專利名稱：電動錐盤離合凸輪自適應(yīng)自動變速輪轂的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電動車輪轂，特別涉及一種電動錐盤離合凸輪自適應(yīng)自動 變速輪轂。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)中，電動汽車、電動摩托車、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電流控制速度，或采用手控機(jī)械自動變速機(jī)構(gòu)方式實(shí)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(jī)運(yùn)行不穩(wěn)定，出現(xiàn)堵轉(zhuǎn)現(xiàn)象。
電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(yàn)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(fù)載時、由于行駛阻力增加， 迫使電機(jī)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(jī)堵轉(zhuǎn)、 發(fā)熱、甚至停止轉(zhuǎn)動。2.由于沒有機(jī)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(fù)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(jī)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(jī)處于非穩(wěn)態(tài)工況下運(yùn)轉(zhuǎn)，必然造成電機(jī)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)了一系列的自動變速器，但是由于結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成 本高，存在無法實(shí)際應(yīng)用的問題。
因此，需要一種自動變速輪轂，結(jié)構(gòu)簡單、體積小、重量輕，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(jìn)行換擋變速，解決電動機(jī)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，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電動錐盤離合凸輪自適應(yīng)自動變速輪 轂，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(jī)輸出功率與車輛行駛狀況始終處于最佳匹配狀態(tài)，實(shí)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(jìn)行換擋變速，能滿足山區(qū)、丘陵和重負(fù)荷條件下使用，車速變化穩(wěn)緩； 同時，本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單、體積小、重量輕、結(jié)構(gòu)緊湊、制造成本低，適合于輪 轂處安裝。
本發(fā)明的電動錐盤離合凸輪自適應(yīng)自動變速輪轂，包括左輪轂架、右輪轂 架、箱體、電機(jī)、傳動軸、車輪和制動器，所述左輪轂架和右輪轂架與箱體相 對固定連接，電機(jī)位于箱體內(nèi)設(shè)置在傳動軸外圓周，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，行駛時與車輪在圓周方向固定配合，左輪 轂架和右輪轂架分列車輪左右兩側(cè)，還包括慢擋傳動軸、設(shè)置在慢擋傳動軸上 的慢擋傳動機(jī)構(gòu)和設(shè)置在傳動軸上的錐盤離合凸輪自適應(yīng)變速總成，所述慢擋 傳動軸設(shè)置于箱體內(nèi)與箱體轉(zhuǎn)動配合并與傳動軸平行；
