CN203864443U - 电动车的自动变速驱动装置 - Google Patents

Abstract

一种电动车的自动变速驱动装置，包括驱动电机和变速机构，驱动电机的电机轴通过轴承支撑在电机箱盖上，变速机构的初级主动齿轮与驱动电机的电机轴周向固定连接；变速机构的主轴一端通过轴承支撑在初级主动齿轮的内孔中，主轴另一端通过轴承支撑在变速机构箱盖上，主轴上周向固定有主轴传动齿轮，所述主轴传动齿轮上固定有摩擦盘，初级主动齿轮上环轴心均布设置多个离心块，各离心块的固定端通过销轴与初级主动齿轮铰接，各离心块的自由端连接有回位拉簧，离心块位于摩擦盘的内腔中，通过离心运动与摩擦盘形成动力传递关系。它结构简单、制造成本低、操作简便、使用寿命长、乘坐舒适性优、有效提升整车加速性能、爬坡能力、增加续航里程等性能。

Description

电动车的自动变速驱动装置

技术领域

本实用新型涉及车辆变速装置领域，特别涉及一种电动车的自动变速驱动装置。

背景技术

现有电动车的驱动装置通常有以下种类：

一种为驱动电机加两级减速机构，这种驱动装置的驱动电机等功率可调速比低，对于实际使用工况变化范围需要更多的功率储备，这是很不经济的。它本身的缺点有：1、上坡时和重载加速时，电流较大，耗电量较大且上坡时动力不足至无法适用。上坡时和重载加速时，容易引起电流急剧增大，驱动电机效率低下，且容易烧毁控制器和电机，同时大电流放电还直接影响蓄电池的寿命；2、在各种路况下行驶综合效率较低，续航里程较短；3、加速性能差、爬坡能力较弱。

一种为驱动电机加两档手动或电控自动变速机构，这种驱动装置虽然能解决爬坡能力较弱等缺点。它本身的缺点有：1、换挡过程中对齿轮冲击过大，降低齿轮寿命，乘坐舒适性较差；2、采用3级减速，传动结构复杂，传动效率较低；3、采用电控自动变挡，控制复杂，可靠性较低、增加成本。

上述的两种电动车的驱动装置在各种路况下行驶综合效率较低、爬坡能力弱、加速性能差、可靠性较差等的状况，导致电动车的动力性能能力较弱、乘坐舒适性较低。

发明内容

本实用新型的目的是针对现有技术的不足，提供一种电动车的自动变速驱动装置，它结构紧凑简单、安装方便快捷、使用寿命长、乘坐舒适性高、可靠性高、传动效率高。

本实用新型的技术方案是：一种电动车的自动变速驱动装置，包括驱动电机和变速机构，所述驱动电机的电机轴通过轴承支撑在电机箱盖上，所述变速机构包括初级传动齿轮组件、主轴组件、副轴组件、倒挡传动齿轮、倒挡拨叉组件，所述初级传动齿轮组件中的初级主动齿轮与驱动电机的电机轴周向固定连接；所述主轴组件中的主轴的一端通过轴承支撑在初级主动齿轮的内孔中，主轴的另一端通过轴承支撑在变速机构箱盖上，所述主轴上周向固定有主轴传动齿轮，所述主轴传动齿轮上固定有摩擦盘，所述初级主动齿轮上环轴心均布设置多个离心块，各离心块的固定端通过销轴与初级主动齿轮铰接，各离心块的自由端连接有回位拉簧，所述离心块位于摩擦盘的内腔中，通过离心运动与摩擦盘形成动力传递关系；所述副轴组件中的副轴的一端通过轴承支撑在电机箱盖上，副轴的另一端通过轴承支撑在变速机构箱盖上，电机箱盖与变速机构箱盖固定连接，所述副轴上周向固定有副轴传动齿轮，所述副轴传动齿轮与主轴传动齿轮啮合，所述副轴上通过轴承支撑有初级从动齿轮，所述初级从动齿轮与初级主动齿轮啮合，所述初级从动齿轮的一轴向端设有超越离合器，初级从动齿轮通过超越离合器与副轴形成动力传递关系，所述初级从动齿轮另一轴向端设有内齿，一倒挡传动齿轮花键配合在副轴上，倒挡传动齿轮通过轴向移动与初级从动齿轮的内齿啮合或分离，所述倒挡拨叉组件通过拨叉与倒挡传动齿轮连接。

