CN102797800A - 一种电动车用换挡变速系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电动车用换挡变速系统，包括箱体，箱体上连接有驱动电机，驱动电机的电机轴可伸入箱体内，箱体内还设有变速器、驱动输出部件，电机轴的前端同轴等转速连接有传动轴，传动轴上设有主动齿轮，主动齿轮与构成变速器输入端的变速输入齿轮啮合，变速器的变速输出元件与所述驱动输出部件的输入端连接，变速器连接有包括同步器的换挡机构，所述主动齿轮同轴转动连接在传动轴上，传动轴与主动齿轮之间连接有由离合控制装置控制的离合器，离合控制装置设在箱体上，离合控制装置的操作端露出箱体外部。本发明的有益效果是，换挡及时、换挡操作容易，换挡平稳，换挡噪音小，且使用寿命长。

Description

一种电动车用换挡变速系统

技术领域

本发明涉及一种电动交通工具的动力系统，特别涉及一种电动车用换挡变速系统。

背景技术

电动车用变速系统是将驱动电机、变速器、驱动输出部件结合为一体的用于电动交通工具的驱动系统，当采用不同结构的驱动输出部件时，其可构成两轮或三轮车、四轮车的驱动动力系统。在用的电动车变速系统包括可换挡和不可变挡两种形式。由于两轮、三轮或者四轮电动车无论行驶在城市或乡村道路，或因道路状况或因交通状况，都只有通过变换挡位改变行驶速度，才能实现行驶安全、理想的行驶速度和运载能力的目的。故其大多采用可换挡的变速系统。然而，现有可换挡的变速系统，特别是只有两个挡位的通过拉索操控换挡的变速系统，其换挡操作是操控电机控制器使电机速度下降后或停止转动后，通过拉索操纵换挡拨叉，换挡拨叉拨动同步器移动与需变换挡位的高速或低速从动齿轮脱离，同步器与拟变换挡位的低速或高速从动齿轮结合实现的。由于电机轴具有一定的惯性，若拉索拉动拨叉时电机尚未停止转动，则通过同步器与需变换挡位的高速或低速从动齿轮脱离困难，存在换挡阻力大，换挡操作困难，换挡发冲即换挡不平稳，换挡噪音大，甚至造成换挡操作机构使用寿命低的不足。若等待电机停转后，再进行换挡操作，则需要等待一定时间，存在换挡不及时的问题。当然，若通过电机控制器的改进，在换挡前使电机反转的方式使电机骤停，以缩短换挡时间，则存在电机轴承受交变载荷而影响电机的使用寿命，同时还会造成车辆急停，存在行车隐患。因此，无论采用哪种方式使电机停转，换挡后都需重新启动电机，造成电机频繁启动，从而降低电机使用寿命。为此，需要改进。

发明内容

本发明的目的就是针对现有技术的不足，提供一种换挡及时、换挡操作容易，换挡平稳，换挡噪音小，且换挡机构和电机使用寿命长的电动车用换挡变速系统。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种电动车用换挡变速系统，包括箱体，箱体上连接有驱动电机，驱动电机的电机轴可伸入箱体内，箱体内还设有变速器、驱动输出部件，电机轴的前端同轴等转速连接有传动轴，传动轴上设有主动齿轮，主动齿轮与构成变速器输入端的变速输入齿轮啮合，变速器的变速输出元件与所述驱动输出部件的输入端连接，变速器连接有包括同步器的换挡机构，所述主动齿轮同轴转动连接在传动轴上，传动轴与主动齿轮之间连接有由离合控制装置控制的离合器，离合控制装置设在箱体上，离合控制装置的操作端露出箱体外部。

采用前述技术方案的本发明，由于主动齿轮同轴转动连接在传动轴上，传动轴主动齿轮之间连接有由离合控制装置控制的离合器。在电动车处于任一挡位正常行驶时，因此，离合控制装置使离合器处于“合”的状态，主动齿轮与传动轴随驱动电机的电机轴同步转动。当需要换挡时，通过操作离合控制装置使离合器处于“离”的状态，主动齿轮与传动轴形成相对空转，变速器被切断动力，此时，通过拉索操控换挡机构的同步器以实现变速器的换挡操作。由于换挡时动力以断开，因此，换挡阻力小，换挡操作容易，可确保换挡机构的使用寿命；同时，由于各种离合器都可实现快捷的离合，因此，换挡不需要等待时间，其换挡快捷、及时。另外，电机不需停转或反转，电机轴既不承受交变载荷，也不需频繁启动，可有效延长电机寿命。当本发明的变速输出元件和驱动输出部件设置成与两轮车驱动轮相适应的驱动结构时，本电动车用换挡变速系统用于两轮电动车驱动，当本发明的变速输出元件和驱动输出部件设置成与三轮或四轮车驱动桥相适应的驱动结构时，本电动车用换挡变速系统用于三轮或四轮电动车驱动，其适用范围广。