a. 慢擋傳動機(jī)構(gòu)包括并列套在慢擋傳動軸上并與其在圓周方向固定配合 的慢擋齒輪和慢擋超越離合器，所述慢擋超越離合器設(shè)置慢擋齒圈，慢擋齒輪 和慢擋超越離合器在圓周方向固定配合；
b. 錐盤離合凸輪自適應(yīng)變速總成包括傳動軸、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；
所述圓環(huán)體軸向內(nèi)錐盤齒圈與慢擋齒輪嚙合，內(nèi)圓為軸向錐面，圓環(huán)體軸 向內(nèi)錐盤齒圈與電機(jī)轉(zhuǎn)子在圓周方向固定配合；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S走展開的凸4侖槽，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，另一端緊靠圓環(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緊密貼合；所述傳 動齒輪與慢擋齒圈嚙合，端部與圓環(huán)體軸向外錐盤的端部喑合。
進(jìn)一步，還包括冷卻水箱，所述箱體由左變速箱體和右變速箱體固定連接 組成；所述冷卻水箱包括外冷卻水箱和內(nèi)冷卻水箱，所述外冷卻水箱設(shè)置于電 機(jī)外圓周，構(gòu)成左變速箱體周向外殼，內(nèi)冷卻水箱設(shè)置在電機(jī)定子與傳動軸之 間的空腔內(nèi)；所述外冷卻水箱和內(nèi)冷卻水箱之間通過至少一條管道連通；
進(jìn)一步，還包括倒車離合機(jī)構(gòu)，所述傳動軸通過倒車離合機(jī)構(gòu)與車輪固定 配合，所述倒車離合機(jī)構(gòu)包括倒車離合頂桿、回位彈簧、離合塊、嚙合塊和短 軸；所述短軸與傳動軸軸線重合，短軸軸向中空，傳動軸端部設(shè)置徑向通槽， 離合塊嵌入傳動軸端部的徑向通槽，倒車離合頂桿穿過短軸軸向中空部位與離 合塊軸向固定連接；回位彈簧一端與傳動軸固定連接，另一端緊靠離合塊；所 述嚙合圈套在短軸上，外圓通過傳動架與車輪在圓周方向固定配合；所述離合 塊與嚙合圏在回位彈簧的作用下軸向嚙合；
進(jìn)一步，所迷慢擋超越離合器為楔塊式超越離合器，包括楔塊、楔塊彈簧、 楔塊左擋板和楔塊右擋板；所述慢擋齒圈軸向延伸部分做為楔塊式超越離合器 的內(nèi)圈，所述楔塊通過楔塊軸設(shè)置在楔塊左擋板和楔塊右擋板之間，楔塊在楔 塊彈簧的作用下使楔塊式超越離合器的內(nèi)圈和外圈嚙合；所述楔塊的楔塊彈簧 依次作用于相鄰楔塊；
進(jìn)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)，位于內(nèi)冷卻水箱 與傳動軸之間的空腔內(nèi)；所述凸輪槽的展開方向由左向右看與傳動軸旋轉(zhuǎn)方向 相反；
進(jìn)一步，所述變速彈簧為蝶簧組，所述變速彈簧與圓環(huán)體軸向外錐盤之間 設(shè)置有預(yù)應(yīng)力調(diào)整圈；所述凸輪銷通過與其間隙配合的凸輪銷套插入凸輪槽；進(jìn)一步，所述電機(jī)轉(zhuǎn)子通過電機(jī)左端迂回與圓環(huán)體軸向內(nèi)錐盤齒圏的外圓 周在圓周方向固定配合；
進(jìn)一步，所述電機(jī)位于左變速箱體內(nèi)，左變速箱體內(nèi)軸向設(shè)置有電機(jī)定子
固定座，電機(jī)定子套在電機(jī)定子固定座外圓周與其固定配合；所述右輪轂架通過
制動器與箱體固定連接；
進(jìn)一步，所述離合塊通過與其固定連接的離合齒圈與嚙合圈軸向嚙合；離 合齒圏與嚙合圈通過端面花鍵進(jìn)行嚙合；
進(jìn)一步，所述傳動軸左右兩端外圓分別通過第一徑向滾動軸承和第四徑向 滾動軸承與左變速箱體的左端面和右變速箱體的右端面配合；慢擋傳動軸左右 兩端與右變速箱體的左右兩端面之間分別通過第六徑向滾動軸承和第七徑向滾 動軸承配合；制動器支架內(nèi)圓與短軸右端通過第五徑向滾動軸承配合；圓環(huán)體 軸向內(nèi)錐盤齒圈外圓周與左變速箱體的右端面之間設(shè)置第三徑向滾動軸承；電 ;k轉(zhuǎn)子迂回部分與傳動軸之間設(shè)置第二徑向滾動軸承；傳動齒輪左端與圓環(huán)體 軸向內(nèi)錐盤齒圈設(shè)置第一平面軸承，右端與第四徑向滾動軸承之間設(shè)置第二平 面軸承。
