CN101222161A

CN101222161A - 利用电机正、反转变速的双速变速箱电机

Info

Publication number: CN101222161A
Application number: CNA2007100046344A
Authority: CN
Inventors: 朱正风
Original assignee: SUZHOU YANGMING ELECTROMECHANICAL CO Ltd
Current assignee: SUZHOU YANGMING ELECTROMECHANICAL CO Ltd
Priority date: 2007-01-12
Filing date: 2007-01-12
Publication date: 2008-07-16

Abstract

本发明方案是在现有各种减速电机的基础上，对减速箱进行改进，特别是对减速箱内机械传动部分作了改进，改减速箱为自动变速箱。一种利用电机正、反转变速的双速变速箱电机，由电机、变速箱、离合器、轴、轴承、输出机构组成，其特征是：离合器为至少两套仅能使输出运动往单一方向驱动的单向离合器，变速箱内有两条传动比不同、传动方向不同的传动链，电机正、反转时，两条传动链之一被单向离合器接通，分别输出转向相同、转速不同的两种运动来驱动负载，获得调速效果。

Description

利用电机正、反转变速的双速变速箱电机

技术领域：

本发明属于机电领域，特别涉及一种变速箱电机的新设计方案，尤其是一种利用电机正、反转变速的双速变速箱电机。

背景技术：

因结构轻巧、简单，传动效率高，安装、布置方便，带减速箱的电机在各行业都被普遍应用，比如电动车行业已成为电动车驱动电机的主流。现有电动车轮毂电机一般有低速电机直接驱动与中、高速电机内置减速箱驱动两大类，一般称其为直驱低速轮毂电机和中、高速轮毂电机。由于只有很小一段最高效率区间，以上电机又都叫单速电机。

随技术发展，带减速箱的电机已克服了齿轮噪音、磨损、保养、成本高等问题，以其不可比拟的体积小、重量轻、储备功率大等一系列优点，其使用量已不断上升，在电动车行业有逐步取代低速轮毂电机的发展倾向。

现有电动车单速轮毂电机在电调速过程中，都存在高效区间不够宽和爬坡能力不够强的问题。如果把减速箱改为变速箱，可以人为地制造好几个最高效率点，使电机一直工作在高效率区，对节能和提高电动车续行里程有很大好处。现有的普通汽车和摩托车都配备有变速箱，但目前在电动车市场上，还没发现配有变速箱的至少两速的多速轮毂电机。

发明内容：

本发明是在现有各种减速箱电机的基础上，对减速箱方案进行重新设计，特别是对减速箱内机械传动部分作了重大调整，产生了新的突变，把减速箱重新定义为自动变速箱，利用电机正、反转产生的不同运动，配合相应机构产生变速运动，其目的是将一般单速电机改造成为一种利用电机正、反转变速的双速变速箱电机。

本发明的技术方案是这样实现的：一种利用电机正、反转变速的双速变速箱电机，由电机、变速箱、离合器、轴、轴承、外壳组成，其特征是：离合器为至少两套仅能使输出运动往单一方向驱动的单向离合器，变速箱内有两条传动比不同、传动方向不同的传动链，电机正、反转时，两条传动链之一被单向离合器接通，分别输出转向相同、转速不同的两种运动来驱动输出机构，获得调速效果。

所述利用电机正、反转变速的双速变速箱电机，一种对定轴传动减速箱电机的改进方案，其特征是：变速箱内的齿轮传动系统，是在普通减速器基楚上，在后级增加一个输出齿轮和一个过桥轮组成的混合单输入、双输出型的两条传动链，两条转向、转速各异的输出，分别再通过各自联接的单向离合器选向后驱动负载。

所述的利用电机正、反转变速的双速变速箱电机，一种对低速减速箱电机的改进方案，其特征是：变速箱内一条传动链把电机正向转动直通其中一个单向离合器后直接驱动输出机构；变速箱内另一条传动链为行星转臂固定的NGW型行星减速器，其作为传动链输出的内齿圈与另一个超越离合器的输入端联接，该超越离合器的输出端与输出机构联接，电机反转时对负载实现低速驱动。

所述利用电机正、反转变速的双速变速箱电机，一种对中速减速箱电机的改进方案，其特征是：变速箱内的齿轮传动系统，是在第一级中心轮输入、行星转臂固定的NW型两级行星减速器基楚上，在第二级内增加一个输出中心轮组成的NW、WW混合单输入、双输出型的两条传动链，两条转向、转速各异的输出，分别再通过各自联接的单向离合器选向后驱动负载。

