CN105370823A - 一种调速装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种调速装置，主要解决转速变换的问题。该调速装置包括：太阳轮(2)、行星齿轮(3)、行星支架(5)和齿圈(7)。太阳轮(2)设置在主轴(1)上，通过主轴(1)与输入传动机构连接；行星齿轮(3)与太阳轮(2)啮合；行星支架(5)与行星齿轮(3)通过轴承传动连接，其中轴承至少有1个为行星轮单向轴承(4)，行星支架(5)通过支架单向轴承(6)与支架主轴(9)传动连接；齿圈(7)与行星齿轮(3)啮合。行星轮单向轴承(4)可转动方向与支架单向轴承(6)可转动方向相反。该发明结构简单，体积小，成本低，可以根据输入传动机构的正、反转来获得转向相同，转速不同的两种运动方式，从而实现转速变换。

Description

一种调速装置

技术领域

本发明具体涉及一种调速装置，能有效的进行变换调速。

背景技术

随着科技的发展，新能源车由于环保理念的推广渐渐受到了人们的瞩目，其中由于电是环保的可再生能源，故电动车已经成为了一个热门话题。电动车包括电动汽车、电动自行车和电动轮椅等，电动车给人们日常出行带了很大的便利。

然而，电动车在启动阶段，其驱动电机的效率往往相对很低。如果电机启动慢，长时间处在一个启动加速阶段，这将白白浪费了蓄电池的电量，缩短电动运载工具行驶里程，影响驾驶感。如果将电机的最大效率点前移到启动阶段，等电动车启动完成后正常行驶时，电机将长时间在低效率点运行，对电动车续航里程与电机寿命更为不利。

因此，一种结构简单的调速装置亟待提出，能够调节变换电动车在启动阶段和正常行驶阶段的转速，保证蓄电池的容量得到最大程度的利用，提升行驶舒适度。

发明内容

本发明克服现有技术存在的缺陷，提供一种调速装置，该发明结构简单，易于实现，只需利用输入传动机构的正反转就可以获得转向相同，转速不同的两种运动方式，实现变速调换的效果。同时，该调速装置体积小，成本低，加工和装配简单，具有较大的实用价值，适于大规模推广应用。

实现本发明目的的技术方案是：

一种调速装置，所述调速装置包括：太阳轮，所述太阳轮设置在主轴上，通过所述主轴与输入传动机构连接；行星齿轮，至少1个，与所述太阳轮相啮合；行星支架，所述行星支架与所述行星齿轮通过轴承传动连接，其中所述轴承至少1个为行星轮单向轴承；所述行星支架通过支架单向轴承与支架主轴传动连接；齿圈，所述齿圈与所述行星齿轮相啮合；所述行星轮单向轴承可转动的方向与所述支架单向轴承可转动的方向相反。

其中，所述行星轮单向轴承大于1个时，所述行星轮单向轴承可转动方向全部相同，且全部与所述支架单向轴承可转动方向相反。

进一步，所述行星支架输出轴与所述支架主轴相同，所述支架单向轴承设置在支架输出轴，即支架主轴上。

进一步，所述行星支架输出轴与所述支架主轴固定连接，所述支架单向轴承设置在支架输出轴上。

进一步，所述行星支架输出轴与所述支架主轴固定连接，所述支架单向轴承设置在支架主轴上。

进一步，所述行星支架输出轴与所述支架主轴传动连接，所述支架单向轴承设置在支架输出轴上。

进一步，所述行星支架输出轴与所述支架主轴传动连接，所述支架单向轴承设置在支架主轴上。

进一步，所述行星支架输出轴与所述支架主轴直接通过支架单向轴承传动连接。

本发明还提供一种调速总成，所述调速总成包括：电机和本发明提出的调速装置。

本发明还提供一种电动车，所述电动车包括本发明提出的调速装置。

本发明具有积极的效果是：

一种调速装置，所述调速装置包括：太阳轮、行星齿轮、行星支架和齿圈。所述太阳轮设置在主轴上，通过主轴与输入传动机构连接，输入传动装置通过主轴带动太阳轮旋转；行星齿轮，至少1个，与所述太阳轮相啮合，太阳轮旋转的同时带动行星齿轮旋转；所述行星支架与所述行星齿轮通过轴承传动连接，行星齿轮带动行星支架转动，其中所述轴承至少1个为行星轮单向轴承，故所述行星齿轮只能沿着一个方向转动，在另一方向上锁死；所述行星支架通过支架单向轴承与支架主轴传动连接，故所述行星支架只能沿一个方向转动，在另一方向上锁死；所述齿圈与所述行星齿轮相啮合，所述行星齿轮带着齿圈转动。