本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明的電動錐盤離合凸輪自適應(yīng)自動變速輪轂?zāi)?才艮據(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(jī)輸出功率 與車輛行駛狀況始終處于最佳匹配狀態(tài)，實(shí)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(jìn)行換擋
變速，不但有利于車輛和機(jī)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(jì)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(jìn)行換擋變速，可以滿足山區(qū)、丘陵和
重負(fù)荷條件下使用，使電機(jī)負(fù)荷變化平緩，機(jī)動車輛運(yùn)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(diǎn)，適合于輪轂處安裝，更符合于電動自行車體積小輕便的特 占
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下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)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為慢擋超越離合器結(jié)構(gòu)示意圖3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4為嚙合圏與傳動架嚙合徑向剖一見圖5為離合圏與嚙合圈嚙合的徑向剖視圖6為離合塊安裝徑向剖視圖7為圓環(huán)體軸向內(nèi)錐盤齒圈結(jié)構(gòu)剖視圖8為圓環(huán)體軸向外錐盤結(jié)構(gòu)剖^L圖9為傳動軸上設(shè)置凸輪槽結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式
圖1為本發(fā)明的軸向剖面結(jié)構(gòu)示意圖，如圖所示本實(shí)施例的電機(jī)工作時 由左向右看逆時針旋轉(zhuǎn)，電機(jī)為外轉(zhuǎn)子電機(jī)。
本發(fā)明的電動錐盤離合凸輪自適應(yīng)自動變速輪轂，包括左輪轂架7、右輪轂 架18、箱體4、電機(jī)、傳動軸l、車輪14和制動器20,箱體4由左變速箱體41 和右變速箱體42固定連接組成；左輪轂架7與左變速箱體41固定連接，右輪 轂架18通過制動器20與右變速箱體42固定連接；電機(jī)位于箱體4內(nèi)設(shè)置在傳 動軸l外圓周，箱體4內(nèi)縱向設(shè)置有電機(jī)定子固定座32,電機(jī)定子8套在電機(jī) 定子固定座32外圓周與其固定配合；還包括冷卻水箱，所述冷卻水箱包括外冷 卻水箱IO和內(nèi)冷卻水箱30,所述外冷卻水箱IO設(shè)置于電機(jī)外圓周，構(gòu)成左變 速箱體41的周向外殼，內(nèi)冷卻水箱30設(shè)置在電機(jī)定子8與傳動軸1之間的空 腔內(nèi)；所述外冷卻水箱IO和內(nèi)冷卻水箱30之間通過一條管道連通；
傳動軸1左右兩端外圓分別通過第一徑向滾動軸承2和第四徑向滾動軸承23與左變速箱體41的左端面和右變速箱體42的右端面配合；傳動軸1的一部 分伸出箱體4,在向前行駛時與車輪14固定配合，左輪轂架7和右輪穀架18分 列車輪14左右兩側(cè)，還包括慢擋傳動軸12、設(shè)置在慢擋傳動軸12上的慢擋傳 動機(jī)構(gòu)和設(shè)置在傳動軸1上的錐盤離合凸輪自適應(yīng)變速總成，慢擋傳動軸12左 右兩端與右變速箱體42的左右兩端面之間分別通過第六徑向滾動軸承11和第 七徑向滾動軸承19配合，慢擋傳動軸12與傳動軸1平行；
