CN211592846U - 一种单边驱动变档轮毂 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种单边驱动变档轮毂，包括轮毂、中心轴、以及包括定子和转子的电机，定子固定在中心轴上，转子和轮毂均与中心轴同轴线设置；还包括主动端盖，主动端盖的中心转动安装在中心轴上，且固定在轮毂的一端；从动端盖的中心转动安装在中心轴上，且固定在轮毂的另一端；太阳齿固定在转子上，且与中心轴同轴线设置；齿圈与太阳齿同轴线设置，主动端盖固定在齿圈上；单向离合器固定在中心轴上；行星架固定在单向离合器上；行星齿转动安装在行星架上，且分别与太阳齿和齿圈啮合；离心式离合器分别与齿圈和转子连接。该轮毂能够通过换挡实现高速和大扭矩的切换，满足高速或大负载的要求，电机不易烧坏，使安装和维修方便。

Description

一种单边驱动变档轮毂

技术领域

本实用新型涉及一种电动车轮毂，尤其是一种单边驱动变档轮毂。

背景技术

有些电动自行车的电机自带减速器，能够增大输出扭矩，但是速度的调整是通过控制电流的大小来调整，由于经过减速器，导致整体速度不高。

实用新型内容

为解决上述问题，本实用新型提供一种能够通过换挡实现高速和大扭矩的切换，满足高速或大负载的要求，使用方便的一种单边驱动变档轮毂，具体技术方案为：

一种单边驱动变档轮毂，包括轮毂、中心轴、以及包括定子和转子的电机，所述定子固定在中心轴上，所述转子和轮毂均与中心轴同轴线设置；还包括主动端盖，所述主动端盖的中心转动安装在中心轴上，所述主动端盖固定在轮毂的一端；从动端盖，所述从动端盖的中心转动安装在中心轴上，所述从动端盖固定在轮毂的另一端；太阳齿，所述太阳齿固定在转子上，且与中心轴同轴线设置；齿圈，所述齿圈与太阳齿同轴线设置，所述主动端盖固定在齿圈上；单向离合器，所述单向离合器固定在中心轴上；行星架，所述行星架固定在单向离合器上；行星齿，所述行星齿转动安装在行星架上，且分别与太阳齿和齿圈啮合；离心式离合器，所述离心式离合器分别与齿圈和转子连接。

通过采用上述技术方案，离心式离合器与单向离合器交替使用，假设电机正转，即转子正转，此时单向离合器处于分离状态，离心式离合器处于结合状态，离心式离合器使轮毂跟随转子转动，由电机直接驱动轮毂转动，可以保持高速转动；换挡时电机反转，此时单向离合器处于结合状态，离心式离合器处于分离装置，转子通过行星齿轮驱动轮毂转动，由于行星架固定，太阳齿通过行星齿驱动齿圈转动，齿圈驱动轮毂转动，轮毂的转动方向与转子的转动方向相反，即轮毂的转动方向不变，转子通过行星齿轮减速，增大了输出的扭矩，不容易烧坏电机。电机的转动方向也可以设为反转驱动轮毂转动。通过单向离合器和离心式离合器实现换挡功能，既不影响电动车的高速性能，同时保证了大负载或爬坡时进行换挡实现大扭矩的输出，保证了电机的正常使用。