所述主轴组件中的主轴上周向固定一末极主动齿轮，一传动轴上设有一末极从动齿轮与末极主动齿轮啮合，所述传动轴的一端通过轴承支撑在电机箱盖上，传动轴的另一端通过轴承支撑在变速机构箱盖上，所述传动轴上还设有一渐开线圆柱齿轮与一差速器上的输出齿轮啮合，差速器壳的一端通过轴承支撑在电机箱盖上，差速器壳的另一端通过轴承支撑在变速机构箱盖上。

所述离心块为三个。

所述副轴上周向固定有一轴套，所述超越离合器设置在初级从动齿轮与轴套之间。

所述驱动电机包括电机轴、定子铁芯组件、转子铁芯组件、电机定子壳体、电机左端盖和电机右端盖，所述定子铁芯组件与电机定子壳体之间热胀法紧配合，并设置紧钉螺钉防止定子铁芯组件旋转，所述电机左端盖、电机右端盖分别设置在定子铁芯组件两端，并通过螺栓与电机定子壳体固定连接，所述转子铁芯组件安装在电机轴上，位于定子铁芯组件中，所述电机轴的两端分别通过轴承支撑在电机左端盖和电机右端盖上。

采用上述技术方案：由于本电动车的自动变速驱动装置的变速机构包括初级传动齿轮组件、主轴组件、副轴组件、倒挡传动齿轮、倒挡拨叉组件，所述初级传动齿轮组件中的初级主动齿轮与驱动电机的电机轴周向固定连接；所述主轴组件中的主轴的一端通过轴承支撑在初级主动齿轮的内孔中，主轴的另一端通过轴承支撑在变速机构箱盖上，所述主轴上周向固定有主轴传动齿轮，所述主轴传动齿轮上固定有摩擦盘，所述初级主动齿轮上环轴心均布设置多个离心块，各离心块的固定端通过销轴与初级主动齿轮铰接，各离心块的自由端连接有回位拉簧，所述离心块位于摩擦盘的内腔中，通过离心运动与摩擦盘形成动力传递关系。当车辆低速行驶时，电机轴带动初级主动齿轮低速旋转，离心块的离心力不足以克服拉簧阻力作用，离心块在拉簧作用下不与主轴上的摩擦盘结合，初级主动齿轮不直接将动力传递给主轴传动齿轮，而是将动力经副轴组件减速后再传递给主轴传动齿轮，实现车辆低速行驶。当车辆速度增加时，电机轴带动初级主动齿轮高速旋转，离心块的离心力克服拉簧阻力作用，以铰接点为中心向外甩开，与主轴上的摩擦盘结合，初级主动齿轮直接将动力传递给主轴传动齿轮，实现车辆高速行驶。本实用新型根据电机轴的转速高低自动实现车辆的变速。且所述初级主动齿轮上环轴心均布设置多个离心块，在高速离心力的作用下，离心块的外壁与摩擦盘相结合。通过多块离心块与摩擦盘接触配合可靠性高。使用柔性摩擦传动与刚性齿轮传动相比，具有振动小、噪声低的优点，且乘坐舒适性高。