所述行星轮单向轴承可转动的方向与所述支架单向轴承可转动的方向相反。从而行星齿轮和行星支架可转动的方向相反，当行星齿轮转动时，行星支架锁死；当行星齿轮锁死时，行星支架转动。

当输入传动机构通过主轴带动太阳轮正转输入，太阳轮带动行星齿轮反向转动，行星轮单向轴承与行星齿轮脱开。行星齿轮反向转动的过程中企图带动行星支架转动，然而行星支架被支架单向轴承锁死，行星齿轮与太阳轮间没有相对运动。行星齿轮与齿圈内啮合，故行星齿轮带动齿圈减速反向转动。

当输入传动机构通过主轴带动太阳轮反转输入，太阳轮企图带动行星齿轮正向转动，然而行星齿轮被行星轮单向轴承锁死，行星齿轮不能自转。支架单向轴承与行星支架脱开，此时行星齿轮、行星支架，齿圈作为一个整体随着太阳轮反转，齿圈以与输入传动机构转速1：1的速比反向平稳输出。

所述调速装置可以根据输入传动机构的正、反转来获得转向相同，转速不同的两种运动方式，从而获得调速的效果。

进一步，有益效果是，所述行星轮单向轴承大于1个时，所述行星轮单向轴承可转动方向全部相同，且全部与所述支架单向轴承可转动方向相反。保证太阳轮能带动行星齿轮转动，当有大于1个行星轮单向轴承，但行星轮单向轴承可转动方向不完全相同时，行星齿轮无论正转反转都被锁死，进而无法实现该调速装置的转速变换。

进一步，所述行星支架输出轴与所述支架主轴相同，所述支架单向轴承设置在支架输出轴，即支架主轴上。行星支架输出轴与所述支架主轴相同，结构简单，加工方便，设置在支架输出轴上的支架单向轴承控制行星支架只可沿支架单向轴承可转动方向转动。

进一步，有益效果是，所述行星支架输出轴与所述支架主轴固定连接，所述支架单向轴承设置在支架输出轴上。结构简单，加工方便，当行星支架输出轴或支架主轴出现损坏时，可进行配件的替换和维修，设置在支架输出轴上的支架单向轴承控制行星支架只可沿支架单向轴承可转动方向转动。

进一步，有益效果是，所述行星支架输出轴与所述支架主轴固定连接，所述支架单向轴承设置在支架主轴上。结构简单，加工方便，当行星支架输出轴或支架主轴出现损坏时，可进行配件的替换和维修。设置在支架主轴上的支架单向轴承通过控制行星支架输出轴，从而控制行星支架只可沿支架单向轴承可转动方向转动。支架单向轴承设置在支架主轴上，从而对支架单向轴承的维护和更换更方便。

进一步，有益效果是，所述行星支架输出轴与所述支架主轴通过传动连接，所述支架单向轴承设置在支架输出轴上。由于采用的传动连接，当行星支架输出轴或支架主轴出现损坏时，对配件的替换和维修更方便。设置在支架输出轴上的支架单向轴承控制行星支架只可沿支架单向轴承可转动方向转动。

进一步，有益效果是，所述行星支架输出轴与所述支架主轴通过传动连接，所述支架单向轴承设置在支架主轴上。由于采用的传动连接，当行星支架输出轴或支架主轴出现损坏时，对配件的替换和维修更方便。设置在支架主轴上的支架单向轴承通过控制行星支架输出轴，从而控制行星支架只可沿支架单向轴承可转动方向转动。支架单向轴承设置在支架主轴上，从而对支架单向轴承的维护和更换更方便。

进一步，有益效果是，所述行星支架输出轴与所述支架主轴直接通过支架单向轴承传动连接。由于直接采用支架单向轴承传动连接，结构简单，节约成本，当行星支架输出轴或支架主轴出现损坏时，对配件的替换和维修更方便。支架单向轴承通过控制行星支架输出轴，从而控制行星支架只可沿支架单向轴承可转动方向转动。

