專利名稱：組合式高速電機減速及雙凸輪自動變速集成裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種機動車輪轂，特別涉及一種組合式高速電機減速及雙凸輪 自動變速集成裝置。
背景技術：
現(xiàn)有技術中，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，或采用手控積4成自動變速機構方式實現(xiàn) 變速。手柄或加速踏板的操作完全取決于駕駛?cè)藛T的搡作，常常會造成操作與 車行狀況不匹配，致使電機運行不穩(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， 迫使電機轉(zhuǎn)速下降在低效率區(qū)工作。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；4,不具備自適應的功能，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，適應范圍小。對于高速 電機，以上問題尤為突出。
為了解決以上問題，出現(xiàn)了一系列的凸輪自適應自動變速器，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)構變得較為復雜，提高制作成本，而且需要駕駛者手動倒車，使用也較為 復雜。
現(xiàn)有技術中，高速電機用于電動車布置是普遍存在的難題，高速電機雖然 扭矩較大，但是如果布置不合理，安裝和拆卸比較麻煩，維修成本高，運轉(zhuǎn)噪 聲大。
因此，需要一種高速電機自動變速輪轂，各機構布置合理，運行噪聲低， 安裝和拆卸比較簡單，維修成本低，不但能夠自適應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組合式高速電機減速及雙凸輪自動變 速集成裝置，高速電機及減速機構布置簡單緊湊，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)明的組合式高速電機減速及雙凸輪自動變速集成裝置，包括高速電機、 平叉、箱體、傳動軸、車輪和設置在傳動軸上的剎車裝置，所述傳動軸設置在 箱體內(nèi)與其轉(zhuǎn)動配合，傳動軸的一部分伸出箱體將動力輸出，平叉的左腿管和
右腿管分列車輪左右兩側(cè)，其特征在于還包括高速電機減速機構、慢擋傳動 機構和設置在傳動軸上的錐盤離合雙凸輪自適應變速總成；
所述箱體包括并列設置并集成為一體的高速電機箱體、高速電機減速機構
7箱體和雙凸輪自動變速自動變速器箱體；所述傳動軸貫穿整個箱體；
所述高速電機位于高速電機箱體內(nèi)；
高速電機減速機構設置在高速電機減速機構箱體內(nèi)，高速電機減速機構的
首級齒輪與高速電機轉(zhuǎn)子在圓周方向固定配合； 所述慢擋傳動機構為超越離合式傳動機構；
錐盤離合雙凸輪自適應變速總成包括圓環(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4侖；
所述圓環(huán)體軸向內(nèi)錐盤齒圈與高速電機減速機構的末級齒輪在圓周方向固 定嚙合，圓環(huán)體軸向內(nèi)錐盤齒圈通過超越離合式傳動機構與傳動齒輪喻合；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)錐盤齒圏的內(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置端面凸輪并通過端面凸輪互相 嚙合傳動。
進一步，還包括筒形傳感架，所述筒形傳感架一端與圓環(huán)體軸向外錐盤固 定配合，另一端固定設置環(huán)形磁鋼，與環(huán)形磁鋼軸向相對固定設置霍爾元件；
進一步，剎車裝置固定設置在平叉的右腿管上，右腿管端部設置輪軸座， 輪軸座端部開口并騎在傳動軸的軸承座外圓，所述輪軸座開口端部通過下固定 塊封口，下固定塊與軸承座之間設置調(diào)整塊，調(diào)整塊與軸承座外圓接觸的表面 與軸承座外圓適形；
進一步，還包括固定桿和墊圏總成，所述輪軸座設置固定孔，所述固定桿 固定設置在剎車裝置支架上并依次穿過墊圈總成和輪軸座的固定孔使輪軸座與剎車裝置之間固定連接，所述墊圈總成包括球頭墊圈和與其配合的球面凹槽墊 圈，所述球頭墊圈的球頭緊壓球面凹槽墊圈的球面凹槽；
進一步，所述球面凹槽墊圈與球頭墊圈配合的端部外圓周設置環(huán)形凸臺，
