CN208831634U - 一种电动摩托车专用二挡变速机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电动摩托车专用二挡变速机构及设计原理，包括高速挡单向齿轮、低速挡主动齿轮、传动轴、低速挡传动齿轮、低速挡单向齿轮、从动轮和传动链条；高速挡单向齿轮和低速挡主动齿轮依次设在电机的电机轴上，从动轮设在输出轴上，传动轴通过安装板设在电机轴的上方或下方，低速挡传动齿轮和低速挡单向齿轮依次设在传动轴上，低速挡主动齿轮与低速挡单向齿轮减速啮合，高速挡单向齿轮、低速挡传动齿轮和从动轮之间绕有传动链条。本实用新型利用输入电机正向转动和反向转动等效原理，通过两个单向齿轮以及多个传动齿轮的自由联动，实现高低挡变速，不仅性能稳定，变速平稳，而且可以有效节省用电，延长电动摩托车的行驶里程。

Description

一种电动摩托车专用二挡变速机构

技术领域

本实用新型属于变速机构技术领域，具体涉及一种电动摩托车专用二挡变速机构。

背景技术

随着新能源技术的发展以及环境保护的需求，电动摩托车已经成为人们生活中一种普遍的代步工具。市面上现有的电动摩托车大多都还是采用传统的电机直驱模式，而且为了区别于传统电动自行车轮毂的设计，电动摩托车一般沿袭中置电机模式。这主要是考虑到电动摩托车在行驶过程中，由于其速度要比电动自行车快很多，因此对通过性和颠簸性同样需要有更高的要求。但是为了平衡中低速的能耗问题，电动摩托车目前仍需要采用变速机构进行高速和低速挡之间的切换。而现有的电动摩托车变速机构则存在结构复杂，可靠性较低，成本较高等缺点，因此迄今为止还没有一款专门适合电动摩托车的变速箱。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种电动摩托车专用二挡变速机构，以解决现有离合变速箱可靠性较低，生产成本较高的问题。

为达到上述技术目的及效果，本实用新型通过以下技术方案实现：

本实用新型提供了一种电动摩托车专用二挡变速机构，包括高速挡单向齿轮、低速挡主动齿轮、传动轴、低速挡传动齿轮、低速挡单向齿轮、从动轮和传动链条；所述高速挡单向齿轮和所述低速挡单向齿轮的有效旋转方向相同；

所述高速挡单向齿轮和所述低速挡主动齿轮依次设置在电机的电机轴上，所述从动轮设置在输出轴上，所述传动轴通过安装板设置在所述电机轴的上方或下方，所述低速挡传动齿轮和所述低速挡单向齿轮依次设置在所述传动轴上，所述低速挡主动齿轮与所述低速挡单向齿轮处于一个平面且两者减速啮合，所述高速挡单向齿轮与所述低速挡传动齿轮处于一个平面但不啮合，所述高速挡单向齿轮、所述低速挡传动齿轮和所述从动轮之间绕置有所述传动链条。

进一步的，所述高速挡单向齿轮和所述低速挡传动齿轮为同齿同模齿轮，在转动时保持同步，可以有效防止所述高速挡单向齿轮和所述低速挡单向齿轮互为卡死。所述低速挡主动齿轮的直径小于所述高速挡单向齿轮的直径，所述低速挡单向齿轮的直径大于所述低速挡传动齿轮的直径，且所述低速挡主动齿轮与所述低速挡单向齿轮的半径之和大于所述高速挡单向齿轮与所述低速挡传动齿轮的半径之和。

进一步的，位于所述高速挡单向齿轮与所述低速挡传动齿轮之间的所述传动链条的外侧设置有一个用于调节所述传动链条张紧的压紧轮。

本实用新型还提供了一种电动摩托车专用二挡变速机构，包括高速挡单向齿轮、低速挡主动齿轮、传动轴、低速挡传动齿轮、低速挡单向齿轮、自由联动轴、自由联动齿轮、从动轮和传动链条；所述高速挡单向齿轮和所述低速挡单向齿轮的有效旋转方向相同。

