CN105605217B - 电磁变速器 - Google Patents

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Abstract

本发明揭示了一种电磁变速器，其包括输入轴、输出轴、以及多个电磁变速单元，每个电磁变速单元均包括电源、电磁铁、齿轮副、以及离合轮，其中，电磁铁套设在输入轴上，并且与电源相互电性连接；齿轮副由常啮合的主动齿轮和从动齿轮组成，主动齿轮可自由旋转地套设在输入轴上，从动齿轮固定套设在输出轴上；离合轮具有磁性，其可自由滑移地套设在电磁铁与主动齿轮之间的输入轴上，并且可主动齿轮相互啮合；当电磁铁通电时，离合轮可与电磁铁相吸引或相排斥。本发明的电磁变速器利用电磁力改变齿轮间的离合，结构新颖，变速流畅，并且可减少内部零件的摩擦，提高使用寿命。

Description

电磁变速器
技术领域
本发明涉及一种变速器，尤其涉及一种电磁变速器。
背景技术
变速器是能固定或分档改变输出轴和输入轴传动比的齿轮传动装置，又称变速箱。变速器，用于转变发动机曲轴的转矩及转速，以适应汽车在起步、加速、行驶以及克服各种道路阻碍等不同行驶条件下对驱动车轮牵引力及车速不同要求的需要。目前市场上的变速器分类主要有：手动变速器(MT)、自动变速器(AT)、手动/自动变速器、无级变速器(CVT)。上述多种变速器均是利用机械力来改变输出轴和输入轴传动比，由于机械力对零部件的摩擦大，因此对机械磨损较大，影响使用寿命。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术中的上述缺陷，提供一种利用电磁力移动齿轮，从而实现变速的电磁变速器。
为实现上述发明目的，本发明采用了如下技术方案：一种电磁变速器，其包括输入轴、输出轴、以及多个电磁变速单元，每个电磁变速单元均包括电源、电磁铁、齿轮副、以及离合轮，其中，电磁铁套设在输入轴上，并且与电源相互电性连接；齿轮副由常啮合的主动齿轮和从动齿轮组成，主动齿轮可自由旋转地套设在输入轴上，从动齿轮固定套设在输出轴上；离合轮具有磁性，其可自由滑移地套设在电磁铁与主动齿轮之间的输入轴上，并且可与主动齿轮相互啮合；当电磁铁通电时，离合轮可与电磁铁相吸引或相排斥。
此外，本发明还提供如下附属技术方案：
所述电磁铁的线圈的两端分别与碳刷相互连接，每个碳刷通过不同的开关分别与电源的正负极连接。
所述主动齿轮具有外齿圈和内齿槽，其外齿圈与所述从动齿轮相互啮合，其内齿槽可与所述离合轮相互啮合。
所述主动齿轮通过轴套或轴承套设在输入轴上。
所述离合轮包括齿牙部、隔磁片和永磁体，齿牙部正对所述主动齿轮，可与主动齿轮相互啮合，隔磁片设置在齿牙部和永磁体之间，永磁体正对所述电磁铁。
相比于现有技术，本发明的优势在于：本发明的电磁变速器具有多个电磁变速单元，每个电磁变速单元均包含电源、电磁铁、主动齿轮、离合轮和从动齿轮，当电磁铁通电时，产生磁力，从而推或吸离合轮，实现离合轮与主动齿轮的离合，从而改变输出轴和输入轴的传动比，即实现变速。本发明的电磁变速器利用电磁力改变齿轮间的离合，结构新颖，变速流畅，并且可减少内部零件的摩擦，提高使用寿命。
附图说明
图1是本发明的电磁变速器的结构示意图。
图2是本发明的电磁变速器的离合轮的立体图。
图3是本发明的电磁变速器的离合轮的侧视图。
图中：
1-输入轴，2-输出轴，10-电源，11-电磁铁，12-第一离合轮，13-第二离合轮，14-主动齿轮，15-从动齿轮，20a、20b-碳刷；12a-齿牙部，12b-隔磁片，12c-永磁体。
具体实施方式
以下结合较佳实施例及其附图对本发明技术方案作进一步非限制性的详细说明。
参照图1，本发明的电磁变速器包括输入轴1、输出轴2和若干个电磁变速单元，输入轴1通过离合器(图未示)与发动机连接，输出轴2与驱动轴(图未示)连接，电磁变速器单元连接在输入轴1和输出轴2上，每个电磁变速器单元至少包含一个齿轮副，通过不同的齿轮副工作从而改变输入轴1和输出轴2传动比。
本实施例中电磁变速单元包括电源10、电磁铁11、位于电磁铁11其中一端的第一齿轮副、位于电磁铁11另一端的第二齿轮副、位于电磁铁11和第一齿轮副之间的第一离合轮12、以及位于电磁铁和第二齿轮副之间的第二离合轮13。
电源10输出直流电，具有正极和负极，为电磁铁11提供电力。