本发明还提供一种调速总成，所述调速总成包括：电机和本发明提出的调速装置。该调速装置由于其结构完整，能作为一个调速总成单独使用，电机通过主轴与调速装置的太阳轮相连接，根据电机的正、反转来获得转向相同，转速不同的两种运动方式，从而获得调速的效果。

本发明还提供一种电动车，所述电动车包括本发明提出的调速装置。该调速装置由于其成本低，体积小、加工和装配简单，又能满足调速的要求，适用于电动车上。所述电动车包括电动汽车、电动自行车和电动轮椅等。

本发明一种调速装置，其结构简单，易于实现，成本低，体积小、加工和装配简单，通过控制输入传动机构的正、反转，来自动切换输出的转速，实现变速调换的效果。该调速装置能作为一个调速总成单独使用，同时也能安装在电动车上进行使用，达到电机启动时候低转速高转矩，正常运行时高转速高效率的目的，延长了蓄电池的续行能力，提高蓄电池的寿命。

附图说明

为了使发明的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中：

图1为本发明实施例1提供的整体结构剖视图。

图2为本发明实施例4提供的整体结构侧面剖视图。

图3为本发明实施例5提供的整体结构侧面剖视图。

图4为本发明实施例6提供的整体结构侧面剖视图。

图5为本发明实施例7提供的整体结构侧面剖视图。

图6为本发明实施例8提供的整体结构侧面剖视图。

图7为本发明实施例9提供的结构示意图。

图8为本发明实施例9提供的剖视图。

其中：1、主轴，2、太阳轮，3、行星齿轮，4、行星轮单向轴承，5、行星支架，6、支架单向轴承，7、齿圈，8、行星支架输出轴，9、支架主轴。

具体实施方式

下面结合附图详细说明本发明的优选实施方式。

实施例1

为了达到本发明的目的，如图1所示，在本发明的第一种具体实施方式中，将调速装置与电机通过主轴相连接，作为调速总成单独使用，所述调速装置包括：1个太阳轮2、3个行星齿轮3、1个行星支架5和1个齿圈7。所述太阳轮2设置在主轴1上，通过主轴1与电机连接，电机通过主轴1带动太阳轮2旋转；3个行星齿轮3，与所述太阳轮2相啮合，太阳轮2旋转的同时带动行星齿轮3旋转；所述行星支架5与所述行星齿轮3通过轴承8传动连接，行星齿轮3带动行星支架5转动，其中所述轴承中有1个为行星轮单向轴承4，其余2个为普通轴承，故所述行星齿轮3只能沿着一个方向转动，在另一方向上锁死；所述行星支架5通过支架单向轴承6与支架主轴9传动连接，所述行星支架输出轴8与所述支架主轴9相同，结构简单，加工方便，所述支架单向轴承6设置在支架输出轴8，即支架主轴9上。设置在支架输出轴上的支架单向轴承6控制行星支架5只能沿一个方向转动，在另一方向上锁死；所述齿圈7与所述行星齿轮3相啮合，所述行星齿轮3带着齿圈7转动。

其中，所述行星轮单向轴承4可转动的方向与所述支架单向轴承6可转动的方向相反，从而行星齿轮3和行星支架5可转动的方向相反，当行星齿轮3转动时，行星支架5锁死；当行星齿轮3锁死时，行星支架5转动。

当电机通过主轴1带动太阳轮2正转输入，太阳轮2带动行星齿轮3反向转动，行星轮单向轴承4与行星齿轮3脱开。行星齿轮3反向转动的过程中企图带动行星支架5转动，然而行星支架5被支架单向轴承6锁死，行星齿轮3与太阳轮2间没有相对运动。行星齿轮3与齿圈7内啮合，故行星齿轮3带动齿圈7减速反向转动。

当电机通过主轴1带动太阳轮2反转输入，太阳轮2企图带动行星齿轮3正向转动，然而行星齿轮3被行星轮单向轴承4锁死，行星齿轮3不能自转。支架单向轴承6与行星支架5脱开，此时行星齿轮3、行星支架5，齿圈7作为一个整体随着太阳轮2反转，齿圈7以与输入传动机构转速1：1的速比反向平稳输出。

