CN105909733A - 离合式动力输出器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种离合式动力输出器，可应用在摩托车、电动车或车床上，用于实现力的传递。本输出器包括动力输入轴、中间轴和动力输出轴，动力输入轴设有低速主动齿轮，中间轴上套接有低速被动齿轮，中间轴上套接有二级主动齿轮，动力输出轴上套接有与二级主动齿轮啮合的二级被动齿轮，动力输入轴上套接有高速主动齿轮，高速主动齿轮上周向固定地设有传动件，在动力输入轴上间隙地套接有传动套，传动套与传动件之间设有多片摩擦片；在壳体内于传动套的外侧设有电磁铁，用于推动传动套使摩擦片与传动件压紧在一起，在低速被动齿轮与二级主动齿轮之间设有单向传动结构。

Description

离合式动力输出器

技术领域

本发明属于机械动力传动领域，特别是涉及一种离合式动力输出器。

背景技术

中国发明专利申请（CN1686755A）中公开了一种自行车人力三轮车齿轮变速器。该变速器是用改变齿轮大小不同的组合来完成变速，所以设计中必须有花键轴与花键齿轮，花键轴和花键齿轮需要有良好的配合间隙，要求要标准间隙配合下能自由移动不受阻。由于花键齿轮，花键轴的尺寸较小，制做时需要用线割技术，才能达到理想的效果。动力输出器是变速器中的主要部件，它是设计中最关键的技术，该件起着车子的原速，变速后各种内力外传递的作用，该件的尺寸也直接影响变速器整体尺寸，它们之间的关系成正比。动力输出器不宜过大，太大影响美观及安装，也不能大小，大小扭力不够。该件最大优点是与主轴同心，它即可以与主轴同步转动，也可以与主轴异步转动，从而缩小了变速箱体积，所以制做时最好按原设计尺寸，不可随意改变。变速器中的拨叉弹簧圈数应少，而弹性要好，它不但起着齿轮回位作用，而且还起齿轮的定位作用。

这种动力输出器结构复杂，不能够很好地适应对动力的传导要求。

发明内容

为克服上述缺陷，本发明需要解决的技术问题：提供一种离合式动力输出器，该动力输出器能够很好地适应对动力的传导要求，可控性好。

为解决所述技术问题，本发明的技术方案：一种离合式动力输出器，包括壳体和固定在壳体外侧的电机，电机上的动力输入轴伸入到壳体中，在壳体内还设有中间轴和动力输出轴，在动力输入轴上周向固定地套接有低速主动齿轮，中间轴上套接有与低速主动齿轮啮合的低速被动齿轮，中间轴与低速被动齿轮之间可相对周向转动，中间轴上周向固定地套接有二级主动齿轮，动力输出轴上周向固定地套接有与二级主动齿轮啮合的二级被动齿轮，其特征在于，动力输入轴上套接有高速主动齿轮，高速主动齿轮可相对于动力输入轴相对周向转动，高速主动齿轮上周向固定地设有传动件，在动力输入轴上间隙地套接有传动套，传动套与传动件之间设有多片摩擦片；在壳体内于传动套的外侧设有电磁铁，用于在电磁铁通电后通过推动传动套使摩擦片与传动件压紧在一起，进而使高速动力依次自动力输入轴经过传动套、摩擦片而传导到传动件上；在低速被动齿轮与二级主动齿轮之间设有单向传动结构，该单向传动结构用于使低速主动齿轮上的低速动力传导到二级主动齿轮上。

本动力输出器可以实现两种模式的传动，即在启动或受外界阻力较大时，采用低速大扭矩的传动模式，此时的传动是由低速主动齿轮和低速被动齿轮的啮合来实现的。在高速工作时，采用高速小扭矩的传动模式，此时的传动是由高速主动齿轮与高速被动齿轮的传动来实现的。