a. 慢擋傳動機(jī)構(gòu)包括并列套在慢擋傳動軸12上并與其在圓周方向固定配 合的慢擋齒輪13和慢擋超越離合器15,本實(shí)施例中，固定配合的方式采用花鍵 結(jié)構(gòu)；慢擋超越離合器15設(shè)置慢擋齒圈16,慢擋齒輪13和慢擋超越離合器15 在圓周方向采用螺釘連接的方式固定配合；慢擋超越離合器15為楔塊式超越離 合器，包括楔塊15c、楔塊彈簧15d、楔塊左擋板15b和楔塊右擋板15a;所述 慢擋齒圈16軸向延伸部分4故為楔塊式超越離合器15的內(nèi)圏，所述楔塊15c通 過楔塊軸設(shè)置在楔塊左擋板15b和楔塊右擋板15a之間，楔塊15c在楔塊彈簧 15d的作用下使楔塊式超越離合器15的內(nèi)圏和外圏嚙合。
b. 錐盤離合凸輪自適應(yīng)變速總成包括傳動軸1、圓環(huán)體軸向外錐盤29、圓 環(huán)體軸向內(nèi)錐盤齒圈27、變速彈簧5和間隙配合套在傳動軸1上的傳動齒輪25;
所述圓環(huán)體軸向內(nèi)錐盤齒圈27與慢擋齒輪13嚙合，內(nèi)圓為軸向錐面，電 機(jī)轉(zhuǎn)子9通過電機(jī)左端迂回與圓環(huán)體軸向內(nèi)錐盤齒圈27的外圓周通過花鍵結(jié)構(gòu) 在圓周方向固定配合，圓環(huán)體軸向內(nèi)錐盤齒圈27外圓周與左變速箱體41的右 端面之間徑向設(shè)置第三徑向滾動軸承28;電機(jī)轉(zhuǎn)子9迂回部分與傳動軸1之間 設(shè)置第二徑向滾動軸承3;圓環(huán)體軸向外錐盤29外圓周為軸向錐面，圓環(huán)體軸 向內(nèi)錐盤齒圈27以錐面互相配合的方式套在圓環(huán)體軸向外錐盤29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,圓環(huán)體軸向外錐盤29圓周上 加工有與凸輪槽la數(shù)量相同的銷孔29a，圓環(huán)體軸向外錐盤29間隙配合套在傳 動軸l上，凸輪銷31穿過銷孔29a插入凸輪槽la，所述凸輪銷31通過與其間 隙配合的凸輪銷套31a插入凸輪槽la，以減小凸輪銷31與凸輪槽la之間的摩擦力；變速彈簧5間隙配合套在傳動軸l上， 一端相對傳動軸1固定設(shè)置，另 一端緊靠圓環(huán)體軸向外錐盤29，圓環(huán)體軸向內(nèi)錐盤齒圏27的內(nèi)錐面與圓環(huán)體軸 向外錐盤29的外錐面在變速彈簧5作用下緊密貼合，變速彈簧5與圓環(huán)體軸向 外錐盤29之間設(shè)置有預(yù)應(yīng)力調(diào)整圈6;變速彈簧5設(shè)置在圓環(huán)體軸向外錐盤29 的左側(cè)，位于內(nèi)冷卻水箱30與傳動軸1之間的空腔內(nèi)，本實(shí)施例中變速彈簧5 為蝶簧組；凸輪槽la的展開方向由左向右看與傳動軸l旋轉(zhuǎn)方向相反，即順時 針方向。
傳動齒輪25與慢擋齒圈16嚙合，端部與圓環(huán)體軸向外錐盤29的端部嚙合， 傳動齒輪25左端與圓環(huán)體軸向內(nèi)錐盤齒圈27設(shè)置第一平面軸承26,右端與第 四徑向滾動軸承23之間設(shè)置第二平面軸承24;
還包括倒車離合機(jī)構(gòu)，正常行駛時，傳動軸1通過倒車離合機(jī)構(gòu)與車輪14 固定配合，倒車離合機(jī)構(gòu)包括倒車離合頂桿22、回位彈簧22c、離合塊22a、嚙 合塊22b和短軸22d;短軸22d與傳動軸1軸線重合，短軸22d軸向中空，傳動 軸l端部設(shè)置徑向通槽，離合塊22a嵌入傳動軸1端部的徑向通槽，倒車離合 頂桿22穿過短軸22d軸向中空部位與離合塊22a軸向固定連接；回位彈簧22c 一端與傳動軸1固定連接，另一端緊靠離合塊22a;嚙合圏22b套在短軸22d上， 外圓通過傳動架17與車輪14在圓周方向固定配合，嚙合圏22b與傳動架17之 間采用花鍵結(jié)構(gòu)嚙合；所述離合塊22a通過與其固定連接的離合齒圏33與嚙合 圈22b在回位彈簧22c的作用下軸向嚙合，離合齒圈33與嚙合圈22b通過端面 花鍵進(jìn)行嚙合；制動器20支架內(nèi)圓與短軸22b右端通過第五徑向滾動軸承21 配合。
