CN111207160A - 一种内摆式甩块离心离合器 - Google Patents

一种内摆式甩块离心离合器 Download PDF

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Abstract

本发明涉及电动车轮毂电机技术领域，尤其涉及一种内摆式甩块离心离合器，包括中心轴、套设在中心轴上的电机和轮毂，电机的左侧设有超越离合器，超越离合器的外部通过中心齿轮连接行星组件，行星组件的内侧通过电机左内盖与电机连接，行星组件的外侧通过左端盖连接有刹车件；电机的右侧通过电机右内盖连接内摆式甩块机构，内摆式甩块机构的外侧连接有右端盖，右端盖和左端盖均与轮毂连接；本发明采用内摆式甩块离心离合器驱动动力输出，从而实现轮毂转动；与传统结构相比，该内摆式甩块离心离合器，结构简单，换挡变速自如，传动更稳定，传动效率高，且生产成本较低，易于推广和使用。

Description

一种内摆式甩块离心离合器
技术领域
本发明涉及电动车轮毂电机技术领域，尤其涉及一种内摆式甩块离心离合器。
背景技术
电动车简而言之就是用电力作为驱动的机车。电动车的历史比我们现在最常见的内燃机驱动的汽车要早。直流电机之父匈牙利的发明家、工程师阿纽什·耶德利克
Figure BDA0002377334180000011
(nyosJedlik)最早于1828年在实验室试验了电磁转动的行动装置。美国人托马斯·达文波特(Thomas Davenport)于1834年制造出第一辆直流电机驱动的电动车。1837年，托马斯因此获得美国电机行业的第一个专利。19世纪末期到1920年是电动车发展的一个高峰。随着美国德州石油的开发和内燃机技术提高，电动车在1920年之后渐渐地失去了优势。
最近一二十年，随着石油资源的日益减少、大气环境的污染严重，人们重新关注电动车。各个主要的汽车生产厂家开始关注电动车的未来发展并且开始投入资金和技术在电动车领域。同时，电动自行车和电动摩托车的发展也尤为快速。电动自行车和电动摩托车一般都包括车身、轮毂电机和电源等；其中轮毂电机是驱动元件。
目前，电机所用的变速装置主要有两种，一种是电子式无级控制器变速，另一种是机械式变速方式。电子式无级控制器变速能获得从0至电机的最高转速，有很好的变速曲线，但是它所输出的转矩大小直接与电机的输入电流大小变化相一致，(在电压不变时)也就是电机负载越大电流就越大。机械式变速方式可以是有级变速式，也可以是无级变速式。机械式变速方式最主要的一点是能获得不同大小的输出转矩，也就是在输入电流不变时，通过机械式减速能使转矩增大，或者增速时使转矩减小。单一的由小齿轮带动大齿轮得到大力矩，在不另外增加变档机构时这种结构只能获得一个档，而无法实现多档输出。
因此，现有技术中提出了一种电动车轮毂动力输出装置【申请号：200910305629.6；公开号：CN101618685A】，本装置设置在轮毂上且与固定在轮毂上的电动机相联接，它包括驱动齿轮和输出齿轮，电动机与驱动齿轮相联且能带动驱动齿轮转动，在驱动齿轮和输出齿轮之间设有当驱动齿轮转动时能单向带动输出齿轮转动的单向低速传动机构，在驱动齿轮和输出齿轮之间还设有当驱动齿轮反向转动时能带动输出齿轮转动的单向高速传动机构，单向低速传动机构和单向高速传动机构的传动方向相反，且单向低速传动机构与输出齿轮的传动比小于单向高速传动机构与输出齿轮的传动比。它具有高、低速挡切换灵活，传动效率高等优点。
然而，由于驱动齿轮和输出齿轮之间同时设有单向低速传动机构和单向高速传动机构，两者的传动方向相反，因此当电动机不工作时，无法推动电动车后退。这就给实际使用带来了不便，特别是增加了非行驶状态下对电动车控制的难度。