电磁铁通电后会产生磁场，通过磁场来推动相应可动作部件动作而使摩擦片压紧在一起而实现动力换路传导。电磁铁可通过与速度传感器电连接的方式，来实现电磁铁的通电与否。例如应用在电动车上，在电动车的行进速度自低速达到设定值时，速度传感器会指令电磁铁通电，而通过传动套对摩擦片进行压紧，实现动力传导路线的切换。传动套本身可以是带有磁性，也可以是电磁铁内部本身具有可动作部件，通过该可动作部件推动传动套而使摩擦片压紧在一起。电磁铁可以是通过手动开关来实现通电与否，使用者可根据实际情况，来自行确定是否需要切换传动模式。

所述传动件的截断面呈凵形，该传动件的开口端朝向电磁铁，摩擦片位于传动件内。设置有所述的传动件，可以对这些摩擦片进行一个限定作用，使得摩擦片的工作稳定性好。

高速主动齿轮朝向传动件的端面上一体成型有联接筒，传动件的闭口端上设有周向固定地套接在联接筒上的套口；联接筒通过轴承支承在壳体内。这方便了传动件与高速主动齿轮之间的联接，便于实现稳定的传动。

在传动件的壁体上沿其轴向设有若干插槽，在摩擦片的外缘上一体成型有间隙地插接在插槽内的插头。插槽和插头的设置，进一步保证了摩擦片的稳定性。

在动力输入轴的外周面上于传动套的位置处设置有若干凸体，这些凸体在动力输入轴的外周面上同向螺旋延伸，传动套内设有用于和凸体间隙配合的凹槽，凹槽与凸体的走向一致；凹槽和凸体用于在传动套压紧摩擦片时使传动套锁紧在动力输入轴上。在电磁铁对传动套进行轴向推动时，加之动力输入轴的转动，而使得凸体与凹槽之间紧配合在一起，在达到稳定速度时，传动套与动力输入轴的转速一致，传动套与动力输入轴上不会发生相对反向转动，传动套与动力输入轴之间锁定在一起，因此不需要长时间对电磁铁通电，能够有效降低能耗。而在外界阻力大时，动力输入轴相对于传动套反向动作，使得传动套与动力输入轴之间解锁，而实现动力的切换路线传导。

传动套的纵向截断面呈L形，摩擦片套接在传动套上。这使得传动套便于对摩擦片的压接，而且也适合传动套与下述推动套之间的传动配合。

在电磁铁与传动套之间设有套接在动力输入轴上的推动套，推动套朝向传动套的端面上一体成型有法兰盘。推动套作为推力的中间过渡件，方便了电磁铁对传动套的推动，且结构简单，工作可靠性好。

电磁铁包括线圈和位于线圈径向范围内的圆筒形的铁芯，线圈的外周包有环形的铁圈，铁芯朝向推动套端面上的内口部设有供推动套间隙插接的环口。这种电磁铁结构简单，能够方便电磁铁轴向推力的稳定传递。

所述的单向传动结构包括周向固定地套接在中间轴上的固定圈，固定圈朝向低速被动齿轮的端面上形成有若干端齿，端齿沿同一方向倾斜；在固定圈与低速被动齿轮之间设有周向固定地套接在中间轴上的固定盘，固定盘上活动地设有若干用于和端齿作用的活动齿。在动力以低速大扭矩的模式实现传导时，该单向结构参与动力的传导，而在实现高速小扭矩的传动模式时，固定圈相对于中间轴反向转动，此时的单向传动结构不参与到动力的传导。单向传动结构也可以是超越离合器。

因此，本发明的有益效果：本动力输出器中采用电磁铁，可以在进行换档过程中通过电磁铁的通电产生轴向推力，而使得换档得以顺利实现，本动力输出器的可控性好，能够很好地使得相应机械设备运行在合适的工作状态下，既能够满足实际的工作需要，又能够有效节省能耗。通过设置多片摩擦片，使得在换档过程中摩擦片逐渐被压紧，而使得两档之间具有一定的过渡作用，换档平缓，不会使机械设备在工作过程中有产生明显的换档表现。