优选的技术方案，所述离合器包括设在杯罩形离合器外罩内的主动盘和从动盘，主动盘与从动盘可形成摩擦连接，主动盘和离合器外罩与所述传动轴形成同轴等转速连接；所述主动齿轮与从动盘形成同步转动连接；所述离合器外罩的杯口部设有可带动从动盘向主动盘移动的挡环，离合器外罩与主动盘之间设有用于使主动盘与从动盘保持摩擦连接的弹性元件；所述离合控制装置用于克服弹性元件的弹性力使主动盘与从动盘脱离摩擦连接。以确保离合器的离合状态稳定可靠。

进一步优选的技术方案，所述弹性元件的数量为3～10个。以使主动盘与从动盘圆周方向受力均匀，延长使用寿命

进一步优选的技术方案，所述主动盘位于所述传动轴前端，所述从动盘和主动齿轮位于主动盘后侧；所述离合器外罩从主动盘前方罩向主动盘和从动盘；所述离合控制装置连接在离合器外罩的杯底外部；所述弹性元件为连接在从动盘与离合器外罩的杯底之间的压缩弹簧。以使结构紧凑，减小差速电机体积，节约安装空间，利于三轮车整体布置。

进一步优选的技术方案，所述主动盘由固定盘和多个环状钢片组成，固定盘通过花键配合与所述传动轴形成同轴等转速连接，固定盘还通过螺纹紧固件固定在传动轴；固定盘的外侧表面上形成由多个齿形结构；所述离合器外罩的杯壁上设有多个与固定盘的外齿相配的且贯穿杯壁和杯口的齿槽；所述多个钢片设在固定盘与离合器外罩上的所述挡环之间，钢片外侧设有与所述齿槽形成间隙配合的外齿；所述从动盘包括分布在两相邻钢片之间和固定盘与相邻钢片之间的多个环状摩擦片，摩擦片用于与固定盘和钢片形成摩擦连接，摩擦片的刚性片基的内环上设有内齿，摩擦片通过其内齿配合有外齿套，外齿套转动配合在固定盘设有的用于加长与传动轴的配合长度的延伸突缘外圆周上，外齿套同轴固定连接有外花键套，外花键套同轴活动套装在所述传动轴上；所述主动齿轮套装在外花键套上，主动齿轮与外花键套之间通过花键配合结构形成同步转动连接；所述离合器外罩的杯口部还设有装设所述挡环的环形槽。确保离合器工作可靠和延长使用寿命。

更进一步优选的技术方案，所述摩擦片和钢片具有可使二者之间形成2～16摩擦副的数量。进一步提高可靠性和延长使用寿命。

更进一步优选的技术方案，所述钢片的外齿数量为3～12个。进一步提高可靠性和延长使用寿命。

更进一步优选的技术方案，所述离合器外罩的杯底外部还通过螺钉固定连接有离合器端盖，离合器端盖通过轴承转动连接有一前伸的顶杆；所述离合控制装置包括一凸轮轴，凸轮轴转动连接在所述箱体上，凸轮轴一端伸入箱体内部，凸轮轴的工作凸轮部位与所述顶杆前端连接。

优选的技术方案，所述换挡机构包括换挡拉杆，换挡拉杆一端伸入箱体内部，换挡拉杆与箱体上设有的安装孔滑动配合，换挡拉杆上固定连接有换挡拨叉，换挡拨叉的拨叉端伸入所述同步器中部的环形槽内；换挡拉杆上还设有复位弹簧，复位弹簧连接在换挡拨叉与所述箱体的内壁之间。换挡时，通过拉索推动换挡拉杆，使其移动一设定距离通过换挡拨叉使同步器移动至设定位置，复位弹簧的弹性力用于使同步器保持在某一设定挡位的位置。当换挡挡位只设置两挡时，可通过在换挡拉杆的端部固定拉索方式实现拉索操控换挡，其换挡操作简单、动作可靠。

