CN101320928A - 驱动马达及自动变速装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种驱动马达及自动变速装置，驱动马达轴为固定通轴，通轴上同轴装有定子、转子和变速机，变速机为多级不同齿数的轮齿组成的塔形阶梯式变速系统，其各级传动轮齿通过销轴和弹簧固定在轮齿支架上，通轴上带有中心通孔和两个销孔槽，中心通孔内装有销轴和弹簧，销轴两端固定有变速压板和变速档板，并能在通轴上轴向滑动，变速离心块固定在驱动马达轮毂壳上面的支架上，当驱动马达外壳轮毂转动时，变速离心块在离心力的作用下带动变速档板、变速压板和变速机的传动轮齿作轴向滑动，实现驱动马达自动换档变速功能。其优点是：重量轻、结构简单，节能，应用范围广，可广泛应用于助力车、电动车、混合动力汽车、燃油车、动力器具和动力机械等领域。
Description
技术领域
本发明涉及一种驱动马达及变速装置，特别是涉及一种变速机在动力作用下能实现自动换档变速的驱动马达及自动变速装置。
背景技术
众所周知，日前，市面上出售的驱动马达及变速装置，其变速机是带拉线或拉杆人工操作变速的，这样不仅安装、操作不便，而且体积大、耗能、故障率高，不利于推广和使用。
发明内容
本发明的主要目的在于克服以上不足而提供一种体积小、扭矩大、自动变速、效率高和节能的驱动马达及自动变速装置。
本发明为解决其技术问题所采取的技术方案是：一种驱动马达及自动变速装置，它包括由驱动马达定子、转子、轴和驱动马达外壳构成的驱动马达和变速机，其特征在于：通轴22为固定轴，通轴22上同轴装有定子9、转子11和变速机31，定子9固定在通轴22上不动，变速机31为多级不同齿数的轮齿组成的塔形阶梯式变速系统，通轴22上带有中心通孔，其圆周上开有两个对称的销孔槽与中心孔贯通，通轴22的中心通孔内装有销轴33，销轴33的两端带有与通轴22上两个销孔槽对应的销孔和弹簧39并由螺丝40固定，变速机31中的主动轮齿34与转子11由螺丝10固定连接成一体，并通过轴承35支撑在通轴22上，变速机31中的输出轮齿13外壳一端由轴承12支撑在主动轮齿34上，输出轮齿13外壳的另一端由销钉25固定在变速定位器19上，变速定位器19由轴承24支撑在通轴22上，其一端由螺丝20固定在驱动马达轮毂外壳端盖21上，驱动马达轮毂外壳端盖3和端盖21分别由轴承2和轴承23支撑在通轴22上，并通过螺丝6与驱动马达轮毂外壳固定连接成一体，变速机31中各级对应的传动轮齿16之间通过轴套14和弹簧轴向间隔，并由卡簧固定套在销轴15上成一体，销轴15固定在轮齿支架30上，其一端装有压力弹簧17并与变速压板18连接，轮齿支架30由键销32和卡簧固定在通轴22上，变速压板18与变速定位器19和变速滑块27连接，变速滑块27套在滑环26上，并由卡簧29固定，滑环26和滑环38与销轴33通过销钉28和销钉37连接，销钉28和销钉37分别从通轴22上对应的两个销孔槽中穿出，变速档板5套在滑环38上由卡簧4固定，变速离心块7通过轴销固定在支架8上，并与变速档板5衔接，支架8固定在驱动马达轮毂壳体上，驱动马达定子9由销键36固定在通轴22上，通轴22的一端开有出线槽孔，定子输出线1由槽孔内引出。
本发明还可以采用如下技术措施：
所述的变速机31是2-10级各级不同齿数的行星齿轮变速、谐波齿轮变速或摆线齿轮变速。
所述的2-10级各级轮齿是分体式固定在一起的或直接加工为一体式的，其主动轮齿34与输出轮齿13之间呈轴向错位布置。
所述的变速机31可以单独使用。
所述的输出轮齿13外壳一端与变速定位器19之间或变速定位器19与驱动马达轮毂外壳端盖21之间设置离合器41。
所述的离合器41可以用棘轮机构、槽轮机构代替。
所述的驱动马达是电动马达、燃油马达、气动马达或液压马达。
所述的驱动马达是①外转子式的即定子套在驱动马达转子的内腔里面，②盘式的单转子或双转子即定子安装在驱动马达转子的轴向一侧或中间，③内转子式的即定子套在驱动马达转子外面其中之一种。
所述的变速离心块7是2-50个均布固定在支架8上同步运动。
所述的支架8是固定在驱动马达轮毂壳体上或固定在变速器43上。
本发明具有的优点和积极效果是：重量轻、结构简单，节能，应用范围广，可广泛应用于助力车、电动车、混合动力汽车、燃油车、动力器具和动力机械等领域。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图2是本发明带有离合器的结构示意图。