附图说明

图1是本离合式动力输出器的纵向剖视图。

图2是电磁铁与高速主动齿轮之间的传动结构放大图。

图3是低速被动齿轮与二级主动齿轮之间结构的放大图。

具体实施方式

见图中，本离合式动力输出器，包括壳体9和固定在壳体9外侧的电机1，电机1作为本动力输出器的动力源。电机1上的动力输入轴14伸入到壳体9中，并支承的壳体9内，在壳体9内还设有中间轴19和动力输出轴11，中间轴19位于动力输入轴14和动力输出轴11之间，它们三者平行。

在动力输入轴14上周向固定地套接有低速主动齿轮2，中间轴19上套接有与低速主动齿轮2啮合的低速被动齿轮13，低速被动齿轮13与中间轴19之间设有轴承18，低速被动齿轮13可在中间轴19上相对周向转动。中间轴19上周向固定地套接有二级主动齿轮12，动力输出轴11上周向固定地套接有与二级主动齿轮12啮合的二级被动齿轮10。

动力输入轴14上套接有高速主动齿轮4，高速主动齿轮4可相对于动力输入轴14相对周向转动，高速主动齿轮4与壳体9之间设有轴承18。高速主动齿轮4上周向固定地设有传动件17，在动力输入轴14上间隙地套接有传动套16，传动套16与传动件17之间设有多片摩擦片7，这些摩擦片7同轴地叠置在一起。在壳体9内于传动套16的外侧设有电磁铁6，用于在电磁铁6通电后通过推动传动套16使摩擦片7与传动件17压紧在一起，进而使高速动力依次自动力输入轴14经过传动套16、摩擦片7而传导到传动件17上。传动件17与高速主动齿轮4周向固定，传动件17上的动力会被传导到高速主动齿轮4上。

所述的高速和低速之说，是指动力的传导速度。高速是指高速度低扭矩的传导模式，低速是指低速度大扭矩的传导模式。之所以出现速度之分，是由于相应齿轮的直径差别所决定的。图中显示，低速主动齿轮2的直径小于高速主动齿轮4的直径，而低速被动齿轮13的直径要大于高速被动齿轮8的直径，从而实现了所谓的低速和高速之分。在二级传动上，二级主动齿轮12的直径要小于二级被动齿轮10的直径，它们两者的直径差别较大，它们之间实际上是一个低速的传动模式。

在低速被动齿轮13与二级主动齿轮12之间设有单向传动结构3，该单向传动结构3用于使低速主动齿轮2上的低速动力传导到二级主动齿轮12上。在低速传动时，如启动阶段或受外界阻力较大时，单向结构起作用，动力自低速主动齿轮2传导至低速被动齿轮13，而使中间轴19产生低速转动。在启动电磁铁6后，电磁铁6使多片摩擦片7压紧在一起，此时的摩擦片7起作用，摩擦片7使动力自高速主动齿轮4传导到高速被动齿轮8，由于这些齿轮的直径具有上述的差别，高速主动齿轮4传递的动力会快于低速主动齿轮2传递的动力，中间轴19的转动会快于低速被动齿轮13的转速，此时的低速被动齿轮13相对于中间轴19作反向转动，单向结构不会起作用，从而开启了高速传动模式。

单向传动结构3包括周向固定地套接在中间轴19上的固定圈31，固定圈31朝向低速被动齿轮13的端面上形成有若干端齿，端齿沿同一方向倾斜；在固定圈31与低速被动齿轮13之间设有周向固定地套接在中间轴19上的固定盘32，固定盘32上活动地设有若干用于和端齿作用的活动齿33。

传动件17的截断面呈凵形，传动件17为罩状，传动件17呈倒置套接在动力输入轴14上。该传动件17的开口端朝向电磁铁6，摩擦片7位于传动件17内。在传动件17的壁体上沿其轴向设有若干插槽15，在摩擦片7的外缘上一体成型有间隙地插接在插槽15内的插头。

高速主动齿轮4朝向传动件17的端面上一体成型有联接筒5，传动件17的闭口端上设有周向固定地套接在联接筒5上的套口；联接筒5通过轴承18支承在壳体9内。

在动力输入轴14的外周面上于传动套16的位置处设置有若干凸体，这些凸体在动力输入轴14的外周面上同向螺旋延伸，传动套16内设有用于和凸体间隙配合的凹槽，凹槽与凸体的走向一致；凹槽和凸体用于在传动套16压紧摩擦片7时使传动套16锁紧在动力输入轴14上。

