CN201149073Y - 带有棘爪脱离机构的蜗轮蜗杆传动装置 - Google Patents

Abstract

一种带有棘爪脱离机构的蜗轮蜗杆传动机构，包括壳体、传动轴和链轮，所述的传动轴上设有输出套筒，所述的链轮固定安装在输出套筒的一端，所述的输出套筒上还并排安装有蜗轮蜗杆总成和用于实现电机驱动的第一棘轮棘爪总成，该棘轮棘爪总成包括外棘轮、内棘轮和设有棘爪的棘爪座，其中，内棘轮安装在输出套筒上，外棘轮与链轮相对，且该外棘轮与蜗轮蜗杆总成的蜗轮同心布置且固定连接。将蜗轮蜗杆总成的蜗杆与电机的联轴节相连，便可以实现电机驱动。且本实用新型设有的第一棘轮棘爪机构为特殊结构，通过控制棘爪与棘轮相脱离，使车辆处于空档状态，实现车辆的随意前后移动。

Description

带有棘爪脱离机构的蜗轮蜗杆传动装置

所属技术领域

本实用新型涉及电动助力车的传动部分，特别是涉及一种用于电动助力车的带有棘爪脱离机构的蜗轮蜗杆传动装置。

背景技术

目前市场上的电动车，绝大部分生产厂家都采用了轮毂电机，主要是由于使用轮毂电机可以省去传动机构，结构布置比较简易。现有的轮毂电机式电动自行车，就是把自行车的其中一个车轮的轮毂改换为一个轮毂电机，而脚踏是通过链轮、链条和单向飞轮驱动后轮，因此电机驱动是不经链条的，所以脚踏驱动和电动是互相独立的，因而决定了轮毂电机式电动自行车不适合于发展例如；能改变速比的换档变速，可以脱离传动的离合操纵，使电动机改变为发电机而增加踏板负荷的健身车等附加功能，对功能的扩展不够灵活。另外，当大批量生产时，却由于轮毂电机在制造工艺上的原因，相对传统的低压直流永磁电机而言，其生产效率较低，因而造价相对较高，在一定程度上制约了产量。

除了使用轮毂电机的电动车以外，其他传动形式的只有“轮边电机”式，即(1).电机安装在车轮(前轮或者后轮)轮圈的侧面，电机轴直接驱动车轮的轮圈，(2).电机安装在后轮轴的侧边，轴线与后轮轴垂直，电机轴通过锥型齿轮驱动后轮。然而，轮边电机也同样是电机与脚踏分离的，电动与脚踏驱动互不相关。而且，现有的电动车大多不具备空档功能，滑行时会拖动电机空转，增加滑行阻力，给使用者带来不便。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种带有棘爪脱离机构的蜗轮蜗杆传动装置，作为电动助力车的传动机构，本实用新型设有特殊结构的棘轮棘爪机构，通过控制棘爪与棘轮相脱离，使车辆处于空档状态，实现车辆的随意前后移动，操作更加灵活、方便。

本实用新型的技术方案可以通过以下的技术措施来实现，一种带有棘爪脱离机构的蜗轮蜗杆传动机构，包括壳体、传动轴和链轮，其特征在于所述的传动轴上设有输出套筒，所述的链轮固定安装在输出套筒的一端，所述的输出套筒上还并排安装有蜗轮蜗杆总成和用于实现电机驱动的第一棘轮棘爪总成，该棘轮棘爪总成包括外棘轮、内棘轮和设有棘爪的棘爪座，其中，内棘轮安装在输出套筒上，外棘轮与链轮相对，且该外棘轮与蜗轮蜗杆总成的蜗轮同心布置且固定连接。将本实用新型的蜗轮蜗杆总成的蜗杆与电机的联轴节相连，便可以实现电机驱动。

由于某些结构参数的蜗轮蜗杆具有自锁的特性，即蜗轮蜗杆机构只能够由蜗杆带动蜗轮，而不能由蜗轮带动蜗杆，此时为了实现车辆向后移动，本实用新型还可以进行如下改进，所述的第一棘轮棘爪总成中，外棘轮上共设有对称布置的两组棘爪卡槽，每组棘爪卡槽包括两个相分隔的小卡槽，所述的棘爪的一端卡紧在其中一个小卡槽内，棘爪的另一端卡紧在内棘轮上设有的齿形上；所述的棘爪座通过轴承浮动地安装在输出套筒上，所述的壳体内壁上还设有弹性压轮，该弹性压轮位于棘爪座的上方，且压紧在棘爪座上，此弹性压轮对棘爪座起阻尼作用。所说的棘爪座既不固定在外棘轮上，又不固定在内棘轮上，只是通过轴承搁在输出套筒上，因此称其为“浮动”。