调速总成可以根据输入传动机构的正、反转来获得转向相同，转速不同的两种运动方式，从而获得调速的效果。

实施例2

其余与实施例1相同，不同在于，在本发明的第二个实施例中，为了更好的实现行星齿轮在转动和锁死两个状态的变换效果，用来连接3个行星齿轮3与行星支架5的轴承中有2个行星轮单向轴承4时，这2个行星轮单向轴承4可转动方向均相同，且均与所述支架单向轴承6可转动方向相反。保证太阳轮2能带动行星齿轮3转动，若2个行星轮单向轴承4可转动方向不同，行星齿轮3无论正转反转都被锁死，进而无法实现该调速装置的转速变换。

实施例3

其余与实施例1相同，不同在于，在本发明的第三个实施例中，为了更好的实现行星齿轮在转动和锁死两个状态的变换效果，用来连接3个行星齿轮3与行星支架5的轴承全部为行星轮单向轴承4，保证电机在正反转变换的过程中，行星齿轮这3个行星轮单向轴承4可转动方向均相同，且均与所述支架单向轴承6可转动方向相反。保证太阳轮2能带动行星齿轮3转动。若3个行星轮单向轴承4可转动方向不完全相同，行星齿轮3无论正转反转都被锁死，进而无法实现该调速装置的转速变换。

实施例4

如图2所示，其余与实施例1相同，不同在于，在本发明的第四个实施例中，为了更好的实现行星支架5在转动和锁死两个状态的变换效果，所述行星支架输出轴8与所述支架主轴9固定连接，所述支架单向轴承6设置在支架输出轴8上。结构简单，加工方便，当行星支架输出轴8或支架主轴9出现损坏时，可进行配件的替换和维修，设置在支架输出轴8上的支架单向轴承6控制行星支架5只可沿支架单向轴承6可转动方向转动。

实施例5

如图3所示，其余与实施例1相同，不同在于，在本发明的第五个实施例中，为了更好的实现行星支架5在转动和锁死两个状态的变换效果，所述行星支架输出轴8与所述支架主轴9固定连接，所述支架单向轴承6设置在支架主轴9上。结构简单，加工方便，当行星支架输出轴8或支架主轴9出现损坏时，可进行配件的替换和维修。设置在支架主轴9上的支架单向轴6承通过控制行星支架输出轴8，从而控制行星支架5只可沿支架单向轴承6可转动方向转动。支架单向轴承6设置在支架主轴9上，从而对支架单向轴承6的维护和更换更方便。

实施例6

如图4所示，其余与实施例1相同，不同在于，在本实用新型的第六个实施例中，为了更好的实现行星支架5在转动和锁死两个状态的变换效果，所述行星支架输出轴8与所述支架主轴9通过传动连接，所述支架单向轴承6设置在支架输出轴8上。由于采用的传动连接，当行星支架输出轴8或支架主轴9出现损坏时，对配件的替换和维修更方便。设置在支架输出轴8上的支架单向轴承6控制行星支架5只可沿支架单向轴承6可转动方向转动。

实施例7

如图5所示，其余与实施例1相同，不同在于，在本发明的第七个实施例中，为了更好的实现行星支架5在转动和锁死两个状态的变换效果，所述行星支架输出轴8与所述支架主轴9通过传动连接，所述支架单向轴承6设置在支架主轴9上。由于采用的传动连接，当行星支架输出轴8或支架主轴9出现损坏时，对配件的替换和维修更方便。设置在支架主轴9上的支架单向轴承6通过控制行星支架输出轴8，从而控制行星支架5只可沿支架单向轴承6可转动方向转动。支架单向轴承6设置在支架主轴9上，从而对支架单向轴承6的维护和更换更方便。

实施例8

如图6所示，其余与实施例1相同，不同在于，在本发明的第八个实施例中，为了更好的实现行星支架5在转动和锁死两个状态的变换效果，所述行星支架输出轴8与所述支架主轴9直接通过支架单向轴承6传动连接。由于直接采用支架单向轴承6传动连接，结构简单，节约成本，当行星支架输出轴8或支架主轴9出现损坏时，对配件的替换和维修更方便。支架单向轴承6通过控制行星支架输出轴，从而控制行星支架5只可沿支架单向轴承6可转动方向转动。