球面凹槽墊圈延伸進入輪軸座的固定孔，環(huán)形凸臺緊壓輪軸座；
進一步，還包括固定塊，所述固定塊通過螺栓連接固定設置在輪軸座上， 所述固定桿依次穿過輪軸座和固定塊后通過固定螺母進行固定，所述固定塊端 部與軸承座外圓適形并緊頂軸承座外圓；所述固定塊上的螺栓孔均為縱向腰形
孔；
進一步，所述高速電機箱體右端部設置筒形凸臺，所述筒形凸臺插接在高
速電機減速機構箱體上，筒形凸臺與右箱體配合的表面設置o型密封圈；所述 電機轉(zhuǎn)子與電機動力輸出軸在圓周方向固定配合，所述電機動力輸出軸與高速 電機減速機構的首級齒輪在圓周方向固定配合；電機動力輸出軸通過第六徑向 滾動軸承和第七徑向滾動軸承與高速電機箱體的左端面和右端面配合，所述第 六徑向滾動軸承通過密封圈III、第七徑向滾動軸承通過密封圈IV與高速電機箱 體密封；密封圈m和密封圈IV的軸承側(cè)封有潤滑油；
進一步，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 軸承與箱體的左端面和右端面配合，所述第四徑向滾動軸承與外界通過密封圈
V密封，所述高速電機減速機構箱體和雙凸輪自動變速自動變速器箱體相通并 封有潤滑油；所述電機動力輸出軸軸心設置縱向通透油孔，通透油孔分別與第 六徑向滾動軸浮義和第七徑向滾動軸7K腔連通；
進一步，剎車裝置的支架通過第五徑向滾動軸承與傳動軸轉(zhuǎn)動配合，軸承 座套在第五徑向滾動軸承外圓，所述第五徑向滾動軸承兩端分別設置密封圏I 和密封圈II ，密封圈I和密封圈II之間封有潤滑油；
進一步，所迷變速彈簧為蝶簧組，設置在圓環(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，傳動齒輪和圓環(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；所述變速彈簧與圓環(huán)體軸向外錐盤之間設置第三平面軸承；凸輪銷通過 與其間隙配合的凸輪銷套插入凸輪槽。
本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明的組合式高速電機減速及雙凸輪自動變速集 成裝置，高速電機及減速機構布置簡單緊湊，各機構布置合理，運行噪聲低， 安裝和拆卸比較簡單，維修成本低；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 下自適應隨4于駛阻力變化自動進行換擋變速，大大提高車輛的動力性、經(jīng)濟性、 駕駛安全性和舒適性；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；由于能夠在不切斷驅(qū)動力的情況下自適應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)構簡單、結(jié)構緊湊、制造成本4氐等優(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。 圖1為本發(fā)明的軸向剖面結(jié)構示意圖； 圖2為平叉連接結(jié)構示意圖； 圖3為圖2沿A向^見圖4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5為圓環(huán)體軸向外錐盤結(jié)構示意圖6為傳動齒輪結(jié)構示意圖7為傳動軸上設置凸輪槽結(jié)構示意圖8為輪軸座結(jié)構示意圖；圖9為固定塊結(jié)構示意圖。
具體實施例方式
圖1為本發(fā)明的軸向剖面結(jié)構示意圖，如圖所示本實施例的高速電機工 作時由左向右看逆時針7走轉(zhuǎn)，電才幾為內(nèi)轉(zhuǎn)子電才幾。
本實施例的組合式高速電機減速及雙凸輪自動變速集成裝置，包括高速電 機、平叉、箱體14、傳動軸l、車輪14和設置在傳動軸1上的剎車裝置20,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箱體 的左端面和右端面配合；傳動軸1的一部分伸出箱體4與車輪14固定配合，平 叉的左腿管7和右腿管18分列車輪14左右兩側(cè)，還包括高速電機減速機構、 慢擋傳動機構和設置在傳動軸1上的錐盤離合雙凸輪自適應變速總成；
所述箱體4包括并列設置并集成為一體的高速電機箱體41、高速電機減速 機構箱體42和雙凸輪自動變速自動變速器箱體43;各箱體之間布置合理，結(jié)構 緊湊，體積小，避免高速電機減速機構造成的機構復雜、體積較大的缺點；所 述傳動軸1貫穿整個箱體4，結(jié)構緊湊，傳動可靠；
