CN103457407A - 变速轮毂电机 - Google Patents

Abstract

本发明属于车轮技术领域。解决原支轴上设有导向槽、调节杆孔和电源线孔，从而减弱支轴的强度，造成支轴容易变形、断裂，影响行车安全、电机被毂圈包裹在里面得不到有效的散热的问题。包括毂圈，所述的毂圈连接有一个端面，端面与空心输出轴连接，支轴上固定有电机，电机的电源线直接从电机壳伸出来，所述的电机和变速箱体裸露在端面的外面，其特征是所述的支轴与电机轴平行；所述的从动齿轮设有内齿，空心输出轴上设有棘爪活动槽，棘爪轴穿过设在棘爪活动槽中的棘爪，棘爪可在棘爪活动槽中翘动，棘爪活动槽设有使棘爪一端翘起并卡在内齿上的压力弹簧。

Description

变速轮毂电机

技术领域

本发明属于车轮技术领域。 

背景技术

通常的变速轮毂圈内包裹有电机和变速箱体，电机上固定有伸出毂圈两个端面的空心支轴，其空心支轴设有导向槽、调节杆孔和电源线孔。这种结构的轮毂其空心支轴因设有调节杆孔、导向槽和电源线孔增加了加工难度也大大减弱了支轴的刚性和强度，使用时这样支轴就会容易变形和断裂，会造成威胁行车的安全。此外，该电机因被毂圈包裹起来电机工作时发出的热得不到有效地散热，因过热造成电机及器件容易烧毁。 

发明内容

为解决上述不足本发明的目的在于提供一种支轴刚性强度高、支轴不易扭变形和断裂、本发明的支轴为一个实心整体，不设导向槽、调节杆孔和电源线孔，其容易加工装配、支轴强度高、刚性好、不易变形和折断，解决了威胁行车安全的问题。可以在毂圈外部直接调节来调节滑动件在轴孔的位置，其调节相对简单直接，行车更安全，另外电机裸露在毂圈的外面通风散热好，其得到更好的散热，使电机的工作效率更高的变速轮毂。

为实现本发明的目的，本发明的一种技术方案为：一种变速轮毂电机，包括毂圈，所述的毂圈连接有一个端面，端面与空心输出轴连接，支轴上固定有电机，电机的电源线直接从电机壳伸出来，所述的电机和变速箱体裸露在端面的外面，其特征是所述的支轴与电机轴平行；所述的电机上固定设有变速箱体，所述的变速箱体内转动设有空心输出轴和输入轴，所述的输入轴上的输入轴齿轮与电机轴上的电机轴齿轮啮合传动，所述的空心输出轴与毂圈连接；所述的空心输出轴上设有至少两个从动齿轮，从动齿轮可在空心输出轴上转动，所述的输入轴上对应固定有与从动齿轮啮合传动的主动齿轮，所述的输入轴和固定在该输入轴上的主动齿轮组成一个齿轮组；所述的从动齿轮设有内齿，空心输出轴上设有棘爪活动槽，棘爪轴穿过设在棘爪活动槽中的棘爪，棘爪可在棘爪活动槽中翘动，棘爪活动槽设有使棘爪一端翘起并卡在内齿上的压力弹簧；所述的空心输出轴的轴孔内设有可顶起棘爪翘入端的滑动件，滑动件与调节杆相连，所述的滑动件上设有导向孔，所述的支轴设在导向孔中。 