电磁铁11固定套设在输入轴1上，可随着输入轴1旋转。电磁铁11的线圈的一端与碳刷20a相互接触，另一端与碳刷20b相互接触。碳刷20a通过不同的开关分别与电源10的正负极连接，同样的，碳刷20b通过不同的开关分别与电源10的正负极连接，因此只需控制开关启闭，即可改变电磁铁11的线圈的电流流向，从而改变电磁铁11的磁极。
第一齿轮副和第二齿轮副均由常啮合的主动齿轮14和从动齿轮15组成，不同之处是第一齿轮副和第二齿轮副的齿轮比不同，而为了保证有足够的变速挡位，不同电磁变速单元的齿轮副的齿轮比也不相同。主动齿轮14通过轴套或轴承套设在输入轴1上，保证主动齿轮14可在输入轴1上自由旋转。主动齿轮14具有外齿圈和内齿槽，其外齿圈与从动齿轮15相互啮合，其内齿槽可与离合轮12/13相互啮合。从动齿轮15固定套设在输出轴2上，其可带动输出轴2旋转。
第一离合轮12和第二离合轮13的结构相同，并且都是可自由滑移地套设在输入轴1上，由输入轴1带动。参照图2，第一离合轮12包括齿牙部12a、隔磁片12b和永磁体12c，齿牙部12a正对主动齿轮14，可与主动齿轮14的内齿槽相互配接；隔磁片12b设置在齿牙部12a和永磁体12c之间，用于将永磁体12c的磁性隔绝，以防永磁体12c与主动齿轮14相互吸合，阻碍离合轮的自由滑移；永磁体12c正对电磁铁11，当电磁铁11通电后，可与电磁铁11相吸或相斥。第一离合轮12的永磁体12c和第二离合轮13的永磁体，正对电磁体11的磁极相同。
工作时，电磁铁11通电，根据电磁理论，电磁铁11产生磁力，而根据安培定律可确定其磁极。由于第一离合轮12和第二离合轮13正对电磁体11的磁极是相同，一旦电磁铁11产生磁力，那么其两侧的第一离合轮12和第二离合轮13必定有一个被吸引，另一个被排斥，被排斥的一方往外滑移，最终与主动齿轮14相互啮合，然后将输入轴1的旋转力传递给主动齿轮14，主动齿轮14带动从动齿轮15，从动齿轮15带动输出轴2，实现力的传递。
需要变速时，将电磁铁11的线圈的正负极改变，电磁铁11的磁极改变，原来被吸引的变为被排斥，原来被排斥的变为被吸引，最终变成另一个齿轮副进行力的传递，由于不同齿轮副的齿轮比不同，从而实现变速。
每一个电磁变速单元可实现两个挡位的切换，如果需要变换第三个挡位时，只需切断电磁变速单元的电流，第一离合轮12和第二离合轮13的永磁体会吸引电磁铁11的铁芯，都往电磁铁11靠拢，从而与主动齿轮14脱离连接，此时只需启动另一个电磁变速单元即可实现变速。
综上所述，本发明的电磁变速器利用电磁力改变齿轮间的离合，结构合理且新颖，变速流畅，提高了变速电气化水平；同时，因为免去了机械力拨动齿轮，所以可减少内部零件的摩擦，提高使用寿命。
需要指出的是，上述较佳实施例仅为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种电磁变速器，其包括输入轴和输出轴，其特征在于：所述电磁变速器还包括多个电磁变速单元，每个电磁变速单元均包括电源、电磁铁、位于电磁铁其中一端的第一齿轮副、位于电磁铁另一端的第二齿轮副、位于电磁铁和第一齿轮副之间的第一离合轮、以及位于电磁铁和第二齿轮副之间的第二离合轮，其中，
电磁铁套设在输入轴上，其线圈的两端分别与碳刷相互连接，每个碳刷通过不同的开关分别与电源的正负极连接；
第一齿轮副和第二齿轮副均由常啮合的主动齿轮和从动齿轮组成，主动齿轮均可自由旋转地套设在输入轴上，从动齿轮均固定套设在输出轴上；
第一离合轮和第二离合轮均具有磁性，均可自由滑移地套设输入轴上，第一离合轮可与第一齿轮副的主动齿轮相互啮合，第二离合轮可与第二齿轮副的主动齿轮相互啮合；
当电磁铁通电时，第一离合轮可与电磁铁相吸引或相排斥，第二离合轮可与电磁铁相吸引或相排斥。
2.根据权利要求1所述的电磁变速器，其特征在于：所述主动齿轮具有外齿圈和内齿槽，其外齿圈与所述从动齿轮相互啮合，其内齿槽可与所述离合轮相互啮合。
3.根据权利要求1所述的电磁变速器，其特征在于：所述主动齿轮通过轴套或轴承套设在输入轴上。
4.根据权利要求1所述的电磁变速器，其特征在于：所述离合轮包括齿牙部、隔磁片和永磁体，齿牙部正对所述主动齿轮，可与主动齿轮相互啮合，隔磁片设置在齿牙部和永磁体之间，永磁体正对所述电磁铁。
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