所述高速電機位于高速電機箱體41內(nèi)；所述高速電機箱體41右端部設置 筒形凸臺，所述筒形凸臺插接在高速電機減速機構箱體42上，筒形凸臺與右箱 體42配合的表面設置o型密封圏38;所述電機轉(zhuǎn)子與電機動力輸出軸44在圓 周方向固定配合，所述電機動力輸出軸44與高速電機減速機構的首級齒輪39 在圓周方向固定配合；電機動力輸出軸44通過第六徑向滾動軸承40和第七徑 向滾動軸承45與高速電機箱體41的左端面和右端面配合，所述第六徑向滾動 軸承40通過密封圏III40a、第七徑向滾動軸承45通過密封圈IV45a與高速電才幾 箱體41密封；密封圈III40a和密封圈IV45a的軸承側(cè)封有潤滑油，采用有液體 油潤滑的電機結(jié)構，使用壽命可延長兩倍以上，節(jié)約使用和維護成本；
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與箱體4的左端面和右端面配合，所述第四徑向滾動軸承23與外界通過密封圈V 39密封，所述高速電機減速機構箱體42和雙凸輪自動變速自動變速器箱體 43相通并封有潤滑油；所述電機動力輸出軸44軸心設置縱向通透油孔44a，通 透油孔分別與第六徑向滾動軸承40和第七徑向滾動軸 K 45腔連通；形成四通 八達的液體潤滑油通道，保證各軸承有效潤滑，延長使用壽命；
高速電機減速機構設置在高速電機減速機構箱體42內(nèi)，高速電機減速機構 的首級齒輪39與高速電機轉(zhuǎn)子9在圓周方向固定配合；
慢擋傳動機構為超越離合式傳動機構；
慢擋傳動機構包括慢擋傳動軸12,慢擋傳動軸12左右兩端與右箱體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. 慢擋傳動機構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,本實施例中，固定配合的方式采用花鍵 結(jié)構；慢擋超越離合器15設置慢擋齒圈16,慢擋齒輪13和慢擋超越離合器15 外圈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為滾子式超 越離合器，所述慢擋齒圈16軸向延伸部分做為楔塊式超越離合器15的內(nèi)圈；
b. 錐盤離合雙凸輪自適應變速總成包括圓環(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)錐盤齒團27與慢擋齒輪13嚙合，內(nèi)圓為軸向錐面，末 級齒輪46通過動力傳動架與圓環(huán)體軸向內(nèi)錐盤齒圈27的外圓周通過花鍵結(jié)構 在圓周方向固定配合，動力傳動架外圓周與雙凸輪自動變速自動變速器箱體43 壁之間設置第二徑向滾動軸承3;圓環(huán)體軸向內(nèi)錐盤齒圈27外圓周與雙凸輪自 動變速自動變速器箱體43之間徑向設置第三徑向滾動軸承28;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)錐盤齒圏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1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1 上， 一端緊靠傳動軸1設置的凸臺相對傳動軸1固定設置，另一端通過第三平 面軸承17緊靠圓環(huán)體軸向外錐盤29,避免因變速彈簧5與圓環(huán)體軸向外錐盤 29之間的摩擦力導致變速彈簧扭轉(zhuǎn)，影響動作的靈活性；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， 變速彈簧5與圓環(huán)體軸向外錐盤29之間設置有預應力調(diào)整圈6;變速彈簧5設 置在圓環(huán)體軸向外錐盤29的左側(cè)，位于電機轉(zhuǎn)子傳動架與傳動軸1之間的空腔 內(nèi)，本實施例中變速彈簧5為蝶簧組；凸輪槽la的展開方向由左向右與傳動軸 1動力輸出》走轉(zhuǎn)方向相反，即順時針方向；
還包括筒形傳感架35,所述筒形傳感架35 —端與圓環(huán)體軸向外錐盤29固 定配合，另一端固定設置環(huán)形磁鋼36,與環(huán)形磁鋼36軸向相對在箱體4上固定 設置霍爾元件37，通過霍爾元件37檢測到由于行駛阻力導致的圓環(huán)體軸向外錐 盤29軸向移動距離，直接傳輸至車輛控制單元，由車輛控制單元根據(jù)位移(阻 力)情況控制發(fā)動機的運行，達到節(jié)能降耗和減排的目的；