所述高速挡单向齿轮和所述低速挡主动齿轮依次设置在电机的电机轴上，所述从动轮设置在输出轴上，所述传动轴通过安装板设置在所述电机轴靠近所述输出轴的一侧，所述低速挡传动齿轮和所述低速挡单向齿轮依次设置在所述传动轴上，所述自由联动轴通过安装板设置在所述电机轴和所述传动轴连线中点的上方或下方，所述自由联动齿轮设置在所述自由联动轴上，所述低速挡主动齿轮与所述低速挡单向齿轮处于一个平面且相互啮合，所述高速挡单向齿轮、所述低速挡传动齿轮和所述自由联动齿轮处于一个平面，且所述自由联动齿轮分别与所述高速挡单向齿轮、所述低速挡传动齿轮啮合，但所述高速挡单向齿轮与所述低速挡传动齿轮不啮合，所述高速挡单向齿轮与所述从动轮之间绕置有所述传动链条。

进一步的，所述高速挡单向齿轮、所述低速挡传动齿轮和所述自由联动齿轮为同齿同模齿轮，在转动时保持同步，可以有效防止所述高速挡单向齿轮和所述低速挡单向齿轮互为卡死。所述低速挡主动齿轮的直径小于所述高速挡单向齿轮的直径，所述低速挡单向齿轮的直径大于所述低速挡传动齿轮的直径，且所述低速挡主动齿轮与所述低速挡单向齿轮的半径之和大于所述高速挡单向齿轮与所述低速挡传动齿轮的半径之和。

进一步的，所述高速挡单向齿轮和所述低速挡单向齿轮的结构相同，均包括单向轴承内盘、保持架轴承内盘、齿轮外圈、滚珠和滚柱；所述单向轴承内盘和所述保持架轴承内盘沿轴向并排设置，所述齿轮外圈套设于所述单向轴承内盘和所述保持架轴承内盘之外，所述保持架轴承内盘的外壁上均布有若干个沿圆周方向排列的滚珠槽，每个所述滚珠槽内均设置有一个所述滚珠，所述滚珠的球径略大于所述滚珠槽的深度，所述滚珠露出所述滚珠槽的部分与所述齿轮外圈的圆周内壁接触；所述单向轴承内盘的外壁与所述齿轮外圈的内壁存在间隙，所述单向轴承内盘的外壁上均布有若干个沿圆周方向同向排列的楔形槽，每个所述楔形槽与所述齿轮外圈的圆周内壁之间均形成一个楔形腔，每个所述楔形腔内均设置有一个所述滚柱。

进一步的，所述楔形槽由位于其大头端的弧形凹面和位于其小头端的直线斜面组成。

进一步的，当所述滚柱位于所述楔形腔的大头端时，所述滚柱与所述齿轮外圈的内壁为间隙配合，当所述滚柱位于所述楔形腔的小头端时，所述滚柱与所述齿轮外圈的内壁为过盈配合。

本实用新型包含了两种变速机构方案，同时利用了输入电机正向转动和反向转动等效原理，实现高低挡变速。假设高速挡单向齿轮和低速挡单向齿轮的有效旋转方向均为逆时针，并且假设输出轴逆时针旋转为车辆前进，输出轴顺时针旋转为车辆后退。下面分别介绍一下这两种技术方案的工作原理：

1、方案一

当电机驱动电机轴顺时针旋转时，一方面，电机轴通过低速挡主动齿轮带动低速挡单向齿轮锁紧并向逆时针进行有效旋转，低速挡单向齿轮通过传动轴带动低速挡传动齿轮一同朝逆时针旋转，另一方面，电机轴在高速挡单向齿轮内处于顺时针空转状态，此时的高速挡单向齿轮则作为一个过渡轮，辅助传动链条的运行，低速挡传动齿轮通过传动链条经高速挡单向齿轮带动从动轮进行逆时针旋转，并输出动力，作为本机构的低速一挡。