优选的技术方案，所述变速器还包括主动齿轮轴、从动齿轮轴，主动齿轮轴上设有一挡主动齿轮、二挡主动齿轮，一挡主动齿轮与主动齿轮轴呈整体结构，二挡主动齿轮通过花键配合结构同轴固定在主动齿轮轴上，所述变速输入齿轮通过花键配合结构同轴固定在主动齿轮轴上；所述从动齿轮轴上设有分别对应与一挡主动齿轮和二挡主动齿轮常啮合的一挡从动齿轮和二挡从动齿轮，一挡从动齿轮和二挡从动齿轮同轴转动连接在从动齿轮轴上；所述同步器设在一挡从动齿轮和二挡从动齿轮之间，同步器与从动齿轮轴之间通过花键配合形成滑动连接，同步器可通过端面牙嵌配合结构与一挡从动齿轮或二挡从动齿轮形成等转速转动；所述驱动输出部件为差速器，差速器设有差速输入齿轮；所述变速输出元件为设在从动齿轮轴轴上的变速输出齿轮，变速输出齿轮与从动齿轮轴形成整体结构，变速输出齿轮与所述差速输入齿轮啮合。以适用于三轮或四轮电动车，确保性能可靠、使用寿命长。

本发明的有益效果是，换挡及时、换挡操作容易，换挡平稳，换挡噪音小，且使用寿命长。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是本发明图1中的A部放大图。

图3是本发明中摩擦片621的结构示意图。

图4是本发明中钢片612结构示意图。

图5是本发明中换挡机构4的结构示意图。

图6是本发明图5中B—B剖视图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的说明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。

参见图1、图2、图3、图4，一种电动车用换挡变速系统，包括箱体7，箱体7上连接有驱动电机1，驱动电机1的电机轴11可伸入箱体7内，箱体7内还设有变速器2、驱动输出部件3，电机轴11的前端同轴等转速连接有传动轴12，传动轴12上设有主动齿轮13，主动齿轮13与构成变速器2输入端的变速输入齿轮21啮合，变速器2的变速输出元件24与所述驱动输出部件3的输入端连接，变速器2连接有通过拉索控制的包括同步器41的换挡机构4，所述主动齿轮13同轴转动连接在传动轴12上，传动轴12与主动齿轮13之间连接有由离合控制装置5控制的离合器6，离合控制装置5设在箱体7上，离合控制装置5的操作端露出箱体7外部。

所述离合器6包括设在杯罩形离合器外罩63内的主动盘61和从动盘62，主动盘61与从动盘62可形成摩擦连接，主动盘61和离合器外罩63与所述传动轴12形成同轴等转速连接；所述主动齿轮13与从动盘62形成同步转动连接；所述离合器外罩63的杯口部设有可带动从动盘62向主动盘61移动的挡环69，离合器外罩63与主动盘61之间设有用于使主动盘61与从动盘62保持摩擦连接的弹性元件64；所述离合控制装置5用于克服弹性元件64的弹性力使主动盘61与从动盘62脱离摩擦连接。

所述弹性元件64的数量为3～10个。

所述主动盘61位于所述传动轴12前端，所述从动盘62和主动齿轮13位于主动盘61后侧；所述离合器外罩63从主动盘61前方罩向主动盘61和从动盘62；所述离合控制装置5连接在离合器外罩63的杯底外部；所述弹性元件64为连接在从动盘62与离合器外罩63的杯底之间的压缩弹簧。

所述主动盘61由固定盘611和多个环状钢片612组成，固定盘611通过花键配合与所述传动轴12形成同轴等转速连接，固定盘611还通过螺纹紧固件固定在传动轴12；固定盘611的外侧表面上形成由多个齿形结构；所述离合器外罩63的杯壁上设有多个与固定盘611的外齿相配的且贯穿杯壁和杯口的齿槽63a；所述多个钢片612设在固定盘611与离合器外罩63上的所述挡环69之间，钢片612外侧设有与所述齿槽63a形成间隙配合的外齿；所述从动盘62包括分布在两相邻钢片612之间和固定盘611与相邻钢片612之间的多个环状摩擦片621，摩擦片621用于与固定盘611和钢片612形成摩擦连接，摩擦片621的刚性片基的内环上设有内齿，摩擦片621通过其内齿配合有外齿套67，外齿套67转动配合在固定盘611设有的用于加长与传动轴12的配合长度的延伸突缘611a外圆周上，外齿套67同轴固定连接有外花键套68，外花键套68同轴活动套装在所述传动轴12上；所述主动齿轮13套装在外花键套68上，主动齿轮13与外花键套68之间通过花键配合结构形成同步转动连接；所述离合器外罩63的杯口部还设有装设所述挡环69的环形槽63b。

所述摩擦片621和钢片622具有可使二者之间形成2～16摩擦副的数量。

所述钢片622的外齿数量为3～12个。

所述离合器外罩63的杯底外部还通过螺钉固定连接有离合器端盖70，离合器端盖70通过轴承65转动连接有一前伸的顶杆66；所述离合控制装置5包括一凸轮轴51，凸轮轴51转动连接在所述箱体7上，凸轮轴51一端伸入箱体7内部，凸轮轴51的工作凸轮部位与所述顶杆66前端连接。