傳動齒輪25與慢擋齒圈16嚙合，傳動齒輪25左端部與圓環(huán)體軸向外錐盤 29的右端部分別設置端面凸輪，傳動齒輪25和圓環(huán)體軸向外錐盤29通過端面 凸輪互相嚙合傳動嚙合，傳動齒輪25和圓環(huán)體軸向外錐盤29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25左端與圓環(huán)體軸向內(nèi)錐盤齒圈27設置第一平面軸承26,右端與第四徑 向滾動軸承23之間設置第二平面軸承24;
剎車裝置20固定設置在平叉的右腿管18上，右腿管18端部設置輪軸座22， 輪軸座22端部開口并騎在傳動軸1的軸承座33外圓，所述l侖軸座22開口端部 通過下固定塊30封口，下固定塊與軸承座33之間設置調(diào)整塊34，調(diào)整塊34與 軸承座33外圓接觸的表面與軸承座33外圓適形；采用可拆分的調(diào)整塊34結(jié)構， 安裝時能夠根據(jù)情況調(diào)整同軸度，安裝方便并能保證機構的長周期正常運行；本實施例中，還包括固定桿32和墊圏總成，所述輪軸座22設置固定孔， 所述固定桿32固定設置在剎車裝置20支架上并依次穿過墊圏總成和輪軸座22 的固定孔使輪軸座22與剎車裝置20之間固定連接，所述墊圈總成包括球頭墊 圏32a和與其配合的球面凹槽墊圈32b,所述球頭墊圏32a的球頭緊壓球面凹槽 墊圈32b的球面凹槽，安裝時球頭墊圈32a和J求面凹槽墊圈32b能夠自適應調(diào) 整剎車裝置與傳動系統(tǒng)的同軸度，保證裝置能正常運行；
所述5求面凹槽墊圈32b與3求頭墊圏32a配合的端部外圓周i殳置環(huán)形凸臺， 球面凹槽墊圈32b延伸進入輪軸座22的固定孔，環(huán)形凸臺緊壓4侖軸座22,結(jié)構 簡單，安裝方便；
本實施例中，還包括固定塊10,所述固定斥干32依次穿過輪軸座22和固定 塊10后通過固定螺母進行固定，所述固定塊10端部與軸承座33外圓適形并緊 頂軸承座33外圓，能夠根據(jù)裝配情況方便的調(diào)整安裝誤差，包裝精度；固定塊 上的螺栓孔101和螺栓孔102均為縱向腰形孔，便于縱向調(diào)節(jié)安裝位置，達到 良好定位的目的；
剎車裝置20的支架通過第五徑向滾動軸承21與傳動軸1轉(zhuǎn)動配合，軸承 座33套在第五徑向滾動軸承21外圓，所述第五徑向滾動軸承21兩端分別設置 密封圏I 21a和密封圏II 21b，密封圈I 21a和密封圏II 21b之間封有潤滑油，保 證軸承能長周期運行；
裝配時，通過調(diào)整固定桿32的球面凸臺32a與球頭墊圏32a之間的相對位 置，使平叉、剎車裝置20與傳動軸1之間保證垂直度，將固定塊10和調(diào)整塊 34卡合并上緊，使輪軸座與傳動軸保持同軸度，避免剎車裝置20以及輪軸座偏 摩。
以上實施例只是本發(fā)明的最佳結(jié)構，并不是對本發(fā)明保護范圍的限定；比 如，電機也不局限于外轉(zhuǎn)子電機，也可以是內(nèi)轉(zhuǎn)子電4^,只是在連接方式上有 所調(diào)整，等等一些技術特征都可做相應改變，而不影響本發(fā)發(fā)明目的的實現(xiàn)。 本實施例的快擋動力傳遞路線
14電機轉(zhuǎn)子—高速電機減速機構—圓環(huán)體軸向內(nèi)錐盤齒圏2 7 —圓環(huán)體軸向外
錐盤29—凸輪銷31—傳動軸1 —車輪14。 慢擋動力傳遞路線
電機轉(zhuǎn)子—高速電機減速機構—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-慢擋齒圈16 —傳動齒輪25—圓環(huán)體軸向 外錐盤29 —凸輪銷31 —傳動軸1 —車輪14。
慢擋動力傳遞路線同時還經(jīng)過下列路線傳動齒輪25 —端面凸輪嚙合副—圓 環(huán)體軸向外錐盤29 —壓縮變速彈簧5，防止慢擋傳動過程中出現(xiàn)壓縮變速彈簧5 往復壓縮，防止圓環(huán)體軸向內(nèi)錐盤齒圈27和圓環(huán)體軸向外錐盤29貼合；
倒車動力傳遞路線
車輪14 —傳動軸1-圓環(huán)體軸向外錐盤29 —傳動齒輪25一慢擋齒圏16 —慢 擋超越離合器15 —慢擋傳動軸12 —慢擋齒輪13—圓環(huán)體軸向內(nèi)錐盤齒圈27 — 高速電才幾減速才幾構—電機轉(zhuǎn)子9