以上實(shí)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(hù)范圍的限定；比 如，電機(jī)也不局限于外轉(zhuǎn)子電機(jī)，也可以是內(nèi)轉(zhuǎn)子電機(jī)，只是在連接方式上有 所調(diào)整，等等一些技術(shù)特征都可做相應(yīng)改變，而不影響本發(fā)發(fā)明目的的實(shí)現(xiàn)。 本實(shí)施例的快擋動力傳遞路線
電機(jī)轉(zhuǎn)子—圓環(huán)體軸向內(nèi)錐盤齒圈2 7 —圓環(huán)體軸向外錐盤2 9 —凸輪銷31 —傳動軸1—離合塊22a—離合齒圈33 —嚙合圏22b —傳動架17 —車輪14。 慢擋動力傳遞路線
電機(jī)轉(zhuǎn)子—圓環(huán)體軸向內(nèi)錐盤齒圏27 —慢擋齒輪13—慢擋傳動軸12 —慢擋 超越離合器15 —慢擋齒圏16—傳動齒輪25 —圓環(huán)體軸向外錐盤29 —凸輪銷31 —傳動軸1 —離合塊22a —離合齒圏33 —嚙合圈22b —傳動架17 —車輪14。
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)過下列路線傳動軸1 —凸輪銷31 —圓環(huán)體軸向外錐盤29 —壓縮變速彈簧5。
本變速器在運(yùn)行時，圓環(huán)體軸向內(nèi)錐盤齒圈27的內(nèi)錐面與圓環(huán)體軸向外錐 盤29的外錐面在變速彈簧5作用下緊密貼合，形成一個保持一定壓力的自動變 速機(jī)構(gòu)，并且可以通過增加預(yù)應(yīng)力調(diào)整圈6厚度來調(diào)整離合器嚙合所需壓力， 達(dá)到傳動目的，此時，電機(jī)轉(zhuǎn)子帶動圓環(huán)體軸向內(nèi)錐盤齒圈27、圓環(huán)體軸向外 錐盤29、凸輪銷31、傳動軸l、離合塊22a、離合齒圏33、嚙合團(tuán)22b、傳動 架17,使車輪14逆時針旋轉(zhuǎn)。此時慢擋超越離合器處于超越狀態(tài)。
機(jī)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31向壓縮變速彈簧5的方向運(yùn)動，帶動圓環(huán)體 軸向外錐盤29壓縮變速彈簧5;圓環(huán)體軸向外錐盤29和圓環(huán)體軸向內(nèi)錐盤齒圈 27分離，同步，慢擋超越離合器嚙合，傳動電機(jī)轉(zhuǎn)子帶動圓環(huán)體軸向內(nèi)錐盤齒 圈27、慢擋齒輪13、慢擋傳動軸12、慢擋超越離合器15、慢擋齒圏16、傳動 齒輪25、圓環(huán)體軸向外錐盤29、凸輪銷31、傳動軸l、離合塊22a、離合齒圈 33、嚙合圈22b、傳動架17,使車輪14以慢擋速度轉(zhuǎn)動；因此，自動實(shí)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5吸收運(yùn)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(dāng)分力減少到小于變速彈簧5所產(chǎn)生的變速 蝶簧自動變速機(jī)構(gòu)中壓力時，因被運(yùn)動阻力壓縮而產(chǎn)生變速彈簧5壓力迅速釋放推動下，完成圓環(huán)體軸向外錐盤29的外錐面和圓環(huán)體軸向內(nèi)錐盤齒圏27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)。
倒車過程中，通過外力使倒車離合頂桿22向回位彈簧22c方向移動，使離 合齒圈33與嚙合圈22b脫離嚙合，車輪14即可自由轉(zhuǎn)動；搡作簡單方便。
行駛過程中，隨著運(yùn)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(shí)現(xiàn)變擋，使整個機(jī)車運(yùn)行平穩(wěn)，安全低耗，而且傳遞路線簡單化， 提高傳動效率。
圖2為慢擋超越離合器結(jié)構(gòu)示意圖，如圖所示慢擋超越離合器15為楔塊 式超越離合器，包括楔塊15c、楔塊彈簧15d、楔塊左擋板15b和楔塊右擋板15a; 所述慢擋齒圏16軸向延伸部分做為楔塊式超越離合器15的內(nèi)圈，楔塊15c通 過楔塊軸設(shè)置在楔塊左擋板15b和楔塊右擋板15a之間，楔塊15c在楔塊彈簧 15d的作用下使楔塊式超越離合器15的內(nèi)圈和外圈嚙合；如圖，當(dāng)內(nèi)圏相對于 外圈逆時針轉(zhuǎn)動時，超越離合器嚙合，反之超越。