图3是本发明驱动马达定子套在驱动马达转子外面或侧面的结构示意图。
图4是本发明变速机输出轮齿与驱动马达轮毂外壳直接固定连接的结构示意图。
图5是本发明离心块支架与变速器连接的结构示意图。
图6是本发明图2中变速机的局部剖视图。
图1-图5中：1.定子输出线；2.轴承；3.外壳端盖；4.卡簧；5.变速档板；6.螺丝；7.变速离心块；8.支架；9.定子；10.螺丝；11.转子；12.轴承；13.输出轮齿；14.轴套；15.销轴；16.传动轮齿；17.压力弹簧；18.变速压板；19.变速定位器；20.螺丝；21.外壳端盖；22.通轴；23.轴承；24.轴承；25.销钉；26.滑环；27.变速滑块；28.销钉；29.卡簧；30.轮齿支架；31.变速机；32.键销；33.销轴；34.主动轮齿；35.轴承；36.销键；37.销钉；38.滑环；39.弹簧；40.螺丝；41.离合器；42.键销；43.变速器。
具体实施方式
为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：请参阅图1及图6。
实施例1：以电动马达助力车为例加以说明，变速机采用3级行星齿轮变速。如图1所示：通轴22为固定轴，通轴22上同轴装有定子9、转子11和变速机31，定子9固定在通轴22上不动，变速机31为多级不同齿数的轮齿组成的塔形阶梯式变速系统，通轴22上带有中心通孔(或中心半孔)，其圆周上开有两个对称的销孔槽与中心孔贯通，通轴22的中心通孔内装有销轴33，销轴33的两端带有与通轴22上两个销孔槽对应的销孔和弹簧39并由螺丝40固定，变速机31中的主动轮齿34与转子11由螺丝10固定连接成一体，并通过轴承35支撑在通轴22上，变速机31中的输出轮齿13外壳一端由轴承12支撑在主动轮齿34上，输出轮齿13外壳的另一端由销钉25固定在变速定位器19上，变速定位器19由轴承24支撑在通轴22上，其一端由螺丝20固定在电动马达轮毂外壳端盖21上，电动马达轮毂外壳端盖3和端盖21分别由轴承2和轴承23支撑在通轴22上，并通过螺丝6与电动马达轮毂外壳固定连接成一体，变速机31中各级对应的传动轮齿16之间通过轴套14和弹簧轴向间隔(或各级对应的传动轮齿16直接加工为一体)，并由卡簧固定套在销轴15上成一体，销轴15(直接或通过导向轴承)固定在轮齿支架30上，其一端装有压力弹簧17并与变速压板18连接(滑动)，轮齿支架30由键销32和卡簧固定在通轴22上，变速压板18与变速定位器19和变速滑块27连接，变速滑块27套在滑环26上，并由卡簧29固定，滑环26和滑环38与销轴33通过销钉28和销钉37连接，销钉28和销钉37分别从通轴22上对应的两个销孔槽中穿出，变速档板5套在滑环38上由卡簧4固定，变速离心块7(可以是2-50个)通过轴销(均布)固定在支架8上，并与变速档板5衔接，支架8固定在电动马达轮毂壳体(或变速器43)上，电动马达定子9由销键36固定在通轴22上，通轴22的一端开有出线槽孔，定子输出线1由槽孔内引出。本实施例中的电动马达也可以是燃油马达、气动马达或液压马达。变速机31中的2-10级各级轮齿是分体式固定在一起的或直接加工为一体式的，其主动轮齿34与输出轮齿13之间呈轴向错位布置，其目的是为了降低成本、安装方便并在轮齿换档变速时，在后一级传动轮齿16还未进入其轮系瞬间，使前一级传动轮齿16与其输出轮齿13脱离，与其主动轮齿34还未完全脱开，这时其主动轮齿34起支撑导向作用，以此来保证各轮齿间能顺利啮合。
使用时，电动马达可以安装在助力车的后轮或前轮上，定子9固定在通轴22上不动，通轴22作为助力车的后轴或前轴(通轴22也可以是半轴)，转子11通过轴承支撑在固定的通轴22上转动，因变速机31中的主动轮齿34与转子11由螺丝10固定连接成一体，输出轮齿13外壳与变速定位器19由螺丝20固定在电动马达轮毂外壳端盖21上，故变速机31中的主动轮齿34也同步转动，且由第1级传动轮齿16带动输出轮齿13和电动马达轮毂外壳转动，助力车前进，此时由于变速滑块27被控制在变速定位器19的第1个卡位上，变速离心块7在电动马达轮毂外壳旋转离心力的作用下不能使变速档板5、变速压板18和销轴15通过压力弹簧17和销轴33带动传动轮齿16轴向滑动(变齿数)变速，助力车稳速前进；当助力车需要2级变速时，使电动马达瞬间断电，此时变速滑块27从变速定位器19卡位中脱出，变速压板18、销轴15和销轴33在电动马达轮毂离心力的作用下由变速离心块7(杠杆原理)拨动变速档板5带动传动轮齿16轴向滑动到第2级不同齿数轮齿中变速转动，这时由于受销轴15上压力弹簧17和销轴33的两端(或一端)弹簧39的限制，变速滑块27和传动轮齿16被控制在变速定位器19的第2个卡位上，故助力车实现第2级自动变速前进；第3级变速与第2级变速完全相同。