所述的变速轮毂电机，其特征是：所述的轴孔中设有调节杆和支轴，调节杆与支轴平行。 

所述的变速轮毂电机，其特征是：所述的调节杆连接有电磁吸，电磁吸通电时可以移动滑动件在轴孔的位置，所述的电磁吸与调节杆连接。 

所述的变速轮毂电机，其特征是：所述的调节杆连接有电磁吸，电磁吸通电时可以移动滑动件在轴孔的位置。 

所述的变速轮毂电机，其特征是：所述的输入轴齿轮与主动齿轮之间设有弹性元件。 

支轴的两端伸出至毂圈端面外部，固定支轴两端后，由于支轴与电机固定在一起，电机和箱体固定在一起，所以电机和箱体相对被固定，毂圈可以绕支轴转动。电机接通电源，电机轴产生旋转，从而带动输入轴转动，输入轴的多个主动齿轮随之旋转，与之啮合的从动齿轮也随之旋转。初始状态下，空心输出轴的轴孔内的滑动件将高速档的位置的棘爪翘入端顶起，棘爪克服压力弹簧的弹力，棘爪另一端翘入棘爪活动槽并与对应高速档的从动齿轮的内齿脱离，高速档的从动齿轮只绕空心输出轴转动，此时为一档。 

当滑动件离开空心输出轴上高速档的从动齿轮那段位置上的棘爪时，棘爪在压力弹簧的作用下其翘入端往轴孔内翘入，其翘起端被压力弹簧顶起并卡入对应的从动齿轮的内齿中，从动齿轮带动空心输出轴转动，空心输出轴带动毂圈绕支轴转动此时为二档。通过设置多组大小各不相同的主动齿轮和从动齿轮，通过步进电机、电磁吸或拉索来调节滑动件在轴孔内的位置，使空心输出轴各段上的棘爪的翘起端卡入或脱离对应的从动齿轮的内齿，即可使从动齿轮与空心输出轴结合实现调速，实现多级变速调节从而调节毂圈的转速。 

本发明的支轴为一个实心整体，不加工调节杆孔、导向槽和电源线孔，其刚性好强度高、不易断裂变形，一：解决了行车安全问题问题。可以直接从毂圈外部来调节滑动件的位置，其调节相对简单直接；二：电机没有被毂圈包裹起来其散热效果好，电机散热好从而提高电机效率电机也不易烧毁，提高电动轮毂的动力性能；三：输入轴齿轮与主动齿轮之间设有缓冲装置使车辆无冲击感，让车辆更加平稳舒适。 

附图说明

图1为本发明变速轮毂电机第一种实施方式总装配后的剖视结构图； 

图2为图1中的支轴、电磁吸、空心输出轴、棘爪、调节杆、滑动件、从动齿轮、输入轴、输入轴齿轮、主动齿轮、电机轴、弹性元件、缓冲装置的立体装配分解结构图； 

图3为本发明变速轮毂电机空心输出轴及其相关组件装配后，滑动件离开棘爪时棘爪与内齿结合工作原理的径向剖视结构图； 

图4为本发明变速轮毂电机的空心输出轴及其相关组件装配后，滑动件顶到棘爪翘入端时棘爪与内齿分离工作原理的径向剖视结构图； 

图5为本发明变速轮毂电机的主轴组件装配分解立体图； 

图6为图5的装配后的立体图； 

图7为图6的装配后轴向剖视结构图。 

具体实施方式

下面结合附图，对本发明变速轮毂电机的具体实施例作进一步详述。 

如图中所示，本发明变速轮毂电机的毂圈1、端面2、电机3、调节杆4、空心输出轴5、输入轴6、刹车器7、支轴孔8、从动齿轮9、主动齿轮10、内齿11、棘爪活动槽12、 棘爪13、压力弹簧14、轴孔15、滑动件16、支轴20、变速箱体21、螺丝22、移动销28、槽36、凸块37、弹性元件38、电磁吸39、电机轴轴承41、空心输出轴轴承42、输入轴轴承43、输入轴齿轮45、电机轴46、电机轴齿轮47、支轴轴承49、棘爪轴55、卡簧56、棘爪轴孔57、电源线59、导向孔63。 

实施例1 

如图1所示，所述的变速轮毂电机，包括毂圈1，毂圈1连接一个端面2，端面2连接在空心输出轴5上，空心输出轴5的轴孔15中设有一根实心支轴20。 

所述的支轴20上固定有电机3，电机3的电源线59从电机壳伸出来。所述的电机3固定在支轴20的侧部，调节杆4与支轴20的轴心线错开其两者并且平行布置。所述的电机3上设有电机轴轴承41，电机轴46设在电机轴轴承41中。电机轴46外端设有电机轴齿轮47。 

