一級低速主齒輪分列在外向凸環(huán)的相對兩側(cè)， 外向凸環(huán)用于對一級高速主齒輪進行軸向定位。7.根據(jù)權(quán)利要求1至4任一所述的電控輔助觸發(fā)式變速器，其特征在于，摩擦環(huán)朝向一 級高速主齒輪的端面上形成有若干插齒，插齒分別插接在一級高速主齒輪端面上所形成的 接口中。8.根據(jù)權(quán)利要求1至4任一所述的電控輔助觸發(fā)式變速器，其特征在于，電磁鐵的結(jié)構(gòu) 包括線圈和間隙地套接在動力輸入軸上的鐵芯，在線圈的外周包裹有環(huán)形的鐵圈，鐵芯用 于推動動凸輪動作。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的電控輔助觸發(fā)式變速器，其特征在于，在鐵芯朝向動凸輪的一 側(cè)設(shè)有推動套，推動套間隙地套接在動力輸入軸上。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的電控輔助觸發(fā)式變速器，其特征在于，動凸輪的縱截面呈 “凸”字形，推動套朝向動凸輪的一端上一體成型有法蘭盤，推動套間隙地套接在動凸輪的 小頭端側(cè)的外周;在鐵芯朝向推動套一端的內(nèi)口部設(shè)有供推動套端部插接的聯(lián)接口。
【文檔編號】F16H61/28GK105972164SQ201610530443
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2016年7月7日
【發(fā)明人】梁振營
【申請人】立馬車業(yè)集團有限公司