所述利用电机正、反转变速的双速变速箱电机，一种对高速减速箱电机的改进方案，其特征是：变速箱内为两套以上共用行星转臂和双内齿圈的NN型行星减速器，两内齿圈一个固定，另一个紧固在输出机构上，电机转动行星转臂，转臂上分别有沿轴向传动方向相反的单向离合器轴向联接起来的，齿数不同的，齿数差不同的，沿单向离合器轴向两侧齿数排序相反的至少两套行星轮组，形成两组传动方向相反、传动比不同的传动链，由两组单向离合器选向后，把一组传动经内齿圈组合后驱动负载。

所述利用电机正、反转变速的双速变速箱电机，其特征是：单向离合器为常规的棘轮-棘爪类型的牙嵌式单向超越离合器；单向离合器为常见的滚柱(滚珠)、契块、弹性元件构成的磨擦式单向超越离合器。

所述利用电机正、反转变速的双速变速箱电机，其特征是：单向离合器是利用电机正、反转过程产生的换向动力，带动位移机构通过拨叉，推动相应机构自动切换运动的机械自动换向型单向切换离合器。

所述利用电机正、反转变速的双速变速箱电机，其特征是：单向离合器是利用电机正、反转过程产生的换向动力，推动相应的电开关，带动电磁离合器切换运动的电控型单向切换离合器。

通过以上布局后，传统的减速箱已升级为自动变速箱。

本发明思路清晰、设计合理、结构简单、成本低、实现容易、可靠性高。本发明一种典型的应用是双速电动车轮毂电机，这是目前市面上还没有的一种轮毂，在性能上也远比现有的轮毂好。它与原来的电动车轮毂电机相比，不仅使电动轮毂能够在最高效率区间使用，而且将速度有效地变换成扭矩，在保持高效率的前提下，成倍地增强了爬坡能力，大大地改善了电动车的动力性能。本发明推动了所有减速箱电机的新一轮技术升级，尤其是在电动车产品上，有很大的实用价值。

附图说明：

下面以电动车电机为例，结合具体图例对本发明做进一步说明：

图1采用单NGW型行星轮系的双速低速轮毂电机方案

图2采用NW-WW混合型轮系的双速中速轮毂电机方案

图3采用双NN型行星轮系的双速高速轮毂电机方案

其中

1-电机转子 2-电机定子 3-行星轮

4-内齿圈 5-中心轮 6-单向离合器

具体实施方式：

实施例一：采用单NGW型行星轮系的双速低速轮毂电机方案

参照图1，在普通低速轮毂电机基础上，主要是增加了一套NGW型行星减速器和两套单向离合器。

电机正转时，右边单向离合器(6.2)自动接通传动，电机转子(1)的输出通过与轮毂紧固的单向离合器座(6)直接驱动轮毂正转。此时电机转子也带动中心轮(5)正转，由于转臂固定，行星轮(3)就反转，带动内齿圈(4)减速后反转，并将反转运动传给左边的单向离合器(6.1)。因为两套单向离合器都只能传递使轮毂正转的运动，并不接通反转运动的传递，所以减速后的反转传动链被切断。电机正转时，直接驱动轮毂同速、同向正转。

同理，电机反转时，右边单向离合器(6.2)不通，左边单向离合器接通，减速并反向后的运动，从内齿圈(4)输到左边单向离合器(6.1)驱动轮毂作正转减速运动，实现电机反转轮毂变速的效果。其速比由内齿圈(4)与中心轮(5)的齿数比决定。

本例这种方案，高速时传动效率高，低速时驱动力矩翻倍，有很理想的使用效果；停电滑行时，与一般直驱低速轮毂电机相比，前进阻力大幅下降，后退阻力不变。

实施例二：采用NW-WW混合型轮系的双速中速轮毂电机方案

参照图2，这是一个中速轮毂电机方案，与一般带减速的轮毂电机相比，在NW型两级行星减速器的基础上，第二级增加一中心轮(5.2)，组成另一WW型减速器。

电机正转时，转子(1)带动第一级中心轮(5)转动，两级行星轮(3.1)和(3.2)被啮合传动反转，第二级中心轮(5.1)正转，通过单向离合器(6.1)及其座(6)，驱动轮毂正转。此时，行星轮(3.2)也驱动内齿圈(4)反转，单反转运动被单向离合器(6.2)隔断，只能空转而已。

同理，电机反转时，第二级中心轮(5.2)反转，单向离合器(6.1)隔断了其运动的传递；单向离合器(6.2)则接通了由内齿圈(4)传过来被进一步减速后的正转运动，由轮毂上紧固的基座(6)，对轮毂实现更低速更大力矩的驱动。其变速的速比，取决于内齿圈(4)与第二级中心轮(5.1)的齿数比。

