CN1088883A - 直接驱动车轮的传动装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种直接驱动车轮的传动装置，可 广泛用于机踏两用车轮或助力车上，该装置可将汽油 机动力直接输入车轮，并可实现机动与踏行的自动转 换。由于该装置结构的合理性，使其可靠性大大提 高，同时消除了转动装置零部件相互间的相对高速运 动，改善了传动装置的润滑状态，减少了不必要的磨 损。

Description

本发明所涉及的是一种可用于机踏两用车等的传动装置，特别涉及的是直接驱动车轮的各种小型车辆，如轻便摩托车或助力车，非常适宜安装在普遍自行车上。

本发明所引用的对比文件为一种机踏两用车的传动装置及其启动行走装置现业已公开，其申请号为^90102216.0 _90102222.5在该专利中由于所设计结构的原因，存在着另件相互之间相对高速转动，容易造成磨损，温升过高以致抱死的弊病，如其传动装置申请中图1所示最佳实施例结构，汽油机工作以后主动件（21）与曲柄轴（102）之间的相对转速逾千转，两件之间的润滑问题很难解决，势必造成磨损;此外这里的行星减速齿轮机构C在启动过程中为增速运动，造成启动扭矩的增加;再比如其启动行走装置申请中，弹簧（72）置于空心轮轴（103）内，弹簧力量弱小，常会使其机械离合器F离合不灵，同时弹簧易于屈服，造成失效。而且如图中所示两种启动机构全部采用靠推杆（71）的推动来移动挺杆（64）实现离合。推杆（71）的推动是与通过一套杠杆系统作用时操作者的用力程度有关联的，也由于该结构不工作状态时弹簧的作用使其趋于常开状态，这样一旦由于种种原因车辆没能迅速转换为机动行驶，操作者的必然反应是加大手柄操作力度，而顶杆移动到一定程度是不会再动的，其结果久而久之造成操作系统钢丝绳脱扣，使操作系统失效。此外上述发明最大弱点由于曲轴上布置结构太多，占用轴向尺寸较大，使悬挂于自行车轮中心一侧的发动机轴向突出太多，甚至超过车辆脚蹬子外线，使突出的汽油机很容易烫伤人，同时易于撞击障碍物，造成汽油机损坏。除上述阐述之外还存在许多由于其固有结构造成的弊病，这里就不一一叙述了。