所述副轴的一端通过轴承支撑在电机箱盖上，副轴的另一端通过轴承支撑在变速机构箱盖上，电机箱盖与变速机构箱盖固定连接，所述副轴上周向固定有副轴传动齿轮，所述副轴传动齿轮与主轴传动齿轮啮合，所述副轴上通过轴承支撑有初级从动齿轮，所述初级从动齿轮与初级主动齿轮啮合，所述初级从动齿轮的一轴向端设有超越离合器，初级从动齿轮通过超越离合器与副轴形成动力传递关系，所述初级从动齿轮另一轴向端设有内齿，一倒挡传动齿轮花键配合在副轴上，倒挡传动齿轮通过轴向移动与初级从动齿轮的内齿啮合或分离，所述倒挡拨叉组件通过拨叉与倒挡传动齿轮连接。当车辆低速行驶时，初级从动齿轮通过超越离合器将动力传递给副轴，再经副轴上的副轴传动齿轮将动力传递给主轴传动齿轮。采用超越离合器，当车辆倒车时，超越离合器不将初级从动齿轮的动力传递给副轴，而是通过扳动倒挡拨叉组件使倒挡拨叉组件倒挡传动齿轮与初级从动齿轮的内齿啮合，通过倒挡传动齿轮将初级从动齿轮的动力传递给副轴。扳动倒挡拨叉组件使倒挡拨叉组件倒挡传动齿轮与初级从动齿轮的内齿啮合时，实现倒挡锁定。扳动倒挡拨叉组件使倒挡传动齿轮与初级从动齿轮的内齿分离时，实现倒挡解除。该超越离合器采用柔性接合，其传动原理主要是依靠接合元件间接触后的相互压紧，利用压紧后产生的摩擦力传递扭矩，解决了换挡过程中对齿轮冲击过大，降低齿轮寿命，乘坐舒适性较差等问题。超越离合器采用柔性接合后，能使从动部分的转速较缓慢地上升，减少机械冲击，使电动车的工作状态比较平稳，乘坐舒适性高，且传递扭矩大，工作时无噪声。

总之，本实用新型在各种路况下行驶综合效率高、爬坡能力强、加速性能好、可靠性高、电动车的动力性能能力强、乘坐舒适性高。且本实用新型高、低速传动共用主轴传动齿轮、主轴等，传动结构十分简单，传动效率高，制造成本省，装配省力，使用可靠性高。

附图说明

图1为本实用新型的组装结构示意图；

图2为本实用新型的驱动电机的结构示意图；

图3为本实用新型的变速机构的结构示意图；

图4为本实用新型的初级传动齿轮组件的结构示意图；

图5为图4的A向示意图；

图6为本实用新型的主轴组件的结构示意图；

图7为本实用新型的副轴组件的结构示意图；

图8为本实用新型的超越离合器的结构示意图；

图9为本实用新型的传动轴组件的结构示意图；

图10为本实用新型的差速器的结构示意图；

图11为车辆倒车时变速机构的示意图；

图12为变速机构的部分外观示意图。

附图中，1为驱动电机，11为电机轴，12为定子铁芯组件，13为转子铁芯组件，14为电机定子壳体，15为电机左端盖，16为电机右端盖，2为变速机构， 21为变速机构箱盖，22为初级传动齿轮组件，221为初级主动齿轮，222为离心块，223为回位拉簧，23为主轴组件，231为主轴，232为主轴传动齿轮，233为摩擦盘，234为末极主动齿轮，24为副轴组件，241为副轴，242为副轴传动齿轮，243为初级从动齿轮，2431为内齿，244为超越离合器，2441为超越离合器本体，2442为超越离合器壳体，2443为超越离合器滚柱，2444为超越离合器压簧冒，2445为压簧，2446为超越离合器压簧座，245为轴套，25为倒挡传动齿轮，26为倒挡拨叉组件，261为拨叉， 27为传动轴组件，271为传动轴，272为末极从动齿轮，273为渐开线圆柱齿轮，28为差速器，281为差速器壳，282为输出齿轮，3为油封。

具体实施方式

参见图1至图12，一种电动车的自动变速驱动装置，包括驱动电机1和变速机构2，所述驱动电机1的电机轴11通过轴承支撑在电机箱盖上。所述驱动电机1包括电机轴11、定子铁芯组件12、转子铁芯组件13、电机定子壳体14、电机左端盖15和电机右端盖16，所述定子铁芯组件12与电机定子壳体14之间热胀法紧配合，并设置紧钉螺钉防止定子铁芯组件旋转，所述电机左端盖15、电机右端盖16分别设置在定子铁芯组件12两端，并通过螺栓与电机定子壳体14固定连接，所述转子铁芯组件13安装在电机轴11上，位于定子铁芯组件12中，所述电机轴11的两端分别通过轴承支撑在电机左端盖15和电机右端盖16上。