为了解释上述存在的技术问题，于是现有技术又提出了一种电动车变档驱动轮毂的离合式输出机构【申请号：201010132353.9；公开(公告)号：CN101767529A】。即在输出齿轮和轮毂之间设有当驱动电机工作时能使输出齿轮带动轮毂转动且当驱动电机停止工作时能使输出齿轮与轮毂分离的离合组件。
离合组件包括法兰齿盘、与轮毂固连的内齿圈、拨叉和拨叉驱动器，法兰齿盘分别与输出齿轮和内齿圈啮合且轴向滑动联接，拨叉驱动器与拨叉相联且能带动法兰齿盘轴向移动并使法兰齿盘与输出齿轮和内齿圈中的至少一个脱离。
工作时，法兰齿盘同时与输出齿轮和内齿圈啮合，这样当输出齿轮转动时就能带动内齿圈转动。由于内齿圈与轮毂的边盖固连，因此能带动轮毂转动。第一单向传动机构和第二单向传动机构能够使驱动电机不管正转还是反转都能带动输出齿轮同方向转动。所不同的是，通过第一单向传动机构或第二单向传动机构传动时，电动车变档驱动轮毂工作的档位不同。即能够通过驱动电机正反转的变化来改变档位。当驱动电机停止工作并需要使轮毂能够后退时，只需通过离合组件使输出齿轮与轮毂分离即可。此时，轮毂能够自由地转动，而不受其内部机构的约束。
具有本离合式输出机构的电动车变档驱动轮毂虽然能够实现驱动电机停止工作时轮毂能够自由地转动，但是必须对离合组件进行操纵。即在使用中需要不断地操纵离合组件进行切换，这在实际使用中还是存在着诸多不便。
为了解决上述技术问题，因此现有技术又提出了一种离心式离合器和具有该离合器的电动车变档驱动轮毂，【申请号：201110217964.8；公开(公告)号：CN 102410317 A】。省略了离合式输出机构，也免去了操纵离合式输出机构，采用棘爪棘齿传动，因此具有传动稳定且传动效率高等优点。但技术方案的结构繁琐，在实际生产中成本过高，且做出成品后，问题不断，所以为了克服上述问题，本申请提出了一种内摆式甩块离心离合器。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种内摆式甩块离心离合器，其结构简单，换挡变速自如，传动稳定且传动效率高。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：一种内摆式甩块离心离合器，包括中心轴、套设在中心轴上的电机和轮毂，所述电机的左侧设有超越离合器，所述超越离合器的外部通过中心齿轮连接行星组件，所述行星组件的内侧通过电机左内盖与电机连接，所述行星组件的外侧通过左端盖连接有刹车件；所述电机的右侧通过电机右内盖连接内摆式甩块机构，所述内摆式甩块机构的外侧连接有右端盖，所述右端盖和左端盖均与轮毂连接。
优选地，所述行星组件包括行星架、均匀间隔设置在行星架上的四个行星齿轮，四个所述行星齿轮均分别与中心齿轮和齿圈啮合，所述齿圈与电机左内盖连接，所述行星架与左端盖内接。
优选地，所述内摆式甩块机构包括甩块连接板、安装在甩块连接板上的若干个甩块，所述甩块连接板通过弹簧与电机右内盖连接，所述弹簧的一端与甩块连接板连接，所述弹簧的另一端通过弹簧销与电机右内盖连接。
优选地，所述甩块连接板通过螺栓与保持架连接，所述保持架的内表面设有角芯，所述保持架的外表面设有摩擦圈，所述摩擦圈与右端盖内接。
优选地，所述保持架上设有若干个用于安装滚柱的槽体，若干个所述槽体呈周向均匀间隔设置，每个所述槽体的直径略大于滚柱的直径。
优选地，所述滚柱的直径略小于角芯外表面的角柱面与摩擦圈内表面的距离；所述滚柱的直径略大于角芯外表面的角柱棱与摩擦圈内表面的距离。
优选地，所述滚柱的数量与角芯外表面的角柱面的数量相等。
优选地，所述滚柱为十个，十个所述滚柱呈圆周状等间距分布，且所述滚柱为圆柱形；所述角芯外表面的角柱面和角柱棱的数量均为十个。
优选地，所述甩块为三个，三个所述甩块均通过螺栓与甩块连接板连接，且所述甩块为圆柱形。
