CN2898447Y

CN2898447Y - 电控变速装置

Info

Publication number: CN2898447Y
Application number: CN 200620069749
Authority: CN
Inventors: 苏杰
Original assignee: SUZHOU BENJI POWER CO Ltd
Current assignee: SUZHOU BENJI POWER CO Ltd
Priority date: 2006-02-27
Filing date: 2006-02-27
Publication date: 2007-05-09
Anticipated expiration: 2016-02-27

Abstract

一种电控变速装置，其特征在于：由齿轮变速机构和电控操作机构组成，齿轮变速机构主要由两根转轴、四个齿轮和滑套组成，两根转轴平行设置，四个齿轮分布在两根转轴上，并且两两啮合构成高、低两档传动比，滑套设在其中一根转轴上，该转轴与齿轮转动设置，滑套经自身的花键槽与转轴外缘上的花键轴配合，滑套在轴向移动中通过两端的端爪与两侧齿轮的端槽或端孔配合选择不同档位；电控操作机构包括小电机、偏心轮或凸轮、移动块、拨叉以及两个行程开关，小电机带动偏心轮或凸轮转动，偏心轮或凸轮作用于移动块，移动块推动拨叉，拨叉拨动滑套锁定相应齿轮传动链实现换挡，两个行程开关限制移动块的两端极限位置。本方案根据电机自身特点，以结构简单，操作方便，传动高效为原则合理设计了一种适合于小型电动车使用的电控变速装置。

Description

电控变速装置

技术领域

本实用新型涉及电动车的一种变速装置，特别涉及电动自行车以及电动摩托车等小型电动车辆电控型变速装置。

背景技术

采用电动机和蓄电池来驱动的小型电动车辆，如电动自行车及电动摩托车，作为人们出行的一种代步工具在我国大部分城市已普遍使用。这种车辆由于无尾气排放，对保护空气质量起到了积极作用。

目前市场上的电动自行车及电动摩托车普遍采用轮毂式电机或中置式电机直接驱动后轮。而作为日常行车的需要，首先对车速有一定的要求，其次也要有一定的爬坡能力(一定的扭矩)。我们知道当功率一定时，这两者成反比关系，即在衡定功率条件下，车速越快，爬坡能力越差，而车速越慢，爬坡能力越好。而功率越大则耗电量越大，续行里程就短，因此要在一个适当的功率条件下达到比较好的爬坡能力和较高的速度就需要用到变速，即在源动力到输出轮之间设置变速装置，使源动力输出的特定转速获得不同的车速。据申请人了解，目前市面上电动车中还没有应用这项技术。

另一方面，众所周知，在汽油机式摩托车中已设计有变速箱结构，一般包括有级变速(档位)和无极变速(CVT)两种。这已是比较成熟的技术，但发动机与电动机有作不同的特性，电动机起动扭矩最大，没有怠速状态，不工作时转速为零，发动机则有特定的功率、扭矩曲线，而且有最低怠速的限制。因此汽油机式摩托车上的变速箱结构比较复杂，而且成本高。无极变速结构(CVT)损耗大，有级变速箱内部结构和变速操作复杂。所以现有汽油机式摩托车中的变速箱结构不适用于电动车。

发明内容

本实用新型的目的是结合电机特性以及电动车特点，设计一种适用于电动车辆使用的简便型电控式变速装置。

为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种电控变速装置，由齿轮变速机构和电控操作机构组成；

齿轮变速机构包括第一转轴、第二转轴、第一齿轮、第二齿轮、第三齿轮、第四齿轮以及滑套，第一转轴与第二转轴平行设置并分别支承在轴承上，第一齿轮和第三齿轮固定设置在第一转轴上，第二齿轮和第四齿轮转动设置在第二转轴上，第一齿轮与第二齿轮啮合构成第一传动比，第三齿轮与第四齿轮啮合构成第二传动比，第一传动比与第二传动比不同；滑套设在第二齿轮与第四齿轮之间的第二转轴上，并经自身内缘上所设的花键槽与第二转轴外缘上所设的花键配合，滑套轴向两侧端面上分别设有端爪，对应该端爪在第二齿轮和第四齿轮端面上分别设有端槽或端孔，某一侧端爪与对应侧端槽或端孔配合迫使该侧齿轮相对第二转轴固定；

电控操作机构包括小电机、偏心轮或凸轮、移动块、拨叉以及两个行程开关，小电机的输出轴与偏心轮或凸轮固定连接，偏心轮或凸轮作用于移动块，移动块一方面相对于第二转轴的轴向滑动设置，另一方面与拨叉弹性连接，拨叉伸入齿轮变速机构作用于滑套，迫使其在第二转轴上轴向滑动，两个行程开关相对设置在移动块的两端极限位置上。

上述技术方案中的有关内容解释如下：

1、上述方案中，从理论上讲所述第一转轴和第二转轴两者中，任何一个均可以作为电控变速装置的输入轴，而另一个作为输出轴。但齿轮与转轴固定设置的第一转轴作为输入轴更好。