所述的电机3上固定设有变速箱体21，所述的箱体21内设有空心输出轴5和输入轴6，支轴20穿过轴孔15，所述的空心输出轴5同轴地套设在支轴20上。所述的输入轴6与电机轴46传动联接，输入轴6的一端设有输入轴齿轮45，输入轴齿轮45与电机轴齿轮47啮合，单个输入轴6和固定在该输入轴6上的主动齿轮10组成一个齿轮组。所述的空心输出轴5与毂圈1传动联接，所述的空心输出轴5套设在支轴20上，空心输出轴5的轴心线与支轴20的轴心线处于同一轴线。 

所述的空心输出轴5上设有至少两个从动齿轮9，从动齿轮9可在空心输出轴5上转动，各个从动齿轮9直径不同，在同一个输入轴6上对应固定有与所述的各个从动齿轮9啮合的主动齿轮10。本发明在空心输出轴5上设有两个从动齿轮9，两个从动齿轮9通过卡簧56固定在空心输出轴5上，空心输出轴5上的各个从动齿轮9的直径不相同。 

所述的从动齿轮9设有内齿11，在从动齿轮9套设的该段空心输出轴5上对称设有一对棘爪活动槽12，棘爪活动槽12中设有棘爪13，棘爪13可在棘爪活动槽12中沿空心输出轴5径向翘动，为使棘爪13便于安装，所述的空心输出轴5上设有棘爪轴孔57，在棘爪轴孔57内设置有棘爪轴55，棘爪13可绕棘爪轴55转动。棘爪13上设有作用在空心输出轴5上使其一端翘起的压力弹簧14，压力弹簧14一端顶在棘爪13上，另一端顶在空心输出轴5上。常态情况下，压力弹簧14使棘爪13翘起一端处在空心输出轴5的外侧，另一端处在轴孔15内。当棘爪13外端翘出棘爪活动槽12时，棘爪可卡在内齿11中并与内齿11卡合，使从动齿轮9和空心输出轴5一起转动。当棘爪13外端翘入棘爪活动槽12时，棘爪13与内齿11分离，则从动齿轮9只是绕空心输出轴5转动。这样棘爪13与从动齿轮9形成一个棘轮卡合结构，具有单向驱动性。所述的空心输出轴5的轴孔内设有滑动件16，滑动件16在轴孔15内轴向滑动时可顶起棘爪13翘入端。 

所述的滑动件16上设有导向孔63，所述的导向孔63的轴向与轴孔15的轴向平行， 支轴20设置在所述的导向孔63中，这样滑动件16可在支轴20上轴向滑动。所述的滑动件16与调节杆4连接。 

电机3通电转动后，电机轴齿轮47旋转时驱动输入轴齿轮45转动，从而带动输入轴6转动。输入轴6的两个主动齿轮10随之旋转，与主动齿轮10啮合的从动齿轮9也随之旋转。 

初始状态下，滑动件16处在空心输出轴5高速档的从动齿轮9的棘爪13翘入端位置，将棘爪13翘入端顶起，棘爪13另一端翘起端与对应的从动齿轮9的内齿11脱离，高速档的从动齿轮9即在绕空心输出轴5空转，因低速档从动齿轮9的内齿和棘爪13卡合，此时空心输出轴5就由低速档的从动齿轮9带动旋转，空心输出轴5带动端面2和毂圈1绕支轴20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。 

由此可知，通过调节滑动件16来控制从动齿轮9与空心输出轴5之间的联动，可实现两级变速调节。依此类推，设置多个主动齿轮10和从动齿轮9就可实现多级变速调节。 

电机3的外壳固定有电磁吸39，电磁吸39与调节杆4连接。 

电磁吸39通电时拉动调节杆4和滑动件16，此时滑动件16离开与高速档的从动齿轮9配合的棘爪13的翘入端，棘爪13的翘起端就与高速档的从动齿轮9的内齿11卡合，高速档的从动齿轮9带动空心输出轴20转动此时为二档。 