圖3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)錐盤齒圈27以錐面互相配合的方式套在圓環(huán)體軸向外錐盤 29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 29圓周上加工有與凸輪槽la數(shù)量相同的銷孔29a,圓環(huán)體軸向外錐盤29間隙 配合套在傳動軸1上，凸輪銷31穿過銷孔29a插入凸輪槽la圓環(huán)體軸向內(nèi)錐 盤齒圏27的內(nèi)錐面與圓環(huán)體軸向外錐盤29的外錐面緊密貼合。
圖4為嚙合圈與傳動架嚙合徑向剖視圖，圖5為離合圏與嚙合圈嚙合的徑 向剖視圖，圖6為離合塊安裝徑向剖視圖，如圖所示嚙合圏22b套在短軸22d 上，外圓通過傳動架17與車輪14在圓周方向固定配合，嚙合圏22b和傳動架 17之間采用花鍵結(jié)構(gòu)進(jìn)行嚙合；倒車離合頂桿22穿過短軸22d軸向中空部位。
傳動軸1端部設(shè)置徑向通槽，離合塊22a嵌入傳動軸1端部的徑向通槽， 倒車離合頂桿22與離合塊22a軸向固定連接；離合塊22a通過與其固定連接的 離合齒圏33與嚙合圈22b通過端面花鍵軸向嚙合。圖7為圓環(huán)體軸向內(nèi)錐盤齒圏結(jié)構(gòu)剖視圖，圖8為圓環(huán)體軸向外錐盤結(jié)構(gòu)
剖i見圖，如圖所示圓環(huán)體軸向內(nèi)錐盤齒圏27外圓周設(shè)置外齒圏，內(nèi)圓為軸向 錐面；圓環(huán)體軸向外錐盤29外圓周為軸向錐面，圓環(huán)體軸向外錐盤29圓周上 均布加工有銷孔29a。
圖9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(shí)施例中，由左向右看凸輪槽la按順時針展 開。
最后說明的是，以上實(shí)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(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解， 可以對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)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(dāng)中。
權(quán)利要求
1. 一種電動錐盤離合凸輪自適應(yīng)自動變速輪轂，包括左輪轂架(7)、右輪 轂架(18 )、箱體(4 )、電機(jī)、傳動軸(1 )、車輪(14 )和制動器(20 )，所述 左輪轂架(7 )和右輪轂架(18 )與箱體(4 )相對固定連接，電機(jī)位于箱體(4 ) 內(nèi)設(shè)置在傳動軸(1)外圓周，傳動軸(1)設(shè)置在箱體(4)內(nèi)與其轉(zhuǎn)動配合， 傳動軸(1 )的一部分伸出箱體(4 ),行駛時與車輪(14 )在圓周方向固定配合， 左輪轂架(7 )和右輪轂架(18 )分列車輪(14 )左右兩側(cè)，其特征在于還包 括慢擋傳動軸(12)、設(shè)置在慢擋傳動軸(12)上的慢擋傳動機(jī)構(gòu)和設(shè)置在傳動 軸(1)上的錐盤離合凸輪自適應(yīng)變速總成，所述慢擋傳動軸(12)設(shè)置于箱 體(4)內(nèi)與箱體(4)轉(zhuǎn)動配合并與傳動軸(1)平行；a. 慢擋傳動機(jī)構(gòu)包括并列套在慢擋傳動軸(12)上并與其在圓周方向固定 配合的慢擋齒輪(13 )和慢擋超越離合器(15 )，所述慢擋超越離合器(15 )設(shè) 置慢擋齒圈(16),慢擋齒輪(13)和慢擋超越離合器(15)在圓周方向固定配 合；b. 