CN101969250A - 电动车自动变档电机 - Google Patents

Abstract

本发明属于电动车动力传动技术领域，是一种电动车自动变档电机，其包括箱体，箱体设有电机设有电机轴；所述的箱体侧壁上设有输设有输入轴、输出键槽轴和轮轴；所述的电机轴与输入轴传动联接；所述的输出键槽轴与轮轴传动联接所述的输入轴上设有高、低速主动齿轮；输出键槽轴上设有离合器固定有高速从动齿轮，所述的输出键槽轴与低速从动齿轮之间设有单向传动器，所述的输出键槽轴上设有从动键槽套，从动键槽套与离合器外壳之间设有从动摩擦片和主动摩擦片，摩擦片端面部设有摩擦片分离弹簧，摩擦片与离合器底端部之间设有斜坡槽，离心滚珠设在斜坡槽中，斜坡槽和离心滚珠组成一个离心式轴向推力机构。

Description

电动车自动变档电机

技术领域

本发明属于电动车动力传动技术领域

背景技术

现有的电动三轮或四轮车的驱动动力主要通过调节输入电机的电压电流，改变电机的转速进行变速。但是电机调整至低速运转时，其输出的功率和扭矩相应变小，使得电动车在上坡过程中无力。

实用新型内容

本发明的目的在于提供一种结构简单，体积小、同时获得不同转速下的不同车速和不同扭矩，可以实现多级机械自动变档的电动车自动变档电机。

为实现本发明的目的，本发明的电动车自动变档电机的第一种技术方案，其包括箱体，所述的箱体侧壁上设有电机，电机设有电机轴；所述的箱体侧壁上设有输入轴孔、输出轴孔和轮轴孔，其孔中分别设有输入轴、输出键槽轴和差速器；所述的电机轴与输入轴传动联接；所述的输出键槽轴与差速器传动联接；所述的输入轴上设有高速主动齿轮和低速主动齿轮，输出键槽轴上设有自动离合器，自动离合器固定有高速从动齿轮，高速从动齿轮与高速主动齿轮传动联接，所述的输出键槽轴与低速从动齿轮之间设有单向传动器，所述的低速主动齿轮与低速从动齿轮传动联接；

所述的输出键槽轴上设有从动键槽套，从动键槽套与自动离合器外壳之间设有从动摩擦片和主动摩擦片，摩擦片之间设有摩擦片分离弹簧，摩擦片与自动离合器底端部之间设有斜坡槽，离心滚珠设在斜坡槽中，斜坡槽和离心滚珠组成一个离心式轴向推力机构。

使用时，将箱体固定在车架上，车轮固定在半轴上，当电机接通电源，电机轴产生旋转，电机轴上的电机轴齿轮随之旋转，电机轴齿轮啮合输入轴齿轮转动，输入轴齿轮带动输入轴和主动齿轮转动，低速状态下，摩擦片分离弹簧将安装在从动键槽套和自动离合器外壳上的主动摩擦片和从动摩擦片顶开，此时主动摩擦片和从动摩擦片处于分离状态，此时离心滚珠还处于未离心状态，动力通过低速主动齿轮传送到低速从动齿轮，低速从动齿轮通过单向传动器带动输出键槽轴转动，输出键槽轴再将动力传递到半轴上，从而完成一档的动力输出，车辆的速度也是最慢反之扭矩是最大的。