参见图5、图6，所述换挡机构4包括换挡拉杆42，换挡拉杆42一端伸入箱体7内部，换挡拉杆42与箱体7上设有的安装孔滑动配合，换挡拉杆42上固定连接有换挡拨叉43，换挡拨叉43的拨叉端伸入所述同步器41中部的环形槽内；换挡拉杆42上还设有复位弹簧44，复位弹簧44连接在换挡拨叉43与所述箱体7的内壁之间。换挡拉杆42露出箱体7的端部用于连接换挡控制拉索。

参见图1，所述变速器2还包括主动齿轮轴22、从动齿轮轴23，主动齿轮轴22上设有一挡主动齿轮221、二挡主动齿轮222，一挡主动齿轮221与主动齿轮轴22呈整体结构，二挡主动齿轮222通过花键配合结构同轴固定在主动齿轮轴22上，所述变速输入齿轮21通过花键配合结构同轴固定在主动齿轮轴22上；所述从动齿轮轴23上设有分别对应与一挡主动齿轮221和二挡主动齿轮222常啮合的一挡从动齿轮231和二挡从动齿轮232，一挡从动齿轮231和二挡从动齿轮232同轴转动连接在从动齿轮轴23上；所述同步器41设在一挡从动齿轮231和二挡从动齿轮232之间，同步器41与从动齿轮轴23之间通过花键配合形成滑动连接，同步器41可通过端面牙嵌配合结构与一挡从动齿轮231或二挡从动齿轮232形成等转速转动；所述驱动输出部件3为差速器，差速器设有差速输入齿轮31；所述变速输出元件24为24设在从动齿轮轴23轴上的变速输出齿轮，变速输出齿轮与从动齿轮轴23形成整体结构，变速输出齿轮与所述差速输入齿轮31啮合。

本实施例适用于三轮或四轮电动车。

当将本实施例中的变速输出元件24和驱动输出部件3设置成与两轮电动车相适应的结构时，则适用于两轮电动车。

以上虽然结合了附图描述了本发明的实施方式，但本领域的普通技术人员也可以意识到对所附权利要求的范围内作出各种变化或修改，这些修改和变化应理解为是在本发明的范围和意图之内的。

Claims (10)

1.一种电动车用换挡变速系统，包括箱体（7），箱体（7）上连接有驱动电机（1），驱动电机（1）的电机轴（11）可伸入箱体（7）内，箱体（7）内还设有变速器（2）、驱动输出部件（3），电机轴（11）的前端同轴等转速连接有传动轴（12），传动轴（12）上设有主动齿轮（13），主动齿轮（13）与构成变速器（2）输入端的变速输入齿轮（21）啮合，变速器（2）的变速输出元件（24）与所述驱动输出部件（3）的输入端连接，变速器（2）连接有包括同步器（41）的换挡机构（4），其特征在于，所述主动齿轮（13）同轴转动连接在传动轴（12）上，传动轴（12）与主动齿轮（13）之间连接有由离合控制装置（5）控制的离合器（6），离合控制装置（5）设在箱体（7）上，离合控制装置（5）的操作端露出箱体（7）外部。

2.根据权利要求1所述的电动车用换挡变速系统，其特征在于：所述离合器（6）包括设在杯罩形离合器外罩（63）内的主动盘（61）和从动盘（62），主动盘（61）与从动盘（62）可形成摩擦连接，主动盘（61）和离合器外罩（63）与所述传动轴（12）形成同轴等转速连接；所述主动齿轮（13）与从动盘（62）形成同步转动连接；所述离合器外罩（63）的杯口部设有可带动从动盘（62）向主动盘（61）移动的挡环（69），离合器外罩（63）与主动盘（61）之间设有用于使主动盘（61）与从动盘（62）保持摩擦连接的弹性元件（64）；所述离合控制装置（5）用于克服弹性元件（64）的弹性力使主动盘（61）与从动盘（62）脱离摩擦连接。

3.根据权利要求2所述的电动车用换挡变速系统，其特征在于：所述弹性元件（64）的数量为3～10个。

4.根据权利要求2所述的电动车用换挡变速系统，其特征在于：所述主动盘（61）位于所述传动轴（12）前端，所述从动盘（62）和主动齿轮（13）位于主动盘（61）后侧；所述离合器外罩（63）从主动盘（61）前方罩向主动盘（61）和从动盘（62）；所述离合控制装置（5）连接在离合器外罩（63）的杯底外部；所述弹性元件（64）为连接在从动盘（62）与离合器外罩（63）的杯底之间的压缩弹簧。