本发明具有以下有益效果：本发明所述的一种内摆式甩块离心离合器，采用内摆式甩块离心离合器驱动动力输出，从而实现轮毂转动；与传统结构相比，该内摆式甩块离心离合器，结构简单，换挡变速自如，传动更稳定，传动效率高，且生产成本较低，易于推广和使用。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图；
图2为图1中A-A向的剖视图；
图3为图1中B-B向的剖视图；
图4为图1中C-C向的剖视图；
图5为本发明中甩块连接板的结构示意图；
图6为本发明中保持架的结构示意图；
图7为本发明中摩擦圈的结构示意图；
图8为本发明中角芯的结构示意图；
图9为本发明中滚柱滑动至角芯的角柱面时的状态示意图；
图10为本发明中滚柱滑动至角芯的角柱棱时的状态示意图。
图中：1中心轴、2电机、3轮毂、4超越离合器、5中心齿轮、6电机左内盖、7左端盖、8刹车件、9电机右内盖、10右端盖、11行星架、12行星齿轮、13齿圈、14甩块连接板、15甩块、16弹簧、17弹簧销、18保持架、18-1槽体、19角芯、19-1角柱面、19-2角柱棱、20摩擦圈、21滚柱。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
参照图1-图10，一种内摆式甩块离心离合器，包括中心轴1、套设在中心轴1上的电机2和轮毂3，所述电机2的左侧设有超越离合器4，所述超越离合器4的外部通过中心齿轮5连接行星组件，所述行星组件的内侧通过电机左内盖6与电机2连接，所述行星组件的外侧通过左端盖7连接有刹车件8；所述电机2的右侧通过电机右内盖9连接内摆式甩块机构，所述内摆式甩块机构的外侧连接有右端盖10，所述右端盖10和左端盖7均与轮毂3连接。
其中，所述行星组件包括行星架11、均匀间隔设置在行星架11上的四个行星齿轮12，四个所述行星齿轮12均分别与中心齿轮5和齿圈13啮合，所述齿圈13与电机左内盖6连接，所述行星架11与左端盖7内接。
具体的，所述内摆式甩块机构包括甩块连接板14、安装在甩块连接板14上的若干个甩块15，所述甩块连接板14通过弹簧16与电机右内盖9连接，所述弹簧16的一端与甩块连接板14连接，所述弹簧16的另一端通过弹簧销17与电机右内盖9连接。
其中，所述甩块连接板14通过螺栓与保持架18连接，所述保持架18的内表面设有角芯19，所述保持架18的外表面设有摩擦圈20，所述摩擦圈20与右端盖10内接。
其中，所述保持架18上设有若干个用于安装滚柱21的槽体18-1，若干个所述槽体18-1呈周向均匀间隔设置，每个所述槽体18-1的直径略大于滚柱21的直径。
其中，所述滚柱21的直径略小于角芯19外表面的角柱面19-1与摩擦圈20内表面的距离；所述滚柱21的直径略大于角芯19外表面的角柱棱19-2与摩擦圈20内表面的距离。
其中，所述滚柱21的数量与角芯19外表面的角柱面19-1的数量相等。
其中，所述滚柱21为十个，十个所述滚柱21呈圆周状等间距分布，且所述滚柱21为圆柱形；所述角芯19外表面的角柱面19-1和角柱棱19-2的数量均为十个。
其中，所述甩块15为三个，三个所述甩块15均通过螺栓与甩块连接板14连接，且所述甩块15为圆柱形。
本实施例的工作原理：
通过电机2动力输出分别带动电机左内盖6和电机右内盖9转动：
低速时，内摆式甩块机构不工作，由电机左内盖6带动齿圈13转动，使得齿圈13带动行星齿轮12转动，进而带动行星架11和中心齿轮5转动，由中心齿轮5带动超越离合器4转动，由行星架11带动左端盖8转动，最终驱动轮毂3作低速运动；