当电机转速升高达到一定转速时，自动离合器的惯性离心力增大，安装在自动离合器底端部的离心滚珠沿斜坡槽由里向径向外离心滚动，因安装离心滚珠处的斜坡槽的空间是里大外窄，离心滚珠向离合器径向向外离心滚动时产生轴向推力，迫使摩擦片克服摩擦片分离弹簧的压力，使自动离合器上的主动摩擦片和从动摩擦片结合传动，动力通过输入轴上的高速主动齿轮传递到高速从动齿轮，高速从动齿轮再通过主、从动摩擦片结合和从动键槽套传递到输出键槽轴，此时与低速从动齿轮配合的单向传动器在输出键槽轴转速超越下，低速从动齿轮和单向传动器产生打滑，使低速从动齿轮不能把动力传递给输出键槽轴，此时输出键槽轴就由高速从动齿轮带动，从而完成二档动力输出，实现自动变档。反之，当电机转速下降时，由于离合器惯性离心力的减小，离心滚珠恢复原来槽底的位置，以上部件作相反动作，使自动离合器的主、从动摩擦片分离，这时高速从动齿轮的动力不能传动到输出键槽轴上，此时低速从动齿轮重新通过单向传动器向输出键槽轴传递动力。

为实现本发明的同一目的，本发明电动车自动变档电机，其包括箱体；所述的箱体侧壁上设有电机，电机设有电机轴，所述的箱体侧壁上设有输入轴孔、输出轴孔和轮轴孔，其孔中分别设有输入轴、输出键槽轴和差速器；所述的电机轴与输入轴传动联接；所述的输出键槽轴与差速器传动联接；所述的输入轴上设有高速主动齿轮和低速主动齿轮，所述的输出键槽轴上设有自动离合器，高速从动齿轮固定在自动离合器上，高速从动齿轮与高速主动齿轮传动联接；所述的输出键槽轴上设有从动键槽套，从动键槽套与自动离合器外壳之间设有从动摩擦片和主动摩擦片，摩擦片端面部设有摩擦片分离弹簧，摩擦片与离合器底端部之间设有斜坡槽，离心滚珠设在斜坡槽中，斜坡槽和离心滚珠组成一个离心式轴向推力机构；所述的输入轴与低速主动齿轮之间设有单向轴承，所述的低速主动齿轮与低速从动齿轮传动联接；

附图说明

图1为本发明电动车自动变档电机第一种实施方式的立体装配分解结构视图；

图2为本发明电动车自动变档电机第一种实施方式的装配后剖视结构图；

图3为图1中的输出键槽轴、高低速主动齿轮、高低速从动齿轮、自动离合器外壳、离心滚珠、主动摩擦片、从动摩擦片、摩擦片分离弹簧、挡圈、输出键槽轴、从动键槽套、轴承、单向传动器的立体装配分解结构视图；

图4为图1中的单向传动器结构零件分解立体结构视图；

图5为图4的单向传动器装配后剖视结构图；

图6为本发明的单向传动器另一种实施方式的结构零件分解立体结构视图；

图7为图6中的装配后剖视结构图；

图8为本发明电动车自动变档电机的高速从动齿轮和斜坡槽剖视结构视图；

图9为图1中的自动离合器装配后的剖视结构视图；

图10为本发明电动车自动变档电机第二种实施方式的立体装配分解结构视图；

图11为图10中的装配后剖视结构图；

图12为图10中的自动离合器零件分解立体结构视图；

图13为图12离合器装配后的剖视结构视图；

图14为本发明电动车自动变档电机差速器分解立体结构视图。

具体实施方式

下面结合附图，对发明电动车自动变档电机的具体实施例作进一步详述。

如图中所示，本发明电动车自动变档电机，包括箱体1、电机2、电机轴3、轮轴孔4、差速器5、尾牙6、电机轴齿轮7、半轴8、输入轴齿轮9、中间轴10、输出键槽轴齿轮11、中间从动齿轮齿12、输入轴孔13、输入轴14、高速主动齿轮15、高速从动齿轮16、低速主动齿轮17、低速从动齿轮18、自动离合器19、单向传动器20、输出轴孔21、输出键槽轴22、油封23、轴承24、挡圈25、中间主动齿26、螺栓27、车架连接孔28、倒车轮29、拨叉30、单向轴承31、斜坡槽32、离心滚珠33、摩擦片分离弹簧34、从动摩擦片35、滚轴弹簧36、主动摩擦片37、从动键槽套38、挡圈39、单向器花键套40、弹簧座41、滚轴座42、滚轴43、棘爪44、弹簧45、单向器座46、内齿47、斜坡槽48、中间轴孔49、弹簧孔50、凹槽51、半轴齿轮52、锥形齿轮轴53、锥形齿轮54、杠杆55、杠杆支架56、控制索57、弹簧58、钢珠59、环形V形槽60。