主动端盖和从动端盖实现轮毂的密封，将电机和驱动部件均封闭在轮毂的内部，同时实现轮毂的压力均通过两个端盖传递到中心轴上，减少其他部件的受力，保持传动的稳定可靠。

进一步的，所述离心式离合器包括摩擦圈，所述摩擦圈与转子连接；保持架，所述保持架上环形阵列设有多个兜孔；驱动滚子，所述驱动滚子分别活动安装在兜孔中；所述齿圈上设有正棱柱；离合环，所述离合环的内圆面环形阵列设有离心面和结合槽，所述结合槽位于离心面的一侧，所述离合环固定在保持架上，所述离心面均位于兜孔的一侧，所述结合槽均位于兜孔处；所述齿圈、保持架、摩擦圈和离合环均与中心轴同轴线设置，所述保持架位于摩擦圈与齿圈之间；所述离心面与正棱柱的侧面接触时驱动滚子处于自由状态，所述齿圈不跟随摩擦圈转动；所述正棱柱的侧棱位于结合槽内时驱动滚子分别与正棱柱的侧面和摩擦圈的内圆面接触，所述齿圈跟随摩擦圈转动；离合驱动装置，所述离合驱动装置安装在摩擦圈上，所述离合驱动装置用于摩擦圈是否带动保持架转动。

通过采用上述技术方案，离心面与正棱柱的侧面接触时，兜孔和驱动滚子均位于正棱柱的侧面的中心处，此时正棱柱的侧面与摩擦圈的内圆面之间的距离最大，驱动滚子处于自由状态，即驱动滚子的直径小于该距离，驱动滚子只与正棱柱的侧面或摩擦圈的内圆面中的一个接触，摩擦轮不会带动保持架和齿圈转动，离心式离合器处于分离状态。

当正棱柱的侧棱位于结合槽内时，正棱柱的侧面与摩擦圈的内圆面之间的距离较小，并且小于驱动滚子的直径，正棱柱的侧面将驱动滚子压紧在摩擦圈的内圆面上，即驱动滚子实现摩擦圈与齿圈的连接，此时摩擦圈能带动保持架、离合环、驱动转子和齿圈同时转动，离心式离合器处于结合状态。

当摩擦圈正转时，摩擦圈通过离合驱动装置带动保持架转动，保持架带动离合环和驱动滚子转动，使离心式离合器处于结合状态；当摩擦圈反转时，离合驱动装置不带动保持架转动，使离心式离合器处于分离状态。

驱动滚子传动使离心式离合器传动稳定可靠。驱动滚子为圆柱体。

进一步的，所述正棱柱的侧棱倒角形成驱动面，所述驱动面的宽度小于侧面的宽度。

通过采用上述技术方案，驱动面为正棱柱的侧棱倒角形成，驱动面减小正棱柱侧面的宽度，从而扩大驱动滚子的活动空间，增大离合环离合的角度，避免离合环转动很小的角度就使驱动滚子压紧在正棱柱与摩擦圈的内圆面之间，提高运行的稳定性。

进一步的，所述离合驱动装置包括驱动杆或驱动钢球，所述驱动杆或驱动钢球滑动安装在摩擦圈上的驱动孔内；驱动弹簧，所述驱动弹簧安装在驱动孔内，且位于驱动孔与驱动杆或驱动钢球之间，所述驱动弹簧用于将驱动杆或驱动钢球压紧在保持架的外圆面上；所述保持架的外圆面上设有驱动槽，所述驱动槽用于摩擦圈顺时针转动或逆时针转动时驱动杆或驱动钢球带动保持架转动。

通过采用上述技术方案，摩擦圈正转时驱动杆或驱动钢球能够带动保持架跟随摩擦圈转动，从而使离心式离合器处于结合状态，摩擦圈反转时驱动杆或驱动钢球会缩回驱动孔内，保持架不跟随摩擦圈转动，使离心式离合器处于分离状态。

进一步的，所述转子为圆盘形，所述转子包括磁钢环，所述磁钢环用于安装磁钢；连接板，所述磁钢环设置在连接板的边缘处，所述连接板上设有安装槽，所述安装槽用于安装齿圈。

通过采用上述技术方案，转子采用冲压成型，结构简单，加工方便。

整体零件数量少，提高了装配效率，降低了加工成本。

与现有技术相比本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型提供的一种单边驱动变档轮毂能够通过换挡实现高速和大扭矩的切换，满足高速或大负载的要求，使用方便，电机不易烧坏，由于离心式离合装置和行星齿轮均位于轮毂的同一侧，使安装和维修方便。