同時，車輪14一傳動軸1 —圓環(huán)體軸向外錐盤29一端面凸輪嚙合副—壓縮變 速彈簧5，使圓環(huán)體軸向內(nèi)錐盤齒圏27和圓環(huán)體軸向外錐盤29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。
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;同時，圓環(huán)體軸向外錐盤29-推動筒形傳感架35 (環(huán)形萬茲鋼36)— 霍爾元件37-控制單元—發(fā)動機；
本發(fā)明在運行時，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 機構，并且可以通過增加預應力調(diào)整圈6厚度來調(diào)整離合器嚙合所需壓力，達 到傳動目的，此時，電機轉(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,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，傳動電機轉(zhuǎn)子帶動圓環(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，使車輪14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5吸收運動阻力矩能量，為恢復快擋擋位傳遞動力蓄備勢能。
啟動成功后，4亍駛阻力減少，當分力減少到小于變速彈簧5所產(chǎn)生的變速 蝶簧自動變速機構中壓力時，因被運動阻力壓縮而產(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，倒車動力通過車輪14、傳動軸l、圓環(huán)體軸向外錐盤29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29壓縮變速彈簧5,使圓 環(huán)體軸向內(nèi)錐盤齒圈27和圓環(huán)體軸向外錐盤29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，而且傳遞路線簡單化， 提高傳動效率。
圖2為平叉連接結(jié)構示意圖，圖3為圖2沿A向視圖，圖8為輪軸座結(jié)構 示意圖，圖9為固定塊結(jié)構示意圖，如圖所示剎車裝置20固定設置在平叉的 右腿管18上，右腿管18端部設置輪軸座22，輪軸座22端部開口并騎在傳動軸 1的軸承座33外圓，所述4侖軸座22開口端部通過下固定塊3 0封口 ，下固定塊 與軸承座33之間設置調(diào)整塊34，調(diào)整塊34與軸承座33外圓接觸的表面與軸承 座33外圓適形；采用可拆分的調(diào)整塊34結(jié)構，安裝時能夠根據(jù)情況調(diào)整同軸 度，安裝方便并能保證機構的長周期正常運行；本實施例中，還包括固定桿32和墊圈總成，所述輪軸座22設置固定孔， 所述固定桿32固定設置在剎車裝置20支架上并依次穿過墊圏總成和輪軸座22 的固定孔使輪軸座22與剎車裝置20之間固定連接，所述墊圏總成包括球頭墊 圏32a和與其配合的球面凹槽墊圏32b,所述球頭墊圏32a的球頭緊壓球面凹槽 墊圏32b的球面凹槽，安裝時球頭墊圏32a和球面凹槽墊圏32b能夠自適應調(diào) 整剎車裝置與傳動系統(tǒng)的同軸度，保證裝置能正常運行；
所述球面凹槽墊圈32b與球頭墊圈32a配合的端部外圓周設置環(huán)形凸臺， 球面凹槽墊圈32b延伸進入輪軸座22的固定孔，環(huán)形凸臺緊壓4侖軸座22，結(jié)構 簡單，安裝方便；
本實施例中，還包括固定塊IO,所述固定桿32依次穿過輪軸座22和固定 塊10后通過固定螺母進行固定，所述固定塊10端部與軸承座33外圓適形并緊 頂軸承座33外圓，能夠根據(jù)裝配情況方便的調(diào)整安裝誤差，包裝精度；固定塊 上的螺栓孔101和螺栓孔102均為縱向腰形孔，便于縱向調(diào)節(jié)安裝位置，達到 良好定位的目的；
裝配時，通過調(diào)整固定桿32的球面凸臺32a與球頭墊圈32a之間的相對位 置，使平叉、剎車裝置20與傳動軸1之間保證垂直度，將固定塊10和調(diào)整塊 34卡合并上緊，4吏4侖軸座與傳動軸保持同軸度，避免剎車裝置20以及輪軸座偏 摩。