2、上述方案中，所述第一传动比与第二传动比不同，是指电控变速装置有两种不同的传动比，即两档车速，其中，一档为高速档作为平路行驶速度，而另一档为低速档，该档的输出扭矩较大，更适合爬坡行驶。

3、关于端爪的数量和布置问题，上述方案中所述滑套轴向每侧端面上的端爪至少由一个组成，但较好的方案是由两个或两个以上组成，两个或两个以上端爪沿圆周方向均布。

4、关于端槽或端孔的数量和布置问题，可以有两种具体方案：

(1)、第二齿轮和第四齿轮端面上的端槽或端孔在数量上与端爪相同，其分布位置在圆周方向与端爪相对应。

(2)、第二齿轮和第四齿轮端面上的端槽或端孔在数量上是端爪的整数倍，其分布位置在圆周方向与端爪旋转对应。

5、上述方案中，所述“移动块一方面相对于第二转轴的轴向滑动设置，另一方面与拨叉弹性连接”，其具体结构为：设置一固定的支架杆，该支架杆平行于第二转轴设置，移动块通过轴套套装在支架杆上形成轴向滑动连接，拨叉一端以套筒结构再套装在轴套外缘上，套筒两端与轴套外缘轴肩之间分别设有弹簧预压配合。

6、上述方案中，所述“偏心轮或凸轮作用于移动块”，其具体结构为：移动块上设有两个相向对置的作用面，偏心轮或凸轮位于两个作用面之间，随小电机转动交替顶压两侧作用面。

7、上述方案中，所述“两个行程开关相对设置在移动块的两端极限位置上”，其具体结构为：移动块上延伸出一信号杆，该信号杆的末端设有信号片，两个行程开关分别设置在信号片两侧的极限位置上。

本实用新型由齿轮变速机构和电控操作机构组成，其设计理论是：齿轮变速机构由两根转轴、四个齿轮和滑套组成，两根转轴平行设置，四个齿轮分布在两根转轴上，并且两两啮合构成高、低两档传动比，滑套设在其中一根转轴上，该转轴与齿轮转动设置，滑套经自身的花键槽与转轴外缘上的花键轴配合，滑套在轴向移动中通过两端的端爪与两侧齿轮的端槽或端孔配合选择不同档位；电控操作机构包括小电机、偏心轮或凸轮、移动块、拨叉以及两个行程开关，小电机带动偏心轮或凸轮转动，偏心轮或凸轮作用于移动块，移动块推动拨叉，拨叉拨动滑套锁定相应齿轮传动链实现换挡，两个行程开关限制移动块的两端极限位置。

由于上述技术方案运用，本实用新型与现有技术相比具有下列优点：

1、本实用新型根据电机自身特点，以结构简单，操作方便，传动高效为原则合理设计了一种适合于小型电动车使用的电控型两挡变速装置。2、本实用新型实现了两级传动比，达到了高速低扭矩档和低速高扭矩档两档运行的可能，弥补了目前电动车的不足。

3、本实用新型操作控制简便，只要在手把上拨动开关即可。

4、本实用新型结构紧凑，体积小，装配在电动车上空间适当，手把开关装配不影响其它零件的安装。

5、本实用新型齿轮传动效率高损耗小。

附图说明

附图1为本实用新型实施例立体分解图；

附图2为本实用新型实施例立体图(一)；

附图3为本实用新型实施例齿轮变速机构结构图；

附图4为本实用新型实施例立体图(二)；

附图5为本实用新型换挡控制电路图。

以上附图中：1、电机；2、小带轮；3、箱体；4、花键轴；5、行程开关；6、第一齿轮；7、第二齿轮；8、第三齿轮；9、第四齿轮；10、箱盖；11、轴承盖；12、轴承盖；13、支架杆；14、移动块；15、信号杆；16、偏心轮；17、小电机；18、齿轮轴；19、拨叉；20、弹簧；21、信号片；22、滑套；23、轴套；24、轴承；25、端爪；26、腰形端孔；27、换挡开关。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步描述：

实施例：参见附图1～4所示，一种适用于小型电动车的电控变速装置，由齿轮变速机构和电控操作机构组成。

参见图3所示，齿轮变速机构由齿轮轴18(第一转轴)、花键轴4(第二转轴)、第一齿轮6、第二齿轮7、第三齿轮8、第四齿轮9、滑套22、箱体3、箱盖10、轴承24、轴承盖11、轴承盖12等组成。箱体3和箱盖10拼合构成齿轮变速机构的壳体结构。齿轮轴18(第一转轴)与花键轴4(第二转轴)平行设置并分别支承在轴承24上，其中，齿轮轴18作为输入轴与工作电机1的输出轴连接，花键轴4作为输出轴与小带轮2固定连接，小带轮2通过传动链与电动车的驱动轮连接。第一齿轮6和第三齿轮8固定设置在齿轮轴18(第一转轴)上，第二齿轮7和第四齿轮9转动设置在花键轴4(第二转轴)上。第一齿轮6与第二齿轮7啮合构成第一传动比，第三齿轮8与第四齿轮9啮合构成第二传动比，第一传动比作为低速挡，第二传动比作为高速档。