所述变速机构2包括变速机构箱盖21、初级传动齿轮组件22、主轴组件23、副轴组件24、倒挡传动齿轮25、倒挡拨叉组件26、传动轴组件27、差速器28。所述初级传动齿轮组件22中的初级主动齿轮与驱动电机的电机轴通过螺栓周向固定连接；电机轴与初级传动齿轮之间设有密封纸垫。所述驱动电机1与变速机构2之间设有油封3，防止变速机构内的润滑油进入驱动电机内。所述主轴组件中的主轴231的一端通过轴承支撑在初级主动齿轮的内孔中，主轴231的另一端通过轴承支撑在变速机构箱盖上。所述主轴231上周向固定有主轴传动齿轮232。主轴传动齿轮232、末级主动齿轮利用矩形花键安装在主轴231上，且轴向限位。所述主轴传动齿轮232上固定有摩擦盘233。摩擦盘233利用螺栓安装在主轴传动齿轮232上。所述初级主动齿轮上环轴心均布设置多个离心块。离心块的外壁设有摩擦片。本实施例所述离心块为三个。各离心块的固定端通过销轴与初级主动齿轮铰接，各离心块的自由端连接有回位拉簧，该回位拉簧的另一端固定在相邻离心块的固定端。当然，该回位拉簧的另一端还可固定在初级主动齿轮上。所述离心块位于摩擦盘233的内腔中，通过离心运动与摩擦盘233形成动力传递关系，实现档位自动切换。所述副轴组件中的副轴241的一端通过轴承支撑在电机右端盖16上，副轴241的另一端通过轴承支撑在变速机构箱盖21上，电机右端盖16与变速机构箱盖21固定连接。电机右端盖16与变速机构箱盖21之间设有密封纸垫，通过螺钉固定。所述副轴241上周向固定有副轴传动齿轮242。副轴传动齿轮242利用矩形花键安装在副轴241上，并用轴用弹性挡圈限位。所述副轴传动齿轮242与主轴传动齿轮232啮合，所述副轴241上通过轴承支撑有初级从动齿轮243，所述初级从动齿轮243与初级主动齿轮啮合，所述初级从动齿轮243的一轴向端设有超越离合器244，初级从动齿轮243通过超越离合器244与副轴241形成动力传递关系。所述副轴241上周向固定有一轴套245，所述超越离合器244设置在初级从动齿轮243与轴套245之间，当然，该轴套245也可以安装在超越离合器244中，利用矩形花键与副轴241固定。超越离合器244利用螺钉固定在初级从动齿轮243上。倒挡传动齿轮25利用矩形花键与副轴241固定，轴套245安装在超越离合器244中，利用矩形花键与副轴241固定。所述初级从动齿轮243另一轴向端设有内齿2431，一倒挡传动齿轮25花键配合在副轴241上，倒挡传动齿轮25通过轴向移动与初级从动齿轮243的内齿2431啮合或分离，所述倒挡拨叉组件26通过拨叉261与倒挡传动齿轮25连接。扳动倒挡拨叉组件26使倒挡拨叉组件26倒挡传动齿轮25与初级从动齿轮243的内齿2431啮合时，实现倒挡锁定。扳动倒挡拨叉组件26使倒挡传动齿轮25与初级从动齿轮243的内齿2431分离时，实现倒挡解除。

超越离合器244包含有超越离合器本体2441、超越离合器壳体2442、超越离合器滚柱2443、超越离合器压簧冒2444、压簧2445、超越离合器压簧座2446组成。压簧2445装在超越离合器压簧冒2444和超越离合器压簧座2446之间，装配在超越离合器本体2441中，超越离合器滚柱2443装配在超越离合器本体2441中，在压簧2445作用下超越离合器压簧冒2444抵住超越离合器滚柱2443。