本发明的目的之一就是提高结构合理性，从而从结构上保证整体的可靠性。

本发明的目的之二就是消除传动装置中另部件相互之间的相对高速运动，以减少不必要的磨损。

本发明的目的之三就是使发动装置中的行星齿轮机构在启动过程中变为减速运动，减少启动扭矩。

本发明的目的之四，就是在启动时，使其启动机构实现快速啮合，同时快速啮合的实现不受人为用力的影响。

本发明的目的之五，就减少曲轴上布置的结构，使其轴向尺寸缩短，使最终悬挂于在车轮中心一侧的汽油机减少突出。

本发明的目的之六，就是将置于空心轴中的弹簧加大使之置于空心轴外侧，以提高其弹簧力量，延长其寿命。

根据本发明提供的直接驱动车轮的传动装置，其中包括一个与固定在车轮中心一侧的汽油机的曲轴箱相联的齿轮箱，汽油机的曲柄轴和固定在车叉上的空心轮轴相互平行且均伸入齿轮箱内，在轮轴上设置有一个轮毂，该轮毂通过设置在其两端的轴承支承绕轮轴转动，该装置还包括一个从轮毂一端中伸出进而伸入到齿轮箱内并可绕轮轴转动的伸出部，一套可将踏行时的扭矩传递到轮毂上的位于毂另一端的自行车飞轮，一个可将轮毂上的启动扭矩通过一个机械离合器传递到伸出部上的拨叉套，该拨叉套的运动可通过空心轴之壁上大体中部开孔中的挺杆控制，在齿轮箱内的轮轴上设置有一个可绕其转动的大圆柱齿轮，该大圆柱齿轮与设置在曲柄轴上的一个小圆柱齿轮构成圆柱齿轮副。本发明的上述目的是由具有如下特点的传动装置予以实现的，该装置在所述曲柄轴上设置有一套可以将来自小圆柱齿轮上的启动扭矩传递到曲柄轴上的第一单向超越离合器以及一套可以将曲柄轴上的输出扭矩传递到小圆柱齿轮上的离心离合器。在齿轮箱内大圆柱齿轮固定地联接在伸出部上，在大圆柱齿轮靠近轮毂的一侧并排设置有一套行星齿轮减速机构，其中心轮固定地联接在伸出部上，其内齿圈固定地联接在齿轮箱上，位于中心轮和内齿圈之间的若干行星轮带动一个转臂，该转臂可转动地设置在伸出部上，并延伸至伸出部与轮毂内壁之间的空间内，该装置还包括一套可以将来自转臂上的输出扭矩传递到轮毂上的第二单向超越离合器，在轮毂内挺杆控制拨叉套使机械离合器实现离合动作的运动是由挡销、运动体和与拨叉套相互作用的弹簧共同作用实现的，所述机械离合器是一种单向超越端面离合器，可以将轮毂上的启动扭矩单向传递到伸出部上。

下面将参照附图对本发明给出的最佳实施例予以说明。以便于本领域技术人员更好地理解本发明的目的、原理及其实施方案。其中：

图一为本发明最佳实施例的基本结构剖视图，

图二为本发明使用的另一种机械离合器的示意图。

如图一所示装置，是一种用来直接驱动车轮的传动装置，其中包括一个与固定在车轮中心一侧的汽油机的曲轴箱（图中仅以点划线标明了发动机的一个曲柄轴（102））相联的齿轮箱（101），汽油机的曲柄轴（102）和固定在车叉上的空心轮轴（103）相互平行且均伸入齿轮箱（101）内，在轮轴（103）上设置有一个轮毂（52），这个轮毂（52）通过设置在其两端的轴承（114）支承绕其转动，该装置还包括一个从轮毂（52）一端中伸出，进而伸入到齿轮箱（101）内并可绕轮轴（103）转动的伸出部（63）、一套可将踏行时的扭矩传递到轮毂（52）上的位于轮毂（52）另一端的自行车飞轮（50）、一个可将轮毂（52）上的启动扭矩通过一个机械离合器（F）传递到伸出部（63）上的拨叉套（62），该拨叉套（62）的运动可通过空心轴（103）之壁上大体中部开孔中的挺杆（64）控制，在齿轮箱（101）内的轮轴（103）上设置有一个可绕其转动的大圆柱齿轮（11），大圆柱齿轮（11）与设置在曲柄轴（102）上的一个小圆柱齿轮（12）构成圆柱齿轮副（A），该装置在曲柄轴（102）上设置有一套可以将来自小圆柱齿轮（12）上的启动扭矩传递到曲柄轴（102）上的第一单向超越离合器（B）以及一套可以将曲柄轴（102）上的输出扭矩传递到小圆柱齿轮（12）上的离心离合器（D）。在齿轮箱（101）内大圆柱齿轮（11）固定地联接在伸出部（63）上，在大圆柱齿轮（11）靠近轮毂（52）的一侧并排设置有一套行星齿轮减速机构（C），其中心轮（35）固定地联接在伸出部（63）上，其内齿圈（32）固定地联接在齿轮箱（101）上，位于中心轮（35）和内齿圈（32）之间的若干行星轮（34）带动一个转臂（31），该转臂（31）可转动地设置在伸出部（63）上并延伸至伸出部（63）与轮毂（52）内壁之间的空间内，该装置还包括一套可以将来自转臂（31）上的输出扭矩传递到轮毂（52）上的第二单向超越离合器（P），在轮毂（52）内挺杆（64）控制拨叉套（62）使机械离合器（F）实现离合动作的运动是由挡销（73），运动体（71）和与拨叉套（62）相互作用的弹簧（72）共同作用实现的。该机构离合器（F）是一种可将轮毂（52）上的启动扭矩单向传递到伸出部（63）上的单向端面超越离合器，这种单向端面超越离合器的一种结构可以是分别设置在伸出部（63）与拨叉套（62）上的斜形齿，当轮毂（52）转动时，移动拨叉套（62）使伸出部（63）与拨叉套（62）啮合，即可以把轮毂（52）上的启动扭矩传递到伸出部（63），反过来既使是离合器（F）处于啮合状态，伸出部（63）沿相同方向的转动会使啮合状态脱开，不可以传递扭矩，处于超越状态，固本领域技术人员可以设计和想象出各种常见结构，这里不做叙述。