圖4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5為圓環(huán)體軸向外錐盤結(jié)構示意圖，圖6為傳動齒輪結(jié)構示意圖，如圖 所示圓環(huán)體軸向外錐盤29設置銷孔29a,右端設置端面凸輪，傳動齒輪25左端設置端面凸輪，圓環(huán)體軸向外錐盤29和傳動齒輪25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7為傳動軸上"i殳置凸4侖槽結(jié)構示意圖，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，本領域的普通技術人員應當理解， 可以對本發(fā)明的技術方案進行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術方案的 精神和范圍，其均應涵蓋在本發(fā)明的權利要求范圍當中。
權利要求
1.一種組合式高速電機減速及雙凸輪自動變速集成裝置，包括高速電機、平叉、箱體(4)、傳動軸(1)、車輪(14)和設置在傳動軸(1)上的剎車裝置(20)，所述傳動軸(1)設置在箱體(14)內(nèi)與其轉(zhuǎn)動配合，傳動軸(1)的一部分伸出箱體(4)將動力輸出，平叉的左腿管(7)和右腿管(18)分列車輪(14)左右兩側(cè)，其特征在于還包括高速電機減速機構、慢擋傳動機構和設置在傳動軸(1)上的錐盤離合雙凸輪自適應變速總成；所述箱體(4)包括并列設置并集成為一體的高速電機箱體(41)、高速電機減速機構箱體(42)和雙凸輪自動變速自動變速器箱體(43)；所述傳動軸(1)貫穿整個箱體(4)；所述高速電機位于高速電機箱體(41)內(nèi)；高速電機減速機構設置在高速電機減速機構箱體(42)內(nèi)，高速電機減速機構的首級齒輪(39)與高速電機轉(zhuǎn)子(9)在圓周方向固定配合；所述慢擋傳動機構為超越離合式傳動機構；錐盤離合雙凸輪自適應變速總成包括圓環(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)與高速電機減速機構的末級齒輪(46)在圓周方向固定嚙合，圓環(huán)體軸向內(nèi)錐盤齒圈(27)通過超越離合式傳動機構與傳動齒輪(25)嚙合；圓環(huán)體軸向內(nèi)錐盤齒圈(27)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)圓周上設置有一個以上螺旋展開的凸輪槽(1a)，圓環(huán)體軸向外錐盤(29)圓周上加工有與凸輪槽(1a)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(1a)；變速彈簧(5)間隙配合套在傳動軸(1)上，一端相對傳動軸(1)固定設置，另一端靠圓環(huán)體軸向外錐盤(29)，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)作用下貼合；所述傳動齒輪(25)和圓環(huán)體軸向外錐盤(29)分別設置端面凸輪并通過端面凸輪互相嚙合傳動。
2. 根據(jù)權利要求1所述的雙凸輪自適應自動變速輪轂，其特征在于還包 括筒形傳感架(35)，所述筒形傳感架(35) —端與圓環(huán)體軸向外錐盤(29)固 定配合，另一端固定設置環(huán)形^f茲鋼(36)，與環(huán)形^f茲鋼(36)軸向相對固定設置 霍爾元件(37)。
3. 根據(jù)權利要求2所述的雙凸輪自適應自動變速輪轂，其特征在于剎車 裝置(20)固定設置在平叉的右腿管(18)上，右腿管(18)端部設置輪軸座(22 )，輪軸座(22 )端部開口并騎在傳動軸(1 )的軸承座(33 )外圓，所述 輪軸座(22)開口端部通過下固定塊(30)封口，下固定塊與軸承座(33)之 間設置調(diào)整塊(34 ),調(diào)整塊(34 )與軸承座(33 )外圓接觸的表面與軸承座(33 ) 外圓適形。
4. 根據(jù)權利要求3所述的雙凸輪自適應自動變速輪轂，其特征在于還包 括固定桿(32 )和墊圏總成，所述輪軸座(22 )設置固定孔，所述固定桿(32 ) 固定設置在剎車裝置(20)支架上并依次穿過墊圏總成和輪軸座(22)的固定 孔使輪軸座(22)與剎車裝置(20)之間固定連接，所述墊圈總成包括球頭墊 圏(32a)和與其配合的3求面凹槽墊圏(32b),所述^t頭墊圏(32a )的^t頭緊 壓J求面凹槽墊圈(32b)的5求面凹槽。