实施例1

如图1-图9和图14所示的为本发明电动车自动变档电机的第一种实施方式，所述的一种电动车自动变档电机包括箱体1，箱体1设有车架连接孔28，车架连接孔28用于将整个机器固定在车架上。所述的电机2用螺栓固定在箱体1侧的壁上，箱体1内侧壁上分别设有输入轴孔13、和输出轴孔21、轮轴输孔4、中间轴孔49，其孔中分别设有轴承24，所述的轴承24内孔中分别设有输入轴14、输出键槽轴22、中间轴10、差速器5，高低速主动齿轮固定在输入轴14上，与高低速主动齿轮啮合的高低速从动齿轮活动设在输出键槽轴22上，从动齿轮通过单向器20或自动离合器19将动力传动到输出键槽轴22上，输出齿轮11固定在输出键槽轴22上，与输出齿轮11啮合的中间从动齿轮12固定在中间轴上，固定在中间上10的中间主动齿轮26啮合固定在差速器5上的尾牙6转动，尾牙6驱动差速器外壳、锥形齿轮54、半轴齿轮52和半轴8转动。

使用时，将箱体1固定在车架上，车轮固定在半轴8上，当电机1接通电源，电机轴3产生旋转，电机轴3上的电机轴齿轮7随之旋转，机轴齿轮7啮合输入轴齿轮9转动输入轴14上的主动齿轮15、17随之转动，初始状态下，摩擦片分离弹簧34将安装在从动键槽套38和自动离合器19外壳上的主动摩擦片37和从动摩擦片35顶开，此时主动摩擦片37从动摩擦片35处于分离状态，此时离心滚珠33还处于未离心状态，此时动力通过低速主动齿轮17传送到低速从动齿轮18，低速从动齿轮18通过单向传动器20带动输出键槽轴22旋转，输出键槽轴22通过输出齿轮11再将动力传递到差速器5上，差速器5驱动半轴8转动从而完成一档的动力输出，车辆的速度也是最慢反之扭矩是最大的。

当电机1转速升高达到一定转速时，离合器19的惯性离心力增大，安装在自动离合器19底端部的离心滚珠33沿斜坡槽32由里向径向外离心滚动，因安装离心滚珠33处的斜坡槽32的空间是里大外窄，离心滚珠33向自动离合器19径向向外离心滚动时产生轴向推力，迫使摩擦片克服摩擦片分离弹簧34的压力，使自动离合器19上的主动摩擦片37和从动摩擦片35结合传动，动力通过输入轴14上的高速主动齿轮15传递到高速从动齿轮16，高速从动齿轮16再通过主、从动摩擦片和从动键槽套38传递到输出键槽轴22，此时输出键槽轴22的转速高过低速从动齿轮18的转速，与低速从动齿轮18配合的单向传动器20在输出键槽轴22转速超越下，低速从动齿轮18和单向传动器20产生打滑，使低速从动齿轮18不能把动力传递给输出键槽轴22，此时输出键槽轴22就由高速从动齿轮16带动，从而完成二档动力输出，实现自动变档。反之，当电机1转速下降时，由于自动离合器19惯性离心力的减小，离心滚珠33恢复原来斜槽32底部的位置，以上部件作相反动作，使自动离合器19的主、从动摩擦片分离，这时高速从动齿轮16的动力不能传动到输出键槽轴22上，此时低速从动齿轮18重新通过单向传动器20向输出键槽轴22传递动力。