所述主轴231上周向固定一末极主动齿轮234，传动轴271组件中的传动轴271上设有一末极从动齿轮272与末极主动齿轮234啮合。末极从动齿轮272利用矩形花键与传动轴271固定，并轴向限位在传动轴271上，所述传动轴271的一端通过轴承支撑在电机右端盖16上，传动轴271的另一端通过轴承支撑在变速机构箱盖21上，所述传动轴271上还设有一渐开线圆柱齿轮273与一差速器28上的输出齿轮282啮合，差速器壳281的一端通过轴承支撑在电机右端盖16上，差速器壳281的另一端通过轴承支撑在变速机构箱盖21上。所述输出齿轮282也为渐开线圆柱齿轮。所述差速器28由差速器壳281、太阳轮、螺钉、行星齿轮轴、行星齿轮、螺栓、输出齿轮282组成。输出齿轮282利用螺栓固定在差速器壳281上。

动力传递路径：

车辆前进：车辆低速行驶时，电机轴逆时针方向低速旋转，初级主动齿轮逆时针方向低速旋转，离心块的离心力不足以克服拉簧阻力作用，离心块在拉簧作用下没有与主轴组件上的摩擦盘233结合，初级从动齿轮243与初级主动齿轮相互啮合，初级从动齿轮243顺时针方向旋转，在超越离合器244作用下，轴套245顺时针方向旋转，副轴241与轴套245在矩形花键作用下顺时针方向旋转，副轴传动齿轮242在矩形花键作用下顺时针方向旋转，副轴传动齿轮242与主轴传动齿轮232相互啮合，主轴传动齿轮232逆时针方向旋转，主轴组件在矩形花键作用下逆时针方向旋转，同样，末级主动齿轮在矩形花键作用下逆时针方向旋转，末级主动齿轮与末级从动齿轮相互啮合，带动末级从动齿轮顺时针方向旋转，传动轴271在矩形花键作用下顺时针方向旋转，传动轴271上渐开线圆柱齿轮273与输出齿轮282相互啮合，输出齿轮282传动差速器28逆时针方向旋转。使车辆低速前行。

随着电机转速的升高，初级主动齿轮逆时针方向高速旋转，离心块克服拉簧阻力作用，以铰接点为中心向外甩开，与主轴组件上的摩擦盘233结合，传动主轴传动齿轮232逆时针方向旋转，主轴231在矩形花键作用下逆时针方向旋转，末级主动齿轮在主轴231中矩形花键作用下逆时针方向旋转，副轴传动齿轮242与主轴传动齿轮232相互啮合，副轴241在副轴传动齿轮242的矩形花键作用下顺时针方向旋转，轴套245在副轴241的矩形花键作用下顺时针方向旋转，初级从动齿轮243与初级主动齿轮相互啮合，初级从动齿轮243也顺时针方向旋转，传动超越离合器244组件顺时针方向旋转，轴套245转速高于传动超越离合器244组件旋转转速，不传递力矩。末级主动齿轮与末级从动齿轮相互啮合，带动末级从动齿轮顺时针方向旋转，传动轴271在矩形花键作用下顺时针方向旋转，传动轴271上渐开线圆柱齿轮与输出齿轮282相互啮合，输出齿轮282传动差速器28组件逆时针方向旋转。使车辆高速前行。

车辆倒车：扳动倒挡拨叉组件26，使倒挡传动齿轮25与初级从动齿轮243的矩形花键相互啮合（如图11所示）。电机轴是顺时针方向低速旋转，初级主动齿轮顺时针方向低速旋转，离心块在拉簧作用下没有与主轴组件上的摩擦盘233结合，初级从动齿轮243与初级主动齿轮相互啮合，初级从动齿轮243逆时针方向旋转，倒挡传动齿轮25在初级从动齿轮243的矩形花键作用下逆时针方向旋转，副轴241在倒挡传动齿轮25的矩形花键作用下逆时针方向旋转，此时，超越离合器244与轴套245相同转速逆时针方向旋转，不传递力矩。副轴传动齿轮242在副轴241的矩形花键作用下逆时针方向旋转，副轴传动齿轮242与主轴传动齿轮232相互啮合，主轴传动齿轮232顺时针方向旋转，主轴231在矩形花键作用下顺时针方向旋转，同样，末级主动齿轮在矩形花键作用下顺时针方向旋转，末级主动齿轮与末级从动齿轮相互啮合，带动末级从动齿轮逆时针方向旋转，传动轴271在矩形花键作用下逆时针方向旋转，传动轴271上渐开线花键齿轮与差速器28上的输出齿轮282相互啮合，输出齿轮282传动差速器壳281顺时针方向旋转。使车辆低速倒车。