参照附图，更具体讲，自行车飞轮（50）是通过一个过渡件（66）联接在轮毂（52）上的，这个过渡件紧配合地与轮毂（52）联接，增加这样一个过渡件（66）纯粹是从设计工艺的角度考虑的，这样既便于飞轮（50）的安装，也便于轮毂（52）的单独加工。轮毂（52）上的启动扭矩传递到拨叉套（62）的过程，主要是通过机械离合器（F）的作用实现的。为了实现机构离合器（F）的快速啮合，采用了这样的结构，踏行时（亦即非机动时），操作手柄（这里没有给出附图）的常闭状态，使运动体（71）向外保持拉出一段位移，从而使挡销（73）和挺杆（64）也向外保持一段位移，这段位移的大小足以使机械离合器（F）脱开即可，由于弹簧（72）由此也压缩了相应一段位移，因此这种状态时机械离合器（F）是脱开的，弹簧（72）储存了一定的弹力。拨叉套（62）的一端与轮毂（52）内壁上的键滑动配合，也可如图所示与过渡件（66）滑动配合，而拨叉套（62）的另一端面上具有若干斜形齿。这若干个斜形齿与伸出部（63）相应端上的斜形齿相互配合，为了加工及安装的方便，如图所示在伸出部（63）上设置了一个与之固定地联接的过渡环（65），拨叉套（62）端面上的若干斜形齿与过渡环（65）相应端面上的若干斜形齿，在拨叉套（62）作为主动件沿一个方向转动时可以相互实现啮合传递启动扭矩，而当过渡环（65）作为主动件沿相同方向转动时由于斜形齿的斜面作用又可以使拨叉套（62）克服弹簧（72）弹力向外移动实现超越，不再传递经伸出部（63）传出的扭矩。当拨叉套（62）作为主动件沿一个方向转动时，释放操作手柄，在弹簧（72）的弹力作用下，瞬时即可使斜形齿实现啮合，来传递启动扭矩同时，快速啮合的实现，不受人为用力的影响，而是靠弹簧（72）的压力释放，自动予以实现。参照附图也可以看出弹簧（72）套在空心轮轴（103）上，加大了其弹簧直径和钢丝直径，这样大大提高了弹簧的使用寿命。

参照图2，机械离合器（F）也可以受这样一种结构控制，弹簧（72）抵住拨叉套（62）使之处于脱开状态，推动挺杆（64）既可实现机构离合器F的啮合，放松挺杆（64）上的作用力，在弹簧（72）作用下既可使之分离。其作用和效果与上一实施例是相同的。

参照附图一，第一单向超越离合器（B）是一个与小圆柱齿轮（12）固定地联接的可转动地设置在曲柄轴（102）上的主动件（21）和一个与曲柄轴（102）固定地联接的被动件（22）以及位于主动件（21）与被动件（22）之间的媒介体（23）构成的。根据这一结构，第一单向超越离合器（B）可以是摩擦式单向超越离合器，其媒介体（23）为若干滚柱，主动体（21）为内星轮结构。第一单向超越离合器（B）还可以是啮合式单向超越离合器，亦即为端齿式棘轮的单向超越离合器，其媒介体（23）为至少一个棘爪。由于这里所述之结构在本专利所引用的对比文件中已有详细叙述，并且也应为本领域技术人员公知技术，故不再叙述。同样第二单向超越离合器（P）是以转臂（31）为主动件，以轮毂（52）为被动件，以及位于所述主动件与被动件之间的媒介体（93）构成的摩擦式单向超越离合器，其中媒介体（93）为若干滚柱，转臂（31）为内星轮结构，更详细的也不再这里叙述了。