如图4、图5中所示，所述的单向传动器20，初始状态时滚轴弹簧36将滚轴43定在斜坡槽48窄的位置上，使滚子43卡在低速从动齿轮18的内孔壁上，使低速从动齿轮18和滚轴座42结合转动，从而带动输出键槽轴22转动，当输出键槽轴22的转速高过低速从动齿轮18时滚轴43被滚轴座42抛离下滚轴43克服滚轴弹簧36的压力滚轴43被抛进斜坡槽48里，此时低速从动齿轮18和滚轴座42失去传动能力，单向器20和低速从动齿轮18只能单向传动。

如图6、图7中所示，所述的单向传动器20的另一种实施方式，所述的输出键槽轴22上设有单向器座46，单向器座46设有弹簧孔50和凹槽51，弹簧45设在弹簧孔50中，棘爪44设在凹槽51中，初始状态时弹簧45将棘爪44一端顶起并卡在低速从动齿轮18的内齿中，低速从动齿轮18和单向器座46结合传动，当输出键槽轴22的转速高过低速从动齿轮18时，棘爪44就抛离内齿47，低速从动齿轮18和单向器座46失去传动能力，单向器20和低速从动齿轮18只能单向传动；本发明所述的单向传动器20也还可采用轴向棘爪移动离合式的单向器。

如图14所示，电机2的动力经变速后传动到尾牙6直接驱动差速器5，再传递到锥形齿轮54，带动左、右半轴齿轮52，半轴齿轮52带动左右半轴8进而驱动车轮，当车辆直线行驶时，差速器5外壳、锥形齿轮54、左、右半轴齿轮52和驱动车轮四者转速相同差速器此时不工作。当车辆转弯时，两侧车轮在同一时间内所行走的距离不等，外轮移动的距离比内轮大，由于左右车轮受力情况发生变化，反馈在半轴齿轮52上，此时差速器在工作，锥形齿轮54、半轴齿轮52在公转的同时产生自转，自动增加了外车轮的转速，使外车轮加快，内轮变慢而起到差速的作用。

如图1中所示，倒车时电机2需要反转，反转时因单向传动器20切断低速从动齿轮18传动到输出键槽轴22的动力，这时用拨叉30将安装在输出键槽轴22上的倒车轮29拨到卡住低速从动齿轮18，使低速从动齿轮18通过倒车轮29将动力传递到输出键槽轴22上。

实施例2

如图10、11中所示的为本发明电动车自动变档电机的第二种实施方式，所述的电动车自动变档电机包括箱体1，箱体1设有车架连接孔28，车架连接孔28用于将整个机器固定在车架上。所述的电机2用螺栓固定在箱体1侧的壁上，箱体1内侧壁上分别设有输入轴孔13、和输出轴孔21、轮轴输孔4、中间轴孔49，其孔中分别设有轴承24，所述的轴承24内孔中分别设有输入轴14、输出键槽轴22、中间轴10、差速器5，高速主动齿轮15固定在输入轴14上，低速主动齿轮17通过单向轴承31转动设在输入轴14上，与低速主动齿轮17啮合的低从动齿轮18通过键槽固定在输出键槽轴22上，高速从动齿轮16通过自动离合器19将动力传动到输出键槽轴22上，输出齿轮11固定在输出键槽轴22上，与输出齿轮11啮合的中间从动齿轮12固定在中间轴上，固定在中间轴10上的中间主动齿轮26啮合固定在差速器5上的尾牙6转动，尾牙6驱动差速器外壳、锥形齿轮54、半轴齿轮52和半轴8转动。