由于所述的第一棘轮棘爪总成的棘爪座是浮动的，该棘爪座相对于外棘轮米说，可以自由转动一个角度，当第一棘轮棘爪总成的外棘轮向后转动一定角度后，卡紧在外棘轮其中一个小卡槽内的棘爪的一端便会被压低，棘爪的另一端就会脱离内棘轮上的齿形，此时，内棘轮相对棘爪座是可以双向自由转动的，则该棘轮棘爪总成不工作，即形成空档状态，而弹性压轮对棘爪座的阻尼作用可以使此脱离状态保持不变；相反，当该棘轮棘爪总成的外棘轮向前转动一定角度，则棘爪又会卡紧在外棘轮的卡槽内和内棘轮的齿形上，进入正常工作。

本实用新型还可以作如下改进，所述的蜗轮蜗杆总成位于输出套筒的中部。为保证机构运行能够传递动力，所述的第一棘轮棘爪总成中的内棘轮上还设有用来与输出套筒相固定的键槽。

本实用新型还可以作进一步如下改进，所述的输出套筒的一端安装链轮，另一端安装有用于实现脚踏驱动的第二棘轮棘爪总成，即所述的传动轴同时作为踏板轴，且该棘轮棘爪总成同时安装在所述的传动轴上。所述的第二棘轮棘爪总成包括外棘轮和棘爪，所述的棘爪安装在传动轴上，即传动轴同时作为该棘轮棘爪总成的棘爪座，所述的外棘轮与输出套筒之间为螺纹连接。

所述的第一棘轮棘爪总成的棘轮和蜗轮蜗杆总成的蜗轮上均设有垂直于其盘面的安装孔，二者之间通过螺栓固定。

所述的壳体分为两半，横向对接而成，所述的输出套筒的其中一端伸出到壳体外，链轮固定安装在该伸出端的端部。

与现有技术相比，本实用新型的优点是：

(1).本实用新型所述的传动机构采用蜗轮蜗杆机构，有效实现了传力方向的改变，节省了设计空间；

(2).本实用新型将普通的棘轮棘爪机构改变为可以操控的棘轮棘爪机构，旨在当需要时，可以使链轮脱离传动系统，使车辆可以随意前后移动，控制灵活，进一步为使用者提供便利；

(3).本实用新型所述的传动机构还利用棘轮棘爪机构单向传动的特性，使应用本实用新型的电动自行车的电机驱动和脚踏驱动可以互不干扰，既可以两种动力同时输入，又可以两种动力单独输入，控制简易、方便；

(4).本实用新型所述的传动机构结构紧凑，占用空间小，与普通电机配合使用，生产成本低。

附图说明

图1是带有棘爪脱离机构的蜗轮蜗杆传动机构的剖视图；

图2是第二棘轮棘爪总成与传动轴相配合的A-A向剖视图；

图3是第二棘轮棘爪总成的棘轮立体图；

图4是图1的空档时的第一棘轮棘爪总成的B-B向剖视图；

图5是图1的工作时的第一棘轮棘爪总成的B-B向剖视图；

图6是第一棘轮棘爪总成的棘轮座立体图。

具体实施方式

本实用新型的具体实施方式如图1～6所示，一种带有棘爪脱离机构的蜗轮蜗杆传动机构，包括壳体10、传动轴11和链轮8，传动轴11上设有输出套筒7，壳体10分为两半，横向对接而成，输出套筒7的其中一端伸出到壳体10外，链轮8固定安装在该伸出端的端部。输出套筒7上还并排安装有蜗轮蜗杆总成和用于实现电机驱动的第一棘轮棘爪总成，蜗轮蜗杆总成位于输出套筒的中部，第一棘轮棘爪总成包括外棘轮3、内棘轮6和设有棘爪4的棘爪座5，其中，内棘轮6安装在输出套筒7上，外棘轮3与链轮8相对，且该外棘轮3与蜗轮蜗杆总成的蜗轮2同心布置，且该外棘轮3和蜗轮2上均设有垂直于其盘面的安装孔14，二者之间通过螺栓固定，第一棘轮棘爪总成中的内棘轮6上还设有用来与输出套筒7相固定的键槽。第一棘轮棘爪总成中，外棘轮3的内轮廓上共设有对称布置的两组棘爪卡槽，每组棘爪卡槽包括两个相分隔的小卡槽15，二小卡槽15之间的分隔带16为楔形，以便于棘爪4脱离或卡紧动作的转换，棘爪4的一端卡紧在其中一个小卡槽15内，棘爪4的另一端卡紧在内棘轮6上设有的齿形上；棘爪座5通过轴承17浮动地安装在输出套筒7上，壳体10内壁上还设有用于增强阻尼的弹性压轮9，该弹性压轮9位于棘爪座5的上方，且压紧在棘爪座5的外圆周面上。与安装链轮8处相对的输出套筒7的另一端安装有用于实现脚踏驱动的第二棘轮棘爪总成，第二棘轮棘爪总成包括外棘轮13和棘爪12，棘爪12安装在传动轴11上，传动轴11同时作为踏板轴，还作为该棘轮棘爪总成的棘爪座，外棘轮13与输出套筒7之间为螺纹连接；