实施例三：采用双NN型行星轮系的双速高速轮毂电机方案

参照图3，采用的是一种变相的NN型行星减速器。该例与前两例不同的是：前两例的减速系统其实只是变相的、多路并联的定轴轮系，本例才是真正的行星轮系。该方案两个内齿圈(4.1)和(4.2)可以是齿轮，也可以是针轮等，两轮的齿数一样；行星轮(3.1)和(3.2)可选用齿轮，也可选用摆线轮等，但这两轮的齿数就不同了。

如果(A)：假定单向离合器刚好是接通的方向，左边的行星轮(3.1)齿数比右边的行星轮(3.2)齿数少(比如少一齿)，那电机正转带动摇臂时，两个行星轮分别与两个内齿圈(4.1)、(4.2)啮合而反向自转，由于右边的内齿圈(4.2)固定不动，而左边的内齿圈(4.1)紧固在轮毂上，由与两同轴的行星轮齿数不同产生差动，内齿圈(4.1)便驱动轮毂跟着慢速正转起来，实现低速运动。电机反转时，单向离合器正好处于反方向，不能传递运动，行星轮空转。

反之，如果(B)：选左边行星轮(3.1)的齿数比右边行星轮(3.2)齿数多(比如多两齿以上)，而且单向离合器的传递方向与上述的假定相反，那么电机正转时，轮系空转；电机反转时，内齿圈(4.1)驱动轮毂以更快的速度作正转运动。

本实施例的转臂，也就是电机的转子(1)上，同时装配有符合上述(A)、(B)条件的单向离合器和行星轮组合各一套以上，电机正、反转时，就很容易地获得变速驱动轮毂效果。

Claims

1.一种利用电机正、反转变速的双速变速箱电机，由电机、变速箱、离合器、轴、轴承、外壳组成，其特征是：离合器为至少两套仅能使输出运动往单一方向驱动的单向离合器，变速箱内有两条传动比不同、传动方向不同的传动链，电机正、反转时，两条传动链之一被单向离合器接通，分别输出转向相同、转速不同的两种运动来驱动输出负载，获得调速效果。

2.根据权利要求1所述利用电机正、反转变速的双速变速箱电机，其特征是：变速箱内的齿轮传动系统，是在普通减速器基楚上，在后级增加一个输出齿轮和一个过桥轮组成的混合单输入、双输出型的两条传动链，两条转向、转速各异的输出，分别再通过各自联接的单向离合器选向后驱动负载。

3.根据权利要求1所述的利用电机正、反转变速的双速变速箱电机，其特征是：变速箱内一条传动链把电机正向转动直通其中一个单向离合器后直接驱动输出机构；变速箱内另一条传动链为行星转臂固定的NGW型行星减速器，其作为传动链输出的内齿圈与另一个超越离合器的输入端联接，该超越离合器的输出端与输出机构联接，电机反转时对负载实现低速驱动。

4.根据权利要求1所述利用电机正、反转变速的双速变速箱电机，其特征是：变速箱内的齿轮传动系统，是在第一级中心轮输入、行星转臂固定的NW型两级行星减速器基楚上，在第二级内增加一个输出中心轮组成的NW、WW混合单输入、双输出型的两条传动链，两条转向、转速各异的输出，分别再通过各自联接的单向离合器选向后驱动负载。

5.根据权利要求1所述利用电机正、反转变速的双速变速箱电机，其特征是：变速箱内为两套以上共用行星转臂和双内齿圈的NN型行星减速器，两内齿圈一个固定，另一个紧固在输出机构上，电机转动行星转臂，转臂上分别有沿轴向传动方向相反的单向离合器轴向联接起来的，齿数不同的，齿数差不同的，沿单向离合器轴向两侧齿数排序相反的至少两套行星轮组，形成两组传动方向相反、传动比不同的传动链，由两组单向离合器选向后，把一组传动经内齿圈组合后驱动负载。

6.根据权利要求1所述利用电机正、反转变速的双速变速箱电机，其特征是：单向离合器为常规的棘轮-棘爪类型的牙嵌式单向超越离合器；单向离合器为常见的滚柱(滚珠)、契块、弹性元件构成的磨擦式单向超越离合器。

7.根据权利要求1所述利用电机正、反转变速的双速变速箱电机，其特征是：单向离合器是利用电机正、反转过程产生的换向动力，带动位移机构通过拨叉，推动相应机构自动切换运动的机械自动换向型单向切换离合器。

8.根据权利要求1所述利用电机正、反转变速的双速变速箱电机，其特征是：单向离合器是利用电机正、反转过程产生的换向动力，推动相应的电开关，带动电磁离合器切换运动的电控型单向切换离合器。