使用时，将箱体1固定在车架上，车轮固定在半轴8上，当电机1接通电源，电机轴3产生旋转，电机轴3上的电机轴齿轮7随之旋转，机轴齿轮7啮合输入轴齿轮9转动输入轴14上的主动齿轮15、17随之转动，初始状态下，摩擦片分离弹簧34将安装在从动键槽套38和自动离合器19外壳上的主动摩擦片37和从动摩擦片35顶开，此时主动摩擦片37从动摩擦片35处于分离状态，此时离心滚珠33还处于未离心状态，输入轴14的动力通过单向轴承31传动到低速主动齿轮17再传送到低速从动齿轮18，低速从动齿轮18带动输出键槽轴22，输出键槽轴22通过输出齿轮11再将动力传递到轮轴5上，从而完成一档的动力输出，车辆的速度也是最慢反之扭矩是最大的。

当电机1转速升高达到一定转速时，自动离合器19的惯性离心力增大，安装在自动离合器19端部的离心滚珠33沿斜坡槽32由里向径向外离心滚动，因安装离心滚珠33处的斜坡槽32空间是里大外窄，离心滚珠33向自动离合器19径向向外离心滚动时产生轴向推力，迫使摩擦片克服摩擦片分离弹簧的压力，使自动离合器19上的主动摩擦片37和从动摩擦片35结合传动，动力通过输入轴14上的高速主动齿轮15传递到高速从动齿轮16，高速从动齿轮16再通过主、从动摩擦片结合和从动键槽套38传递到输出键槽轴22，此时低速主动齿轮17的转速高过输入轴14的转速，与低速主动齿轮17配合的单向轴承31在低速主动齿轮17转速超越下，输入轴14和单向轴承31产生打滑，使输入轴14的动力不能传递给低速主动齿轮17，此时输出键槽轴22就由高速从动齿轮16带动，从而完成二档动力输出，实现自动变档。反之，当电机1转速下降时，由于自动离合器19惯性离心力的减小，离心滚珠33恢复原来斜槽32槽底的位置，以上部件作相反动作，使自动离合器19的主、从动摩擦片在摩擦片分离弹簧34的作用下分离，这时高速从动齿轮16的动力不能传动到输出键槽轴22上，此时输入轴14的动力重新通过单向轴承31传递到低速主动齿轮17啮合低速从动齿轮18再向输出键槽轴22传递动力；所述的单向轴承也可用轴向棘爪移动离合式的单向器。

如图14所示，电机2的动力经变速后传动到尾牙6直接驱动差速器5，再传递到锥形齿轮54，带动左、右半轴齿轮52，半轴齿轮52带动左右半轴8进而驱动车轮，当车辆直线行驶时，差速器5外壳、锥形齿轮54、左、右半轴齿轮52和驱动车轮四者转速相同差速器此时不工作。当车辆转弯时，两侧车轮在同一时间内所行走的距离不等，外轮移动的距离比内轮大，由于左右车轮受力情况发生变化，反馈在半轴齿轮52上，此时差速器在工作，锥形齿轮54、半轴齿轮52在公转的同时产生自转，自动增加了外车轮的转速，使外车轮加快，内轮变慢而起到差速的作用。

如图10中所示，倒车时电机2需要反转，反转时因单向轴承31切断输入轴14传动到低速主动齿轮17的动力，这时用拨叉30将安装在输入轴14上的倒车轮29拨到并卡住低速主动齿轮17，使输入轴14通过倒车轮29将动力传递到低速主动齿轮17上。

本发明所述的各个齿轮也可为皮带轮或链轮，相互之间的啮合传动变为皮带或链条传动，也可达到传动联接的技术效果；本实用新型所述的皮带轮、皮带，也可为齿轮或链轮、链条也可达到传动联接的技术效果。

Claims (8)