本发明变速轮毂电机的电磁吸是双向移动的电磁吸，当电磁吸39另一端通电时，电磁吸39产生磁力将移动销28吸过来，移动销28移动时推动调节杆4和滑动件16往端面2方向移动，滑动件16将与高速档的从动齿轮9内齿11配合的棘爪13的翘入端顶起，棘爪13的翘起端就脱离内齿11，高速档的从动齿轮9只绕空心输出轴5空转，高速档的从动齿轮9就失去向空心输出轴5传动能力，此时就有低速档的从动齿轮9带动空心输出轴5转动，空心输出轴5连接端面2和毂圈1绕支轴20转动，从而完成一档的动力输出。 

如图5至图7所示，所述的输入轴6上固定有输入齿45，主动齿轮10则空套在主轴6上，主动齿轮10有限度地可以在输入轴6上转动。 

电机3通电转动后，电机轴齿轮47旋转时驱动输入齿45转动，输入齿45会先对主动齿轮10旋转一定的角度，使槽36中弹性元件38被压缩，之后通过弹性元件38驱动凸块37使主动齿轮10一起转动，动力经过上述减震缓冲后再传递给输出轴5和毂圈1。从而实现减震缓冲的目的。 

本发明所述的弹性元件是弹簧也可以用橡胶代替，同样能达到减震缓冲的技术效果。 

Claims (4)

1.一种变速轮毂电机，包括毂圈(1)，所述的毂圈(1)连接有一个端面(2)，端面(2)与空心输出轴(5)连接，支轴(20)上固定有电机(3)，电机(3)的电源线(59)直接从电机壳伸出来，所述的电机(3)和变速箱体(21)裸露在端面(2)的外面，其特征是所述的支轴(20)与电机轴(46)平行；

所述的电机(3)上固定设有变速箱体(21)，所述的变速箱体(21)内转动设有空心输出轴(5)和输入轴(6)，所述的输入轴(6)上的输入轴齿轮(45)与电机轴(46)上的电机轴齿轮(47)啮合传动，所述的空心输出轴(5)与毂圈(1)连接；

所述的空心输出轴(5)上设有至少两个从动齿轮(9)，从动齿轮(9)可在空心输出轴(5)上转动，所述的输入轴(6)上对应固定有与从动齿轮(9)啮合传动的主动齿轮(10)，所述的输入轴(6)和固定在该输入轴(6)上的主动齿轮(10)组成一个齿轮组；

所述的从动齿轮(9)设有内齿(11)，空心输出轴(5)上设有棘爪活动槽(12)，棘爪轴(55)穿过设在棘爪活动槽(12)中的棘爪(13)，棘爪(13)可在棘爪活动槽(12)中翘动，棘爪活动槽(12)设有使棘爪(13)一端翘起并卡在内齿(11)上的压力弹簧(14)；

所述的空心输出轴(5)的轴孔(15)内设有可顶起棘爪(13)翘入端的滑动件(16)，滑动件(16)与调节杆(4)相连，所述的滑动件(16)上设有导向孔(63)，所述的支轴(20)设在导向孔(63)中。

2.根据权利要求1所述的变速轮毂电机，其特征是：所述的轴孔(15)中设有调节杆(4)和支轴(20)，调节杆(4)与支轴(20)平行。

3.根据权利要求1所述的变速轮毂电机，其特征是：所述的调节杆(4)连接有电磁吸(39)，电磁吸(39)通电时可以移动滑动件(16)在轴孔(15)的位置。

4.根据权利要求1所述的变速轮毂电机，其特征是：所述的输入轴齿轮(45)与主动齿轮(10)之间设有弹性元件(38)。

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