附图说明

图1是一种单边驱动变档轮毂的结构示意图；

图2是一种单边驱动变档轮毂的剖视图；

图3是行星齿轮和离心式离合器的爆炸图；

图4是行星齿轮的正视图；

图5是行星齿轮和离心式离合器装配在一起的正视图；

图6是图5的侧视图；

图7是沿图6中A-A线的剖视图；

图8是图7中I处的局部放大图，且离心式离合器处于分离状态；

图9是图7中I处的局部放大图，且离心式离合器处于结合状态；

图10是齿圈的结构示意图；

图11是离合环的结构示意图；

图12是保持架的结构示意图；

图13是电机的结构示意图；

图14是电机上装有行星齿轮和离心式离合器的结构示意图；

图15是转子的结构示意图。

具体实施方式

现结合附图对本实用新型作进一步说明。

如图1至图15所示，一种单边驱动变档轮毂，包括轮毂11、中心轴14、以及包括定子15和转子2的电机，定子15固定在中心轴14上，转子2和轮毂11均与中心轴14同轴线设置；还包括主动端盖12，主动端盖12的中心转动安装在中心轴14上，主动端盖12固定在轮毂11的一端；从动端盖13，从动端盖13的中心转动安装在中心轴14上，从动端盖13固定在轮毂11的另一端；太阳齿91，太阳齿91固定在转子2上，且与中心轴14同轴线设置；齿圈8，齿圈8与太阳齿91同轴线设置，主动端盖12固定在齿圈8上；单向离合器95，单向离合器95固定在中心轴14上；行星架92，行星架92固定在单向离合器95上；行星齿94，行星齿94转动安装在行星架92上，且分别与太阳齿91和齿圈8啮合；离心式离合器，离心式离合器分别与齿圈8和转子2连接。

离心式离合器与单向离合器95交替使用，假设电机正转，即转子2正转，此时单向离合器95处于分离状态，离心式离合器处于结合状态，离心式离合器使轮毂11跟随转子2转动，由电机直接驱动轮毂11转动，可以保持高速转动；换挡时电机反转，此时单向离合器95处于结合状态，离心式离合器处于分离装置，转子2通过行星齿轮驱动轮毂11转动，由于行星架92固定，太阳齿91通过行星齿94驱动齿圈8转动，齿圈8驱动轮毂11转动，轮毂11的转动方向与转子2的转动方向相反，即轮毂11的转动方向不变，转子2通过行星齿轮减速，增大了输出的扭矩，不容易烧坏电机。电机的转动方向也可以设为反转驱动轮毂11转动。通过单向离合器95和离心式离合器实现换挡功能，既不影响电动车的高速性能，同时保证了大负载或爬坡时进行换挡实现大扭矩的输出，保证了电机的正常使用。

主动端盖12和从动端盖13实现轮毂11的密封，将电机和驱动部件均封闭在轮毂11的内部，同时实现轮毂11的压力均通过两个端盖传递到中心轴14上，减少其他部件的受力，保持传动的稳定可靠。

具体的，太阳齿91与驱动环连接，驱动环与转子2连接，太阳齿91通过轴承安装在中心轴14上。

定子15和单向离合器95与中心轴14之间均装有键，键使定子15和单向离合器95与中心轴14之间不会发生相对转动。

主动端盖12和从动端盖13均通过轴承与中心轴14连接，且与中心轴14之间均装有密封环。

离心式离合器包括摩擦圈3，摩擦圈3与转子2连接；保持架4，保持架4上环形阵列设有多个兜孔41；驱动滚子61，驱动滚子61分别活动安装在兜孔41中；齿圈8上设有正棱柱；离合环7，离合环7的内圆面环形阵列设有离心面71和结合槽72，结合槽72位于离心面71的一侧，离合环7固定在保持架4上，离心面71均位于兜孔41的一侧，结合槽72均位于兜孔41处；齿圈8、保持架4、摩擦圈3和离合环7均与中心轴14同轴线设置，保持架4位于摩擦圈3与齿圈8之间；离心面71与正棱柱的侧面81接触时驱动滚子61处于自由状态，齿圈8不跟随摩擦圈3转动；正棱柱的侧棱位于结合槽72内时驱动滚子61分别与正棱柱的侧面81和摩擦圈3的内圆面接触，齿圈8跟随摩擦圈3转动；离合驱动装置，离合驱动装置安装在摩擦圈3上，离合驱动装置用于摩擦圈3是否带动保持架4转动。