1.一种电动车自动变档电机，其包括箱体(1)；

所述的箱体(1)侧壁上设有电机(2)，电机(2)设有电机轴(3)；

其特征是：

所述的箱体(1)侧壁上设有输入轴孔(13)、输出轴孔(21)和轮轴孔(4)，所述的箱体(1)内设有输入轴(14)、输出键槽轴(22)和差速器(5)；

所述的电机轴(3)与输入轴(14)传动联接；所述的输出键槽轴(22)与差速器(5)传动联接；所述的差速器(5)中设有半轴齿轮(52)和锥形齿轮(54)；

所述的输入轴(14)上设有高速主动齿轮(15)和低速主动齿轮(17)；

所述的输出键槽轴(22)上设有自动离合器(19)，高速从动齿轮(16)固定在自动离合器(19)上；高速从动齿轮(16)与高速主动齿轮(15)传动联接；所述的输出键槽轴(22)与低速从动齿轮(18)之间设有单向传动器(20)，所述的低速主动齿轮(17)与低速从动齿轮(18)传动联接。

2.根据权利要求1所述的电动车自动变档电机，所述的输出键槽轴(22)其特征是：输出键槽轴(22)上设有从动键槽套(38)，从动键槽套(38)与自动离合器(19)外壳之间设有从动摩擦片(35)和主动摩擦片(37)，摩擦片端面部设有摩擦片分离弹簧(34)，摩擦片与离合器(19)底端部之间设有斜坡槽(32)，离心滚珠(33)设在斜坡槽(32)中，斜坡槽(32)和离心滚珠(33)组成一个离心式轴向推力机构。

3.根据权利要求1所述的电动车自动变档电机，所述的单向传动器(20)中设有滚轴座(42)，滚轴座(42)上设有斜坡槽(48)，斜坡槽(48)中设有滚轴(43)，弹簧座(41)和滚轴(43)之间设有弹簧(36)。

4.根据权利要求1所述的电动车自动变档电机，所述的单向传动器(20)中设有单向器座(46)，单向器座(46)上设有棘爪(44)和弹簧(45)，所述的低速从动齿轮(18)内孔中设有与棘爪(44)相卡合的内齿(47)。

5.根据权利要求1所述的电动车自动变档电机，所述的输出键槽轴(22)其特征是：输出键槽轴(22)与低速从动齿轮之间设有倒车轮(29)，倒车轮(29)上设有拨叉(30)。

6.一种电动车自动变档电机，其包括箱体(1)；所述的箱体(1)侧壁上设有电机(2)，电机(2)设有电机轴(3)；

其特征是：

所述的箱体(1)侧壁上设有输入轴孔(13)、输出轴孔(21)和轮轴孔(4)，所述的箱体(1)内设有输入轴(14)、输出键槽轴(22)和差速器(5)；

所述的电机轴(3)与输入轴(14)传动联接；所述的输出键槽轴(22)与差速器(5)传动联接；所述的差速器(5)中设有半轴齿轮(52)和锥形齿轮(54)；

所述的输入轴(14)上设有高速主动齿轮(15)和低速主动齿轮(17)；

所述的输出键槽轴(22)上设有自动离合器(19)，高速从动齿轮(16)固定在自动离合器(19)上；高速从动齿轮(16)与高速主动齿轮(15)传动联接；所述的低速主动齿轮(17)与低速从动齿轮(18)传动联接；

所述的输入轴(14)与低速主动齿轮(17)之间设有单向轴承(31)。

7.根据权利要求6所述的电动车自动变档电机，所述的输出键槽轴(22)，其特征是：输出键槽轴(22)上设有从动键槽套(38)，从动键槽套(38)与自动离合器19外壳之间设有从动摩擦片(35)和主动摩擦片(37)，摩擦片端面部设有摩擦片分离弹簧(34)，摩擦片与离合器(19)底端部之间设有斜坡槽(32)，离心滚珠(33)设在斜坡槽(32)中，斜坡槽(32)和离心滚珠(33)组成一个离心式轴向推力机构；

8.根据权利要求6所述的电动车自动变档电机，所述的输入轴(14)其特征是：输入轴(14)与低速主动齿轮(17)之间设有倒车轮(29)，倒车轮(29)上设有拨叉(30)。

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