当电机驱动电机轴逆时针旋转时，一方面，电机轴带动高速挡单向齿轮锁紧并向逆时针进行有效旋转，另一方面，电机轴通过低速挡主动齿轮带动低速挡单向齿轮在传动轴上进行顺时针空转，不对传动轴产生扭力，此时的低速挡传动齿轮相当于一个过渡轮，辅助传动链条的运行，高速挡单向齿轮通过传动链条进低速挡传动齿轮带动从动齿轮进行逆时针旋转，并输出动力，作为本机构的高速二挡。

2、方案二

当电机驱动电机轴顺时针旋转时，电机轴在高速挡单向齿轮中处于顺时针空转状态，而位于电机轴上的低速挡主动齿轮朝顺时针旋转，带动位于传动轴上的低速挡单向齿轮锁紧并向逆时针进行有效旋转，低速挡单向齿轮通过传动轴带动低速挡传动齿轮一同朝逆时针旋转，低速挡传动齿轮经过自由联动齿轮的带动促使高速挡单向齿轮朝逆时针旋转；此时的高速挡单向齿轮则作为一个被动轮，通过传动链条间接带动从动轮进行逆时针旋转，并输出动力，作为本机构的低速一挡；

当电机驱动电机轴逆时针旋转时，位于电机轴上的高速挡单向齿轮被锁紧，朝逆时针方向进行有效旋转；与此同时，低速挡主动齿轮通过电机轴与高速挡单向齿轮一同逆时针旋转，低速挡主动齿轮带动低速挡单向齿轮在传动轴上进行顺时针空转，不对传动轴产生扭力输出；此时高速挡单向齿轮直接通过传动链条带动从动轮进行逆时针旋转，并输出动力，作为本机构的高速二挡。

3、方案三

当电动摩托车处于下坡、制动或者推行状态时，电池组不对电机输入电流，此时车轮通过输出轴带动从动齿轮朝逆时针旋转，而从动齿轮则通过传动链条带动高速挡单向齿轮朝逆时针锁紧并进行有效旋转，高速挡单向齿轮带动电机轴进行逆时针旋转，促使电机发电，反向为电池组进行充电。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果如下：

本实用新型利用输入电机正向转动和反向转动等效原理，通过两个单向齿轮以及多个传动齿轮的自由联动，实现高低挡变速，不仅性能稳定，变速平稳，而且可以有效节省用电，延长电动摩托车的行驶里程。进一步的，本实用新型还可以通过高速挡单向齿轮一定的卡接关系实现能量回馈，更关键的是，摩托车不需要主动倒车，推行倒车可以通过高速挡单向齿轮的空转来实现，不使其他齿轮发生联动。

本实用新型的变速机构与传动的离合变速箱以及正反转变速箱的最大区别在于，所有部件的关系都是固定连接，架构稳定，可靠性极高，而且可以采用各种标准件进行直接组合，组装成本低廉，非常符合电动二轮车、电动三轮车甚至低速四轮车等通过链条或皮带传动的各项应用。

上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本实用新型的较佳实施例并配合附图详细说明如后。本实用新型的具体实施方式由以下实施例及其附图详细给出。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本申请的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型第一种实施例的正面示意图；

图2为本实用新型第一种实施例增加压紧轮后的正面示意图；

图3为本实用新型第一种实施例的齿轮结构侧面示意图；

图4为本实用新型第二种实施例的正面示意图；

图5为本实用新型单向齿轮的支撑轴承面示意图；

图6为本实用新型单向齿轮的单向轴承面示意图；

图7为本实用新型单向齿轮的周向截面示意图。

具体实施方式

下面将参考附图并结合实施例，来详细说明本实用新型。

实施例1

参见图1和3所示，一种电动摩托车专用二挡变速机构，包括高速挡单向齿轮1、低速挡主动齿轮4、传动轴10、低速挡传动齿轮2、低速挡单向齿轮5、从动轮6和传动链条7；所述高速挡单向齿轮1和所述低速挡单向齿轮5的有效旋转方向相同，所述高速挡单向齿轮1和所述低速挡传动齿轮2为同齿同模齿轮，在转动时保持同步，可以有效防止所述高速挡单向齿轮1和所述低速挡单向齿轮5互为卡死，所述低速挡主动齿轮4的直径小于所述高速挡单向齿轮1的直径，所述低速挡单向齿轮5的直径大于所述低速挡传动齿轮2的直径。