如图8和图9所示，离心面71与正棱柱的侧面81接触时，兜孔41和驱动滚子61均位于正棱柱的侧面81的中心处，此时正棱柱的侧面81与摩擦圈3的内圆面之间的距离最大，驱动滚子61处于自由状态，即驱动滚子61的直径小于该距离，驱动滚子61只与正棱柱的侧面81或摩擦圈3的内圆面中的一个接触，摩擦轮不会带动保持架4和齿圈8转动，离心式离合器处于分离状态。

当正棱柱的侧棱位于结合槽72内时，正棱柱的侧面81与摩擦圈3的内圆面之间的距离较小，并且小于驱动滚子61的直径，正棱柱的侧面81将驱动滚子61压紧在摩擦圈3的内圆面上，即驱动滚子61实现摩擦圈3与齿圈8的连接，此时摩擦圈3能带动保持架4、离合环7、驱动转子2和齿圈8同时转动，离心式离合器处于结合状态。

当摩擦圈3正转时，摩擦圈3通过离合驱动装置带动保持架4转动，保持架4带动离合环7和驱动滚子61转动，使离心式离合器处于结合状态；当摩擦圈3反转时，离合驱动装置不带动保持架4转动，使离心式离合器处于分离状态。

驱动滚子61传动使离心式离合器传动稳定可靠。驱动滚子61为圆柱体。

正棱柱的侧棱倒角形成驱动面82，驱动面82的宽度小于侧面81的宽度。驱动面82为正棱柱的侧棱倒角形成，倒角尺寸一致，驱动面82减小正棱柱侧面81的宽度，从而扩大驱动滚子61的活动空间，增大离合环7离合的角度，避免离合环7转动很小的角度就使驱动滚子61压紧在正棱柱的侧面81与摩擦圈3的内圆面之间，提高运行的稳定性。

离合驱动装置包括驱动杆62或驱动钢球，驱动杆62或驱动钢球滑动安装在摩擦圈3上的驱动孔内；驱动弹簧，驱动弹簧安装在驱动孔内，且位于驱动孔与驱动杆62或驱动钢球之间，驱动弹簧用于将驱动杆62或驱动钢球压紧在保持架4的外圆面上；保持架4的外圆面上设有驱动槽42，驱动槽42用于摩擦圈3顺时针转动或逆时针转动时驱动杆62或驱动钢球带动保持架4转动。

摩擦圈3正转时驱动杆62或驱动钢球能够带动保持架4跟随摩擦圈3转动，从而使离心式离合器处于结合状态，摩擦圈3反转时驱动杆62或驱动钢球会缩回驱动孔内，即驱动杆62或驱动钢球会被保持架4顶到驱动孔内，保持架4不跟随摩擦圈3转动，使离心式离合器处于分离状态。

如图15所示，转子2为圆盘形，转子2包括磁钢环21，磁钢环21用于安装磁钢；连接板22，磁钢环21设置在连接板22的边缘处，连接板22上设有安装槽23，安装槽23用于安装齿圈8。转子2采用冲压成型，结构简单，加工方便。其中驱动环与连接板22连接，驱动环通过轴承转动安装在定子15上。

整体零件数量少，提高了装配效率，降低了加工成本。

高速档，单向离合器95处于分离状态，离心式离合器处于结合状态，离心式离合器使轮毂11跟随转子2转动，由电机直接驱动轮毂11转动，使轮毂11高速转动。此时行星架92处于自由转动状态，行星架92和行星齿94不起作用，行星齿轮处于空挡状态。