錐盤離合凸輪自適應(yīng)變速總成包括傳動軸(l)、圓環(huán)體軸向外錐盤(29)、 圓環(huán)體軸向內(nèi)錐盤齒圈(27)、變速彈簧(5)和間隙配合套在傳動軸(1)上的 傳動齒輪(25);所述圓環(huán)體軸向內(nèi)錐盤齒圏(27)與慢擋齒輪(13)嚙合，內(nèi)圓為軸向錐 面，圓環(huán)體軸向內(nèi)錐盤齒圈(27)與電機(jī)轉(zhuǎn)子(9)在圓周方向固定配合；圓環(huán) 體軸向外錐盤(29)外圓周為軸向錐面，圓環(huán)體軸向內(nèi)錐盤齒圈(27)以錐面 互相配合的方式套在圓環(huán)體軸向外錐盤(29)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(la),圓環(huán)體軸向外錐盤(29)圓周上加工 有與凸輪槽(la)數(shù)量相同的銷孔(29a)，圓環(huán)體軸向外錐盤(29)間隙配合 套在傳動軸(1 )上，凸輪銷(31 )穿過銷孔(29a )插入凸4侖槽(la );,變速 彈簧(5)間隙配合套在傳動軸(1)上， 一端相對傳動軸(1)固定設(shè)置，另一端緊靠圓環(huán)體軸向外錐盤(29)，圓環(huán)體軸向內(nèi)錐盤齒圏(27)的內(nèi)錐面與圓環(huán) 體軸向外錐盤(29)的外錐面在變速彈簧(5)作用下緊密貼合；所述傳動齒4侖 (25)與慢擋齒圏(16)嚙合，端部與圓環(huán)體軸向外錐盤(29)的端部嚙合。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動錐盤離合凸輪自適應(yīng)自動變速輪轂，其特征 在于還包括冷卻水箱，所述箱體(4)由左變速箱體(41)和右變速箱體(42) 固定連接組成；所述冷卻水箱包括外冷卻水箱(IO)和內(nèi)冷卻水箱(30),所述 外冷卻水箱(10)設(shè)置于電機(jī)外圓周，構(gòu)成左變速箱體(41)的周向外殼，內(nèi) 冷卻水箱(30)設(shè)置在電機(jī)定子(8)與傳動軸(1)之間的空腔內(nèi)；所迷外冷 卻水箱(10)和內(nèi)冷卻水箱(30)之間通過至少一條管道連通。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電動錐盤離合凸輪自適應(yīng)自動變速輪轂，其 特征在于還包括倒車離合機(jī)構(gòu)，所述傳動軸(1 )通過倒車離合機(jī)構(gòu)與車輪(14 ) 固定配合，所述倒車離合機(jī)構(gòu)包括倒車離合頂桿(22)、回位彈簧(22c)、離合 塊(22a)、嚙合塊(22b)和短軸(22d);所述短軸(22d)與傳動軸(1)軸線 重合，短軸(22d)軸向中空，傳動軸(1)端部設(shè)置徑向通槽，離合塊(22a) 嵌入傳動軸(1)端部的徑向通槽，倒車離合頂桿(22)穿過短軸(22d)軸向 中空部位與離合塊(22a)軸向固定連"t妄；回位彈簧(22c) —端與傳動軸(1) 固定連接，另一端緊靠離合塊(22a);所述嚙合圏(22b)套在短軸(22d)上， 外圓通過傳動架(17)與車輪(l4)在圓周方向固定配合；所述離合塊(22a) 與嚙合圈(22b)在回位彈簧(22c)的作用下軸向嚙合。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所迷的電動錐盤離合凸輪自適應(yīng)自動變速輪轂，其特征 在于所述慢擋超越離合器(15)為楔塊式超越離合器，包括楔塊(15c)、楔 塊彈簧(15d)、楔塊左擋板(15b)和楔塊右擋板(15a);所述慢擋齒圈(16) 軸向延伸部分《故為楔塊式超越離合器(15 )的內(nèi)圈，所述楔塊(15c )通過楔塊 軸設(shè)置在楔塊左擋板(15b )和楔塊右擋板(15a )之間，楔塊(15c )在楔塊彈 簧(15d )的作用下使楔塊式超越離合器(15 )的內(nèi)圏和外圏嚙合，所述楔塊(15c ) 的楔塊彈簧(15d)依次作用于相鄰楔塊。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的電動錐盤離合凸輪自適應(yīng)自動變速輪轂，其特征 在于所述變速彈簧(5)設(shè)置在圓環(huán)體軸向外錐盤(29)的左側(cè)，位于內(nèi)冷卻 水箱(30)與傳動軸(1)之間的空腔內(nèi)；所述凸輪槽(la)的展開方向由左向 右看與傳動軸(1)旋轉(zhuǎn)方向相反。