反之，当电动马达减速时，电动马达轮毂离心力减小，传动轮齿16在销轴15上的压力弹簧17和销轴33的两端(或一端)弹簧39的作用下反向滑动而逐级自动(变齿数)减速转动，助力车自动减速前进，从而实现电动马达助力车的自动增速或减速行驶。
其优点是：重量轻、结构简单，节能，应用范围广，可广泛应用于助力车、电动车、混合动力汽车、燃油车、动力器具和动力机械等领域。
实施例2：以电动马达助力车为例加以说明，变速机采用3级行星齿轮变速。
如图2、图3、图6所示：其工作原理和使用方法及优点同实施例1完全相同。但在变速定位器19与电动马达轮毂外壳端盖21之间(或输出轮齿13外壳一端与变速定位器19之间)设置离合器41(离合器41可以用棘轮机构、槽轮机构代替)，变速定位器19的一端与离合器41连接，离合器41由螺丝20(或轴销)固定在电动马达轮毂外壳端盖21上，当电动马达转子11转动时，带动变速机31中的输出轮齿13和变速定位器19转动变速，变速定位器19通过离合器41带动电动马达轮毂外壳转动，助力车前进；因有离合器41的作用，电动马达不工作时，助力车在滑行和自动换档变速瞬间无阻尼，实现节电自动变速可靠行驶。本实施例中的变速机31可以单独使用在自行车等人力驱动的自动变速场合，其变速机31中的主动轮齿34与人工动力轮连接，其变速机31轮毂外壳作为外轮毂使用。
另外，如图4所示：其工作原理和使用方法及优点同实施例1完全相同。但变速机31的输出轮齿13与电动马达轮毂外壳直接固定连接，变速机31的传动轮齿16和销轴15(直接或通过导向轴承)固定在离合器41上，变速定位器19的一端与离合器41连接，另一端由键销42固定在电动马达轴22上，当电动马达转子11转动时，变速机31中的传动轮齿16带动输出轮齿13和电动马达轮毂外壳转动，助力车前进；因有离合器41的作用，电动马达不工作时，助力车在滑行和自动换档变速瞬间无阻尼，实现节电自动变速可靠行驶。
还有一种电动马达及自动变速装置，如图5所示：其工作原理和使用方法及优点同实施例1完全相同。但在电动马达轮毂壳内装有变速器43，其变速离心块7支架8固定在变速器43上，根据实际需要变速器43增速或减速，以此来调整变速离心块7的离心力大小，保证电动马达及自动变速装置可靠工作。
实施例3：以电动汽车为例加以说明，驱动马达采用电动马达、变速机采用5级行星齿轮变速。
其工作原理和使用方法及优点同实施例2完全相同。但电动汽车两个前轮毂(或两个后轮毂或前后四个轮毂)要同时使用本发明的驱动马达及变速装置，以保持驱动平衡行驶。
Claims (10)
1.一种驱动马达及自动变速装置，它包括由驱动马达定子、转子、轴和驱动马达外壳构成的驱动马达和变速机，其特征在于：通轴(22)为固定轴，通轴(22)上同轴装有定子(9)、转子(11)和变速机(31)，定子(9)固定在通轴(22)上不动，变速机(31)为多级不同齿数的轮齿组成的塔形阶梯式变速系统，通轴(22)上带有中心通孔，其圆周上开有两个对称的销孔槽与中心孔贯通，通轴(22)的中心通孔内装有销轴(33)，销轴(33)的两端带有与通轴(22)上两个销孔槽对应的销孔和弹簧(39)并由螺丝(40)固定，变速机(31)中的主动轮齿(34)与转子(11)由螺丝(10)固定连接成一体，并通过轴承(35)支撑在通轴(22)上，变速机(31)中的输出轮齿(13)外壳一端由轴承(12)支撑在主动轮齿(34)上，输出轮齿(13)外壳的另一端由销钉(25)固定在变速定位器(19)上，变速定位器(19)由轴承(24)支撑在通轴(22)上，其一端由螺丝(20)固定在驱动马达轮毂外壳端盖(21)上，驱动马达轮毂外壳端盖(3)和端盖(21)分别由轴承(2)和轴承(23)支撑在通轴(22)上，并通过螺丝(6)与驱