低速档，电机转动方向与高速档相反，单向离合器95处于结合状态，离心式离合器处于分离装置，转子2通过行星齿轮驱动轮毂11转动，由于行星架92固定，太阳齿91通过行星齿94驱动齿圈8转动，齿圈8驱动轮毂11转动，轮毂11的转动方向与转子2的转动方向相反，即轮毂11的转动方向不变，转子2通过行星齿轮减速，增大了输出的扭矩。

本实用新型提供的一种单边驱动变档轮毂能够通过换挡实现高速和大扭矩的切换，满足高速或大负载的要求，使用方便，电机不易烧坏，由于离心式离合装置和行星齿轮均位于轮毂的同一侧，使安装和维修方便。

Claims (5)

1.一种单边驱动变档轮毂，包括轮毂、中心轴、以及包括定子和转子的电机，所述定子固定在中心轴上，所述转子和轮毂均与中心轴同轴线设置；

其特征在于，还包括

主动端盖，所述主动端盖的中心转动安装在中心轴上，所述主动端盖固定在轮毂的一端；

从动端盖，所述从动端盖的中心转动安装在中心轴上，所述从动端盖固定在轮毂的另一端；

太阳齿，所述太阳齿固定在转子上，且与中心轴同轴线设置；

齿圈，所述齿圈与太阳齿同轴线设置，所述主动端盖固定在齿圈上；

单向离合器，所述单向离合器固定在中心轴上；

行星架，所述行星架固定在单向离合器上；

行星齿，所述行星齿转动安装在行星架上，且分别与太阳齿和齿圈啮合；

离心式离合器，所述离心式离合器分别与齿圈和转子连接。

2.根据权利要求1所述的一种单边驱动变档轮毂，其特征在于，所述离心式离合器包括

摩擦圈，所述摩擦圈与转子连接；

保持架，所述保持架上环形阵列设有多个兜孔；

驱动滚子，所述驱动滚子分别活动安装在兜孔中；

所述齿圈上设有正棱柱；

离合环，所述离合环的内圆面环形阵列设有离心面和结合槽，所述结合槽位于离心面的一侧，所述离合环固定在保持架上，所述离心面均位于兜孔的一侧，所述结合槽均位于兜孔处；

所述齿圈、保持架、摩擦圈和离合环均与中心轴同轴线设置，所述保持架位于摩擦圈与齿圈之间；

所述离心面与正棱柱的侧面接触时驱动滚子处于自由状态，所述齿圈不跟随摩擦圈转动；

所述正棱柱的侧棱位于结合槽内时驱动滚子分别与正棱柱的侧面和摩擦圈的内圆面接触，所述齿圈跟随摩擦圈转动；

离合驱动装置，所述离合驱动装置安装在摩擦圈上，所述离合驱动装置用于摩擦圈是否带动保持架转动。

3.根据权利要求2所述的一种单边驱动变档轮毂，其特征在于，所述正棱柱的侧棱倒角形成驱动面，所述驱动面的宽度小于侧面的宽度。

4.根据权利要求2所述的一种单边驱动变档轮毂，其特征在于，所述离合驱动装置包括

驱动杆或驱动钢球，所述驱动杆或驱动钢球滑动安装在摩擦圈上的驱动孔内；

驱动弹簧，所述驱动弹簧安装在驱动孔内，且位于驱动孔与驱动杆或驱动钢球之间，所述驱动弹簧用于将驱动杆或驱动钢球压紧在保持架的外圆面上；

所述保持架的外圆面上设有驱动槽，所述驱动槽用于摩擦圈顺时针转动或逆时针转动时驱动杆或驱动钢球带动保持架转动。

5.根据权利要求1所述的一种单边驱动变档轮毂，其特征在于，所述转子为圆盘形，所述转子包括

磁钢环，所述磁钢环用于安装磁钢；

连接板，所述磁钢环设置在连接板的边缘处，所述连接板上设有安装槽，所述安装槽用于安装齿圈。

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