传动套16的纵向截断面呈L形，摩擦片7套接在传动套16上。在电磁铁6与传动套16之间设有套接在动力输入轴14上的推动套64，推动套64朝向传动套16的端面上一体成型有法兰盘。在实现对摩擦片7的压紧时，传动套16的端面与法兰盘实现面贴合。

电磁铁6包括线圈63和位于线圈63径向范围内的圆筒形的铁芯62，线圈63的外周包有环形的铁圈61，铁芯62朝向推动套64端面上的内口部设有供推动套64间隙插接的环口。

Claims (9)

1.一种离合式动力输出器，包括壳体和固定在壳体外侧的电机，电机上的动力输入轴伸入到壳体中，在壳体内还设有中间轴和动力输出轴，在动力输入轴上周向固定地套接有低速主动齿轮，中间轴上套接有与低速主动齿轮啮合的低速被动齿轮，中间轴与低速被动齿轮之间可相对周向转动，中间轴上周向固定地套接有二级主动齿轮，动力输出轴上周向固定地套接有与二级主动齿轮啮合的二级被动齿轮，其特征在于，动力输入轴上套接有高速主动齿轮，高速主动齿轮可相对于动力输入轴相对周向转动，高速主动齿轮上周向固定地设有传动件，在动力输入轴上间隙地套接有传动套，传动套与传动件之间设有多片摩擦片；在壳体内于传动套的外侧设有电磁铁，用于在电磁铁通电后通过推动传动套使摩擦片与传动件压紧在一起，进而使高速动力依次自动力输入轴经过传动套、摩擦片而传导到传动件上；在低速被动齿轮与二级主动齿轮之间设有单向传动结构，该单向传动结构用于使低速主动齿轮上的低速动力传导到二级主动齿轮上。

2.根据权利要求1所述的动力输出器，其特征在于，所述传动件的截断面呈凵形，该传动件的开口端朝向电磁铁，摩擦片位于传动件内。

3.根据权利要求2所述的动力输出器，其特征在于，高速主动齿轮朝向传动件的端面上一体成型有联接筒，传动件的闭口端上设有周向固定地套接在联接筒上的套口；联接筒通过轴承支承在壳体内。

4.根据权利要求2所述的动力输出器，其特征在于，在传动件的壁体上沿其轴向设有若干插槽，在摩擦片的外缘上一体成型有间隙地插接在插槽内的插头。

5.根据权利要求1、2、3或4所述的动力输出器，其特征在于，在动力输入轴的外周面上于传动套的位置处设置有若干凸体，这些凸体在动力输入轴的外周面上同向螺旋延伸，传动套内设有用于和凸体间隙配合的凹槽，凹槽与凸体的走向一致；凹槽和凸体用于在传动套压紧摩擦片时使传动套锁紧在动力输入轴上。

6.根据权利要求1、2、3或4所述的动力输出器，其特征在于，传动套的纵向截断面呈L形，摩擦片套接在传动套上。

7.根据权利要求6所述的动力输出器，其特征在于，在电磁铁与传动套之间设有套接在动力输入轴上的推动套，推动套朝向传动套的端面上一体成型有法兰盘。

8.根据权利要求7所述的动力输出器，其特征在于，电磁铁包括线圈和位于线圈径向范围内的圆筒形的铁芯，线圈的外周包有环形的铁圈，铁芯朝向推动套端面上的内口部设有供推动套间隙插接的环口。

9.根据权利要求1、2、3或4所述的动力输出器，其特征在于，所述的单向传动结构包括周向固定地套接在中间轴上的固定圈，固定圈朝向低速被动齿轮的端面上形成有若干端齿，端齿沿同一方向倾斜；在固定圈与低速被动齿轮之间设有周向固定地套接在中间轴上的固定盘，固定盘上活动地设有若干用于和端齿作用的活动齿。