动马达轮毂外壳固定连接成一体，变速机(31)中各级对应的传动轮齿(16)之间通过轴套(14)和弹簧轴向间隔，并由卡簧固定套在销轴(15)上成一体，销轴(15)固定在轮齿支架(30)上，其一端装有压力弹簧(17)并与变速压板(18)连接，轮齿支架(30)由键销(32)和卡簧固定在通轴(22)上，变速压板(18)与变速定位器(19)和变速滑块(27)连接，变速滑块(27)套在滑环(26)上，并由卡簧(29)固定，滑环(26)和滑环(38)与销轴(33)通过销钉(28)和销钉(37)连接，销钉(28)和销钉(37)分别从通轴(22)上对应的两个销孔槽中穿出，变速档板(5)套在滑环(38)上由卡簧(4)固定，变速离心块(7)通过轴销固定在支架(8)上，并与变速档板(5)衔接，支架(8)固定在驱动马达轮毂壳体上，驱动马达定子(9)由销键(36)固定在通轴(22)上，通轴(22)的一端开有出线槽孔，定子输出线(1)由槽孔内引出。
2.根据权利要求1所述的驱动马达及自动变速装置，其特征在于：所述的变速机(31)是2-10级各级不同齿数的行星齿轮变速、谐波齿轮变速或摆线齿轮变速。
3.根据权利要求1所述的驱动马达及自动变速装置，其特征在于：所述的2-10级各级轮齿是分体式固定在一起的或直接加工为一体式的，其主动轮齿(34)与输出轮齿(13)之间呈轴向错位布置。
4.根据权利要求1所述的驱动马达及自动变速装置，其特征在于：所述的变速机(31)可以单独使用。
5.根据权利要求1所述的驱动马达及自动变速装置，其特征在于：所述的输出轮齿(13)外壳一端与变速定位器(19)之间或变速定位器(19)与驱动马达轮毂外壳端盖(21)之间设置离合器(41)。
6.根据权利要求1所述的驱动马达及自动变速装置，其特征在于：所述的离合器(41)可以用棘轮机构、槽轮机构代替。
7.根据权利要求1所述的驱动马达及自动变速装置，其特征在于：所述的驱动马达是电动马达、燃油马达、气动马达或液压马达。
8.根据权利要求1所述的驱动马达及自动变速装置，其特征在于：所述的驱动马达是①外转子式的即定子套在驱动马达转子的内腔里面，②盘式的单转子或双转子即定子安装在驱动马达转子的轴向一侧或中间，③内转子式的即定子套在驱动马达转子外面其中之一种。
9.根据权利要求1所述的驱动马达及自动变速装置，其特征在于：所述的变速离心块(7)是2-50个均布固定在支架(8)上同步运动。
10.根据权利要求1所述的驱动马达及自动变速装置，其特征在于：所述的支架(8)是固定在驱动马达轮毂壳体上或固定在变速器(43)上。
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2008
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| C53 | Correction of patent for invention or patent application | ||
| CB02 | Change of applicant information |
Address after: 116031, Haiyan street, Ganjingzi District, Liaoning, Dalian, 10-3-1 Applicant after: Zhang Hongyan Address before: 300251, Dongli District, Tianjin Xu Chuang-tzu Jin Wen electric car Mall South Gate A District No. 1 Applicant before: Zhang Hongyan |
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| AD01 | Patent right deemed abandoned |
Effective date of abandoning: 20081210 |
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| C20 | Patent right or utility model deemed to be abandoned or is abandoned |