5.根据权利要求4所述的电动车用换挡变速系统，其特征在于：所述主动盘（61）由固定盘（611）和多个环状钢片（612）组成，固定盘（611）通过花键配合与所述传动轴（12）形成同轴等转速连接，固定盘（611）还通过螺纹紧固件固定在传动轴（12）；固定盘（611）的外侧表面上形成由多个齿形结构；所述离合器外罩（63）的杯壁上设有多个与固定盘（611）的外齿相配的且贯穿杯壁和杯口的齿槽（63a）；所述多个钢片（612）设在固定盘（611）与离合器外罩（63）上的所述挡环（69）之间，钢片（612）外侧设有与所述齿槽（63a）形成间隙配合的外齿；所述从动盘（62）包括分布在两相邻钢片（612）之间和固定盘（611）与相邻钢片（612）之间的多个环状摩擦片（621），摩擦片（621）用于与固定盘（611）和钢片（612）形成摩擦连接，摩擦片（621）的刚性片基的内环上设有内齿，摩擦片（621）通过其内齿配合有外齿套（67），外齿套（67）转动配合在固定盘（611）设有的用于加长与传动轴（12）的配合长度的延伸突缘（611a）外圆周上，外齿套（67）同轴固定连接有外花键套（68），外花键套（68）同轴活动套装在所述传动轴（12）上；所述主动齿轮（13）套装在外花键套（68）上，主动齿轮（13）与外花键套（68）之间通过花键配合结构形成同步转动连接；所述离合器外罩（63）的杯口部还设有装设所述挡环（69）的环形槽（63b）。

6.根据权利要求5所述的电动车用换挡变速系统，其特征在于：所述摩擦片（621）和钢片（612）具有可使二者之间形成2～16摩擦副的数量。

7.根据权利要求5所述的电动车用换挡变速系统，其特征在于：所述钢片（612）的外齿数量为3～12个。

8.根据权利要求7所述的电动车用换挡变速系统，其特征在于：所述离合器外罩（63）的杯底外部还通过螺钉固定连接有离合器端盖（70），离合器端盖（70）通过轴承（65）转动连接有一前伸的顶杆（66）；所述离合控制装置（5）包括一凸轮轴（51），凸轮轴（51）转动连接在所述箱体（7）上，凸轮轴（51）一端伸入箱体（7）内部，凸轮轴（51）的工作凸轮部位与所述顶杆（66）前端连接。

9.根据权利要求1～8中任意一项权利要求所述的电动车用换挡变速系统，其特征在于：所述换挡机构（4）包括换挡拉杆（42），换挡拉杆（42）一端伸入箱体（7）内部，换挡拉杆（42）与箱体（7）上设有的安装孔滑动配合，换挡拉杆（42）上固定连接有换挡拨叉（43），换挡拨叉（43）的拨叉端伸入所述同步器（41）中部的环形槽内；换挡拉杆（42）上还设有复位弹簧（44），复位弹簧（44）连接在换挡拨叉（43）与所述箱体（7）的内壁之间。

10.根据权利要求1～8中任意一项权利要求所述的电动车用换挡变速系统，其特征在于：所述变速器（2）还包括主动齿轮轴（22）、从动齿轮轴（23），主动齿轮轴（22）上设有一挡主动齿轮（221）、二挡主动齿轮（222），一挡主动齿轮（221）与主动齿轮轴（22）呈整体结构，二挡主动齿轮（222）通过花键配合结构同轴固定在主动齿轮轴（22）上，所述变速输入齿轮（21）通过花键配合结构同轴固定在主动齿轮轴（22）上；所述从动齿轮轴（23）上设有分别对应与一挡主动齿轮（221）和二挡主动齿轮（222）常啮合的一挡从动齿轮（231）和二挡从动齿轮（232），一挡从动齿轮（231）和二挡从动齿轮（232）同轴转动连接在从动齿轮轴（23）上；所述同步器（41）设在一挡从动齿轮（231）和二挡从动齿轮（232）之间，同步器（41）与从动齿轮轴（23）之间通过花键配合形成滑动连接，同步器（41）可通过端面牙嵌配合结构与一挡从动齿轮（231）或二挡从动齿轮（232）形成等转速转动；所述驱动输出部件（3）为差速器，差速器设有差速输入齿轮（31）；所述变速输出元件（24）为设在从动齿轮轴（23）轴上的变速输出齿轮，变速输出齿轮与从动齿轮轴（23）形成整体结构，变速输出齿轮与所述差速输入齿轮（31）啮合。

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