工作过程如下：

电机驱动：

当电机转动，电机轴通过联轴节带动蜗杆1蜗轮2向前旋转，安装在蜗轮2上的外棘轮3通过棘爪4带动内棘轮6，由于内棘轮6是直接安装在输出套筒7上的，使输出套筒7通过链轮8和链条驱动车辆向前行驶。

脱离传动：

由于第一棘轮棘爪总成的外棘轮3的内轮廓形状设计，当外棘轮3向后转动一个小角度时，便会将两个棘爪4压低，使棘爪4脱离对内棘轮6的接触，因而传动系统处于断开状态。在棘爪座5的外圆周上的弹性压轮9可以对浮动的棘爪座5起到阻尼作用，使传动系统的断开状态维持不变。此时，输出套筒7和链轮8处于自由状态，车辆可以被前后拖动而不受蜗轮2蜗杆1的约束，但此时车辆仍然可以由脚踏驱动而行驶。当重新恢复电机驱动后，蜗轮2连同外棘轮3向前转动，依据外棘轮3内轮廓的形状设计，首先释放了两个被压低的棘爪4，恢复了外棘轮3对内棘轮6的单向传动作用。脚踏驱动：

脚踏驱动不受电机驱动或者“脱离传动”的影响，可以在电机驱动的同时，或“脱离传动”的状态下，输入脚踏动力，因为传动轴11是通过自己的棘轮13、棘爪12带动输出套筒7和链轮8运转的，不受上述“脱离”的影响。

在上述的实施例中，为配合本实用新型的设计，还可以在整车上加设数码电路控制系统，可以对该控制系统作如下设计：当需要传动系统断开时，电机具有瞬间短暂反转的功能，以达到使外棘轮3向后转动一个小角度而实现对传动系统的脱离。

本实用新型可以广泛应用于自行车、三轮车、四轮驱动的车、滑行车等各种电动助力车。

Claims (8)

1.一种带有棘爪脱离机构的蜗轮蜗杆传动装置，包括壳体、传动轴和链轮，其特征在于所述的传动轴上设有输出套筒，所述的链轮固定安装在输出套筒的一端，所述的输出套筒上还并排安装有蜗轮蜗杆总成和用于实现电机驱动的第一棘轮棘爪总成，该棘轮棘爪总成包括外棘轮、内棘轮和设有棘爪的棘爪座，其中，内棘轮安装在输出套筒上，外棘轮与链轮相对，且该外棘轮与蜗轮蜗杆总成的蜗轮同心布置且固定连接。

2.根据权利要求1所述的带有棘爪脱离机构的蜗轮蜗杆传动装置，其特征在于所述的第一棘轮棘爪总成中，外棘轮上共设有对称布置的两组棘爪卡槽，每组棘爪卡槽包括两个相分隔的小卡槽，所述的棘爪的一端卡紧在其中一个小卡槽内，棘爪的另一端卡紧在内棘轮上设有的齿形上；所述的棘爪座通过轴承浮动地安装在输出套筒上，所述的壳体内壁上还设有用于增强阻尼的弹性压轮，该弹性压轮位于棘爪座的上方，且压紧在棘爪座上。

3.根据权利要求2所述的带有棘爪脱离机构的蜗轮蜗杆传动装置，其特征在于所述的蜗轮蜗杆总成位于输出套筒的中部。

4.根据权利要求3所述的带有棘爪脱离机构的蜗轮蜗杆传动装置，其特征在于所述的第一棘轮棘爪总成中的内棘轮上还设有用来与输出套筒相固定的键槽。

5.根据权利要求1或4所述的带有棘爪脱离机构的蜗轮蜗杆传动装置，其特征在于所述的输出套筒的一端安装链轮，另一端安装有用于实现脚踏驱动的第二棘轮棘爪总成，所述的传动轴同时作为踏板轴，且该第二棘轮棘爪总成同时安装在所述的传动轴上。

6.根据权利要求5所述的带有棘爪脱离机构的蜗轮蜗杆传动机构，其特征在于所述的第二棘轮棘爪总成包括外棘轮和棘爪，所述的棘爪安装在传动轴上，所述的外棘轮与输出套筒之间为螺纹连接。

7.根据权利要求4所述的带有棘爪脱离机构的蜗轮蜗杆传动装置，其特征在于所述的第一棘轮棘爪总成的棘轮和蜗轮蜗杆总成的蜗轮上均设有垂直于其盘面的安装孔，二者之间通过螺栓固定。

8.根据权利要求7所述的带有棘爪脱离机构的蜗轮蜗杆传动装置，其特征在于所述的壳体分为两半，横向对接而成，所述的输出套筒的其中一端伸出到壳体外，链轮固定安装在该伸出端的端部。

Images