根据上面所详细给出的结构，我们来了解一下其工作过程。踏行时、踏行（启动）扭矩通过飞轮（50）经过渡件（66）传递到轮毂（52），又经过渡件（66）或镶嵌在轮毂（52）上的键传递到拨叉套（62）上，此时释放操作手柄，在弹簧（72）作用下，拨叉套（62）沿弹簧（72）作用力方向迅速移动，使机械离合器（F）迅速实现啮合，当然也可采用图2之结构，通过握紧操作手柄克服弹簧（72）弹力，使机械离合器（F）实现啮合，这时轮毂（52）上的启动扭矩传递到伸出部（63）上，经与之固定联接的大齿轮（11）传递到小圆柱齿轮（12）上，这时第一单向超越离合器（B）工作，启动扭矩传递到曲柄轴（102）上，使汽油机点火工作。在这一启动过程中，大齿轮（11）转动时，中心轮（35）也转动，经行星齿轮减速机构C减速后，转臂（31）的转动速度低于轮毂（52）的转动速度，单向超越离合器（P）不工作，因为行星齿减速机构C不同于本发明引用对比文件中的结构，在这一过程中为减速运动，因此可以大大减低启动扭矩。

当汽油机点火工作之后，随着汽油机转速的提高，离心离合器（D）的甩铁（41、43）甩开，带动与主动件（21）｛小轮（12）｝固定地联接的外碟（42）转动，将汽油机输出扭矩传递到小圆柱齿轮（12）上。这时由于被动件（22）的转速“高于主动件（21）的转速，第一单向超越离合器（B）实现超越（脱开、不工作）。小圆柱齿轮（12）上的输出扭矩进而经大圆柱齿轮一级减速后传递到中心轮（35）上，并经行星轮（34）、内齿圈（32）减速再经行星轮轴（33）传递至转臂（31）上，进行第二级减速，此时由于转臂（31）的转速高于轮毂（52）的转速，第二单向超越离合器P工作，转臂（31）上的输出扭矩传至轮毂（52）上带动车辆前进。应当说明的是，当输出扭矩传递到大齿轮（11）上时，伸出部（63）与中心轮（35）均与大齿轮（11）具有相同转速，但由于转臂（31）的转速高于拨叉套（62）的转速，此时机械离合器（F）被强行脱开实现超越，因此，启动过程结束后既使没有人为的使拨叉套恢复原位也不影响行驶过程，只是会产生“嗒、嗒、嗒……”的机械噪声，所以启动后应及时使拨叉套移开以避免机械噪声。

总之本发明仍采用对比文件的原理，启动过程一级增速，机动（输出）时二级减速。同时，这种结构各个转动副之间不再存在相对高速运动，减少相互磨损。汽油机曲柄轴的转速仅仅是通过减速机构直接减速，设计结构更为合理，从而从结构上保证了整体的可靠性。同时曲轴（102）的结构更为简单，轴向尺寸大大缩短，使最终悬挂于车轮中心一侧的汽油机减少突出。

应当指出的是本发明的附图采用了简化结构，各转动副之间的轴承等结构均未标出。而且附图仅仅表示了本发明原理，在此原理上还可以做出许多变动，均应视为本发明权利要求范围之内。

Claims (8)