本实用新型结构简单、制造成本低、操作简便、使用寿命长、乘坐舒适性优、可靠性高、有效提升整车加速性能、爬坡能力、增加续航里程等性能。

Claims (5)

1.一种电动车的自动变速驱动装置，包括驱动电机和变速机构，所述驱动电机的电机轴通过轴承支撑在电机箱盖上，其特征在于：所述变速机构包括初级传动齿轮组件、主轴组件、副轴组件、倒挡传动齿轮、倒挡拨叉组件，所述初级传动齿轮组件中的初级主动齿轮与驱动电机的电机轴周向固定连接；所述主轴组件中的主轴的一端通过轴承支撑在初级主动齿轮的内孔中，主轴的另一端通过轴承支撑在变速机构箱盖上，所述主轴上周向固定有主轴传动齿轮，所述主轴传动齿轮上固定有摩擦盘，所述初级主动齿轮上环轴心均布设置多个离心块，各离心块的固定端通过销轴与初级主动齿轮铰接，各离心块的自由端连接有回位拉簧，所述离心块位于摩擦盘的内腔中，通过离心运动与摩擦盘形成动力传递关系；所述副轴组件中副轴的一端通过轴承支撑在电机箱盖上，副轴的另一端通过轴承支撑在变速机构箱盖上，电机箱盖与变速机构箱盖固定连接，所述副轴上周向固定有副轴传动齿轮，所述副轴传动齿轮与主轴传动齿轮啮合，所述副轴上通过轴承支撑有初级从动齿轮，所述初级从动齿轮与初级主动齿轮啮合，所述初级从动齿轮的一轴向端设有超越离合器，初级从动齿轮通过超越离合器与副轴形成动力传递关系，所述初级从动齿轮另一轴向端设有内齿，一倒挡传动齿轮花键配合在副轴上，倒挡传动齿轮通过轴向移动与初级从动齿轮的内齿啮合或分离，所述倒挡拨叉组件通过拨叉与倒挡传动齿轮连接。

2.根据权利要求1所述的电动车的自动变速驱动装置，其特征在于：所述主轴上周向固定一末极主动齿轮，一传动轴上设有一末极从动齿轮与末极主动齿轮啮合，所述传动轴的一端通过轴承支撑在电机箱盖上，传动轴的另一端通过轴承支撑在变速机构箱盖上，所述传动轴上还设有一渐开线圆柱齿轮与一差速器上的输出齿轮啮合，差速器壳的一端通过轴承支撑在电机箱盖上，差速器壳的另一端通过轴承支撑在变速机构箱盖上。

3.根据权利要求1所述的电动车的自动变速驱动装置，其特征在于：所述离心块为三个。

4.根据权利要求1所述的电动车的自动变速驱动装置，其特征在于：所述副轴上周向固定有一轴套，所述超越离合器设置在初级从动齿轮与轴套之间。

5.根据权利要求1所述的电动车的自动变速驱动装置，其特征在于：所述驱动电机包括电机轴、定子铁芯组件、转子铁芯组件、电机定子壳体、电机左端盖和电机右端盖，所述定子铁芯组件与电机定子壳体之间热胀法紧配合，并设置紧钉螺钉防止定子铁芯组件旋转，所述电机左端盖、电机右端盖分别设置在定子铁芯组件两端，并通过螺栓与电机定子壳体固定连接，所述转子铁芯组件安装在电机轴上，位于定子铁芯组件中，所述电机轴的两端分别通过轴承支撑在电机左端盖和电机右端盖上。