滑套22设在第二齿轮7与第四齿轮9之间的花键轴4(第二转轴)上，滑套22经自身内缘上所设的花键槽与花键轴4(第二转轴)外缘上所设的花键配合。滑套22轴向两侧端面上分别设有端爪25(图1～3中的小凸圆柱)，每侧的端爪25由三个小凸圆柱组成，端爪25沿圆周方向均布。对应该端爪25在第二齿轮7和第四齿轮9端面上分别设有腰形端孔26，腰形端孔26在数量上与端爪25相同，其分布位置在圆周方向与端爪25相对应。当某一侧端爪25嵌入对应侧腰形端孔26后，迫使该侧齿轮相对花键轴4(第二转轴)固定。

参见图1、图2和图4所示，电控操作机构由小电机17、偏心轮16、移动块14、支架杆13、轴套23、两个弹簧20、拨叉19和两个行程开关5组成。支架杆13定位在壳体内的箱体3和箱盖10上。该支架杆13平行于花键轴4(第二转轴)设置，移动块14通过轴套23套装在支架杆13上形成轴向滑动连接。拨叉19一端以套筒结构再套装在轴套23外缘上，套筒两端与轴套23外缘轴肩之间分别设有一个别弹簧20预压配合。轴套23上的两个弹簧20则起如下作用：当滑套22一侧的三只小凸圆柱(端爪25)未能对准齿轮上的腰形端孔26时，不致于发生冲击，而是压缩弹簧20，这时齿轮一旦转动，这三只小凸圆柱马上可嵌入腰形端孔26中实现啮合。

小电机17的输出轴与偏心轮16固定连接，移动块14上设有一个孔作为两个相向对置的作用面，偏心轮16伸入该孔中，随小电机17转动交替顶压两侧作用面，迫使移动块14沿支架杆13轴向移动。移动决14的移动带动轴套23在支架杆13轴向移动，最终通过弹簧20推动拨叉19，拨叉19伸入齿轮变速机构作用于滑套22，迫使其在花键轴4(第二转轴)上轴向滑动，滑套22通过某一侧端爪25嵌入对应侧腰形端孔26，迫使该侧齿轮相对花键轴4(第二转轴)固定，以此实现换挡。

移动决14上延伸出一信号杆15，该信号杆15的末端设有信号片21，两个行程开关5分别设置在信号片21两侧的极限位置上。当信号片21随移动块14移动至一侧行程开关5时，行程开关5由常闭变成断开，切断小电机17的电源，小电机17停止转动。参见图5所示，需要换档时，拨动换挡开关27(二位三通开关)，接通电源，小电机17继续转动带动移动块14反向移动，当信号片21随移动块14移动至另一侧行程开关5时，另一侧的行程开关5由常闭变成断开，切断小电机17的电源，小电机17停止转动，以此循环往复，切换变速挡位。

本方案结合电机的特性和操作简便性，较好的实现了从主动力电机1到小带轮2之间的变速传动。电机1输出轴带动齿轮轴18，齿轮轴18再通过两对不同传动比的齿轮啮合传动，来实现不同的转速。此时带内花键槽的滑套22在花键轴4上作轴向移动即可选择第二齿轮7或第四齿轮9来驱动花键轴4，花键轴4作为变速箱的输出轴通过一只单向离合器带动小带轮2来驱动后轮。为了控制变速，本方案在手把上设有一只换挡开关27(二位三通开关)控制变速箱上的小电机17转动。

上述实施例只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围。凡根据本实用新型精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims

1、一种电控变速装置，其特征在于：由齿轮变速机构和电控操作机构组成；

2、根据权利要求1所述的电控变速装置，其特征在于：所述滑套轴向每侧端面上的端爪由两个或两个以上组成，两个或两个以上端爪沿圆周方向均布。

3、根据权利要求2所述的电控变速装置，其特征在于：所述第二齿轮和第四齿轮端面上的端槽或端孔在数量上与端爪相同，其分布位置在圆周方向与端爪相对应。

4、根据权利要求2所述的电控变速装置，其特征在于：所述第二齿轮和第四齿轮端面上的端槽或端孔在数量上是端爪的整数倍，其分布位置在圆周方向与端爪旋转对应。

5、根据权利要求1所述的电控变速装置，其特征在于：所述移动块一方面相对于第二转轴的轴向滑动设置，另一方面与拨叉弹性连接，其具体结构为：设置一固定的支架杆，该支架杆平行于第二转轴设置，移动块通过轴套套装在支架杆上形成轴向滑动连接，拨叉一端以套筒结构再套装在轴套外缘上，套筒两端与轴套外缘轴肩之间分别设有弹簧预压配合。

6、根据权利要求1所述的电控变速装置，其特征在于：所述偏心轮或凸轮作用于移动块，其具体结构为：移动块上设有两个相向对置的作用面，偏心轮或凸轮位于两个作用面之间，随小电机转动交替顶压两侧作用面。

7、根据权利要求1所述的电控变速装置，其特征在于：所述两个行程开关相对设置在移动块的两端极限位置上，其具体结构为：移动块上延伸出一信号杆，该信号杆的末端设有信号片，两个行程开关分别设置在信号片两侧的极限位置上。