1、一种直接驱动车轮的传动装置，其中包括一个与固定在车轮中心一侧的汽油机的曲轴箱相联的齿轮箱(101)，所述汽油机的曲柄轴(102)和固定在车叉上的空心轮轴(103)相互平行且均伸入所述齿轮箱(101)内，在所述轮轴(103)上设置有一个轮毂(52)，所述轮毂(52)通过设置在其两端的轴承(114)支承绕所述轮轴(103)转动，该装置还包括一个从所述轮毂(52)一端中伸出进而伸入到所述齿轮箱(101)内并可绕所述轮轴(103)转动的伸出部(63)、一套可将踏行时的扭矩传递到所述轮毂(52)上的位于所述轮毂(52)另一端的自行车飞轮(50)、一个可将所述轮毂(52)上的启动扭矩通过一个机械离合器(F)传递到所述伸出部(63)上的拨叉套(62)，所述拨叉套的运动可通过所述空心轴(103)之壁上大体中部开孔中的挺杆(64)控制，在所述齿轮箱(101)内的所述轮轴(103)上设置有一个可绕其转动的大圆柱齿轮(11)，所述大圆柱齿轮(11)与设置在所述曲柄轴(102)上的一个小圆柱齿轮(12)构成圆柱齿轮副(A)，其特征在于：

该装置在所述曲柄轴(102)上设置有一套可以将来自所述小圆柱齿轮(12)上的启动扭矩传递到所述曲柄轴(102)上的第一单向超越离合器(B)以及一套可以将所述曲柄轴(102)上的输出扭矩传递到所述小圆柱齿轮(12)上的离心离合器(D)，

在所述齿轮箱(101)内所述大圆柱齿轮(11)固定地联接在所述伸出部(63)上，在所述大圆柱齿轮(11)靠近所述轮毂(52)的一侧并排设置有一套行星齿轮减速机构(C)，其中心轮(35)固定地联接在所述伸出部(63)上，其内齿圈(32)固定地联接在所述齿轮箱(101)上，位于所述中心轮(35)和所述内齿圈(32)之间的若干行星轮(34)带动一个转臂(31)，所述转臂(31)可转动地设置在所述伸出部(63)上并延伸至所述伸出部(63)与所述轮毂(52)内壁之间的空间内，

该装置还包括一套可以将来自所述转臂(31)上的输出扭矩传递到所述轮毂(52)上的第二单向超越离合器(P)，在所述轮毂(52)内所述挺杆(64)控制拨叉套(62)使所述机械离合器(F)实现离合动作的运动是由挡销(73)、运动体(71)和与所述拨叉套(62)相互作用的弹簧(72)共同作用实现的。

所述机械离合器(F)是一种可将所述轮毂(52)上的启动扭矩单向传递到所述伸出部(63)上的单向超越端面离合器。

2、如权利要求1所述的传动装置，其特征在于：所述第一单向超越离合器（B）是一个与所述小圆柱齿轮（12）固定地联接的可转动地设置在所述曲柄轴（102）上的主动件（21）和一个与所述曲柄轴（102）固定地联接的可转动地设置在所述曲柄轴（102）上的主动件（21）和一个与所述曲柄轴（102）固定地联接的被动件（22）以及位于所述主动件（21）与所述被动件（22）之间的媒介体（23）构成的。

3、如权利要求1所述的传动装置，其特征在于：所述离心离合器（D）是由设置在所述被动件（22）上的若干离心体（41）与一个固定地联接在所述主动件（21）上的外碟（42）构成的。

4、如权利要求1或2或3所述的传动装置，其特征在于：所述第一单向超越离合器（B）为摩擦式单向超越离合器，所述媒介体（23）为若干滚柱，所述主动件（21）为内星轮结构。

5、如权自利要求1或2或3所述的传动装置，其特征在于：所述第一单向超越离合器（B）为端齿式棘轮的啮合式单向超越离合器，所述媒介体（23）为至少一个棘爪。

6、如权利要求1或2或3所述的传动装置，其特征在于：所述第二单向超越离合器（P）为以所述转臂（31）为主动件，以所述轮毂（52）为被动件和位于所述主动件与所述被动件之间的媒介体（93）构成的摩擦式单向超越离合器。

7、如权利要求7所述的传动装置，其特征在于：所述单向超越离合（P）的所述媒介体（93）为若干滚柱，所述转臂为内星轮结构。

8、如权利要求1或2或3所述的传动装置，其特征在于：所述弹簧（72）是套在所述轮轴（103）上的。

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