高速时，参照图9-10，由于电机右内盖9通过弹簧16与甩块连接板14连接，从而由电机右内盖9带动甩块连接板14转动，由于甩块连接板14上安装有甩块15，甩块15具有一定的重量，由于弹簧16的弹性作用，使得甩块连接板14相对于电机右内盖9作相对旋转运动，并通过甩块连接板14带动保持架18转动，从而带动保持架18上的滚柱21在角芯19和摩擦圈20之间的环形槽内滑动，即滚柱21产生位移；当滚柱21滑动至角芯19外表面的角柱面19-1与摩擦圈20之间的位置时，摩擦圈20不转动；当滚柱21滑动至角芯19外表面的角柱棱19-2与摩擦圈20之间的位置时，带动摩擦圈20转动，从而带动与之连接的右端盖10转动，最终驱动轮毂3作高速运动。
综上所述，该内摆式甩块离心离合器，采用内摆式甩块离心离合器驱动动力输出，从而实现轮毂转动；与传统结构相比，该内摆式甩块离心离合器，结构简单，换挡变速自如，传动更稳定，传动效率高，且生产成本较低，易于推广和使用。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种内摆式甩块离心离合器，包括中心轴(1)、套设在中心轴(1)上的电机(2)和轮毂(3)，其特征在于，所述电机(2)的左侧设有超越离合器(4)，所述超越离合器(4)的外部通过中心齿轮(5)连接行星组件，所述行星组件的内侧通过电机左内盖(6)与电机(2)连接，所述行星组件的外侧通过左端盖(7)连接有刹车件(8)；所述电机(2)的右侧通过电机右内盖(9)连接内摆式甩块机构，所述内摆式甩块机构的外侧连接有右端盖(10)，所述右端盖(10)和左端盖(7)均与轮毂(3)连接。
2.根据权利要求1所述的一种内摆式甩块离心离合器，其特征在于，所述行星组件包括行星架(11)、均匀间隔设置在行星架(11)上的四个行星齿轮(12)，四个所述行星齿轮(12)均分别与中心齿轮(5)和齿圈(13)啮合，所述齿圈(13)与电机左内盖(6)连接，所述行星架(11)与左端盖(7)内接。
3.根据权利要求1所述的一种内摆式甩块离心离合器，其特征在于，所述内摆式甩块机构包括甩块连接板(14)、安装在甩块连接板(14)上的若干个甩块(15)，所述甩块连接板(14)通过弹簧(16)与电机右内盖(9)连接，所述弹簧(16)的一端与甩块连接板(14)连接，所述弹簧(16)的另一端通过弹簧销(17)与电机右内盖(9)连接。
4.根据权利要求3所述的一种内摆式甩块离心离合器，其特征在于，所述甩块连接板(14)通过螺栓与保持架(18)连接，所述保持架(18)的内表面设有角芯(19)，所述保持架(18)的外表面设有摩擦圈(20)，所述摩擦圈(20)与右端盖(10)内接。
5.根据权利要求4所述的一种内摆式甩块离心离合器，其特征在于，所述保持架(18)上设有若干个用于安装滚柱(21)的槽体(18-1)，若干个所述槽体(18-1)呈周向均匀间隔设置，每个所述槽体(18-1)的直径略大于滚柱(21)的直径。
6.根据权利要求5所述的一种内摆式甩块离心离合器，其特征在于，所述滚柱(21)的直径略小于角芯(19)外表面的角柱面(19-1)与摩擦圈(20)内表面的距离；所述滚柱(21)的直径略大于角芯(19)外表面的角柱棱(19-2)与摩擦圈(20)内表面的距离。
7.根据权利要求6所述的一种内摆式甩块离心离合器，其特征在于，所述滚柱(21)的数量与角芯(19)外表面的角柱面(19-1)的数量相等。
8.根据权利要求7所述的一种内摆式甩块离心离合器，其特征在于，所述滚柱(21)为十个，十个所述滚柱(21)呈圆周状等间距分布，且所述滚柱(21)为圆柱形；所述角芯(19)外表面的角柱面(19-1)和角柱棱(19-2)的数量均为十个。
9.根据权利要求3所述的一种内摆式甩块离心离合器，其特征在于，所述甩块(15)为三个，三个所述甩块(15)均通过螺栓与甩块连接板(14)连接，且所述甩块(15)为圆柱形。
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