所述高速挡单向齿轮1和所述低速挡主动齿轮4依次设置在电机8的电机轴9上，所述从动轮6设置在输出轴11上，所述传动轴10通过安装板设置在所述电机轴9的上方或下方，所述低速挡传动齿轮2和所述低速挡单向齿轮5依次设置在所述传动轴10上，所述低速挡主动齿轮4与所述低速挡单向齿轮5处于一个平面且两者减速啮合，所述高速挡单向齿轮1与所述低速挡传动齿轮2处于一个平面但不啮合，所述低速挡主动齿轮4与所述低速挡单向齿轮5的半径之和大于所述高速挡单向齿轮1与所述低速挡传动齿轮2的半径之和，所述高速挡单向齿轮1、所述低速挡传动齿轮2和所述从动轮6之间绕置有所述传动链条7。

进一步的，参见图2所示，位于所述高速挡单向齿轮1与所述低速挡传动齿轮2之间的所述传动链条7的外侧设置有一个用于调节所述传动链条7张紧的压紧轮12。

进一步的，参见图5-7所示，所述高速挡单向齿轮1和所述低速挡单向齿轮5的结构相同，均包括单向轴承内盘14、保持架轴承内盘15、齿轮外圈16、滚珠17和滚柱18。所述单向轴承内盘14和所述保持架轴承内盘15沿轴向并排设置，所述齿轮外圈16套设于所述单向轴承内盘14和所述保持架轴承内盘15之外。所述保持架轴承内盘15的外壁上均布有若干个沿圆周方向排列的滚珠槽19，每个所述滚珠槽19内均设置有一个所述滚珠17，所述滚珠17的球径略大于所述滚珠槽19的深度，所述滚珠17露出所述滚珠槽19的部分与所述齿轮外圈16的圆周内壁接触。

所述单向轴承内盘14的外壁与所述齿轮外圈16的内壁存在间隙，所述单向轴承内盘14的外壁上均布有若干个沿圆周方向同向排列的楔形槽20，所述楔形槽20由位于其大头端的弧形凹面和位于其小头端的直线斜面组成，每个所述楔形槽20与所述齿轮外圈16的圆周内壁之间均形成一个楔形腔，每个所述楔形腔内均设置有一个所述滚柱18。当所述滚柱18位于所述楔形腔的大头端时，所述滚柱18与所述齿轮外圈16的内壁为间隙配合，当所述滚柱18位于所述楔形腔的小头端时，所述滚柱18与所述齿轮外圈16的内壁为过盈配合。

实施例2

参见图4所示，一种电动摩托车专用二挡变速机构，包括高速挡单向齿轮1、低速挡主动齿轮4、传动轴10、低速挡传动齿轮2、低速挡单向齿轮5、自由联动轴13、自由联动齿轮3、从动轮6和传动链条7；所述高速挡单向齿轮1和所述低速挡单向齿轮5的有效旋转方向相同，所述高速挡单向齿轮1、所述低速挡传动齿轮2和所述自由联动齿轮3为同齿同模齿轮，在转动时保持同步，可以有效防止所述高速挡单向齿轮1和所述低速挡单向齿轮5互为卡死，所述低速挡主动齿轮4的直径小于所述高速挡单向齿轮1的直径，所述低速挡单向齿轮5的直径大于所述低速挡传动齿轮2的直径。

所述高速挡单向齿轮1和所述低速挡主动齿轮4依次设置在电机8的电机轴9上，所述从动轮6设置在输出轴11上，所述传动轴10通过安装板设置在所述电机轴9靠近所述输出轴11的一侧，所述低速挡传动齿轮2和所述低速挡单向齿轮5依次设置在所述传动轴10上，所述自由联动轴13通过安装板设置在所述电机轴9和所述传动轴10连线中点的上方或下方，所述自由联动齿轮3设置在所述自由联动轴13上，所述低速挡主动齿轮4与所述低速挡单向齿轮5处于一个平面且两者减速啮合，所述高速挡单向齿轮1、所述低速挡传动齿轮2和所述自由联动齿轮3处于一个平面，且所述自由联动齿轮3分别与所述高速挡单向齿轮1、所述低速挡传动齿轮2啮合，但所述高速挡单向齿轮1与所述低速挡传动齿轮2不啮合，所述低速挡主动齿轮4与所述低速挡单向齿轮5的半径之和大于所述高速挡单向齿轮1与所述低速挡传动齿轮2的半径之和，所述高速挡单向齿轮1与所述从动轮6之间绕置有所述传动链条7。