5. 根據(jù)權利要求4所述的雙凸輪自適應自動變速輪轂，其特征在于所述 球面凹槽墊圈(32b)與球頭墊圈(32a)配合的端部外圓周設置環(huán)形凸臺，球 面凹槽墊圈(32b)延伸進入輪軸座(22 )的固定孔，環(huán)形凸臺緊壓輪軸座(22)。
6. 根據(jù)權利要求5所述的雙凸輪自適應自動變速輪轂，其特征在于還包括固定塊(10),所迷固定塊(10)通過螺栓連接固定設置在輪軸座(22)上， 所述固定桿(32)依次穿過輪軸座(22)和固定塊(10)后通過固定螺母進行 固定，所述固定塊(10)端部與軸承座(33)外圓適形并緊頂軸承座(33)外 圓；所述固定塊(10)上的螺栓孔均為縱向腰形孔。
7. 根據(jù)權利要求6所述的雙凸輪自適應自動變速輪轂，其特征在于所述 高速電機箱體(41)右端部設置筒形凸臺，所述筒形凸臺插接在高速電機減速 機構箱體(42)上，筒形凸臺與右箱體(42)配合的表面設置o型密封圈；所 述電機轉(zhuǎn)子與電機動力輸出軸(44)在圓周方向固定配合，所述電機動力輸出 軸(44)與高速電機減速機構的首級齒輪(39)在圓周方向固定配合；電機動 力輸出軸(")通過第六徑向滾動軸承(40)和第七徑向滾動軸承U5)與高 速電機箱體(41)的左端面和右端面配合，所述第六徑向滾動軸承(40)通過 密封圈in (40a)、第七徑向滾動軸承(45)通過密封圈IV (45a)與高速電機箱 體(41)密封；密封圈III (40a)和密封圈IV ( 45a )的軸承側(cè)封有潤滑油。
8. 根據(jù)權利要求7所述的雙凸輪自適應自動變速輪轂，其特征在于傳動 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 ) 與箱體(4)的左端面和右端面配合，所述第四徑向滾動軸承(23)與外界通過 密封圈V (39)密封，所述高速電機減速機構箱體(42)和雙凸輪自動變速自 動變速器箱體(43)相通并封有潤滑油；所述電機動力輸出軸(44)軸心設置 縱向通透油孔(44a),通透油孔分別與第六徑向滾動軸承(40)和第七徑向滾 動軸承(45 )腔連通。
9. 根據(jù)權利要求8所述的雙凸輪自適應自動變速輪轂，其特征在于剎車 裝置(20)的支架通過第五徑向滾動軸承(21)與傳動軸(1)轉(zhuǎn)動配合，軸承 座(33)套在第五徑向滾動軸承(21)外圓，所述第五徑向滾動軸承(21)兩 端分別設置密封圈I (21a)和密封圏n (21b)，密封圈I (21a)和密封圏I1(21b)之間封有潤滑油。
10. 根據(jù)權利要求9所述的雙凸輪自適應自動變速輪轂，其特征在于所述變速彈簧(5)為蝶簧組，設置在圓環(huán)體軸向外錐盤(29)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 (25)和圓環(huán)體軸向外錐盤(29)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；所述變速彈簧(5)與圓環(huán)體軸向外錐盤(29) 之間設置第三平面軸承(17 );凸輪銷(31 )通過與其間隙配合的凸輪銷套(31a ) 插入凸輪槽(la)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種組合式高速電機減速及雙凸輪自動變速集成裝置，包括高速電機，平叉、箱體、傳動軸和剎車裝置，還包括高速電機減速機構、慢擋傳動軸、慢擋傳動機構和錐盤離合雙凸輪自適應變速總成，箱體包括并列設置并集成為一體的高速電機箱體、高速電機減速機構箱體和雙凸輪自動變速自動變速器箱體，本發(fā)明各箱體集成為一體，結(jié)構緊湊，運行噪聲低，安裝和拆卸比較簡單，維修成本低；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，在不切斷驅(qū)動力的情況下自適應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備高效節(jié)能；而且倒車不需手動切斷傳動鏈，倒車操作與普通車輛相同。
文檔編號B62M11/00GK101525035SQ200910103508
公開日2009年9月9日 申請日期2009年3月31日 優(yōu)先權日2009年3月31日
發(fā)明者林毓培, 薛榮生 申請人:西南大學