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的電動錐盤離合凸輪自適應(yīng)自動變速輪轂，其特征 在于所述變速彈簧(5)為蝶簧組，所述變速彈簧(5)與圓環(huán)體軸向外錐盤(29)之間設(shè)置有預(yù)應(yīng)力調(diào)整圏(6);所述凸輪銷(31)通過與其間隙配合的 凸輪銷套(31a )插入凸輪槽(la )。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的電動錐盤離合凸輪自適應(yīng)自動變速輪轂，其特征 在于所述電機(jī)轉(zhuǎn)子(9)通過電機(jī)左端迂回與圓環(huán)體軸向內(nèi)錐盤齒圏(27)的 外圓周在圓周方向固定配合。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的電動錐盤離合凸輪自適應(yīng)自動變速輪轂，其特征 在于所述電機(jī)位于左變速箱體(41)內(nèi)，左變速箱體(41)內(nèi)軸向設(shè)置有 電機(jī)定子固定座(32),電機(jī)定子(8)套在電機(jī)定子固定座(32)外圓周與其 固定配合；所述右輪轂架(18)通過制動器(20)與箱體(4)固定連接。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的電動錐盤離合凸輪自適應(yīng)自動變速輪轂，其特征 在于所述離合塊(22a)通過與其固定連接的離合齒圈(33)與嚙合圏(22b) 軸向嚙合；離合齒圏(33)與嚙合圈(22b)通過端面花鍵進(jìn)行嚙合。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的電動錐盤離合凸輪自適應(yīng)自動變速輪轂，其特 征在于所述傳動軸(1)左右兩端外圓分別通過第一徑向滾動軸7lc (2)和第 四徑向滾動軸承(23)與左變速箱體(41)的左端面和右變速箱體(42)的右 端面配合；慢擋傳動軸(12)左右兩端與右變速箱體(42)的左右兩端面之間 分別通過第六徑向滾動軸承(11 )和第七徑向滾動軸承(19 )配合；制動器(20 ) 支架內(nèi)圓與短軸(22b )右端通過第五徑向滾動軸承(21)配合；圓環(huán)體軸向內(nèi) 錐盤齒圏(27)外圓周與左變速箱體(41)的右端面之間設(shè)置第三徑向滾動軸 承(28 );電機(jī)轉(zhuǎn)子(9 )迂回部分與傳動軸(1 )之間設(shè)置第二徑向滾動軸承(3 );傳動齒輪(25)左端與圓環(huán)體軸向內(nèi)錐盤齒團(tuán)(27)設(shè)置第一平面軸承(26), 右端與第四徑向滾動軸承(23)之間設(shè)置第二平面軸承(24)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種電動錐盤離合凸輪自適應(yīng)自動變速輪轂，包括輪轂架、箱體、設(shè)置于箱體內(nèi)的電機(jī)、設(shè)置于箱體內(nèi)并與其轉(zhuǎn)動配合的傳動軸和制動器，還包括慢擋傳動軸、設(shè)置在慢擋傳動軸上的慢擋傳動機(jī)構(gòu)和設(shè)置在傳動軸上的錐盤離合凸輪自適應(yīng)變速總成，慢擋傳動軸設(shè)置于箱體內(nèi)與箱體轉(zhuǎn)動配合并與傳動軸平行，本發(fā)明能使電機(jī)輸出功率與車輛行駛狀況始終處于最佳匹配狀態(tài)，實(shí)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(jìn)行換擋變速，利于車輛和機(jī)械動力設(shè)備高效節(jié)能，同其它自動變速器相比，本發(fā)明體積小、重量輕、結(jié)構(gòu)簡單、結(jié)構(gòu)緊湊、制造成本低，適合于輪轂處安裝，適合電動自行車體積小輕便的特點(diǎn)。
文檔編號B60K7/00GK101311018SQ20081006984
公開日2008年11月26日 申請日期2008年6月18日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月18日
發(fā)明者林毓培, 薛榮生, 郝允志 申請人:西南大學(xué)