进一步的，参见图5-7所示，所述高速挡单向齿轮1和所述低速挡单向齿轮5的结构相同，均包括单向轴承内盘14、保持架轴承内盘15、齿轮外圈16、滚珠17和滚柱18。所述单向轴承内盘14和所述保持架轴承内盘15沿轴向并排设置，所述齿轮外圈16套设于所述单向轴承内盘14和所述保持架轴承内盘15之外，所述保持架轴承内盘15的外壁上均布有若干个沿圆周方向排列的滚珠槽19，每个所述滚珠槽19内均设置有一个所述滚珠17，所述滚珠17的球径略大于所述滚珠槽19的深度，所述滚珠17露出所述滚珠槽19的部分与所述齿轮外圈16的圆周内壁接触。

所述单向轴承内盘14的外壁与所述齿轮外圈16的内壁存在间隙，所述单向轴承内盘14的外壁上均布有若干个沿圆周方向同向排列的楔形槽20，所述楔形槽20由位于其大头端的弧形凹面和位于其小头端的直线斜面组成，每个所述楔形槽20与所述齿轮外圈16的圆周内壁之间均形成一个楔形腔，每个所述楔形腔内均设置有一个所述滚柱18。当所述滚柱18位于所述楔形腔的大头端时，所述滚柱18与所述齿轮外圈16的内壁为间隙配合，当所述滚柱18位于所述楔形腔的小头端时，所述滚柱18与所述齿轮外圈16的内壁为过盈配合。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电动摩托车专用二挡变速机构，其特征在于：包括高速挡单向齿轮（1）、低速挡主动齿轮（4）、传动轴（10）、低速挡传动齿轮（2）、低速挡单向齿轮（5）、从动轮（6）和传动链条（7）；所述高速挡单向齿轮（1）和所述低速挡单向齿轮（5）的有效旋转方向相同；

所述高速挡单向齿轮（1）和所述低速挡主动齿轮（4）依次设置在电机（8）的电机轴（9）上，所述从动轮（6）设置在输出轴（11）上，所述传动轴（10）通过安装板设置在所述电机轴（9）的上方或下方，所述低速挡传动齿轮（2）和所述低速挡单向齿轮（5）依次设置在所述传动轴（10）上，所述低速挡主动齿轮（4）与所述低速挡单向齿轮（5）处于一个平面且两者减速啮合，所述高速挡单向齿轮（1）与所述低速挡传动齿轮（2）处于一个平面但两者不啮合，所述高速挡单向齿轮（1）、所述低速挡传动齿轮（2）和所述从动轮（6）之间绕置有所述传动链条（7）。

2.根据权利要求1所述的电动摩托车专用二挡变速机构，其特征在于：所述高速挡单向齿轮（1）和所述低速挡传动齿轮（2）为同齿同模齿轮。

3.根据权利要求2所述的电动摩托车专用二挡变速机构，其特征在于：所述低速挡主动齿轮（4）的直径小于所述高速挡单向齿轮（1）的直径，所述低速挡单向齿轮（5）的直径大于所述低速挡传动齿轮（2）的直径，且所述低速挡主动齿轮（4）与所述低速挡单向齿轮（5）的半径之和大于所述高速挡单向齿轮（1）与所述低速挡传动齿轮（2）的半径之和。

4.根据权利要求1-3中任意一项所述的电动摩托车专用二挡变速机构，其特征在于：位于所述高速挡单向齿轮（1）与所述低速挡传动齿轮（2）之间的所述传动链条（7）的外侧设置有一个用于调节所述传动链条（7）张紧的压紧轮（12）。