实施例9

在如图7所示的第九种实施例中，将本发明调速装置应用在电动车的轮毂电机上，所述电动车包括：电动汽车、电动自行车和电动轮椅等。由于该调速装置结构简单，只应用到了1个太阳轮2、1个行星齿轮3、1个行星轮单向轴承4、1个行星支架5，1个支架单向轴承6，1个齿圈7，装置的体积较小，制作成本低，适合大规模的生产应用。

轮毂电机中的调速装置可以实现电动车在启动阶段和正常运行阶段的变速调节，保证蓄电池的容量得到最大程度的利用，提升行驶舒适度。

电机在启动阶段，电机通过主轴1带动太阳轮2正转输入，太阳轮2带动行星齿轮3反向转动，行星轮单向轴承4与行星齿轮3脱开。行星齿轮3反向转动的过程中企图带动行星支架5转动，然而行星支架5被支架单向轴承6锁死，行星齿轮3与太阳轮2间没有相对运动。行星齿轮3与齿圈7内啮合，故行星齿轮3带动齿圈7减速反向转动，齿圈7带动轮毂转动。实现了电机在启动阶段低速高转矩的输出，电动车迅速启动，减少电机启动时低效率运行时间。

等电动车接近额定车速，切换到正常行驶模式，此时电机通过主轴1带动太阳轮2反转输入，太阳轮2企图带动行星齿轮3正向转动，然而行星齿轮3被行星轮单向轴承4锁死，行星齿轮3不能自转。支架单向轴承6与行星支架5脱开，此时行星齿轮3、行星支架5，齿圈7作为一个整体随着太阳轮2反转，齿圈7以与输入传动机构转速1：1的速比反向平稳输出，齿圈7带动轮毂转动，保证运行时高转速高效率的输出。

该方案虽以轮毂电机为例，但不限于轮毂电机，本发明所述的输入传动机构或电机的正向、反向转动，只是为了表达方便的定义，其中正向和反向只是相对而言，可以定义逆时针方向为正向；也可以定义顺时针方向为正向；或者与车辆前进方向一致的为反向，倒退方向为正向。

以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种调速装置，其特征在于，所述调速装置包括：

太阳轮，所述太阳轮设置在主轴上，通过所述主轴与输入传动机构连接；

行星齿轮，至少1个，与所述太阳轮相啮合；

行星支架，所述行星支架与所述行星齿轮通过轴承传动连接，其中所述轴承至少1个为行星轮单向轴承；所述行星支架通过支架单向轴承与支架主轴传动连接；

齿圈，所述齿圈与所述行星齿轮相啮合；

所述行星轮单向轴承可转动的方向与所述支架单向轴承可转动的方向相反。

2.根据权利要求1所述的调速装置，其特征在于，所述行星轮单向轴承大于1个时，所述行星轮单向轴承可转动方向全部相同，且全部与所述支架单向轴承可转动方向相反。

3.根据权利要求1所述的调速装置，其特征在于，所述行星支架输出轴与所述支架主轴相同，所述支架单向轴承设置在支架输出轴，即支架主轴上。

4.根据权利要求1所述的调速装置，其特征在于，所述行星支架输出轴与所述支架主轴固定连接，所述支架单向轴承设置在支架输出轴上。

5.根据权利要求1所述的调速装置，其特征在于，所述行星支架输出轴与所述支架主轴固定连接，所述支架单向轴承设置在支架主轴上。

6.根据权利要求1所述的调速装置，其特征在于，所述行星支架输出轴与所述支架主轴传动连接，所述支架单向轴承设置在支架输出轴上。

7.根据权利要求1所述的调速装置，其特征在于，所述行星支架输出轴与所述支架主轴传动连接，所述支架单向轴承设置在支架主轴上。

8.根据权利要求1所述的调速装置，其特征在于，所述行星支架输出轴与所述支架主轴直接通过支架单向轴承传动连接。

9.一种调速总成，其特征在于，所述调速总成包括：电机和权利要求1所述的调速装置。

10.一种电动车，其特征在于，所述电动车包括权利要求1所述的调速装置。