5.一种电动摩托车专用二挡变速机构，其特征在于：包括高速挡单向齿轮（1）、低速挡主动齿轮（4）、传动轴（10）、低速挡传动齿轮（2）、低速挡单向齿轮（5）、自由联动轴（13）、自由联动齿轮（3）、从动轮（6）和传动链条（7）；所述高速挡单向齿轮（1）和所述低速挡单向齿轮（5）的有效旋转方向相同；

所述高速挡单向齿轮（1）和所述低速挡主动齿轮（4）依次设置在电机（8）的电机轴（9）上，所述从动轮（6）设置在输出轴（11）上，所述传动轴（10）通过安装板设置在所述电机轴（9）靠近所述输出轴（11）的一侧，所述低速挡传动齿轮（2）和所述低速挡单向齿轮（5）依次设置在所述传动轴（10）上，所述自由联动轴（13）通过安装板设置在所述电机轴（9）和所述传动轴（10）连线中点的上方或下方，所述自由联动齿轮（3）设置在所述自由联动轴（13）上，所述低速挡主动齿轮（4）与所述低速挡单向齿轮（5）处于一个平面且相互啮合，所述高速挡单向齿轮（1）、所述低速挡传动齿轮（2）和所述自由联动齿轮（3）处于一个平面，且所述自由联动齿轮（3）分别与所述高速挡单向齿轮（1）、所述低速挡传动齿轮（2）啮合，但所述高速挡单向齿轮（1）与所述低速挡传动齿轮（2）不啮合，所述高速挡单向齿轮（1）与所述从动轮（6）之间绕置有所述传动链条（7）。

6.根据权利要求5所述的电动摩托车专用二挡变速机构，其特征在于：所述高速挡单向齿轮（1）、所述低速挡传动齿轮（2）和所述自由联动齿轮（3）为同齿同模齿轮。

7.根据权利要求6所述的电动摩托车专用二挡变速机构，其特征在于：所述低速挡主动齿轮（4）的直径小于所述高速挡单向齿轮（1）的直径，所述低速挡单向齿轮（5）的直径大于所述低速挡传动齿轮（2）的直径，且所述低速挡主动齿轮（4）与所述低速挡单向齿轮（5）的半径之和大于所述高速挡单向齿轮（1）与所述低速挡传动齿轮（2）的半径之和。

8.根据权利要求1-3、5-7中任意一项所述的电动摩托车专用二挡变速机构，其特征在于：所述高速挡单向齿轮（1）和所述低速挡单向齿轮（5）的结构相同，均包括单向轴承内盘（14）、保持架轴承内盘（15）、齿轮外圈（16）、滚珠（17）和滚柱（18）；所述单向轴承内盘（14）和所述保持架轴承内盘（15）沿轴向并排设置，所述齿轮外圈（16）套设于所述单向轴承内盘（14）和所述保持架轴承内盘（15）之外，所述保持架轴承内盘（15）的外壁上均布有若干个沿圆周方向排列的滚珠槽（19），每个所述滚珠槽（19）内均设置有一个所述滚珠（17），所述滚珠（17）的球径略大于所述滚珠槽（19）的深度，所述滚珠（17）露出所述滚珠槽（19）的部分与所述齿轮外圈（16）的圆周内壁接触；所述单向轴承内盘（14）的外壁与所述齿轮外圈（16）的内壁存在间隙，所述单向轴承内盘（14）的外壁上均布有若干个沿圆周方向同向排列的楔形槽（20），每个所述楔形槽（20）与所述齿轮外圈（16）的圆周内壁之间均形成一个楔形腔，每个所述楔形腔内均设置有一个所述滚柱（18）。

9.根据权利要求8所述的电动摩托车专用二挡变速机构，其特征在于：所述楔形槽（20）由位于其大头端的弧形凹面和位于其小头端的直线斜面组成。

10.根据权利要求9所述的电动摩托车专用二挡变速机构，其特征在于：当所述滚柱（18）位于所述楔形腔的大头端时，所述滚柱（18）与所述齿轮外圈（16）的内壁为间隙配合，当所述滚柱（18）位于所述楔形腔的小头端时，所述滚柱（18）与所述齿轮外圈（16）的内壁为过盈配合。